Modeling water infiltration using physical based models, including the vertical variability of soil and rainfall intensity throughout a precipitation event, allows to estimate the runoff and infiltration measured in uncontrolled environments. In this study, the hypothesis was evaluated that, for natural rainfall conditions, a layered heterogeneous soil profile and at plot scale, the assumption of piston-type flow before and after the ponding allows to simulate satisfactorily the infiltration and runoff rates. Infiltration and runoff were simulated for ten events of rainfall, in plots of soil with heterogeneous profile and using the Green-Ampt model (piston type). The calibration of the model was done with the modification of only two parameters, the final degree of saturation and the initial soil water content, implying changes in other parameters of the model but preserving the physical relations. To evaluate model performance, statistical indexes were calculated by comparing the simulated cumulative runoff (Es) with the measured cumulative runoff (Eo). For seven of the ten events, only the adjustment of the degree of saturation was enough for good performance of the model. For the other three events an adjustment the degree of saturation and the initial soil water contente was necessary. Although some simulations did not reproduce the gradual increase in the measured runoff, the model was able to estimate runoff satisfactorily in all events, especially in those of longer duration. / A modelagem da infiltração de água por meio de modelos de base física, incluindo a variabilidade vertical do solo e da intensidade de chuva ao longo de um evento, permite uma melhor estimativa do escoamento e da infiltração medidos em ambiente não controlado. Neste estudo, foi avaliada a hipótese que, para condições de chuva natural em perfil de solo estratificado e escala de parcela, a presunção de fluxo tipo pistão antes e depois do empoçamento permite simular satisfatoriamente a infiltração e o escoamento superficial. A infiltração e o escoamento superficial foram simulados para dez eventos de precipitação, em parcelas de solo com perfil heterogêneo e usando o modelo Green-Ampt (fluxo tipo pistão). A calibração do modelo foi feita com a modificação de apenas dois parâmetros, o grau de saturação final e o conteúdo de água inicial, os quais implicam modificações nos demais parâmetros do modelo, preservando as relações físicas. Para avaliação do desempenho do modelo, índices estatísticos foram calculados, comparando o escoamento acumulado simulado (Es) com o escoamento acumulado medido (Eo). Para sete dos dez eventos de chuva, o ajuste somente do grau de saturação foi suficiente para que houvesse bom desempenho do modelo. Para os outros três eventos foi necessário ajustar o grau de saturação e o conteúdo inicial de água do solo. Embora algumas simulações não tenham reproduzido o incremento gradual no escoamento medido, o modelo permitiu estimar satisfatoriamente o escoamento em todos os eventos, principalmente nos mais longos.