PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA SIMULAÇÃO EM IRRIGAÇÃO POR SULCOS SOFTWARE TO SIMULATE IN FURROW IRRIGATION

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1 POGM COMPUTCIONL P SIMULÇÃO EM IIGÇÃO PO SULCOS MÁCIO.. VILS BOS 1 VE MI ODIGUES 2 SILVIO CÉS SMPIO 3 UNIOESTE- Universidde Esdul do Oese do Prná CCET Cenro de Ciêncis Exs e Tecnológics Cmpus de Cscvel P ESUMO: O progrm lrrig Sulco uxili écnicos n simulção do vnço e do dimensionmeno de sisems de irrigção por sulcos e consiui um recurso didáico pr disciplins de irrigção. Foi desenvolvido em Visul Bsic pr plform windows. O progrm deermin vlores de disânci de vnço d águ no sulco, bsedo num solução explíci do modelo blnço volumérico. Os formulários que simulm o vnço germ bels de empo e disânci, equção do vnço, gráficos empo x disânci, gráficos lâmin infilrd x disânci, gráficos do empo de oporunidde de infilrção, lém de índices de desempenho pr siução em esudo. O progrm deermin resuldos de dimensionmeno pr sulcos em nível e em desnível. Vlores de comprimeno do sulco, empo de vnço, empo de infilrção e empo de plicção d águ podem ser dimensiondos. Pr sulcos em desnível são gerdos, ind, índices de desempenho pr sisems sem e com vzão reduzid. PLVS-CHVE: Irrigção por sulcos, progrm compucionl, modelo blnço volumérico explício. SOFTWE TO SIMULTE IN FUOW IIGTION BSTCT: The Irrig Sulco sofwre helps echnicins o simule he dvnce nd he design of furrow irrigion sysems nd my be n useful ool for eching in irrigion courses. I ws developed in Visul Bsic for plform windows. This compuer progrm provides furrow wer dvnce disnce resuls bsed on n explici soluion of he volume blnce model. The progrm forms, h simule he dvnce, cn provide ime nd disnce bles, he dvnce equion, ime x disnce grphics, infilred wer deph x disnce grphics, infilrion opporuniy ime grphics nd, lso he performnce indexes of he siuion h is being nlyzed. The progrm cn provide designing resuls for level nd slope furrows. One cn obin furrow lengh, dvnce ime, infilrion ime nd wer pplicion ime resuls. For slope furrows, one cn lso obin performnce indexes when here is wer reducion nd when here is no. KEYWODS: Furrow irrigion, sofwre, explici volume blnce model. (eceived Jnury 22, 2006 / cceped My 31, 2006 )

2 1. INTODUÇÃO irrigção por superfície consiui form mis usd e mis rdicionl de irrigr, sendo o méodo de irrigção por sulcos um dos mis usdos, principlmene pr culivos em linhs, como olerícols, milho, rigo, lgodão, cn-deçúcr e ours. (BENDO, 1995). pesr dos grndes vnços ecnológicos, com o desenvolvimeno de vários modelos memáicos que simulm o movimeno d águ no solo, irrigção por sulcos presen, ind, vlores insisfórios de eficiênci (50 60%). pressão mundil, crescene, dos órgãos governmenis, no senido de rcionlizr o uso dos recursos hídricos, impulsionm pesquiss que vism melhorr eficiênci dese méodo. (CVLHO e l., 2002). Modelos memáicos, como o blnço volumérico, simulm sisforimene irrigção por sulcos. (VLINTZS e l., 2001). Processos memáicos, como o de LZB (1999), que bsedo nese modelo, lcnçou um solução explíci pr disânci de vnço, conribuem pr celerr resolução de problems roineiros de engenhri. Conudo, exise um grnde qunidde de vriáveis, equções e cálculos memáicos envolvidos no modelo. Nese pono os progrms compucionis precem como um ferrmen de grnde uilidde, cpzes de simulr inúmers lernivs de dimensionmeno, um cuso e empo reduzidos. O presene rblho eve como objeivo elborção do progrm Irrig Sulco, uilizndo lingugem Visul Bsic, em mbiene Windows, pr simulção do vnço e do dimensionmeno em irrigção por sulcos. 2. MTEIL E MÉTODOS O progrm compucionl Irrig Sulco é composo de dois módulos desenvolvidos pr fornecer resuldos de vnço e de dimensionmeno em sisems de irrigção por sulcos. Foi desenvolvido em lingugem Visul Bsic 6.0 pr plform windows. Pr deerminção d disânci de vnço conhecido o empo de vnço d águ no sulco e, x deerminção do empo de vnço conhecid disânci de vnço foi usdo, no progrm, o processo memáico desenvolvido por LZB (1999). O uor inroduz um modificção no modelo blnço volumérico e lcnç um solução explíci pr deerminção d disânci de vnço considerndo s seguines vriáveis dimensionis: 0 onde 0 (1) onde ry 0 (2) onde T (3) T k x. T onde X (4) X O méodo desenvolvido por LZB (1999) consider mbém, equção de Mnning pr o cálculo d áre d lâmin de escomeno, em que: dd por: 0,,, x n 1 n ζ 0. S 0 áre, empo e disânci dimensionis; η (5) - respecivmene, vzão,,, T, X - vriáveis de referênci não nuls; lâmin de escomeno; 0, S0 - vzão e declividde; 0, - áre de enrd e áre médi d n n - rugosidde de Mnning

3 r y - coeficiene de form superficil k,, ζ, η - coeficienes empíricos Segue-se enão, form dimensionl d equção d coninuidde: x + r.. x z ξ onde ξ qundo se us equção simplificd de Kosikov z k. e ξ + f qundo se us equção comple de Kosikov z k. + f0. onde f f ( T ). Usndo o méodo dos mínimos qudrdos, rnsformções lgébrics e simplificções, LZB (1999) obeve, pr o cálculo de r z, seguine fórmul: r z α β γ ( x / ) ( x / ) onde π ( 1 ) 3 2 α β 0,35π ( ) γ sen π 5π Subsiuindo equção r z n equção dimensionl d coninuidde, cheg-se equção do 2º gru seguir: β + γ x + + α γ x ( ) ( ) cuj resolução fornece o vlor de disânci de vnço é dd por: x x. X x, logo Volndo à equção dimensionl de coninuidde e isolndo, obém-se: ( x / ).( x / ) 1 ε ry d águ num sulco é dd por: 1, logo o empo de vnço. T O progrm fz mbém, vlição de desempenho pr o sisem de irrigção em esudo, usndo meodologi descri por FIZZONE (1993). Form considerds no esudo pens, irrigções sem défici hídrico n zon rdiculr. Pr deerminr o dimensionmeno de sulcos em desnível, com comprimeno indefinido, foi uilizdo o processo memáico descrio por FIZZONE (1993), incluindo nálise de desempenho pr irrigções conínus e com redução de vzão. Pr deerminr o dimensionmeno de sulcos em nível e fechdos no finl, usou-se o processo memáico descrio por SCLOPPI (1986) e FIZZONE (1993). 3. ESULTDOS E DISCUSSÃO O menu principl do progrm Irrig Sulco coném s opções rquivo, Simulção do vnço, Dimensionmeno de Sulcos e jud. opção rquivo presen um submenu com os iens brir, Slvr como, Imprimir e Sir. O submenu d Simulção do vnço coném os iens Disânci de vnço e Tempo de vnço. O empo de vnço coném os sub-iens Cálculo e vlição do Desempenho (Figur 1). opção Dimensionmeno de Sulcos presen um submenu com os iens Sulcos em Desnível e Sulcos em Nível (Figur 2). FIGU 1. Opção Simulção do vnço do Menu Principl FIGU 2. Opção Dimensionmeno de Sulcos do Menu Principl N opção Disânci de vnço cess-se um formulário que fornece um bel com resuldos de disânci e empo de vnço d águ no sulco e gráficos correspondenes à bel. O progrm presen um exemplo de plicção em cd formulário que o compõe. O exemplo referene o formulário cido é bsedo n meodologi de LZB (1999). Nele (Figur 3) form considerdos os seguines ddos

4 de enrd: comprimeno do sulco L 200m; vzão o 2,33l/s; coeficiene k d equção de infilrção k 0, m/min ; expoene d equção de infilrção 0,49; coeficiene ς d equção d Mnning ς 1 e expoene η d equção d Mnning η 0,6; for d form d superfície r y 0,8; vrição do empo 10min. O boão Cálculo d Disânci fornece vlores de disânci de vnço em função do empo. O boão Gráfico 1, presen o gráfico empo x disânci correspondenes primeir enrd de ddos. Modificndo um ou mis prâmeros, o boão Gráficos 1 e 2, fornece dois gráficos empo x disânci no mesmo plno cresino, correspondenes à primeir enrd de ddos e à segund enrd (modificd). O boão Gráficos 1, 2 e 3, permie obenção de rês gráficos empo x disânci no mesmo plno cresino, pós er sido fei mis um modificção nos prâmeros de enrd. Figur 4 mosr o resuldo gráfico relivo mudnçs no prâmero rugosidde (n), sem lerção nos demis prâmeros. FIGU 3. Exemplo do formulário Disânci de vnço N opção Tempo de vnço Cálculo cion-se um formulário que fornece resuldos de disânci e empo de vnço d águ no sulco e equção de vnço, correspondenes os ddos de enrd. Obidos eses resuldos, o progrm hbili o formulário de vlição do Desempenho, que é um formulário vinculdo o nerior e que fz vlição do desempenho do sisem de irrigção em esudo. Legend n 0,200 n 0,040 n 0,002 FIGU 4. Gráficos Tempo x Disânci vrindo rugosidde Os exemplos que precem nos formulários de Cálculo do Tempo de vnço e vlição do Desempenho são bsedos n meodologi de LZB (1999) e FIZZONE (1993). No formulário vlição do Desempenho (Figur.5) form considerdos os seguines ddos de enrd: comprimeno do sulco L 200m; vzão o 2,33l/s; coeficiene k d equção de infilrção k 0, m/min ; expoene d equção de infilrção 0,49; coeficiene g d equção de vnço g 0,0800m/min h ; expoene h d equção de vnço h 1,2458; espçmeno enre sulcos W 1m; lâmin requerid Yr 40mm e empo de reposição Trep175min. bel de visulizção do cálculo d lâmin médi é obid qundo é ciondo o boão Visulizção d bel p/cálculo d lâmin médi. O boão esuldos, qundo ciondo, mosr n el os seguines vlores: lâmin médi infilrd Ym 43,7mm; lâmin plicd Y 163,5mm; uniformidde de disribuição Ud 92,5%; eficiênci de plicção E 24,5%; eficiênci de rmzenmeno Es 100%; perds por percolção Pp 2,3% e perds por escomeno Pe 73,3%. N brr de menu, opção Gráficos fornece o gráfico d lur d lâmin infilrd (mm) x disânci (m) e o gráfico do empo de

5 oporunidde de infilrção (Figur 6), relivos o exemplo. FIGU 5. Exemplo do formulário vlição do Desempenho FIGU 6. Gráfico lâmin infilrd x disânci e gráfico Tempo de Oporunidde de infilrção O usuário opndo por Sulcos em Desnível cess um formulário que fornece resuldos de dimensionmeno como: comprimeno do sulco, empo de vnço d águ no sulco, empo de infilrção do volume requerido, empo ol de plicção de águ e os índices de desempenho pr vzão conínu. Um formulário uxilir fornece o vlor d vzão máxim não erosiv em função d declividde e d exur do solo. Obidos os resuldos, orn-se hbilido o formulário vlição do desempenho pr vzão reduzid que vli o sisem de irrigção em esudo, qundo é usd redução d vzão inicil. Ese formulário fornece o vlor d vzão reduzid, do empo de irrigção com vzão reduzid e dos índices de desempenho pr vzão reduzid. Um boão pr visulizção d bel pr cálculo d vzão reduzid, mbém esá presene nese formulário. O formulário Sulcos em Desnível (Figur 7) presen um exemplo bsedo em Frizzone (1993) cujos vlores de enrd são: declividde So 0,8%; vzão o 0,8l/s espçmeno enre sulcos W 1m; lâmin requerid Yr 50mm; perímero molhdo médio Pm 0,26m; prâmeros d equção de vnço g 0,0647m/min h e h 1,4286; prâmeros d equção de infilrção k 0,0035 e 0,78. Clicndo o boão esuldos obém-se o comprimeno do sulco L 80m; o empo de vnço Tx34min; o empo de infilrção do volume requerido Tr 128min; o empo ol de plicção de águ T 162min e os índices de desempenho como uniformidde de disribuição Ud 90,8%; eficiênci de plicção E 41,2%; eficiênci de rmzenmeno Es 100%; perds por percolção Pp 4,2% e perds por escomeno Pe 54,7%. O formulário vlição do Desempenho Vzão eduzid (Figur 8) presen um exemplo usndo sugesão de Bernrdo (1995) de que o empo de plicção d vzão reduzid sej mede do empo ol de plicção. Sendo ssim, os prâmeros considerdos são: comprimeno do sulco L 80m; vzão o 0,8l/s; empo ol de plicção de águ T 162min e empo de irrigção com vzão inicil To 81min. Obém-se,

6 enão, um bel de vlores pr cálculo d vzão reduzid e, clicndo o boão esuldos, obémse: vzão reduzid red 0,39l/s; empo de irrigção c/vzão reduzid Tred 81min; uniformidde de disribuição Ud 90,8%; eficiênci de plicção E 56,0%; eficiênci de rmzenmeno Es 100%; perds por percolção Pp 5,7% e perds por escomeno Pe 38,3%. opção Sulcos em Nível permie o cesso um formulário que fornece resuldos de dimensionmeno como: lur d lâmin superficil, o empo de infilrção d lâmin requerid, o empo de vnço d águ no sulco e o comprimeno do sulco. O formulário Sulcos em Nível (Figur 9) presen um exemplo bsedo em Frizzone (1993) com os seguines vlores de enrd: vzão o 1l/s ; espçmeno enre sulcos W0,8m; lâmin requerid Yr 50mm; rugosidde n 0,04; eficiênci de plicção requerid E 0,8; prâmeros d equção de form c 1,21m/m m e m 0,51 e prâmeros d equção de infilrção k 0,00482m/min e 0,64. Os resuldos obidos são: lur d lâmin superficil y 3,6cm; empo de infilrção d lâmin requerid Tr 290min; empo de vnço Tx 46min e comprimeno do sulco L 246m. FIGU 7. Exemplo do formulário Sulcos em Desnível FIGU 9. Exemplo do formulário Sulcos em Nível 4. CONCLUSÕES FIGU 8. Exemplo do formulário de vlição do Desempenho Vzão eduzid O progrm compucionl Irrig Sulco uxili écnicos n simulção do vnço e do dimensionmeno em sisems de irrigção por sulcos. s simulções que podem ser gerds conduzem inúmers lernivs de dimensionmeno, um cuso e empo reduzidos. O progrm pode ser usdo como um recurso

7 didáico em disciplins de irrigção. Seu cráer didáico mosr-se n simplicidde do seu uso, nos vários gráficos gerdos, no exemplo disponível em cd formulário e no rquivo de jud, que fornece fundmenção eóric à cd pre do progrm. 5. EFEÊNCIS BIBLIOGÁFICS [1] LZB,.. Explici volume blnce model soluion. Journl of Irrigion nd Dringe Engineering, v.125, n.5, [2] BENDO, S. Mnul de irrigção. 6ed. Viços: Imprens Universiári, p. [3] CVLHO, J. M. de ;VIEI,. C. S.; DNIEL, L.. Deerminção ds crcerísics de vnço d águ em sulcos de irrigção. In: CONGESSO BSILEIO DE ENGENHI GÍCOL, 31, Slvdor/B, nis... Slvdor: SBE, CD. [4] FIZZONE, J.. Irrigção por superfície. Pircibb: Deprmeno de Engenhri url, Escol Superior de griculur Luiz de ueiroz - Universidde de São Pulo p. (Série Didáic, 005). [5] SCLOPPI, E. J. Sisems de irrigção por superfície. Informe gropecuário, v.12, n.139, p.12-26, [6] VLINTZS, J. D.; GGELIDES, S.; SSSLOU,. Furrow infilrion esimion from ime o single dvnce poin. griculurl Wer Mngemen, v.52, p.17-32, 2001.