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Engenheiro Dr. Marco Antonio Jacomazzi Outubro de 2016 ADASA Agência Reguladora de Águas, Energia e Saneamento Básico do Distrito Federal Curso e Atualização em: APLICAÇÃO DOS CONCEITOS DE SOLOS E IRRIGAÇÃO PARA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS Tema 1: Sistema Edafoclimático e demanda de água pelas culturas. Assunto: Evapotranspiração e Demanda hídrica para irrigação CONSIDERAÇÕES GERAIS: Sistema edafoclimático 3 Principais sistemas para “escoamento” da água e energia: Sistema Planta: “Que consome água”, mas não armazena Sistema solo → Reservatório “finito” de água Sistema atmosfera → Reservatório variável de vapor d’água Balanço hídrico no Sistema Edafoclimático • A evapotranspiração representa as perdas de água das superficies naturais para a atmosfera; • Por superficies naturais entende-se: (i) solo agrícola; (ii) superfície vegetal; (iii) reservatórios e lagos; • As perdas de água pelo sistema Planta-Solo podem ser monitoradas e controladas para previsão das lâminas de irrigação. Entradas de água Saídas de água no sistema RADIAÇÃO SOLAR (ENERGIA) Balanço de Radiação na Superfície Ra = 26,26 a 41.08)MJ/dia.m2 (Brasília) Rs <<Ra (MJ/dia.m2) Atmosfera Ra Rs r*RS QC QD BOC BOL RSUP RATM Ra – Rad. Solar Topo Atmosfera; Rs – Rad. Solar incidente na sup.; r*Rs – Rad. Incidente refletida; RATM – Fluxo energia emitida pela atm; RSUP – Fluxo energia emitida pela sup.; outrosGHERn * RADIAÇÃO SOLAR (ENERGIA) Balanço de Radiação na Superfície Radiação líquida Calor latente Carlor Sensível Evapotranspiração Aquecimento atmosfera Movimento terrestre Variação da Radiação Ra ao longo do ano Fonte: Apresentação da aula “Energia Solar”, disciplina 0306 Meteorologia Agrícola, ministrada pelo prof. Dr.Felipe Gustavo Pilau, Departamento de Engenharia de Biossistemas ESALQ/USP Visualizado em outubro/2016 de http://www.leb.esalq.usp.br/aulas/leb306_fabio_e_felipe/ FOTOPERÍODO (N) Número máximo de horas de Brilho FOTOPERÍODO (horas/dia) em Função da Época e da Latitude 8 9 10 11 12 13 14 15 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez N ú m e ro d e H o ra s d e B ri lh o ( h o ra s/ d ia ) Lat.0 Lat.20 Lat.40 Atmosfera terrestre “Sistema Climático” • Grande reservatório de água na forma de VAPOR, que influência o balanço de energia na superfície • Onde atua os fenômenos meteorológicos Atmosfera terrestre como um Sistema termodinâmico SOL V1; T1; Tensão de vapor; UR Volume 2 > Volume 1; T2<T1; Tensão de vapor menor; Umidade relative menor Aquecimento A atmosfera vai se tornando mais ávida por água Variação ao longo do ano da Radiação solar para a região de Brasília - DF 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Fo to p er ío d o ( h o ra s R ad ia çã o n o t o p o d a at m o sf er a (R a, M J/ d ia .m 2 ) Radiação Topo Atmosfera Fotoperíodo Variação ao longo do ano de variáveis climáticas normais 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 50 100 150 200 250 300 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez E v a p o tr a n s p ir a ç ã o ( m m ) C h u v a m e n s a l (m m ) Balanço Hídrico Normal Mensal Precipitação ETP Fonte: Adaptado do BHBrasil, Balanços hídricos climatológicos de 500 localidades brasileiras http://www.leb.esalq.usp.br/nurma.html Conceito físico da evaporação I. Mudança de fase do estado líquido ao gasoso devido aumento da energia interna, proveniente da radiação eletromagnética Solar; II. “Renovação” da quantidade de vapor de água, por meio de difusão turbulenta H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2OH2O H2O H2O Vento H2O Tensão Superficial Camada Atmosférica Rs Conceito físico da evaporação Comparação com as “roupas no varal” Por que as roupuas secam mais rápido no varal no quintal, do que dentro no apartamento? Processo fisiológico da Transpiração I. Processo biofísico, da fisiologia das plantas, no qual a água é “transferida” do solo à atmosfera por meio de fluxo de massa regidos pelas diferenças de potenciais totais decrescentes; Fonte: Aulas LEB 360 Meteorologia Agrícola Prof. Sentelhas Evapotranspiração (ET)=T+Ev Fonte: Aulas LEB 360 Meteorologia Agrícola Prof. Sentelhas Utilização das estimativas da evapotranspiração Projeto de Grandes reservatórios e determinação das perdas nas superficies líquidas; Balanço Hídrico Hidrológico e restituição das séries de vazão; Irrigação; Zoneamento climatológico; Climatologia Física. Definições da Evapotranspiração ET=Ev+T Evapotranspiração Potencial ou de Referência (ET0) Taxa de emissão de vapor de água para a atmosfera por um superfície vegetada padronizada, em ótimas condições de umidade. Superfície vegetada padronizada: grama batatais, em crescimento ativo, cobrindo plenamente a superfície (IAF = 2,88 m2/m2, e altura de dosse h = 12 cm), sem deficit hídrico e deficits nutricionais e fitotécnicos. Evapotranspiração Máxima ou da cultura (ETc), em condições padrões Evapotranspiração para superfície vegetada qualquer, em ótimas condições de umidade. Evapotranspiração Real cultura (ETr). Evapotranspiração para superfície vegetada qualquer, em condições reais de umidade. Definições da Evapotranspiração ET=Ev+T Evapotranspiração Potencial ou de Referência (ET0) 𝐸𝑇0 → 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑎 𝐸𝑇 Evapotranspiração Máxima ou da cultura (ETc), em condições padrões 𝐸𝑇𝑐 = 𝑘𝑐 ∗ 𝐸𝑇0 Evapotranspiração Real cultura (ETr). 𝐸𝑇𝑟 = 𝑘𝑐 ∗ 𝑘𝑠 ∗ 𝐸𝑇0 Coeficiente de cultura: Coeficiente de depleção da água do solo: MODELOS DE ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO: Métodos de estimativa da ET0 Categoria Método de estimativa 1. Empíricos Método do tanque Classe A Método de Thornthwaite Método de Camargo Método de Makkink Método da Radiação – método FAO 2 da radiação Método de Linacre Método de Jesen-Haise Método de Hargreaves–Samani Método de Blaney–Criddle 2. Aerodinâmicos 3. Balanço de Energia Método da Razão de Bowen Método de Priestley–Taylor 4. Combinados Método de Penman Método de Penman–Monteith 5. Correlação dos Turbilhões Variáveis meteorológicas e os métodos de estimativa da ET0 Métodos de estimativa Temperatura Umidade Veloc. Radiação Solar Insola ção T (°C) Relativa (%) Vento MJ/m2.dia) (n) Tmax Tmin Tmed UR.m UR.min U2(m/s) Rn Ra horas Penman-Monteith FAO56 (1) X X X X X X Priestley–Taylor (1) X X X X X Hargreaves e Samani X X X Blaney – Criddle (2) X X X Thornthwaite X Rn e Ra – radiação líquida e no topo da atmosfera, respctivamente; (1) A radiação líquida (Rn) pode ser estimada à partir das variáveis temperaturas máximas e mínimas (Tmax, Tmin) e pela insolação (2) O modelo de Blaney-Criddle necessita das estimativas medias anuais para as variáveis umidade relativa minima (UR.min), velocidade do vento e relação da insolação pelo fotoperíodo (n/N), somente na definição dos parâmetros regionais “a” e “b” Dados Meteorológicos Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Anemômetro (Velocidade do vento) Abrigo Meteorológico Evaporímetro Tanque Classe A Pluviômetros (medição chuva) Abrigo Meteorológico Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Termohigrófago Psicrômetro Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Pluviômetros: Altura de chuva mm/dia Medição da chuva: Pluviógrafos: intensidade de chuva (mm/hora) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Actinógrafo: Medição da radiação solar global (MJ/m2) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Actinógrafo Heliógrafo(№ horas de brilho dia, Insolação) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Termohigrógrafo (Temperatura e umidade relative ao longo do dia) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Termohigrógrafo digital (Temperatura e umidade relative ao longo do dia) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Psicrômetro (Temperaturas máximas e mínimas diárias) Termômetro de mínima Termômetro de máxima Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Anemômetro Velocidade do vento (km/dia ou m/s) H=2 metros (agroclimatológica, Modelos de ET0 de Penman e PM) H = 10 metros (estações meteorológicas) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) Estação Meteorológica Convencional (imagens retiradas da internet) MODELOS DE ESTIMATIVA DE ET0 POR EVAPORÍMETROS: “Evaporímetros” por Atmômetros Evaporímetro de Piche Detalhe: “Evaporímetros” tanques de evaporação TCA – Tanque Classe A Tanque cilíndrico construído com chapa de ferro galvanizado #22, com 1,21 metros de diâmetro e 0,255 m de profundidade. Pintado internamente e externamente com tinta aluminizada; Apoiado sobre estrado de madeira de 0,15 metros da superfície do solo, na cor branca; Área no entorno gramada; GGI 3.000 – União Soviética Tanque cilíndrico com fundo cônico, com 0,618 metros de diâmetro e 0,685 m de profundidade no centro. Tanque deve ser enterrado no solo com borda livre de 7,5 cm; Tanque 20m2 Tanque cilíndrico com fundo plano, com 5 metros de diâmetro e 2,0 m, resultando em superfície de evaporação de 20m2. Tanque deve ser enterrado no solo com borda livre de 7,5 cm; Medidas de evaporação são as mais próximas das condições de superfícies livres dos reservatórios; “Evaporímetros” tanques de evaporação Tanque 20m2 “Evaporímetros” tanques de evaporação 3000EGGI*95,0ECA*76,0E20 Oliveira, 1971 para as condições de Piracicaba 3000EGGI*85,0ECA*75,0E20 Volpe & Oliveira, 2003 para as condições de Jaboticabal “Evaporímetros” tanques de evaporação Tanques de evaporação: Tanque Classe A - TCA ECA*kpEV Coeficiente do Tanque Valores do Coeficiente de Tanque para Evaporação: Estudos iniciais por Sleight (1917) Seguidos pelos trabalhos de Gangopadhayaya (1966) e etc… Oliveira 1971, em Piracicaba Valores de kp no TCA: de 0,67 a 0,87 -> kpMED=0,76 Valores Recomendados entre 0,7 a 0,8 Tanques de evaporação: Tanque Classe A Determinação da evapotranspiração (ET) ECA (mm/d) UR % Bordadura (R,metros) Vento U2 (m/s) Kt=f(UR,R,U2) ET0 = kt*ECA ETc = kc*kt*ECA Dados Climáticos kc Tanques de evaporação: Tanque Classe A Medição da evapo(transpi)ração (ET) Tanques de evaporação: Tanque Classe A Coeficientes de Tanque (Kt) Valores do coeficiente do tanque Classe A (Kt), em função dos dado meteorológicos da região e do meio em que está instalado, segundo Doorenbos e Pruit (1994) Exposição A Exposição B TCA circundado por grama TCA circundado por solo nu Velocidade Posição UR % (média) UR % (média) Vento TCA (R,m) Baixa Média Alta Baixa Média Alta U2 bordadura UR<40% 40%≤UR≤70% UR>70% UR<40% 40%≤UR≤70% UR>70% Vento Leve 1 0.55 0.65 0.75 0.70 0.80 0.85 < 175 km/d 10 0.65 0.75 0.85 0.60 0.70 0.80 < 2 m/s 100 0.70 0.80 0.85 0.55 0.65 0.75 1000 0.75 0.85 0.85 0.50 0.60 0.70 Moderado 1 0.50 0.60 0.65 0.65 0.75 0.80 175 - 425 km/d 10 0.60 0.70 0.75 0.55 0.65 0.70 2 - 5 m/s 100 0.65 0.75 0.80 0.50 0.60 0.65 1000 0.70 0.80 0.80 0.45 0.55 0.60 Forte 1 0.45 0.50 0.60 0.60 0.65 0.70 425 - 700 km/d 10 0.55 0.60 0.65 0.50 0.55 0.75 5 - 8 m/s 100 0.60 0.65 0.75 0.45 0.50 0.60 1000 0.65 0.70 0.75 0.40 0.45 0.55 Muito 1 0.40 0.45 0.50 0.50 0.60 0.65 Forte 10 0.45 0.55 0.60 0.45 0.50 0.55 > 700 km/d 100 0.50 0.60 0.65 0.40 0.45 0.50 > 8 m/s 1000 0.55 0.60 0.65 0.35 0.40 0.45 FAO - Food and Agricultural Organization. R ou bordadura (em metros) é a menor distância do centro do tanque ao limite da bordadura Modificado de: Bernado et. Al (2006), Manual de Irrigação - Ed. UFV Tanques de evaporação: Tanque Classe A Coeficientes de Tanque (Kt) 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1 10 100 1000 kt Extensão da bordadura (R,metros) Valores do coeficinete do Tanque Classe A, em função da bordadura (R) UR<40% 40%≤UR≤70% UR>70% Tanques de evaporação: Tanque Classe A Coeficientes de Tanque (Kt) Alternativa para estimative do coeficiente de Tanque (kt), à partir do ajuste de regressão descrito em Allem (1998), citado em Sentelhas (2007) Condição da Bordadura vegetada por grama: 𝑘𝑡 = 0.108 − .00286 ∗ 𝑈2 + .0422 ∗ 𝐿𝑛 𝑅 + 0.1434 ∗ 𝐿𝑛 𝑈𝑅 − 0.00063 ∗ 𝐿𝑛 𝑅 2 ∗ 𝐿𝑛 𝑈𝑅 Em que: R – bordadura do tanque com cobertura padrão (metros); U2 – velocidade do vento a 2 metros de altura (m/s); e UR – umidade relative media diária (%) Na ausência de informações meterológica, exceto o ECA, conforme estudos de Sentelhas et al. (1999), citado em Sentelhas (2007), pode-se empregar um valor constante para kt de 0.72 Exemplo.1 Determinação da evapotranspiração pelo método Tanque Classe A Dados: Barreira, 16/02/2003, considerando ECA = 6mm/d; U2=2,2 m/s; UR=55%; considerando bordadura por grama e extensão R = 10 metros A) 𝑘𝑡 = 0.108 − .00286 ∗ 2.2 + .0422 ∗ 𝐿𝑛 10 + 0.1434 ∗ 𝐿𝑛 55 − 0.00063 ∗ 𝐿𝑛 10 2 ∗ 𝐿𝑛 55 → 𝑘𝑡 = 0.7035 → 𝑇𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎(𝑘𝑡) → 𝑘𝑡 = 0.7 B) 𝐸𝑇0 = 0.7 ∗ 6 → 4.22 𝑚𝑚 𝑑 C) Oprocesso de medição de evaporação pelo TCA é fácil e direto, porém o uso desse instrument o vem diminuendo. Por quê? 1 - Justificativa técnica e 1 justificativa operacional. Thornthwaite (1948), Método empírico i. Equações foram ajustadas à partir do balanço hídrico de bacias em lisímetros de pesagem, correlacionando as medidas da ET0 estimada apenas pela variável independente Temperatura Média do Ar (Ta); ii. A ET0 estimada é média mensal, considerando: (i) mês com 30 dias; (ii) fotoperíodo de 12 horas/dia; (iii) superfície padrão de gramados; iii. Desenvolvida para condições de Clima Úmido, logo, tende a sub estimar para regiões de clima seco; iv. Um dos modelos de estimativa de ET0 mais empregados no mundo. Equacionamento THORNTHWAITE (1948) 2 0 0 *43,0*24,3285,415 30 * 12 **10*16 TmTmET NDMNHD I TmET ac cr 1 - 2 - Tm – Temperatura média mensal (˚C); NHD – Número de horas do dia (horas); NDM – Número de dias no mês; Icr – Índice de Calor Regional – Estimado pela Equação (03) – é um coeficiente “padrão” da região; ac – coeficiente de ajuste estimado pelo índice Icr; SE 0<Tm<26,5°C SE Tm>26,5°C THORNTHWAITE (1948), Ajuste dos Parâmetros Regionais 514,1 n 1 cr n Ti*2,0*12I 3 – Índice Regional de Calor 4 – Coeficiente Regional ac: 3 cr 72 cr 5 cr 2 I*10*75,6I*10*71,7I*10*7912,149239,0ac FOTOPERÍODO (N), Número máximo de horas de Brilho Latitude S (Graus) Mês 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 Jan 12,00 12,26 12,53 12,80 13,09 13,40 13,74 14,12 14,56 15,07 15,71 17,69 Fev 12,00 12,16 12,32 12,49 12,67 12,86 13,06 13,29 13,55 13,85 14,22 15,27 Mar 12,00 12,04 12,07 12,11 12,15 12,19 12,24 12,29 12,34 12,41 12,49 12,71 Abr 12,00 11,89 11,78 11,67 11,55 11,42 11,29 11,13 10,96 10,76 10,52 9,83 Mai 12,00 11,77 11,55 11,31 11,06 10,79 10,50 10,18 9,81 9,37 8,84 7,23 Jun 12,00 11,71 11,42 11,12 10,80 10,46 10,08 9,66 9,18 8,60 7,89 5,57 Jul 12,00 11,74 11,47 11,19 10,89 10,58 10,24 9,85 9,41 8,89 8,24 6,22 Ago 12,00 11,83 11,66 11,49 11,31 11,11 10,90 10,66 10,39 10,08 9,70 8,59 Set 12,00 11,97 11,94 11,91 11,88 11,85 11,81 11,77 11,72 11,67 11,61 11,43 Out 12,00 12,11 12,22 12,34 12,46 12,59 12,73 12,88 13,06 13,27 13,51 14,21 Nov 12,00 12,23 12,46 12,71 12,96 13,23 13,53 13,86 14,24 14,69 15,23 16,88 Dez 12,00 12,29 12,58 12,88 13,20 13,55 13,92 14,34 14,83 15,40 16,12 18,44 FOTOPERÍODO (horas/dia) em Função da Época do Ano e da Latitude 15˚ Dia do Mês THORNTHWAITE(1948) Adaptado por Camargo et al. (1999) MINMAX TT*3*36,0TEF 5 – Temperatura Efetiva (TEF): i. Adequação do modelo original para demais condições climáticas; ii. Substitui a temperatura média mensal (Tm) pela variável Temperatura Efetiva (TEF), estimatimada pela (Equação 05), que contabiliza a amplitude térmica média; ORGANOGRAMA GERAL PARA ESTIMATIVA DA ET0 PELO MÉTODO DE THORNTHWAITE • Série histórica de tempertura (Tm, TMAX, Tmin); • Latitude local • Estimativa do Índice Regional de Calor – Icr • Estimativa do coeficiente • Calcular a ET0 por: 2 0 0 *43,0*24,3285,415 30 * 12 **10*16 TmTmET NDMNHD I TmET ac cr Exemplo.2: Estimativa da evapotranspiração pelo método de Thornthwaite Determinar ET0 para região de Brasília, em 15/01/03, considerando superfície gramada a. Brasília -> Latitude:ф = 15,78⁰ b. Superfície -> Gramado: r=0,23 c. Data -> 15/01/2003: N=12,92horas d. Demais Dados Estação: Tmax=30,9⁰C; Tmin=18,95⁰C Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez TMED (˚C) 21.6 21.8 22 21.4 20.2 19.1 19.1 21.2 22.5 22.1 21.7 21.5 N (horas) 12.92 12.69 12.33 11.86 11.44 11.13 11.07 11.29 11.69 12.14 12.58 12.87 1 – Coeficientes regionais: Ir = 1 12 0.2 ∗ 21.6 1.514 +⋯+ 0.2 ∗ 21.5 1.514 = 106,89𝑚𝑚 a𝑐 = 0,49239 + 1,7912. 10−2 ∗ 106.9 − 7,71. 10−5 ∗ 106.92 + 6,75. 10−7 ∗ 106.93 = 𝑎𝑐 = 2.35 2 – Evapotranspiração mensal: 𝐸𝑇𝑝𝑑 = 16 ∗ 10 ∗ 24,925 106.89 2.359 → 117.87𝑚𝑚 30𝑑∗12 ℎ 𝑑 3 – Correção para fotoperíodo e número de dias do mês: 𝐸𝑇 = 117.87 ∗ 31 30 ∗ 12.92 12 = 131.14𝑚𝑚 = 4,23𝑚𝑚/𝑑𝑖𝑎 4 – Considerando Temperatura efetiva 𝑇𝑒𝑓 = 0.36 ∗ 3 ∗ 30.9 − 18.95 = 26,55℃ 𝐸𝑇 = 16 ∗ 10 ∗ 26.55 106.89 2.359 ∗ 31 30 ∗ 12.92 12 → 152.25𝑚𝑚 → 4.91 𝑚𝑚 𝑑𝑖𝑎 Exemplo.2: Estimativa da evapotranspiração pelo método de Thornthwaite Método de Blaney-Criddle A evapotranspiração estimada pela (Equação 03) é o modelo de Blaney-Criddle. Esse modelo empírico foi desenvolvido na década de 50, para regiões áridas e semi-áridas dos EUA, sendo inicialmente proposto para estimativas mensais. Para a utilização desse modelo é necessário apenas a medição das temperaturas médias, sendo utilizado neste caso as máximas (Tmax,°C) e mínimas (Tmin,°C). O fator p (empírico), denominado por a porcentagem efetiva do total de fotoperíodo médio mensal, estimado em função da latitude e do mês . Doorenbos e Pruitt (1984) pelo boletim FAO-24 propôs um fator de correção do método, possibilitando utilização para outras condições climáticas. O fator de correção é estimado a partir das variáveis: umidade, velocidade do vento e insolação (Smith et al., 1996). A equação 4 é o método de Blaney-Criddle modificado e apresentado no boletim FAO-24. 𝐸𝑇𝑃 − 𝐵𝐶 = 𝑎 + 𝑏 ∗ 𝑝. 0.457 ∗ 𝑇𝑚𝑎𝑥 + 𝑇𝑚𝑖𝑛 2 + 8,15 Método de Blaney-Criddle Tabela com os valores dos coeficientes a e b 𝐸𝑇𝑃 − 𝐵𝐶 = 𝑎 + 𝑏 𝑝. 0.46 ∗ 𝑇𝑚𝑎𝑥 + 𝑇𝑚𝑖𝑛 2 + 8,15 Método de Blaney-Criddle: Tabela com os valores do percentual das horas de luz (p) Valores da percentagem mensal das horas de luz (p), para latitues sul, para o modelo Blaney-Cridlle Latitude Sul Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 0° 8.50 7.65 8.45 8.23 8.50 8.22 8.49 8.51 8.22 8.48 8.12 8.49 2° 8.57 7.70 8.49 8.20 8.43 8.16 8.42 8.45 8.21 8.51 8.29 8.57 4° 8.63 7.74 8.50 8.17 8.38 8.06 8.35 8.40 8.20 8.55 8.35 8.66 6° 8.69 7.79 8.51 8.13 8.32 7.98 8.27 8.37 8.20 8.58 8.42 8.74 8° 8.77 7.83 8.52 8.09 8.27 7.89 8.20 8.33 8.19 9.60 8.49 8.82 10° 8.82 7.88 8.53 8.06 8.20 7.82 8.14 8.23 8.18 8.63 8.56 8.90 12° 8.90 7.92 8.54 8.02 8.14 7.75 8.06 8.22 8.17 8.67 8.63 8.98 14° 9.98 7.89 8.55 7.99 8.06 7.68 7.96 8.18 8.16 8.69 8.70 9.07 16° 9.08 8.00 8.56 7.97 7.99 7.61 7.89 8.12 8.15 8.71 8.76 9.16 18° 9.17 8.04 8.57 7.94 7.95 7.52 7.79 8.08 8.13 8.75 8.83 9.23 20° 9.26 8.08 8.58 7.89 7.88 7.43 7.71 8.02 8.12 8.79 8.91 9.33 22° 9.35 8.12 8.59 7.86 7.75 7.33 7.62 7.95 8.11 8.83 8.97 9.42 24° 9.44 8.17 8.60 7.83 7.64 7.24 7.54 7.90 8.10 8.87 9.04 9.53 26° 9.55 8.22 8.63 7.81 7.56 7.14 7.46 7.84 8.10 8.91 9.15 9.66 28° 9.65 8.27 8.63 7.78 7.49 7.04 7.38 7.78 8.08 8.95 9.20 9.76 30° 9.75 8.32 8.64 7.73 7.44 6.93 7.28 7.70 8.07 8.99 9.26 9.88 32° 9.85 8.37 8.66 7.70 7.36 6.82 7.18 7.62 8.06 9.03 9.35 10.00 34° 9.96 8.43 8.67 7.65 7.25 6.70 7.08 7.55 8.05 9.07 9.44 10.14 36° 10.07 8.50 8.68 7.62 7.14 6.58 6.98 7.48 8.04 9.12 9.53 10.26 38° 10.18 8.56 8.68 7.58 7.06 6.46 6.87 7.41 8.03 9.15 9.62 10.39 40° 10.32 8.62 8.71 7.54 6.93 6.33 6.75 7.33 8.02 9.20 9.71 10.54 Método de Hargreaves & Samani 59 A evapotranspiração estimada pela (Equação 02) é o modelo de Hargreaves e Samani. Esse modelo empírico foi desenvolvido na década de 70, para regiões áridas e semi-áridas dos EUA. Para a utilização desse modelo é necessário apenas a medição das temperaturas máximas (Tmax,°C) e mínimas (Tmin,°C). Faz-se necessário estimar a radiação no topo da atmosfera (Ra, MJ/m2.dia), sendo esta variável constante . A temperatura média (Tmed) pela média entre a Tmax e Tmin. É uma alternativa para estimativas de ETP para condições com poucos dados meteorológicos, sendo recomendado para uso desde que haja calibração com medições locais. Por ser desenvolvido para regiões áridas (secas), tende a superestimar a ETP. O boletim FAO – 56, recomenda que após as estimativas pelo método original (Equação 2), os resultados sejam comparados ao valor de referência, que poderia ser (i) medidas de lisímetros, ou (ii) as estimativas pelo método de Penman-Monteith. 𝐸𝑇𝑃 − 𝐻𝑆 = 0,0023. 𝑇𝑚𝑎𝑥 + 𝑇𝑚𝑖𝑛 2 + 17,8 . 𝑇𝑚𝑎𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛. 𝑅𝑎 2,45 𝑀𝐽 𝑚𝑚 Radiação Solar no Topo da Atmosfera (Ra) Latitude S (Graus) Mês 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 Jan 36,12 37,94 39,51 40,83 41,88 42,66 43,18 43,44 43,45 43,22 42,80 41,62 Fev 37,40 38,49 39,31 39,84 40,10 40,06 39,75 39,15 38,29 37,18 35,83 32,55 Mar 37,89 38,03 37,87 37,43 36,71 35,70 34,43 32,89 31,11 29,09 26,85 21,79 Abr 36,82 35,87 34,65 33,18 31,46 29,51 27,35 24,99 22,45 19,76 16,94 11,04 Mai 34,81 33,09 31,14 28,99 26,65 24,14 21,50 18,73 15,88 12,99 10,08 4,50 Jun 33,43 31,36 29,09 26,66 24,07 21,36 18,55 15,67 12,77 9,88 7,07 2,05 Jul 33,82 31,88 29,73 27,40 24,91 22,28 19,53 16,70 13,82 10,93 8,09 2,85 Ago 35,60 34,26 32,68 30,86 28,83 26,60 24,19 21,62 18,92 16,11 13,23 7,42 Set 37,22 36,86 36,22 35,30 34,12 32,68 30,98 29,06 26,91 24,56 22,03 16,48 Out 37,38 38,09 38,51 38,65 38,51 38,08 37,37 36,38 35,14 33,65 31,92 27,85 Nov 36,36 37,95 39,29 40,36 41,17 41,69 41,95 41,94 41,67 41,16 40,44 38,56 Dez 35,61 37,60 39,36 40,87 42,12 43,12 43,85 44,34 44,58 44,60 44,45 43,92 Radiação no Topo da Atmosfera (Extratosfera) (MJ/m2.dia) em Função da Época do Ano e da Latitude 15˚ Dia do Mês Exemplo.3 aplicando método de Hargreaves para dados do Exemplo.2 a. Brasília -> Latitude:ф = 12,78⁰ b. Demais Dados Estação: Tmax=30,9⁰C; Tmin=18,95⁰C A) Calculo da radiação no topo da atmosfera: B) Calculo da Evapotranspiração: 20 − 15 ° → 41.88 − 40.83 𝑀𝐽 𝑚2. 𝑑 15.78 − 15 ° → 𝑋 → 𝑋 = 0.78 ∗ 1.05 5 → 0.164 𝑀𝐽 𝑚2. 𝑑𝑖𝑎 𝑅𝑎 = 𝑅𝑎 𝜑 = 15° + 0.164 → 40.99 𝑀𝐽 𝑚2. 𝑑𝑖𝑎 𝐸𝑡 = 0.0023 ∗ 30.9 + 18.95 2 + 17.8 ∗ 30.9 − 18.95 ∗ 40.99 2.45 → 5.68 𝑚𝑚 𝑑𝑖𝑎 BALANÇO DE RADIAÇÃO i. Contabiliza as interações da energia com a superfície e a atmosfera – “BALANÇO VERTICAL DE ENERGIA”; ii. Energia incidente na Superfície (Rs) é a radiação Solar, representanda pelo Balanço de Energia de Ondas Curtas (BOC); iii. Energia Emitida pela Atmosfera representada pelo Balanço de Energia de Ondas Longas (BOL); 4T**EL Lei de Stefan Boltzmann: “….Todo corpo que aumenta a temperatura interna, emite radiação eletromagnética proporcional à quarta potência da temperatura total…” BALANÇO DE RADIAÇÃO Parcelamento da Radiação Efetiva FPGHE*Rn Calor Sensível Aumento Temperatura Fotossíntese Calor Latente: Evapotranspiração Λ = 2,45 MJ/L NETRADIATION – “RADIAÇÃO LÍQUIDA OU EFETIVA” BALANÇO DE RADIAÇÃO Parcelamento da Radiação Efetiva FPGHE*Rn RnHRnE BOLBOCE BALANÇO DE RADIAÇÃO r N n baRaBOC 1*** BOLBOCE Modelo de Angström - Prescott Razão de Insolação a , b – coeficientes regionais; r – albedo ou “reflexão”; N – Número máximo de horas de luz ou Fotoperíodo; n – insolação ou número de horas de brilho ou céu limpo; Ea s GRn s s E i. “Somam” os efeitos do balanço de energia com o poder evaporante do ar – transporte de massa “de ar”; ii. Baseado em “princípios físicos corretos”; Termo Energético Termo “aerodinâmico” (1) (2) PENMAN (1948): Modelos Combinados 23,237T es*4098 T e s C kPaP*0016286,0 asa2 ee*UfEa Ea s GRn s s E “Função Empírica” Constante Psicrométrica PENMAN (1948): Modelos Combinados PENMAN-MONTEITH: Conceito das Resistência a Transferência O fluxo de água para as camadas superiores da atmosfera deve vencer a resistência superficial (plantas) e aerodinâmica (camada mais baixa de ar). Allen (1998) PENMAN-MONTEITH: Parametrização proposta por Allen et al. (1998), FAO 56 2 a2 0 U*34,01s ees*U* 273Tm 900 GRn*s*408,0 ET ra rc1s ra e *cp**86400GRn*s0 ET0 Modelo Geral para Qualquer tipo de Cobertura: Parametrização da FAO – Allen (1998): •Cobertura: Gramado; •Altura padronizada hc = 12 cm •Relaçao: rc/ra=0,33U2 e ra=208/U2 Exemplo.5: PENMAN-MONTEITH Determinar ET0 para região de Uberlândia, em 16/06/2002, considerando superfície gramada a. Radiação Efetiva ->Rn=8,5MJ/m2.dia b. Calor Sensível no Solo-> G=0,8MJ/m2.dia c. Temperaturas ->TMAX=30 ⁰C e TMIN=18 ⁰C a. Tmed=(30+18)/2=24 d. Vento ->U2=1,8m/s e. Umidade Relativa ->URMAX=100% e URMIN=40% 1 – Pressão de Saturação media 𝑒𝑠. 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 0,61 ∗ 𝐸𝑋𝑃 17,27 ∗ 30 237,3 + 30 = 4,23𝑘𝑃𝑎 𝑒𝑠. Tmin = 0,61 ∗ 𝐸𝑋𝑃 17,27 ∗ 18 237,3 + 18 = 2,056𝑘𝑃𝑎 𝑒𝑠 = 𝑒𝑠.𝑇𝑚𝑎𝑥+𝑒𝑠.𝑇𝑚𝑖𝑛 2 = 4.23+2.056 2 = 3.15𝑘𝑃𝑎 2 – Tensão atual de vapor: 𝑒𝑎 = 1 + 0.4 2 ∗ 3.15 = 2,203𝑘𝑃𝑎 ∆𝑒 = 3.15 − 2.203 = 0,95𝑘𝑃𝑎 3 – Declividade da tensão de saturação pela temperature: 𝑠 = 4098 ∗ 3.15 24 + 237.3 2 = 0.1891𝑘𝑃𝑎/°𝐶 4 – 𝐸𝑇0 = 0,408∗0.1891∗ 8.5−0.8 +0.063∗ 900 24+273 ∗1.8∗0.95 0.1891+0.063∗ 1+0.34∗1.8 = 3.16 𝑚𝑚 𝑑𝑖𝑎 Exemplo.5: PENMAN-MONTEITH FATORES QUE AFETAM A TAXA DE EVAPO(TRANSPI)RAÇÃO: Umidade Relativa do Ar; Temperatura do Ar; Vento; Tipo de Solo e de Vegetação; Umidade e Tipo do Solo; Tamanho da Superfície Evaporante; Impurezas e Películas sobre a Superfície Evaporante; ESCOLHA DOS MÉTODOS DE ESTIMATIVAS DA EVAPO(TRANSPI)RAÇÃO: Qual o melhor método para Estimar a ETP? (Penman-Monteith é considerado o método de estimativa Padrão da FAO) Fatores a considerar na escolha; i. disponibilidade de dados meteorológicos ii. representatividade espacial iii. Escala de tempo da estimativa iv. Região de estudo próxima as do ajuste das equações empíricas; Excessivas críticas aos modelos empíricos, sendo utilizados de forma diversa das condições da calibração; Possibilidade de Calibração dos modelos empíricos à partir de um padrão confiável; Evapotranspiração da cultura (ETc) em condições adequadas de umidade do solo: 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 20 40 60 80 100 120 % c o b er tu ra d o t er re n o ET c/ ET P Dias após plantio Evolução da Evapotranspiração para culturas anuais Etc/ET0 %Cobertura Terreno ge rm in aç ão fl o ra çã o M at u ra çã o C o lh e it a Fonte: Adaptado da Figura 2.10 Manual de irrigação (Bernardo et al., 2006) No início do ciclo das culturas a demanda evaporativa é baixa, devido a pouco superfície de exposição, logo em seguida apresenta crescimento da área foliar até início da fase reprodutiva, permanecendo num patamar de ET alto até início da maturação quando a demanda decresce progressivamente. Evapotranspiração da cultura (ETc) Fases padronizadas de desenvolvimento da cultura: em e rg ên ci a Fase 2 Desenvolvimento vegetativo Fase 3 Formação da Produção Fase 1 inicial Fase 4 Maturação Fisiológica Aumento do volume de solo explorado Crescimento Radicular Evapotranspiração da cultura (ETc) Fases padronizadas de desenvolvimento da cultura: kc Etc/ET0 1 0.2 a 1 varia 2 linearmente até estádio 3 3 0.9 a 1.25 4 linearmente até 0.3 a 1.0 5 0.4 a 0.25 Fonte: Tabela 214 - Coeficiente da cultura (kc) em função do estádio desenvolvimento in Bernardo et al. (2006) Manual de Irrigação, adaptado do Doorenbos e Pruit (1977) matura da dos tratos culturas, sendo aguardado a redução da umi- colheita dade da produção para colheita. Nesta fase não se rea- liza irrigações, sendo a chuva prejudicial Caracterização do estádio de desenvolvimento das culturas agrícolas não é um estádio fisiológico das culturas, mas uma fase Estádio de desenvolvimento produção (inclui estádios reprodutivos, florescimento) final ou de maturação (maturação fisiológica) do início da maturação até a colheita ou final da maturação fisiológica (fim das irrigações) do final do primeiro estádio até a cultura cobrir de 70 a 80% da superfície do terreno ou atingir de 70 a 80% do seu desenvolvimento vegetativo do final do segundo estádio até o início da maturação Também denominado estádio de formação da Inicial Secundário ou de desenvolvimento intermediário ou formação da produção da germinação até a cultura cobrir 10% da superfície do terreno, ou 10 a 15% do seu desenvolvimento vegetativo Coeficiente de cultura (kc), para culturas anuais em diferentes fases de desenvolvimento Kc.1 (início do desenvolvimento vegetativo) Kc.2 > kc.1 (desenvolvimento vegetativo) Kc.3 > kc.2 Máximo (final do desenvolvimento) Kc.4 > Máximo (formação do produção) Coeficiente de cultura (kc), para culturas anuais em diferentes fases de desenvolvimento Kc.1 (fase inicial, somente evaporação do solo) Kc.2 > kc.1 (desenvolvimento vegetativo) Kc.3 > kc.2 (desenvolvimento vegetativo) Kc.4 > kc.3 Máximo (final do desenvolvimento) Kc.5 < kc.4 (maturação da colheita) Coeficiente de cultura (kc), típico para culturas anuais, Segundo valores tabelados FAO : 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 C o ef ic ie n te d e cu tl u ra ( kc , E Tm /E T0 ) Dias apos Emergência (DAE, dias) Coeficiente de cultura do Milho (FAO, 24) Fase I Estabelecimento Fase II Desenvolvimento Vegetativo Fase III Período Reprodutivo Definição da produção Fase IV Maturação kcini kcmed kcfim emergência Maturação fisiológica 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 C o ef ic ie n te d e cu tl u ra ( kc , E Tm /E T0 ) Dias apos Emergência (DAE, dias) Coeficiente de cultura do Milho (FAO, 24) Fase I Estabelecimento Fase II Desenvolvimento Vegetativo Fase III Período Reprodutivo Definição da produção Fase IV Maturação Faixa de valores possíveis para o kcini kcmed kcfim emergência Maturação fisiológica Irrigações normais Irrigações frequentes Coeficiente de cultura (kc), típico para culturas anuais, Segundo valores tabelados FAO : 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 C o ef ic ie n te d e cu tl u ra ( kc , E Tm /E T0 ) Dias apos Emergência (DAE, dias) Coeficiente de cultura do Milho (FAO, 24) Questões: 1 – Onde há maior consume de água para a irrigação, considerando mesmas condições climáticas? 2 – Por que ocorreria essa variação do kc no ínício da cultura de grãos? 3 – Qual das das irrigações será mais eficiente, ou seja, qual apresentará melhores resultados de eficiência de uso da água (EU, kgMS/mm)? Coeficiente de cultura (kc), típico para culturasanuais, Segundo valores tabelados FAO : Coeficiente de cultura (kc), tabelados pela FAO Culturas Estádio agrícolas desenvolvimento U2 <5 m/s 5<U2<8 m/s U2 <5 m/s 5<U2<8 m/s Todas as culturas 1 (inicial) Todas as culturas 2 (Des. Vegetal) Feijão (vagem) 3 0.95 0.95 1.00 1.05 4 0.85 0.85 0.90 0.90 Feijão (grãos) 3 1.05 1.10 1.15 1.20 4 0.30 0.30 0.25 0.25 Cenoura 3 1.00 1.05 1.10 1.15 4 0.70 0.75 0.80 0.85 Milho (verde) 3 1.05 1.10 1.15 1.20 4 0.95 1.00 1.05 1.10 Milho (grãos) 3 1.05 1.10 1.15 1.20 4 0.55 0.55 0.60 0.60 Algodão 3 1.05 1.15 1.20 1.25 4 0.65 0.65 0.65 0.70 Repolho, couve-flor 3 0.95 1.00 1.05 1.10 e brócolis 4 0.80 0.85 0.90 0.95 Pepino 3 0.90 0.90 0.95 1.00 4 0.70 0.90 0.75 0.80 Grãos 3 1.05 1.10 115.00 1.20 4 0.30 0.30 0.25 0.25 Fig. 29 FAO 56 Interpolação UR.min > 70% UR.min < 20% Fig. 29 FAO 56 Interpolação Coeficiente de cultura (kc), tabelados pela FAO Culturas Estádio agrícolas desenvolvimento U2 <5 m/s 5<U2<8 m/s U2 <5 m/s 5<U2<8 m/s Todas as culturas 1 (inicial) Todas as culturas 2 (Des. Vegetal) Lentilha 3 1.05 1.10 1.15 1.20 4 0.30 0.30 0.25 0.25 Alface 3 0.95 0.95 1.00 1.05 4 0.90 0.90 0.90 1.00 Melão 3 0.95 0.95 1.00 1.05 4 0.65 0.65 0.50 0.75 Cebola 3 0.95 0.95 1.05 1.10 4 0.55 0.55 0.60 0.60 Amendoim 3 0.95 1.00 1.05 1.10 4 0.55 0.55 0.60 0.60 Batatinha 3 1.05 1.10 1.15 1.20 4 0.70 0.75 0.75 0.75 Sorgo 3 1.00 1.05 1.10 1.15 4 0.50 0.50 0.55 0.55 Soja 3 1.00 1.05 1.10 1.15 4 0.45 0.45 0.45 0.45 Tomate 3 1.05 1.10 1.20 1.25 4 0.60 0.60 0.65 0.65 Trigo 3 1.05 1.10 1.15 1.20 4 0.25 0.25 0.20 0.20 Fig. 29 FAO 56 Interpolação UR.min > 70% UR.min < 20% Fig. 29 FAO 56 Interpolação Coeficiente inicial das cultura (kc.in), tabelados pela FAO Figura 30 da publicacão: FAO Irrigation and Drainage Paper nr. 56 Crop Evapotranspiration Allen et al. (1998) Coeficiente de cultura (kc), típico para culturas de milho, segundo estudos no Brasil 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 20 40 60 80 100 120 C o ef ic ie n te d e cu tl u ra ( kc , E Tm /E T0 ) Dias apos Emergência (DAE, dias) Coeficiente de cultura do Milho (Alfonsi et. ali, 1990) Precoce Normal Tardio Coeficiente de cultura (kc), típico para culturas de milho, segundo estudos regionais DF 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 1 2 3 4 5 6 7 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 C o ef ic ie n te d e c u tl u ra ( kc , E Tm /E C A ) Ev ap o tr an sp ir aç ão ( ET m , m m /d ) Dias apos Semeadura (DAS, dias) Evapotranspiração da cultura do Milho para Planaltina DF (Guerra et. al, 2003) Evapotranspiração real (ETr) em condições atuais de umidade: Figura 1: Movimento de água no sistema solo planta atmosfera SOLO RAIZ DA PLANTA FOLHA ATMOSFERA Movimento de água (espontâneo) A > B > C > D 𝐸𝑇𝑟 = 𝑘𝑐 ∗ 𝑘𝑠 ∗ 𝐸𝑇0 [mm/dia] 𝑘𝑠 = 𝐴𝑟𝑚𝑎𝑧𝑒𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑛𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑜 𝐶𝐴𝐷 − Á𝑔𝑢𝑎 𝐹𝑎𝑐𝑖𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑜 → 𝐴𝑅𝑀 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 A evapotranspiração real estima se a taxa de emissão de vapor de água sob condições atuais da umidade do solo, ou seja, considera a capacidade do solo de atender a demanda atmosférica pela cultura. Essa “capacidade de transmissão” é calculada pelo fator de depleção ks, que é função do armazenamento de água atual. Equação recomendada pelo Boletim FAO 56 (Allen, 1998) Evapotranspiração real (ETr) em condições atuais de umidade: Água disponível no solo: 𝑘𝑠 = 𝐴𝑅𝑀 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 → Representa a capacidade total de água armazenada no volume do solo, ou seja, é a “caixa deágua” → Nem toda a água armazenada no volume de solo está “prontamente disponível”, ou seja, há uma restrição na retirada de água pelas culturas à partir de uma umidade crítica (qcc). A lamina de água no solo entre a capacidade de campo e essa umidade crítica é considerada como facilmente disponível. → Lâmina atual de água armazenada no solo. 𝐶𝐴𝐷 = 𝜃𝑐𝑐 − 𝜃𝑝𝑚𝑝 ∗ 𝑍𝑟 𝐴𝐹𝐷 = 𝜃𝑐𝑐 − 𝜃𝑐𝑟𝑖𝑡 ∗ 𝑍𝑟 𝐴𝑅𝑀 = 𝜃𝑐𝑐 − 𝜃𝑖 ∗ 𝑍𝑟 Capacidade de campo: Água Facilmente Disponível: Armazenamento Atual água no solo: 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.19 P ro fu n d id a d e e fe ti v a ( Z r, m m ) Umidade Volumétrica do solo (m3/m3) CC PMP Critica Umidade<Critica Umidade>Critica Representação da Água disponível no solo: qpmp q1 qcrit q2 qcc Condição de restrição hídrica Cultura com deficiência Etr < ETc Intervalo de umidade adequado de água no solo Cultura sem deficiência ETr = Etc (Intervalo de aplicação de lâminas de irrigação) 𝜃𝑐𝑟𝑖𝑡 − 𝜃𝑝𝑚𝑝 𝜃𝑐𝑐 − 𝜃𝑐𝑟𝑖𝑡 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100C o ef ic ie n te d e d ep le çã o d a ev ap o tr an sp ir aç ão m áx im a (k s) Consumo da Capacidade Total da Água no solo (%CAD) Coeficiente ks do solo Fração p da água disponível Representação da Água disponível no solo: qcc qcrit qpmp 100%. 𝐶𝐴𝐷 = 𝜃𝑐𝑐 − 𝜃𝑝𝑚𝑝 ∗ 𝑍𝑟 q2 > qcrit ARM > (CAD-FAD) Ks = 1 𝐹𝐴𝐷 = 55%. 𝐶𝐴𝐷 = 𝑝 ∗ 𝐶𝐴𝐷 𝐴𝑅𝐶𝑐𝑟𝑖𝑡 = 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 q1 > qcrit ARM < (CAD-AFD) Ks < 1 Máxima fração de esgotamento da água disponível do solo (p) para fins de irrigação (Allen et al., 1998) Fator Fator Fator Cultura p Cultura p Cultura p (A) Hortaliças pequeno porte (D) Raízes e Tubérculos (I) Cereais Brócoli 0,45 Mandioca - 1° ano 0,35 Cevada 0,55 Repolho 0,45 Mandioca - 2° ano 0,4 Aveia 0,55 Cenoura 0,35 Beterraba 0,5 Trigo 0,55 Couve-flor 0,45 Batata 0,35 Milho 0,55 Aipo 0,2 Batata doce 0,65 Milheto 0,55 Alface 0,3 Nabo 0,5 Arroz 0,2 Cebola-seca 0,3 (E) Leguminosas (J) Forrageiras Cebala-semente 0,35 Feijão vagem 0,45 Pasto 0,6 Espinafre 0,2 Feijão grão 0,45 Gramado estação fria 0,4 Rabanete 0,3 Soja 0,5 Gramado estação quente 0,5 (B) Hortaliças - Solanáceas (A) Hortaliças Perenes (K) Cana-de-açúcar 0,65 Berinjela 0,45 Hortelã 0,4 (L) Frutas tropicais e árvores Pimentão 0,3 Morango 0,2 Banana 0,35 Tomate 0,4 (G) Plantas Fibrosas Cacau 0,3 (C Hortaliças - Curcubitáceas Algodão 0,65 Café 0,4 Pepino 0,5 (H) Plantas Oleaginosas Palmáceas 0,65 Abóbora 0,35 Canola 0,6 Abacaxi 0,5 Abobrinha 0,5 Gergelim 0,6 (M) Uva Melão 0,4 Girassol 0,45 Uva de mesa ou passa 0,35 Melancia 0,4 Uva para vinho 0,45 (N) Árvores Frutíferas Maça, cereja, pêra e citros 0,5 Considerando evapotranspiração diária de 5mm/dia. Para outras condições de Etm, considerar a correção do fator p: 𝐹𝐴𝐷 = 𝑝𝑡𝑎𝑏 + 0,004 5 − 𝐸𝑇𝑐 Representação da deficiência hídrica das culturas (imagens retiradas da internet): Condição de estresse hídrico: qatual < qcritica -> Etr << ETc Redução da área foliar exposta a radiação solar Cultura do Milho com deficiência hídrica Cultura do Milho sem deficiência hídrica Representação da deficiência hídrica das culturas (imagens retiradas da internet): Exemplo.6: Determinação da evapotranspiração real Critérios para estimativa da Fração de água disponível no solo e da Etr: Umidade na capacidade de campo: q cc= 0.17 m3/m3 Ponto de murcha permanente q pmp= 0.06 m3/m3 Intervalo de umidade disponível q cc - q pmp= 0.11 m3/m3 Profundidade efetiva sist.radicular zr= 250 mm Capacidade de água disponível CAD= 27.5 mm Fração de água disponível fração p= 0.55 para Etm=5mm/d Água facilmente disponível AFD=CAD*p 15.1 mm Umidade crítica q crit=q cc-AFD/Zr: 0.11 m3/m3 Armazenamento inicial Arm(12/11)= 15.6 mm ET0 ETM Potencial kc "Máxima" Arm Dia Cultura mm (cultura) mm (mm) 11/13/2015 Milho-Safrinha 6 3.99 1.1 4.39 15.6 11/14/2015 Milho-Safrinha 7 4.74 0.9 4.27 11.21 11/15/2015 Milho-Safrinha 7 4.59 0.9 4.13 7.08 11/16/2015 Milho-Safrinha 7 4.63 0.9 4.167 4.52 11/17/2015 Milho-Safrinha 7 4.67 0.9 4.203 2.88 11/18/2015 Milho-Safrinha 7 4.67 0.9 4.203 1.83 11/19/2015Milho-Safrinha 7 4.39 0.9 3.951 1.16 11/20/2015 Milho-Safrinha 7 0.12 0.9 0.108 0.75 Exemplo.6: Roteiro para cálculo da ETr diária Lembrando que: 𝐴𝐹𝐷 = 𝐹𝐴𝐷. 𝐶𝐴𝐷 → 𝐴𝑟𝑚. 𝑐𝑟𝑖𝑡 = 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 𝐶𝐴𝐷 = 𝜃𝑐𝑐 − 𝜃𝑝𝑚𝑝 ∗ 𝑍𝑟 𝐹𝐴𝐷 = 𝑝𝑡𝑎𝑏 + 0.04 ∗ 5 − 𝐸𝑇𝑐 𝐸𝑇𝑐 = 𝑘𝑐 ∗ 𝐸𝑇0 (1) Capacidade de água disponível no solo: (2) Evapotranspiração máxima da cultura: Dado lamina de água armazenada no solo Arm=h: Estima-se a fração da água disponível no solo - FAD: (3)Correção da fração p em função de Etc: Atribui-se fração tabelada de água disponível para Etc=5mm/d → ptab (FAO 56): Determinação da água facilmente disponível no solo - AFD: (4) Água Facilmente disponível Armazenamento crítico 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100C o ef ic ie n te d e d ep le çã o d a ev ap o tr an sp ir aç ão m áx im a (k s) Consumo da Capacidade Total da Água no solo (%CAD) Coeficiente ks do solo Fração p da água disponível 𝑘𝑠 = 𝐴𝑟𝑚 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 ≤ 1 𝐴𝐹𝐷 = 𝐹𝐴𝐷. SE Arm >= (CAD-AFD) Ks = 1 𝐸𝑇𝑟 = 𝑘𝑠 ∗ 𝑘𝑐 ∗ 𝐸𝑇0 Água facilmente disponível - AFD: (5) Coeficiente de depleção - ks: 𝐴𝑟𝑚. 𝑐𝑟𝑖𝑡 = 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 SE Arm < (CAD-AFD) Ks < 1 Estimativa da evapotranspiração real – Etr: (6) 𝐸𝑇𝑟 ≤ 𝐸𝑇𝑐 → 𝐷𝐸𝐹 = 𝐸𝑇𝑐 − 𝐸𝑡𝑟 (7) Exemplo.6: Roteiro para cálculo da ETr diária Dia 13/11: (Sem deficiência hídrica, Arm=15.6mm) 𝐸𝑇𝑟 = 𝐸𝑇𝑐 = 4.39𝑚𝑚 → 𝐷𝐸𝐹 = 0 A) 𝐶𝐴𝐷 = 0.17 − 0.06 ∗ 250𝑚𝑚 → 27,5𝑚𝑚. 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 = 27.5 − 15.8 → 11,7𝑚𝑚 B) 𝐸𝑇𝑐 = 1.1 ∗ 3.99𝑚𝑚 → 4.39𝑚𝑚 C) 𝐹𝐴𝐷 = 0.55 ∗ 0.04 ∗ 5 − 4.39 → 0,574 𝐴𝐹𝐷 = 0.574 ∗ 27.5 → 15.8𝑚𝑚 𝐷𝑖𝑎𝑠. 𝑖𝑟𝑟𝑖𝑔𝑎çã𝑜 = 15.8𝑚𝑚 4 𝑚𝑚 𝑑𝑖𝑎 → 4 𝑑𝑖𝑎𝑠 D) 𝐴𝑟𝑚 = 15.6𝑚𝑚 > 𝐶𝐴𝐷 − 𝐹𝐴𝐷 = 11.7𝑚𝑚 → 𝑘𝑠 = 1 E) Observação sobre esgotamento da FAD: Exemplo.6: Determinação da evapotranspiração real Dia 14/11: (início de deficiência, Arm=11.21mm) 𝐸𝑇𝑟 = 0.97 ∗ 4.266 = 4.134𝑚𝑚 → 𝐷𝐸𝐹 = 4.27 − 4.13 → 0.13𝑚𝑚 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 = 27.5 − 15.93 → 11,57𝑚𝑚 B) 𝐸𝑇𝑐 = 0.90 ∗ 4.74𝑚𝑚 → 4.266𝑚𝑚 C) 𝐹𝐴𝐷 = 0.55 ∗ 0.04 ∗ 5 − 4.27 → 0,579 𝐴𝐹𝐷 = 0.579 ∗ 27.5 → 15.93𝑚𝑚 D) 𝐴𝑟𝑚 = 11.21𝑚𝑚 < 𝐶𝐴𝐷 − 𝐹𝐴𝐷 = 11.57𝑚𝑚 → 𝑘𝑠 = 11.21 11.57 → 0.97 E) Exemplo.6: Determinação da evapotranspiração real Dia 15/11: (deficiência, Arm=7.08mm) 𝐸𝑇𝑟 = 0.62 ∗ 4.13 = 2.56𝑚𝑚 → 𝐷𝐸𝐹 = 4.13 − 2.56 → 1.58𝑚𝑚 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 = 27.5 − 16.08 → 11,42𝑚𝑚 B) 𝐸𝑇𝑐 = 0.90 ∗ 4.59𝑚𝑚 → 4.13𝑚𝑚 C) 𝐹𝐴𝐷 = 0.55 ∗ 0.04 ∗ 5 − 4.13 → 0,585 𝐴𝐹𝐷 = 0.585 ∗ 27.5 → 16.08𝑚𝑚 D) 𝐴𝑟𝑚 = 7.08𝑚𝑚 < 𝐶𝐴𝐷 − 𝐹𝐴𝐷 = 11.42𝑚𝑚 → 𝑘𝑠 = 7.08 11.42 → 0.62 E) Exemplo.6: Determinação da evapotranspiração real Água Facilmente Coeficiente de depleção água no solo ET0 ETc Disponível no solo (mm) Arm Lógica ks ETr DEF Dia mm Kc mm FAD AFD CAD-AFD (mm) Arm<(CAD-AFD) mm (mm) 11/13/15 3.99 1.1 4.39 0.574 15.80 11.70 15.6 FALSO 1 4.39 0.00 11/14/15 4.74 0.9 4.27 0.579 15.93 11.57 11.21 VERDADEIRO 0.969 4.13 0.14 11/15/15 4.59 0.9 4.13 0.585 16.08 11.42 7.08 VERDADEIRO 0.620 2.56 1.57 11/16/15 4.63 0.9 11/17/15 4.67 0.9 11/18/15 4.67 0.9 11/19/15 4.39 0.9 11/20/15 0.12 0.9 Exemplo.7: Determinação da evapotranspiração real, para os demais dias 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 1 2 -N o v 1 3 -N o v 1 4 -N o v 1 5 -N o v 1 6 -N o v 1 7 -N o v 1 8 -N o v 1 9 -N o v 2 0 -N o v 2 1 -N o v ev ap o tr an sp ir aç ão ( m m /d ia ) ETM ETR Def(15/11) Def(16/11) Def(17/11) Def(18/11) Def(19/11) Exemplo.7: Determinação da evapotranspiração real, para os demais dias DEMANDA HÍDRICA PELAS CULTURAS E IRRIGAÇÃO: Métodos de monitoramento da irrigação Manejo da irrigação? → Monitoramento das condições edafoclimáticas. Decisão de irrigar: (i) momento de irrigação → frequência (ii) quantidade de irrigação→ definição da lâmina Técnicas de monitoramento: 1) Turno de rega: Definição de intervalo(s) fixo(s) entre irrigações. (Somente em regiões com condições climáticas homogêneas ao longo do ciclo 2) Métodos via solo: Monitoramento ou da umidade do solo ou da tensão até atingir o potencial crítico. Medição direta do armazenamento atual de água no solo. 3) Métodos climáticos: Monitoramento das saídas de água do sistema (ET), executando o balanço hídrico e estimando o armazenamento de água no solo no período atual. 4) Turno de rega assistido Métodos de monitoramento via solo 1) Levantamento de propriedades físico-hídricas do(s) solo(s) na área irrigada: 2) Definição dos momentos de irrigação para condução da cultura Cultura profundidade Tensão (Kpa) Referencia Arroz 15 25 EMBRAPA-SPI (1992) Cevada 30 80 Guerra (1994) 30 ou 15 60 ou 500 Filgueira et al. (1996) Feijão 10 50 Bernardo et al. (1970) 10 70 - 100 Figuerêdo et al. (1994) 15 60 Azevedo & Caixeta (1986) 15 60 Libardi & Saad (1994) 10 50 Azevedo & Miranda (1996) 10 40 Figuerêdo et al. (1997) 15 30-40 EMBRAPA-SPI (1993) Milho 10 40 Guerra et al. (1997) 10 33 - 50 Antonini et al. (1997) 20 70 ** Resende et al. (1990) 20 200 *** Resende et al. (1992) 20 40 **** Resende et al. (1992) Soja 15 e 30* 37 - 63 Saad & Libardi (1992) 10 70 Guerra et al. (1997) Trigo 10 60 Silva it al. (1993) 10 60 Guerra et al. (1994) 10 e 20 * 32 97 Saad & Libardi (1992) ** valores para cultura de verão na região Sudeste e de inverno no Semi-árido *** valor para cultura de inverno na região Sudeste **** valor para cultura de verão no Semi-árido Momento irrigação * O primeiro valor refere-se aos estádios iniciais de desenvolvimento vegetativo e o segundo para as fase posteriores do ciclo Indicação da tensão água no solo definindo momento de irrigação para algumas culturas anuais Circular técnica EMBRAPA Cerrados Número 6, dezembro de 1999 Métodos de monitoramento via solo Potencial matricial de momento de irrigação (Kpa) para se obter produtividade máxima, para algumas hortaliças. Circular técnica EMBRAPA Sete Lagoas Número 136, Setembro de 1999 Métodos de monitoramento via solo Evolução da tensão de água no solo (Kpa), em três profundidades, em um Latossolo Vermelho Escuro, textura argilosa, ao longo do ciclo de feijão irrigado, considerando o momento de irrigação de 70 Kpa a 10 cm de profundidade do solo Circular técnica EMBRAPA Cerrados Número 6, dezembro de 1999 Métodos de monitoramento via solo Resultados de manejo de água obtidos em várias fases da cultura de feijão, cultivar Rio Nego, irrigado com pivô na região do PAD/DF, obtendo rendimento de 3.445 kg/ha Circular técnica EMBRAPA Cerrados Número 6, dezembro de 1999 Métodos de monitoramento via clima 1) Levantamento de propriedades físico-hídricas do(s) solo(s) na área irrigada: 2) Definição do armazenamento crítico do solo, com definição do momento de irrigação a ser adotado ao longo da safra; 3) Definição dos coeficientes de cultura local; 4) Acompanhamento - Desenvolvimento radicular da cultura - Fases fenológicas, ajustando o kc - Balanço hídrico da cultura: Planilha de monitoramento 5) Balanço hídrico da cultura: Planilha de monitoramento: 𝑆2 = 𝑆1 + 𝐼𝑟 + 𝑃 − 𝐸𝑇𝑟 Exemplo.8: Determinação da evapotranspiração real e do armazenamento para o Exemplo.7 ET0 ETM Potencial kc "Máxima" Arm Dia Cultura mm (cultura) mm (mm) 11/13/2015 Milho-Safrinha 6 3.99 1.1 4.39 15.6 11/14/2015 Milho-Safrinha 7 4.74 0.9 4.27 ? 11/15/2015 Milho-Safrinha 7 4.59 0.9 4.13 ? 11/16/2015 Milho-Safrinha 7 4.63 0.9 4.167 ? 11/17/2015 Milho-Safrinha 7 4.67 0.9 4.203 ? 11/18/2015 Milho-Safrinha 7 4.67 0.9 4.203 ? 11/19/2015 Milho-Safrinha 7 4.39 0.9 3.951 ? 11/20/2015 Milho-Safrinha 7 0.12 0.9 0.108 ? Critérios para estimativa da Fração de água disponível no solo e da Etr: Umidade na capacidade de campo: q cc= 0,17 m3/m3 Ponto de murcha permanente q pmp= 0,06 m3/m3 Intervalo de umidade disponível q cc - q pmp= 0,11 m3/m3 Profundidadeefetiva sist.radicular zr= 250 mm Capacidade de água disponível CAD= 27,5 mm Fração de água disponível fração p= 0,55 para Etm=5mm/d Água facilmente disponível AFD=CAD*p 15,1 mm Umidade crítica q crit=q cc-AFD/Zr: 0,11 m3/m3 Armazenamento inicial Arm(12/11)= 15,6 mm Eficiência do sistema de irrigação Ef= 0,85 mm/mm Dia 13/11: (Sem deficiência hídrica, Arm=15.6mm) 𝐸𝑇𝑟 = 𝐸𝑇𝑐 = 4.39𝑚𝑚 → 𝐷𝐸𝐹 = 0 A) 𝐶𝐴𝐷 = 0.17 − 0.06 ∗ 250𝑚𝑚 → 27,5𝑚𝑚. 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 = 27.5 − 15.8 → 11,7𝑚𝑚 B) 𝐸𝑇𝑐 = 1.1 ∗ 3.99𝑚𝑚 → 4.39𝑚𝑚 C) 𝐹𝐴𝐷 = 0.55 ∗ 0.04 ∗ 5 − 4.39 → 0,574 𝐴𝐹𝐷 = 0.574 ∗ 27.5 → 15.8𝑚𝑚 𝐷𝑖𝑎𝑠. 𝑖𝑟𝑟𝑖𝑔𝑎çã𝑜 = 15.8𝑚𝑚 4 𝑚𝑚 𝑑𝑖𝑎 → 4 𝑑𝑖𝑎𝑠 D) 𝐴𝑟𝑚 = 15.6𝑚𝑚 > 𝐶𝐴𝐷 − 𝐹𝐴𝐷 = 11.7𝑚𝑚 → 𝑘𝑠 = 1 E) Observação sobre esgotamento da FAD: Exemplo.8: Estimativa do balanço hídrico do solo 𝐴𝑅𝑚 = 15.6 − 4.39𝑚𝑚 → 11.21𝑚𝑚F) Dia 14/11: (início de deficiência, Arm=11.21mm) 𝐸𝑇𝑟 = 0.97 ∗ 4.266 = 4.134𝑚𝑚 → 𝐷𝐸𝐹 = 4.27 − 4.13 → 0.13𝑚𝑚 𝐶𝐴𝐷 − 𝐴𝐹𝐷 = 27.5 − 15.93 → 11,57𝑚𝑚 B) 𝐸𝑇𝑐 = 0.90 ∗ 4.74𝑚𝑚 → 4.266𝑚𝑚 C) 𝐹𝐴𝐷 = 0.55 ∗ 0.04 ∗ 5 − 4.27 → 0,579 𝐴𝐹𝐷 = 0.579 ∗ 27.5 → 15.93𝑚𝑚 D) 𝐴𝑟𝑚 = 11.21𝑚𝑚 < 𝐶𝐴𝐷 − 𝐹𝐴𝐷 = 11.57𝑚𝑚 → 𝑘𝑠 = 11.21 11.57 → 0.97 E) 𝐼𝑟 = 27.5 − 11.21𝑚𝑚 → 16.29/0.85𝑚𝑚 → 19.16𝑚𝑚F) 𝐴𝑅𝑀 = 11.21 − 4.134 + 16.29 → 23.37𝑚𝑚G) Exemplo.8: Estimativa do balanço hídrico do solo Exemplo.8: Estimativa do balanço hídrico do solo ET0 ETM Água Facilmente Coeficiente de depleção água no solo Ir ETR Defici- Potencial kc "Máxima" Disponível no solo (mm) Arm Lógica ks Real Real ência Dia Cultura mm (cultura) mm FAD AFD CAD-AFD (mm) Arm>(CAD-AFD) Arm/(CAD-AFD) mm mm (mm) 13/11/2015 Milho-Safrinha 6 3,99 1,1 4,39 0,574 15,80 11,70 15,6 FALSO 1 4,39 0,00 14/11/2015 Milho-Safrinha 7 4,74 0,9 4,27 0,579 15,93 11,57 11,21 VERDADEIRO 0,969 19,16 4,13 0,14 15/11/2015 Milho-Safrinha 7 4,59 0,9 4,13 0,585 16,08 11,42 23,37 FALSO 1,000 4,13 0,00 16/11/2015 Milho-Safrinha 7 4,63 0,9 4,167 0,583 16,04 11,46 19,24 FALSO 1,000 4,17 0,00 17/11/2015 Milho-Safrinha 7 4,67 0,9 4,203 0,582 16,00 11,50 15,07 FALSO 1,000 4,2 0,00 18/11/2015 Milho-Safrinha 7 4,67 0,9 4,203 0,582 16,00 11,50 10,87 VERDADEIRO 0,945 3,97 0,23 19/11/2015 Milho-Safrinha 7 4,39 0,9 3,951 0,592 16,28 11,22 6,90 VERDADEIRO 0,615 24,24 2,43 1,52 20/11/2015 Milho-Safrinha 7 0,12 0,9 0,108 0,746 20,51 6,99 25,07 FALSO 1,000 0,11 0,00 0 5 10 15 20 25 300 5 10 15 20 25 30 1 2 /1 1 /2 0 1 5 1 3 /1 1 /2 0 1 5 1 4 /1 1 /2 0 1 5 1 5 /1 1 /2 0 1 5 1 6 /1 1 /2 0 1 5 1 7 /1 1 /2 0 1 5 1 8 /1 1 /2 0 1 5 1 9 /1 1 /2 0 1 5 2 0 /1 1 /2 0 1 5 2 1 /1 1 /2 0 1 5 Lâ m in a d e ir ri ga çã o ( m m ) A rm az en am e n to Á gu a n o s o lo ( m m ) Ir Arm Cenário 1 – Repondo a lâmina de irrigação, quando chegar no armazenamento crítico Exemplo.8: Estimativa do balanço hídrico do solo Cenário 2 – Irrigar quando a lâmina necessária for maior que 12 mm ET0 ETM Água Facilmente Coeficiente de depleção água no solo Irrigação (Ir, mm) ETR Defici- Potencial kc "Máxima" Disponível no solo (mm) Arm Lógica ks Lâmina Ir. Real ência Dia mm (cultura) mm FAD AFD CAD-AFD (mm) Arm>(CAD-AFD) Arm/(CAD-AFD) Reposição mm mm (mm) 13/11/2015 6 3,99 1,1 4,39 0,574 15,80 11,70 15,6 FALSO 1 14,00 14,00 4,39 0,00 14/11/2015 7 4,74 0,9 4,27 0,579 15,93 11,57 23,11 FALSO 1,000 5,16 4,27 0,00 15/11/2015 7 4,59 0,9 4,13 0,585 16,08 11,42 18,84 FALSO 1,000 10,19 4,13 0,00 16/11/2015 7 4,63 0,9 4,167 0,583 16,04 11,46 14,71 FALSO 1,000 15,05 15,05 4,17 0,00 17/11/2015 7 4,67 0,9 4,203 0,582 16,00 11,50 23,33 FALSO 1,000 4,91 4,2 0,00 18/11/2015 7 4,67 0,9 4,203 0,582 16,00 11,50 19,13 FALSO 1,000 9,85 4,2 0,00 19/11/2015 7 4,39 0,9 3,951 0,592 16,28 11,22 14,93 FALSO 1,000 14,79 14,79 3,95 0,00 20/11/2015 7 0,12 0,9 0,108 0,746 20,51 6,99 23,55 FALSO 1,000 4,65 0,11 0,00 13,40 13,60 13,80 14,00 14,20 14,40 14,60 14,80 15,00 15,200 5 10 15 20 25 1 2 /1 1 /2 0 1 5 1 3 /1 1 /2 0 1 5 1 4 /1 1 /2 0 1 5 1 5 /1 1 /2 0 1 5 1 6 /1 1 /2 0 1 5 1 7 /1 1 /2 0 1 5 1 8 /1 1 /2 0 1 5 1 9 /1 1 /2 0 1 5 2 0 /1 1 /2 0 1 5 2 1 /1 1 /2 0 1 5 Lâ m in a d e ir ri ga çã o ( m m ) A rm az en am en to Á gu a n o s o lo ( m m ) Ir Arm Exemplo.#: Resumo da irrigação em fazenda Monitorada Área Irrigada (ha) 91,55 horas lâmina (mm) Agosto 16,0 19,3 8,0 111,3 38,0 0,0 39,0 34.834,4 Setembro 118,0 64,1 11,0 147,2 50,3 0,0 103,6 46.057,5 Outubro 138,0 108,1 8,0 116,1 46,1 0,9 73,5 42.245,3 Novembro 382,5 108,8 4,0 159,9 61,1 9,3 236,5 55.927,3 Dezembro 290,0 49,5 1,0 16,1 5,5 0,0 245,3 5.032,9 32 551 201 Área Irrigada (ha) 89,6 horas lâmina (mm) Agosto 0,0 3,1 1,0 15,7 7,1 0,0 5,0 6.352,6 Setembro 151,5 43,8 10,0 117,5 53,2 0,0 163,8 47.667,2 Outubro 112,5 76,4 6,0 81,4 36,9 0,0 81,3 33.026,6 Novembro 219,5 100,9 4,0 60,9 27,6 8,4 136,3 24.684,8 Dezembro 288,0 75,6 0,0 0,0 0,0 0,0 208,5 0,0 32 275 125 Volume de água (m3/mês) Excesso Armazenamento (mm) Volume de água (m3/mês) Resumo Mensal P11 Mês Precipitação (mm) Etreal (mm) Nº irrigações Irrigação Deficiência Hídrica (mm) Excesso Armazenamento (mm) Resumo Mensal P3 Mês Precipitação (mm) Etreal (mm) Nº irrigações Irrigação Deficiência Hídrica (mm) Métodos de monitoramento via clima Informações de coeficiente de cultura (kc) para DF Métodos de monitoramento via clima Informações de coeficiente de cultura (kc) para DF Feijão Milho Trigo Arroz Exemplo.#: Evapotranspiração o operação da irrigação para a Fazenda Modelo 0 5 10 15 20 25 30 35 400 1 2 3 4 5 6 7 9 /1 /2 0 1 5 9 /2 /2 0 1 5 9 /3 /2 0 1 5 9 /4 /2 0 1 5 9 /5 /2 0 1 5 9 /6 /2 0 1 5 9 /7 /2 0 1 5 9 /8 /2 0 1 5 9 /9 /2 0 1 5 9 /1 0 /2 0 15 9 /1 1 /2 0 15 9 /1 2 /2 0 15 9 /1 3 /2 0 15 9 /1 4 /2 0 15 9 /1 5 /2 0 15 9 /1 6 /2 0 15 9 /1 7 /2 0 15 9 /1 8 /2 0 15 9 /1 9 /2 0 15 9 /2 0 /2 0 15 9 /2 1 /2 0 15 9 /2 2 /2 0 15 9 /2 3 /2 0 15 9 /2 4 /2 0 15 9 /2 5 /2 0 15 9 /2 6 /2 0 15 9 /2 7 /2 0 15 9 /2 8 /2 0 15 9 /2 9 /2 0 15 9 /3 0 /2 0 15 Lâ m in a d e ir ri ga çã o e d e ch u va ( m m ) Ev ap o tr an sp ir aç ão E T (m m /d ia ) irrigação Chuva ET0 ETM Média-ET0 Média-Etc Exemplo.#: Evapotranspiração o operação da irrigação para a Fazenda Modelo (mm) (mm/dia) ET0 111.80 3.73 Etc 63.81 2.13 Chuva 118 - Irrigação 50.31 - Lâminas de água Sep-15 Os números da irrigação na Fazenda Modelo: Estimativa do número de dias irrigando para um Pivô com lâmina de projeto de 10 mm/dia: Dias com chuva maior ou igual a 10 mm/dia → 4 dias chovendo Lâmina "máxima" irrigação 63.806 / 10mm/dia → 6 dias irrigação "Adilson Modelo" 50.31 / 10mm/dia → 5 dias irrigação "João" 70 mm de irrigação ← 7 dias irrigando Qual a frequencia de irrigação em setembro para o "Adilson Modelo" ? 5dias / 26 dias → 19% … e qual a frequencia de irrigação para o "João" ? 7dias / 26 dias → 27% … e a probabilidade de irrigar "João" e "Adilson" em um dia qualquer? Prob=19%*27% → 5% … e a probabilidade de irrigar 10x "João" em um dia qualquer? Prob=27%^10 → 2,0E-04 Exemplo.#: Evapotranspiração o operação da irrigação para a Fazenda Modelo Qual foi a probabilidade de irrigar em um dia de setembro de 2015? Possível, todos irrigarem simultâneamente? SIM Fácil? Não! Quanto dias no mês é possível João e Adilson irrigarem simultâneamente? № dias irrigando simultaneamente = 5%*26 dias/setembro → 1,3 dias ≈ 1 dia / Set Como seria possível acontecer essa frequência baixa de uso simultâneo? Analogia à hidráulica de um edifício Caixa de água Elevada
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