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