Agua Em Solo Nao Saturado

Movimento da água em solo não Saturado

A água se desloca em resposta a uma diferença de potencial, isto é, sempre que houver diferença de potencial entre dois pontos de um sistema, a água estará se movendo do ponto onde o potencial total é maior para o ponto onde ele é menor. Mas há como medir a velocidade deste deslocamento?

Darcy (1856) estudou o escoamento da água em meios porosos saturados (colunas de areia), verificando que a vazão de saída (Q, m³. h-1) era diretamente proporcional à perda de carga (hinicial - hfinal, m ) e a seção transversal da coluna da amostra (A, m²) e inversamente proporcional ao comprimento desta mesma coluna (l, m).

Onde Ks é a condutividade hidráulica num meio saturado. (mh-1)

A lei de Darcy pode ser aplicada para o cálculo do fluxo de água em meios saturados considerando qualquer direção.

Considerando um meio saturado, o potencial total é formado por dois componentes: o potencial gravitacional, que é determinado pela altura relativa ao plano de referência no qual uma partícula de água se encontra; e o potencial de pressão, que é determinado pela altura da coluna de água acima desta partícula.

O movimento da água no solo no meio saturado é controlado por potenciais de pressão sempre positivos. Já, num meio não saturado, o potencial de pressão é negativo (potencial matricial). Neste caso, a água tende a se deslocar dos poros onde a película tem maior espessura em direção aos poros cuja película é mais fina.

Quando o solo não está saturado, alguns poros estão preenchidos também pelo ar, e a capacidade de transmitir água desse poro diminui. A medida que a quantidade de água no solo se reduz, os poros maiores começam a se esvaziar, fazendo com que a água só possa fluir pelos poros menores.

Na saturação, os poros maiores conduzem a maior parte da água. Por isso, solos de textura grossa apresentam maior condutividade hidráulica na saturação. O contrário ocorre no fluxo não saturado: os solos de textura fina tem maior quantidade de poros menores, os quais são capazes de reter e conduzir mais água que os solos de textura grossa quando submetidos à mesma tensão.

Em meio não saturado, lei de Darcy ainda continua válida, mas a condutividade hidráulica k diminui rapidamente com a diminuição da umidade. Campbell (1974) formulou uma relçao bastante prática para o cálculo da condutividade hidráulica:

Onde b é um coeficiente empírico. Clapp e Hornberger (1978) determinaram valores do coeficiente para solos com diferentes texturas, chegando a uma relação muito forte entre o coeficiente b e o teor de argila no solo.

A lei de Darcy (que considerava condições defluxo saturado) foi generalizada por Richards para as condições não saturadas, levando – se em conta que a condutividade hidráulica é função do potencial matricial do solo. Considerando-se apenas o fluxo unidimensional vertical tem-se, pela lei de Darcy, que:

Para entender como a umidade do solo