Aula 25- - Irrigação

March 26, 2018 | Author: Suelen Balbino | Category: Soil, Irrigation, Earth & Life Sciences, Physical Geography, Natural Materials


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Drenagem na AgriculturaDisciplina: Irrigação e Drenagem Disciplina: Prof.: Prof .: Marcos Eric Introdução  Conceito:   Objetivos na agricultura    Remoção, por meio artificiais, o excesso de água acumulado no perfil ou na superfície do solo Proporcionar condições ideais ao crescimento e desenvolvimento das culturas Aumentar a produtividade Benefícios     Aumentar a produtividade Adubação nitrogenada Aumentar área agricultável Melhorar a saúde publica e animal Métodos de drenagem  Natural   Quando a própria força da água é responsável pela retirada do excesso de água do solo Artificial   Quando a natural não é suficiente ou quando há ação antrópica Tipos: 1 Efeitos da falta de drenagem  De forma geral     Indisponibilidade de nutrientes Indisponibilidade de oxigênio Ocorrência de compostos tóxicos Propriedades físicas  Aeração: processo dinâmico de trocas gasosas na porosidade do solo  Lei de Fick ∆C q = −D × L q = fluxo de gases no solo D = constante de difusividade ∆C = gradiente de concentração de ar L = distância para deslocamento do ar Efeitos da falta de drenagem  Propriedades físicas    Textura  Desarranjo nas partículas: Silte Silte... 2002) 2 .. (Custódio et al. redução Ferro . Giberélico) Feijão sob alagamento. Argila Estrutura  Quebra devido ao desbalanceamento dos minerais no solo (principalmente Na+) Temperatura Q = m × θ × ∆T  O calor específico da água é cinco vezes maior que o do solo Propriedades químicas   Nitrogênio .. Areia.. aumento Efeitos da falta de drenagem  Nas Culturas    Fonte: Carvalho & Ishida. 2002 Sustentação Absorção de água e nutrientes Síntese de hormônios (Ac. . deve deve--se aplicar uma fração adicional de água.Necessidade de Lixiviação  Em regiões áridas e semi semi--áridas áridas. a cada irrigação água irrigação.. (Ayers & Westcot. Sob tais condições condições.. 1999) Figura 11: salinidade esperada... principalmente principalmente.. a água de irrigação pode ser salina e prejudicar a cultura cultura.. 1999) 3 . após equilíbrio.  Fração de lixiviaç lixiviação ão (FL) (FL)::  Onde: Lx FL = Ln Lx: lamina de lixiviação Ln: lamina necessária para satisfazer a ETc e a lixiviação Necessidade de lixiviação  Após equilíbrio FL pode ser estimado por: CE d = CE a FL Onde: CEd: Condutividade elétrica da água de drenagem CEa: Condutividade elétrica da água de irrigação Figura 10: perfil de concentração de sais (Ayers & Westcot. para lixiviar o excesso de sais e prevenir a salinização do solo solo. 0 dS m-1 Laranjeira 1.5 dS m-1 Milho doce 1.5 dS m-1 Videira 1.5 dS m-1 Arroz 3.0 dS m-1 Alfafa 2. 2007) Necessidade de lixiviação  Calculo da necessidade de lixiviação (NL)  Rhoades. 1974.0 dS m-1 Tomate 2. (Ayers & Westcot.: CEes é obtido de acordo com a salinidade limiar da cultura.0 dS m-1 Pimentão 1. (Brito. Rhoades & Merril.1825x + 2.7 dS m-1 Pomelo 1. 1999) y = 1.7 dS m-1 Feijão Fava 1.8 dS m-1 Soja 5.9898 0 1 2 3 4 CE água (dS m-1) Figura 11: fator de concentração de sais em substrato em mudas cítricas.Tabela 1: Fatores de concentração (fc) para estimar a salinidade do extrato de saturação (Ayers & Westcot.7 dS m-1 Trigo 5.5 dS m-1 Morangueira 1. 1999) . 1976: NL =  CE a 5CE es − CE a Obs.0 dS m -1 Beterraba 4. Fator de Concentração CE(dSm-1) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Figura 12: efeito da CEa sobre a CEes na zona radicular para várias frações de lixiviação. Lamina necessária (Ln) Ln = Etc 1 − NL Onde: ETc: evapotranspiração da cultura NL: necessidade de lixiviação Salinidade Limiar das culturas Cultura Salinidade Limiar (CEes) Cultura Salinidade Limiar (CEes) Algodoeiro 7.7 dS m-1 Feijão 1.934 2 R = 0.3 dS m-1 4 .7 dS m-1 Milho 1. A umidade desejada no solo.45 m³/m³.Diagnóstico da necessidade de drenagem  Introdução     Topografia Pedologia Propriedades físico hídricas do solo Nível freático Diagnóstico da necessidade de drenagem  Propriedades do solo  Porosidade do solo: porção do solo ocupada pelo ar e água α = porosidade total  α = 1 −    dg   *100 dp  dg = densidade global dp = densidade das partículas Importante se determinar a macro e microporosidade Porosidade livre (β (β) β = α . apresentando uma camada de impedimento a 1. 5 . Determinar:     O Volume de água no solo.θd θd = estado de umidade desejado α = porosidade total ‘Β’ ideal: entre 10 e 14% Exercício  Considerando uma área com 20 ha. havendo um altura de encharcamento de 70 cm com umidade (α (α) de 0.10 m. O volume de água drenável. desejando--se uma porosidade livre de água de 12% em base desejando de volume. A lâmina de água equivalente ao volume de água drenável. W) / 4 D ko = 4000*r 2 * ∆y y (H + 20*r)*(2 − m )* ym ∆t H Camada Impermeável 6 .Diagnóstico da necessidade de drenagem  Propriedade do solo  Condutividade hidráulica  Capacidade do solo transmitir água em meio saturado ( não transiente) ou não saturado (transiente)  Dado pela equação de Darcy q = fluxo de água no solo − K o ∆Ψ Ko = condutividade hidráulica do solo q= ∆Ψ = gradiente de potencial ∆x V q= A× t ∆x = diferença de nível entre os pontos Diagnóstico da necessidade de drenagem  Propriedades do solo  Condutividade hidráulica  Determinação Trena com bóia Estaca Superfície do solo W Y0 H D Camada Impermeável  Continuação W yt yo H Nível de recuperação útil ∆y Leituras úteis: ∆y ≤ (yo . Exercício  Considerando os dados abaixo: calcular a condutividade hidráulica com tempo de 105 s 20cm 40cm 100cm 120cm 80cm Nível de recuperação útil ∆y r = 3.0 m 7 .8 cm Leituras úteis: ko = 50cm ∆y ≤ (yo .0m  Zonas Áridas e semisemi-áridas: 2.W) / 4 4000*r 2 * ∆y (H + 20*r)*(2 − y )* y ∆t H Camada Impermeável Diagnóstico da necessidade de drenagem  Propriedades do solo  Condutividade hidráulica: Determinação  Método do Poço seco  Usado quando não há presença de lençol freatico  Método do Permeametro de carga  Método de laboratório  Usa amostra de solo inderformada  Menor precisão  Pontual Diagnóstico da necessidade de drenagem  Mapas de nível freático  Mapa de Isoípsas (Cargas equivalentes) Objetivo: indicar o fluxo de água no solo 1. Pontos de recarga 2. Pontos de descarga  Mapa de Isóbatas  Diferença de nível em relação a superfície  Objetivo: indicar quais ponto tem maior necessidade de drenagem  Zonas Umidas e semisemi-umidas: 1. . terrenos Aplicação:: Aplicação áreas planas com solos solos::     baixa velocidade de infiltração infiltração. Com camadas impermeáveis logo abaixo da superfície superfície.  Para Eliminação de excesso de água 8 .... Áreas de baixa declividade declividade::  • Problemas de excesso de água Tipos:: Tipos  Para eliminação das águas das chuvas chuvas. baixa permeabilidade permeabilidade..Sistemas de drenagem  Tipos de drenos   Drenos abertos:  São escavações alongadas com pequeno declive longitudinal  Tipos  Canal trapezoidal  Canal parabolóide  Terraço  Camalhão Drenos Cobertos  Tipo Livre  Tipo Tubulares Sistemas de drenagem  Componentes do sistema     Drenos laterais ou de campo Drenos coletores ou secundários Dreno principal ou mestre Sistema de saída Dreno lateral Dreno secundário Dreno principal Dimensionamento Drenagem superficial    Objetivo: Eliminação da água que cobre a superfície dos Objetivo: terrenos. Eliminação das águas da Chuva    Finalidade: Dimensionar os canais.35 0.30 0.50 0.40 0.30 0. segundo Millar Declividade (%) Solo arenoso Solo franco Solo argiloso Florestas 0–5 0.10 0.35 0.15 0.30 0.55 10 – 30 0. I = intensidade máxima de chuva (mm dia-1) C = Coeficiente de escoamento.60 0. L = Comprimento máximo percorrido pela água dentro dá área de contribuição.70 0.60 Pastagens 0–5 0.60 Terras Cultivadas 0–5 0.60 0. Eliminação das águas da Chuva Tabela 1: Valores do Coeficiente de escoamento (C).40 0.50 0. H diferença de nível entre o ponto mais afastado e a saída.25 0.40 5 – 10 0.77  I = Tc     sendo K = (L/√S) (L/√S) = √(L³/H) Onde: Tc = tempo de concentração (mim).360-1      Onde: Q = Vazão máxima de escoamento (m s-1) A = Área contribuição (ha).30 0. Em drenagem urbana:  E Tc = 0. S = declividade geral da área de contribuição.A.40 5 – 10 0. Calculo: Q = C.48-1  Onde: Id = total máximo de precipitação que ocorre em um período de 24 horas (mm).7 10 – 30 0. 9 .20 0. interceptores ou drenos.0256 x K0.10 0.80 Eliminação das águas da Chuva  Em drenagem Agrícola I = Id.I.50 10 – 30 0.50 5 – 10 0. Solução: Associar drenagem superficial com drenagem do solo. Sistemas de Drenagem Superficial  Sistema Natural: Sistemas de Drenagem Superficial  Sistema em Camalhão: 10 . Várzeas.Drenagem superficial em áreas com excesso de umidade      Situação: Regiões úmidas e semisemi-úmidas. Sistemas de Drenagem Superficial  Sistema Interceptor: Sistemas de Drenagem Superficial  Sistema com drenos rasos e paralelos: Sistemas de Drenagem Superficial  Sistematização: 11 . Determinação:     Método do balanço hídrico: Q = 2.78 Cd Onde:  Q = capacidade do dreno.  Cd = Coeficiente de drenagem. em l s-1.16 ×  ho   ht  12 .Capacidade dos Drenos   Importância: projetar sistema de drenagem superficial em qualquer área.  Ev = evaporação na área (mm dia-1). Sendo que:  Cd = (P(P-Ev Ev--VIB) (Td)-1  Onde: P = precipitação máxima da área (mm dia-1).  VIB = velocidade de infiltração básica (mm dia-1).  Td = tempo de drenagem. (horas por dia de balanço hídrico) Dimensionamento drenagem subterrânea   Objetivo: remover o excesso de água no interior do solo Determinar:     Lâmina a ser retirada Diâmetro do dreno Espaçamento entre os drenos Lâmina a ser retirada  Coeficiente de drenagem  Solo Q  Cultura  Fonte de água Q = vazão de saída de água: ‘mm/dia’ Hd × β = ∆t Hd = lâmina que drena ‘mm’ β = porosidade livre (%) ∆t = tempo (dia) Dimensionamento de drenagem subterrânea  Diâmetro do dreno (Dd) Dd = 0.3749  Espaçamento entre drenos (S)  Fluxo permanente  Equação de Donnam (1946) S2 = 4 × Ko × ( D 2 − d 2 ) Q  Fluxo variável  Equação de Glover Dirm (1954) S2 = π × Ko × dt  β × ln1.2557 × Q 0. O diâmetro do dreno lateral O espaçamento entre os drenos (fluxo variável) 13 . calcular: A) B) C) A lâmina a ser retirada da área. tolerando até 3 dias de estresse anoxitico a deseja uma porosidade livre de água de 10%.Exercício  Considerando uma área. no semisemi-árido Paraibano. onde esta plantado capim elefante que mantém o sistema radicular a 90 cm de profundidade. com nível freático em 40 cm.
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