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Início/Biofísica, fluidos e geociências/Lei de Darcy

Lei de Darcy

Carga unidimensional h(z,t): ∂h/∂t = K ∂²h/∂z²; cargas fixas nos extremos — tempo de relaxação e comprimento de penetração por difusão.

Difusão da carga

0.08
1
1
0

Transitório 1D: ∂h/∂t = K ∂²h/∂z² (capacidade = 1 nestas unidades). Cargas fixas relaxam a coluna; √(K t) é uma escala aproximada de penetração.

Grandezas medidas

Passos0
Escala √(K·t)0.000

Gráficos

Sobre o modelo

A lei de Darcy relaciona a velocidade de filtração com o gradiente de carga hidráulica: q = −K ∇h. Numa coluna saturada unidimensional, com capacidade normalizada, a carga obedece à equação de difusão ∂h/∂t = K ∂²h/∂z². Nos extremos superior e inferior fixam-se as cargas; o perfil relaxa rumo ao estacionário linear. A escala de penetração de uma perturbação é ~ √(K t). O armazenamento específico fica absorvido na escala de tempo. Na tela: h(z) e a estimativa √(K t).

Para quem: Hidrogeologia introdutória e filtração: lei de Darcy, carga hidráulica, condutividade hidráulica.

Conceitos-chave

  • lei de Darcy
  • carga hidráulica
  • condutividade hidráulica
  • água subterrânea
  • difusão da carga
  • profundidade de penetração

Como funciona

Lei de Darcy numa coluna unidimensional: a carga obedece a ∂h/∂t = K ∂²h/∂z² entre cargas de fronteira fixas. O perfil relaxa rumo ao estacionário linear; √(K t) é a escala de penetração da perturbação. Nas unidades do modelo a capacidade vale 1.

Perguntas frequentes

Onde está o armazenamento específico?
Ficou absorvido na escala de tempo: nestas unidades a capacidade vale um. Olhe a forma do perfil e √(K t), não a identificação de parâmetros de campo.
Por que o perfil tende a uma reta?
No estacionário ∂h/∂t = 0, logo ∂²h/∂z² = 0: entre duas cargas fixas a solução é linear em z. K afeta a rapidez da relaxação, não a inclinação final.
É um aquífero livre?
Não. Coluna saturada com cargas impostas nos extremos: esquema de filtração confinada. Não há superfície livre nem zona não saturada.