Variabilidade das propriedades hidráulicas do solo e seu impacto nas previsões de um modelo agro-hidrológico

Autor(es)

Thalita Campos Oliveira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB)
• Data de defesa: 2019-03-29

Membros da banca

Quirijn de Jong van Lier; Aline de Holanda Nunes Maia; Fábio Ricardo Marin; Jarbas Honorio de Miranda

• Orientador: Quirijn de Jong van Lier

Resumo

Modelos agro-hidrológicos têm sido amplamente utilizados para predizer e simular os componentes do balanço hídrico e o rendimento de culturas gerando resultados confiáveis. Esses modelos fornecem balanços hídrico e de energia detalhados, além de permitir a simulação de cenários adotando diferentes estratégias de manejo do solo e em diversas condições ambientais e climáticas. No entanto, eles exigem um grande número de parâmetros de entrada, especialmente aqueles relacionados às funções de retenção de água e de condutividade hidráulica do solo. Por sua vez, esses parâmetros são sujeitos a variações provenientes dos métodos dos determinação, dos erros e incertezas relacionados a eles e da variabilidade do solo. Nessa tese objetivou-se (1) analisar a aptidão da modelagem inversa como uma alternativa aos métodos tradicionais para estimar as propriedades hidráulicas do solo utilizando dados de conteúdo de água obtidos por sensores de Reflectometria no Domínio da Frequência (FDR) em um experimento de campo; (2) analisar a influência da incerteza dos parâmetros de Mualem van Genuchten (M VG) nos componentes do balanço hídrico e no rendimento de culturas preditos pelo modelo de SWAP para a cultura do milho sem irrigação por meio de análise de incerteza utilizando dois métodos de amostragem. Um método utilizou amostragem aleatória de Monte Carlo baseado nos erros padrão dos parâmetros de M VG obtidos pela modelagem inversa (MCRS) e a outra utilizou o método de Monte Carlo de amostragem por Hipercubo Latino (MCLHS). Os resultados da modelagem inversa mostraram que os parâmetros n, Ks e ?r do horizonte Bt foram estimados com baixa precisão. Os baixos valores de conteúdo de água do solo no horizonte A resultaram em valores menores de ?r em comparação com o método de laboratório. No horizonte Bt, a estreita amplitude do conteúdo de água contribuiu para uma estimativa pouco confiável dos parâmetros ?r e n. Os dois métodos de amostragem resultaram em amplitudes e formatos de funções de densidade de probabilidade distintas para o n, e escoamento superficial, evaporação do solo e drenagem profunda simulados. O conjunto de parâmetros hidráulicos de M VG gerados pelo MCRS podem ter aumentado a incerteza dos resultados simulados, enquanto o MCLHS gerou combinações de parâmetros mais prováveis e resultados simulados mais confiáveis. A análise de incerteza pode fornecer informações importantes sobre as incertezas nas predições do modelo SWAP e deve ser preferida em detrimento à uma abordagem determinística, que geralmente fornece resultados divergentes dos gerados pelo método probabilístico. Além disso, a análise de incerteza é uma ferramenta chave para a interpretação mais confiável do balanço de água no solo e do rendimento de culturas e deve ser adotado nos estudos de modelagem agro-hidrológica (AU)

• Processo FAPESP: 15/04430-5 - Variabilidade de parâmetros hidráulicos do solo e seu impacto em previsões de um modelo agro-hidrológico
• Beneficiário: Thalita Campos Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado