Desempenho de uma lagoa de infiltração na absorção de cheias e na recarga de aquífero

A type of macro drainage solution widely used in urban areas with predomi-nance of closed catchments (basins without outlet) is the implementation of detention and infiltration reservoirs (DIR). This type of solution has the main function of storing surface runoff and to promote soil infiltration and, consequently, aquifer recharge. The practice is to avoid floods in the drainage basin low-lying areas. The catchment waterproofing reduces the distributed groundwater recharge in urban areas, as is the case of Natal city, RN. However, the advantage of DIR is to concentrate the runoff and to promote aquifer recharge to an amount that can surpass the distributed natu-ral recharge. In this paper, we proposed studying a small urban drainage catchment, named Experimental Mirassol Watershed (EMW) in Natal, RN, whose outlet is a DIR. The rainfall-runoff transformation processes, water accumulation in DIR and the pro-cess of infiltration and percolation in the soil profile until the free aquifer were mod-eled and, from rainfall event observations, water levels in DIR and free aquifer water level measurements, and also, parameter values determination, it is was enabled to calibrate and modeling these combined processes. The mathematical modeling was carried out from two numerical models. We used the rainfall-runoff model developed by RIGHETTO (2014), and besides, we developed a one-dimensional model to simu-late the soil infiltration, percolation, redistribution soil water and groundwater in a combined system to the reservoir water balance. Continuous simulation was run over a period of eighteen months in time intervals of one minute. The drainage basin was discretized in blocks units as well as street reaches and the soil profile in vertical cells of 2 cm deep to a total depth of 30 m. The generated hydrographs were transformed into inlet volumes to the DIR and then, it was carried out water balance in these time intervals, considering infiltration and percolation of water in the soil profile. As a re-sult, we get to evaluate the storage water process in DIR as well as the infiltration of water, redistribution into the soil and the groundwater aquifer recharge, in continuous temporal simulation. We found that the DIR has good performance to storage excess water drainage and to contribute to the local aquifer recharge process (Aquifer Dunas / Barreiras).

Abordagem rítmica probabilística aplicada em análises de fluxo e estabilidade de taludes

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2015.

Fração de mineralização de nitrogênio de lodos de esgoto.

Os lodos de esgoto atuais correspondem a uma fonte potencial de riscos à saúde pública e ao ambiente (CONAMA, 2006). No Brasil, trabalhos técnicos relatam aumentos de produtividade em diversas culturas e/ou sistemas de produção com o uso agrícola de lodos de esgoto. Porém, esses resultados agronômicos só podem ser considerados positivos se não houver prejuízo ao ambiente, e há poucas informações disponíveis quanto ao efeito ambiental desses resíduos, em nossos solos. Dessa forma, para garantir o uso adequado de lodos de esgoto como condicionadores de solos agrícolas, diversos requisitos devem ser avaliados, visando-se evitar ou limitar problemas que possam decorrer do uso dessa prática, seja no solo, nos cultivos ou no ambiente em geral. Em lodos de esgoto, é economicamente relevante o seu elevado teor em nitrogênio (N). Esse nutriente, quando aplicado na maioria dos solos tropicais, tem efeito fertilizante visível no desenvolvimento e na produtividade das culturas, mas também é um poluente potencial de águas subsuperficiais se aplicado em excesso. Por esse motivo, o potencial de mineralização de N orgânico contido em lodos de esgoto é um dos critérios técnicos considerados para o estabelecimento de doses de aplicação seguras, que gerem N mineral em função da capacidade de absorção das raízes, minimizando-se a lixiviação de nitrato no perfil do solo. O objetivo deste trabalho foi estimar a fração de mineralização (FM) do N orgânico de lodos de esgoto aplicados em Latossolo, utilizando-se a metodologia de lixiviação em colunas de percolação.

Contribuição à gestão ambiental de lodo de esgoto em solos tropicais: determinação da fração de mineralização de compostos nitrogenados.

As quantidades de lodo de esgoto a serem aplicadas a solos agrícolas são determinadas em função de diversos critérios. Um desses critérios considera a quantidade de nitrogênio inorgânico que o resíduo poderá gerar no solo, como nitrato, durante sua mineralização. A prática vigente atualmente no Brasil para definição de dosagens de lodo de esgoto a aplicar em solos agrícolas é determinada pelo CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Na Resolução 375, publicada em 2006 por esse órgão, recomenda-se a utilização do valor de 20% de disponibilização de N para lodos de esgoto que passem pelo tratamento anaeróbio. Esse valor, entretanto, baseia-se em dados obtidos para solos em climas temperados. Em solos tropicais, já se dispõe de dados de pesquisa, que preconizam índices de disponibilização de N superiores aos da atual legislação. Como o nitrato é altamente lixiviável no perfil do solo, se for gerado em quantidades superiores às absorvidas pelas plantas, torna-se um poluente potencial de águas subsuperficiais. Por essa razão, há necessidade de pesquisas com maior número de solos, dada a grande extensão do território brasileiro, visando-se o estabelecimento e validação de índices locais de disponibilização de N em solos tratados com lodos de esgoto. Porém, ainda não se dispõe de um protocolo específico para a determinação da fração de mineralização de compostos nitrogenados de lodos de esgoto utilizados na agricultura. Visando contribuir para isso, foi estabelecido neste trabalho um protocolo para a determinação da fração de mineralização de compostos de N presentes em lodos de esgoto, quando aplicados em solos agrícolas. Nele, são estabelecidas, passo a passo, as etapas para a estimativa desse índice, utilizando-se as metodologias usuais no Brasil em análises de solo e de resíduos. São apresentados ao final do protocolo resultados experimentais que mostram taxas de mineralização de nitrogênio superiores a estipulada na atual legislação.

Deficiencia hidrica no consorcio milho x caupi.

Milho (Zea mays L.), cv. Jatina C-3 anao e caupi (Vigna unguiculata L.) Walp), cv. Pitiuba, cultivados isoladamente e em consorcio, foram submetidos a estresse hidrico em duas fases distintas do ciclo biologico. O trabalho foi realizado em campo, de novembro de 1982 a marco de 1983, em Petrolina,PE. O nivel de estresse hidrico foi determinado em funcao das caracteristicas fisico-hidricas do solo. A irrigacao era feita quando a tensao da agua no solo atingia - 0,3 a 0,4 MPa nas parcelas estressadas e 0,02 a 0,03 MPa nas parcelas controle. A variacao do teor de agua na planta e no perfil do solo foi monitorada atraves do potencial hidrico foliar e do metodo gravimetrico, respectivamente. O efeito do estresse hidrico nas plantas foi avaliado determinando-se a taxa de crescimento da cultura, producao de graos e componentes de producao. O milho mostrou-se muito sensivel a deficiencia hidrica, com efeito mais pronunciado na fase reprodutiva; a reducao no seu rendimento foi mais expressiva em cultivo isolado. A produtividade do caupi nao foi afetada pelo nivel de estresse hidrico, pelo sistema de cultivo consorciado, devido a elevada reducao do numero de vagem/planta. O consorcio milho x feijao foi mais eficiente em termos de uso eficiente da terra em condicoes de deficiencia hidrica. O milho apresentou maior estabilidade de producao quando consorciado com caupi.

Drenagem subterranea no Perimetro Irrigado de Manicoba: criterios de dimensionamento e avaliacao de performance.

Os trabalhos foram conduzidos num sistema de drenagem subterranea entubado (1,5 ha), instalado nos solos classe 3 do P.I. de Manicoba, BA, para observar a aplicabilidade das equacoes de escapamento de drenos usados, conferir alguns parametros hidrologicos dos solos e ajustar parametros de dimensionamento. Foram consederadas variaveis o espacamento entre drenos e uma combinacao de materiais de envoltura. O espacamento de drenagem foi calculado baseado em parametros determinados "in loco" e usando as equacoes de Hooghoudt e Glover e Dumm. O duplo do espacamento calculado foi considerado como variacao deste parametro. As variacoes do lencol freatico e as vazoes dos drenos como resposta as recargas de irrigacao superficial (sulcos) e chuvas foram levantadas para drenose espacados 15 e 30m , acompanhando os regimes de umidade do perfil do solo. Assim mesmo, foram determinadas, em analise de laboratorio, as caracteristicas quimicas e a quantidade de sedimentos das aguas de drenagem. Resultados do estudo mostraram que o espacamento calculado manteve melhor regime de umidade no perfil do solo. A descarga maxima instantanea dos drenos e de 8 a 10 mm/d, caindo a 4 mm/d ou menos no terceiro dia apos a recarga. O lencol freatico manteve entre 0,6 e 1,0 m embaixo da superficie na area com L = 30 e entre 1,2 e 1,50 na area com L = 15 m. Demonstrou-se a contribuicao desprezivel da camada embaixo dos drenos ao fluxo subterraneo, e a precisao do metodo do furo de trato (auger hole) na determinacao da condutividade hidraulica.(...).

Mineralização de compostos nitrogenados após aplicações de lodos de esgoto em quatro cultivos de milho.

O teor de N disponível em solos tratados com lodo de esgoto é um dos fatores restritivos à aplicação do resíduo em grandes volumes na agricultura, e deve ser utilizado nas normas que regulamentam seu uso agrícola com o fim de evitar a contaminação ambiental do solo e corpos d?água com nitrato. Quando se aplica o resíduo pela primeira vez em um solo, a disponibilização de N mineral a partir de compostos orgânicos naturais do solo não é diretamente considerada no cálculo da taxa de aplicação máxima, e este procedimento é comum também nas recomendações de adubação mineral. Porém, a aplicação continuada desses resíduos pode causar efeitos residuais acumulativos na geração de N mineral, o que implicaria recomendações específicas para reaplicações em uma mesma área. O objetivo deste trabalho foi avaliar a disponibilidade potencial de N mineral em um Latossolo previamente tratado com lodos de esgoto e com quatro cultivos sucessivos de milho. Amostras de solo da camada de 0?20 cm foram coletadas em subparcelas de um experimento realizado em campo, entre 1999 e 2002, em Jaguariúna (SP), onde foram aplicados 0, 14.716, 29.432, 58.864 e 117.728 kg ha-1 de lodo de origem urbana (Franca, SP) e 0, 22.700, 45.400, 90.800 e 181.600 kg ha-1 de lodo produzido a partir de esgotos urbanos e industriais (Barueri, SP). As doses foram parceladas em quatro aplicações anuais consecutivas. Em laboratório, essas amostras foram incubadas durante 15 semanas. As análises iniciais dos solos evidenciaram que houve efeito residual das aplicações prévias dos lodos sobre o acúmulo de N orgânico e de nitrato. No final da incubação, houve acúmulo de N inorgânico no solo e diminuição do pH em função da maior geração de nitrato com as doses crescentes dos lodos de esgoto. O potencial de mineralização estimado pelo modelo exponencial simples foi de 28 mg kg-1 de N no tratamento sem lodo, e crescente, de 28 para 100 mg kg-1 de N, nos tratamentos com lodo de Franca, e de 40 para 113 mg kg-1 de N tratamentos com lodo de Barueri. Concluiu-se que os efeitos residuais acumulados no solo devem ser considerados quando se pretender fazer novas aplicações de lodos de esgoto num mesmo local. Os potenciais de mineralização de compostos de N do solo e do lodo que será utilizado, além do acúmulo de nitrato no perfil do solo, devem ser determinados e considerados para o cálculo da dose da próxima aplicação.

Movimento da atrazina numa terra roxa estruturada eutrófica.

Verificou-se o deslocamento de atrazina no perfil do solo, em função do movimento da água e do tempo de aplicação, e possíveis influencias de fluxos preferenciais sobre a lixiviação. O trabalho foi conduzido em uma Terra Roxa Estruturada eutrófica de textura argilosa, em Piracicaba-SP, no período de junho de 92 a fevereiro de 93. Foram instalados 2 experimentos, sendo um com a cultura do milho irrigado (experimento 1) e o outro em solo nu (experimento 2). O experimento 1 foi instalado em uma área de 1000m2 sobre a qual se demarcou duas parcelas de 12m x 12m separadas uma da outra por 18m. Uma parcela foi irrigada e a outra fertirrigada . O experimento 2 foi instalado em duas parcelas de 7m x 7m, separadas uma da outra por 5m. Em uma das parcelas do experimento 2 aplicou-se previamente 1000kg de calcario/ha para elevar a saturação de bases para 88%, alem de 500kg de gesso/ha. Cada parcela do experimento 2 foi constituída de 3 linhas de instrumentos e os resultados obtidos para cada linha foram comparados entre si para verificação de fluxo preferencial. A atrazina foi aplicada na dosagem de 6,3l/ha no experimento 1 e 6kg do principio ativo/ha no experimento 2. Os resultados mostraram intensa lixiviação da atrazina em todo o perfil do solo ate 150cm de profundidade já na primeira coleta efetuada 7 dias apos a aplicação. A parcela 2 do experimento 2 , apesar de não ter recebido calcario, mostrou perdas de atrazina por lixiviação muito maiores que a parcela 1. O solo apresentou pequena capacidade de adsorção de atrazina (máximo em torno de 10% na camada de 0-30cm).

Caracterização e classificação de plintossolos no município de Pinheiro-MA.

Objetivou-se neste trabalho caracterizar e classificar quatro Plintossolos localizados no município de Pinheiro-MA, de forma a validar novas classes propostas no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Foram selecionados quatro pedons em pontos distintos da paisagem: terço superior, médio, inferior e base da encosta, tendo como material de origem arenitos ferruginosos da Formação Itapecuru e sedimentos coluviais e aluviais. Os perfis foram morfologicamente descritos e os horizontes avaliados quanto às propriedades físicas, químicas e mineralógicas. Os três perfis localizados ao longo da encosta foram classificados como Plintossolos Argilúvicos, e o situado na transição para a várzea, como Plintossolo Háplico. Três perfis apresentaram caráter concrecionário no perfil de solo, identificando os solos como petroplínticos no quarto nível categórico. Todos os solos apresentaram caráter alítico, indicando ambiente de formação de solos diferenciado nesta localidade do Estado do Maranhão, que favorece a preservação de argilominerais de alta atividade juntamente com elevada acidez do solo. As classes inseridas no SiBCS, na ordem dos Plintossolos, se mostraram adequadas para classificar os perfis e contemplam as variações relacionadas ao ambiente pedogenético.

Mineralogia e micromorfologia de solos esqueléticos do bioma Cerrado, no leste de Goiás.

A grande quantidade de material mineral com diâmetro maior que 2 mm de alguns solos do bioma Cerrado é uma característica de interesse em se tratando de formação, classificação, uso e manejo desses solos. Com o objetivo de contrastar atributos morfológicos, físicos, químicos, mineralógicos e micromorfológicos desses solos, com caráter esquelético, foram estudados perfis de Plintossolos Pétricos e Cambissolos Háplicos no leste de Goiás, comparando-os, também, com outros perfis semelhantes descritos na literatura. Cada perfil de solo (seis ao todo) correspondeu a uma trincheira, que permitiu a descrição morfológica e as amostragens, realizadas em duas profundidades, totalizando 12 amostras. Os corpos de petroplintita das frações mais grosseiras da terra fina contribuem para aumentar o Fe2O3 do ataque sulfúrico dos Plintossolos. As relações Feo/Fed são, de forma generalizada, muito baixas, refletindo a elevada estabilidade das formas cristalinas de Fe. Os Plintossolos e os Cambissolos estudados apresentam valores médios de Ki e Kr relativamente baixos quando comparados com outros solos das mesmas classes e com caráter esquelético do bioma Cerrado. A ausência de hematita na fração argila dos solos estudados reflete um processo de xantização do pedoambiente mais úmido das bordas da chapada, local de ocorrência dos Plintossolos, cujo material erodido contribui para formação dos Cambissolos. A hematita só aparece na fração areia dos Plintossolos, associada aos corpos de petroplintita. Magnetita/maghemita foram identificadas nas duas classes de solos. Nos Cambissolos, a detecção de mica por difração de raios X da fração areia e de minerais com cores de interferência fortes nas lâminas delgadas, além dos maiores valores das relações Ki e Kr, realçam a presença de material menos intemperizado, relativamente aos Plintossolos. A pequena quantidade de plasma, 10 % em relação à área das lâminas delgadas, confirma o caráter esquelético dos solos estudados. Os Plintossolos apresentam estrutura granular adensada. Os Cambissolos apresentam o espaço poroso menos conectado e dominado por alvéolos e canais, com microestrutura de grãos com películas.

Estudo de parâmetros físicos, químicos e hídricos de um latossolo amarelo, na região amazônica.

O presente estudo objetiva caracterizar informações sobre atributos físicos, químicos e, principalmente, hídricos de um perfil de solo sob um sistema agroflorestal com o intuito de contribuir para o conhecimento básico e uso racional das terras amazônicas.

Variabilidade dos parâmetros da equação que relaciona a condutividade hidráulica com a umidade do solo no método do perfil instantâneo

A condutividade hidráulica é uma das mais importantes propriedades do solo para estudos que envolvem a infiltração da água, o movimento da água dentro do perfil, bem como para as raízes das plantas e para a drenagem interna. O conhecimento da função condutividade hidráulica versus umidade (K(θ)) é essencial para esses estudos; no entanto, a informação disponível sobre a variabilidade dos parâmetros empíricos dessa função é escassa. Com o objetivo de conhecer a variabilidade desses parâmetros, realizaram-se, neste trabalho, em doze locais do mesmo solo, observações da condutividade hidráulica em função da umidade do solo pelo método do perfil instantâneo, dentro de uma área de 1.000 m². A equação utilizada para K(θ) foi K = K0.exp[γ(θ-θ0)], em que K0 e θ0 são os valores de K e θ, respectivamente, para o tempo zero de redistribuição da água. As medições de umidade e potencial mátrico foram feitas ao longo de 50 dias, aproximadamente, em nove profundidades entre 0,2 e 1,0 m. Os resultados mostraram que coeficientes de variação em torno de dois a três foram obtidos para os valores de K0 na maioria das profundidades e que os valores de γ apresentaram coeficientes de variação menores, em torno de 0,2 a 0,5, maiores na superfície e menores em profundidade. Concluiu-se que os valores de umidade versus tempo ajustaram-se muito bem a uma equação potencial e os de potencial total versus profundidade muito bem a uma equação polinomial de segundo grau. Os resultados indicaram que a relação de K versus θ, determinada pelo método do perfil instantâneo em uma área de alguns metros quadrados, não foi representativa de área muito maior.

Parametrização do método do perfil instantâneo para a determinação da condutividade hidráulica do solo em experimentos com evaporação

A condutividade hidráulica do solo é uma propriedade cuja quantificação é essencial para qualquer estudo que envolva o movimento da água no solo. Os métodos para sua determinação baseados na drenagem interna, como o do perfil instantâneo - MPI, são os mais empregados, restringindo-se à determinação da condutividade hidráulica entre a condição de solo saturado e a umidade na capacidade de campo. Com a finalidade de obter a condutividade hidráulica para menores valores de umidade, propôs-se um método de emprego do MPI com evaporação, apresentando-se o procedimento para a determinação do plano de fluxo zero e estimativa da densidade de fluxo. Demonstrou-se a aplicação do método, obtendo-se resultados de condutividade hidráulica para a camada superficial de um perfil monitorado a partir de um experimento de campo realizado durante um período de 12 dias. A profundidade máxima do plano de fluxo zero estimado foi de aproximadamente 0,50 m. A faixa de umidade obtida variou de 0,25 a 0,21 m³ m-3, valores complementares aos obtidos em experimentos sem evaporação no mesmo local. Os resultados indicaram a viabilidade do método, útil especialmente para se estender à faixa de umidade obtida na camada superficial de tais experimentos.

Modelo para estimativa da infiltração de água e perfil de umidade do solo

A adequada modelagem da infiltração de água no solo é fundamental para estimação do movimento de água, erosão hídrica, recarga e contaminação de aquíferos. Este trabalho apresenta um modelo para estimativa da infiltração de água no solo (GAML-c), com base no modelo de Green-Ampt-Mein-Larson, que provê descrição da geometria e do deslocamento da frente de umedecimento no solo. Testes experimentais foram conduzidos em Latossolo Vermelho-Amarelo para avaliar o GAML-c, usando-se quatro diferentes cenários: considerando a condutividade hidráulica do solo igual à taxa de infiltração estável (Tie) e a umidade máxima do solo igual ao teor de água na zona de transmissão (θw) (TW); condutividade hidráulica do solo igual à do solo saturado (K0) e a umidade máxima do solo igual θw (KW); condutividade hidráulica do solo igual à Tie e a umidade máxima do solo igual ao teor de água na saturação (θs) (TS); e condutividade hidráulica do solo igual a K0 e a umidade máxima do solo igual θs (KS). Verificou-se que o GAML-c no cenário TW foi o melhor estimador do perfil de umidade do solo, resultando em aceitáveis estimativas da infiltração de água.

Análise da determinação da condutividade hidráulica do solo pelo método do perfil instantâneo

A condutividade hidráulica do solo K é uma propriedade que expressa a facilidade com que a água nele se movimenta; é importante para o manejo do solo, para a produção das culturas e para a preservação do solo e do ambiente. A determinação da condutividade hidráulica pode ser feita por métodos de laboratório e de campo; o primeiro, com maior controle das condições experimentais e, o segundo, com menor grau de perturbação no solo. Dentre os métodos de campo, o mais utilizado é o do perfil instantâneo, tanto o original como o modificado, em que se obtém teoricamente uma relação entre o conteúdo de água θ e o tempo de redistribuição t, supondo gradiente de potencial total igual a um. No intuito de realizar uma análise mais profunda desse método, foi desenvolvido um estudo com o objetivo de verificar a possibilidade de se obter uma relação do conteúdo de água no solo, em função do tempo de redistribuição sem a suposição da existência de gradiente de potencial total unitário. O estudo foi desenvolvido com dados de quatro solos e a validação da relação proposta foi realizada por comparação da função K(θ) obtida a partir dela com a alcançada tradicionalmente. Com base na análise dos resultados, pode-se concluir que a relação proposta entre θ e t para o método do perfil instantâneo apresentou-se válida e que o gradiente de potencial total pode influir tanto o parâmetro γ como o parâmetro K0 da equação K = K0 exp [γ (θ-θ0)], ajustada aos dados experimentais. No caso específico dos solos avaliados neste trabalho, o gradiente de potencial teve baixa influência no parâmetro γ, comparada à sua influência no parâmetro K0, levando à possibilidade de uso de um gradiente de potencial total médio para obtenção da função K(θ). Além disso, observou-se que o procedimento para o cálculo da densidade de fluxo a partir da curva da armazenagem em função do tempo de redistribuição da água é muito mais simples do que o procedimento original utilizado no método do perfil instantâneo.