Infiltração de água no solo sob diferentes perfis de precipitação - Zonta, João Henrique (2011)
A infiltração de água no solo é um importante componente do ciclo hidrológico, sendo influenciada por diversos fatores relacionados ao solo e as chuvas. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a influência de aplicações sucessivas de precipitações com diferentes perfis, em solo nu e com cobertura de palhada, a fim de quantificar seu efeito na formação do encrostamento superficial e, conseqüentemente, na taxa de infiltração de água no solo; e avaliar o desempenho do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) e GAML modificado por Moore (1981), na simulação do processo de infiltração em solos com encrostamento superficial. Para cada perfil de precipitação (constante, exponencial decrescente, duplo exponencial adiantado e atrasado), foram aplicadas três precipitações sucessivas, em intervalos de 24 h, com uma lâmina média de 55 mm em cada precipitação. Na simulação do processo de infiltração, foi proposta a inclusão da camada de encrostamento superficial nos parâmetros de entrada do modelo. Para isso, no modelo de GAML o valor da condutividade hidráulica na zona de transmissão (Kt) foi considerado igual à taxa de infiltração estável (Tie) obtida em solo nu e igual a Kt*, que é igual a taxa de infiltração estável (Tie) (em solo com cobertura) multiplicada pelo fator f, que expressa o decaimento da Tie em função da energia cinética acumulada da chuva (Ec), ou seja, o valor de Kt variando ao longo do tempo. Para o modelo de GAML modificado por Moore (1981), foi proposto que a camada superficial (crosta) possuía espessura de 5 mm e condutividade hidráulica da crosta saturada (Kc) determinada a partir dos dados experimentais, e, também, igual a 10 e 25% da condutividade hidráulica do solo saturado (K0). A influência dos perfis de precipitação e das precipitações sucessivas na taxa e infiltração foi avaliada por meio de gráficos, análise de variância e teste de médias. A determinação das melhores combinações de parâmetros de entrada do modelo de GAML e GAML modificado por Moore (1981) foi avaliada com base no índice de concordância (c). Verificou-se que os diferentes perfis de precipitação não influenciaram a taxa de infiltração de água no solo, tanto para o solo nu como para o solo com cobertura, sendo esta influenciada somente pelas aplicações sucessivas, com menores valores da taxa de infiltração obtidos na 2ª e 3ª aplicações. Este comportamento pode ser explicado pelo fato de os perfis de precipitação utilizados apresentarem uma energia cinética acumulada da chuva de vii mesma magnitude. O decréscimo na taxa de infiltração em solo nu em relação ao solo com cobertura foi devido à formação de encrostamento superficial, formado logo na 1ª aplicação. A Tie em solo nu teve um decréscimo de 75% se comparada a Tie em solo com cobertura. O fator de decaimento da Tie f foi descrito por uma equação do tipo exponencial. Na simulação do processo de infiltração, para a 1ª aplicação da precipitação, em solo seco e com elevada capacidade de infiltração, o modelo GAML com o valor de Kt = Tie, determinada em solo com cobertura, obteve bons resultados, com desempenho acima de bom em 87,5% dos casos, considerando os quatro perfis de precipitação aplicados. Para a 2ª e 3ª aplicações, em solo úmido e com encrostamento superficial, as combinações que não consideraram o encrostamento superficial não apresentaram bons resultados, superestimando Ti e I ao longo do tempo, independente do perfil de precipitação aplicado. Para o modelo de GAML, os melhores resultados foram obtidos com uso de Kt igual à Tie determinada em solo nu e com Kt igual a Kt*, enquanto que no modelo GAML modificado por Moore (1981), os melhores resultados foram obtidos com valor de Kt da crosta igual a 10 e 25% de K0, com desempenho pelo índice c superior a bom em 100% dos casos para ambas as combinações. Conclui-se que o modelo de GAML com seus parâmetros de entrada modificados foi adequado para a simulação do processo de infiltração para todos os perfis de precipitação aplicados. Para solos com encrostamento superficial, o efeito desta camada deve ser embutido nos parâmetros de entrada do modelo para a obtenção de bons resultados.