CAPITULO 5 INFILTRAÇÃO 5.0.Definição.- É a fase do ciclo hidrológico pela qual as águas precipitadas penetram nas camadas superficiais do solo, indo alimentar os aqüiferos e lençóis d água subterrâneos.- 5.1.Grandezas Características da Infiltração.- I-Capacidade de Infiltração ou taxa de infiltração. É a razão máxima que um solo é capaz de absorver a água precipitada e é representada pela lâmina d água absorvida na unidade do tempo. f=h/t;{ mm/h }; sendo H- lâmina d água absorvida e t o tempo de absorção. II- Velocidade de Infiltração mais precisamente velocidade de percolação, é a velocidade média com que a água atravessa o solo numa situação de saturação, proporcionada pela força da gravidade. 5.2.Fatores que Intervem na Capacidade de Infiltração.- São os seguintes os fatores intervenientes na capacidade de Infiltração: -Umidade do solo; -Permeabilidade do solo; -Temperatura do solo e da água; -Profundidade do extrato impermeável; Considerações: -Um solo seco apresenta uma capacidade de infiltração maior que o mesmo solo com um certo teor de umidade, é importante então, o intervalo de tempo da precipitação antecedente; -As condições da superfície do solo é muito importante na infiltração, pois esta pode ser afetada pala alteração da camada vegetal, compactação, ou infiltração de materiais finos, etc. -Um solo seco tem maior capacidade de infiltração inicial devido ao fato de se somarem às forças gravitacionais as forças de coesão e de capilaridade; -A capacidade de infiltração é uma grandeza variável durante uma precipitação que causa escoamento superficial, inicia-se com um valor máximo e vai decaindo com o passar do tempo e se estabilizando num valor que corresponde a capacidade de infiltração promovida pelas forças gravitacionais.- 5.3.Medição da Capacidade de Infiltração.- Podemos utilizar os seguintes processos:
5.3.1. Infiltrômetros.- São constituídos de dois anéis metálicos com diâmetros variando de 16cm e 40 cm, que são semi-cravados em posição vertical no solo onde será aduzida água entre os dois anéis de forma aleatória e no anel interno a água aduzida é medida e cronometrada para permitir em intervalos de tempo estabelecidos o cálculo da capacidade de infiltração. A finalidade da água aduzida entre os dois anéis é neutralizar o cone de infiltração para o anel interno. A função obtida para cada experiência é semelhante a apresentada abaixo: Curva de Infiltração Infiltrometro 5.3.2.Medida da Capacidade de Infiltração Média de uma Bacia pela Separação dos Componentes da Hidrógrafa. Para isto, é necessário que se conheça as seguintes grandezas: a área da bacia; a intensidade pluviométrica da precipitação; o hidrograma relativo a
precipitação donde se separa o volume escoado superficialmente e o volume de escoamento básico (drenagem). Com estes valores determina-se a taxa de escoamento superficial que subtraída da intensidade pluviométrica é a capacidade de infiltração média da bacia para aquelas condições específicas. Este valor não considera o volume d água retido nas depressões e de interceptações.- Exemplos no capítulo 06.- 5.4.Equação da Função Capacidade de Infiltração.- 5.4.1. Método de Horton.- A capacidade de infiltração de um solo pode ser determinada pela fórmula de Horton, ou seja: Integrando-se a expressão de Horton em relação ao tempo, chega-se a equação que representa a infiltração acumulada ou potencial de infiltração, dada por: Curva de potencial de infiltração
5.4.2.Fórmula de Horton.- Aplicada aos Solos A, B,C e D do SCS( Soil Conservation Service do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos ).- Curvas de Infiltração de Horton para as condições II de umidade
5.5.Método de Soil Conservation Service. SCS.- Fórmula proposta pelo SCS: CN depende de três fatores, a saber: - umidade antecedente; - tipo de solo; - ocupação do solo; 5.5.1.Tipos de Solos e Condições de Ocupação. Segundo o SCS distingue em seu método, quatro grupos hidrológicos de solo: -GRUPO A- Solos arenosos com baixo teor de argila total, inferior a 8%, não havendo rocha nem camadas argilosas, e nem mesmo densificadas até a profundidade de 1,50 m. O teor de húmus é muito baixo, não atingindo 1%.
-GRUPO B- Solos arenosos menos profundos que os do grupo A e com menor teor de argila total, porém ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas, esse limite pode subir a 20% graças à maior porosidade. Os dois teores de húmus podem subir, respectivamente, a 1,2% e 1,5%. Não pode haver pedras e nem camadas argilosas até a 1,50%, mas é, quase sempre, presente camada mais densificada que a camada superficial. -GRUPO C- Solos barrentos com teor total de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas impermeáveis ou contendo pedras até profundidades de 1,20 m. No caso de terras roxas, esses dois limites máximos podem ser de 40% e 1,50 m. Nota-se a cerca de 60cm de profundidade, camada mais densificada que o Grupo B, mas ainda longe das condições de impermeabilidade. -GRUPO D- Solos argilosos ( 30% a 40% de argila total ) e ainda com camada densificada a uns 50 cm de profundidade. Ou solos arenosos como Grupo B, mas com camada argilosa quase impermeável, ou horizonte de seixos rolados.- 5.5.2.Condições de Umidade Antecedente do Solo.- O método do SCS distingue três condições de umidades do solo: -CONDIÇÕES I solos secos, as chuvas, nos últimos cinco dias, não ultrapassaram a 15mm.- -CONDIÇÕES II - situação média na época das cheias, as chuvas nos últimos cinco dias totalizaram de 15mm a 40mm de precipitação.- -CONDIÇÕES III - solo úmido (próximo a saturação ), as chuvas nos últimos cinco dias foram superiores a 40mm, e as condições meteorológicas foram desfavoráveis a altas taxas de evaporação.- A tabela abaixo permite converter o valor CN para condição I, ou para as condições III.-
5.5.3.Condições de Uso e Ocupação do Solo.-
A tabela abaixo fornece os valores CN para os diferentes tipos de solo e os respectivos usos e ocupações para as condições de umidade II.-