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Início/Biofísica, fluidos e geociências/Curva de retenção de água no solo

Curva de retenção de água no solo

Curva de van Genuchten θ(ψ), saturação efetiva S_e, condutividade de Mualem K(θ), capacidade de campo, ponto de murcha e água disponível para as plantas.

Solo de van Genuchten

0.07
0.43
0.035 kPa⁻¹
1.55
60 mm/h
33 kPa

Curva: S_e = [1+(α|ψ|)^n]^{-m}, m=1−1/n, θ = θ_r + S_e(θ_s−θ_r). Condutividade de Mualem: K=K_s S_e^{1/2}[1−(1−S_e^{1/m})^m]^2.

Grandezas medidas

θ no ponto de prova0.340 m³/m³
Saturação efetiva S_e0.750
K no ponto de prova1.841 mm/h
Capacidade de campo θ_FC0.340
Ponto de murcha θ_WP0.111
Água disponível0.229

Gráficos

Sobre o modelo

A curva de retenção de água no solo relaciona a umidade volumétrica θ com a sucção matricial |ψ|. Forma de van Genuchten: S_e = [1 + (α|ψ|)^n]^{−m}, m = 1 − 1/n e θ = θ_r + S_e(θ_s − θ_r). Aqui θ_r é a água residual, θ_s a umidade de saturação, α a escala de entrada de ar e n a largura da distribuição de poros. Condutividade hidráulica não saturada segundo Mualem: K = K_s S_e^{1/2}[1 − (1 − S_e^{1/m})^m]² — ao secar, K cai ordens de grandeza mais depressa que θ. No gráfico marcam-se a capacidade de campo (cerca de 33 kPa), o ponto de murcha (cerca de 1500 kPa) e a água disponível para as plantas θ_FC − θ_WP. As predefinições areia, franco e argila mostram a diferença entre a drenagem rápida de um solo de poros grossos e a retenção em poros finos. Não há histerese de umedecimento e secagem.

Para quem: Física do solo, hidrologia e agronomia: zona não saturada, curva de retenção.

Conceitos-chave

  • curva de retenção de água no solo
  • van Genuchten
  • sucção matricial
  • saturação efetiva
  • condutividade de Mualem
  • capacidade de campo
  • ponto de murcha
  • água disponível para as plantas

Como funciona

Van Genuchten: S_e = [1+(α|ψ|)^n]^{−m}, m = 1−1/n, depois θ = θ_r + S_e(θ_s−θ_r). A condutividade de Mualem K(S_e) cai ao secar muito mais depressa que a umidade. Marcam-se a capacidade de campo (~33 kPa), o ponto de murcha (~1500 kPa) e a água disponível θ_FC − θ_WP. As predefinições areia / franco / argila mudam a forma da curva.

Fórmulas principais

S_e = [1 + (α|ψ|)^n]^{-m}, m = 1 − 1/n
θ = θ_r + S_e(θ_s−θ_r), K(S_e)=K_s S_e^{1/2}[1−(1−S_e^{1/m})^m]^2

Perguntas frequentes

Por que o eixo de sucção é logarítmico?
A água do solo cobre desde quase saturação até milhares de kPa perto do ponto de murcha. O eixo logarítmico põe o ombro úmido e a cauda seca num só gráfico.
O que significam fisicamente α e n?
α fixa a escala de entrada de ar: maior α — a drenagem começa em sucção menor. n fixa a inclinação da curva e a distribuição de poros; n grande — drenagem mais brusca de solos de grão grosso.
Por que na argila θ continua alta mesmo no ponto de murcha?
Poros finos e películas retêm água a sucção alta, mas as plantas a extraem com dificuldade e a condutividade hidráulica já é muito baixa.
O que não está no modelo?
Não há histerese entre umedecimento e secagem, nem potencial osmótico, nem estrutura do solo, nem caminhos preferenciais, nem raízes nem perfis em camadas.