Physical and geophysical data collected at the Fractured Rock Research Site in Floyd County, Virginia indicate that recharge rates to the subsurface are controlled by a small scale thrust fault associated with regional thrust faulting within the Blue Ridge Province. Recharge rates appear to be correlated to spatial variation in the hydraulic conductivity of the regolith, which has been influenced by weathering rates and the metamorphic and structural history of the underlying parent material. Previous studies conducted at the Fractured Rock Research Site suggest that recharge potential can be separated into two regions: one over a vertically oriented shear zone associated with the small scale thrust fault, and the other overlying a thrust fault hanging wall. The angle of dip of the thrust fault shear zone and the fracturing within the crystalline rock adjacent to the fault plane appear to serve as geologic controls that preferentially direct infiltrated meteoric water to a deeper confined aquifer. The structural competence of the granulite gneiss thrust fault hanging wall appears to act as a barrier to deeper groundwater recharge, causing the formation of a shallow semi-confined aquifer within the overlying regolith. In-situ analysis of matric potential and moisture content shows two distinctly different recharge processes that are spatially correlated with the structure of the shallow subsurface (regolith overlying the vertically oriented shear zone and regolith overlying the thrust fault hanging wall), and have been shown to have strong temporal correlations with the dynamics of the underlying saturated conditions. Recharge flux estimates within the regolith overlying the thrust fault hanging wall are uncharacteristically high, and appear to be offset within the monitored region by the upward hydraulic gradient associated with the potentiometric surface of the underlying semi-confined aquifer. Because of the influence exerted by the upward hydraulic gradient on matric potential within the unsaturated regolith overlying the semi-confined aquifer, accurate recharge estimates could not be obtained from the matric potential data recorded by the tensiometers along this portion of the transect. Recharge flux within the regolith overlying the vertically oriented shear zone is strongly controlled by the orientation and aerial extent of the thrust fault shear zone, and highlights the importance of accurate delineation of recharge areas in crystalline rock aquifer systems. / Master of Science

I samarbete med Sherwin-Williams AB, utvecklades en metod med kontaktvinkelmätning för att teoretiskt uppskatta vätbarhet och vidhäftningsförmåga av industriella färger på stålsubstrat. Optisk tensiometer och Youngs ekvation kombinerat med OWRK beräkningsmodell användes för att bestämma ytenergier. Det föreslogs att kontaktvinkelmätning bör inkludera bestämning av ytenergi av det fasta substratet, ytspänning av färgen samt beräkning av polaritet och gränssnittsenergi mellan de två bindande ytorna, för att stämma bra överens med färgens praktiskt uppskattade vidhäftningsförmåga. Det konstaterades att kontaktvinkel är en nödvändig faktor för att få information om teoretisk bindningsstyrka mellan två bindande ytor, men stämde någorlunda bra med praktiskt uppskattad vidhäftningsförmåga från mekanisk testmetod. Vidare studier utfördes för att identifiera styrkor och svagheter med kontaktvinkelmätningen och förstå inverkan av olika huvudegenskaper av färger på dess vidhäftning. Fem olika lösningsmedelsbaserade färger av typen två-komponentsystem tillverkades i syfte att studera effekter från två olika vidhäftningsfrämjande additiv, ett epoxysilan och ett aminosilan samt två olika fyllnadsmedel, kieseldioxid (SiO2) pulver och CaCO3/BaSO4 pulverblandning. Det konstaterades att silan inte förbättrade vidhäftning av färgerna på metallsubstraten, på grund av den snabba exoteriska reaktion som sker mellan silan och isocyanat härdare komponent B, när det blandas med färgen (komponent A). Till följd fås hastig viskositets- och temperaturökning som ökade avdunstning av lösningsmedlet och orsakade försämrad utplaning och flöde av färgen på metallytan. Det konstaterades även att fyllnadsmedlet CaCO3/BaSO4 var bättre än kiseldioxid (SiO2), delvis på grund av lägre oljeabsorptionsvärde som resulterar i lägre viskositetökning och bättre flöde av färgen. Rekommendationer för framtida studier är att analysera effekter av silan i ett en-komponentsystem för att eliminera effekter av snabb avdunstning av lösningsmedel och härdningskinetik mellan färg (komponent A) och härdare (komponent B). Reologi studier med reometer kan användas för att få mer information om varför CaCO3/BaSO4 visades vara ett bättre fyllnadsmedel än kiseldioxid. / In collaboration with Sherwin-Williams AB, a method with contact angle technique was developed to theoretically predict wettability and adhesive bonding between industrial paint coatings and steel substrates. The technique used was optical tensiometer and Young’s equation combined with OWRK calculation model was used to determine surface and interfacial energetics. It was suggested that the contact angle measurements must include measurements of the surface energy of the solid, surface tension of the liquid paint and calculation of polarity and interfacial tension between the bonding surfaces, to best correlate with practically estimated adhesion property of the paint coatings. It was stated that though contact angle proved to be a prerequisite factor to acquire information about adhesive bonds between two bonding surfaces, it did not entirely correlate with the findings from practically estimated adhesion performance from pull-off investigations. Work was dedicated to identifying strengths and weaknesses with the contact angle measurements and understanding the impact of other key properties of the paint coatings on adhesion performance. Five different solvent-based, two-component paint systems were manufactured to be able to see the effects on adhesion performance from two adhesion promoting additives, an epoxysilane and an aminosilane, as well as two different filler packages: silicon dioxide SiO2 (silica) filler package and CaCO3/BaSO4 filler package, respectively. It was concluded that the silanes did not improve adhesion performance of the paint coatings because of fast exothermic reaction that takes place between silane and isocyanate hardener component B when added to the liquid paint component A. Rapid viscosity rise and temperature rise was observed, which increased the evaporation rate of the solvent and impaired the leveling and flowing of the paint coating to the steel substrates. It was also unexpectedly observed that the CaCO3/BaSO4 filler package outperformed the silica filler package, partly because of its lower oil absorbance, which resulted in lower viscosity rise and better flowing of the paint coating. For future studies, it was recommended to analyze effects of the silanes in a one-component paint system to eliminate unfavored effects from evaporation of the solvent and cure kinetics of paint component A and isocyanate hardener component B. The superior paint quality contributed from the CaCO3/BaSO4 filler package could be better understood by rheology investigations with rheometer.

Os métodos indiretos de determinação da condutividade hidráulica do solo em função do conteúdo de água no solo apresentam relevante vantagem pela redução de tempo e custo. No entanto, quando são comparados aos métodos de determinação em campo, seus valores não satisfazem as reais condições. Assim, com este trabalho, objetivou-se comparar resultados da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten a partir da curva de retenção, CRA, determinada no laboratório e em campo, assim como indicar a melhor maneira de estimar o conteúdo de água no solo a partir de leituras tensiométricas quando se usa a CRA no método do perfil instantâneo, MPI. O experimento foi conduzido em quatro profundidades de um Latossolo e de um Nitossolo, que correspondiam aos seus respectivos horizontes pedológicos. Para confecção da CRA em campo, foi instalado, no centro de cada horizonte, um tensiômetro com manômetro de mercúrio, para determinação da tensão da água, e coletadas, de cada profundidade, amostras de solo com estrutura deformada às tensões de 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 e 50 kPa, para determinação do conteúdo gravimétrico de água; foram retiradas também, de cada profundidade, amostras com estrutura indeformada, por meio de um extrator do tipo Uhland, para determinação da densidade do solo, necessária para conversão dos dados para conteúdo volumétrico de água. Para a CRA em laboratório foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada também por meio de extrator do tipo Uhland. As amostras foram submetidas às tensões de 2, 4, 6, 8 e 10 kPa em funis de placa porosa, e para as tensões de 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1.200 e 1.500 kPa em câmara de pressão com placa porosa. Todas as amostras foram coletadas em triplicata. Por fim, procedeu-se com os cálculos da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) a metodologia de determinação da CRA no campo mostrou-se satisfatória, assim como o seu ajuste pela equação utilizada por van Genuchten no seu método de determinação da condutividade hidráulica relativa, Kr, com coeficientes de determinação sempre maiores que 0,9; (b) os valores da Kr obtidos pelo método de van Genuchten quando se utilizou a CRA de laboratório foram sempre maiores em relação aos valores obtidos com a CRA determinada no campo; e (c) no MPI há necessidade de se conhecer o conteúdo de água no solo ao longo do perfil durante o processo de redistribuição da água, e uma das maneiras de se obter esse conteúdo é por meio da CRA; com base nos resultados obtidos e em face à primeira conclusão, pode-se dizer que quando se utiliza a CRA para estimar o conteúdo de água pelo MPI, a utilização da CRA determinada no campo deve fornecer resultados mais realísticos da função K(θ). / The use of indirect methods to determine the soil hydraulic conductivity as a function of soil-water content is very advantageous because of the reduction of time and cost. However, when compared with field methods, values do not satisfy the actual conditions. So, the objective this work was to compare results of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model from the water retention curve, WRC, determined in the laboratory and in the field, well as indicate the better way to estimate the soil-water content from tensiometer readings using WRC, in the instantaneous profile method, IPM. The experiment was carried out in four depths of an Oxisol and a Nitosol, corresponding to their pedological horizons. To obtain the field WRC, a mercury manometer tensiometer was installed in the centre of each horizon, for the determination of the soil-water tension, and disturbed soil samples were collected at tensions of 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 and 50 kPa, to determinate the gravimetric soil-water content; undisturbed soil samples were also taken by means of a soil extractor type Uhland to determine soil bulk density, required to convert data to volumetric soil-water content. For laboratory WRC soil samples were collected with undisturbed structure also by means of soil extractor type Uhland. The water tension used were 2, 4, 6, 8 and 10 kPa in porous plate funnels, and tensions of 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1200 and 1500 kPa porous plate pressure chamber. All samples were collected in triplicate. Finally, the calculations of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model were made. According to the results, it can be concluded that: (a) the methodology for determining field WRC was satisfactory, as well as its adjusting by the equation used by van Genuchten in his method of relative hydraulic conductivity, Kr, estimation with ever determination coefficients always greater than 0.9; (b) the Kr values obtained by the method of van Genuchten when using the laboratory WRC were always higher as compared to the values obtained with the field WRC; and (c) in the IPM, it is necessary to know the soil-water content along the soil profile, during the process of water redistribution, and one of the ways to estimate the water content is through the WRC. Based on the obtained results and given the first conclusion, it can be said that when using WRC to estimate the water content in the IPM, the use of the field WRC should provide more realistic results for K(θ).

As propriedades hidráulicas do solo de interesse são a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica e difusividade hidráulica, ambas em função do conteúdo de água no solo. Estas propriedades dependem do tamanho, forma, distribuição e grau de interconexões dos poros. O método do perfil instantâneo é um dos métodos mais utilizados na determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado pela sua simplicidade experimental e matemática. Assim, este projeto visa avaliar a) a condutividade hidráulica em função do conteúdo de água em dois solos bem distintos estruturalmente pelo método do perfil instantâneo, com e sem a remoção de horizontes sobrejacentes, estimando o conteúdo de água via curvas de retenção determinadas em laboratório e em campo, e b) o sistema poroso do solo por meio de técnicas de análise de imagens e correlacionar os resultados à condutividade hidráulica do solo não saturado obtido pelo método do perfil instantâneo. O experimento foi conduzido em quatro horizontes de um Latossolo e de um Nitossolo. A CRA em campo foi elaborada utilizando-se tensiômetros com manômetro de mercúrio, enquanto que a CRA em laboratório foi determinada com amostras de solo com estrutura indeformada em funis de placa porosa e em câmara de pressão com placa porosa. A condutividade hidráulica não saturada foi determinada pelo método indireto em laboratório e em campo, seguindo a metodologia do método do perfil instantâneo, sem e com a remoção dos horizontes sobrejacentes. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) os valores do conteúdo de água médio à base de volume para cada tensão em campo foram menores que os obtidos em laboratório em praticamente todas as tensões; (b) a eficiência da equação de ajuste da curva de retenção da água foi maior para o método de laboratório; (c) as análises micromorfométricas tenderam a subestimar os valores de área de poro para todas as classes de tamanho de poros e horizontes; (d) a análise micromorfométrica fornece uma estimativa do grau de interconexões do sistema poroso; (e) pequenas mudanças no conteúdo de água no solo afetam o valor de difusividade hidráulica em um grau muito menor que a condutividade hidráulica; e (f) é necessário ter cautela ao utilizar dados de laboratório para representar as condições de campo, visto que os valores de K(θ) foram superestimados pela CRA obtida em laboratório, em relação ao método de campo, ocorrendo de forma mais pronunciada nas menores tensões da água no solo. / The soil hydraulic properties of interest are the soil water retention curve, hydraulic conductivity and hydraulic diffusivity, both as a function of the soil water content. These properties depend on the size, shape, distribution and degree of pore interconnections. The instantaneous profile method is one of the most used methods to determine the unsaturated hydraulic conductivity due to its experimental and mathematical simplicity. Thus, this project aims to evaluate a) hydraulic conductivity as a function of water content in two distinct structured soils by the instant profile method, without/with removal of overlying horizons, estimating the soil water content through retention curves determined in the laboratory and in the field, and b) the soil porous system using image analysis techniques and correlation the results to the unsaturated hydraulic conductivity obtained by the instant profile method. The experiment was conducted on four horizons of a Ferralsols and a Nitisol. The SWRC was made with tensiometers with mercury manometers, while a SWRC in the laboratory was made with undisturbed soil samples in porous plate funnels and in porous plate pressure chamber. The unsaturated hydraulic conductivity was determined by the indirect method in the laboratory and using the instant profile method in the field, without/with removal of the overlying horizons. The conclusions are: (a) the water content for each tension in the field are smaller than those obtained in the laboratory at practically all tensions; (b) the efficiency of the water retention curve fitting equation was greater for the laboratory method; (c) the micromorphometric analysis tended to underestimate pore area values for all pore size classes and horizons; (d) the micromorphometric analysis provides an estimation of the porous system interconnections degree; (e) small changes in soil water content affect the hydraulic diffusion values to a much lower degree than the hydraulic conductivity; and (f) it is necessary to take care in using laboratory data to represent field conditions, since the values of K(θ) were overrated by the laboratory SWRC, compared to the field, more pronounced in smaller water tensions.

"Swirling multiphase flows are found in a wide range of industrial processes. Such flows are used for separation of flows containing phases of different densities and for devices such as the spinning tensiometer. These flows are challenging to predict computationally, due to the presence of a phase boundary and the large pressure gradient generated by the swirl. In the present work the applicability of the front tracking method to swirling multi-phase flows is demonstrated by studying the evolution of a bubble in spinning tensiometer. Previous studies show that the evolution of a bubble in the spinning drop tensiometer can be used to measure the interfacial tension and other rheological properties. The front tracking method is applied to the spinning tensiometer problem to study several cases and verify the convergence of the solutions. The results are validated with other computational methods, theoretical models and experimental results. The length scales obtained from the front tracking method are in agreement with the corresponding values from experiments and other computational studies. The shape of the end of the elongated bubble obtained from the simulations is found to be similar to that suggested by a theoretical expression from previous studies. The simulations predict that the relaxation of bubble radius is exponential with time, at a rate that is found to be slightly greater than that predicted by the theoretical model."

O presente trabalho teve por objetivo quantificar e caracterizar a variabilidade espacial e temporal da armazenagem de água no solo, do potencial mátrico, densidade de fluxo e evapotranspiração da água em um Latossolo Vermelho Amarelo Argissólico cultivado com citros. A parcela experimental constitui-se de duas transeções com 20 pontos de observação espaçados de 4,0 m, cada um deles localizado no centro da distância entre duas plantas ao longo da linha. A cultura de citros foi implantada em março de 1991 com espaçamento de 4,0 m entre plantas e 7,0 m entre linhas. Em cada ponto de observação foram instalados a) um tubo de acesso à uma sonda de nêutrons até a profundidade de 1,20 m, para a quantificação da armazenagem da água no solo, e b) três tensiômetros nas profundidades de 1,00 m, 1,10 m e 1,20 m para a quantificação do potencial mátrico e do gradiente de potencial total da água no solo. As medidas foram feitas ao longo de três anos. As medidas dos potenciais mátricos foram realizadas diariamente e as da armazenagem semanalmente. De cada ponto de observação e profundidade de 0,30 m, 0,50 m, 0,70 m, 0,90 m e 1,10 m foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada para a determinação da condutividade hidráulica saturada, da curva de retenção e a densidade do solo. Por meio da geoestatística, verificou-se uma dependência espacial para a armazenagem de água no solo com um alcance de 17,0 m em média e, para a densidade do solo, potencial mátrico e condutividade hidráulica saturada não se verificou estrutura de dependência espacial. A técnica da estabilidade temporal possibilita identificar no campo o ponto ou os pontos que, subestimam, superestimam ou representam a média de uma determinada variável. Pelo coeficiente de correlação de Spearman entre as datas, os valores de armazenagem e de potencial mátrico foram estáveis no tempo; para a armazenagem de água no solo, a correlação foi maior no período de recarga e, para o potencial mátrico, os coeficientes de correlação foram maiores para os períodos de secagem, ou seja, a estabilidade temporal foi maior para o os períodos de secagem. Por meio da diferença relativa foi possível identificar no estudo da estabilidade temporal, os pontos que mais se aproximaram da média que foram: o ponto 29 nos três anos, para a armazenagem de água no solo, pontos 24, 13 e 11 para o potencial mátrico da água no solo nos anos 1, 2 e 3, respectivamente. Por meio do balanço hídrico, verificou-se um consumo da água pela cultura de citros (evapotranspiração real) de 1.340 mm (consumo médio diário de 3,49 mm) e uma perda por drenagem interna que correspondeu a 10 %, em média nos três anos, da precipitação, para o solo e cultura em estudo. / The objective of the present work was to quantify and characterize spatial and temporal variability of water storage, matric potential, water flux density and actual evapotranspiration in an oxisol cropped to citrus. The experimental plot consisted of two transects with 20 observation points in a spacing of four meters. Each observation point was located in the central distance between two plants in the plant line. The citrus crop was installed in March of 1991 in a spacing of 4 x 7 m (four meters among plants in the line and seven meters among lines). In each observation point were installed a) one aluminiun tube to access a neutron probe till the depth of 1.2 m to determine water storage in the 0-1.2 m soil profile and b) three tensiometers at the depths of 1.0, 1.1 and 1.2 m to determine soil matric potential and soil water total potential gradient at the depth of 1.1 m then to calculated soil water flux density at the 1.1 m soil depth by means of Darcy-Buckingham equation. Measurements were made during three years, those of matric potential, dayly, and those of soil water content, weekly. In each observation point, undisturbed soil samples were removed from 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 e 1.1 m soil depths to determine saturated soil hydraulic conductivity, soil water retention curve and soil bulk density. By means of geostatistical techniques, spatial dependence for soil water storage was verified with a range of 17 m in average. It was observed time stability for both soil water storage and matric potential that from the Spearman rank coefficients among dates. For the soil water storage, this coefficient showed higher values during the recharge period, that this, time stability for soil water storage was higher during the recharge period. For the matric potential occurred the inverse: time stability was higher during the drying period. By means of the relative difference from the mean, in the time stability study the following points closer were to the mean: point 29 (for the three years) for soil water storage and points 24, 13 and 11 for soil water matric potential for years 1, 2 and 3, respectively. By means of the soil water storage methodology, it was quantified a water consumption (actual evapotranspiration) for the citrus crop of 1,340 mm (daily average value of 3.49 mm) and a water loss by internal drainage that corresponded to 10 % in average, for the three years of experiment.

As propriedades hidráulicas do solo de interesse são a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica e difusividade hidráulica, ambas em função do conteúdo de água no solo. Estas propriedades dependem do tamanho, forma, distribuição e grau de interconexões dos poros. O método do perfil instantâneo é um dos métodos mais utilizados na determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado pela sua simplicidade experimental e matemática. Assim, este projeto visa avaliar a) a condutividade hidráulica em função do conteúdo de água em dois solos bem distintos estruturalmente pelo método do perfil instantâneo, com e sem a remoção de horizontes sobrejacentes, estimando o conteúdo de água via curvas de retenção determinadas em laboratório e em campo, e b) o sistema poroso do solo por meio de técnicas de análise de imagens e correlacionar os resultados à condutividade hidráulica do solo não saturado obtido pelo método do perfil instantâneo. O experimento foi conduzido em quatro horizontes de um Latossolo e de um Nitossolo. A CRA em campo foi elaborada utilizando-se tensiômetros com manômetro de mercúrio, enquanto que a CRA em laboratório foi determinada com amostras de solo com estrutura indeformada em funis de placa porosa e em câmara de pressão com placa porosa. A condutividade hidráulica não saturada foi determinada pelo método indireto em laboratório e em campo, seguindo a metodologia do método do perfil instantâneo, sem e com a remoção dos horizontes sobrejacentes. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) os valores do conteúdo de água médio à base de volume para cada tensão em campo foram menores que os obtidos em laboratório em praticamente todas as tensões; (b) a eficiência da equação de ajuste da curva de retenção da água foi maior para o método de laboratório; (c) as análises micromorfométricas tenderam a subestimar os valores de área de poro para todas as classes de tamanho de poros e horizontes; (d) a análise micromorfométrica fornece uma estimativa do grau de interconexões do sistema poroso; (e) pequenas mudanças no conteúdo de água no solo afetam o valor de difusividade hidráulica em um grau muito menor que a condutividade hidráulica; e (f) é necessário ter cautela ao utilizar dados de laboratório para representar as condições de campo, visto que os valores de K(θ) foram superestimados pela CRA obtida em laboratório, em relação ao método de campo, ocorrendo de forma mais pronunciada nas menores tensões da água no solo. / The soil hydraulic properties of interest are the soil water retention curve, hydraulic conductivity and hydraulic diffusivity, both as a function of the soil water content. These properties depend on the size, shape, distribution and degree of pore interconnections. The instantaneous profile method is one of the most used methods to determine the unsaturated hydraulic conductivity due to its experimental and mathematical simplicity. Thus, this project aims to evaluate a) hydraulic conductivity as a function of water content in two distinct structured soils by the instant profile method, without/with removal of overlying horizons, estimating the soil water content through retention curves determined in the laboratory and in the field, and b) the soil porous system using image analysis techniques and correlation the results to the unsaturated hydraulic conductivity obtained by the instant profile method. The experiment was conducted on four horizons of a Ferralsols and a Nitisol. The SWRC was made with tensiometers with mercury manometers, while a SWRC in the laboratory was made with undisturbed soil samples in porous plate funnels and in porous plate pressure chamber. The unsaturated hydraulic conductivity was determined by the indirect method in the laboratory and using the instant profile method in the field, without/with removal of the overlying horizons. The conclusions are: (a) the water content for each tension in the field are smaller than those obtained in the laboratory at practically all tensions; (b) the efficiency of the water retention curve fitting equation was greater for the laboratory method; (c) the micromorphometric analysis tended to underestimate pore area values for all pore size classes and horizons; (d) the micromorphometric analysis provides an estimation of the porous system interconnections degree; (e) small changes in soil water content affect the hydraulic diffusion values to a much lower degree than the hydraulic conductivity; and (f) it is necessary to take care in using laboratory data to represent field conditions, since the values of K(θ) were overrated by the laboratory SWRC, compared to the field, more pronounced in smaller water tensions.

Os métodos indiretos de determinação da condutividade hidráulica do solo em função do conteúdo de água no solo apresentam relevante vantagem pela redução de tempo e custo. No entanto, quando são comparados aos métodos de determinação em campo, seus valores não satisfazem as reais condições. Assim, com este trabalho, objetivou-se comparar resultados da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten a partir da curva de retenção, CRA, determinada no laboratório e em campo, assim como indicar a melhor maneira de estimar o conteúdo de água no solo a partir de leituras tensiométricas quando se usa a CRA no método do perfil instantâneo, MPI. O experimento foi conduzido em quatro profundidades de um Latossolo e de um Nitossolo, que correspondiam aos seus respectivos horizontes pedológicos. Para confecção da CRA em campo, foi instalado, no centro de cada horizonte, um tensiômetro com manômetro de mercúrio, para determinação da tensão da água, e coletadas, de cada profundidade, amostras de solo com estrutura deformada às tensões de 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 e 50 kPa, para determinação do conteúdo gravimétrico de água; foram retiradas também, de cada profundidade, amostras com estrutura indeformada, por meio de um extrator do tipo Uhland, para determinação da densidade do solo, necessária para conversão dos dados para conteúdo volumétrico de água. Para a CRA em laboratório foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada também por meio de extrator do tipo Uhland. As amostras foram submetidas às tensões de 2, 4, 6, 8 e 10 kPa em funis de placa porosa, e para as tensões de 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1.200 e 1.500 kPa em câmara de pressão com placa porosa. Todas as amostras foram coletadas em triplicata. Por fim, procedeu-se com os cálculos da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) a metodologia de determinação da CRA no campo mostrou-se satisfatória, assim como o seu ajuste pela equação utilizada por van Genuchten no seu método de determinação da condutividade hidráulica relativa, Kr, com coeficientes de determinação sempre maiores que 0,9; (b) os valores da Kr obtidos pelo método de van Genuchten quando se utilizou a CRA de laboratório foram sempre maiores em relação aos valores obtidos com a CRA determinada no campo; e (c) no MPI há necessidade de se conhecer o conteúdo de água no solo ao longo do perfil durante o processo de redistribuição da água, e uma das maneiras de se obter esse conteúdo é por meio da CRA; com base nos resultados obtidos e em face à primeira conclusão, pode-se dizer que quando se utiliza a CRA para estimar o conteúdo de água pelo MPI, a utilização da CRA determinada no campo deve fornecer resultados mais realísticos da função K(θ). / The use of indirect methods to determine the soil hydraulic conductivity as a function of soil-water content is very advantageous because of the reduction of time and cost. However, when compared with field methods, values do not satisfy the actual conditions. So, the objective this work was to compare results of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model from the water retention curve, WRC, determined in the laboratory and in the field, well as indicate the better way to estimate the soil-water content from tensiometer readings using WRC, in the instantaneous profile method, IPM. The experiment was carried out in four depths of an Oxisol and a Nitosol, corresponding to their pedological horizons. To obtain the field WRC, a mercury manometer tensiometer was installed in the centre of each horizon, for the determination of the soil-water tension, and disturbed soil samples were collected at tensions of 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 and 50 kPa, to determinate the gravimetric soil-water content; undisturbed soil samples were also taken by means of a soil extractor type Uhland to determine soil bulk density, required to convert data to volumetric soil-water content. For laboratory WRC soil samples were collected with undisturbed structure also by means of soil extractor type Uhland. The water tension used were 2, 4, 6, 8 and 10 kPa in porous plate funnels, and tensions of 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1200 and 1500 kPa porous plate pressure chamber. All samples were collected in triplicate. Finally, the calculations of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model were made. According to the results, it can be concluded that: (a) the methodology for determining field WRC was satisfactory, as well as its adjusting by the equation used by van Genuchten in his method of relative hydraulic conductivity, Kr, estimation with ever determination coefficients always greater than 0.9; (b) the Kr values obtained by the method of van Genuchten when using the laboratory WRC were always higher as compared to the values obtained with the field WRC; and (c) in the IPM, it is necessary to know the soil-water content along the soil profile, during the process of water redistribution, and one of the ways to estimate the water content is through the WRC. Based on the obtained results and given the first conclusion, it can be said that when using WRC to estimate the water content in the IPM, the use of the field WRC should provide more realistic results for K(θ).

A produção de rosas em ambiente protegido sob fertirrigação é uma técnica bastante utilizada pelos produtores e vem se expandindo consideravelmente, principalmente no Estado de São Paulo; cultivo este antes restrito a região Sudeste, hoje se encontra em todas as regiões do País. O manejo adequado da irrigação associado à fertirrigação nitrogenada é um fator relevante nos parâmetros de produtividade e de qualidade das rosas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade e a qualidade das hastes florais na cultura da roseira, variedade Samourai® Meikatana, submetida a diferentes níveis de depleção da água no solo e doses de nitrogênio aplicadas via fertirrigação sob cultivo em ambiente protegido. O experimento foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", em Piracicaba, SP. O delineamento estatístico foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 4 x 4, totalizando 16 tratamentos, com 4 repetições, sendo a unidade experimental representada por uma parcela com dimensões de 0,4 x 0,5 x 2,0 m. Os tratamentos foram compostos pela combinação de quatro doses de nitrogênio (N1 = 5, N2 = 10, N3 = 15 e N4 = 20 g planta-1 ano-1) e quatro níveis de depleção da água no solo (F1 = 0,15; F2 = 0,30; F3 = 0,45 e F4 = 0,60). O sistema de irrigação utilizado foi o gotejamento, adotando manejo de irrigação com tensiômetros providos de transdutores de pressão. Ao longo do ciclo da cultura foi realizado o monitoramento da condutividade elétrica (CE), potencial hidrogeniônico (pH) e a concentração de nitrato (NO3-) e potássio (K) na solução coletada. Foram avaliados a produtividade, os parâmetros qualitativos das hastes e botões, a temperatura e o potencial da água na folha, o consumo hídrico, a produtividade da água, o teor de nutrientes no tecido vegetal e a renda bruta. Os resultados demostram que a dose de N que maximiza a produção comercial de hastes decresce à medida que se prolongam as colheitas. O estresse hídrico temporário (depleção) afeta negativamente os parâmetros quantitativos e qualitativos das hastes de rosas. A produção e a qualidade das hastes são mais afetadas pelas doses de nitrogênio do que pelos níveis de depleção da água no solo. A temperatura foliar e o potencial da água na folha são afetados pelos níveis de depleção e não são influenciados pelas doses de nitrogênio. O consumo hídrico é afetado por ambos os fatores estudados. A produtividade da água em hastes aumenta em função dos fatores doses de N e depleção da água no solo. Os tratamentos promoveram diferenças significativas na fitomassa e no teor de N > K > Ca > Mg > P > S no tecido vegetal das hastes florais de rosas. / The production of roses in protected environment under fertigation is a technique used by farmers and has expanded considerably, especially in the state of São Paulo, Brazil; this culture, previously limited to the Southeast region of Brazil, today is found in all regions of the country. Proper management of irrigation associated to nitrogenated fertigation is an important factor in productivity parameters and quality of cut roses. The aims of this study was to evaluate the productivity and quality of the flowers in the rose bush, \"Samourai® Meikatana\", variety, under different soil water depletion factors and nitrogen levels applied through fertigation under cultivation in protected environment. The experiment was carried in the experimental area of the Biosystems Engineering Department, School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\", in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil. Experimental design was a randomized blocks in a 4 x 4 factorial scheme, totaling 16 treatments, with four replications and plot with dimensions of 0.4 x 0.5 x 2.0 m. The treatments consisted of combinations of four nitrogen levels (N1 = 5, N2 = 10, N3 = 15 and N4 = 20 g plant-1 year-1) and four levels of soil water depletion (F1 = 0.15 ; F2 = 0.30, F3 = 0.45 and F4 = 0.60). The application of water and nutrients (fertigation) was performed when the soil water availability reached these percentages. The irrigation system used was drip irrigation adopting management with tensiometers equipped with pressure transducers. Throughout the crop cycle was performed monitoring of electrical conductivity (EC), potential hydrogen (pH) and concentration of nitrate (NO3-) and potassium (K) in the soil solution. The yield, the qualitative parameters of the stems and buds of cut roses, leaf temperature and water potential, water consumption, water productivity, nutrient content in plant tissue and gross income was evaluated. The dose of N which maximizes the commercial production of cut flowers decreases as it extends harvest. The temporary water stress (depletion) negatively affects the quantitative and qualitative parameters of cut roses. The production and quality of cut roses are more affected by nitrogen levels than by the soil water depletion. Leaf temperature and leaf water potential are affected by levels of depletion and are not influenced by the nitrogen levels. The water consumption is affected by both studied factors. Water productivity in cut roses increases due to the N levels and soil water depletion factors. The treatments promoted significant differences in phytomass and content of N > K > Ca > Mg > P > S in plant tissue of the roses floral stems.

O presente trabalho teve por objetivo quantificar e caracterizar a variabilidade espacial e temporal da armazenagem de água no solo, do potencial mátrico, densidade de fluxo e evapotranspiração da água em um Latossolo Vermelho Amarelo Argissólico cultivado com citros. A parcela experimental constitui-se de duas transeções com 20 pontos de observação espaçados de 4,0 m, cada um deles localizado no centro da distância entre duas plantas ao longo da linha. A cultura de citros foi implantada em março de 1991 com espaçamento de 4,0 m entre plantas e 7,0 m entre linhas. Em cada ponto de observação foram instalados a) um tubo de acesso à uma sonda de nêutrons até a profundidade de 1,20 m, para a quantificação da armazenagem da água no solo, e b) três tensiômetros nas profundidades de 1,00 m, 1,10 m e 1,20 m para a quantificação do potencial mátrico e do gradiente de potencial total da água no solo. As medidas foram feitas ao longo de três anos. As medidas dos potenciais mátricos foram realizadas diariamente e as da armazenagem semanalmente. De cada ponto de observação e profundidade de 0,30 m, 0,50 m, 0,70 m, 0,90 m e 1,10 m foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada para a determinação da condutividade hidráulica saturada, da curva de retenção e a densidade do solo. Por meio da geoestatística, verificou-se uma dependência espacial para a armazenagem de água no solo com um alcance de 17,0 m em média e, para a densidade do solo, potencial mátrico e condutividade hidráulica saturada não se verificou estrutura de dependência espacial. A técnica da estabilidade temporal possibilita identificar no campo o ponto ou os pontos que, subestimam, superestimam ou representam a média de uma determinada variável. Pelo coeficiente de correlação de Spearman entre as datas, os valores de armazenagem e de potencial mátrico foram estáveis no tempo; para a armazenagem de água no solo, a correlação foi maior no período de recarga e, para o potencial mátrico, os coeficientes de correlação foram maiores para os períodos de secagem, ou seja, a estabilidade temporal foi maior para o os períodos de secagem. Por meio da diferença relativa foi possível identificar no estudo da estabilidade temporal, os pontos que mais se aproximaram da média que foram: o ponto 29 nos três anos, para a armazenagem de água no solo, pontos 24, 13 e 11 para o potencial mátrico da água no solo nos anos 1, 2 e 3, respectivamente. Por meio do balanço hídrico, verificou-se um consumo da água pela cultura de citros (evapotranspiração real) de 1.340 mm (consumo médio diário de 3,49 mm) e uma perda por drenagem interna que correspondeu a 10 %, em média nos três anos, da precipitação, para o solo e cultura em estudo. / The objective of the present work was to quantify and characterize spatial and temporal variability of water storage, matric potential, water flux density and actual evapotranspiration in an oxisol cropped to citrus. The experimental plot consisted of two transects with 20 observation points in a spacing of four meters. Each observation point was located in the central distance between two plants in the plant line. The citrus crop was installed in March of 1991 in a spacing of 4 x 7 m (four meters among plants in the line and seven meters among lines). In each observation point were installed a) one aluminiun tube to access a neutron probe till the depth of 1.2 m to determine water storage in the 0-1.2 m soil profile and b) three tensiometers at the depths of 1.0, 1.1 and 1.2 m to determine soil matric potential and soil water total potential gradient at the depth of 1.1 m then to calculated soil water flux density at the 1.1 m soil depth by means of Darcy-Buckingham equation. Measurements were made during three years, those of matric potential, dayly, and those of soil water content, weekly. In each observation point, undisturbed soil samples were removed from 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 e 1.1 m soil depths to determine saturated soil hydraulic conductivity, soil water retention curve and soil bulk density. By means of geostatistical techniques, spatial dependence for soil water storage was verified with a range of 17 m in average. It was observed time stability for both soil water storage and matric potential that from the Spearman rank coefficients among dates. For the soil water storage, this coefficient showed higher values during the recharge period, that this, time stability for soil water storage was higher during the recharge period. For the matric potential occurred the inverse: time stability was higher during the drying period. By means of the relative difference from the mean, in the time stability study the following points closer were to the mean: point 29 (for the three years) for soil water storage and points 24, 13 and 11 for soil water matric potential for years 1, 2 and 3, respectively. By means of the soil water storage methodology, it was quantified a water consumption (actual evapotranspiration) for the citrus crop of 1,340 mm (daily average value of 3.49 mm) and a water loss by internal drainage that corresponded to 10 % in average, for the three years of experiment.