ehd703 – técnicas de irrigação Água no solo prof. benedito cláudio da silva

EHD703 – Técnicas de Irrigação

Água no Solo

Prof. Benedito Cláudio da Silva

Camada impermeável

Zona saturada

Zona não saturada

Poros ocupados por ar e água(água do solo)

Poros ocupados por água(água subterrânea)

Infiltração

Percolação

Água do solo x água subterrânea

Águ

a do

sol

o x

águ

a su

bter

râne

a

• O solo é uma mistura de materiais sólidos, líquidos e gasosos.

• Na mistura também encontram-se muitos organismos vivos (bactérias, fungos, raízes, insetos, vermes)

Água no solo

Composição do solo

• Normalmente analisada do ponto de vista do diâmetro das partículas que compõe o solo:

Diâmetro (mm) Classe

0,0002 a 0,002 Argila

0,002 a 0,02 Silte

0,02 a 0,2 Areia fina

0,2 a 2,0 Areia grossa

Parte sólida do solo

Textura do solo

Textura do soloTextura (português) Textura (inglês)

Arenosa Sandareia franca Loamy sand        

franco arenosa Sandy loam          

franco siltosa Silt loamfranca Loam            

franco argilo arenosa Sandy clay loam  

franco argilo siltosa Silty clay loam

franco argilosa Clay loam        

argilo arenosa Sandy clay        

argilo siltosa Silty clay            

argila Clay                

Siltosa Silt

dp também é chamada de densidade das partículas sólidas do solo

dg também é chamada de densidade aparente do solo

Razão de Saturação do Solo – Relação entre o volume de água e o volume de poros.

𝑆=𝑉 𝑤

𝑉 𝑎= 𝜃𝑃

Solo seco: S = 0Solo saturado: S = 1

Exercícios

ds = dp

Método da Estufa

Consiste em retirar amostras do solo, na área e profundidade que se deseja saber a umidade, colocá-las em um recipiente fechado, geralmente de alumínio, e trazê-las para o laboratório.Pesa-se o recipiente com a amostra de solo úmido (M1) e coloca-se o recipiente, aberto, em uma estufa a 105-110oC.Após 24 horas, no mínimo, retira-se o recipiente com o solo já seco da estufa e pesa-se novamente (M2).Sendo M3 o peso do recipiente, a umidade em peso será dada por:

A umidade em volume por ser estimada por:

𝑈=𝑀 1−𝑀 2𝑀 2−𝑀 3

𝜃=𝑀 1−𝑀 2𝑀 2−𝑀 3 .𝑑𝑔.100

Métodos derivados do método da estufa

• Método do Forno de Microondas• Método do álcool• Método da frigideira

Método das pesagens

• O método TDR (Time Domain Reflectometry ou reflectometria no domínio do tempo) está baseado na relação entre a umidade do solo e a sua constante dielétrica.

• Duas placas metálicas são inseridas no solo e é medido o tempo de transmissão de um pulso eletromagnético através do solo, entre o par de placas.

• A vantagem deste método é que não é necessário destruir a amostra de solo para medir a sua umidade, e o monitoramento pode ser contínuo.

• A desvantagem é que o método é indireto, e é preciso calibrar uma relação entre a resposta do aparelho de medição e a umidade do solo.

Medição de umidade do solo

• Moderação de neutrons• O método da moderação de nêutrons está baseado na emissão de

nêutrons por uma fonte radioativa inserida no solo através de tubos de acesso.

• Os nêutrons sofrem espalhamento pelos átomos de hidrogênio da água presente no solo, e alguns deles podem ser detectados por um detector também inserido no solo por um tubo de acesso.

• Quanto maior a contagem de nêutrons no detector, maior é o conteúdo de água na proximidade do equipamento (Libardi, 2012).

Medição da umidade do solo

Usando sonda de neutrons

Disponibilidade de água no solo para as plantas

Quanto menor a umidade, maior o potencial mátrico

DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA NO SOLO

É a fração da disponibilidade total de água no solo que a cultura poderá utilizar sem afetar significativamente sua produtividade

𝐷𝑅𝐴=𝐷𝑇𝐴 . 𝑓DTA é a disponibilidade real de água no solo (mm de água/cm de solo)f é o fator de disponibilidade de água no solo (0,2 – 0,8)

Valores típicos de f:

0,4 para verduras e legumes0,5 para frutas e forrageiras0,6 para grãos e algodão

Os valores de f também podem ser definidos com base n evapotranspiração de referencia – Eto (tabela a seguir)

CAPACIDADE TOTAL DE ÁGUA NO SOLO (CTA)

É a quantidade de água disponível no solo até a profundidade efetiva do sistema radicular da planta a ser irrigada (Z).

𝐶𝑇𝐴=𝐷𝑇𝐴 .𝑍

CAPACIDADE REAL DE ÁGUA NO SOLO (CRA)

É a quantidade de água disponível no solo considerando a profundidade efetiva do sistema e a sensibilidade da planta a ser irrigada.

𝐶𝑅𝐴=𝐶𝑇𝐴 . 𝑓𝐶𝑅𝐴=𝐷𝑅𝐴 .𝑍𝐶𝑅𝐴=𝐷𝑇𝐴 . 𝑓 .𝑍

CTA em mmZ em cm

CRA em mmou

ou

Profundidades efetivas das raízes

IRRIGAÇÃO REAL NECESSÁRIA (IRN)

É a quantidade real de água necessária à aplicação por irrigação. Podem ocorrem dois casos:

a) Com irrigação total Quando a água da cultura for suprida somente pela irrigação

𝐼𝑅𝑁 ≤𝐶𝑅𝐴 ou

𝐼𝑅𝑁 ≤ (𝑈 𝑐𝑐−𝑈𝑝𝑚𝑝) .𝑑𝑔 .𝑍 . 𝑓10

(𝑚𝑚)

b) Com irrigação suplementar Quando parte a água da cultura for suprida pela irrigação e o restante pela precipitação efetiva (Pe)

𝐼𝑅𝑁 ≤𝐶𝑅𝐴−𝑃𝑒

𝐼𝑅𝑁 ≤ (𝑈𝑐𝑐−𝑈𝑝𝑚𝑝) .𝑑𝑔 .𝑍 . 𝑓10

−𝑃𝑒 (𝑚𝑚)

IRRIGAÇÃO TOTAL NECESSÁRIA (ITN)

É a quantidade total de água necessária à aplicação por irrigação. Podem ocorrem dois casos:

𝐼𝑇𝑁=𝐼𝑅𝑁𝐸𝑎

Ea é a eficiência de aplicação da irrigação

Exercício

a) Calcular a Disponibilidade Total de Água (ITN) para a seguinte condição: - Local: Muqui- irrigação: total- Evapotranspiração de referencia: 7 mm/dia- Solo: Umidade na capacidade de campo = 32%, Umidade no

ponto de murcha permanente = 18%, densidade aparente do solo = 1,2 g/cm3

- Cultura: milho, profundidade efetiva das raizes = 50 cm

b) Calcular o ITN para a condições do item a, assumindo uma precipitação efetiva de 14mm no período

Infiltração de água no solo

Equação de Kostiakov

Classificação dos solos quanto a VIBO valor de VIB é utilizado para se indicar quais os métodos de irrigação possíveis de serem usados em determinado solo, bem como a intensidade de máxima aplicada na irrigação por aspersão

Infiltrômetro de anel

Medição da Infiltração

Medição da Infiltração

Infiltrômetro de anel

Infiltrômetro de Anel

• Consiste de dois anel concêntrico, o de menor com 25 cm de diâmetro e o maior com diâmetro de 50 cm. Ambos com 30cm de altura.

Os anéis devem ser instalados no solo com o auxilio de uma marreta.

Geralmente a lâmina de água no cilindro interno é maior externo, devido a função do cilindro externo que é apenas a orientação das linhas de corrente.

Coloca-se água, ao mesmo tempo nos dois anéis.

Infiltrômetro de Anel

hVIt

• A capacidade de infiltração instantânea é calculada por:

Onde:VI é a velocidade de Infiltração (mm/h) ;∆h é a variação da lâmina d’água (mm);∆t é o intervalo de tempo (h);

E com uma régua graduada acompanha-se a infiltração vertical no cilindro interno para vários intervalos de tempo.

Infiltrômetro de Anel

Capacidade de Infiltração

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

t (h)

I (m

m/h

)• Resultado gráfico: velocidade (ou capacidade) de infiltração

pelo tempo

Onde:I é a velocidade de Infiltração (mm/h) ;t é o tempo (h);

VIB

Equação obtida