Model to support the evaluation of the impact of the use and management of the soil on the water balance=Modelo de suporte à avaliação do impacto do uso e manejo do solo no balanço hídrico

Abstract

The purpose of this work was to develop a hydrological model for the simulation of the water balance in agricultural areas. The model uses a double exponential equation to represent the rainfall profile and uses the Green-Ampt-Mein-Larson equation to estimate the soil water infiltration rate. To evaluate the model, monthly and yearly rainfall and runoff data were obtained from four experimental plots located at the State University of Santa Catarina, UDESC, in the period from 2003 to 2008. The four treatments were bare soil (BS), conventional tillage (CT), minimum tillage (MT) and no-tillage (NT). The simulation was carried out using two synthetic rainfall series, one adjusted on a monthly basis (SAMB) and the other adjusted on a daily basis (SADB). The parameters for the Green-Amp equation modified by Mein-Larson (GAML) were adjusted, and the best combination was found to be the replacement of the saturated hydraulic conductivity (K) by the constant infiltration rate (fc) and the estimation of the wetting front head pressure as a function of the hydraulic conductivity in the saturation zone (ψ(Kw)). There was not a significant difference between the observed annual mean runoff and the annual mean runoff estimated by the model.O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo hidrológico para a simulação do balanço hídrico em áreas agrícolas. O modelo utiliza uma função dupla-exponencial para representar o perfil de precipitação, e a equação de Green-Ampt modificada por Mein-Larson (GAML) para estimar a taxa de infiltração de água no solo. Para a avaliação do modelo foram utilizados dados mensais e anuais de precipitação e escoamento superficial obtidos de quatro parcelas experimentais lozalizadas no campus da Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC, no período de 2003 a 2008. Os tratamentos foram o solo sem cultivo (BS), o preparo convencional (CT), o cultivo mínimo (MT) e a semeadura direta (NT). A simulação foi realizada com duas séries sintéticas de precipitação, uma ajustada em base mensal (SAMB) e a outra ajustada em base diária (SABD). A melhor combinação de parâmetros para o ajuste da equação GAML foi a substituição da condutividade hidráulica saturada (K) pela taxa de infiltração estável (fc), e a estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento em função da condutividade hidráulica na zona de saturação (ψf(Kw)). Não houve diferença estatística significativa entre o escoamento médio annual observado e o escoamento médio annual estimado pelo modelo.

Keywords

• runoff
• infiltration
• water erosion
• hydrological modeling
• escoamento superficial
• infiltração
• erosão hídrica
• modelo hidrológico.