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  • 1. PROF. JORGE LUIZ PIMENTA MELLO, D.S. PROF. LEONARDO DUARTE BATISTA DA SILVA, D.S. AGOSTO 2008

2. IRRIGAO II Este material se constitui no principal apoio conduo das disciplinas IT 115 Irrigao e Drenagem, oferecida ao curso de Licenciatura em Cincias Agrcolas e IT 157 Irrigao, oferecida aos cursos de Agronomia e Engenharia Agrcola. 3. IRRIGAO III um paradoxo a Terra se mover ao redor do Sol e a gua ser constituda por dois gases altamente inflamveis. A verdade cientfica sempre um paradoxo, se julgada pela experincia cotidiana que se agarra aparncia efmera das coisas. Karl Marx 4. IRRIGAO IV AGRADECIMENTO Quero expressar o meu agradecimento todo especial ao jovem Professor Leonardo Duarte Batista da Silva, um grande e sincero amigo e excepcional figura humana, por ter contribudo de forma brilhante e competente para a melhoria do presente material, opinando sempre de maneira correta sobre o que j estava produzido, e ampliando-o com muita propriedade intelectual. Aproveito a oportunidade para parabeniz-lo pela forma magnfica e categrica que o fez brilhantemente o primeiro colocado em concurso pblico para Professor da UFRRJ, fato este que s veio ratificar a sua competncia. Por certo, alm de nos brindar com a sua convivncia no dia a dia, ele ir trazer uma grande e importante contribuio rea de Recursos Hdricos do Departamento de Engenharia. Seja bem-vindo meu caro amigo. UFRRJ, julho de 2006. PROF. JORGE LUIZ PIMENTA MELLO 5. IRRIGAO V AGRADECIMENTO Deixo, aqui registrado a minha satisfao em participar desse trabalho com o Professor Jorge Luiz Pimenta Mello, que desde quando cheguei UFRRJ em 2002, foi sempre uma referncia, um incentivador e um grande amigo. Espero que esse trabalho seja apenas o primeiro de muitos, que com certeza ainda viro. Obrigado pela oportunidade de ser co-autor deste texto que visa promover o ensino pblico, gratuito e de qualidade, cuja meta principal contribuir para construo de um pas melhor para todos. UFRRJ, outubro de 2006. PROF. LEONARDO DUARTE BATISTA DA SILVA 6. IRRIGAO VI NDICE Pg. Captulo I Introduo ao estudo da irrigao I.1 1.1 Consideraes iniciais I.1 1.2 Histrico e desenvolvimento I.1 1.3 A irrigao no Brasil e no mundo I.4 1.4 rea irrigada e mtodos de irrigao utilizados nas diferentes regies do Brasil I.8 1.5 A irrigao e o meio ambiente I.12 1.6 Contaminao dos mananciais hdricos I.13 1.7 Cobrana pelo uso da gua para irrigao I.14 1.8 Tipos de sistemas I.16 1.9 Critrios para a seleo do mtodo I.16 1.10 Vantagens da irrigao I.17 Captulo II Estudos Climticos: Evapotranspirao II.1 2.1 Introduo II.1 2.2 Conceitos fundamentais II.3 2.3 Fatores intervenientes no processo de evapotranspirao II.3 2.4 Evapotranspirao potencial das culturas e a de referncia II.4 2.5 Quantificao da evapotranspirao II.6 2.5.1 Mtodos diretos II.8 2.5.1.1 Lismetros II.8 2.5.1.2 Parcelas experimentais no campo II.11 2.5.2 Mtodos indiretos II.12 2.5.2.1 Tanque Evaporimtrico Classe A II.12 2.5.2.2 Mtodo de Thornthwaite II.16 2.5.2.3 Mtodo de Blaney-Criddle modificado (FAO) II.19 2.4.2.3 Mtodo da Radiao II.23 2.4.2.4 Mtodo de Hargreaves Samani II.27 2.4.2.5 Mtodo de Penman-Monteith-FAO II.29 Captulo III Estudos Pedolgicos III.1 3.1 A gua no solo III.1 3.1.1 Textura do solo III.6 3.1.2 Estrutura do solo III.6 3.2.2 Equaes representativas da infiltrao III.8 3.1.2.1 Prticas agrcolas que alteram a estrutura dos solo III.8 3.1.3 Relao de massa e volume dos constituintes do solo III.12 3.1.4 Reteno de gua pelo solo III.13 3.1.5 Armazenamento de gua no solo 3.2 Disponibilidade de gua no solo III.1 3.3 Infiltrao da gua no solo III.6 3.3.1 Introduo III.6 3.3.2 Equaes representativas da infiltrao III.8 3.3.2.1 Equao tipo potencial III.8 3.3.2.1 Equao tipo potencial modificada (equao de Kostiakov-Lewis) III.12 3.3.3 Mtodos de determinao de Vi e I III.13 3.3.3.1 Mtodo do infiltrmetro de anel III.13 3.3.3.2 Mtodo do infiltrmetro de sulco III.14 3.3.3.3 Mtodo da entrada e sada da gua no sulco III.15 3.2.4 Resoluo da equao de infiltrao utilizando o mtodo numrico de Newton-Raphson III.19 7. IRRIGAO VII Captulo IV Sistemas de Irrigao IV.1 4.1 Introduo IV.1 4.2 Parmetros para o dimensionamento de um sistema de irrigao IV.2 4.3 Classificao dos sistemas de irrigao IV.5 4.4 Fatores que influenciam na escolha do mtodo de irrigao IV.5 Captulo V Irrigao por Asperso V.1 5.1 Introduo V.1 5.1.1. Forma de aplicao da gua V.1 5.1.2. Adaptabilidade do sistema V.2 5.1.2.1. Solos V.2 5.1.2.2. Topografia V.2 5.1.2.3. Clima V.2 5.1.2.4. Culturas V.3 5.2 Vantagens e limitaes do sistema V.3 5.3 Componentes do sistema V.4 5.3.1 Aspersores V.4 5.3.1.2 Classificao quanto ao mecanismo de rotao V.5 5.3.1.3 Classificao quanto presso de servio do aspersor V.5 5.3.2 Tubulaes V.5 5.3.3 Moto-bomba V.6 5.3.4 Acessrios V.6 5.4 Classificao dos sistemas por asperso V.6 5.5 Disposio dos aspersores no campo V.7 5.6 Fatores que afetam o desempenho de um aspersor V.8 5.6.1 Bocais dos aspersores V.8 5.6.2 Presso de servio dos aspersores V.8 5.6.3 Superposio V.8 5.6.4 Ventos V.9 5.7 Vazo dos aspersores V.9 5.8 Intensidade de precipitao dos aspersores V.9 5.9 Seleo do aspersor V.9 5.10 Dimensionamento das tubulaes V.10 5.10.1 Linhas laterais V.10 5.10.1.1 Consideraes sobre perda de carga (hf) nas linhas laterais V.12 5.12.1.2 Determinao do fator de Christiansen V.12 5.10.1.3 Procedimento para dimensionamento de LL com dois dimetros V.15 5.10.1.4 Relao entre a presso no incio da LL, no final e presso mdia V.20 5.10.1.5 Linhas ou ramais de espera em sistemas por asperso V.22 5.10.2 Linha principal V.25 5.11 Altura manomtrica total V.27 5.12 Potncia do conjunto moto-bomba V.27 5.13 Projeto de um sistema de irrigao por asperso convencional V.27 5.14 Desempenho de um sistema de irrigao por asperso convencional V.38 Captulo VI Irrigao Localizada VI.1 6.1 Introduo VI.1 6.2 Vantagens do sistema VI.2 6.3 Limitaes do sistema VI.2 6.4 Componentes do sistema VI.2 6.5 Descrio dos componentes do sistema VI.3 6.5.1 Moto-bomba VI.3 6.5.2 Cabeal de controle VI.3 8. IRRIGAO VIII 6.5.3 Linha principal VI.3 6.5.4 Linha de derivao VI.3 6.5.5 Linha lateral VI.3 6.5.6 Emissores VI.3 6.6 Dimensionamento do sistema gotejamento VI.4 6.6.1 Quantidade de gua necessria VI.4 6.6.2 Evapotranspirao VI.4 6.6.3 Irrigao real necessria VI.7 6.6.4 Irrigao total necessria VI.7 6.6.5 Tempo de irrigao por posio VI.7 6.6.6 Nmero de unidades operacionais VI.7 6.6.7 Vazo necessria ao sistema VI.8 6.6.8 Dimensionamento hidrulico do sistema VI.8 6.6.8.1 Linhas laterais VI.8 6.6.8.2 Linhas de derivao VI.9 6.6.8.3 Linha principal VI.9 6.6.9 Altura manomtrica total VI.9 6.6.10 Potncia do conjunto moto-bomba VI.9 6.6.11 Projeto de um sistema VI.10 Captulo VII Irrigao por Piv Central VII.1 7.1 Introduo VII.1 7.2 Tipos de pivs VII.2 7.3 Variao da vazo ao longo do piv VII.2 7.4 Intensidade de precipitao VII.4 7.5 Lmina aplicada por volta do piv central VII.5 7.6 Intensidade de precipitao mdia em cada ponto VII.5 7.7 Precipitao mxima em cada ponto VII.6 7.8 Velocidade de deslocamento da ltima torre VII.8 7.9 Tempo mnimo de rotao VII.8 7.10 Vazo necessria ao sistema VII.8 7.11 Uniformidade de aplicao com piv central VII.8 7.12 Eficincia de aplicao com piv central VII.9 7.13 Limitaes para uso do piv central VII.9 7.13.1 Solos VII.9 7.13.2 Declividade do terreno VII.9 7.13.3 Culturas VII.9 Captulo VIII Irrigao por Autopropelido VIII.1 8.1 Introduo VIII.1 8.2 Escolha do autopropelido e do aspersor canho VIII.2 8.3 Largura da faixa molhada pelo autopropelido VIII.2 8.4 Comprimento da faixa molhada pelo autopropelido VIII.2 8.5 Comprimento do percurso do autopropelido VIII.2 8.6 Tempo de irrigao por faixa VIII.2 8.7 Lmina bruta de irrigao aplicada VIII.3 8.8 Intensidade de aplicao mdia VIII.3 8.9 Tempo total de irrigao por faixa VIII.4 8.10 Nmero de faixas irrigadas por dia VIII.4 8.11 Nmero de faixas irrigadas por autopropelido VIII.5 8.12 rea irrigada por autopropelido VIII.5 8.13 Dimensionamento hidrulico do autopropelido VIII.5 Captulo IX Irrigao por Sulcos de Infitrao IX.1 9.1 Introduo IX.1 9. IRRIGAO IX 9.2 O mtodo de irrigao por sulcos de infiltrao IX.2 9.2.1 Caractersticas de um sistema de irrigao por sulcos IX.3 9.2.1.1 Forma e tamanho do sulco IX.3 9.2.1.2 Infiltrao IX.3 9.2.1.3 Espaamento entre sulcos IX.4 9.2.1.4 Declividade e vazo IX.5 9.2.1.5 Comprimento dos sulcos IX.6 9.2.2 .Procedimento para determinao das curvas de avano IX.6 9.2.3 .Consideraes sobre o tempo de avano relacionado com o tempo de oportunidade IX.8 9.2.4 Abastecimento de gua aos sulcos IX.9 9.2.5 Manejo de gua aos sulcos IX.10 9.2.6 Projeto de um sistema de irrigao por sulcos de infiltrao IX.10 Captulo IX Irrigao por Inundao X.1 10.1 Introduo X.1 10.2 Tipo de solo X.1 10.3 Declividade do terreno X.2 10.4 Dimenses dos tabuleiros X.3 10.5 Forma dos diques ou taipas X.3 10.6 Manejo de gua nos tabuleiros X.3 10.7 Determinao das vazes mobilizadas aos tabuleiros X.4 10.7.1 Determinao da vazo mxima para encher o tabuleiro X.4 10.7.2 Determinao da vazo necessria para manter a lmina constante X.5 10. IRRIGAO CAP.I - 1 CAPTULO I INTRODUO AO ESTUDO DA IRRIGAO 1.1 CONSIDERAES INICIAIS A tcnica da irrigao pode ser definida como sendo a aplicao artificial de gua ao solo, em quantidades adequadas, visando proporcionar a umidade adequada ao desenvolvimento normal das plantas nele cultivadas, a fim de suprir a falta ou a m distribuio das chuvas. Dessa forma, o objetivo que se pretende com a irrigao satisfazer as necessidades hdricas das culturas, aplicando a gua uniformemente e de forma eficiente, ou seja, que a maior quantidade de gua aplicada seja armazenada na zona radicular disposio da cultura. Este objetivo deve ser alcanado sem alterar a fertilidade do solo e com mnima interferncia sobre os demais fatores necessrios produo cultural. Os fa