Aplicação da equação de Green-Ampt na modelagem da infiltração de água em Latossolo Vermelho-Amarelo estratificado

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Cecílio, Roberto Avelino
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Modelagem hidrológica; Engenharia de conservação de solos; Infiltração; Condutividade hidráulica; Potencial matricial da água no solo; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9439

A infiltração de água no solo é um dos principais fenômenos componentes do ciclo hidrológico, pois é um dos fatores que determinam a disponibilização de água para as culturas, a recarga dos aqüíferos subterrâneos, a ocorrência e magnitude do escoamento superficial e o manejo do solo e da água. O modelo de Green-Ampt é um dos mais utilizados na previsão da infiltração por se basear em aspectos físicos do processo, entretanto diversos autores alertam para a necessidade de adequação dos parâmetros de entrada deste modelo para as condições de campo. Como este modelo foi desenvolvido para solos homogêneos faz-se necessário a realização de estudos deste em solos estratificados, principalmente para solos típicos de regiões de clima tropical. Neste trabalho, procurou-se avaliar o modelo de Green-Ampt, assim como as diversas proposições de correção dos seus parâmetros de entrada (umidade de saturação, θ s ; condutividade hidráulica do solo saturado, K 0 ; e, potencial matricial na frente de umedecimento, ψ), aplicado a um típico solo brasileiro sob condições de estratificação de sua textura, o Latossolo Vermelho-Amarelo. Foram conduzidos dois experimentos, um utilizando colunas e outro uma caixa de solo, dentro dos quais compactou-se material de solo pertencente a cada um dos três horizontes do Latossolo Vermelho- Amarelo (A, B e C). Determinou-se a infiltração acumulada (I), taxa de infiltração (Ti), bem como as características físicas do perfil necessárias para a aplicação do modelo de Green-Ampt. Verificou-se que o valor de umidade de saturação de campo (θ w ) que melhor simulou os valores medidos de infiltração quando não se considera θ w variável com a textura do solo variou entre 0,81 θ s (caixa de solo) e 0,86 θ s (colunas de solos). Quando se considera, para a caixa de solo, θ w variável com a textura, os melhores valores foram de 0,79 θ s para o material de solo de textura argilosa (horizontes A e B) e 0,86 θ s para o material de solo de textura franca (horizonte C). Utilizando-se estes valores nas simulações de Ti, I e profundidade da frente de umedecimento, percebeu-se que a textura do solo exerce grande influência no valor de θ w , pois todas as simulações foram melhores quando se considerou a variação deste parâmetro de acordo com a granulometria do material de solo. Utilizando-se, nas simulações, combinações entre seis metodologias para o cálculo de ψ e três para a determinação da condutividade hidráulica, percebeu-se que três diferentes combinações simularam bem a infiltração ocorrida nas colunas (condição de baixa umidade inicial) e que quatro diferentes combinações simularam bem o processo de infiltração ocorrido na caixa de solo (condição de alta umidade inicial). Para a condição de baixa umidade inicial (colunas de solo), as proposições que melhor simularam a infiltração foram: K w igual a 0,5 K 0 associada a ψ igual a ψ (θ i ); K w igual a K 0 associada a ψ igual à média entre ψ (θ w ) e ψ (θ i ) e; K w igual à taxa de infiltração estável (T ie ) associada a ψ calculado com base na textura e porosidade do solo. Já para a condição de alta umidade inicial (caixa de solo), estas proposições foram: condutividade hidráulica (K w ) igual a 0,5 K 0 associada ao potencial matricial na frente de umedecimento (ψ) igual a ψ (θ i ); K w igual à T ie associada a ψ igual à média entre ψ (θ w ) e ψ (θ i ); K w igual a K 0 associada a ψ calculado com base na textura e porosidade do solo e; K w igual à T ie associada a ψ calculado com base na textura e porosidade do solo. Duas das combinações foram exatamente as mesmas tanto para a condição de alta, quanto de baixa umidade inicial. O modelo de Green-Ampt simulou melhor o processo de infiltração da água no Latossolo Vermelho- Amarelo estratificado quando este apresentou menor variação na condutividade hidráulica ao longo do perfil.