Metodologia de Walker e Skogerboe para avaliação de irrigação por sulcos
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- Beatriz Coimbra Botelho
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1 UNIERSIDADE FEDERA DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOA CURSO DE MESTRADO EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM DISCIPINA: AD 73 - IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE Prof.: Rimundo Nonto Távor Cost Mtodologi d Wlkr Skogrbo pr vlição d irrigção por sulcos 0. Mdição ds vriávis d vlição: O principl objtivo d vlição m sistms d irrigção por suprfíci, sgundo Wlkr (989 é idntificr prátics d mnjo qu possm mlhorr ficiênci d irrigção. Pr isso lguns ddos d cmpo dvm sr coltdos, tis como: hidrógrf d ntrd; b hidrógrf d síd; c curv d vnço rcssão; d umidd do solo nts d irrigção; infiltrção cpcidd d rtnção d águ no solo; f gomtri d sção trnsvrsl d ár d fluxo... Hidrógrfs: As vzõs d ntrd d síd nos sulcos podm sr mdids trvés d clhs Prshll d um polgd, d form produzir um hidrógrf d ntrd um hidrógrf d síd. Dv-s tr o cuiddo m mntr o fluxo n clh d ntrd constnt. D poss dos rsultdos, confccionm-s s dus hidrógrfs, pós isso, intgrm-s pr s obtr os volums plicdos os volums d runoff. Dus vriávis são obtids d comprção ds hidrógrfs. Primiro, o volum infiltrdo no solo, pod sr obtido pl difrnç ntr o vlor intgrdo ds dus hidrógrfs. Dst modo: z n síd ( m qu z, n síd são o volum totl infiltrdo, o volum introduzido n prcl o volum d scomnto suprficil, rspctivmnt. A sgund vriávl dfinid pls hidrógrfs d ntrd síd é tx d infiltrção básic, fo (m m 3 /min/m, clculd conform sguint qução: ( Q Q fo n síd ond Q n Q síd são s vzõs m m 3 /min qundo o fluxo ting um stbilidd ns clhs d ntrd síd, rspctivmnt é o comprimnto do cmpo m mtros. (.. Avnço rcssão: Pr confcção ds curvs d vnço d rcssão, instlm-s stcs, m spços rgulrs. Durnt fs d vnço, rgistrm-s o tmpo m qu águ ting cd stção pr o rgistro d fs d rcssão rcomnd-s usr como critério o momnto m qu lâmin d águ
2 dcrsc mis ou mnos mtd d lâmin originl. Est procdimnto é utilizdo pr não suprstimr o tmpo d rcssão. Qundo for o cso, dv-s instlr um stc intrmdiári pr rgistrr o tmpo d vnço. A trjtóri do vnço não tm um dscrição mtmátic concis, mis pod sr proximd por um função potncil do tipo: r x pt x (3 ond x é distânci do vnço m mtros, tingid m t x minutos p r são prâmtros d just. Após colt dos ddos à cmpo, utiliz-s mtodologi dos dois pontos propost por Elliot Wlkr (98, qul bsi-s no princípio d consrvção d mss. Nst método, md-s o tmpo d vnço à mtd do cmpo (t 0.5 o finl (t l rsolv-s simultnmnt pr dfinir os prâmtros d qução 3: log( /0,5 r (4 log( t / t 0,5 p r (5 t.3. Gomtri do fluxo: Pr s dscrvr gomtri do sulco utiliz-s um prfilômtro durnt fs d vnço. Sgundo mtodologi convncionl, dv-s usr o prfilômtro nts dpois d irrigção, durnt st, not-s lrgur d suprfíci livr d águ d su profundidd. No ntnto dv-s fzr rfrids mdiçõs durnt s irrigçõs, qundo form do sulco s modificr durnt fs d vnço. Assim sndo, coloc-s o prfilômtro sobr o sulco com um nívl d pdriro, crtific-s d qu st stá nivldo. Dix-s dscr um hst pr mdir o nívl d águ, pr somnt pós s mdir form do sulco. Plot-s m ppl milimtrdo sção do sulco obtid à cmpo, dividindo- m 0 5 intrvlos iguis. Dst sção obtém-s lrgur d águ n suprfíci à mtd d lâmin d águ. Assim fz-s um rlção ntr lrgur profundidd d sguint form: log( Xtotl / Xmédi (6 log( Ytotl/ Ymédi Xtotl ( Ytotl (7 Fz-s um rlção ntr ár lâmin d águ no sulco, n qul: sndo qu: A Y (8
3 (9 + (0 + O cálculo do prímtro molhdo d form mis rigoros dv sr obtido por intgrção numéric utilizndo-s sguint qução: [ ] {[ y y ] + 0, [ B B ] } n 0,5 Pm i ( i 5 i ( i ( i 0 sndo: Pm: prímtro molhdo m mtros y i : lâmin no sulco m mtros B i : lrgur d suprfíci livr d águ no sulco m mtros. Com st qução pod-s obtr os prímtros molhdos totl médio rlcioná-los com lâmin d águ d sguint mnir: sndo qu: PM b b Y ( log( PMtotl/ PMmédio b (3 log( Ytotl/ Ymédio PMtotl b ( Ytotl b (4 uniform: Pr o cálculo d ár d fluxo n ntrd do sulco, utiliz-s qução d Mnning pr fluxo sndo: A 0 Qo n C 60 S0 3 / C C (6 5 b (5 C b 0,67,67 C (7 ond C C são s constnts gométrics do sulco.
4 .4. Infiltrção: Pr o cálculo ds constnts d infiltrção d Kostikov-wis ( K, utiliz-s qução do blnço d volum pr qulqur tmpo d sguint form: Qt S o y A X + S K t X + fo t X + r (8 0 z ond Q 0 é vzão d ntrd m m 3 /min t é o tmpo trnscorrido dsd o início d irrigção m min, A 0 é ár d sção trnsvrsl d fluxo n ntrd m m, S z é o ftor d form dfinido como: S + r( + z (+ ( + (9 A ár d sção trnsvrsl do fluxo n ntrd A o, é clculd como dscrito n qução 5. A qução 8 é scrit pr dois pontos do vnço d form dfinir os prâmtros d infiltrção K. Os dois pontos do vnço mdidos são, à mtd do sulco (/ o finl do sulco (. Assim, pr mtd do cmpo, o vnço é: Q o t 0,5 pr o finl do sulco: Q S y A 0 S + z K t 0,5 + fo t 0,5 (+ fo t (+ o t Sy A0 + Sz K t + ( (0 ond t 0.5 é o tmpo d vnço à mtd do cmpo m minutos, t é o tmpo d vnço mdido o finl do sulco m minutos é o comprimnto totl do sulco. Obsrvndo-s s quçõs 0, somnt os prâmtros K são dsconhcidos. Rsolvndo-s simultânmnt usndo um trnsformção logrítmic s obtém: sndo: log( / 0,5 ( log( t / t Q t 0,5 fo t (+ o Sy A0 (3 0,5 Qo t0,5 fo t0, 5 Sy A0 (4 (+ ntão S z é obtido dirtmnt d qução 9 o prâmtro K pod sr obtido por: K (5 Sz t
5 Os cálculos ds lâmins infiltrds m cd stção podm sr rlizdos mdint sguint qução: [( t i ti] + fo[ ( t i ( t i] i K ( (6 ond (ti (ti são os tmpos d rcssão tmpo d vnço n stção i rspctivmnt. K, f 0 são dtrmindos d cordo com s quçõs 5,. A difrnç ntr (ti (ti dfin o tmpo d oportunidd d infiltrção. i é lâmin infiltrd no ponto i m m 3 /m..5. Cálculo dos volums infiltrdos: Sgundo Wlkr Skogrbo (987 Wlkr (989 um irrigção por suprfíci pod rsultr m três situçõs típics d lâmins infiltrds no prfil do solo: irrigção com déficit, b irrigção complt, c irrigção m xcsso. Qundo vzão d ntrd é cortd pouco tmpo pós s compltr fs d vnço, m lguns pontos o longo do sulco lâmin infiltrd srá insuficint pr tndr o déficit d umidd do solo. Outrs vzs, s fornc lâmin rqurid n prt qu s rcb mnor quntidd d águ, finlmnt, mis frqüntmnt, s lâmins plicds xcdm, m todos os pontos, lâmin rqurid. Pr os csos b c, o volum totl infiltrdo o longo do sulco pod sr clculdo intgrndos distribuição suprficil d umidd mdint rgr do trpézio: ( n + n (7 0 n ond é o comprimnto do sulco m mtros, i são s lâmins cumulds no ponto i m m 3 /m n é o númro d incrmntos usdos pr subdividir o sulco. Qundo s tm um situção d déficit d irrigção n prt finl do sulco, clcul-s o volum infiltrdo m dois sgmntos do sulco. Primiro s dtrmin grficmnt posição Xd. Em sguid dfin-s s árs irrigds dqudmnt indqudmnt. Então, utilizndo-s qução 7, intgr-s volum infiltrdo sobr ár dqudmnt irrigd ( z dpois o volum infiltrdo sobr ár com déficit ( zi, d tl modo qu o volum infiltrdo totl é: + i (8 Após os cálculos dos volums infiltrdos obtidos trvés d mtodologi dscrit té qui, compr-s com os volums infiltrdos médios obtidos pl difrnç ntr os volums plicdos os volums scodos, d cordo com qução 3.. Est procdimnto é rcomnddo por Wlkr (989 pr s tr um mior prcisão dos rsultdos..6. Mdids d dsmpnho do sistm: As mdids d dsmpnho utilizds pr vlir irrigção são: ficiênci d plicção (E; índic d runoff (Iro; índic d prcolção (Ip; ficiênci d rmznmnto (Es coficint d uniformidd d Christinsn (CUC. Pr o cálculo ds ficiêncis d plicção (E d rmznmnto (Es utilizm-s dois critérios: Primiro pr o cso d irrigção complt ou m xcsso, E srá clculd por:
6 E rq (9 Qo tco ond rq é lâmin d plicção rqurid nos sulcos m m 3 /m quivlnt o déficit d umidd no solo nts d irrigção. é o comprimnto do sulco, Q o é vzão médi plicd m m 3 /min t co é o tmpo d cort m minutos. Nst cso, ficiênci d rmznmnto é d 00%. Pr o cso d irrigção com déficit ficiênci d plicção srá clculd do sguint modo: rq Xd+ zi E 00 (30 Q tco o ond Xd é distânci m mtros qu divid ár com irrigção stisftóri, d ár com déficit zi é o volum infiltrdo sobr ár indqudmnt irrigd. Com rlção à ficiênci d rmznmnto (Es, nst cso é clculd por: E Xd + rq zi s 00 (3 rq O coficint d uniformidd d Christinsn (CUC dv sr clculdo, não importndo s irrigção é um irrigção complt ou m xcsso, ou um cso d irrigção com déficit, utilizndo-s qução sguir: Sndo: CUC n i i 00 n i: lâmin infiltrd no ponto i : lâmin médi infiltrd n: n º d obsrvçõs utilizds. Pr s dfinir os índics d prds por prcolção profund por scomnto suprficil utilizm-s s sguints quçõs: sndo: pp I p 00 (33 00 ro I ro (34 Ip: índic d prcolção pp: volum prcoldo bixo d zon d rízs Iro: índic d "runoff" ro: volum prdido por scomnto no finl d prcl : volum d águ plicdo. (3
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