Métodos alternativos para modelagem hidrodinâmica de solos : aplicação para um solo franco arenoso vegetado com caatinga no semiárido pernambucano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: PATRIOTA, Maria do Rosário Alves
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
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Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/44819
Resumo: A infiltração da água no solo é um processo hidrológico complexo que possui elevada dependência das propriedades hidrodinâmicas, como a curva de retenção e a curva de condutividade hidráulica. O conhecimento das propriedades hidrodinâmicas da zona vadosa de solos do bioma caatinga é ainda escasso e de fundamental importância para a modelagem e melhoria dos processos de transferência de água, dinâmica do carbono e balanço de energia no sistema solo planta atmosfera. Assim, esta pesquisa teve como principal objetivo a aplicação de modelagem matemática e numérica para a caracterização hidrodinâmica de um solo do semiárido de Pernambuco, sob vegetação de Caatinga, usando métodos alternativos. A parametrização dos modelos foi feita ajustando-se 48 curvas experimentais de infiltração obtidas in situ, com um infiltrômetro de anel simples, usando métricas estatísticas e indicadores de precisão dos modelos. Os valores médios da Ks obtidos variaram de 10 a 92 mm.h-1 . Os modelos simularam satisfatoriamente as taxas de infiltração e as propriedades hidrodinâmicas do solo. Os resultados comprovam que modelos unidimensionais (Philip, The “Knight” soil, Philip, Stroosnijder, Brutsaert e Swartzendruber), acoplados à parcela de dispersão lateral da infiltração, e os modelos tridimensionais de infiltração em regime permanente e fluxo transiente (Wu, 1999; TSBI. SSBI e Stewart e Abou Najm) podem ser empregados neste solo de textura franco arenosa. Ressalta-se que são alternativas viáveis a utilização do modelo BEST - SLOP, e o modelo TSBI. O solo foi classificado hidrologicamente como pertencente a ‘’classe A’’ em mais de 90% das amostras, não apresentando condições extremas de impermeabilização e podendo permitir bom desenvolvimento de raízes e absorção de água e nutrientes.
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O conhecimento das propriedades hidrodinâmicas da zona vadosa de solos do bioma caatinga é ainda escasso e de fundamental importância para a modelagem e melhoria dos processos de transferência de água, dinâmica do carbono e balanço de energia no sistema solo planta atmosfera. Assim, esta pesquisa teve como principal objetivo a aplicação de modelagem matemática e numérica para a caracterização hidrodinâmica de um solo do semiárido de Pernambuco, sob vegetação de Caatinga, usando métodos alternativos. A parametrização dos modelos foi feita ajustando-se 48 curvas experimentais de infiltração obtidas in situ, com um infiltrômetro de anel simples, usando métricas estatísticas e indicadores de precisão dos modelos. Os valores médios da Ks obtidos variaram de 10 a 92 mm.h-1 . Os modelos simularam satisfatoriamente as taxas de infiltração e as propriedades hidrodinâmicas do solo. Os resultados comprovam que modelos unidimensionais (Philip, The “Knight” soil, Philip, Stroosnijder, Brutsaert e Swartzendruber), acoplados à parcela de dispersão lateral da infiltração, e os modelos tridimensionais de infiltração em regime permanente e fluxo transiente (Wu, 1999; TSBI. SSBI e Stewart e Abou Najm) podem ser empregados neste solo de textura franco arenosa. Ressalta-se que são alternativas viáveis a utilização do modelo BEST - SLOP, e o modelo TSBI. O solo foi classificado hidrologicamente como pertencente a ‘’classe A’’ em mais de 90% das amostras, não apresentando condições extremas de impermeabilização e podendo permitir bom desenvolvimento de raízes e absorção de água e nutrientes.CAPESWater infiltration into the soil is a complex hydrological process that has a high dependence on soil hydrodynamic properties, such as water retention and hydraulic conductivity rates. The knowledge of the hydrodynamic properties of the vadose zone of soils of the Caatinga biome is still scarce and of fundamental importance for the modeling and improvement of the processes of water transfer, carbon dynamics and energy balance in the soil-plant-atmosphere system. Thus, this research had as main objective the application of mathematical and numerical modeling for the hydrodynamic characterization of a soil in the semi-arid region of Pernambuco, under Caatinga vegetation, using alternative methods. The parameterization of the models was performed by fitting 48 experimental infiltration curves obtained in situ, with a simple ring infiltrometer, using statistical metrics and precision indicators of the models. The mean values of Ks ranged from 10 to 92 mm.h-1. The models satisfactorily simulated the infiltration rates and the hydrodynamic properties of the soil. The results confirmed that the one-dimensional models (Philip, The “Knight” soil, Philip, Stroosnijder, Brutsaert and Swartzendruber, coupled to the lateral scatter plot of infiltration) and the three-dimensional models of steady-state and transient-flow infiltration (Wu, 1999; TSBI. SSBI and Stewart and Abou Najm), can be used in this loam textured soil. It is noteworthy that the use of tThe BEST-SLOP model are viable alternatives, with emphasis on the one-dimensional models and the TSBI model. The soil was hydrologically classified as belonging to ''class A'' in more than 90% of the samples, without extreme impermeability conditions and allowing good root development and water and nutrients absorption.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEnergia nuclearModelagem matemáticaSorvidadeParâmetros hidrodinâmicosCondutividade hidráulicaMétodos alternativos para modelagem hidrodinâmica de solos : aplicação para um solo franco arenoso vegetado com caatinga no semiárido pernambucanoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTTESE Maria do Rosário Alves Patriota.pdf.txtTESE Maria do Rosário Alves Patriota.pdf.txtExtracted texttext/plain256185https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/44819/4/TESE%20Maria%20do%20Ros%c3%a1rio%20Alves%20Patriota.pdf.txt220e622044237a2d223ed79bf860ceecMD54THUMBNAILTESE Maria do Rosário Alves Patriota.pdf.jpgTESE Maria do Rosário Alves Patriota.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1229https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/44819/5/TESE%20Maria%20do%20Ros%c3%a1rio%20Alves%20Patriota.pdf.jpg146ae242a2b87ec537286651ea231125MD55ORIGINALTESE Maria do Rosário Alves Patriota.pdfTESE Maria do Rosário Alves Patriota.pdfapplication/pdf2502976https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/44819/1/TESE%20Maria%20do%20Ros%c3%a1rio%20Alves%20Patriota.pdf945749109068743392f03a606b1763e4MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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