Movimento de agua no solo

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Aula sobre Movimento de água no solo, para graduação em Agronomia da UFRGS

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Movimento de agua no solo

  1. 1. Movimento da água no solo
  2. 2. Movimento de água no solo Sempre que no sistema houver diferença de potencial total de água no solo(ψ), pode haver movimento de água no solo.
  3. 3. Energia potencial total da água (Ψ) Ψ= Ψg + Ψp + Ψm + Ψo Sendo: Ψg = potencial gravitacional Ψp = potencial de pressão Ψm = potencial matricial Ψo = potencial osmótico
  4. 4. CURVA CARACTERÍSTICA DE ÁGUA NO SOLO No solo, Ψ m varia de 0 (solo saturado) a 107 cm (solo seco na estufa). Assim, por conveniência, é expressa como: pF = Log (- Ψ M ) Log (- Ψ M) sendo Ψ M expresso em bar (1 cm de água = 981 bar ou 1 bar = 0,1 pa). 7 6 5 4 3 2 1 0 silte argila areia Teor de umidade Saturação
  5. 5. Diferenças de umidade nas diferentes camadas do solo provocam movimento de água: • camadas superficiais mais secas: movimento ascendente • todo o solo úmido: movimento descendente
  6. 6. Solo saturado sobre camada impermeável •A 0,20m Lâmina de água •B 0,20m •C Solo Camada impermeável Nesse caso: gradiente ψ g= gradiente pois gradiente ψ g= dg gradiente ψ p= dg ψp
  7. 7. Todo o solo úmido: movimento descendente Caso de uma chuva prolongada e intensa: 0,10 1,0 0,30 0,50 Movimento de água 0,5 Gradiente gravitacional Profundidade (m) Umidade do solo (cm3/cm3) 2,0 Drenagem interna
  8. 8. Camada superficial mais seca: movimento ascendente 0,20 0,40 0,60 0,30 Movimento de água 0,10 Gradiente Profundidade (m) Umidade do solo (cm3/cm3) 0,50 MAIOR POTENCIAL MATRICIAL
  9. 9. A água pode mover-se em qualquer sentido e direção de acordo com a distribuição dos potenciais de água no solo e dos gradientes gerados.
  10. 10. Condutividade hidráulica Definição: Parâmetro que mede a facilidade com a qual o solo transmite água. Maior a condutividade hidráulica maior será a facilidade da água se movimentar no solo. 3 Q cm cm K= = = 2 A ∗ t cm ∗ s s Onde: Q=volume de água (cm3) A= área (cm2) t= tempo (s)
  11. 11. Condutividade hidráulica (K) A condutividade hidráulica do solo é tanto maior quanto maior for a umidade do solo. Valor máximo de K ocorre quando o solo está saturado - condutividade hidráulica saturada. k ∗ ρe ∗ g K= η Onde: k= permeabilidade intrínseca (cm2) que depende do arranjo geométrico das partículas e da umidade. ρ e= massa específica do fluido (g/cm3) g= aceleração da gravidade (cm/s2) η= viscosidade do fluido (g/cm s)
  12. 12. k ∗ ρe ∗ g K= η Pode-se considerar que ρ e= massa específica do fluído (g/cm3), g= aceleração da gravidade (cm/s 2) e η= viscosidade do fluido (g/cm s) são constantes. k varia em função da umidade do solo. Assim, Solos não saturados: K é função da umidade Solos saturados: o K é constante
  13. 13. Equação utilizada para quantificar o movimento de água no solo. Equação de Darcy: q = − K (cm / s ) ∗ grad .ψ (cm / cm) = cm / s Dois Fatores !
  14. 14. D Atmosfera Ψ=-5 a -20MPa Ψ A> Ψ B> Ψ C> Ψ D C para D - ocorre mudança de estado Ψ=-0,03 a -1MPa C Planta B para C - transporte ocorre via xilema Solo Ψ=-0,01 a -0,02MPa A B Ψ=-0,1 a -0,5MPa q = − K ∗ grad .ψ = cm / h
  15. 15. Atmosfera D fatores importantes: radiação solar, vento e umidade relativa do ar. Planta fatores importantes: C atividade, distribuição e profundidade radicular, condição de sanidade do xilema, arquitetura foliar. Solo fatores importantes: umidade, relação ψ e θ e K A B
  16. 16. • Enquanto o fluxo de água atender à demanda atmosférica, a planta desenvolve-se adequadamente. • Quando não atender mais, a planta murcha. • Quanto maior a perda de água e mais longo o período de murcha, tanto mais irreversível o processo. • Devido a isto, devem ser definidos a quantidade de água do solo que é disponível para as plantas, não havendo falta nem excesso
  17. 17. O que acontece com o movimento de água no solo quando o solo não é uniforme?
  18. 18. Solo com camada compactada Camada impermeável H2O H2O NãoCompactado Compactado
  19. 19. Camada arenosa sobre camada argilosa H2O Água começa a passar para a camada argilosa assim que entrar em contato com ela H2O
  20. 20. Camada argilosa sobre camada arenosa H2O Água começa a passar para camada arenosa quando a camada argilosa saturar H2O
  21. 21. Camadas arenosa-argilosa-arenosa H2 O Wet & Dry Layers H2 O
  22. 22. Solos irregulares H 2O Patchy Soil Moisture H2O
  23. 23. VÍDEO: “How water moves in the soil”

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