A infiltração de água no solo é um importante componente do ciclo hidrológico, sendo influenciada por diversos fatores relacionados ao solo e as chuvas. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a influência de aplicações sucessivas de precipitações com diferentes perfis, em solo nu e com cobertura de palhada, a fim de quantificar seu efeito na formação do encrostamento superficial e, conseqüentemente, na taxa de infiltração de água no solo; e avaliar o desempenho do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) e GAML modificado por Moore (1981), na simulação do processo de infiltração em solos com encrostamento superficial. Para cada perfil de precipitação (constante, exponencial decrescente, duplo exponencial adiantado e atrasado), foram aplicadas três precipitações sucessivas, em intervalos de 24 h, com uma lâmina média de 55 mm em cada precipitação. Na simulação do processo de infiltração, foi proposta a inclusão da camada de encrostamento superficial nos parâmetros de entrada do modelo. Para isso, no modelo de GAML o valor da condutividade hidráulica na zona de transmissão (Kt) foi considerado igual à taxa de infiltração estável (Tie) obtida em solo nu e igual a Kt*, que é igual a taxa de infiltração estável (Tie) (em solo com cobertura) multiplicada pelo fator f, que expressa o decaimento da Tie em função da energia cinética acumulada da chuva (Ec), ou seja, o valor de Kt variando ao longo do tempo. Para o modelo de GAML modificado por Moore (1981), foi proposto que a camada superficial (crosta) possuía espessura de 5 mm e condutividade hidráulica da crosta saturada (Kc) determinada a partir dos dados experimentais, e, também, igual a 10 e 25% da condutividade hidráulica do solo saturado (K0). A influência dos perfis de precipitação e das precipitações sucessivas na taxa e infiltração foi avaliada por meio de gráficos, análise de variância e teste de médias. A determinação das melhores combinações de parâmetros de entrada do modelo de GAML e GAML modificado por Moore (1981) foi avaliada com base no índice de concordância (c). Verificou-se que os diferentes perfis de precipitação não influenciaram a taxa de infiltração de água no solo, tanto para o solo nu como para o solo com cobertura, sendo esta influenciada somente pelas aplicações sucessivas, com menores valores da taxa de infiltração obtidos na 2ª e 3ª aplicações. Este comportamento pode ser explicado pelo fato de os perfis de precipitação utilizados apresentarem uma energia cinética acumulada da chuva de vii mesma magnitude. O decréscimo na taxa de infiltração em solo nu em relação ao solo com cobertura foi devido à formação de encrostamento superficial, formado logo na 1ª aplicação. A Tie em solo nu teve um decréscimo de 75% se comparada a Tie em solo com cobertura. O fator de decaimento da Tie f foi descrito por uma equação do tipo exponencial. Na simulação do processo de infiltração, para a 1ª aplicação da precipitação, em solo seco e com elevada capacidade de infiltração, o modelo GAML com o valor de Kt = Tie, determinada em solo com cobertura, obteve bons resultados, com desempenho acima de bom em 87,5% dos casos, considerando os quatro perfis de precipitação aplicados. Para a 2ª e 3ª aplicações, em solo úmido e com encrostamento superficial, as combinações que não consideraram o encrostamento superficial não apresentaram bons resultados, superestimando Ti e I ao longo do tempo, independente do perfil de precipitação aplicado. Para o modelo de GAML, os melhores resultados foram obtidos com uso de Kt igual à Tie determinada em solo nu e com Kt igual a Kt*, enquanto que no modelo GAML modificado por Moore (1981), os melhores resultados foram obtidos com valor de Kt da crosta igual a 10 e 25% de K0, com desempenho pelo índice c superior a bom em 100% dos casos para ambas as combinações. Conclui-se que o modelo de GAML com seus parâmetros de entrada modificados foi adequado para a simulação do processo de infiltração para todos os perfis de precipitação aplicados. Para solos com encrostamento superficial, o efeito desta camada deve ser embutido nos parâmetros de entrada do modelo para a obtenção de bons resultados. | The soil water infiltration is an important component of the hydrological cycle and is influenced by several factors related to soil and rainfall. The objectives of this work were to evaluate the influence of the successive application of different precipitation patterns in bare and covered soil, in order to quantify its effect on the formation of soil crusting, and consequently in the soil water infiltration rate; and evaluate the performance of the of Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) and GAML modified by Moore (1981) models, in the simulation of infiltration process in soils with soil crusting. For each rainfall pattern (constant, exponential decreasing, double exponential early and late) we applied three successive precipitations in 24 h intervals, with an average depth of 55 mm. In the simulation of the infiltration process, was proposed to include the superficial layer of soil crusting on the input parameters of the model. For this, in the GAML model the value of hydraulic conductivity in the transmission zone (Kt) was considered equal to the stable infiltration rate (Tie) obtained in bare soil, and equal to Kt*, which equals Tie (coverage soil) multiplied by the factor f, which expresses the decay of the Tie as a function of cumulative rainfall kinetic energy (Ec), ie, the value of Kt varying over time. For the model of GAML modified by Moore (1981), it was proposed that the surface layer (crust) had a thickness of 5 mm and saturated crust hydraulic conductivity (Kc) determined from experimental data, and also equal to 10 and 25% of saturated hydraulic conductivity (K0). The influence of rainfall patterns and successive rainfall in infiltration rate was evaluated by graphs, variance analysis and mean test. The determination of the best combinations of input parameters of the GAML and GAML modified by Moore (1981) models were evaluated using the concordance index (c). It was found that the different rainfall patterns did not affect the soil water infiltration rate, both for the bare and coverage soil, which is influenced only by successive applications, with lower values of infiltration rates obtained in the 2nd and 3rd applications. This behavior can be explained because the rainfall cumulative kinetic energy has the same magnitude for both rainfall patterns. The decrease in infiltration rate in bare soil was due to formation of a superficial soil crust, formed as early as the 1st application. A Tie in bare soil declined by 75% if compared to Tie in covered soil. The f factor was described by an exponential equation. In the ix simulation of infiltration process for the 1st application of simulated rainfall in dry soil and with high soil water infiltration capacity, the model GAML with the value of Kt = Tie, determined in soil coverage, obtained good results, with performance better than good in 87.5% of cases, considering the four precipitation patterns used. For the 2nd and 3rd applications of simulated rainfall, in moist soil and soil crusting, the combinations that have not considered the soil crusting did not showed good results, overestimated Ti and I over time, regardless of precipitation patterns used. The best results were obtained using Kt equal to Tie determined in bare soil and equal to Kt = Kt*, while in Model GAML modified by Moore (1981), the best results were obtained with the Kt value of the crust equal to 10 and 25% K0, with performance by the c index better than good in 100% of the cases for both combinations. The GAML model with modifications in yours input parameters was suitable for the simulation of the water infiltration process for all precipitation patterns applied. For soils with soil crusting, the effect of this layer should be added in the input parameters of the model to obtain good results. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

O desmatamento das florestas tropicais para expansão das áreas agrícolas e pastagens, tem modificado drasticamente extensas áreas ao redor do mundo, o que altera o funcionamento dos processos biogeoquímicos e hidrológicos em bacias hidrográficas. A implementação de práticas de manejo e de conservação do solo em pastagens, como a construção de terraços, arborização e revegetação do terço superior dos morros, podem aumentar os serviços ecossistêmicos, como por exemplo, a provisão de água. O Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Viçosa-MG (SAAE-Viçosa), em parceria com a Agência Nacional das Águas (ANA) e a Caixa Econômica Federal, implantou várias práticas de manejo de conservação do solo para a recuperação da bacia do rio Turvo Sujo, importante manancial de água que abastece municípios da microregião de Viçosa, na Zona da Mata mineira. Dentre as práticas, encontra-se a revegetação do terço superior dos morros, o que leva ao aumento da floresta secundária e que pode contribuir para mitigar os efeitos do desmatamento. Entretanto, os benefícios desta floresta para a recuperação das propriedades hidráulicas do solo, em especial onde o solo foi degradado por pastagens, ainda são pouco compreendidos e precisam ser melhor analisados. As práticas implementadas pelo SAAE nas bacia do Turvo Sujo foram avaliadas, a partir da opinião dos agricultores beneficiários diretos do projeto. A tese foi organizada em três capítulos, além da introdução geral e considerações finais. Os objetivos da tese foram: a) avaliar os impactos dos terraços em pastagens na umidade do solo; b) avaliar os efeitos da floresta secundária estabelecida em área de pastagem degradada sobre as propriedades hidráulicas dos solos e relaciona-las às faces de exposição solar e; c) identificar a percepção dos agricultores sobre as práticas de manejo do solo e água efetuadas em suas propriedades. O Capítulo 1 utilizou o método “Ground Penetrating Radar” (GPR) para estimar a umidade do solo nas áreas de pastagens terraceadas e não terraceadas e comparou com o método tradicional gravimétrico. Este estudo mostrou que o armazenamento de água em profundidade foi maior e mais uniforme em pastagem terraceada do que em pastagem não terraceada e que o método GPR pode ser utilizado para estimar o conteúdo de água no solo em bases volumétricas no campo de forma não invasiva. Os resultados do Capítulo 2 mostraram que a qualidade dos solos em ambas as áreas de floresta foi melhor do que nas áreas de pastagem e que diferentes faces alteram a qualidade do solo. A menor radiação (face leste) proporcionou maiores valores de macroporosidade, estoque de carbono e infiltração de água no solo que a face oeste (maior radiação). O Capítulo 3 utilizou entrevista semiestruturada para identificar a percepção dos agricultores sobre as práticas de manejo de solo e água implementadas em suas propriedades pelo SAAE e parceiros. A maioria dos agricultores mostrou consciência da importância das práticas de manejo do solo para reduzir a erosão e aumentar o volume de água nas nascentes. Eles avaliaram positivamente as práticas implantadas pelo SAAE, mas criticaram a falta de acompanhamento das mesmas após implatanção. Alguns agricultores indicaram a necessidade de arborização das pastagens e cobertura do terço superior dos morros como técnicas para melhorar a dinâmica da água no solo. A opinião dos agricultores é importante para a efetividade das ações públicas e devem ser consideradas pelos órgãos públicos na busca de soluções mais integradas para que a agricultura se torne sustentável e resiliente. | Deforestation of tropical forests to expand agricultural areas and pastures has dramatically altered extensive areas around the world, altering the functioning of biogeochemical and hydrological processes in watersheds. The implementation of soil management and conservation practices in pastures, such as the construction of terraces, afforestation and revegetation of the upper third of the hills, can increase ecosystem services, such as water supply. The Autonomous Water and Sewage Service of Viçosa-MG (SAAE-Viçosa), in partnership with the National Water Agency (ANA) and Caixa Econômica Federal , implemented a number of soil conservation management practices in the basin of the river Turvo Sujo, important water source that supplies municipalities of the microregion of Viçosa, in the Zona da Mata mineira, Brazil. Among the practices, included the revegetation of the upper third of the hills and which leads to the increase of secondary forest, which can contribute to mitigate the effects of deforestation. However, the benefits of this forest to the recovery of soil hydraulic properties in pastures are still poorly understood and need to be better analyzed. The practices implemented by the SAAE on farmer farms in the region were evaluated trhough the opinion of the farmers. The thesis was organized into three chapters, in addition to the general introduction and final considerations. The objectives of the thesis were: a) to evaluate the impacts of terraces on pastures in soil moisture; b) to evaluate the effects of secondary forest established in a degraded pasture area on the hydraulic properties of the soils and relate them to the faces of sun exposure; c) to identify the farmers' perception of the soil and water management practices carried out on their properties. Chapter 1 used the Ground Penetrating Radar (GPR) method to estimate soil moisture in the terraced and unmanned pasture areas and compared it with the traditional gravimetric method. This study showed that the water storage in depth was larger and more uniform in terraced pasture than in non-terraced pasture and that the GPR method can be used to estimate the soil water content in volumetric bases in the field non-invasively. The results of Chapter 2 showed that soil quality in both forest areas was better than in pasture areas and that different faces alter soil quality. The lower radiation (east face) provided higher values of macroporosity, carbon stock and water infiltration in the soil than the western face (higher radiation). Chapter 3 used a semi-structured interview to identify farmers' perceptions about the practices of soil and water management implemented in their properties by SAAE and partners . Most farmers were aware of the importance of soil management practices to reduce erosion and increase the volume of water in the springs. They evaluated positively the practices implemented by the SAAE, but criticized the lack of follow-up after the implantation of the practices. Some farmers indicated the need for afforestation of the pastures and coverage of the upper third of the hills as techniques to improve soil water dynamics. Farmers' opinions are important for the effectiveness of public actions and should be considered by public agencies in the search for more integrated solutions so that agriculture becomes sustainable and resilient. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Abstract: The accelerated and disorganized deforestation in Central Brazil and the transformation of these natural ecosystems into crop land or pastures, without adequate technologies, resulted in irrecoverable damages to the environment, especially with respect to water and soil conservation, with particular mention to compactation. As a consequence, the soil intake rate decreased and surface runoff increased, thus causing laminar erosion, low soil quality, silting up of rivers, floods and decreased sustainability of family properties. With the objective of reverting this scenario, a demonstrative unit was implemented in Sete Lagoas MG, in 1995, in a property of 70 ha, where 30 micro-cachments ("barraginhas") were built to contain surface runoff damages.These micro-cachtments also retain pollution sources carried by the waters and favor the recharge of good quality water tables, by means of improving soil intake rate, recovering water sources and alleviating droughts. Due to the success of this demonstration unit, by means of field visits by farmers, NGO´s and publication of articles in journals and national/international congresses, a decision was taken to extend the experience and build 960 low-cost micro-catchments, in 1998, in 60 small properties covering all the micro-basin of the Paiol stream, in the village/community of Estiva, Sete Lagoas county. That was only possible because of the active participation of small farmers in the indication of existing degraded sites and the support provided in terms of food and lodging for the working teams As a result, it is now possible to hear the farmers testimonials on the effects observed in elevation of water tables observed in their domestic reservoirs ("cisternas"), better utilization of the water and drought alleviation, that have increased their yields.

O presente experimento teve como objetivo comparar valores de velocidade de infiltração de água no solo, determinados por duas metodologias distintas: infiltrômetro de anéis concêntricos (IANC) e infiltrômetro de aspersores (IAS). Em uma parcela de controle com dimensões de 12 x 12 m obtiveram-se, pela metodologia do IANC, 36 curvas de infiltração de água no solo e a velocidade básica de infiltração de água nesta área, através da metodologia do IAS. Comparando-se os resultados obtidos em ambas as metodologias, constatou-se que a média aritmética dos valores obtidos pela metodologia do IANC superestimou a velocidade de infiltração de água no solo, obtida pela metodologia do IAS, e que somente os valores da média geométrica e da moda obtidas com o IANC se aproximaram da velocidade de infiltração obtida com o IAS.<br>The objective of this paper was to compare values of water infiltration rate in soil, obtained with two distinct methodologies: cylinder infiltrometer and sprinkler infiltrometer. Thirty six infiltration rate curves were obtained using the cylinder infiltrometer methodology and four infiltration rate curves using a sprinkler infiltrometer. It was observed that the arithmetic mean of results from the cylinder infiltrometer methodology obtained overestimated the infiltration rate obtained with sprinkler infiltrometer and that the geometric mean and mode of the results obtained with cylinder infiltrometer approached the velocity of infiltration of water in soil obtained with the sprinkler infiltrometer.

O modelo de infiltração de Green-Ampt (1911), muito utilizado ainda hoje em Hidrologia, não permite explicitar de forma exacta o volume acumulado por infiltração em função do tempo. É neste contexto que se insere o presente estudo ,no qual são propostas duas soluções aproximadas. A primeira equação é original e a segunda resulta de modificações introduzidas numa das equações de Li et al. (1976). Analisaram-se os erros relativos provenientes da aplicação destas equações e apresenta-se um exemplo para melhor concretizar a aplicação destas aproximações numéricas.<br>The Green-Ampt infiltration model (1911), still used in Hydrology nowadays, does not allows to have an exact explicitation of the accumulated infiltration water versus time. The present work tries to solve this problem by presenting two solutions. The first equation is original and the second is the result of some improvements made in one of Li et al equations (1976).The relative errors proceeding from these equation were discussed and one example is presented in order to concretize these numerical applications.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a dinâmica da umidade do solo numa clareira na Província Petrolífera de Urucu - Amazonas.

Conduziu-se uma pesquisa com a finalidade de estudar as caracteristicas de avanco e infiltracao da agua em sulcos com aplicacao de agua continua e intermitente. Foram testadas as vazoes de 0,4, 0,8 e 1,2 1.s-1 e tempos ciclicos de 20, 40 e 60 min com taxa ciclica de 0,5. A velocidade de avanco aumentou, para a vazao de 0,4 1.s-1, nos tres tempos ciclicos, em relacao ao escoamento continuo, e para a vazao de 0,8 1.s-1, nos tempos ciclicos de 40 e 60 min. Entretanto, nao houve diferenca entre os tempos de avanco com irrigacao continua e intermitente para a vazao de 1,2 1.s-1. Os efeitos da irrigacao intermitente foram mais acentuados durante a primeira irrigacao. Os volumes de agua aplicada para conclusao do avanco foram menores no escoamento intermitente com vazao de 0,8 1.s-1 e tempos ciclicos de 40 e 60 min.

A pesquisa das causas de salinização das águas dos aqüíferos em explotação em determinadas áreas da cidade do Recife foi desenvolvida a partir de estudos de perfis elétricos, análises físico-químicas, análises de isótopos naturais e estudos de campo em poços nos quais foram medidas as suas cotas de nível estático a fim de efetuar o mapeamento da superfície potenciométrica. O estudo constatou que a salinização não era causada pela intrusão da cunha salina por ruptura do equilíbrio da interface água doce/água salgada, mas em função da infiltração pelo espaço anelar dos poços mal construídos, de águas salinizadas de paleo-mangues contidos no aqüifero superior, de idade recente. O processo foi acelerado em decorrência da super-explotação dos aqüíferos da região que promoveram uma inversão de carga hidráulica entre os aqüíferos superior e inferior, o primeiro de idade recente e o segundo de idade cretácica.

A infiltração de água é uma propriedade que reflete as condições físicas do solo, principalmente quanto à sua qualidade estrutural. Foi realizado um estudo na Embrapa Trigo, em Passo Fundo (RS), em um Latossolo Vermelho-Escuro, submetido por longo tempo a diferentes sistemas de manejo, com o objetivo de verificar a influência desses sistemas na taxa de infiltração de água, considerando as diferentes coberturas de solo e condições físicas gerais por eles propiciadas. A área experimental estava cultivada com milho, tendo-se aplicado chuva simulada de 120 mm h-1, durante 90 minutos, em três repetições, em três épocas distintas: (a) 45 dias após a semeadura do milho; (b) logo após a colheita do milho e (c) logo após a semeadura de aveia. As chuvas simuladas foram aplicadas sobre parcelas de 0,81 m2 distribuídas dentro de macroparcelas com os sistemas de manejo em preparo convencional, cultivo mínimo e sistema plantio direto. O cultivo mínimo apresentou, em todas as épocas, as maiores taxas de infiltração de água no solo, e o sistema plantio direto produziu as maiores quantidades de palha na superfície do solo. | Soil water infiltration rate may be the soil property which best reflects the general soil physical conditions, especially the structural quality. A field study was conducted at the Embrapa Trigo, Passo Fundo, Brasil in an Oxisol under long-term soil tillage systems, to evaluate the influence of these systems on soil water infiltration rate as a function of the soil cover and soil physical conditions caused by the different tillage systems. During a corn cropping period, a simulated rainfall with intensity of 120 mm h-1 and 90 minutes duration was applied in three replications and three different runs: (1) 45 days after corn sowing; (2) immediately after corn harvest; and (3) immediately after oat sowing. The simulated rainfall was applied on small plots of 0.81 m2 area inside larger plots where conventional tillage, minimum tillage and no-tillage were applied. In all runs, minimum tillage showed the highest soil water infiltration rates, while the no-tillage system yielded the highest amount of crop residues on the soil surface.