DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NUMA AMOSTRA DE SOLO NO CAMPUS DA UFOB, BARREIRAS-BA

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1 IV Congresso Baiano de Engenharia Saniária e Ambienal DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NUMA AMOSTRA DE SOLO NO CAMPUS DA UFOB, BARREIRAS-BA Géssica Feioza Sales (1) Esudane de graduação da Universidade Federal do Oese da Bahia. Kauanny Sanos de Souza (2) Esudane de graduação da Universidade Federal do Oese da Bahia. Andréia Poro de Souza (3) Esudane de graduação da Universidade Federal do Oese da Bahia. Érica Pereira de Morais (4) Esudane de graduação da Universidade Federal do Oese da Bahia. Luís Gusavo Henriques do Amaral (5) Proessor Adjuno da Universidade Federal do Oese da Bahia. RESUMO A enrada da água na superície do solo aravés dos seus poros é denominada de inilração. É possível inerir que as caracerísicas do solo inluenciam direamene no peril de inilração. Nese conexo, o presene rabalho eve por objeivo medir a capacidade de inilração do solo na Universidade Federal do Oese da Bahia (UFOB), na cidade de Barreiras, Bahia comparando os resulados com os reerenciais exisenes na lieraura. A meodologia uilizada compreende o uso de inilrômeros, empregando o méodo do inilrômero de anel, com anéis concênricos de 25 e 50 cm de diâmero e alura de 25cm. Foram realizados dois ensaios em uma área de cerrado, procedendo-se à modelagem do processo por meio dos modelos empíricos de Kosiakov-Lewis e Horon. As axas de inilração esáveis obidas oram basane alas, da ordem de 300 mm.h -1, evidenciando o alo poencial de inilração do solo, bem como as ragilidades do méodo uilizado, que ende a superesimar a axa de inilração. Por ouro lado, os modelos uilizados apresenaram um ajuse saisaório aos dados experimenais, desacando-se o modelo de Horon para a modelagem da variação da axa de inilração em unção do empo. PALAVRAS-CHAVE: Inilrômero, Modelo de Kosiakov-Lewis, Modelo de Horon. INTRODUÇÃO Segundo Brandão e al. (2003), inilração é o processo pelo qual a água aravessa a superície do solo. A modelagem dese processo é de grande imporância práica, pois a axa de inilração da água no solo é um dos aores que mais inluencia o escoameno supericial, responsável por processos indesejáveis, como a erosão e as inundações. O conhecimeno da axa de inilração, deinida por Collischonn & Dornelles (2013) como a quanidade de água que penera no solo ao longo do empo, é de exrema imporância, pois com essa ciência pode-se melhor planejar e deerminar meios de conservação do solo e da água suberrânea. A axa de inilração, ou velocidade de inilração, é expressa pela alura de lâmina d água inilrada no solo em deerminado empo (L T -1 ). Normalmene, é apresenada em mm h -1. Segundo Brandão e al. (2003), Kosiakov, em 1932, propôs a seguine equação empírica para o cálculo da inilração acumulada: I k (Equação 01) Em que I é a inilração acumulada (L), é o empo (T), e k (L T - ) e (adimensional) são consanes que dependem do solo e das suas condições iniciais. A axa de inilração pode ser obida derivando-se a equação (1): di d 1 i k.. (Equação 02) Cruz das Almas, Bahia 13 a 16 de julho de

2 IV Congresso Baiano de Engenharia Saniária e Ambienal Em que i é a axa de inilração (L T -1 ). Ainda conorme Brandão e al. (2003), a equação (2) apresena valor de axa de inilração inicial endendo para o ininio e axa de inilração para grandes inervalos de empo endendo a um valor próximo a zero, e não a um valor consane, como ocorre na práica. Para eliminar essa deiciência, oi enão proposa a equação de Kosiokov-Lewis que pode ser assim represenada: I k i di d i (Equação 03) 1 k.. i (Equação 04) Em que i é a axa de inilração esável (L T -1 ). A axa de inilração esável, ambém denominada velocidade de inilração básica (VIB), em grande imporância no ciclo hidrológico. Durane uma chuva ou irrigação, pare da água inilra no solo e a oura pare escorre na orma de enxurrada, podendo causar erosão. Porano, quano maior a inilração de água menor é o poencial de ocorrer erosão (GONDIM). Um ouro modelo empírico, que segundo Collischonn & Dornelles (2013) represena razoavelmene bem o processo de inilração, é o desenvolvido por Horon. Ese modelo descreve o comporameno decrescene da capacidade de inilração, que pode ser observado durane as chuvas: i i e i i. (Equação 05) i Em que i i é a axa de inilração no início do processo (L T -1 ) e é um parâmero que deve ser deerminado a parir de medições no campo (T -1 ). A inilração acumulada pode ser obida inegrando-se a equação (5): i i I i 1 i. d i. e (Equação 06) OBJETIVO O presene rabalho eve por objeivo medir a axa de inilração do solo em uma área de cerrado na cidade de Barreiras, Bahia, e ajusar os modelos empíricos de Horon e Kosiakov-Lewis aos dados obidos. METODOLOGIA A medição da axa de inilração oi realizada em dois locais siuados nas proximidades do Campus Reior Edgard Sanos da Universidade Federal do Oese da Bahia, na cidade de Barreiras, Bahia. Os ensaios oram realizados com inilrômeros do ipo anéis concênricos, de maerial meálico, com diâmeros de 25 e 50 cm e ambos com alura de 25 cm. Foram escolhidas para os ensaios duas áreas de cerrado com vegeação original suprimida, mas sem circulação signiicaiva de pedesres, veículos ou animais. Inicialmene oi realizada uma limpeza supericial do local para remoção de galhos e objeos que pudessem diicular a insalação dos inilrômeros. Procurou-se, conudo, maner a coberura do solo nas condições originais, para não propiciar alerações no processo naural de inilração. As caracerísicas da coberura do solo no local onde oi realizado o Ensaio 1 são apresenadas na Figura 1. Os anéis oram enerrados no solo a uma proundidade de 12,5 cm. Enre os dois anéis oi manida uma lâmina de água, de modo a reduzir o eeio da inilração laeral da água inserida no cilindro inerno, eviando a superesimaiva da axa de inilração. As medidas da alura da lâmina oram realizadas no inerior do anel inerno por meio de uma régua graduada. A água no anel inerno e enre os dois anéis oi reposa de modo a maner oda a superície cobera com uma lâmina d água. Na reposição da água, procurou-se não exceder uma alura de 50 mm para a lâmina, conorme recomendado por Brandão e al. (2003). 2 Cruz das Almas, Bahia 13 a 16 de julho de 2016

3 IV Congresso Baiano de Engenharia Saniária e Ambienal Figura 1: Inilrômero de anéis concênricos insalado no local do Ensaio 1. Fone: Os auores As medições da alura da lâmina de água no anel inerno oram realizadas inicialmene em inervalos de 1 minuo, e o abasecimeno de água oi realizado sempre que a lâmina aingia a alura mínima. A medida em que a axa de inilração oi diminuindo, oram sendo uilizados inervalos de medição maiores. Os ensaios oram inalizados quando a axa de inilração ornou-se aproximadamene consane, indicando que a velocidade de inilração básica do solo havia sido aingida. Com o moniorameno da alura da lâmina d água no anel inerno oi possível deerminar a inilração acumulada e a axa de inilração para cada inervalo. A inilração acumulada oi obida somando-se as lâminas inilradas em cada inervalo, e a velocidade de inilração oi obida dividindo-se a lâmina inilrada no inervalo pelo empo de observação. Após a deerminação da axa de inilração e da inilração acumulada in siu, os dados obidos oram ajusados aos modelos empíricos de Horon e de Kosiokov-Lewis. Os parâmeros k e das equações (3) e (4) oram obidos por regressão linear, aplicando-se o logarimo na equação (3). Já o parâmero das equações (5) e (6) oi obido pelo méodo das enaivas, uilizando-se a inspeção visual para a escolha do melhor ajuse. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Figura 2, são apresenados os dados reerenes à inilração acumulada no Ensaio 1. Os parâmeros dos modelos de Kosiakov-Lewis e Horon, ajusados para os dados dese ensaio, são apresenados nas equações (7) e (8), respecivamene. Na equação (7), o empo é dado em minuos, e na equação (8), em horas, enquano a inilração acumulada é dada em mm nas duas equações. Pela igura, percebe-se que o ajuse dos dois modelos aos dados experimenais oi saisaório. Cruz das Almas, Bahia 13 a 16 de julho de

4 IV Congresso Baiano de Engenharia Saniária e Ambienal Figura 2: Resulados do Ensaio 1 para a inilração acumulada. 0,277 I 4, (Equação 07) I ,8. 1 e (Equação 08) Na Figura 3, são apresenados os dados reerenes à axa de inilração no Ensaio 1. Os parâmeros dos modelos de Kosiakov-Lewis e Horon, ajusados para os dados dese ensaio, são apresenados nas equações (9) e (10), respecivamene. Na equação (9), o empo é dado em minuos e a axa de inilração, em mm.min -1. Já na equação (10), o empo é dado em horas e a axa de inilração, em mm.hora -1. Pela igura, percebe-se que o modelo de Horon apresena um melhor ajuse aos dados experimenais. Enreano, ambos os modelos endem para a axa de inilração esável quando o empo aumena. Apesar de haver uma variação grande nos dados experimenais, percebe-se que a axa de inilração ende para um valor consane, esabilizando-se em orno dos 300 mm h -1. Figura 3: Resulados do Ensaio 1 para a axa de inilração. 0,723 i 1, i (Equação 09) e (Equação 10) Na Figura 4, são apresenados os dados reerenes à inilração acumulada no Ensaio 2. Os parâmeros dos modelos de Kosiakov-Lewis e Horon, ajusados para os dados dese ensaio, são apresenados nas equações (11) e (12), respecivamene. Na equação (11), o empo é dado em minuos, e na equação (12), em horas, enquano a inilração 4 Cruz das Almas, Bahia 13 a 16 de julho de 2016

5 IV Congresso Baiano de Engenharia Saniária e Ambienal acumulada é dada em mm nas duas equações. Pela igura, percebe-se que o ajuse do modelo de Kosiakov-Lewis oi melhor do que o ajuse obido com o modelo de Horon, ainda que os valores inais de inilração acumulada obidos pelos dois modelos sejam semelhanes. Figura 4: Resulados do Ensaio 2 para a inilração acumulada. 0,451 I 9,725. 5,6. (Equação 11) I e (Equação 12) Na Figura 5, são apresenados os dados reerenes à axa de inilração no Ensaio 2. Os parâmeros dos modelos de Kosiakov-Lewis e Horon, ajusados para os dados dese ensaio, são apresenados nas equações (13) e (14), respecivamene. Na equação (13), o empo é dado em minuos e a axa de inilração, em mm.min -1. Já na equação (14), o empo é dado em horas e a axa de inilração, em mm.hora -1. Pela igura, percebe-se que o modelo de Horon apresena um melhor ajuse aos dados experimenais, e que o modelo de Kosiakov-Lewis simula a ocorrência da axa de inilração esável para um empo bem superior ao empo real em que ela ocorre. Apesar de haver uma variação grande nos dados experimenais, percebe-se que a axa de inilração ende para um valor consane, esabilizando-se em orno dos 336 mm h -1. Figura 5: Resulados do Ensaio 2 para a axa de inilração. Cruz das Almas, Bahia 13 a 16 de julho de

6 IV Congresso Baiano de Engenharia Saniária e Ambienal 0,549 i 4,383. 5,6. i (Equação 13) e (Equação 14) Os resulados dos dois ensaios conduziram a um valor basane alo para a axa de inilração esável. Em pare, eses valores podem ser explicados pela exura do solo, que, conorme Passo e al. (2010), é arenosa nos vales do município de Barreiras. Mesmo assim, conorme apresenado por Brandão e al. (2003), a axa de inilração esável de solos arenosos esá enre 38,1 e 111,8 mm.h -1, enquano que os valores obidos nos ensaios são aproximadamene rês vezes maiores que o limie superior da aixa apresenada. Por ouro lado, sabe-se que as avaliações da axa de inilração com o inilrômero de anéis concênricos conduzem a valores superesimados, endo em visa que ese equipameno não permie avaliar o eeio do encrosameno da superície do solo, bem como exige a manuenção de uma lâmina d água sobre a superície do solo, ocasionando um maior poencial para a inilração (BRANDÃO e al., 2003). Ainda assim, percebe-se que o solo da região onde os ensaios oram realizados possui ala capacidade de inilração e baixo poencial de escoameno supericial, mesmo que a vegeação original enha sido degradada. Com relação aos modelos uilizados, percebe-se que o modelo de Kosiakov-Lewis proporcionou um ajuse mais adequado aos dados de inilração acumulada. Esses resulados condizem com os obidos por Rodrigues (2013), que consideram o modelo de Kosiakov-Lewis é mais adequado para o cálculo da axa de inilração, aproximando-se mais dos valores reais dos inilrômeros em campo. Por ouro lado, em relação aos dados de axa de inilração, o melhor ajuse oi obido com o modelo de Horon, que acompanhou saisaoriamene a endência dos dados experimenais, além de permiir um ajuse preciso no início e no inal do processo. CONCLUSÔES O solo avaliado apresenou ala capacidade de inilração e baixo poencial de escoameno, o que esá relacionado com sua exura arenosa e com o méodo uilizado para a deerminação da axa de inilração. Os modelos avaliados apresenaram um bom desempenho para o ipo de solo avaliado, sendo que o modelo de Kosiakov-Lewis proporcionou um ajuse mais adequado aos dados de inilração acumulada, enquano que o modelo de Horon mosrou-se mais adequado para o ajuse dos dados de axa de inilração. Considerando-se que erros insrumenais propagados possam er compromeido a correlação de alguns parâmeros,é imporane que se ome os devidos cuidados na execução do experimeno, bem como um bom conhecimeno dos aores que inluenciam a capacidade de inilração de água no solo, como grau de umidade, compacação do solo, circulação de pessoas e veículos, enre ouros. Dessa orma, eviam-se erros e melhora-se a inerpreação dos dados, possibiliando-se o uso deses dados para um melhor planejameno do uso do solo. REFERÊNCIAS BRANDÃO, V. dos S.; PRUSKI, F.F.; SILVA, D.D. da. Inilração da Agua no Solo. Viçosa: Ediora UFV, COLLISCHONN, W.; DORNELLES, F. Hidrologia para engenharia e ciências ambienais. Poro Alegre: ABRH, GONDIM, T.M.S.; WANDERLEY. J.A.C.; SOUZA.J.M.; FILHO. J.C.F.; SOUSA. J.S. Inilração e velocidade de inilração de água pelo méodo do inilrômero de anel em solo arenoargiloso. Revisa Brasileira de Gesão Ambienal, v.4, n.1, p , jan./dez Disponível em: <hps:// alice/bisream/doc/877112/1/ pb.pd>. Acesso em: 01/05/2016. PASSO, D. P.; MARTINS, E. S.; GOMES, M. P.; REATTO, A.; CASTRO, K. B.; LIMA, L. A. S.; CARVALHO JÚNIOR, O. A.; GOMES, R. A. T. Caracerização geomorológica do município de Barreiras, oese baiano, escala 1: Planalina, DF: Embrapa Cerrados, RODRIGUES, M. H. Inilração da água no solo dos cerrados do Brasil uilizando cilindros Inilrômeros de dimensões reduzidas Monograia (graduação em Agronomia). Universidade Federal de Goiás, Campus Jaaí. Agoso, Disponível em:<hps://agronomia.jaai.ug.br/up/163/o/monograia_marcello_hungria_ Rodrigues.pd? >. 6 Cruz das Almas, Bahia 13 a 16 de julho de 2016