Movimento da Agua no Solo

LCE0200 Física do Ambiente Agrícola

Piezômetro

CAPÍTULO 9: MOVIMENTO DA ÁGUA NO SOLO

φp(C)

tela
C

9.1

EQUAÇÃO DE DARCY

L

O esquema da Figura 9.1 representa uma coluna de solo saturada através da qual está havendo um fluxo de água no sentido descendente. Como se pode verificar, por esta figura, há dois piezômetros nela instalados: um no ponto C
(ponto de cima) e um no ponto B (ponto de baixo). Além disso, está-se mantendo, durante o movimento, uma carga hidráulica constante (representada pelo pequeno triângulo com um de seus vértices tocando a superfície livre de água) nas duas extremidades da coluna. Com esse arranjo experimental, depois de um certo tempo, atinge-se uma condição de equilíbrio dinâmico, isto é, uma situação em que os valores da vazão Q e dos potenciais total φt e de pressão φp não variam mais com o tempo. Observe que o potencial total é lido diretamente no manômetro como sendo a distância da referência gravitacional (RG) à superfície de água no tubo manométrico.
Se desenvolvermos um experimento com o arranjo experimental da
Figura 9.1 para diferentes valores de L (comprimento de solo entre os pontos C e B), de A (área da secção transversal da coluna), de φt (C) e de φt (B) chegaremos às seguintes conclusões:

φt(C) φg(C) φp(B)

B

tela

φt(B) φg(B) recipiente graduado para medir a vazão Q

RG

Figura 9.1 - Fluxo da água em solo saturado: diagrama do arranjo experimental para a comprovação da lei de Darcy.

3a. A vazão Q é inversamente proporcional ao comprimento L de solo:

a

1 . A vazão Q, isto é, o volume de água que atravessa a coluna por unidade de tempo é proporcional a A, isto é, em símbolos:

Q∝ A

(9.1)

2a. A vazão Q é proporcional à diferença de potencial total φt (C) - φt (B) através do solo: Q∝[φt (C ) − φ t (B )]

Q∝

1
L

(9.3)

Quando uma grandeza é simultaneamente proporcional a várias outras, é também proporcional ao produto delas. Assim, a