Irrigacao_por_sulcos_aula

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Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Instituto de Tecnologia 
Departamento de Engenharia
IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE
Prof. Marinaldo Ferreira Pinto
marinaldo@ufrrj.br
INTRODUÇÃO
s
u
p
e
rf
íc
ie
inundação
sulcos
faixas
Fonte: Retirado da Internet
Fonte: Retirado da Internet
Fonte: Retirado da Internet
http://curiosidadeseculturas.blogspot.com/2010/08/bali-mais-charmosa-ilha-indonesia.html
INTRODUÇÃO
• Baixo custo fixo
• Requer equipamentos simples
• Não sofre efeito de vento
• Baixo consumo de energia
• Requer sistematização do terreno
• O manejo das irrigações é mais complexo
56% da área irrigada no mundo
40 % da área irrigada nos EUA
33 % da área irrigada no Brasil
Eficiência de aplicação:
No Brasil varia de 40 a 70 %
Pernambuco e Bahia - eficiência de aplicação
média de 33 % (Dimensionamento e/ou manejo
inadequado)
INTRODUÇÃO
FASES DA IRRIGAÇÃO POR SULCO
Avanço
Começa no inicio da aplicação até o momento em 
a água atinge o fim do sulco
Reposição
Começa quando a fase de avanço termina até o 
momento em que a reposição a entrada de água 
no sulco é interrompida
IRRIGAÇÃO POR SULCOS
IRRIGAÇÃO POR SULCOS
Sulcos retilíneos
Culturas: Olerícolas, cereais, algodão, cana,
batatinha, pomares e uva (culturas em fileiras)
Topografia: áreas planas (declividade menor que
2%)
Solo: pode ser usado na maioria dos solos
IRRIGAÇÃO POR SULCOS
Forma do sulco
A forma mais comum é em V
INTRODUÇÃO
25 a 30 cm
15 a 20 cm
Infiltração
Equação representativa
Infiltração
Método da entrada e da saída de água:
entrada saída
WSC
E
L
L varia de 20 a 40 m
Infiltração
Método da entrada e da saída de água:
QE=vazão na entrada
QS=vazão na saída
L= comprimento do sulco
E= espaçamento entre os 
sulcos
Infiltração
Método da entrada e da saída de água:
QE=vazão na entrada
QS=vazão na saída
L= comprimento do sulco
E= espaçamento entre os 
sulcos
Exemplo: Baseado nos dados a seguir calcular
a taxa de infiltração
Tempo 
(min)
Entrada Saída
Qi (L/s) TI (mm/h)
H (cm) Qe (L/s) H (cm) Qs (L/s)
Sulco 1
5 8 3,4
10 8,1 5,1
15 8,2 6
20 8,4 6,8
25 8,4 7,2
30 8,4 7,3
35 8,4 7,3
Exemplo:
Dados:
L=100 m
E=1 m
Resposta
Tempo 
(min)
Entrada Saída
Qi (L/s) TI (mm/h)
H (cm) Qe (L/s) H (cm) Qs (L/s)
Sulco 1
5 8 1,082 3,4 0,123 0,959 34,518
10 8,1 1,117 5,1 0,345 0,772 27,786
15 8,2 1,152 6 0,521 0,631 22,714
20 8,4 1,225 6,8 0,716 0,509 18,312
25 8,4 1,225 7,2 0,828 0,397 14,284
30 8,4 1,225 7,3 0,857 0,367 13,222
35 8,4 1,225 7,3 0,857 0,367 13,222
Ajuste da Equação de infiltração
Infiltração
Infiltrômetro de sulco
entrada saída
WSC
1 m
E
• tipo de solo
• tratos culturais
• espaçamento adequado para a cultura
espaçamento entre linhas= 1m, 1 sulco / linha de
plantio
espaçamento entre linhas > 1m, 1 ou mais sulcos /
linha de plantio
espaçamento entre linhas < 1m, 1 sulcos / 2 linha de
plantio
Espaçamento entre sulcos
É Aconselhável que a declividade seja de 0,05 a
0,5 %, podendo chegar a 1%. A declividade pode
é um ponto chave para evitar erosão.
Declividade dos sulcos
Vazão máxima não erosiva
É a vazão a partir da qual começa a ocorrer erosão do
solo.
Ensaio de campo
Por meio da Equação de Gardner
amax S
C
Q =
Qmax = vazão máxima não erosiva, em L s
-1;
S = declividade dos sulcos, em %; e,
C e a= coeficientes empíricos que dependem do tipo de solo 
(tabelados).
Textura C a
Muito fina 0,892 0,937
Fina 0,988 0,550
Média 0,613 0,733
Grossa 0,644 0,704
Muito grossa 0,665 0,548
Valores dos coeficientes C e a, em função da 
textura do solo
Depende do tipo de solo, declividade, tamanho e
forma da área, vazão
Varia de 100 a 500 m
Determinação por meio da curva de avanço
Comprimento do sulco
Pode ser feito juntamente com o ensaio de
infiltração e vazão máxima não erosiva
Curva de avanço
entrada saída
WSC
5 a 10 m 
t1 tn
Curva de avanço
Ajusta-se a equação de avanço (modelo
potencial)
r
aTpL =
L = distância alcançada pela frente de avanço, em m;
Ta = tempo de avanço até a distância L, em min; e,
p e r = parâmetros de ajuste da equação.
Curva de avanço
Tempo de oportunidade (To)
o
a
o TTIETkIRN +=
IRN = lâmina a ser aplicada;
To = tempo de oportunidade de
infiltração;
TIE = taxa de infiltração estável;
k, a = parâmetros de ajuste da equação.
a
oTkIRN =ou
Critério de CRIDDLE:
Ta=1/4 To
Ta=tempo de avanço, min
To=tempo de oportunidade de infiltração, min
Tempo de avanço
Critério para determinar o comprimento do
sulco
oa TTTi +=
Tempo de irrigação
Ti=tempo de irrigação, min
To=tempo de oportunidade de infiltração, min
Ta=tempo de avanço, min
Sifão
Distribuição de água aos sulcos
Tubos janelados
Distribuição de água aos sulcos
Tubos
Distribuição de água aos sulcos
Vazão reduzida (Qr)
Vazão na fase de reposição menor que na fase de
avanço (vazão reduzida). Recomenda-se utilizar a
vazão máxima não erosiva para a fase de avanço
e metade da vazão na fase de avanço para a fase
de reposição.
Qr=Qa/2
Distribuição de água aos sulcos
Exercício:
Pretendendo-se irrigar uma área pelo sistema de irrigação
por sulcos de infiltração, foram levantados os seguintes
dados:
1) Solo:
-AFD= 47 mm 
-equação de infiltração da água no solo:
(To – min; I – mm)𝐼 = 6,47𝑇𝑜
0,45
-Curvas de avanço da água nos sulcos
Ensaio Vazão (L s-1) Curva de avanço Condição
1 0,75 L=6,46Ta0,59 Não erosiva
2 1,50 L=6,179Ta0,779 Não erosiva
3 2,25 L=7,27Ta0,816 Não erosiva
4 3,00 L=7,83Ta0,853 Não erosiva
5 3,75
_
Erosiva
2) Área a ser irrigada:
- dimensões: 200 x 600 m;
- declividades após sistematização: 0,5 % na direção da
menor dimensão do terreno e em nível na outra direção.
- sistema de distribuição= tubo janelado
3) Dados complementares:
- número de horas de trabalho por dia: 8;
- espaçamento entre sulcos: 1 m;
- ETpcmax= 5 mm/dia
Diante dos dados fornecidos, elabore o projeto de irrigação
para a área em questão.
Resolução
1) Turno de Rega e IRN
mmIRN 4559 ==
2) Determinação do tempo de oportunidade
dias
ETc
IRN
TR 9
5
47
===
Buscar o valor de To que proporcione I=IRN.
𝐼 = 6,47𝑇𝑜
0,45
𝑇𝑜 =
45
6,47
1
0,45
= 74,4 𝑚𝑖𝑛
3) Determinação do comprimento dos sulcos, tempo de
avanço e vazão
min6,184/4,74 ==aT Critério de Criddle
Para q4=3,0 L/s (vazão máxima não erosiva):
𝐿 = 7,83 18,6 0,853 = 94,8 𝑚
Como a largura da área é de 200 m, será adotado 
metade da distância, ou seja, L=100 m. Além disso, para 
as vazões menores o comprimento de sulcos adequados 
seria ainda menor dispensando os cálculos. 
3) Determinação do comprimento dos sulcos, tempo de
avanço e vazão
Recalculando Ta:
Para q4=3,0 L/s:
𝑇𝑎 =
100
7,83
1
0,853
= 19,8 𝑚𝑖𝑛
Resumindo:
L=100 m
Qa=3,0 L s-1
Ta=19,8 min
4) Determinação do tempo de irrigação
min2,948,194,74 =+=iT
5) Determinação do número de irrigações por dia
diaporirrigações
x
N i 5
2,94
608
==
6) Determinação do número de irrigações por turno
de rega
turnoporirrigaçõesN
diasxdiaporirrigN
t
t
45
9.5
=
=
Adotando período de irrigação de 9 dias 
7) Determinação da área a ser irrigada por cada irrigação
Área total = 200 x 600 m = 120.000 m2
irrigaçãopormAu 27,2666
45
000.120
==
26,7 m
100 m
8) Determinação do número de sulcos irrigados à
cada irrigação
9) Determinação da vazão necessária ao projeto
cos267,26
1
7,26
sul
m
m
ns ===
178260,3 −== sLxQp
tu
b
o
ja
n
el
ad
o
su
lc
o
s
10) Determinação da eficiência de aplicação do sistema
a) Sem redução de vazão e q=3,0 L s-1
265,0
602,943
110045
===
xx
xx
QaxTi
IRNxLxE
Ea
10) Determinação da eficiência de aplicação do sistema
b) Com redução de vazão (Qa=3,0 L s-1 e Qr=1,5 L s-1 )
( )
438,0
604,745,12,193
110045
=
+
=
+
=
xx
xx
QrxToQaxTa
IRNxLxE
Ea
Exercício complementar
Um sistema de irrigação por sulcos está sendo dimensionado, utilizando o critério de Criddle,
em uma área cujo solo apresenta a seguinte equação de infiltração:o
05234,0
o T.000234,0T.01242,0I += , para "I" em m3.m-1.m-1 e "T" em min.
Foram realizados testes em campo com diferentes vazões, sendo obtidas as
respectivas equações de avanço (L em “m” e T em “min”):
q1 = 0,80 L.s
-1
→ L1 = 18,0.Ta1
0,58
q2 = 1,45 L.s
-1
→ L2 = 20,5.Ta2
0,62
q3 = 2,15 L.s
-1
→ L3 = 22,0.Ta3
0,64
Na direção dos sulcos, a área apresenta comprimento de 300 m e considerando
espaçamento entre sulcos de 1,0 m e lâmina líquida de irrigação de 45 mm.
a) o comprimento de sulco mais adequado; e
b) eficiência de aplicação do sistema, com e sem redução de vazão.
OBS: To=124 min