XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1 VARIABILIDADE ESPACIAL DAS PROPRIEDADES HIDRODINÂMICAS DE UMA BACIA EXPERIMENTAL NO SEMI-ÁRIDO PARAIBANO Eduardo Soares de Souza 1 , Lovania Maria Werlang 2 , Alain Marie Bernard Passerat de Silans 3 & Hamilcar José Almeida Figueira 4 RESUMO --- Muitos modelos de infiltração da água na zona não saturada utiliza métodos e técnicas da física do solo baseadas na solução da equação de Richards. No entanto, existe uma discordância entre o tamanho das medidas fornecidas pela física do solo e o tamanho dos domínios da modelagem hidrológica, problema ao qual é acrescentada a forte variabilidade das propriedades hidrodinâmicas do solo. O objetivo do trabalho foi analisar a variabilidade espacial das propriedades hidrodinâmicas do solo, condutividade hidráulica e sorvidade, de uma bacia experimental localizada no semi-árido paraibano. Para isso foi utilizado o método “Beerkan” que se baseia em ensaios de infiltração simplificados para determinar essas propriedades hidrodinâmicas. De acordo com a análise geoestatísca, não foi possível determinar estruturas espaciais das variáveis estudadas. Os valores dos semivariogramas das variáveis estudadas tiveram comportamentos puramente aleatórios. Isso está relacionada às diferentes superfícies de solo da bacia, ou seja, superfícies que se alternam com a presença/ausência de pedras, de crostas e da vegetação. Essas alternâncias refletem a variabilidade não explicada ou uma variabilidade provavelmente não detectada pelas distâncias da malha de amostragem. ABSTRACT --- Many infiltration modelism in the vadose zone use of soil physics methods and technics which are largly based on the Richards’equation solution. However, there is a mismatch between the size of soil physics measurements and the size of hydrological grid cells. In addition to this problem, there is a strong variability of hydraulics properties of soil. The objective of this work was analyze the spatial variability of the hydrodynamic properties of the soil, hydraulic conductivity and sorptivity, of a experimental basin in the semi-arid region of the Paraíba State. For this it was used the “Beerkan”method that is based on simple infiltration experiments to determine these hydrodynamic properties. In accordance with the geoestatísca analysis, was not possible to determine space structures of the variables. Its variograms values were purely random behaviors. This is related to the different soils surfaces in the basin, or either, alternation between presence/absence of rocks, crusts and vegetation surfaces. These alternations reflect the variability not explained or a variability probably not detected by the distances of the sampling grid. Palavras-chave: condutividade hidráulica, sorvidade, infiltração de água no solo 1 Pesquisador DCR/CNPq da UFPB/CT/LARHENA, Cidade Universitária, CEP 58051-970, João Pessoa, PB. Fone (083) 3216-7684, Ramal: 25. E- mail: [email protected]2 Pesquisadora CTHIDRO/CNPq da UFPB/CT/LARHENA, Cidade Universitária, CEP 58051-970, João Pessoa, PB. Fone (083) 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected]3 Pesquisador 1 do CNPq, Professor Aposentado da UFPB/CT/LARHENA, Cidade Universitária, 58059-900, João Pessoa, PB. Fone: 0 (XX) 83 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected]4 Professor adjunto da UFPB/CT/LARHENA, Universitária, CEP 58051-970, João Pessoa, PB. Fone (083) 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected]
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XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1
VARIABILIDADE ESPACIAL DAS PROPRIEDADES HIDRODINÂMICAS
DE UMA BACIA EXPERIMENTAL NO SEMI-ÁRIDO PARAIBANO
Eduardo Soares de Souza1, Lovania Maria Werlang2, Alain Marie Bernard Passerat de Silans3 &
Hamilcar José Almeida Figueira4
RESUMO --- Muitos modelos de infiltração da água na zona não saturada utiliza métodos e técnicas da física do solo baseadas na solução da equação de Richards. No entanto, existe uma discordância entre o tamanho das medidas fornecidas pela física do solo e o tamanho dos domínios da modelagem hidrológica, problema ao qual é acrescentada a forte variabilidade das propriedades hidrodinâmicas do solo. O objetivo do trabalho foi analisar a variabilidade espacial das propriedades hidrodinâmicas do solo, condutividade hidráulica e sorvidade, de uma bacia experimental localizada no semi-árido paraibano. Para isso foi utilizado o método “Beerkan” que se baseia em ensaios de infiltração simplificados para determinar essas propriedades hidrodinâmicas. De acordo com a análise geoestatísca, não foi possível determinar estruturas espaciais das variáveis estudadas. Os valores dos semivariogramas das variáveis estudadas tiveram comportamentos puramente aleatórios. Isso está relacionada às diferentes superfícies de solo da bacia, ou seja, superfícies que se alternam com a presença/ausência de pedras, de crostas e da vegetação. Essas alternâncias refletem a variabilidade não explicada ou uma variabilidade provavelmente não detectada pelas distâncias da malha de amostragem.
ABSTRACT --- Many infiltration modelism in the vadose zone use of soil physics methods and technics which are largly based on the Richards’equation solution. However, there is a mismatch between the size of soil physics measurements and the size of hydrological grid cells. In addition to this problem, there is a strong variability of hydraulics properties of soil. The objective of this work was analyze the spatial variability of the hydrodynamic properties of the soil, hydraulic conductivity and sorptivity, of a experimental basin in the semi-arid region of the Paraíba State. For this it was used the “Beerkan”method that is based on simple infiltration experiments to determine these hydrodynamic properties. In accordance with the geoestatísca analysis, was not possible to determine space structures of the variables. Its variograms values were purely random behaviors. This is related to the different soils surfaces in the basin, or either, alternation between presence/absence of rocks, crusts and vegetation surfaces. These alternations reflect the variability not explained or a variability probably not detected by the distances of the sampling grid.
Palavras-chave: condutividade hidráulica, sorvidade, infiltração de água no solo
1 Pesquisador DCR/CNPq da UFPB/CT/LARHENA, Cidade Universitária, CEP 58051-970, João Pessoa, PB. Fone (083) 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected] 2 Pesquisadora CTHIDRO/CNPq da UFPB/CT/LARHENA, Cidade Universitária, CEP 58051-970, João Pessoa, PB. Fone (083) 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected] 3 Pesquisador 1 do CNPq, Professor Aposentado da UFPB/CT/LARHENA, Cidade Universitária, 58059-900, João Pessoa, PB. Fone: 0 (XX) 83 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected] 4 Professor adjunto da UFPB/CT/LARHENA, Universitária, CEP 58051-970, João Pessoa, PB. Fone (083) 3216-7684, Ramal: 25. E-mail: [email protected]
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2
1 - INTRODUÇÃO
A estimativa dos componentes do balanço hídrico necessita do conhecimento das
características hidrodinâmicas dos solos, incluindo a relação entre a condutividade hidráulica e o
potencial matricial ou a umidade volumétrica. O conhecimento destas propriedades nas camadas
superficiais do solo constitui um requisito indispensável para: i) estabelecer um diagnóstico do
funcionamento hidráulico dos solos com respeito às condições naturais e antrópicas que estão
submetidos, ii) e a modelagem dos processos envolvidos a fim de predizer a repartição da
precipitação pluviométrica que atinge a superfície do solo, em infiltração e escoamento superficial,
e os fluxos de água no solo.
Vários métodos têm sido desenvolvidos para estimar as propriedades hidráulicas de solos,
condutividade hidráulica e sorvidade, a partir da medida de fluxos de infiltração transitório ou
estacionário, a partir de infiltrometros a disco e/ou de infiltrômetros de anel simples (Smettem e
Clothier, 1989; Thony et al., 1991; Haverkamp et al., 1994; Vandervaere et al., 1997; Zhang, 1997;
Angulo-Jaramillo et al., 2000). Os métodos se baseiam sejam em soluções quasi-analíticas da
equação de fluxos em perfil de solo homogêneo ou na solução numérica da mesma equação através
de técnicas inversas de estimação de parâmetros, seja o solo homogêneo ou não (Simunek et al.,
1998).
Normalmente, para fazer inferências do valor verdadeiro das propriedades hidrodinâmicas do
solo no campo, é necessário coletar um grande número de informações. No caso da caracterização
hidrodinâmica dos solos, isso implica em ensaios de campo e de laboratório bastante dispendiosos e
demandam um tempo longo de execução. O custo efetivo dessas determinações levou alguns
pesquisadores a utilizarem métodos indiretos que se baseiam em dados do solo prontamente
disponíveis, usuais e de baixo custo, tais como, a textura, a massa específica dos solos, a
porosidade, o teor de matéria orgânico e outros (Minasny et al. 1999; Minasny e McBratney, 2002).
Esses métodos são comumente chamadas de funções de pedotransferência, FPT, (pedotransfer
functions). Entretanto, o desempenho dessas funções depende essencialmente de fatores, tais como,
a analogia entre a região de aplicação e a região da base de dados na qual foram geradas as FPT, do
clima, da geologia e das técnicas de medidas empregadas (Wagner et al., 2001; Wösten et al.,
2001).
Haverkamp et al. (1996) baseados na teoria do escalonamento, por intermédio da análise
dinâmica aplicada a equação de fluxo não saturado, mostraram que a completa identificação dos
fatores de escala da equação do fluxo não saturado pode ser efetuada independente da equação de
infiltração considerada e das condições de fronteiras impostas. Este trabalho deu origem a um
método denominado "Beerkan" (Haverkamp et al., 1998; Braud et al., 2001; Souza, 2005;
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3
Lassabatère et al., 2006) que se baseia principalmente em ensaios simplificados de infiltração e na
análise da distribuição dos tamanhos das partículas do solo. Nesse método, as curvas de retenção da
água no solo, h(θ), e da condutividade hidráulica, K(θ), podem ser descritas analiticamente por
cinco parâmetros: dois de forma e três de normalização.
Em comparação a outros métodos experimentais, o método Beerkan é eficiente, de baixo
custo, e apresenta uma grande vantagem, a sua aplicação é bem mais simples e mais rápida. Tanto
as FPT como o método Beerkan surgiram com a proposta de melhorar as perspectivas nas análises
de variabilidade espacial das propriedades hidráulicas dos solos, a partir das quantidades e
qualidades nas estimativas dessas propriedades.
As propriedades hidráulicas do solo são afetadas por numerosas fontes de variabilidade (pela
ausência ou presença das plantas, pela diversidade da fauna microbiológica, pelo preparo do solo,
pela exposição do solo à ação direta das chuvas, etc.), principalmente associadas a fatores espacial e
temporal relacionados à ação antrópica. A importância delas pode ser considerada de duas
diferentes perspectivas: i) o efeito da magnitude dessas fontes de variabilidade sobre as
propriedades hidráulicas do solo, e ii) o impacto da variação nas propriedades hidráulicas do solo
sobre os processos simulados, os quais são altamente não lineares (van Es et al., 1999).
Nesse contexto, o trabalho teve como objetivo analisar a variabilidade espacial das
propriedades hidrodinâmicas obtidas com o método Beerkan, em uma bacia experimental do semi-
árido paraibano.
2 – MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 – Descrição da área expeimental
Os ensaios foram realizados na bacia escola da Universidade Federal da Paraíba no município
de São João do Cariri (7o12’11” de latitude Sul e 36o07’15”de longitude Oeste). Esse município faz
parte da microrregião do Cariri Oriental, mesorregião da Borborema do Estado da Paraíba. O clima
segundo a classificação de Köeppen (BRASIL, 1972) é do tipo Bsh, semi-árido, caracterizando-se
por ser quente e seco, com chuvas de verão, alcançando-se os índices mais baixos de precipitação
do estado. Os solos predominantes da bacia são classificados como Luvissolos, de aparência
pedregosa e de vegetação esparsa, alternando-se ora com superfície desnudada, ora com solo
coberto por vegetação tipo caatinga.
2.2 - Ensaios de infiltração
Nos ensaios foi utilizado um infiltrômetro com 150 mm de diâmetro (Figura 1). O cilindro é
posicionado na superfície do solo e inserido a uma profundidade de aproximadamente 1 cm, para
prevenir perdas laterais de água durante o processo de infiltração de água na superfície do solo. A
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4
extremidade inferior do cilindro apresenta um corte em bisel. Isso facilita a sua introdução na
superfície do solo, que deve ser realizada com o mínimo de esforço possível, e garante a integridade
estrutural da superfície. Os ensaios de infiltração consistem em anotar o tempo que volumes
constantes de água (70 - 100 mL), adicionados continuamente no anel, levam para serem infiltrados.
Esses ensaios fornecem a infiltração tridimensional em função do tempo I3 (t). Durante cada ensaio,
também, foram coletadas amostras indeformadas para a determinação da densidade do solo, e das
umidades inicial θ0 e final θs.
Figura 1. Teste de infiltração tridimensional com infiltrômetro de anel
Para análise da variabilidade espacial foram realizados ensaios de infiltração numa malha de
70 pontos distribuídos aleatoriamente na bacia experimental em duas campanhas: de 11 a
14/12/2006 e 9 a 12/04/2007.
2.3. Metodologia Beerkan
Essa metodologia descreve as curvas de retenção da água no solo, h(θ), e da condutividade
hidráulica, K(θ), dos modelos de van Genuchten (1980) e de Brooks e Corey (1964),
respectivamente. Essas funções contêm dois parâmetros de forma e três parâmetros de
normalização. Os parâmetros de forma são obtidos a partir da curva de distribuição dos tamanhos
das partículas (FD) e da porosidade; enquanto que os parâmetros de normalização são determinados
a partir de experimentos de infiltração. O método é apresentado detalhadamente em Souza (2005).
O presente trabalho é uma aplicação da metodologia Beerkan para obtenção das propriedades
hidrodinâmicas {sorvidade S (mm.s-1/2) e condutividade hidráulica Ks (mm.s-1)}. Para isso foi
utilizado o programa BEST (Beerkan Estimation of Soil Transfer Parameters through Infiltration
Experiments) proposto por Lassabatére et al. (2006).
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5
2.3.1 – Determinação das propriedades hidrodinâmicas (S e Ks)
As propriedades hidrodinâmicas S e Ks são obtidas a partir da modelagem dos experimentos
de infiltração proposto por Lassabatère et al. (2006). Nesse método, uma fonte de água circular,
com um dado potencial de pressão da água, sobre uma superfície de solo uniforme e com um
conteúdo de água inicial uniforme (θ0), a infiltração acumulada tridimensional I(t) e a taxa de
infiltração q(t) podem ser aproximadas pelas equações para o regime de fluxo transitório (Eqs. 1a e
b) e estacionário (Eqs. 1c e d) (Haverkamp et al., 1994):
tKSr
tStI s
β−
+θ∆
γ+=
32)( 2
(1a)
β−
+θ∆
γ+= sKS
rtStq
32
2)( 2
(1b)
ββ−
+
+
θ∆γ
=∞+1ln
)1(2)(
22
ss K
StKSr
tI
(1c)
sKSr
qtq +θ∆
γ== ∞+∞+
2)(
(1d)
sendo S a sorvidade [L.T-1/2], r o raio do cilindro [L]; γ igual a 0,75 e β igual a 0,6.
Para a determinação de Ks e S, o BEST utiliza equações, equivalentes as Eqs. (1a) e (1b),
obtidas pela substituição de Ks em função da sorvidade S e da taxa de infiltração no regime
estacionário q+∞, (Eq. 1d) nas Eqs. (1a) e (1b):
tqSr
tStI
β−+
β−
−θ∆
γ+= ∞+3
23
21)( 2 (2a)
β−+
β−
−θ∆
γ+= ∞+qS
rtStq
32
321
2)( 2 (2b)
O ajuste das Eqs. (2a e b) aos dados experimentais da infiltração acumulada (Iexp(t)) é obtido
pela minimização da clássica função objeto dada por:
2
1 exp1
( , , ) ( ) ( )k
s i ii
f S K k I t I t=
= − ∑ (3)
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6
na qual k é o número de pontos considerado no regime transitório. O algoritmo usado na
minimização de f1(S,Ks,k) é o de Marquardt (1963). O desempenho dos ajustes é analisado pelos
valores correspondentes ao erro quadrático médio (EQM):
[ ]
( )∑
∑
=
=
−= k
ii
k
iii
tI
tItIEQM
1
2exp
1
2exp
)(
)()( (4)
Inicialmente, o BEST estima um valor máximo para a sorvidade, SMAX, a partir do ajuste dos
dados experimentais com as Eqs. (2a e b). Neste caso, assume-se um fluxo de água dependente
apenas da capilaridade, considerando (2-β)/3 igual a zero.
Como as Eqs. (1a e b) e (2a e b) são válidas apenas para o regime transitório, é possível que os
ajustes não sejam feitos para todos os valores de k. A sorvidade então é estimada para valores de k
de no mínimo cinco pontos para um máximo de Ntot. SMAX é considerada o valor máximo de toda a
sequência de pontos. Para obter valores positivos de Ks, são levadas em consideração as seguintes
condições: SMAX2 deve ser menor do que a taxa de infiltração no regime estacionário (q+∞) dividido
pelo coeficiente a = γ/r∆θ. Desse modo, a sorvidade máxima SMAX é definida por:
( )5... 1
0 ,obs
obs totMAX NN N
qS MAX MIN S ba+∞
= −
= =
(5)
sendo 3
2 β−=b
Para a obtenção de Ks, é considerado o valor verdadeiro de b. O ajuste é executado
minimizando a função objeto definida pela Eq. (3). Como os ajustes pelas Eqs. (2a eb) nem sempre
são válidos para todos pontos (0...k), o BEST ajusta os dados para um mínimo de cinco pontos a um
máximo de Ntot. Para cada subconjunto de dados que contém os k primeiros pontos, o BEST estima
a sorvidade S(k), a condutividade hidráulica Ks(k) em função de S(k) e da Eq. (1d) para um tempo
máximo tmax(k) definido como:
max 2
14(1 ) gravt t
b= ⋅
− (6)
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7
sendo tgrav o tempo gravimétrico definido por Philip (1969). O tmax(k) é o tempo máximo para o qual
as expressões para o regime transitório são consideradas válidas. Logo, o tempo mais longo do
subconjunto de dados tk é comparado com tmax(k). Os valores de S(k) e Ks(k) são considerados
válidos para tk menores do que tmax(k). Dos valores que cumprirem esta condição, serão escolhidos
aqueles correspondentes ao maior k.
2.4 - Análise estatística e geoestatística
Por meio da estatística descritiva, foram determinadas a média aritmética, o desvio–padrão
amostral e o coeficiente de variação das variáveis analisadas nos 70 pontos distribuídos na bacia.
Para confirmar a hipótese de normalidade da distribuição, utilizou-se o teste de Kolmogorov-
Smirnov (DKS) ao nível de 5 % de significância. Esse procedimento foi importante para o
conhecimento preliminar da distribuição dos parâmetros hidrodinâmicos na bacia.
De acordo com os valores de CV, a variabilidade dessas propriedades foi classificada,
segundo Warrick & Nielsen (1980) em baixa (CV < 12%), média (12% < CV < 62%) e alta (CV >
62%).
A metodologia utilizada para estudar a variabilidade espaço-temporal das propriedades
hidrodinâmicas consiste em assimilar as N observações da variável considerada à uma realização
bidimensional aplicando os princípios da análise geoestatística. O primeiro passo na análise
geoestatística é a verificação da existência de dependência espacial que pode ser estimado pela
seguinte equação:
( )
2
1
1( ) ( ( ) ( ))2 ( )
N L
i iiVD
L Z x L Z xN L =
γ = + −∑ (7)
ou
*
ei
( )( ) LL γγ =
α (8)
sendo γ(L) a função semivariograma, Z(xi) o valor da variável no ponto xi, Z(xi + L) o valor da
variável no ponto xi + L e NVD(L) o número de pares separados por uma distância L, γ*(L) o
semivariograma normalizados (ou escalonados) (Salviano, 1996), e αei é o fator de escalonamento (i
vai de 1 até é o número de variáveis medidas). Os semivariogramas experimentais onidirecionais
foram calculados com o programa geoestatístico SURFER® (Golden software, Colorado, U.S.A.).
3 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1 - Comportamento da infiltração
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8
Os testes de infiltração estão agrupados de acordo com as superfícies dos solos encontrados na
bacia (Fig. 2). Dos pontos amostrados, 30 % dos testes de infiltração na bacia foram conduzidos em
locais com a presença de crostas na superfície (Fig. 2a), 24 % com superfície vegetada (Fig. 2b), 20
% com superfície pedregosa (Fig. 2c), 17% com capim-panasco (Aristida setifolia, H.B.K.) na
superfície (Fig. 2d) e apenas 9 % dos pontos observados com características vérticas (Fig. 2e). As
comparações das lâminas de água medidas, nas diferentes superfícies, demonstram diferenças
efeitos estruturais no fluxo de água (Figura 2).
0
20
40
60
80
100
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Tempo (s)
I (m
m)
Superfícies com crostas
(a)
0
20
40
60
80
100
0 500 1000 1500 2000 2500
Tempo (s)
I (m
m)
Superfície vegetada
(b)
0
20
40
60
80
100
0 1000 2000 3000 4000
Tempo (s)
I (m
m)
Superfície pedregosa
(c)
0
20
40
60
80
100
0 1000 2000 3000 4000
Tempo (s)
I (m
m)
Superfície capim-panasco
(d)
01020304050607080
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Tempo (s)
I (m
m)
Sup. Caract. Vérticas
(e)
Figura 2. Curvas de infiltração acumulada I(mm) na bacia experimental de São João do Cariri
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 9
Nesses ensaios, o tempo de duração da infiltração de água no solo variou de 2.500 s até
6.000 s para uma lâmina acumulada um pouco menor que 80 mm, nas superfícies com crosta (Fig.
2a); de 800 s a 2.200 s para uma lâmina de 90 mm, nas superfícies vegetadas (Fig. 2b), de 1.500 s a
4.000 s para uma variação de lâmina acumulada de 70 a 90 mm, nas superfícies pedregosas (Fig.
2c), de 2.000 s a 3.500 s para uma variação de lâmina acumulada de 58 mm a 90 mm, nas
superfícies com a presença de capim-panasco (Fig. 2d) e de 900 s a 1.200 s para lâminas
acumuladas entre 60 mm e 70 mm, nas superfícies com características vérticas (Fig. 2e). Dessa
forma, é possível observar uma variabilidade significativa dos fluxos de infiltração nas diferentes
superfícies. Isto pode ser interpretado como o efeito mais importante da heterogeneidade local.
3.2. Variação espacial das propriedades hidráulicas
3.2.1. Propriedades físico-hídricas – (ρd, θ0 e θs)
Como o grau de variabilidade é dependente da natureza das propriedades que estão sendo
examinadas, as diferentes propriedades do solo foram agrupadas de acordo com critérios utilizados
por Warrick e Nielsen (1980), ou seja, em função dos seus respectivos coeficientes de variação
(C.V.). Analisando a Tabela 1, pode-se observar que a densidade do solo (ρ) apresentou coeficiente
de variação baixa. Enquanto que θ0 e θs apresentaram coeficientes de variação média,
respectivamente (Tabela 1). A distribuição de freqüência que melhor se ajustou aos dados foi à
distribuição Normal, com nível de significância de 5% de probabilidade (Figuras 3a, b e c).
Figura 3. Teste de distribuição Kolmogorov-Smirnov. N é o número de amostra da população observada; │F(O) – F(t)│máx é a diferença entre freqüência acumulada observada e teórica máxima; DKS é o coeficiente de Kolmogorov – Smirvov para 5 % de significância. │F(O) – F(t)│máx < DKS, aceita a hipótese.
Para as três propriedades, o semivariograma experimental, traduz a inexistência de correlação
espacial entre pontos amostrados, indicando aspecto de pura aleatoriedade. Neste caso, o efeito
pepita poderia ser caracterizado melhor se medições com espaçamentos inferiores a 25 m tivessem
sido realizadas com mais freqüência (Figura 4a).
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 11
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 50 100 150 200 250 300 350 400|L | (m)
γ∗ (|
L|)
(a)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 50 100 150 200 250 300 350 400|L | (m)
γ∗ (|
L|)
(b)
Figura 4. Semivariogramas normalizados experimentais das propriedades físico-hídricas {ρ (●), θ0 (▲) e θs (○)} (a) e das propriedades hidrodinâmicas {S (●) e KS (∆)} (b)
3.2.2. – Propriedades hidrodinâmicas (S e Ks)
De acordo com os critérios de Warrick e Nielsen (1980), S e Ks, apresentaram coeficientes de
variação considerados médio e alto, respectivamente (Tabela 1). Como pode ser verificado na
Figura 3, S e Ks também se aproximam de uma distribuição normal.
Nas análises geoestatíscas relativas a S e Ks (Fig. 4b), também não foi possível determinar
uma estrutura espacial dessas variáveis. Os valores de γ *(L) se confundem com a linha da variância.
A razão para isso está possivelmente relacionada às diferentes superfícies de solo encontrado na
bacia, ou seja, superfícies que se alternam ora com a presença ora com ausência de pedras, de
crostas e da vegetação. Esses comportamentos refletem a variabilidade não explicada ou uma
variabilidade provavelmente não detectada pelas distâncias da malha de amostragem.
4 – CONCLUSÕES
- É possível observar uma variabilidade significativa dos fluxos de infiltração nas
diferentes superfícies do solo. E isso pode ser interpretado como um efeito mais
importante da heterogeneidade local.
- Nas análises geoestatíscas não foi possível determinar uma estrutura espacial das
variáveis (ρ, θ0, θs. S e Ks). Os valores de γ*(L) se confundem com a linha da variância,
ou seja, os valores do semivariograma tiveram comportamentos puramente aleatórios.
- A razão para isso está possivelmente relacionada às diferentes superfícies de solo
encontrado na bacia, ou seja, superfícies que se alternam ora com a presença ora com
ausência de pedras, de crostas e da vegetação. Essas alternâncias refletem a variabilidade
XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 12
não explicada ou uma variabilidade provavelmente não detectada pelas distâncias da
malha de amostragem.
BIBLIOGRAFIA
ANGULO-JARAMILLO, R.; VANDERVAERE, J.P.; ROULIER, S.; THONY, J.L.; GAUDET, J.P.; VAUCLIN, M. (2000). “Field Measurement of soil hydraulic properties by disc and ring infiltrometers : a review and recent developments”. Soil & Tillage Research, 55(1-2), pp. 1-29.
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