Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/44466
Title in Portuguese: Sonda de capacitância e Hydrus-1D como facilitadores na estimativa dos parâmetros da Equação de Van Genuchten
Title: Capacitance probe and Hydrus-1D as facilitators in Van Genuchten equation parameters estimate
Author: Nascimento, Ícaro Vasconcelos do
Advisor(s): Mota, Jaedson Claudio Anunciato
Keywords: curva de água no solo
instrumentação na agricultura
perfil instantâneo
Issue Date: 2019
Citation: NASCIMENTO, Ìcaro Vasconcelos do. Sonda de capacitância e Hydrus-1D como facilitadores na estimativa dos parâmetros da equação de Van Genuchten. 2019. 49 f. Dissertação (Mestrado em Ciência do solo) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: O Hydrus-1D é um modelo inverso que permite a estimativa de parâmetros hidráulicos do solo. A hipótese deste trabalho foi de que a parametrização da equação de van Genuchten por modelagem inversa com o Hydrus-1D, utilizando dados da variação temporal do potencial mátrico (obtido por tensiometria) e umidade (obtida por gravimetria e por sonda FDR – Frequency Domain Reflectometry), resulta em curvas de água no solo (CAS) tão condizentes com as condições de campo quanto aquelas obtidas em laboratório. O objetivo foi obter os parâmetros do modelo de van Genuchten, pelo Hydrus-1D, com dados da variação temporal de potencial mátrico (obtido por tensiometria) e umidade (obtida pelo método gravimétrico e por sonda FDR), como também em laboratório, para, posteriormente, comparar tais resultados. Para isso, foram obtidos dados de potencial mátrico e umidade ao longo do tempo em experimento tipo perfil instantâneo, em Fortaleza/CE. Utilizaram-se quatro parcelas experimentais (1,5 x 2,0 x 0,5 m) com solo das classes texturais areia franca e areia. Em cada parcela foi instalado um tubo de acesso à sonda FDR (Diviner 2000) e, distando 0,3 m do tubo, tensiômetros com manômetro de Hg nas profundidades de 0,2 e 0,4 m. Concomitante às leituras da sonda e dos tensiômetros, foram coletadas amostras de solo em cada profundidade. A umidade volumétrica foi calculada pelo produto da umidade gravimétrica pela densidade do solo (em g cm-³). Ao fim do experimento, quando a taxa de drenagem insignificante foi atingida, foram coletadas amostras de solo com estrutura deformada e indeformada. Em laboratório, realizaram-se análises de densidade do solo e de partículas, porosidade e obtenção da CAS. As CAS foram ajustadas pelo modelo de van Genuchten (com m=1/n). Com o Hydrus-1D, foram obtidos quatro parâmetros da equação de van Genuchten (com m=1/n). Os dados foram analisados com o delineamento inteiramente casualizado 4 x 4 (quatro procedimentos experimentais e quatro repetições). Foi aplicado o teste de Jarque-Bera para verificar a normalidade e o teste de Tukey para comparação das médias, ambos com p = 0,05. Também foram plotadas as curvas de umidade versus tempo simulando o experimento pelo Hydrus-1D. O desempenho do modelo foi avaliado pelo coeficiente de eficiência e raiz quadrática do erro médio. Concluiu-se que a parametrização da equação de van Genuchten por modelagem inversa com o Hydrus-1D, utilizando dados de umidade obtida por gravimetria e por sonda FDR, resulta em curvas de distribuição de água no solo coerentes com as condições de campo; e a utilização do Hydrus-1D com dados de umidade obtidos com sonda FDR é bastante prática e concisa, retornando bons resultados e facilitando o processo de obtenção da CAS.
Abstract: Hydrus-1D is an inverse model that allows the estimation of soil hydraulic parameters. The hypothesis was: the parametrization of the van Genuchten equation by inverse modeling with Hydrus-1D, using data of temporal variation of the matric potential (obtained by tensiometry) and moisture (obtained by gravimetry and by FDR - Frequency Domain Reflectometry - probe) results in soil-water curves (SWC) as consistent with the field conditions as those obtained in the laboratory. The aim was to obtain the parameters of the van Genuchten model, with Hydrus-1D, using data of the temporal variation of mafic potential (obtained by tensiometry) and moisture (obtained by gravimetric method and FDR probe), as well as in laboratory, to then compare these results. For this, data of matric potential and moisture over the time were obtained in an instantaneous profile experiment, in Fortaleza/CE. Four experimental plots (1.5 x 2.0 x 0.5 m) were assembled with soil from the textural classes loamy-sand and sand. In each plot, an FDR probe (Diviner 2000) access tube was installed, and, apart 0.3 m from the tube, were installed tensiometers with a Hg manometer at depths of 0.2 and 0.4 m. Concomitant to the probe and tensiometers readings, soil samples were collected at each depth. Volumetric moisture was calculated by the product of gravimetric moisture by soil density (in g cm-³).. At the end of the experiment, when the insignificant drainage rate was reached, soil samples with disturbed and undisturbed structure were collected. In the laboratory, analyzes of soil and particle density, porosity and SWC were performed. The SWC were adjusted by the van Genuchten model (with m = 1 / n). With Hydrus-1D, four parameters of the van Genuchten equation (with m = 1 / n) were obtained. The data were analyzed with the completely randomized design 4 x 4 (four experimental procedures and four replicates). The Jarque-Bera test was used to verify normality and Tukey's test for comparison of means, both with p = 0.05. The curves of moisture over the time simulated by Hydrus-1D were also plotted. The performance of the model was evaluated by the coefficient of efficiency and root mean square error. It was concluded that the parametrization of the van Genuchten equation by Hydrus-1D, with moisture data (obtained by gravimetry and by FDR probe), results in SWC as consistent with the field conditions as those obtained in the laboratory; and the use of Hydrus-1D with moisture data obtained with FDR probe is very practical and concise, returning good results and facilitating the process of obtaining the SWC.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/44466
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:PPCS - Dissertações defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2019_dis_ivnascimento.pdf756,51 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.