Modelação da dinâmica da água e dos sais num Aluviossolo regado com águas de diferente qualidade: ensaio de validação do modelo HYDRUS-1D com observações em monólitos

Water and solute transport simulation in a Fluvisol irrigated with waters of different quality: testing the HYDRUS-1D model with observations in soil monoliths

 

M. C. Gonçalves¹, T. B. Ramos¹, J. Šimnek², M. J. Neves¹, J. C. Martins¹, F P. Pires¹ & P. Leitão³

 

RESUMO

Entre 2001 e 2004 procedeu-se à monitorização dos teores de água e dos catiões solúveis Na⁺, Ca²⁺ e Mg²⁺, às profundidades de 10, 30, 50 e 70 cm, em três monólitos de solo (1.2 m² x 1.0 m de profundidade), construídos num Aluviossolo de textura mediana, situado em Alvalade de Sado, visando o estudo da evolução da salinização e da sodicização do solo em função de diferentes qualidades de água de rega aplicadas.

Os monólitos, cobertos com vegetação natural, foram regados manualmente (10 mm por aplicação), durante o ciclo de rega da região (500 mm) e sujeito à lava-gem pela chuva (entre 388 e 570 mm/ano) durante o período remanescente do ano. As águas de rega inicialmente aplicadas apresentavam uma CE de 0.4, 0.8 e 1.6 dS m^-1 e um valor de SAR de 1, 3 e 6 (meq L^-1)^0,5, designadas de A, B e C, respectivamente, mantendo sempre uma relação Ca:Mg = 1:2. No 3º e 4º anos optou-se por aumentar a CE das águas de rega para 0.8, 1,6 e 3.2 dS m^-1, mantendo o respectivo equilíbrio entre os catiões. O teor de água no solo foi monitorizado às 4 profundidades por TDR e a solução de solo foi amostrada recorrendo a cápsulas porosas instaladas às mesmas profundidades. Foi monitorizada a evolução dos teores de água e de Na⁺, Ca²⁺ e Mg²⁺ solúveis, da condutividade eléctrica (CE), da razão de adsorção de sódio (SAR) e da percentagem de sódio de troca (ESP) nos três monólitos, às quatro profundidades e ao longo dos 4 anos de ensaio.

A modelação dos processos envolvidos foi efectuada recorrendo ao modelo HYDRUS-1D, o qual se mostrou adequado à simulação dos resultados experimentais. A análise entre os valores medidos e simulados foi feita com recurso à análise de regressão simples, forçada à origem. As equações obtidas apresentaram coeficientes de regressão próximos de 1 e coeficientes de determinação elevados, variando entre 0.985 para o teor de água e 0.797 para o cálcio solúvel. Pode-se considerar que este modelo é uma ferramenta valiosa para previsões a médio/longo prazo da influência da qualidade da água de rega no solo.

 

ABSTRACT

HYDRUS-1D was used to analyze water flow and solute transport in three soil monoliths (1.2 m² ? 1.0 m) that were irrigated during summer months with different quality waters. The soil monoliths were constructed on a Eutric Fluvisol in Alentejo, Portugal. EC of irrigation waters varied between 0.4 and 3.2 dS m^-1 and SAR between 1 and 6 (meq L^-1)^0.5, maintaining a relation of Ca:Mg equal to 1:2. In the irrigation season, about 500 mm of irrigation water was applied. During the rest of the year, the soil monoliths were subjected to regular rainfall leaching. The objective was to evaluate the effectiveness of the HYDRUS-1D software package to predict water contents and fluxes, concentrations of individual ions (Na⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺), electrical conductivity of soil solution (EC), sodium adsorption ratio (SAR) and exchangeable sodium percentage (ESP) indices under field conditions where salinisation may occur. These variables and indices were monitored from May 2001 to September 2004 at four depths (10, 30, 50, 70 cm) in all three soil monoliths. HYDRUS-1D has successfully described field measurements of overall salinity, individual soluble cations, as well as SAR and ESP with regression coefficients close to 1 and determination coefficients ranging from 0.985 to the water content to 0.797 to the soluble calcium simulation.

 

 

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