X JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2010 – UFRPE: Recife, 18 a 22 de outubro.
AVALIAÇÃO DA TAXA DE INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO A
PARTIR DE MODELOS EMPÍRICOS
André Pereira Freire Ferraz1, Enio Gomes Flôr Souza1, Rodolfo Marcondes Silva Souza1, Bruno Novaes Menezes
Martins1, Moema Kelly Nogueira de Sá1, Thiago Bezerra Calado1, Luiz Ferreira Júnior1, Falkner Michael de Sousa
Santana1, Paula Cristiani Bezerra de Lima1 e Eduardo Soares de Souza2
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1. Aluno (a) do curso de Agronomia da Universidade Federal Rural d e Pernambuco, Unidade Ac adêmica de Serra Talhada. Fazenda Saco, s/n, Serra
2. Professor Adjunto do Curso de Agronomia da Universidade Federal Rural de Pernambuco, Unidade Acadêmica de Serra Talhada. Fazenda Saco,
Introdução
Denomina-se infiltração o processo pelo qual a água
entra no solo, que perdura enquanto houver
disponibilidade de água em sua superfície. Esse
processo é de grande importância prática, pois sua taxa
ou velocidade, muitas vezes determina o deflúvio
superficial (runoff) ou enxurrada, responsável pelo
fenômeno da erosão durante precipitações pluviais. A
infiltração determina o balanço de água na zona das
raízes e, por isso, o conhecimento do processo e de
suas relações com as propriedades do solo é de
fundamental importância para o eficiente manejo do
solo e da água [1].
A estimativa da taxa de infiltração no solo é
condicionante para determinar a repartição da
precipitação em infiltração e escoamento superficial, a
celeridade de penetração da frente de umidade no solo
e a lâmina em projetos de irrigação. Embora não exista
padronização dos sistemas de medição da infiltração,
utilizam-se principalmente infiltrômetros de duplo-anel
ou simples-anel. A vantagem do primeiro sobre o
segundo é de minimizar as infiltrações laterais,
mantendo o fluxo na direção vertical. A sua
desvantagem é uma operação mais complicada,
principalmente porque necessitam de maiores volumes
de água [2].
A infiltração de água no solo deve ser quantificada
por meio de métodos simples e capazes de representar,
adequadamente, as condições naturais em que se
encontra o solo. Neste sentido, torna-se necessário
adotar métodos e modelos cujas determinações
baseiam-se em condições iguais as observadas durante
as quais o solo é submetido [3].
Segundo Libardi [4], são conhecidas diversas
fórmulas (denominadas equações de infiltração)
propostas para expressar a lei da infiltração de água em
solos. Estas equações são desenvolvidas empiricamente
ou a partir de considerações físicas, como podemos
citar os modelos de Horton [5], Kostiakov [6] e
Kostiakov-Lewis.
O objetivo do presente trabalho foi avaliar modelos
empíricos de previsão da taxa de infiltração,
comparando o desempenho destes com os valores
obtidos pelo método do infiltrômetro de duplo-anel.
Material e métodos
A. Desenvolvimento teórico
Os modelos empíricos de Horton, Kostiakov e
Kostiakov-Lewis, que descrevem a evolução do volume
infiltrado em função do tempo de infiltração, se escrevem,
respectivamente, assim:
Modelo de Horton: i = if + (ii – if).e-k.t (1)
Modelo de Kostiakov: i = atb (2)
Modelo de Kostiakov-Lewis: i = atb + if (3)
Em que:
i – taxa de infiltração (cm.h-1);
ii – taxa de infiltração inicial (cm.h-1);
if – taxa de infiltração final (cm.h-1);
k, a e b – parâmetros de ajustamento.
A equação de Kostiakov é considerada uma equação
inteiramente empírica e de aplicabilidade limitada, porém
útil em aplicações de irrigação, devido à sua simplicidade e
ao fato de, para curtos intervalos de tempo, ajustar-se
razoavelmente bem para uma grande quantidade de solos.
Já a aplicabilidade da equação de Horton é muito variada,
pois não se baseia em nenhuma teoria física adequada,
apenas na intuição [4].
O modelo de Horton é mais consistente que o de
Kostiakov, tendo Horton observado que a redução na taxa
de infiltração com o tempo é fortemente controlada por
fatores que ocorrem na superfície do solo, como
encrostamento superficial devido ao impacto das gotas da
chuva, fenômenos de expansão e contração do solo, dentre
outros. A equação de Kostiakov-Lewis foi proposta para
eliminar a deficiência da taxa de infiltração de tender a zero
quando o tempo tende a infinito [7].
B. Método de campo
Para coleta dos dados em campo foi utilizado o
infiltrômetro de duplo-anel, constituído de dois anéis
posicionados de forma concêntrica no solo, sendo o
primeiro com diâmetro de 60 cm e o segundo com 30 cm,
ambos com 30 cm de altura, enterrados aproximadamente
10 cm no solo, onde as leituras do tempo e da lâmina
acumulada foram realizadas a cada 5 cm de lâmina de água
