INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
Precipitação Radiação Solar Transpiração e Evaporação Infiltração Escoamento superficial direto Evaporação Lc Lp Escoamento Subterrâneo Rios e lagos Aqüífero Confinado Manto rochoso
1. CONCEITOS 1. Passagem da água oriunda de chuva (precipitação) ou irrigação através da superfície do solo; 2. Percolação e redistribuição no perfil do solo;
2. Importância 1. Geração de escoamento superficial direto; 2. Recarga de água subterrânea; 3. Transporte de massa (solutos diversos); 4. Erosão e transporte de sedimentos (solo fertil, fertilizantes e corretivos de forma geral); 5. Armazenamento de água no solo; 6. Evapotranspiração;
3. Conceitos básicos Disponibilidade de água no solo; Retenção de água: matriz do solo; Fluxo de água (água gravitacional); Potencial da água no solo: movimento e redistribuição de água no perfil do solo; Matricial; Pressão; Osmótico; Gravitacional;
Curva característica do solo m R n m 1 m S R pmp cc s
4. Fatores que afetam a infiltração Intrínsecos ao solo: Porosidade: macro e microporosidade (distribuição de poros por tamanho); Estrutura do solo: distribuição de agregados do solo e sua conformação; Textura do solo: potencial mátrico (retenção de água), estrutura do solo (macro e microporos); Solos argilosos têm maior ou menor infiltrabilidade? Umidade do solo: função de todos os fatores anteriores; Matéria orgânica do solo; Atividade biológica do solo;
Cambissolos
Latossolos
Extrínsecos ao solo: Taxa de aplicação de água; Topografia; Condições de superfície; Preparo do solo Convencional; Mínimo; Plantio Direto; Qualidade do solo;
Paisagem de ocorrência de um Cambissolo
Paisagem de ocorrência de um Latossolo
5. Armazenamento de água no solo 1 Z Z Z Z Z Z Z Z A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 7 8 9 6 3 4 5 2 z
6. Processo de Infiltração i s Zona de saturação Zona de transição (redução de umidade) Zona de transmissão (redução considerável de umidade) Zona de umedecimento Frente de molhamento z
7. Movimento de água no solo Regime Permanente: equação de Darcy
8.Equações de infiltração de água no solo Testes de Infiltração: simuladores de chuva
Testes de Infiltração: permeâmetros de carga constante
Testes de Infiltração: infiltrômetros de anéis
CI (LT -1 ) I acumulada (L) 8.Equações de Infiltração de água no solo CI básica Tempo (T) Tempo (T)
8.1 Equações empíricas Equação de Kostiakov: I K n t CI di dt K n t n1
CI (LT -1 ) Ip (LT -1 ) 9. Infiltração x escoamento superficial Escoamento superficial CI (LT -1 ) Tempo (T)
VI e CI A1 A2 t1 0 tp t1 CI TA TA CT dt dt
10. INFILTRAÇÃO MÉDIA NA BACIA 10.1 ÍNDICE Φ 1. Obtido da combinação hietograma - hidrograma 2. Área acima do Índice Φ corresponde ao escoamento superficial direto; área abaixo, infiltração; 3. Obtido por tentativas tendo-se o conhecimento do total precipitado e do escoamento superficial direto, ambos em lâmina; 4. Escoamento superficial direto = precipitação efetiva (enxurrada);
Hidrógrafa Hietograma
1. Para o hietograma abaixo, calcule o Índice f considerando a ocorrência de uma lâmina de escoamento igual a 8 mm. Tempo IP (mm h -1 ) (min) 30 8 60 13 90 10 120 6 150 15 180 9
1. Para o hietograma abaixo, calcule o Índice f considerando a seguinte equação de capacidade de infiltração de Kostiakov: CI 74,418t 0,3852 1 ;CI mm h e t em minutos Tempo IP (mm h -1 ) (min) 0 0 30 20 60 45 90 35 120 15 150 8
Tempo (minutos) I acumulada (mm) 0 0 2. Para os dados do teste de infiltração, ajuste o modelo de Kostiakov e calcule o tempo a partir do qual inicia-se o escoamento superficial considerando-se uma taxa de aplicação constante e igual a 60 mm h -1. Calcule também a lâmina escoada até o final do teste. 1 3,8 3 6,1 7 9,5 10 12,3 15 17,1 20 22,2 25 27,2 30 34,4 40 38,2 50 43,3 60 48,5 70 80 90 53,5 55,0 57,0
2) Da precipitação fornecida abaixo, houve uma infiltração de 24 mm. Determine o Índice f. Intervalo tempo (h) 0-1 1-2 2-3 3-4 Int. precipit. (mm/h) 6 10 10 4 3) Conhecendo-se, CI = 43,20 t -0,4 ( CI=mm/h; t=mm ) e os dados do hietograma. Obter: As lâminas (acumuladas) precipitada, infiltrada potencial e escoada; e, o Índice f. t ( h ) 0-1 1-2 2-3,5 IP ( mm/h ) 15 4 12
4. Para o modelo de Kostiakov abaixo calcule o tempo a partir do qual inicia-se o escoamento superficial considerando-se uma taxa de aplicação constante e igual a 60 mm h -1. Calcule também a lâmina escoada após 1 hora de teste. Equação: I = 2,0174xt 0,6148 (I = mm; t = min)