A condutividade hidráulica é a facilidade com que a água se move através de espaços porosos e fraturas no solo ou nas rochas. Está sujeito a um gradiente hidráulico e é afetado pelo nível de saturação e permeabilidade do material. A condutividade hidráulica é geralmente determinada por meio de uma das duas abordagens. Uma abordagem empírica correlaciona a condutividade hidráulica às propriedades do solo. Uma segunda abordagem calcula a condutividade hidráulica por meio de experimentação.
A abordagem empírica

1. Calcular condutividade
   
   

   Calcule a condutividade hidráulica empiricamente selecionando um método baseado na distribuição de tamanho de grão por meio de experimentação. o material. Cada método é derivado de uma equação geral. A equação geral é:
   K \u003d (g ÷ v) _C_ƒ (n) x (d_e) ^ 2
   

   Onde K \u003d condutividade hidráulica; g \u003d aceleração devido à gravidade; v \u003d viscosidade cinemática; C \u003d coeficiente de classificação; ƒ (n) \u003d função de porosidade; e d_e \u003d diâmetro efetivo do grão. A viscosidade cinemática (v) é determinada pela viscosidade dinâmica (µ) e pela densidade do fluido (água) (ρ) como v \u003d µ ÷ ρ. Os valores de C, ƒ (n) e d dependem do método usado na análise de tamanho de grão. A porosidade (n) é derivada da relação empírica n \u003d 0,255 x (1 + 0,83 ^ U), onde o coeficiente de uniformidade de grão (U) é dado por U \u003d d_60 /d_10. Na amostra, d_60 representa o diâmetro do grão (mm) no qual 60% da amostra é mais fina e d_10 representa o diâmetro do grão (mm) no qual 10% da amostra é mais fina.
   

   Esse general a equação é a base para diferentes fórmulas empíricas.
   

2. Aplicar a equação de Kozeny-Carman
   
   

   Use a equação de Kozeny-Carman para a maioria das texturas do solo. Este é o derivado empírico mais amplamente aceito e usado, com base no tamanho dos grãos do solo, mas não é apropriado para solos com tamanho efetivo de grãos acima de 3 mm ou para solos com textura de argila:
   

   K \u003d (g ÷ v ) _8.3_10 ^ -3 [n ^ 3 /(1-n) ^ 2] x (d_10) ^ 2
   

3. Aplicar a equação de Hazen
   
   

   Use a equação de Hazen para o solo texturas de areia fina a cascalho se o solo tiver um coeficiente de uniformidade menor que cinco (U <5) e tamanho efetivo de grão entre 0,1 mm e 3 mm. Essa fórmula é baseada apenas no tamanho de partícula d_10, portanto, é menos precisa que a fórmula de Kozeny-Carman:
   

   K \u003d (g ÷ v) (6_10 ^ -4)
   [1+ 10 (n-0,26)] _ (d_10) ^ 2
   

4. Aplicar a equação de Breyer
   
   

   Use a equação de Breyer para materiais com uma distribuição heterogênea e grãos mal classificados com um coeficiente de uniformidade entre 1 e 20 (1

   K \u003d (g ÷ v) (6_10 ^ -4) _log (500
   Em U)
   (d_10) ^ 2
   

5. Aplicar a equação USBR
   
   

   Use a equação do Bureau of Reclamation (USBR) dos EUA para areia de grão médio com uniformidade coeficiente menor que cinco (U <5). Isso calcula usando um tamanho de grão efetivo de d_20 e não depende da porosidade, portanto, é menos preciso do que outras fórmulas:
   

   K \u003d (g ÷ v) (4.8_10 ^ -4)
   (d_20) ^ 3_ (d_20) ^ 2
   
   Métodos experimentais - laboratório
   

   1. Aplique a lei de Darcy
      
      

      Use uma equação baseada na lei de Darcy para derivar condutividade hidráulica experimentalmente. No laboratório, coloque uma amostra de solo em um pequeno recipiente cilíndrico para criar uma seção transversal unidimensional do solo através da qual o líquido (geralmente água) flui. Este método é um teste de cabeça constante ou um teste de queda de cabeça, dependendo do estado do fluxo do líquido. Solos de granulação grossa, como areias limpas e cascalho, geralmente usam testes de cabeça constante. Amostras de grãos mais finos usam testes de queda de cabeça. A base para esses cálculos é a Lei de Darcy:
      

      U \u003d -K (dh ÷ dz)
      

      Onde U \u003d velocidade média do fluido através de uma área de seção transversal geométrica no solo; h \u003d cabeça hidráulica; z \u003d distância vertical no solo; K \u003d condutividade hidráulica. A dimensão de K é o comprimento por unidade de tempo (I /T).
      

   2. Execute o teste de cabeça constante
      
      

      Use um permeamômetro para realizar um teste de cabeça constante, o mais teste comumente usado para determinar a condutividade hidráulica saturada de solos de grão grosso no laboratório. Submeter uma amostra de solo cilíndrica da área de seção transversal A e comprimento L a um fluxo constante da cabeça (H2 - H1). O volume (V) do fluido de teste que flui pelo sistema durante o tempo (t) determina a condutividade hidráulica saturada K do solo:
      

      K \u003d VL ÷ [At (H2-H1)]
      

      Para obter melhores resultados, teste várias vezes usando diferentes diferenças de cabeça.
      

   3. Use o teste de queda de cabeça
      
      

      Use o teste de queda de cabeça para determinar o K de granulação fina solos em laboratório. Conecte uma coluna de amostra de solo cilíndrica da área de seção transversal (A) e comprimento (L) a um tubo vertical da área de seção transversal (a), na qual o fluido percolador flui para o sistema. Meça a mudança na cabeça no tubo vertical (H1 a H2) em intervalos de tempo (t) para determinar a condutividade hidráulica saturada da Lei de Darcy:
      

      K \u003d (aL ÷ At) ln (H1 ÷ H2)
      
      
      

      Dicas
      

   4. Escolha seu método com base em seus objetivos.
      

      Os pequenos tamanhos das amostras de solo manipuladas no laboratório são uma representação pontual das propriedades do solo. No entanto, se as amostras usadas em testes de laboratório forem realmente inalteradas, o valor calculado de K representará a condutividade hidráulica saturada naquele ponto de amostragem específico.
      

      Se não conduzido adequadamente, um processo de amostragem perturba a estrutura da matriz do solo e resulta em uma avaliação incorreta das propriedades reais do campo.
      

      Um fluido de teste inadequado pode entupir a amostra com ar ou bactérias presas. Use uma solução padrão de solução desaerada de sulfato de cálcio 0,005 mol (CaSO4) saturada com timol (ou formaldeído) no permeamômetro.
      
      
      
      
      

      Avisos
      < li>

      O método do furo helicoidal nem sempre é confiável quando existem condições artesianas, o lençol freático está acima da superfície do solo, a estrutura do solo é extensivamente em camadas ou ocorrem pequenos estratos altamente permeáveis.