Thesis (M.S.)--Oregon State University, 2010. / Printout. Includes bibliographical references (leaves 113-118). Also available on the World Wide Web.

Submitted by JOSELINA DE SOUZA CORREIA null (joselina.scorreia@gmail.com) on 2017-01-10T13:04:37Z No. of bitstreams: 1 Tese oficial _ Joselina de Souza Correia . 2017.pdf: 2214453 bytes, checksum: 2a09bae07d69c106a4dd8c34d57ecd39 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-01-12T13:56:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 correia_js_dr_bot.pdf: 2214453 bytes, checksum: 2a09bae07d69c106a4dd8c34d57ecd39 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-12T13:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 correia_js_dr_bot.pdf: 2214453 bytes, checksum: 2a09bae07d69c106a4dd8c34d57ecd39 (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Diante das situações de escassez hídrica que ocorrem no Semiárido Brasileiro, e do contínuo aumento populacional naquela região são procurados meios que otimizem o uso da água. O objetivo desse trabalho foi analisar e criar uma perspectiva, dentro das variações ocorridas nos padrões de uso e ocupação do solo, por meio de imagens de satélites e da infiltração de água no solo, para subsidiar o uso racional da área, da água no Perímetro de Irrigação Pontal Sul, em Pernambuco. Para isso, foi feito o uso de geotecnologias, para fornecer elementos subsidiando uma melhor gestão em larga escala. Duas imagens LANDSAT para os anos2000-2015, foram analisadas e classificadas por meio do programa ArcGis, para comparação dos diferentes tipos de uso do solo. As classes e subclasses foram definidas por processo não supervisionado, seguido por supervisionado, sendo o perímetro dividido em duas classes, área antropizada e área natural, e esses subdivididos em solo descoberto e agricultura irrigada, e em Caatinga densa e Caatinga raleada, respectivamente. As mesmas imagens foram analisadas pelo programa IDRISI, e seus resultados confrontados com os encontrados pelo ArcGis. Foram utilizados dados de 21 testes de infiltração, da água no solo determinados por meio da metodologia dos anéis concêntricos, de onde se obteve a velocidade de infiltração básica (VIB). Os dados encontrados foram ajustados por vários modelos, e o de Kostiakov e a função potência foram os mais qualificados para os tipos de solo do perímetro. Quanto ao uso da terra, a Caatinga densa está presente em 22,1% e 24,8%; a Caatinga rala representa 51,2% e 39,1%; e a classe solo está descoberto em 26,75% e 33,64% da área do perímetro, respectivamente em 2000 e 2015. A agricultura irrigada foi visível apenas no ano de 2015 com 2,45% da área. Quando comparados, os programas evidenciaram algumas similaridades, e relativa coerência no uso e transformação das classes do solo, sendo que o IDRISI atribuiu a algumas classes uma extensão superior ao determinado pelo ArcGis. Como divergência, o programa IDRISI registrou presença de água superficial no primeiro cenário e agricultura irrigada em ambos os anos. A VIB foi classificada como muito alta e aponta a região como arenosa sob as condições analisadas, o que dificulta sua retenção hídrica e favorece sua infiltração. Os cenários sinalizam regiões parcialmente similares como zonas potenciais, para expansão da agricultura irrigada, legitimando a eficiência dessas geotecnologias na gestão e perspectiva de uso do perímetro de irrigação. / In face of the water stress situations that occur in the Brazilian semi-arid, as well as the continued population growth in that region, the use of water resources should be maximized. Thus, the aim of this study was to analyze and create a perspective within the variations of land use patterns, through the image analysis and soil water infiltration, for guiding the use of irrigated area inside of the Pontal Sul Irrigation Scheme, state of Pernambuco, Brazil. For this, the use of geotechnology was made to provide elements for a better area management. Satellite images (2000-2015), provided by the INPE and Codevasf, were analyzed and classified by the ArcGIS software for investigation and comparison of land use. The classes and subclasses were defined by unsupervised process, followed by supervised one, and the irrigation scheme was divided into two classes, anthropic area and natural area, and these were subdivided into discovered and irrigated agriculture soil, and dense Caatinga and thinned Caatinga, respectively. The same images were analyzed by IDRISI software, and the results compared with those found by ArcGis. Data from 21 infiltration tests were used, determined by the methodology of concentric rings, where basic infiltration rate (BIR) was derived. The data were adjusted for several models, and the Kostiakov and the power function models were the most qualified to the irrigation scheme soils. Regarding the use of the land, dense Caatinga is present in 22.1% and 24.8%; the thinned Caatinga represents 51.2% and 39.1%; and the soil is uncovered in 26.75% and 33.64% of the irrigation scheme area, respectively in 2000 and 2015. Irrigated agriculture was visible only in the year 2015, in 2.45% of the area. Both software showed some similarities and consistency on the use and transformation of soil classes, and IDRISI assigned to a higher extent class determined by the ArcGis. As divergence IDRISI software recorded the presence of surface water in the first scenario and irrigated agriculture in both years. The BIR was classified as very high and indicated that soils as sandy under the conditions analyzed, which makes its water retention low and favors water infiltration. The scenarios indicate partially similar regions as potential areas for expansion of irrigated agriculture, legitimizing the efficiency of these geotechnology in management and in the perspective of the irrigation scheme use. / CNPq:161122/2012-4

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第23172号 / 工博第4816号 / 新制||工||1753(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 角 哲也, 准教授 竹門 康弘, 准教授 Sameh Kantoush / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

Experimental studies on infiltration/soil-water movement processes are vital to better understanding movement of soil-water in the vadose zone. The objective of this experimental research was to investigate infiltration/soil-water movement processes utilizing laboratory experiments and computer modeling. Small scale laboratory soil box infiltration experiments were conducted and utilized for the improved parameterization of the Green-Ampt (GA) saturated moisture content parameter to produce an effective moisture content parameter (Be) for utilization in a modified GA model. By incorporating ⊖e values into GA modeling, modeling results showed greatly improved wetting front prediction across different soil conditions. A new soil packing method was proposed for replicating complex microtopographical surfaces with uniform bulk densities in laboratory soil box experiments which proved efficient and effective at accomplishing both objectives. A rainfall simulator and an instantaneous-profile laser scanner were used to simulate rainfall and quantify surface microtopography for experiments. The results clearly show the effect of microtopography on infiltration and soil-water movement characteristics. This offers valuable insight into infiltration/soil-water movement processes as affected by different soil and surface microtopographic conditions. / National Science Foundation (Grant No. EAR-0907588)

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This study focuses on soil hydrological parameters that are expected to be related to burn severity in forests; infiltration rate, soil moisture, grain size distribution and carbon content along a burn severity gradient in Västmanland Sweden, where a major fire occurred in 2014. Hälleskogsbrännan was divided into two burn severities: a moderate severity and a high severity, and a control area. Ten soil samples were taken for laboratory analyses at each severity level. Soil moisture and infiltration rate was measured in situ. Infiltration rates and soil moisture were highest in the most severely affected site, whereas fire effects on soil texture were insignificant. Soil organic carbon content was highest at the low fire severity site, followed by control and high severity fire sites. Inorganic carbon content followed the opposite trend. These results had clear trends but were insignificant, this call for more comprehensive sampling to separate possible confounding site effects.

The search for solutions in stormwater management has been a constant in human history. Being a well discussed topic nowadays, public agencies seek for quick solutions in order to minimize the catastrophes caused by floods in result to rapid and disorganized urbanization. Thus, the search for solutions in stormwater management is necessary for maintaining the quality of life, the environment and especially the preservation of the hydrological cycle. Furthermore, infiltration alternatives such as bioretention, trenches and swales have been shown as feasible and well accepted options because they minimize the negative effects of urbanization seeking to restore the natural water cycle. In Brazil, there are few studies focused on design criteria, operation and service-life of these structures, which are important data for the scale of a bioretention otherwise, would be leading to an oversized, costly and underused construction. The main purpose of this study is to analyze the sizing criteria for bioretention systems proposing suggestions for its implementation in the geomorphological conditions of the Santa Maria / RS region. The research evaluates the infiltration structure built in 2010 at the Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). The performance of two sizing methodologies was analyzed and the dimensions were compared to the dimensions of the structure implemented at UFSM. The methodology consists of collecting infiltration data from infiltration tests recommended by NBR 13969/97, with some modifications in order to simulate a real event, data of monitoring bioretention at UFSM from 2011 to 2013, and data obtained in the stress test applied to the structure in December 2015. From these data, Horton infiltration curves for the average conditions were adjusted and inserted into the concept of unit infiltration rate (mm.h-1.m-2).The sizing was based on the analyzed methodologies (Curve-Envelope Method and LID method), after the results were compared to the actual behavior of the real structure suggesting adjustments. The results of this study indicate that the methodologies analyzes oversize the bioretention structure. From the analysis of the built bioretention behavior history it can be concluded that despite having smaller dimensions than those obtained through other methodologies sizing, it is effective to storage the drained volume. Therefore, it is clear that the lateral area and the hydrostatic pressure are important to the functioning of the structure, but also the soil-plant relationship, with the creation of preferential paths that end up improving infiltration over the service-life. Further studies are recommended in order to incorporate these items in sizing methodologies, and monitoring of similar structures in order to determine whether the behavior presented by the bioretention is default or an exception. / A procura por alternativas de manejo de águas pluviais sempre foi uma constante na história da Humanidade. Atualmente tem gerado muitos debates, agentes públicos procuram soluções rápidas no intuito de amenizar as constantes catástrofes em decorrências das enchentes e inundações, fruto de uma urbanização acelerada e desorganizada. A busca por inovações se faz necessária para a manutenção da qualidade de vida, do meio ambiente e principalmente pela preservação do ciclo hidrológico. Alternativas de infiltração como biorretenções, trincheiras e valas de infiltração tem se mostrado como opções viáveis e de aprovação geral porque amenizam os efeitos negativos da urbanização buscando restaurar o ciclo hidrológico natural. No Brasil, ainda são poucos os estudos voltados aos critérios de dimensionamento, funcionamento e vida útil das referidas estruturas, que são dados importantes para o profissional dimensionar uma biorretenção, caso contrário, estaria levando a construção de obras superdimensionadas, onerosas e subutilizadas. O objetivo deste trabalho é analisar os critérios de técnicas de dimensionamentos para sistemas de biorretenção e propor sugestões para sua aplicação nas condições geomorfológicas da região de Santa Maria/RS. A pesquisa teve como base a estrutura de infiltração construída, em 2010, na Universidade Federal de Santa Maria. E neste estudo, buscou-se analisar o desempenho de duas metodologias de dimensionamento comparando as dimensões com a estrutura implementada na UFSM. A metodologia utilizada consistiu na coleta de dados de infiltração a partir de: ensaios de infiltração recomendados pela NBR 13969/97, com algumas modificações visando simular um evento real; de dados coletados no monitoramento da biorretenção da UFSM no período de 2011 a 2013 e dados obtidos no Teste de estresse aplicado na estrutura em dezembro de 2015. A partir desses dados, ajustou-se as curvas de infiltração de Horton para as condições médias e inseriu-se o conceito de taxa de infiltração unitária (mm.h-1.m-2). Procedeu-se ao dimensionamento através das metodologias analisadas (Método da Curva-Envelope e Método do LID), após foram analisados os resultados dos dimensionamentos com o comportamento real da estrutura construída no campus Sede da UFSM sugerindo ajustes. Com base nos resultados obtidos neste estudo, os dimensionamentos apresentaram dimensões maiores do que o existente, porém, na análise do histórico da biorretenção construída indica que ela está funcionando perfeitamente no quesito armazenamento. Assim, consta-se a importância da área lateral e da pressão hidrostática no funcionamento da estrutura, como também, a relação solo-planta, com a criação de caminhos preferencias, que acabam melhorando a infiltração ao longo da vida útil. Sendo recomendados novos estudos com o objetivo de incorporar estes itens nas metodologias de dimensionamento, e monitoramento de estruturas semelhantes afim de verificar se o comportamento aqui encontrado é o padrão ou uma exceção.

As propriedades físicas do solo são preponderantes para a qualidade e produtividade da cultura da batata. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar algumas propriedades físicas do solo e a produtividade e qualidade dos tubérculos de batata. O experimento foi instalado em áreas de produção de batata na Chapada Diamantina (BA), de abril a agosto de 2005. O solo foi preparado pelo sistema convencional e pelo sistema alternativo MAFES, ambos associados ou não com a aplicação de Microrganismos Eficazes (EM). Foram avaliadas: a densidade do solo, a estabilidade de agregados, a resistência do solo à penetração, a taxa de infiltração de água e a retenção de água no solo. Também foi avaliada a alteração dessas propriedades do solo em relação à área antes do preparo, que estava sob pastagem de Brachiaria brizantha. A massa de torrões e touceiras colhidas juntamente com os tubérculos, bem como os danos mecânicos verificados durante a colheita mecanizada e a porcentagem de tubérculos com danos causados por larva alfinete, sarna e podridões foram quantificados. A produtividade nos diferentes tratamentos foi avaliada dentro da classificação comercial. Em relação ao pasto, os preparos convencional e MAFES alteraram a maioria das propriedades físicas avaliadas. Na área preparada pelo sistema MAFES foi observado, em relação ao preparo convencional, menor resistência à penetração em profundidades de 20 a 45 cm e entre os camalhões. A taxa de infiltração de água foi semelhante entre as áreas preparadas pelos dois sistemas, porém no sistema convencional a infiltração é mais superficial ocorrendo de forma lateral ao longo do perfil. No sistema MAFES a infiltração ocorreu verticalmente no perfil do solo. Menor porcentagem de tubérculos com danos mecânicos foi obtida na área preparada pelo sistema MAFES, devido, principalmente, a menor massa de torrões e touceiras colhidas juntamente com os tubérculos nessa área. A aplicação de EM teve pouca influência nas propriedades físicas do solo, mas propiciou condições que favoreceram o ataque de larva alfinete e sarna aos tubérculos. Apesar da utilização de EM ter reduzido a produção de tubérculos na área preparada pelo sistema MAFES, a produtividade e qualidade dos tubérculos nessa área foi superior a da área preparada pelo sistema convencional. / The physical soil properties have a relevant role on the yield and quality of potato crop. Thus, the purpose of the present research was to evaluate the effects on some soil physical properties on productivity and quality of potato tubers. The trial was set up in a commercial potato production field located in the Chapada Diamantina, BA, from April to August, 2000. Two distinct soil preparation systems (conventional and MAFES system), either associated or not with application of EM, have been trialed. The following soil properties were evaluated: bulk density, aggregate stability, soil penetration resistance, soil water retention and water infiltration rate. In addition, were evaluated the changes of such soil properties in comparison with the area cultivated with the grass Brachiaria brizantha, prior soil preparation. Other evaluations were performed such as the clod mass and clump of roots harvested together with potato tubers, the level of damage to the tubers caused by mechanical harvesting, and the amount of tubers affected by potato tuber moth, rots, and common scab. The yields of the different treatments were evaluated and tubers graded according to commercial patterns. Compared to the grass, both conventional and MAFES soil preparation systems have changed the physical soil properties studied. MAFES system outperformed the conventional preparation giving lesser resistance to penetration at 20 to 45 cm deep and between hills. The water infiltration rate was similar for both soil preparation systems; however for the conventional system the infiltration pattern is superficial occurring laterally in the soil profile. Regarding MAFES systems, the infiltration occurred vertically. The area prepared MAFES system also gave a fewer percentage of tubers exhibiting mechanical damage, due to smaller clod mass and clump of roots harvested together with potato tubers. EM application did not benefit physical soil properties, however influenced a higher attack of potato tuber moth and common scab. Although the yield decrease in the area prepared with MAFES system when the EM was applied, in this area the productivity and tuber quality outperformed the conventional system.

As propriedades físicas do solo são preponderantes para a qualidade e produtividade da cultura da batata. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar algumas propriedades físicas do solo e a produtividade e qualidade dos tubérculos de batata. O experimento foi instalado em áreas de produção de batata na Chapada Diamantina (BA), de abril a agosto de 2005. O solo foi preparado pelo sistema convencional e pelo sistema alternativo MAFES, ambos associados ou não com a aplicação de Microrganismos Eficazes (EM). Foram avaliadas: a densidade do solo, a estabilidade de agregados, a resistência do solo à penetração, a taxa de infiltração de água e a retenção de água no solo. Também foi avaliada a alteração dessas propriedades do solo em relação à área antes do preparo, que estava sob pastagem de Brachiaria brizantha. A massa de torrões e touceiras colhidas juntamente com os tubérculos, bem como os danos mecânicos verificados durante a colheita mecanizada e a porcentagem de tubérculos com danos causados por larva alfinete, sarna e podridões foram quantificados. A produtividade nos diferentes tratamentos foi avaliada dentro da classificação comercial. Em relação ao pasto, os preparos convencional e MAFES alteraram a maioria das propriedades físicas avaliadas. Na área preparada pelo sistema MAFES foi observado, em relação ao preparo convencional, menor resistência à penetração em profundidades de 20 a 45 cm e entre os camalhões. A taxa de infiltração de água foi semelhante entre as áreas preparadas pelos dois sistemas, porém no sistema convencional a infiltração é mais superficial ocorrendo de forma lateral ao longo do perfil. No sistema MAFES a infiltração ocorreu verticalmente no perfil do solo. Menor porcentagem de tubérculos com danos mecânicos foi obtida na área preparada pelo sistema MAFES, devido, principalmente, a menor massa de torrões e touceiras colhidas juntamente com os tubérculos nessa área. A aplicação de EM teve pouca influência nas propriedades físicas do solo, mas propiciou condições que favoreceram o ataque de larva alfinete e sarna aos tubérculos. Apesar da utilização de EM ter reduzido a produção de tubérculos na área preparada pelo sistema MAFES, a produtividade e qualidade dos tubérculos nessa área foi superior a da área preparada pelo sistema convencional. / The physical soil properties have a relevant role on the yield and quality of potato crop. Thus, the purpose of the present research was to evaluate the effects on some soil physical properties on productivity and quality of potato tubers. The trial was set up in a commercial potato production field located in the Chapada Diamantina, BA, from April to August, 2000. Two distinct soil preparation systems (conventional and MAFES system), either associated or not with application of EM, have been trialed. The following soil properties were evaluated: bulk density, aggregate stability, soil penetration resistance, soil water retention and water infiltration rate. In addition, were evaluated the changes of such soil properties in comparison with the area cultivated with the grass Brachiaria brizantha, prior soil preparation. Other evaluations were performed such as the clod mass and clump of roots harvested together with potato tubers, the level of damage to the tubers caused by mechanical harvesting, and the amount of tubers affected by potato tuber moth, rots, and common scab. The yields of the different treatments were evaluated and tubers graded according to commercial patterns. Compared to the grass, both conventional and MAFES soil preparation systems have changed the physical soil properties studied. MAFES system outperformed the conventional preparation giving lesser resistance to penetration at 20 to 45 cm deep and between hills. The water infiltration rate was similar for both soil preparation systems; however for the conventional system the infiltration pattern is superficial occurring laterally in the soil profile. Regarding MAFES systems, the infiltration occurred vertically. The area prepared MAFES system also gave a fewer percentage of tubers exhibiting mechanical damage, due to smaller clod mass and clump of roots harvested together with potato tubers. EM application did not benefit physical soil properties, however influenced a higher attack of potato tuber moth and common scab. Although the yield decrease in the area prepared with MAFES system when the EM was applied, in this area the productivity and tuber quality outperformed the conventional system.

This thesis is focused on the evaluation of the infiltration capacity of soil in Lužický stream catchment in the cadastral unit Babice u Netolic. For the field measurement was used compact pressure infiltrometer. In the selected area were performed 26 infiltration experiments in 5 locations. In this thesis was compared infiltration rate at locations with different BPEJ (estimated pedologic-ecological unit), respectively HSP (hydrologic soil groups). Furthermore was also evaluated infiltration capacity on soils with different land use. To evaluate infiltration were used empirical infiltration equations according to Philip. Then the measured values were processed in tabular and graphical way. The highest infiltration rate was measured on arable land (L5). The classification of soil was examined according to HSP. Furthermore were also described in detail the principles of infiltration measurement using compact pressure infiltrometer.