Avaliação experimental de um modelo numerico para o processo de redistribuição da agua no solo

Abstract

Resumo: Para simular o processo transiente da redistnouição da água no solo, para a direção vertical, PREVEDELLO (1996) desenvolveu um modelo numérico em linguagem BASIC de programação (Beginner's All-purpose Symbolic Instructional Code). O desenvolvimento do modelo baseou-se na linearização da equação de RlCHARDS (1931), à qual governa o movimento da água no solo, através da utilização de uma simplificação da relação entre a condutividade hidráulica e a tensão da água (K ('I'm )), sugerida por van GENUCHTEN (1980), e aliando a utilização da técnica iterativa de Newton-Raphson para solução de equações não-lineares. Para testar o desempenho do modelo em predizer a variação em umidade "() ) e tensão da água ('I'm ) no tempo e no espaço, foram escolhidos dados da literatura de dois materiais porosos com diferentes propriedades hidráulicas. Dessa forma, foram escolhidos uma areia marinha estudada por CHO et alo (1977) e um latossolo vermelho amarelo textura média, estudado por LIBARDI (1978). Os resultados encontrados permitiram as seguintes conclusões: (i) em ambos os materiais porosos estudados o desempenho do modelo foi altamente satisfatório, onde os perfis de umidade e de tensão da água transladaram-se satisfatóriamente no tempo; (ii) o modelo também foi capaz de prever muito bem o comportamento da densidade de fluxo em função do tempo; (iü) os maiores desvios do modelo em relação aos de campo foram encontrados nos tempos iniciais. do processo de redistribuição da água, devido à limitação da teoria pela simplificação realizada na equação de van GENUCHTEN (1980) por PREVEDELLO (1996), muito embora esses desvios representem apenas 0,2 % do tempo total estudado no experimento em duna de areia, e 2,5 % para o latossolo; (iv) o desempenho do modelo foi ligeiramente superior para a areia marinha em relação ao latossolo, devido, provavelmente, à maior homogeneidade nas propriedades hidráulicas da areia.

Abstract: To simulate the transient process of the redistribution of water in the soil, to the vertical direction, PREVEDELLO (1996) developed a numeric model in BASIC language of program (Beginner's All-purpose Symbolic Instructional Code). The development of the model was based on the linearization of RICHARD'S equation (1931), that rules the movement of water in the soil, through the use of a simplified relation between the hidraulic condutivity and the water tension (K (y/m )), proposed by van GENUCHTEN (1980), and allying the use of the iterative technique of Newton-Raphson to the solution of non-linear equations. To test the performance of the model in prediction of water content (0 ) and tension (y/m ) in time and space, data was chosen from literature of two porous materials with different hidraulic properties. This study choosed marine sand studied by CHO et al. (1977) and a sandy phase red yellow latosol (Haplustox) studied by LIBARDI (1978). The obtained results allowed the following conclusions: (i) in both porous materials studied the behaviour of the model was highly satisfactory, where the profiles of humidity and the water tension aligned satisfactorily in the time; (ii) the model was also able to predict very well the behaviour of the density of the flux in relation to time; (iii) the largest deviations of the model in relation to those of the field were found at the initial times of the process of redistribution of water, due to the limitation of the theory by simplification in van GENUCHTEN's equation (1980), performed by PREVEDELLO (1996), though these deviations represent only 0,2 % of the total time studied over the experiment in sand dune, and 2,5 % for latosol; (iv) the performance of the model was slightly superior for the marine sand in relation to that for the latosol, probably due to the higher homogeneity of the hidraulic properties in the sand.