Caracterização hidrodinâmica de solos: aplicação do método Beerkan

Abstract

RESUMOO conhecimento das propriedades hidráulicas do solo, tais como as curvas de retenção da água no solo θ(h) e da condutividade hidráulica K(θ), é indispensável para a modelagem do transporte de água e de poluentes em sistemas agrícolas. Várias técnicas experimentais têm sido propostas para determinar essas características do solo diretamente no campo, porém a complexidade, os custos elevados e o tempo de execução dessas medidas, são fatores que limitam bastante a obtenção dessas informações em grande escala. Apresenta-se, no presente trabalho, uma metodologia conhecida como "Beerkan", com a qual se busca minimizar esses fatores utilizando-se dados experimentais de infiltração, da distribuição granulométrica e da massa específica do solo, para então se estimar os parâmetros das curvas de θ(h) e K(θ). O método foi aplicado em dois solos com diferentes classes texturais (três de um Latossolo Amarelo e três de um Neossolo Flúvi-co). Determinaram-se, com vistas à caracterização hidrodinâmica, os parâmetros de forma das curvas de θ(h) de van Genuchten e de K(θ) de Brooks e Corey, dependentes majoritariamente da textura do solo e obtidos a partir da curva de distribuição dos tamanhos das partículas, além dos parâmetros de normalização dependentes, essencialmente, da estrutura do solo e obtidos a partir dos ensaios de infiltração utilizando-se o infiltrômetro de anel simples. O método Beerkan provou ser robusto e adaptado à caracterização hidrodinâmica dos dois solos. Palavras-chave: parâmetros hidrodinâmicos, solo não saturado, infiltraçãoHydrodynamic characterization of soils:Application of the Beerkan method ABSTRACTKnowledge of the soil hydraulic properties, such as the water retention θ(h) and hydraulic conductivity K(θ) curves, is indispensable for water and pollutant transport modeling of agricultural systems. Several experimental techniques have been proposed to determine these characteristic curves of the soil in the field. However, the complexity, the high costs and the time of execution of measurements are limiting factors for obtaining these characteristic curves in large areas. In this work, a simple methodology is shown, known as "Beerkan", which secks to overcome these difficulties. It uses experimental data of infiltration, bulk density and the particle-size distribution for estimating the θ(h) and K(θ) curves. This method was applied to two soils with different textural classification (three of an Oxisoil and three of an Alluvial Soil). For the hydrodynamic characterization, the shape and the normalization parameters of the θ(h) and of K(θ) curves were determined. The shape parameters depend upon the soil texture and they were obtained from the cumulative particlesize distribution curve; the normalization parameters depend on soil structure and they were obtained from the infiltration experiments using the simple ring infiltrometer. The Beerkan method proved to be robust and adapted to modeling the three-dimensional infiltration in field, as well as allowing the hydrodynamic characterization of the ...

Variabilidade espacial de propriedades hidrodinâmicas de um Neossolo Regolítico sob pastagem e caatinga

“…Os parâmetros de forma m, n e η da área de pastagem seguem distribuição normal segundo o teste Kolmogorov-Smirnov com 95% de probabilidade enquanto na área de caatinga, m, segue uma distribuição normal com 99% de probabilidade, η com 95% de probabilidade e n segue uma distribuição lognormal com 99% de probabilidade. Lassabatère et al (2006) estudando três diferentes solos: um solo siltoso extremamente fino (Roujan); um solo estruturado com partículas maiores que 2 mm (Django Reinhardt) e um solo com aspectos texturais e estruturais intermediários aos dois primeiros solos (Chernobyl) obtiveram, respectivamente, os seguintes valores para m, n e η: 0,089; 2,20 e 13,20 para Roujan; 0,327; 2,97 e 5,06 para Chernobyl; e 0,246; 2,65 e 6,07 para Django Reinhardt; já Souza et al (2008a) obtiveram valores de 0,13, 2,31, 9,54 respectivamente, para m, n, η em um Neossolo Flúvico de textura areia franca e 0,21; 2,54 e 6,70 respectivamente para m, n, η para um Neossolo Flúvico textura areia. Mubarak et al (2009) obtiveram, estudando as mudanças na estrutura do solo sob alta frequência de irrigação por gotejamento utilizando o método Beerkan, valores que variam entre 0,093 a 0,095; 2,20 a 2,21 e 12,52 a 12,93 para m, n e η respecticamente; os valores de m, n e η encontrados no presente trabalho estão próximos aos encontrados por esses autores.…”

“…Com vista à determinação dos parâmetros de forma (m, n e η) e os de normalização (K s e h g ) foi utilizado o BEST (Beerkan Estimation of Soil Transfer Parameters through Infiltration Experiments) (Lassabatére et al, 2006;Souza et al, 2008a).…”

“…Haverkamp et al (1996) mostraram, baseados na teoria do escalonamento por intermédio da análise dinâmica aplicada à equação de fluxo não saturado, que a completa identificação dos fatores de escala da equação do fluxo não saturado pode ser efetuada independente da equação de infiltração considerada e das condições de fronteiras impostas. Este trabalho deu origem à metodologia denominada "Beerkan" (Braud et al, 2004;Lassabatère et al, 2006;Souza et al, 2008a) que se baseia principalmente em ensaios simplificados de infiltração e na análise da distribuição dos tamanhos das partículas do solo.…”

Caracterização hidrodinâmica e hidrodispersiva de um latossolo amarelo na microrregião do brejo paraibano

“…Verificado que os valores dos tempos de estabilização (t stab ) foram atingidos para tempos menores que 60 s, a condutividade hidráulica (K) e a sorvidade (S) foram estimadas pela análise do tempo longo da infiltração acumulada tridimensional, descrita pela seguinte expressão Vandervaere et al, 2000;Roulier et al, 2002;Souza et al, 2008):…”

Parâmetros físicos do solo relacionados com o avanço da frente de molhamento

“…Para a vazão dos gotejadores de 4 L h -1 a sorptividade (S 4 ) foi igual a 2,74 cm h -0,5 e para a vazão de 8 L h -1 o valor da sorptividade (S 8 ) foi igual a 2,82 cm h -0,5 , perfazendo uma média das três medições de vazão igual a 2,68 cm h -0,5 . Em estudo conduzido por Souza et al (2008) foi estimada a sorptividade em três tipos de Latossolo Amarelo e três tipos de Neossolo Flúvico tendo-se constatado que a sorptividade variou entre 284 a 745,2 e 176,4 a 892,8 cm h -0,5 , nos solos desses dois grupos, respectivamente. Os autores salientam que os valores de S e Ks aumentam com o teor de areia identificando, como mais permeável, o Latossolo Amarelo.…”