Estimativa da infiltração de água no solo a partir de pedofunções

• Main Author: Fiorin, Tatiana Tasquetto
• Other Authors: Carlesso, Reimar
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Santa Maria 2017
• Subjects: Pedofunção; Infiltração de água; Condutividade hidráulica; Pedofunction; Water infiltration; Hydraulic conductivity; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
• Online Access: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3309

Knowledge on soil water infiltration is essential for the solution of problems concerning irrigation and drainage areas and those related to water and soil conservation research. In that regard, the aim of this paper was to model water infiltration rate and hydraulic conductivity in saturated soil by means of pedotransfer functions for soils of various physical characteristics in 16 sites in Rio Grande do Sul and 04 sites in Uruguay. For each site, the following variables were determined: water infiltration rate, density (soil and particle), soil porosity (macro, micro and total), texture (clay, silt and sand), initial soil moisture content, saturation and water content at 1, 6, 10, 100, 500, 1500 KPa, and hydraulic conductivity (which was measured in seven sites only). Experimental water infiltration rate was obtained by use of the Double-ring infiltrometer and data were adjusted with Kostiakov s and Horton s model. Artificial rainfalls were applied by using a simulator with stationary and oscillating nozzles. Six plots measuring 0,5 m2 were delimited by galvanized steel boards inserted into the soil. Each board was equipped with a gutter at the lower part to collect runoff water (measured at 5-minute intervals). Smith s mathematical model as modified by Cabeda was used to describe infiltration rate. Experimental hydraulic conductivity in saturated soil was carried out by using Guelph s parameter. Kostiakov1s, Horton s and Smith s parameters were adjusted by means of multivariate equations. In comparison to Kostiakov s, Horton s model resulted in overestimation of soil water capacity. For Argissolo 01 and 02 and Chernossolo, cross-comparison between Kostiakov and Horton s model and Smith s model revealed overestimation of water infiltration rate by use of Kostiakov and Horton s model. While for Latossolo 12, Neossolo, and Vertissolo 01, water infiltration values were underestimated. In determining multivariate equations for the estimation of Kostiakov and Horton s models parameters, physical-hydraulic variables adopted were density (soil and particle), soil porosity (macro, micro and total), texture (clay, silt and sand), initial soil moisture content and saturation, and water content at 1, 6, 10, 100, 500, 1500 KPa. Such equations performed suitably for all the soils investigated. The pedofunction originated from the correlation between water infiltration rate obtained by means of Kostiakov and Horton s pedofunctions and water infiltration rate obtained by means of Smith s model can adequately predict water infiltration rate as estimated by Smith s model. Obtaining pedofunction equations by use of multivariate equations for estimating hydraulic conductivity in saturated soil solo by Guelph s model is suitable for estimating the model parameters. === O conhecimento da infiltração da água no solo é fundamental para a solução de problemas relativos as áreas de irrigação e drenagem e conservação da água e do solo. Deste modo, o objetivo desse trabalho foi modelar a taxa de infiltração de água no solo e a condutividade hidráulica em solo saturado através de funções de pedotransferência, para solos com diferentes características físicas, em 16 diferentes locais no Rio Grande do Sul e quatro no Uruguai. Em cada local foi determinada a taxa de infiltração de água no solo, densidade (do solo e de partícula), porosidade do solo (macro, micro e total), textura (argila, silte e areia), conteúdo volumétrico de água inicial e na saturação do solo e conteúdo volumétrico de água nas tensões de 1, 6, 10, 100, 500, 1500 KPa e a condutividade hidráulica (determinada apenas em sete locais). A taxa de infiltração de água no solo a campo foi obtida por meio do infiltrômetro dos duplos anéis concêntricos e os dados foram ajustados pelo modelo de Kostiakov e Horton. Chuvas artificiais foram aplicadas utilizando-se um simulador estacionário de bicos múltiplos e oscilantes. Seis parcelas de 0,5 m2 foram delimitadas por chapas metálicas galvanizadas cravadas no solo, contendo na parte inferior uma calha coletora, para recolher a água de escoamento superficial (mensurado em intervalos de cinco minutos). O modelo matemático usado para descrever a taxa de infiltração foi o de Smith modificado por Cabeda. A determinação da condutividade hidráulica em solo saturado a campo foi realizada utilizando o permeâmetro de Guelph. Os parâmetros dos modelos Kostiakov, Horton e Smith foram ajustados através de equações multivariadas. Observou-se que a capacidade de infiltração de água no solo estimada pelo modelo de Horton apresentou uma superestimava, em relação ao modelo estimado de Kostiakov. Ao comparar os modelos de Kostiakov e Horton com o de Smith, observa-se uma superestimativa da taxa de infiltração de água no solo, utilizando o modelo de Kostiakov e o de Horton, para o Argissolo 01 e 02 e Chernossolo. Para o Latossolo 12, Neossolo, e Vertissolo 01, houve uma subestimativa nos valores de infiltração de água. Na determinação das equações multivariadas, para estimativa dos parâmetros dos modelos de Kostiakov e Horton, as variáveis físico-hidrícas utilizadas foram densidade (do solo e de partícula), porosidade do solo (macro, micro e total), textura (argila, silte e areia), conteúdo volumétrico de água inicial e na saturação do solo e conteúdo volumétrico de água nas tensões de 1, 6, 10, 100, 500, 1500 KPa. Estas equações apresentaram desempenho satisfatório em todos os solos estudados. A pedofunção originada da correlação entre a taxa de infiltração de água no solo obtida através das pedofunções de Kostiakov e Horton, com a taxa de infiltração de água no solo obtida pelo modelo de Smith, prevê satisfatoriamente a taxa de infiltração de água no solo estimada pelo modelo de Smith. A obtenção das equações de pedofunções, através de equações multivariadas, para estimativa a condutividade hidráulica em solo saturado pelo modelo de Guelph, pode ser utilizada satisfatoriamente para estimativa dos parâmetros do modelo.