LEI DE DARCY Demonstrou que a descarga Q de água subterrânea pode ser definida como o produto de seção perpendicular ao fluxo (A), o gradiente hidráulico (I) e a condutividade hidráulica    Q = K.I.A A unidade de cada lado da equação é uma taxa de fluxo volumétrico como m 3 /dia e esta relação é conhecida como lei de Darcy.  A quantidade Q/A = KI é o fluxo de Darcy (v), onde: v = Q/A ou Q = v.A V é uma velocidade aparente pois o fluido tem que se deslocar através dos espaços porosos.  Se a porosidade é n então a seção perpendicular ao fluxo é An e vx = Q/An ou vx = KI/n
LEI DE DARCY Datum z = 0 z 2 z 1 h 2 h 1  Q Q  H  L Seção Transversal A
APLICAÇÃO DA LEI DE DARCY Problema  – considere uma área hoje semi-árida que foi dissecada por um rio cujos depósitos preservados possuem  largura aproximada de 4 Km e espessura da zona saturada de  25 metros, formando um aquifero. Neste aquifero dois poços foram perfurados a cerca de 1 Km um do outro, estando a elevação da água nestes poços de 98 e 97 metros. A condutividade hidráulica do aquifero é de 100 metros/dia (1,2 x 10  -3  metros/segundo) e a porosidade (n) de 30% (0.3). Pede-se 1. Qual é a descarga Q (m 3 /segundo) da água que se move através do aquifero em direção a jusante? 2. Qual é o tempo (T) que a agua levará para se deslocar do poço 1 para o poço 2 ? Imagine a situação de um poluente que migra através do poço 01 e que queremos saber quanto tempo levará para alcançar o poço 02.
PERGUNTA 01 Q = K.I.A, onde condutividade hidráulica = 1,2 x 10  -3  metros/segundo  gradinete hidráulico  = H1 – H2/ L =  98 – 97/1.000  =  0.001 ou 1 x 10 3  A = 25 m  x  4 Km = 25 x 4.000 = 100.000 ou 1 x 10 5  m 2 Q = (1,2 x 10  3  m/s) x (1 x 10 3)  x  ( 1 x 10 5  m 2)  = 0.12 m 3 /segundo = 10.368 m 3 /dia PERGUNTA 02 v = Q/A = KI lembre-se que a velocidade é aparente po causa da porosidade, então vx =  razão do produto KI pela porosidade vx = KI/n   = (1,2 x 10  3 ) . (1 x 10 -3)  /0.3   = 4.0 x 10 6  m/s Distância (D) = velocidade (vx) x Tempo    T = D/vx, então:   Tempo (T) = 1.000 m/4.0 x 10 6  m/s = 2.5 x 10 8  = 7.9 anos

Exerçicio

  • 1.
    LEI DE DARCYDemonstrou que a descarga Q de água subterrânea pode ser definida como o produto de seção perpendicular ao fluxo (A), o gradiente hidráulico (I) e a condutividade hidráulica  Q = K.I.A A unidade de cada lado da equação é uma taxa de fluxo volumétrico como m 3 /dia e esta relação é conhecida como lei de Darcy. A quantidade Q/A = KI é o fluxo de Darcy (v), onde: v = Q/A ou Q = v.A V é uma velocidade aparente pois o fluido tem que se deslocar através dos espaços porosos. Se a porosidade é n então a seção perpendicular ao fluxo é An e vx = Q/An ou vx = KI/n
  • 2.
    LEI DE DARCYDatum z = 0 z 2 z 1 h 2 h 1  Q Q  H  L Seção Transversal A
  • 3.
    APLICAÇÃO DA LEIDE DARCY Problema – considere uma área hoje semi-árida que foi dissecada por um rio cujos depósitos preservados possuem largura aproximada de 4 Km e espessura da zona saturada de 25 metros, formando um aquifero. Neste aquifero dois poços foram perfurados a cerca de 1 Km um do outro, estando a elevação da água nestes poços de 98 e 97 metros. A condutividade hidráulica do aquifero é de 100 metros/dia (1,2 x 10 -3 metros/segundo) e a porosidade (n) de 30% (0.3). Pede-se 1. Qual é a descarga Q (m 3 /segundo) da água que se move através do aquifero em direção a jusante? 2. Qual é o tempo (T) que a agua levará para se deslocar do poço 1 para o poço 2 ? Imagine a situação de um poluente que migra através do poço 01 e que queremos saber quanto tempo levará para alcançar o poço 02.
  • 4.
    PERGUNTA 01 Q= K.I.A, onde condutividade hidráulica = 1,2 x 10 -3 metros/segundo gradinete hidráulico = H1 – H2/ L = 98 – 97/1.000 = 0.001 ou 1 x 10 3 A = 25 m x 4 Km = 25 x 4.000 = 100.000 ou 1 x 10 5 m 2 Q = (1,2 x 10 3 m/s) x (1 x 10 3) x ( 1 x 10 5 m 2) = 0.12 m 3 /segundo = 10.368 m 3 /dia PERGUNTA 02 v = Q/A = KI lembre-se que a velocidade é aparente po causa da porosidade, então vx = razão do produto KI pela porosidade vx = KI/n = (1,2 x 10 3 ) . (1 x 10 -3) /0.3 = 4.0 x 10 6 m/s Distância (D) = velocidade (vx) x Tempo  T = D/vx, então: Tempo (T) = 1.000 m/4.0 x 10 6 m/s = 2.5 x 10 8 = 7.9 anos