infiltracao

EQUAÇÃO DE GREEN E AMPT

1. INTRODUÇÃO O processo em que a água, presente na superfície do solo, passa para o interior do solo é chamado de infiltração. Basicamente, existem alguns fatores que o afetam, que são a quantidade de água disponível, as características do solo e do estado de sua superfície, a temperatura e a umidade inicial do solo. Este processo afeta, diretamente, o escoamento superficial, que é integrante do ciclo hidrológico, responsável pelos processos de erosão e inundações. Com a intenção de avaliar a infiltração no solo, alguns modelos matemáticos foram criados, tais como, as equações de Horton, a de Kostiakov, de Philip e o algoritmo de Berthelot. No presente trabalho, será abordada a equação de Green & Ampt(1911), que é oriunda da equação de Darcy. Este método é um dos mais utilizados, devido, principalmente, à sua simplicidade e por estar fundamentado no processo físico da infiltração.

2. MÉTODO DE CÁLCULO A equação de Green-Ampt é baseada na equação de Darcy, fazendo algumas suposições:
1. Existe uma carga hidráulica constante na superfície do solo durante a infiltração;
2. A frente de umedecimento é bem nítida e precisamente definida ,
3. A água penetra no solo abruptamente, o que resulta na formação de duas regiões bem definidas, uma totalmente saturada e a outra com umidade inicial.
A equação final de Green-Ampt é definida como:
Kt = F(t) – ηΨ ln ηΨ + F(t) ηΨ

onde
K = condutividade hidráulica do solo (L/T)
Ψ = sucção capilar do solo na frente de molhamento η= porosidade eficaz do solo (fração) t= tempo
F(t) = volume de infiltração acumulada no tempo t (L)

Essa equação mostra que a taxa de infiltração é uma função do volume total infiltrado no tempo t. A solução para F(t) é resolvida por tentativa e erro para qualquer tempo t. A tabela abaixo mostra algumas estimativas para os parâmetros utilizados na equação Green-Ampt.