UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA 
ESTUDOS BÁSICOS PARA PR...
IT-130 DRENAGEM 
Professor: Marinaldo Ferreira Pinto 
Eng. Agrícola – UFRRJ 
Mestre em irrigação e drenagem – 
ESALQ/USP 
...
IT-130 DRENAGEM 
Objetivo da disciplina 
Estimular os discentes para obtenção de 
conhecimentos básicos para possibilitar ...
EMENTA 
Estudos básicos para projeto de drenagem 
Necessidade de lixiviação em solos salinos 
Hidrologia subterrânea 
Clas...
AVALIAÇÕES 
1° avaliação – 02/10/2014 
2° avaliação – 04/12/2014 
Optativa – 11/12/2014
AVALIAÇÕES 
- Prova 2a Chamada: entrar com a solicitação 
na Secretaria do DE até 3 (três) dias úteis 
após cessado o impe...
BIBLIOGRAFIA 
BERNARDO, S; SOARES, A.A.; MANTOVANI, E.C. 
Manual de Irrigação.Ed. UFV: Viçosa-MG. 8ª Ed. 
2008. 625 p. 
CR...
INTRODUÇÃO 
 Conceito de drenagem 
História 
-começou a ser utilizada 3500 a.c (mesopotâmia, Egito, China) 
-Império rom...
INTRODUÇÃO 
Fonte: retirada da internet
INTRODUÇÃO 
Fonte: retirada da internet
INTRODUÇÃO 
Fonte: retirada da internet
INTRODUÇÃO 
Drenagem natural 
Drenagem artificial 
Drenagem Adequada 
Fonte: DAEE (2005) 
Fonte: retirada da internet
OBJETIVOS DA DRENAGEM 
AGRÍCOLA 
Zonas úmidas: remover o excesso de água 
Zonas áridas: remover o excesso de sais 
Fonte...
CLASSIFICAÇÃO DA 
DRENAGEM 
Drenagem subterrânea 
Drenagem superficial 
Fonte: Bernardo, 2008 
Encosta 
Dreno intercepto...
EFEITO DO EXCESSO DE ÁGUA 
NAS PROPRIEDADES DO SOLO 
Aeração 
Redução da concentração de N no solo 
- Redução da decompo...
EFEITO DO EXCESSO DE ÁGUA 
NAS PROPRIEDADES DO SOLO 
Estrutura 
Permeabilidade 
Textura 
Temperatura
EFEITO DO EXCESSO DE ÁGUA 
NAS PLANTAS 
Sustentação 
Síntese de hormônios e matéria orgânica 
Adsorção de água
INDICATIVOS DA DEFICIÊNCIA DE 
DRENAGEM 
Lençol freático alto 
Água na superfície 
Água com elevada concentração de sai...
FATORES PARA PROJETOS DE 
DRENAGEM 
Precipitação 
Escoamento superficial 
Condutividade hidráulica 
Porosidade drenáve...
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA 
PRECIPITAÇÃO E PERÍODO DE 
RETORNO 
Método de Kimbal 
em que: 
m:número de ordem 
n: número...
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA 
PRECIPITAÇÃO E PERÍODO DE RETORNO 
Exemplo 1. Calcular a chuva máxima de 1 hora com período...
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA 
PRECIPITAÇÃO E PERÍODO DE RETORNO 
Exemplo 1. Solução 
ano 
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(mm) 
Chuva (mm) 
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EQUAÇÃO DE CHUVA INTENSA 
em que: 
I: intensidade de precipitação 
T: período de retorno 
t: duração da chuva 
k, a, b e c...
ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
Fonte: DAEE (2005)
ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
Método Racional (200 ha) 
Método Racional modificado (15000 ha) 
Em que: 
Q: vazão (L s-1) 
C: coe...
ESCOAMENTO SUPERFICIAL
ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
Exemplo 2: Para os dados apresentados abaixo calcule a vazão 
de escoamento. 
Local: São Paulo 
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
Solução do exemplo 2:
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
Método de carga constante 
Fonte: Rossi et al. (2007)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
Método de carga constante 
Fonte: Teixeira (2005)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
Método de carga constante 
em que: 
k: condutividade hidráulica (m dia-1) 
Q: vazão (m3...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
EXEMPLO: Calcular a condutividade hidráulica, considerando os 
seguintes dados: 
Volume...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
RESPOSTA: 
Q = 100/5*60=1200 cm3/h 
K=1200*5/(125*(5+5))=4,8 cm/h 
K=4,8*24/100=1,15 m/...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
Método de carga constante 
em que: 
k: condutividade hidráulica (m dia-1) 
Q: vazão (m3...
4. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método de carga variável 
FonFtoen: tMe:a Mrqeulelos (e2t0 a0l8. )(2004)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
Método de carga variável 
em que: 
k: condutividade hidráulica (m dia-1) 
h0: altura de...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
EXEMPLO: Calcular a condutividade hidráulica, considerando os 
seguintes dados: 
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CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA 
DO SOLO 
RESPOSTA: 
k = 5*ln(20/16)/5=0,223 cm/min 
k=0,223*60*24/100=3,21 m/dia
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço 
-escavar um poço por meio de um trado 
(diâmetro 8 cm) 
-profundidade s...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço 
-deve ser feito na época em que a altura do 
lençol freática é máxima
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço 
Procedimento de ensaio: 
1-esgota-se o poço 
2-registra-se leituras da ...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço 
Como medir a carga de água no poço?
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço (Equação de ERNST) 
Restrições: 
3<r<7 cm 
20<H<200 cm 
Y>20 cm
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço 
Fonte: Mello (2008)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço (Equação de ERNST) 
Quando s>H/2
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço (Equação de ERNST) 
Quando s=0
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Exemplo 3. calcular a condutividade hidráulica baseado nos 
seguintes dados: H=60 cm, p...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço com dois estratos (Equação de ERNST) 
Fonte: Mello (2008)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço com dois estratos (Equação de ERNST)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Método do poço com dois estratos (Equação de ERNST)
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Exemplo: Calcular a condutividade do solo heterogêneo com as 
seguintes características...
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
Solução:
CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO 
SOLO 
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Aula estudos basicos-drenagem-parte1-s (1)

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTUDOS BÁSICOS PARA PROJETOS DE DRENAGEM Prof. Marinaldo Ferreira Pinto marinaldo@ufrrj.br
  2. 2. IT-130 DRENAGEM Professor: Marinaldo Ferreira Pinto Eng. Agrícola – UFRRJ Mestre em irrigação e drenagem – ESALQ/USP Doutor em irrigação e drenagem – ESALQ/USP Pós-Doutorado em irrigação – IRSTEA/FRANÇA
  3. 3. IT-130 DRENAGEM Objetivo da disciplina Estimular os discentes para obtenção de conhecimentos básicos para possibilitar o desenvolvimento de projetos de drenagem no meio rural. Qual o objetivo dos discentes?
  4. 4. EMENTA Estudos básicos para projeto de drenagem Necessidade de lixiviação em solos salinos Hidrologia subterrânea Classificação dos sistemas de drenagem, esquemas de implantação, materiais utilizados em drenagem Drenagem superficial Drenagem subterrânea Projeto de drenagem
  5. 5. AVALIAÇÕES 1° avaliação – 02/10/2014 2° avaliação – 04/12/2014 Optativa – 11/12/2014
  6. 6. AVALIAÇÕES - Prova 2a Chamada: entrar com a solicitação na Secretaria do DE até 3 (três) dias úteis após cessado o impedimento legal. O motivo deve ser devidamente justificado conforme deliberação do CEPE no 128, de 03/03/82 (Art. 8 § 2o e 4o); - Faltas – até 25% das aulas do período; - Revisão de prova: até 72 horas após divulgação (Art. 15 da deliberação 128).
  7. 7. BIBLIOGRAFIA BERNARDO, S; SOARES, A.A.; MANTOVANI, E.C. Manual de Irrigação.Ed. UFV: Viçosa-MG. 8ª Ed. 2008. 625 p. CRUCIANI, D.E. A Drenagem na Agricultura. São Paulo, Livraria Nobel, 1980. 333 p. LUTHIN, J.N. Drenaje de tierras agrícolas. México: Editorial LimusaWilwy SA, 1967. 684p. MILLAR, A.A. Drenagem de Terras Agrícolas: Bases Agronômicas. São Paulo, McGraw-Hill do Brasil, 1978. 276 p.
  8. 8. INTRODUÇÃO  Conceito de drenagem História -começou a ser utilizada 3500 a.c (mesopotâmia, Egito, China) -Império romano (vale do pó - Itália, Fens - Inglaterra) -Idade moderna – Estados Unidos (Califórnia) -Países baixos (1924) – dique de 29 km e 5,5 m
  9. 9. INTRODUÇÃO Fonte: retirada da internet
  10. 10. INTRODUÇÃO Fonte: retirada da internet
  11. 11. INTRODUÇÃO Fonte: retirada da internet
  12. 12. INTRODUÇÃO Drenagem natural Drenagem artificial Drenagem Adequada Fonte: DAEE (2005) Fonte: retirada da internet
  13. 13. OBJETIVOS DA DRENAGEM AGRÍCOLA Zonas úmidas: remover o excesso de água Zonas áridas: remover o excesso de sais Fonte: CRUCIANE (1997) Fonte: CPT
  14. 14. CLASSIFICAÇÃO DA DRENAGEM Drenagem subterrânea Drenagem superficial Fonte: Bernardo, 2008 Encosta Dreno interceptor Várzea Rio Lençol freático
  15. 15. EFEITO DO EXCESSO DE ÁGUA NAS PROPRIEDADES DO SOLO Aeração Redução da concentração de N no solo - Redução da decomposição da matéria orgânica - Redução da fixação biológica Aumento da concentração de Fe, Mn e S no solo - Fe+2 e Mn+2 > 10 ppm é considerado tóxico; - S > 2,5 ppm é considerado tóxico
  16. 16. EFEITO DO EXCESSO DE ÁGUA NAS PROPRIEDADES DO SOLO Estrutura Permeabilidade Textura Temperatura
  17. 17. EFEITO DO EXCESSO DE ÁGUA NAS PLANTAS Sustentação Síntese de hormônios e matéria orgânica Adsorção de água
  18. 18. INDICATIVOS DA DEFICIÊNCIA DE DRENAGEM Lençol freático alto Água na superfície Água com elevada concentração de sais Coloração das plantas verde escuro, tornando-se amareladas Queda de flores Queda de produtividade
  19. 19. FATORES PARA PROJETOS DE DRENAGEM Precipitação Escoamento superficial Condutividade hidráulica Porosidade drenável Profundidade da camada impermeável Profundidade do lençol freático Lâmina de lixiviação
  20. 20. DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA PRECIPITAÇÃO E PERÍODO DE RETORNO Método de Kimbal em que: m:número de ordem n: número de dados que compõe a série T: período de retorno
  21. 21. DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA PRECIPITAÇÃO E PERÍODO DE RETORNO Exemplo 1. Calcular a chuva máxima de 1 hora com período de retorno de 5 anos (Fonte: série didática N° 18 – LEB/ESALQ) ano Chuva (mm) Chuva (mm) ordem decrescente m P T 2000 50 2001 40 2002 30 2003 60 2004 80 2005 45 2006 70 2007 20 2008 10 2009 65
  22. 22. DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA PRECIPITAÇÃO E PERÍODO DE RETORNO Exemplo 1. Solução ano Chuva (mm) Chuva (mm) ordem decrescente m P T (anos) 2000 50 80 1 1/11 11,0 2001 40 70 2 2/11 5,5 2002 30 65 3 3/11 3,7 2003 60 60 4 4/11 2,8 2004 80 50 5 5/11 2,2 2005 45 45 6 6/11 1,8 2006 70 40 7 7/11 1,6 2007 20 30 8 8/11 1,4 2008 10 20 9 9/11 1,2 2009 65 10 10 10/11 1,1
  23. 23. EQUAÇÃO DE CHUVA INTENSA em que: I: intensidade de precipitação T: período de retorno t: duração da chuva k, a, b e c: parâmetros de ajuste da equação
  24. 24. ESCOAMENTO SUPERFICIAL Fonte: DAEE (2005)
  25. 25. ESCOAMENTO SUPERFICIAL Método Racional (200 ha) Método Racional modificado (15000 ha) Em que: Q: vazão (L s-1) C: coeficiente de escoamento (adimensional)
  26. 26. ESCOAMENTO SUPERFICIAL
  27. 27. ESCOAMENTO SUPERFICIAL Valores de C
  28. 28. ESCOAMENTO SUPERFICIAL Exemplo 2: Para os dados apresentados abaixo calcule a vazão de escoamento. Local: São Paulo Área de drenagem: 195 ha Período de retorno: 25 anos Tempo de concentração: 15min Coeficiente de escoamento: 0,7 Equação de chuva intensa: Em que: I= intensidade média da chuva (mm h-1); T = período de retorno (anos); t= duração da chuva (min).
  29. 29. ESCOAMENTO SUPERFICIAL Solução do exemplo 2:
  30. 30. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO
  31. 31. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método de carga constante Fonte: Rossi et al. (2007)
  32. 32. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método de carga constante Fonte: Teixeira (2005)
  33. 33. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método de carga constante em que: k: condutividade hidráulica (m dia-1) Q: vazão (m3 dia-1) L: comprimento da amostra (cm); h: carga de água sobre a amostra (cm) A: área da amostra (m2)
  34. 34. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO EXEMPLO: Calcular a condutividade hidráulica, considerando os seguintes dados: Volume = 100 mL Tempo de coleta = 5 minutos Comprimento da amostra = 5 cm Carga de água sobre a amostra = 5 cm Área da amostra = 125 cm2
  35. 35. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO RESPOSTA: Q = 100/5*60=1200 cm3/h K=1200*5/(125*(5+5))=4,8 cm/h K=4,8*24/100=1,15 m/dia
  36. 36. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método de carga constante em que: k: condutividade hidráulica (m dia-1) Q: vazão (m3 dia-1) L: comprimento da amostra (cm); h: carga de água sobre a amostra (cm) A: área da amostra (m2)
  37. 37. 4. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método de carga variável FonFtoen: tMe:a Mrqeulelos (e2t0 a0l8. )(2004)
  38. 38. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método de carga variável em que: k: condutividade hidráulica (m dia-1) h0: altura de água no início do teste (cm) h1: altura de água no tempo “t (dias)” (cm) L: comprimento da amostra (m); a: área do tubo de alimentação (m2) A: área da amostra (m2)
  39. 39. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO EXEMPLO: Calcular a condutividade hidráulica, considerando os seguintes dados: h0 = 20 cm H1= 16 cm Tempo entre as leituras = 5 minutos Comprimento da amostra = 5 cm Área da amostra = 125 cm2 Área do tubo de alimentação = 125 cm2
  40. 40. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO RESPOSTA: k = 5*ln(20/16)/5=0,223 cm/min k=0,223*60*24/100=3,21 m/dia
  41. 41. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço -escavar um poço por meio de um trado (diâmetro 8 cm) -profundidade superior a profundidade dos drenos -profundidade de água deve ser de 40 a 80 cm -aguarda-se 24 horas
  42. 42. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço -deve ser feito na época em que a altura do lençol freática é máxima
  43. 43. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço Procedimento de ensaio: 1-esgota-se o poço 2-registra-se leituras da altura do lençol freática 3- calcula-se K
  44. 44. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço Como medir a carga de água no poço?
  45. 45. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço (Equação de ERNST) Restrições: 3<r<7 cm 20<H<200 cm Y>20 cm
  46. 46. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço Fonte: Mello (2008)
  47. 47. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço (Equação de ERNST) Quando s>H/2
  48. 48. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço (Equação de ERNST) Quando s=0
  49. 49. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Exemplo 3. calcular a condutividade hidráulica baseado nos seguintes dados: H=60 cm, profundidade do lençol freático=70 cm e S=0. t (s) Distância entre superfície do solo e a água no poço (cm) Y (cm) 0 116,1 46,1 15 114,2 44,2 30 112,5 42,5 45 111,2 41,2 60 110,2 40,2 75 109,1 39,1 90 107,5 37,5 105 105,8 35,8 120 103,5 33,5
  50. 50. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO
  51. 51. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO
  52. 52. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço com dois estratos (Equação de ERNST) Fonte: Mello (2008)
  53. 53. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço com dois estratos (Equação de ERNST)
  54. 54. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Método do poço com dois estratos (Equação de ERNST)
  55. 55. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Exemplo: Calcular a condutividade do solo heterogêneo com as seguintes características: D= 80 cm
  56. 56. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Solução:
  57. 57. CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO Solução:

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