Retencao_e_armazenamento_de_agua_no_solo

Prévia do material em texto

1
Dhgdhdhgddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd
Dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd
dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd
dddddddddddddddddddddddddddddd
RETENÇÃO E ARMAZENAMENTO 
DE ÁGUA NO SOLO
RETENÇÃO E ARMAZENAMENTO 
DE ÁGUA NO SOLO
PROF. ELOY ANTONIO PAULETTO
PROFa. CLAUDIA LIANE RODRIGUES DE LIMA
PROF. ELOY ANTONIO PAULETTO
PROFa. CLAUDIA LIANE RODRIGUES DE LIMA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL
DEPARTAMENTO DE SOLOS
DISCIPLINA DE FÍSICA DO SOLO
INTRODUÇÃO
SOLO: Natural, Sólido e Poroso
POROS: a) solução aquosa ⇒ Água ou Solução do solo
b) solução gasosa ⇒ Ar do Solo
SOLO SATURADO: Espaço poroso cheio de água
DRENAGEM: sai água � entra ar � solo não saturado
Espaço Poroso � parcialmente cheio com água
� parcialmente cheio com ar
Formação de Interfaces AR - ÁGUA
2
Figura 1: Retenção de água por agregados após a drenagem.
Gravidade X Retenção de água pelo solo
4. RETENÇÃO DE ÁGUA PELO SOLO
RESULTAM NOS POROS: 
a) solução aquosa 
b) solução gasosa
DRENAGEM: 
a) saída de água 
b) entra ar nos poros
Ocorre a formação de interfaces 
AR - ÁGUA
4. RETENÇÃO DE ÁGUA PELO SOLO
1 ⇒ CAPILARIDADE � ocorre nos microporos
(diâmetro menor 0,05 mm) dos agregados quando o 
solo está mais úmido, próximo à capacidade de campo 
É ilustrado pela interface curva ar - água
2 ⇒ ADSORÇÃO � ocorre nos microporos quando o 
solo está mais seco
A água fica retida pela superfície dos colóides
OCORRE POR DOIS PROCESSOS:
3
4.1 CAPILARIDADE
1. Atração das moléculas
da água pela parede
do capilar
2. Forma menisco
côncavo
3. Pressão interna sob o
menisco é menor do
que a pressão interna
sob uma superfície plana
5. Água sobe no capilar
Figura 2: ascensão capilar.
4.1 CAPILARIDADE
Figura 3: ascensão capilar em tubos finos e a capilaridade no solo. 
4
4.2 ADSORÇÃO 
Três mecanismos são sugeridos:
Filmes de água presos na superfície dos sólidos:
• As cargas negativas das argilas geram um campo elétrico.
As moléculas de água se orientam dentro deste campo e 
são atraídas para a superfície dos minerais 
• A grande presença de cátions adsorvidos na superfície das 
argilas faz com que o lado (pólo) negativo das moléculas 
de água seja atraído pelos cátions 
• As forças de Van der Walls, de curto alcance e que 
decrescem rapidamente com a distância da superfície 
5
4.2 ADSORÇÃO 
Capacidade de atração da molécula de água nas argilas:
Argilas
Argilas 1:1 Argilas 2:1
Retenção de Água:
CAPILARIDADE
ADSORÇÃO
{ POTENCIALMATRICIAL ψψψψm� �
Resumindo . . . 
4. RETENÇÃO DE ÁGUA PELO SOLO
6
Volume de solo elementar:
Vt = Vs + Va + Var
Vt = x . y . z
5. ÁGUA ARMAZENADA PELO SOLO
θ = 
Volume de água m3 água
Volume total m3 solo
θ = _______
x . y . h
______________ = ________ 
θ =
__h
z
Logo h = θ . z
Lâmina de água = h =
m3 de água__________
m2
x . y . z
�
5. ÁGUA ARMAZENADA PELO SOLO
Se z(m) � h(m) 
Se z(cm) � h(cm)
7
Normalmente a umidade (θ) varia com a profundidade (z)
Gráfico de θθθθ em função de z � Perfil de umidade
z
θ
Água
armazenada
É necessário conhecer a ƒ(θz) para
calcular hL analiticamente
Porém, não se consegue uma
função analítica integrável de θ(z)
Logo, estimativas de hL só podem
ser obtidas através de regras de
integração numérica
5. ÁGUA ARMAZENADA PELO SOLO
Solução: Divisão do perfil de umidade em pequenos incrementos: ∆zi
ΣΣΣΣ(∆∆∆∆zi) = zn = L
ouh = ∫ θz . dz
z = 0
z = L
hL= (θ1 . ∆z1 + θ2 . ∆z2 +...+ θn . ∆zn)
hL= (θ1+ θ2 +...+ θn). ∆zn
Quando: ∆z1 = ∆z2 = ... = ∆zn
h = Σ (θi . ∆zi)
i =1
n
5. ÁGUA ARMAZENADA PELO SOLO
8
hL= (θ1 + θ2 + ... + θn) . ∆zn
hL = 
Simplificando a equação acima, multiplicando e dividindo o segundo membro 
por n:
(θ1+ θ2 + ... + θn)
= θ
_
∆zn . n =e L
θ
_
L.
_______________
n
5. ÁGUA ARMAZENADA PELO SOLO
Agora, a umidade (θ) varia na profundidade (z) e no tempo (t):
(θ) = ƒ (z, t) 
5.1 VARIAÇÃO DA ÁGUA ARMAZENADA
hi = θi . z hf = θf . z
∆h = (θf - θi) . z
∆h = hf - hi ou
� hihf 
Se ∆h for positivo: ganho
Se ∆h for negativo: perda
9
z
θ
Perfil de umidade e armazenagem para duas 
datas.
Veja a profundidade que esta
chuva alcançou ! Até 40 cm.
Perfil
antes da
chuva 
Perfil 
depois da 
chuva
∆h = hf - hi
∆h = +
Ganho de umidade 
na camada analisada!
5.1 VARIAÇÃO DA ÁGUA ARMAZENADA
RETENÇÃO E ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO 
SOLO
• EXERCÍCIOS