O documento descreve o ciclo hidrológico na Terra, incluindo os principais componentes e caminhos que a água pode seguir após a precipitação, como infiltração no solo, escoamento superficial, evaporação e formação de água subterrânea em aqüíferos. Explica também fatores que influenciam a infiltração versus escoamento da água e métodos para medir a permeabilidade dos solos.

2. MOVIMENTO DA ÁGUA NO SISTEMA
TERRA (CICLO HIDROLÓGICO)
Constante intercâmbio entre os
reservatórios:
• oceanos,
• geleiras,
• rios,
• lagos,
• vapor d’água,
• água subterrânea,
• água retida nos seres vivos
MOVIMENTADO PELA
ENERGIA SOLAR

3. COMPONENTES DO CICLO
HIDROLÓGICO
• Precipitação
• Interceptação
• Infiltração
• Retenção superficial
• Detenção superficial
• Percolação, lnterfluxo, evaporação e
transpiração
• Escoamento superficial ou enxurrada

5. Nos continentes, a água precipitada pode seguir os
diferentes caminhos:
 Infiltra e percola (passagem lenta de um líquido através
de um meio) no solo ou nas rochas, podendo formar
aqüíferos, ressurgir na superfície na forma de nascentes,
fontes, pântanos, ou alimentar rios e lagos.
 Flui lentamente entre as partículas e espaços vazios dos
solos e das rochas, podendo ficar armazenada por um
período muito variável, formando os aqüíferos.
 Escoa sobre a superfície, nos casos em que a
precipitação é maior do que a capacidade de absorção do
solo.
 Evapora retornando à atmosfera. Em adição a essa
evaporação da água dos solos, rios e lagos, uma parte da
água é absorvida pelas plantas. Essas, por sua vez, liberam
a água para a atmosfera através da transpiração. A esse
conjunto, evaporação mais transpiração, dá-se o nome de
evapotranspiração.
 Congela formando as camadas de gelo nos cumes de
montanha e geleiras.

6. Escoamento e Infiltração
O escoamento e a infiltração da
água na superfície dependem de
vários fatores principais:

7. • Permeabilidade dos
Solos e/ou Rochas
QUAL É MAIS PERMEÁVEL???

8. • Cobertura Vegetal
Diminui a energia potencial de
impacto
A cobertura vegetal diminui o
impacto das gotas de chuva e
reduz a velocidade das águas que
escorrem sobre o terreno,
possibilitando maior infiltração de
água no solo e, diminuição do
carreamento das suas partículas.

9. • Gradiente Topográfico
Ação da Gravidade
Aumento da Velocidade
de Escoamento
Diminui a infiltração

10. • Uso e ocupação do solo

11. Água Subterrânea
A água que se infiltra através dos
interstícios do solo e fraturas das
rochas está sob ação da gravidade e
das tensões superficiais de aderência
entre as partículas.
Ação da gravidade

12. A água que infiltra cria 2
zonas:

14. Aquíferos:
3 tipos:
LIVRES
SUSPENSOS
CONFINADOS

16. DINÂMICA DAS ÁGUAS
SUBTERRÂNEAS
A PERMEABILIDADE DOS
SOLOS

17. Permeabilidade:
A maior ou menor facilidade que as
partículas de água encontram para
fluir por entre os vazios do solo,
constitui a propriedade chamada
permeabilidade do solo.

18. Importância:
O estudo da percolação da água nos
solos é muito importante porque ela
intervém num grande número de
problemas práticos, que podem ser
agrupados em três tipos:

19.  No cálculo das vazões, como por
exemplo, na estimativa da quantidade
de água que se infiltra numa escavação
 Na análise de recalques, porque,
frequentemente, recalque está
relacionado com diminuição de índice
de vazios, que ocorre pela expulsão de
água destes vazios
 Nos estudos de estabilidade, porque
a tensão efetiva (que comanda a
resistência do solo) depende da
pressão neutra, que por sua vez,
depende das tensões provocadas pela
percolação da água.

20. Fatores de Influência:
• Do tamanho e do arranjo dos grãos
• Do índice de vazios
• Densidade e viscosidade da água

21. Cálculo da permeabilidade:
Fluxo
Laminar
Lei de
Darcy

22. Lei de Darcy:
Q = k . (h / L) . A
onde:
 Q = vazão;
 A = área do permeâmetro;
 k = uma constante para cada solo,
que recebe o nome de coeficiente
de permeabilidade.

23. h / L = i  Gradiente Hidráulico
Q = k . (h / L) . A
Q = k . I . A
Q/A = V  Portanto, velocidade V:
V = k . I

24. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE
DE PERMEABILIDADE:
Laboratório (Permeâmetro de Carga
Constante e Variável)
In Situ ( através dos Métodos de
Ensaios desenvolvidos pela ABGE).

25. Ensaio com carga constante, para
solos arenosos e mais permeáveis

26. Ensaio com carga variável,
para solos mais argilosos e
com baixa permeabilidade

27. No Campo:
Ensaio de permeabilidade
em sondagem

28. Ensaio de permeabilidade em cava

29. VALORES TÍPICOS DO COEFICIENTE DE
PERMEABILIDADE:
10
Valores de k (cm/s)
-11 -9
10
-7
10
-5
10
-3
10
-1
10 10
1
argilas siltes areias pedregulhos
Faixas de valores de coeficiente de permeabilidade (Massad, 2003).
Terzagh & Peck, 1967

30. EXERCÍCIOS

31. Calcular o valor do coeficiente de permeabilidade de
uma areia, medido num sistema como o indicado,
sabendo que:
a) diâmetro da amostra: D = 6 cm;
b) tempo decorrido: t = 135 s;
c) volume: Vol = 364 cm3
Resp.: K = 4,3 x 10-2 cm/s

32. Calcule a quantidade de água que escoa por dia
(24hs) através da camada arenosa de 0,30m
de espessura na fundação da barragem.
Faça os cálculos considerando 1m de
comprimento de barragem. O coeficiente de
permeabilidade determinado em laboratório foi:
k = 8 x 10-3 cm/seg.
(Resposta: Q = 270 litros/metro)

35. A determinação do coeficiente de
permeabilidade é feita através de
ensaios de carga constante e carga
variável, que podem ser realizados
no campo ou no laboratório. Para
determinação da permeabilidade
de um solo argiloso, qual desses
ensaios você recomendaria?
Porque?