Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-09T14:21:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 768607 bytes, checksum: 53e3ec1372f6119b7d22f36cd39f49bd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-09T14:21:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 768607 bytes, checksum: 53e3ec1372f6119b7d22f36cd39f49bd (MD5) Previous issue date: 2005-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Infiltração é o processo pelo qual a água passa da superfície para o interior do solo, sendo dependente da carga hidráulica na superfície, do teor de água inicial, da textura, da estrutura, da condutividade hidráulica e da porosidade do solo. Diversos modelos se propõem a estimar este processo, dentre os quais se destaca o de Green-Ampt modificado por Mein e Larson (GAML), baseado numa análise física do processo. Embora seja bastante utilizado, este modelo apresenta como desvantagem a dificuldade de obtenção de seus parâmetros de entrada, principalmente do potencial matricial na frente de umedecimento ( ψ m ). Assim sendo, este trabalho teve como objetivos: obter as variáveis necessárias à estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento, utilizando-se para tal o modelo de Green-Ampt modificado por Mein e Larson, e estabelecer modelo matemático que relacione o potencial matricial na frente de umedecimento com as características físicas e a condutividade hidráulica do solo saturado, para sua aplicação no modelo de Green-Ampt modificado por Mein e Larson. Foram utilizadas três classes de solos (Latossolo Vermelho - Amarelo – LVA; Latossolo Vermelho – LV; e Argissolo Vermelho – PV). Estes solos foram secos ao ar, destorroados e peneirados em peneira de malha 10 mm, sendo posteriormente acondicionados em colunas de PVC de 200 mm de diâmetro e 800 mm de altura, de modo que a densidade do solo ficasse próxima daquela observada em campo. Na lateral das colunas, foram instaladas horizontalmente sondas de TDR para a determinação do teor de água e para o acompanhamento da frente de umedecimento. Aplicou-se água sobre a superfície das colunas sob taxa constante, por meio de um simulador de chuvas, sendo que o excesso escoado superficialmente foi conduzido para uma caixa de coleta na qual foi instalado um medidor de nível denominado Thalimedes. O volume infiltrado foi determinado por diferença entre o volume precipitado e o escoado. Após a realização dos testes, foram coletadas amostras de solo para determinação da granulometria, densidade do solo, porosidade, macroporosidade e microporosidade. Foram determinados, ainda, os teores volumétricos de água na zona de transmissão e no início do processo e a condutividade hidráulica do solo saturado. O potencial matricial foi calculado por intermédio de um rearranjo no modelo de GAML, considerando a taxa de infiltração estável (Tie) como representativa da condutividade hidráulica do solo saturado e o teor volumétrico de água na zona de transmissão em lugar do teor volumétrico de água correspondente à saturação. De posse dos valores de ψ m e das características do solo, foram ajustados modelos de regressão, sendo a escolha do melhor modelo feita por meio dos coeficientes de determinação (R 2 ), pela significância dos parâmetros no modelo, pelo menor número de variáveis envolvidas e pela facilidade de obtenção dessas variáveis (características do solo). Os valores de condutividade hidráulica do solo saturado, de porcentagem de silte e de macroporosidade foram significativos em todos os modelos nos quais foram utilizados. A Tie não foi significativa em nenhum dos modelos. Todas as equações obtidas utilizando-se a porcentagem de silte em combinação com outras variáveis apresentaram bons resultados na modelagem do ψ m , sendo que, os melhores resultados foram obtidos para o modelo que relaciona o ψ m com a porosidade, a condutividade hidráulica do solo saturado e a porcentagem de silte. / Infiltration is the process by which water passes through the soil surface down to the soil, being dependent on hydraulic load in the surface, on the antecedent moisture, on texture, structure, soil hydraulic conductivity and soil porosity. Several models aim to estimate this process, among which the Green-Ampt modified by Mein and Larson (GAML) model is based on a physical analysis of the process. Although it is frequently used, this model has a limitation for obtaining input parameters, such as the potential head at the wetting front ( ψ m ). This work aimed to obtain the ψ m for GAML model for soils typical of tropical areas, using three classes of soils (Red-Yellow Oxisol, Red Ultisol and Red Oxisol). These soils were air-dried, ground and sieved through 10 mm mesh sieve, placed in PVC columns of 200 mm diameter and 800 mm height, so that the soil density was similar to the field. In the lateral of the columns, horizontal TDR probes were installed for the moisture determination and for the monitoring of the wetting front. The water was applied to the surface of the columns at a constant rate by means of a rain simulator device and the excess drained superficially, was collected and measured in a box using a “Thalimedes” device. The infiltrated volume was calculated by the difference among the precipitate volume and the runoff. After the tests, soil samples were collected for determination of the texture, soil density, porosity, macroporosity, microporosity, volumetric moisture (before and after the tests) and soil hydraulic conductivity. The pressure head at the wetting front was calculated through an adjustment in the GAML model, considering the rate of stable infiltration (Tie) as representative of the hydraulic conductivity, and the transmission zone moisture instead of the moisture saturation. Once having the ψ m values and soil characteristics, regression models were adjusted, choosing the best fit by R 2 , significance of parameters, less number of variables and easy of obtaining soil variables. The soil hydraulic conductivity values, percentage of silt and macroporosity were all significant for all equations. Tie was not significant in none of the equations. All the obtained equations using the amount of silt in combination with another variable showed good results in the ψ m modeling. The best fitted equation was the one which related the ψ m with the porosity, the soil hydraulic conductivity and the percentage of silt. / Dissertação importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-21T11:24:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3378027 bytes, checksum: 73c182f16a6adb3beb299a2bc78bb19b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T11:24:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3378027 bytes, checksum: 73c182f16a6adb3beb299a2bc78bb19b (MD5) Previous issue date: 2003-09-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A redução da macroporosidade da camada superficial do solo provocada pelo encrostamento tem como conseqüência o decréscimo da infiltração da água no solo. Para a determinação da taxa de infiltração, em solos sujeitos ao encrostamento, foi realizado experimento no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Agrícola utilizando simulador de chuvas. Os tratamentos foram distribuídos em um esquema fatorial 5 x 6, sendo cinco solos (Argissolo Vermelho, Argissolo Vermelho- Amarelo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Neossolo Flúvico e Neossolo Quartzarênico) e seis energias cinéticas de chuva (0, 525, 1051, 2102, 3153 e 4204 J m -2 ) com três repetições, conforme um delineamento inteiramente casualizado. Utilizando técnica de micromorfometria foi possível determinar algumas características do microperfil da camada superficial do solo, tais como macroporosidade, distribuição dos poros e sua continuidade e, ainda, a espessura da crosta. A partir dos dados de taxa de infiltração da água no solo e da espessura da crosta, calcularam-se a condutividade e a resistência hidráulica da crosta. Tendo sido ajustada equação relacionando a resistência hidráulica da crosta com a energia cinética da chuva e as características químicas e físicas de cada solo. Observou-se que, para todos as classes de solo, houve redução da taxa de infiltração quando foram aplicados valores crescentes de energia cinética, o que evidenciou o desenvolvimento de encrostamento. Os maiores valores de taxa de infiltração foram obtidos para o Neossolo Quartzarênico (0,875 kg kg -1 de areia) e para o Latossolo Vermelho-Amarelo, devido a sua estrutura microgranular. A resistência hidráulica da crosta aumentou com a energia cinética para todos os solos (especialmente para o Argissolo Vermelho-Amarelo e o Argissolo Vermelho) até atingir um valor máximo para energias próximas de 2274 J m -2 . A partir deste valor, evidenciou-se a diminuição da resistência hidráulica decorrente do desgaste da crosta provocado pelo aumento do escoamento superficial. Análises de regressão múltipla mostraram que as variáveis mais efetivas na descrição do comportamento da resistência hidráulica da crosta foram a energia cinética aplicada, a macroporosidade da camada de 0-5cm, os teores de areia total, silte e carbono orgânico e a relação entre os teores de argila dispersa em água e a argila total. Desta forma, a partir da equação ajustada e do conhecimento de algumas características do solo e da chuva é possível estimar a resistência hidráulica da crosta desenvolvida pelo impacto direto da gota e, conseqüentemente, a taxa de infiltração em solos sujeitos ao desenvolvimento de encrostamento. / Macroporosity reduction of the soil surface layer caused by crusting leads to decreased water infiltration into soil. An experiment was carried out at the Hydraulics Laboratory of the Agricultural Engineering Department using a rainfall simulator to determine infiltration rates in crusting soils. A completely random 5x6 factorial design was established using five soils (Red Ultisol, Red-Yellow Ultisol, Red-Yellow Oxisol, Fluvic Entisol and Arenic Entisol) and six rainfall kinetic energies (0, 525, 1051, 2102, 3153 and 4204 J m -2 ) with three repetitions. Some characteristics of the soil surface layer, such as macroporosity, pore distribution and pore continuity and crust thickness, were determined using the micromorphometry technique. Crust hydraulic conductivity and hydraulic resistance were calculated based on water infiltration rate and crust thickness. These results were used to establish equations relating crust hydraulic resistance to rainfall kinetic energy and chemical and physics characteristics of each soil. In all soil classes the infiltration rate decreased with the increase in kinetic energy, proof of crust development. The highest infiltration rates were obtained for the Arenic Entisol (0,875 kg kg -1 of sand) and the Red - Yellow Oxisol, due to their micro-granular structure. Crust hydraulic resistance increased with increasing kinetic energy for all soils (especially for the Red-Yellow Ultisol and Red Ultisol) until reaching a maximum value at an energy of about 2274 J m -2 . The following decrease in hydraulic resistance was attributed to crust erosion caused by increasing runoff. Multiple regression analyses showed that the most effective variables for describing crust hydraulic resistance were rainfall kinetic energy, macroporosity of the 0-5cm layer, the levels of total sand, silt and organic carbon and the relationship among the levels of dispersed clay in the water and total clay. Therefore, it is possible to estimate the crust hydraulic resistance developed by direct water droplet impact and consequently infiltration rate in crusting soils by using adjusted equations based on some soil and rainfall characteristics. / Tese importada do Alexandria