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https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9007
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Índices de desagregação e parâmetros de chuva intensa no Estado do Rio de Janeiro e efeito da chuva simulada na erosão hídrica e infiltração de água no solo |
Otros títulos: | Disaggregation indices and parameters of intense rainfall in the state of Rio de Janeiro and effect of simulated rainfall on hydric erosion and soil water infiltration |
Autor: | Almeida, Wilk Sampaio de |
Orientador(a): | Carvalho, Daniel Fonseca de |
Primeiro coorientador: | Oliveira, Luiz Fernando Coutinho de |
Segundo coorientador: | Rouws, Janaína Ribeiro Costa |
Primeiro membro da banca: | Carvalho, Daniel Fonseca de |
Segundo membro da banca: | Salvador, Conan Ayade |
Terceiro membro da banca: | Schultz, Nivaldo |
Quarto membro da banca: | Panachuki, Elói |
Quinto membro da banca: | Donagemma, Guilherme Kangussu |
Palabras clave: | Simulador de chuvas;Processo erosivo do solo;Perda de solo e de água;Chuvas intensas;Taxa de infiltração;Rainfall simulator;Soil erosion process;Soil and water losses;Intense rainfall;Infiltration rate |
Área(s) do CNPq: | Agronomia |
Idioma: | por |
Fecha de publicación: | 20-dic-2018 |
Editorial: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UFRRJ |
Departamento: | Instituto de Agronomia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo |
Citación: | ALMEIDA, Wilk Sampaio de. Índices de desagregação e parâmetros de chuva intensa no Estado do Rio de Janeiro e efeito da chuva simulada na erosão hídrica e infiltração de água no solo. 2018. 99 f. Tese (Doutorado em Agronomia, Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2018. |
Resumen: | A escassez de informações pluviográficas é o principal fator que limita a caracterização do potencial erosivo de determinada região e da estimativa da chuva crítica de projeto para uso em dimensionamento de projetos hidráulicos. Além disso, as práticas inadequadas de manejo do solo intensificam o processo de erosão hídrica e reduzem a infiltração de água no solo. Neste estudo foram estimadas as relações entre precipitações de diferentes durações (coeficientes de desagregação); os parâmetros das equações de chuvas intensas para diferentes localidades do Estado do Rio de Janeiro; avaliou-se a erosão entressulcos em um Argissolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico sob preparo convencional (duas grades aradoras e uma niveladora) e diferentes combinações de intensidades (IP) e durações (Dur) de chuvas simuladas de igual erosividade; mediu-se a infiltração de água no solo medida por infiltrômetro de aspersão e de anéis concêntricos; e, realizou-se o ajuste dos modelos de Kostiakov-Lewis, Horton e Philip para estimativa da taxa de infiltração. No estudo de chuvas extremas foram consideradas séries máximas anuais de 5 min a 240 min, associadas a períodos de retorno de 5 a 100 anos. A relação média entre chuvas varia de 0,40±0,10 a 1,04±0,02, com maiores valores para a mesorregião Sul Fluminense. As relações entre chuvas obtidas para as localidades do Rio de Janeiro são maiores que aquelas constatadas em outras regiões do Brasil. As relações intensidade-duração-frequência possuem baixa variabilidade entre as localidades estudadas e os maiores valores dos parâmetros k, a, b e c foram constatados, respectivamente nas regiões Metropolitana, Baixadas Litorâneas e Centro Fluminense. Quanto aos estudos de erosão hídrica e infiltração, foi constatado que na condição de solo revolvido e sem cobertura em superfície, a produção de sedimentos variou de 2,17 g m-2 a 6,12 g m-2, respectivamente nos tratamentos IP 52,9 e Dur 78 min e IP 44,6 mm h-1 e Dur 106 min. Além disso, o escoamento superficial variou de 17,07 mm a 30,53 mm, respectivamente nos tratamentos IP 53,5 mm h-1 e 76,5 mm h-1. Nesse caso, maior taxa de infiltração estável (TIE) foi mensurada com o infiltrômetro de anéis concêntricos em comparação às taxas obtidas com infiltrômetro de aspersão. As durações e intensidades de chuvas alteraram a produção de sedimentos, mas não foi constatada diferença significativa no escoamento superficial. De outro modo, para o solo com palhada de milho em superfície, a produção de sedimentos variou de 1,89±1,26 g m-2 a 4,02±2,66 g m-2 e o escoamento superficial variou de 16,9±8,74 mm a 32,63±10,67 mm. Nessa condição, constatou-se que as durações e intensidades das chuvas não alteraram significativamente a produção de sedimentos e o escoamento superficial. A infiltração de água medida com os anéis concêntricos possui maior variabilidade, verificando-se TIE quantificada na duração 78 min é igual à TIE obtidas com o infiltrômetro de aspersão e estas maiores que as taxas das durações 106 e 60 min dos anéis concêntricos. Maiores erros na estimativa das taxas de infiltração pelos modelos de Kostiakov-Lewis, Horton e Philip foram constatados quando se utiliza os anéis concêntricos para medir a infiltração, contudo, na condição na presença de cobertura sobre o solo, o desempenho dos modelos foi semelhante. |
Abstract: | The lack of rainfall information is the main factor limiting the characterization of erosive potential of a given region and estimation of critical rainfall for use in the design of hydraulic works. In addition, inadequate soil management practices intensify the process of water erosion and infiltration of water into the soil. In this study, the relationships between precipitations of different durations (coefficients of disaggregation) were estimated; the parameters of intense rainfall equations for different localities of State of Rio de Janeiro; erosion was evaluated in a Argissolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico (Rhodudults, according the Soil Taxonomy) under conventional tillage (two harrows and a grader) and different combinations of intensities (IP) and durations (Dur) of simulated rainfall of equal erosivity; soil water infiltration measured by sprinkler infiltrometer and concentric rings was measured; and the adjustment of the Kostiakov-Lewis, Horton and Philip models was performed to estimate the infiltration rate. In the study of extreme rains, maximum annual series of 5 min to 240 min were considered, associated to return periods of 5 to 100 years. The mean rainfall ratios vary from 0.40±0.10 to 1.04±0.02, with higher values for the Southern Fluminense mesoregion. The relationships between rains obtained for the localities of Rio de Janeiro are higher than those observed in other regions of Brazil. The intensity-duration-frequency relations have low variability between studied locations and the highest values of the parameters k, a, b and c were found, respectively, in the Metropolitana, Baixadas Litorâneas and Centro Fluminense regions. As for water erosion and infiltration studies, it was found that in the condition of upturned soil and without surface cover, sediment yield ranged from 2.17 g m-2 to 6.12 g m-2, respectively in the treatments IP 52,9 and Dur 78 min and IP 44.6 mm h-1 and Dur 106 min. In addition, runoff ranged from 17.07 mm to 30.53 mm, respectively in the IP 53.5 mm h-1 and 76.5 mm h-1 treatments. In this case, a higher stable infiltration rate (SIR) was measured with the concentric ring infiltrator in comparison to rates obtained with a spray infiltrometer. Rainfall durations and intensities changed sediment yield, but no significant difference in runoff was observed. Otherwise, for soil with corn straw on the surface, sediment yield ranged from 1.89±1.26 g m-2 to 4.02±2.66 g m-2 and runoff ranged from 16.9±8.74 mm at 32.63±10.67 mm. In this condition, rainfall durations and intensities did not significantly alter sediment yield and surface runoff. The infiltration of water measured with the concentric rings has a greater variability, with an SIR quantified in the duration 78 min is equal to the SIR obtained with the sprinkler infiltrometer, and these are greater than the rates of the durations 106 and 60 min of the concentric rings. Higher errors in estimating infiltration rates by the Kostiakov-Lewis, Horton and Philip models were found when using concentric rings to measure infiltration, however, in the condition in the presence of ground cover, model performance was similar. |
URI: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9007 |
Aparece en las colecciones: | Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo |
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