O documento discute métodos de campo para medir a permeabilidade e condutividade hidráulica do solo, incluindo testes de bombeamento em poços e testes de infiltração. Também aborda o cálculo da taxa de infiltração usando o método de Horton e fatores que afetam a infiltração, como o tipo de solo, umidade, vegetação e compactação.

1. 9.O Período de Engenharia Civil –
FINOM
Hidrologia – Água Subterrânea
Aula 3Aula 3
Prof. Márcio Santos
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2. Métodos de campo
• As medidas de permeabilidade feitas em campo são,
em geral, levadas a efeito por meio de ensaios de
bombeamento em poços.
• Bombeia-se a água de um poço e, ao obter uma vazão
uniforme, mede -se o rebaixamento. Em função do
rebaixamento ao longo do tempo a condutividade
hidráulica pode ser estimada através de formulaçõeshidráulica pode ser estimada através de formulações
empíricas.
• Outros métodos de campo podem ser utilizados, como
testes de infiltração em valas, poços (Open-end test,
slug-test), além da utilização de infiltrômetros.
• Nestes métodos, analisa-se o volume de água infiltrada
ao longo do tempo para a determinação da
condutividade hidráulica.

3. Capacidade mínima de infiltração
Uma maneira prática de se achar a capacidade
mínima de infiltração é usando o infiltrômetro, que
deve ser representativo para a bacia em estudo.

4. Infiltrômetros de anel

5. Curva de infiltração
fp – capacidade de
infiltração.
f0 – infiltração inicialf0 – infiltração inicial
fc – infiltração final
(contínua)

6. Cálculo da infiltração
• O método mais conhecido para o cálculo da
infiltração segundo é o método de Horton,
apresentado em 1939 e 1940.
• Intuitivamente podemos dizer que a infiltração
geralmente é maior no início e decai ao longo dogeralmente é maior no início e decai ao longo do
processo até atingir um patamar constante.
• Horton formulou tal hipótese através de uma
relação exponencial válida quando o potencial de
vazão de infiltração é maior ou igual a
precipitação.

7. Tipo de Solo f0 (mm/h)
Solo seco c/ pouca ou nenhuma vegetação 127mm/h
Mistura de solo c/ areia, silte, argila e húmus c pouca ou nenhuma vegetação 76,2mm/h
Solo argiloso seco com pouca ou nenhuma vegetação 25,4mm/h
Solo arenoso seco com vegetação densa 254mm/h
Solo seco, sendo mistura de solo com areia, silte, argila e húmus com
vegetação densa
152,4mm/h
Solo argiloso seco com vegetação densa 50mm/h
Solo arenoso úmido com pouca ou nenhuma vegetação 43,1mm/h
Mistura de solo úmido c/ areia, silte, argila e húmus c/ pouca ou nenhuma
vegetação
25,4mm/h
Solo argiloso úmido com pouca ou nenhuma vegetação 7,62mm/h
Solo arenoso úmido com pouca ou nenhuma vegetação 83,82mm/h
Mistura de solo úmido c/ areia, silte, argila e húmus c/ vegetação densa 50,8mm/h
Solo úmido argiloso com vegetação densa 17,78mm/h

8. Fatores da infiltração
• Tipo de solo – A capacidade de infiltração varia
diretamente com a porosidade e com o tamanho
das partículas do solo. As características
presentes em pequena camada superficial, com
espessura da ordem de 1 cm, tem grande
influência sob a capacidade de infiltração (PINTOinfluência sob a capacidade de infiltração (PINTO
et al., 1976).
• Umidade do solo – Quando a água é aplicada em
um solo seco, não há movimento descendente
dessa água até que as partículas do solo estejam
envolvidas por uma fina película d’água.

9. • Vegetação – Uma cobertura vegetal densa como grama
ou floresta tende a promover maior infiltração, devido
ao sistema radicular que proporciona a formação de
pequenos túneis e que retira umidade do solo através
da transpiração, e à cobertura vegetal que previne a
compactação do solo.
• Compactação – solos nus podem se tornar
parcialmente impermeáveis pela ação compactadora
das grandes gotas de chuva ( que também preenchem
parcialmente impermeáveis pela ação compactadora
das grandes gotas de chuva ( que também preenchem
os vazios do solo com material fino), e pela ação do
tráfego constante de homens, veículos ou animais.
• Altura da retenção superficial e espessura da camada
saturada – a água penetra no solo sob a ação da
gravidade, escoando nos canalículos formados pelos
interstícios das partículas.

10. Valores de CN

11. Infiltração

12. FASES DA INFILTRAÇÃO
• A água que se infiltra está submetida a
duas forças fundamentais:
– a gravidade (força gravitacional)
– força de adesão de suas moléculas às superfícies– força de adesão de suas moléculas às superfícies
das partículas do solo (força de capilaridade ou
de atração capilar).

13. Fases do processo de infiltração
• A infiltração da água no solo se processa em 3
fases, de cima para baixo: intercâmbio ou difusão,
descida e circulação (ou escoamento
subterrâneo).
1. Na fase de intercâmbio, o movimento da água é1. Na fase de intercâmbio, o movimento da água é
aleatório, sendo que o potencial mátrico, o qual
determina movimento capilar da água é maior
que o potencial gravitacional.
- Pequenas quantidades de água no solo tendem a
se distribuir uniformemente pela superfície das
partículas.

14. • Na fase de intercâmbio, a água está próxima à
superfície do terreno, sujeita a retornar a
atmosfera por uma aspiração capilar,
provocada pela ação da evaporação ou
absorvida pelas raízes das plantas e emabsorvida pelas raízes das plantas e em
seguida transpirada pelo vegetal.
- A força de adesão é mais forte do que a força
da gravidade que age sobre esta água.
- Conseqüência: ficará retida, quase imóvel,
não atingindo zonas mais profundas.

15. • 2. Na fase de descida cresce o potencial
gravitacional e dá-se o deslocamento vertical da
água, quando a ação de seu peso próprio supera
a adesão e a capilaridade.
• Ao atingir a faixa de capilaridade, a água
prossegue descendo por movimento capilar
vertical. Nesta fase de descida, o potencial
gravitacional é muito maior que o potencialgravitacional é muito maior que o potencial
mátrico. Esse movimento se efetua até atingir
uma camada suporte de solo impermeável.
• A força gravitacional atua no sentido vertical,
fazendo que a água se infiltre de cima para baixo
no perfil do solo. Já a força capilar atua em todas
as direções, principalmente quando o solo se
encontra com baixa umidade.

16. • 3. Na fase de circulação, que ocorre na faixa
de água subterrânea, devido ao acúmulo da
água são constituídos os lençóis subterrâneos.
• O movimento da água deve-se também à ação
da gravidade, obedecendo às leis de
escoamento subterrâneo.escoamento subterrâneo.
• O movimento da água no solo ocorre
conforme o mergulho da camada
impermeável subjacente, em direção a uma
nascente. Esse movimento é dado pela Lei de
Darcy V = kA . dh/dt, que é expressa em m3/s.

17. LEI DE DARCY
• A Lei de Darcy rege o escoamento da água nos
solos saturados, e é representada pela seguinte
equação:
V = KA.dh/dL
Onde:Onde:
V é a vazão de infiltração;
K é a condutividade hidráulica (medida através de
permeâmetros);
A é a área da secção analisada;
h é a Carga Piezométrica ou Altura Piezométrica (altura da
água de um aqüífero confinado medida num
piezômetro).
L = Distância entre os pontos medidos.

18. Permeâmetro de Guelph
• Aparelho utilizado para
obter as medições da
condutividade hidráulica
saturada do solo (ks),
assim como o coeficiente
de armazenamento o qual
é um valor adimensional
que representa a
percentagem de águapercentagem de água
gravítica que existe num
determinado volume do
conjunto água mais solo, e
a matriz potencial de
fluxo, a qual é a
capacidade de absorção
de água no solo, por
efeito de capilaridade.