Performance of kinematic modelling of surface runoff for intermittent
                  rainfall on soils covered with mulch

Abrantes, João R. C. B.; Lima, João L. M. P. de; Montenegro, Abelardo A. A.

doi:10.1590/1807-1929/agriambi.v19n2p166-172

João R. C. B. Abrantes

IMAR/MARE - DEC/FCTUC. Coimbra, Portugal. E-mail: jrcbrito@msn.com

João L. M. P. de Lima

IMAR/MARE - DEC/FCTUC. Coimbra, Portugal. E-mail: plima@dec.uc.pt

Abelardo A. A. Montenegro

DTR/UFRPE. Recife, PE. E-mail: abelardo.montenegro@yahoo.com.br (Autor correspondente)

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Figura 1
Fotografias das experiências laboratoriais: Vista geral da instalação laboratorial com o simulador de chuva e canal de terra (A), Superfície do solo com 2 t ha^-1 de cobertura morta (B), Superfície do solo com 4 t ha^-1 de cobertura morta (C). Note-se que o sistema de geração de vento () não foi utilizado no presente estudo

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Figura 2
Eventos de precipitação simulados em cada experimento: Distribuição espacial da intensidade de precipitação a nível do canal de terra (intensidades médias para a largura do canal), para as três posições do nebulizador (A), Sequência temporal dos 5 eventos de precipitação intercalados de períodos secos (B)

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Figura 3
Curvas empíricas de infiltração obtidas dos experimentos para condições iniciais de solo seco (1º evento de precipitação) e condições iniciais de solo úmido (2º, 3º, 4º e 5º eventos de precipitação)

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Figura 4
Comparação entre os hidrogramas de escoamento superficial observados nos experimentos e simulados numericamente: Solo nu (A), Densidade de cobertura de 2 t ha^-1 (B), Densidade de cobertura de 4 t ha^-1 (C)

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Figura 5
Comparação entre os valores de escoamento observados nos experimentos (Q_obs) e simulados numericamente (Q_sim)

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Tabela 1
Características da precipitação simulada pelo nebulizador, a nível do canal de terra para as três posições definidas

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Tabela 2
Escoamento de ponta (Q_p), velocidade média do escoamento superficial (U) e altura da lâmina líquida (h), observadas nos experimentos para as três condições da superfície do solo e para os cinco eventos de precipitação

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Tabela 3
Características hidráulicas do escoamento superficial observado nos experimentos para as três condições da superfície do solo e para os cinco eventos de precipitação: Número de Reynolds (Re), Número de Froude (Fr), Coeficiente de Rugosidade de Manning (n) e Coeficiente de Resistência de Darcy-Weisback (f)

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Tabela 4
Parâmetros empíricos da Equação de Horton obtidos dos experimentos para condições iniciais de solo seco (1º evento de precipitação) e condições iniciais de solo úmido (2º, 3º, 4º e 5º eventos de precipitação): taxa máxima inicial de infiltração (i_o), taxa mínima final de infiltração (i_f) e constante de decaimento da capacidade de infiltração do solo (k_h)

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Tabela 5
Índices de avaliação de desempenho do modelo numérico usado para simular o escoamento superficial, para as três condições da superfície do solo e cinco chuvas simuladas em laboratório

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	Posição do canal
	1	2	3
Distância horizontal até o aspersor (m)	0	0,45	0,90
Intensidade média de precipitação (mm h^-1)	112	84	57
Intensidade máxima de precipitação (mm h^-1)	243	176	118
Intensidade mínima de precipitação (mm h^-1)	11	7	2
Coeficiente de uniformidade (%)¹ 1 Os coeficientes de uniformidade foram calculados de acordo com Christiansen (1942)	47,1	43,7	37,3
Diâmetro médio das gotas (mm)² 2 O diâmetro médio e a velocidade média das gotas foram medidos usando-se um disdrômetro a laser (ThiesClima®)	0,70	0,77	0,77
Velocidade média das gotas (m s^-1)	2,59	2,58	2,80

Ordem do evento de precipitação	Intensidade de precipitação (mm h^-1)	Densidade de cobertura (t ha^-1)
		0	2	4	0	2	4	0	2	4
		Q_p (ml s^-1)			U (m s^-1)			h (mm)
1	57	10,83	7,71	2,71	0,041	0,023	-	0,891	1,072	-
2	84	19,77	18,00	13,06	0,045	0,033	0,023	1,482	1,856	1,919
3	112	27,01	24,51	20,04	0,057	0,033	0,026	1,597	2,482	2,565
4	112	26,65	25,87	21,06	0,061	0,034	0,030	1,466	2,561	2,358
4	57	13,62	12,64	8,38	0,049	0,024	0,023	0,931	1,768	1,234
5	57	13,27	12,32	8,77	0,052	0,025	0,024	0,851	1,660	1,247
5	112	27,55	25,08	22,04	0,066	0,032	0,028	1,389	2,604	2,656

Ordem do evento de precipitação	Intensidade de precipitação (mm h^-1)	Densidade de cobertura (t ha^-1)
		0	2	4	0	2	4	0	2	4	0	2	4
		Re (-)			Fr (-)			n (s m^-1/3)			f (-)
1	57	30,82	21,92	7,70	0,436	0,226	0,238	0,073	0,144	0,121	4,38	16,28	14,16
2	84	56,24	51,20	37,14	0,373	0,248	0,171	0,093	0,151	0,224	5,95	15,13	33,54
3	112	76,83	69,73	57,02	0,455	0,216	0,166	0,077	0,178	0,231	3,98	18,89	31,34
4	112	75,83	73,60	59,90	0,507	0,214	0,196	0,067	0,176	0,189	3,14	18,00	21,28
4	57	38,74	35,96	23,85	0,512	0,181	0,207	0,062	0,197	0,161	3,08	25,46	19,18
5	57	37,74	35,05	24,96	0,570	0,193	0,214	0,055	0,180	0,157	2,47	21,58	18,18
5	112	78,37	71,35	62,70	0,573	0,201	0,171	0,060	0,187	0,220	2,53	19,99	27,32

Condição inicial do solo	Densidade de cobertura (t ha^-1)
	0	2	4	0	2	4	0	2	4
	i₀ (mm h^-1)			i_f (mm h^-1)			k_h (h^-1)
Solo seco	292,61	32822,75	5,80 × 10¹⁰	15,95	28,94	51,62	16,63	21,42	47,88
Solo úmido	43,81	60,12	87,01	0,36	5,98	22,97	12,67	10,80	12,67

Ordem	Densidade de cobertura (t ha^-1)
do evento	0	2	4	0	2	4
de precipitação	NS			r²
1	0,906	0,772	0,291	0,941	0,875	0,778
2	0,988	0,963	0,839	0,989	0,981	0,950
3	0,991	0,974	0,942	0,992	0,985	0,975
4	0,976	0,956	0,924	0,978	0,969	0,938
5	0,980	0,937	0,946	0,983	0,942	0,953

[TFN01] ¹
Os coeficientes de uniformidade foram calculados de acordo com Christiansen (1942)Chen, L.; Huang, Z.; Gong, J.; Fu, B.; Huang, Y. The effect of land cover/vegetation on soil water dynamic in the hilly area of the loess plateau, China. Catena, v.70, p.200-208, 2007. http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2006.08.007
http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2006....

[TFN02] ²
O diâmetro médio e a velocidade média das gotas foram medidos usando-se um disdrômetro a laser (ThiesClima®)

Brasil

Brasil

Performance of kinematic modelling of surface runoff for intermittent rainfall on soils covered with mulch