Modelagem da infiltração da água no solo fundamentada na equação de Green-Ampt-Mein-Larson

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Cecílio, Roberto Avelino
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Solos – Umidade; Hidrologia – Modelo; Green-Ampt, Modelo de; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9761

O conhecimento do processo de infiltração da água no solo é de extrema importância para diversas áreas da engenharia de conservação de água e solo. O modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) é um dos mais utilizados para a simular a infiltração por ser relativamente simples e por vir apresentando bons resultados na estimativa do processo. Todavia, a difícil determinação dos parâmetros de entrada de GAML e o fato destes parâmetros não representarem efetivamente as condições reais de ocorrência da infiltração ainda dificultam sua aplicação. O presente trabalho teve o objetivo de melhorar a estimativa da infiltração de água no solo, considerando, para tal, duas vertentes distintas e independentes: uma baseada em uma análise físico- matemática mais detalhada do processo de infiltração e do deslocamento da frente de umedecimento pelo perfil do solo; e outra baseada em simples adequações dos parâmetros de entrada de GAML. Desenvolveu-se um novo modelo para a estimativa da infiltração de água no solo (GAML-c), fundamentado no GAML, baseando-se numa descrição mais aproximada da geometria e do deslocamento da frente de umedecimento. O GAML-c realiza uma discretização do teor de água para o qual o solo é umedecido quando da ocorrência do processo de infiltração, simulando o deslocamento simultâneo de diversas sub-frentes de umedecimento pelo perfil do solo. Paralelamente, propôs-se, também, a adequação dos parâmetros de entrada de GAML, a saber: substituir o teor de água do solo na saturação (θ s ) pelo teor de água na zona de transmissão (θ w ); substituir a condutividade hidráulica do solo saturado (K 0 ) pela taxa de infiltração estável (Tie); e calcular o potencial matricial na frente de umedecimento (ψ f ) por meio de uma equação baseada na condutividade hidráulica relativa aos teores de água inicial do solo (θ i ) e da zona de transmissão, e dos parâmetros pressão de borbulhamento (ψ b ) e índice de distribuição do tamanho de poros (λ), oriundos do ajuste da curva de retenção de água no solo feito pelo o modelo de Brooks & Corey. O conjunto de adequações propostas foi denominado GAML-t, não tendo qualquer relação com o procedimento GAML-c. Testes experimentais foram realizados em laboratório a fim de determinar a infiltração em três diferentes classes de solo: Argissolo Vermelho (PV), Latossolo Vermelho (LV) e Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA). Avaliou-se o desempenho de GAML-c e de GAML-t, comparando-os com o modelo de GAML aplicado em sua forma original e também adequado segundo cinco diferentes propostas. O GAML-c foi avaliado considerando quatro diferentes cenários, relativos à consideração dos parâmetros de entrada K 0 e θ w : K 0 igual à Tie e θ w experimental (TW); K 0 determinado pelo permeâmetro de carga constante e θ w experimental (KW); K 0 igual à Tie e θ w igual a θ s (TS); e K 0 determinado pelo permeâmetro de carga constante e θ w igual à θ s (KS). Verificou-se que o GAML-c aplicado utilizando-se os parâmetros da simulação TW foi capaz de estimar o perfil de umidade do solo, provendo estimativas de infiltração aceitáveis em todos os tipos de solo estudados; mas ainda necessitando de ajustes. O GAML-t foi capaz de prover boas estimativas da infiltração de água em todos os solos estudados, sendo recomendado para aplicação na estimativa de infiltração.