agua no solo. toda água oceanos Água doce do todo Água doce superfície umidade do solo...
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AGUA NO SOLOAGUA NO SOLO
Toda água
Oceanos
Água Docedo todo
Água Doce
Superfície
Umidade do solo Subterrânea
Aquíferos
Superfíciedo todo
Geleiras
Lagos
Lagos salinos
Atmosfera
Rios e córregos
RESERVAS DE ÁGUA DO PLANETA RESERVAS DE ÁGUA DO PLANETA
De toda água doce superficial do mundo apenas 51,8% (0,333% do total) está
disponível, dos quais 70% são usados na irrigação.
Portanto, racionalizar o uso da água na agricultura, por meio da correta determinação da ET da cultura é
imprescindível.
Fonte: Christofidis (2006)
INDICADORES DE INDICADORES DE DISPONIBILIDADE PER-CAPITA DISPONIBILIDADE PER-CAPITA ANUAL DE ÁGUA RENOVÁVELANUAL DE ÁGUA RENOVÁVEL
UTILIZAÇÃO DE ÁGUA NOS SETORES: UTILIZAÇÃO DE ÁGUA NOS SETORES: DOMÉSTICO, INDUSTRIAL E PRODUÇÃO DOMÉSTICO, INDUSTRIAL E PRODUÇÃO
DE ALIMENTOS (LITROS/HAB/DIA)DE ALIMENTOS (LITROS/HAB/DIA)
Fonte: Christofidis (2006)
PercolaçãoPercolação
PrecipitaçãoPrecipitaçãoTranspir.Transpir.
Tr + E=Tr + E=
ET.ET.
CICLO HIDROLÓGICOCICLO HIDROLÓGICO
POLARIDADE DA MÓLECULA DE ÁGUA
105o + (Lado positivo)-(Lado negativo)
A assimetria da molécula de água confere a bipolaridade
TENSÃO SUPERFICIAL
1. Observa-se na interface líquido-ar;2. Atua na superfície do líquido/membrana elástica;3. Importante no fenômeno da capilaridade.
Ar
Água
Interface
Capilaridade e Água no Solo
1. Atração da água/superfícies sólidas (adesão/adsorção) e;
2. Tensão superficial da água (atração/ coesáo mol. água).
Mecanismo da Capilaridade
= ângulo de contato característico;h = ascensão ou depressão capilar, cm;r = raio do capilar ou do poro, cm
rh 15,0
Condições padrão:
ASCENSÃO CAPILARIMPORTÂNCIA:
Movimento de água no solo!
Fluxo ascendente
Fluxo descendente
Conceito de energia da água
Potencial total de água no solo
Energia da Água no Solo
Movimento de substâncias:
1. Estado de maior energia para outro de menor energia.
2. Movimento de água: f(níveis de energia em diferentes pontos do solo);
3. Forças que atuam no movimento de água no solo:
a) Forças de adsorção: moléculas de água/matriz → potencial mátrico
b) Forças de atração entre moléculas de água/íons → potencial osmótico
c) Força gravitacional → potencial gravitacional
Potencial da água no solo
Forças ascendentes = Forças descendentes
T * 2πr * cos α = d * h * πr2 * gOnde:
T = tensão superficial;2.π.r = circunferência do tubo capilar; cos α = componente ascendente da força capilard = densidade da águah.π.r2 = volume da água acima da superfície g = aceleração da gravidade
p.52/Apostila
Potencial total da água no solo ()
t = g + os + m + ...
Capilaridade
Capilaridade
Potencial gravitacional (g )
g = g h
Onde,
g = aceleração da gravidade h = altura da ascensão da água no solo acima do nível de referência.
SOLO SATURADO: drenagem livre da água devido g
Potencial de pressão (p ) e matricial (m )
0
Neg
ativ
oPo
sitiv
o
(+)
(-)
Nív
el d
e re
fere
ncia
(-)
m
> agua em estado padráo
= nível de referencia = 0
= solos salinos
= agua atraída pelos sólidos
g
os
p. 56/Apostila
p
m
(+)
(-)
NR
LF
p
MP a solutos e água MP somente
a águaMP somente
a água
Solutos Moléculas de água
Solo úmido Água pura Solo úmido Água puraSolução do solo
HgPotencial osmótico
Potencial mátrico
Potencial de água no solo
Potencial de água no solo
Potencial osmótico (os )
Unidades dos níveis de Energia1. Altura de uma coluna de água, cm (cmca) = h = m em
poro capilar (h=0.15/r), cm2. Patm. nível do mar = 760 mm Hg = 1020 cm de água3. 1 bar pressão atmosférica padrão
4. Energia/unidade de massa → joules kg-1
5. Energia/unidade de volume → Newton m-2
6. 1 Pascal (Pa) = 1 Newton m-2
Unidades equivalentes do água no solo
No Sistema Internacional (SI) a unidade kPa é equivalente a 0,01 bar.
x
Umidade e potencial de água no solo
→ Curva de retenção de água no solo (CRAS)
→ Fatores: textura, estrutura, antrópicos
→ Histerese
Curva de retenção de água no solo (CRAS)
p. 60/Apostila
Medida do conteúdo de água no solo
31mVsVaoVolumétric kg
msmacoGravimétri 1
1. Método Gravimétrico
2. Blocos de Resistência Elétrica
3. Moderação de Nêutrons
4. Reflectometria de microondas (TDR)
1. Método Gravimétrico, g g-1 ou kg kg-1
1 kg água – 1 kg solo seco
Exemplo:
100 g de solo úmido Estufa105oC 80 g de solo seco
mu – ms = ma, então 100-80 = 20 g de água
Então, 20 kg água – 80 kg solo seco
X kg água – 1 kg solo seco
X = 20/80 = 0,25 kg (água) kg-1 (solo seco)
kg kg-1
2. Blocos de Resistência Elétrica
-Gesso poroso, nylon, ou fibra de vidro incrustados com eletrodos;
-Absorção de água em SU proporcional ao conteúdo de água presente no solo;
-Resistência ao fluxo de elétrons diminui proporcionalte;
- Irrigação/datalogger
- Estimativa rápida/baixo custo;
3. Moderação de NêutronsTubo de acessoSonda
Duas fontes de neutrons:
a) Rápidos → Rh, Be, Am;b) Lentos → Átomos menores (H+) com os
quais os rápidos colidiram, mudando de direção e perdendo energia.
4. Reflectometria de microondas (TDR)Pulso eletromagnético de energia enviado por barras paralelas de metal instaladas no solo;Constante dielétrica do solo → Conversão em
Medida dos Potenciais da Água no Solo
Tensiômetros
TensiômetrosMedida dos Potenciais da Água no Solo
Calcular o potencial total dos Calcular o potencial total dos tensiômetros A e Btensiômetros A e B
·· Tensiômetro (A):Tensiômetro (A):
mm (A) = (-12,6 * 20) + 10 + 30 (A) = (-12,6 * 20) + 10 + 30
mm (A) = - 212 cm H (A) = - 212 cm H22O = - 212 O = - 212 1033 = - 0,2052 1033 = - 0,2052 atmatm
ou (–) 0,2052 * 101,325 = - 20,795 kPa.ou (–) 0,2052 * 101,325 = - 20,795 kPa.·· Tensiômetro (B):Tensiômetro (B):
mm (B) = (-12,6 * 30) + 30 + 30 (B) = (-12,6 * 30) + 30 + 30
mm (B) = - 318 cm H (B) = - 318 cm H22O = - 318 O = - 318 1033 = - 0,3078 1033 = - 0,3078 atmatm
ou (–) 0,3078 * 101,325 = - 31,192 kPa.ou (–) 0,3078 * 101,325 = - 31,192 kPa.
Medida dos Potenciais da Água no SoloCâmaras de pressão
MODELOS PARA OBTENÇÃO DA MODELOS PARA OBTENÇÃO DA CURVA CARACTERÍSTICA DE CURVA CARACTERÍSTICA DE
UMIDADE DO SOLOUMIDADE DO SOLO
Modelo de Brooks & Corey Modelo de Brooks & Corey (1964)(1964)
rsr
mnrs
r*1
Modelo de van Genucthen Modelo de van Genucthen (1980)(1980)
rr 15atm 15atm
, , nn, mm: parâmetros gerados no programa SWRC.
DISPONIBILIDADDISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO E DE ÁGUA NO
SOLOSOLO
Água se encontra disponível no solo entre os limites de umidade definidos pelo ponto ponto de murcha permanente (PM) e de murcha permanente (PM) e capacidade de campo (CC), capacidade de campo (CC), intervalo conhecido como água disponível.
ÁGUA DISPONÍVELÁGUA DISPONÍVEL
Vs
Va
Va = = cm3 cm-3
3
2
1
sat
cc
pmp
AD = cc – pmp
Ponto de Murcha Permanente Ponto de Murcha Permanente (PMP): Tensão da umidade do solo: (PMP): Tensão da umidade do solo: 16 atm [Boletim 24 (FAO)].16 atm [Boletim 24 (FAO)].
ÁGUA DISPONÍVELÁGUA DISPONÍVEL
Capacidade de Campo (CC): Capacidade de Campo (CC): Tensão da umidade do solo: 0,2 a 0,3 atm [Boletim 24 (FAO)].
O SOLO COMO RESERVATÓRIO DE O SOLO COMO RESERVATÓRIO DE ÁGUAÁGUA
Cálculo da água armazenada no perfil do Cálculo da água armazenada no perfil do solo:solo:
n
1iiLA
Onde:Onde:
AALL = água armazenada = água armazenada (cm);(cm);
ii = umidade do solo (cm = umidade do solo (cm33 cmcm-3-3).).
Z*An
1iiL
Onde:Onde:
AALL = água armazenada = água armazenada (mm).(mm).
.cm316,2399,0358,0300,0263,0
222,0201,0186,0154,0132,0101,0An
1iiL
.ArmazenadaÁgua
demm16,2310*316,2Z*An
1iiL
Profundidade(Z cm)
Densidade do Solo
(b – g cm-3)
Umidade Gravimétrica (u
– g g-1 - %)
Umidade Volumétrica
( - cm3 cm-3 - %)
0 – 15 1,25 12,3
15 – 30 1,30 13,2
30 – 45 1,15 15,2
45 – 60 1,10 18,6
60 – 75 1,10 16,3
75 – 90 1,10 16,3
90 – 105 1,05 13,7
105 - 120 1,00 13,7
Exemplo 2
%u*b
%.375,153,12*25,1)150(
%.46,2060,18*10,1)6045(
%.70,1370,13*00,1)120105(
Profundidade
(Z cm)
Densidade do Solo
(b – g cm-
3)
Umidade(u – g g-1 -
%)
Umidade Gravimétrica( - cm3 cm-3 -
%)
0 – 15 1,25 12,3 15,37515,37515 – 30 1,30 13,2 17,16030 – 45 1,15 15,2 17,94045 – 60 1,10 18,6 17,48017,48060 – 75 1,10 16,3 20,46075 – 90 1,10 16,3 17,93090 – 105 1,05 13,7 14,385105 - 120 1,00 13,7 13,70013,700
QUAL A LAMINA ARMAZENADA NA CAMADA
0-45 cm?
1. Média da Ds das camadas entre 0-45cm:
Ds média = (1,25+1,30+1,15)/3 = 1,23 g cm-3
2. Média das U das camadas entre 0-45cm:
U média = (12,3+13,2+15,2)/3 = 13,57 %
3. Média das das camadas entre 0-45cm:
= Ds x U p/(0-45 cm) = 1,23.13,57 = 16,7% = 0,167 cm3 cm-3
Z*XA )450(água
4. Cálculo da lâmina de água (AL) armazenada:
AL = 0,167 x (45-0) = 7,515 cm = 75,15 mm
Fonte: Santos (2004)
PERFIL DIÁRIO DE UMIDADEPERFIL DIÁRIO DE UMIDADE