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Título: Soil moisture and groundwater recharge prediction in an Atlantic Forest-oxisol site
Título(s) alternativo(s): Simulação da umidade do solo e da recarga subterrânea em um ambiente Mata Atlântica-latossolo
Autor : Rodrigues, André Ferreira
Lattes: http://lattes.cnpq.br/7378792485229225
Primeiro orientador: Mello, Carlos Rogério de
Primeiro coorientador: Colombo, Alberto
Primeiro membro da banca: Mello, Carlos Rogério de
Segundo membro da banca: Colombo, Alberto
Terceiro membro da banca: Beskow, Samuel
Palavras-chave: Florestal tropical semidecidual
Hidropedologia
Modelagem inversa
Modelo Hydrus-1D
Movimento da água no solo
Semi-deciduous tropical forest
Hydropedology
Inverse modeling
Modelo Hydrus-1D
Water movement in soil
Data da publicação: 16-Abr-2019
Agência(s) de fomento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Referência: RODRIGUES, A. F. Soil moisture and groundwater recharge prediction in an Atlantic Forest-oxisol site. 2019. 67 p. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.
Resumo: O estudo da dinâmica da água no solo é fundamental para o entendimento dos processos hidrológicos, especialmente aqueles que ocorrem em ambientes florestais. Dessa forma, neste estudo objetivou-se simular o movimento da água no solo e a recarga subterrânea em um ambiente de Mata Atlântica-Latossolo, por meio da solução da equação de Richard, aplicando o modelo Hydrus-1D. O estudo foi conduzido a partir de dezoito pontos de monitoramento hidrológico. Em cada ponto foram instalados um pluviômetro, um aparato de escoamento pelo tronco e um tubo para monitoramento de umidade até 1,0 m de profundidade. Após cada evento de precipitação, a precipitação interna, o escoamento pelo tronco e a umidade do solo foram monitorados entre janeiro de 2016 a fevereiro de 2018. A precipitação interna e o escoamento pelo tronco foram então somados para considerar a precipitação efetiva (NP). No intuído de aprimorar a calibração do modelo Hydrus, uma campanha diária, em janeiro e fevereiro de 2018, foi realizada objetivando-se refinar o comportamento do avanço da água no perfil do solo. Por outro lado, o período de validação compreendeu os anos de 2016 e 2017. Nesse período, a parcela de água drenada na parte inferior do solo foi considerada como recarga subterrânea. No caso de intervalos sem precipitação superiores a 15 dias, foi realizado o monitoramento da umidade do solo. Posteriormente, o modelo exponencial foi ajustado ao semivariograma empírico para mapear a umidade observada e simulada no intuito de analisar a capacidade do Hydrus-1D em representar a distribuição espacial da umidade em toda área de estudo. Para o período de calibração, as estatísticas de precisão NS, ER e RMSE variaram de 0,34 a 0,86; 0,0237 a 0,0398; e 0,0095 a 0,0185, respectivamente. Por outro lado, na validação, essas estatísticas variaram, respectivamente, de -0,35 a 0,63; 0,0368 a 0,0760; e 0,0318 a 0,0315. Apesar de nove pontos terem apresentado NS próximo de zero ou até mesmo negativo, o mapeamento da umidade do solo observada e simulada foram similares, destacando a importância da NP e dos parâmetros hidráulicos do solo frente à modelagem da distribuição espacial da umidade. Por fim, a recarga subterrânea no ambiente de Mata Atlântica-Latossolo foi de 386 mm (31%) e 429 mm (39%) para 2016 e 2017, respectivamente.
Abstract: The study of soil water dynamics is fundamental for the understanding of hydrological processes, especially those that involved forest environments. In this context, this study aimed to simulate the water movement in soil and groundwater recharging in an Atlantic Forest Oxisol site, through the Richard’s equation solution by means Hydrus-1D model. The study was conducted using eighteen sets of hydrological monitoring, at each point a rain gauge was installed, a stemflow apparatus and a soil moisture measurement tube until 1.0 m depth. After each rainfall event, throughfall, stemflow and soil moisture were measured from January/2016 to February/2018. Throughfall and stemflow were then summed to account the net precipitation (NP). In order to improve the Hydrus calibration, a daily measurement campaign was carried out in January and February/2018, aiming to refine the water breakthrough in the soil profile. On the other hand, the validation period comprehended the years of 2016 and 2017. During the validation, the amount of water drained through in the profile bottom was accounted as groundwater recharge. For periods longer than 15 days without rain the soil moisture measurement was carried out. Further, the exponential model was fitted to the empirical semivariogram to map both observed and simulated soil moisture in order to analyze the Hydrus 1D ability in representing the spatial distribution of moisture throughout the study area. For the calibration period, NS, ER and RMSE precision statistics ranged from 0.34 to 0.86; 0.0237 to 0.0398; and 0.0095 to 0.0185, respectively. In contrast, in validation step these statistics ranged respectively, from -0.35 to 0.63; 0.0368 to 0.0760; and 0.0138 to 0.0315. Despite nine points had presented NS close to zero or even negative, the soil moisture mapping simulated and observed were similar, highlighting the importance of NP and soil hydraulic parameters in relation to the moisture spatial distribution. Finally, the groundwater recharge in the Atlantic Forest-Oxisol site was 386 mm (31%) and 429 mm (39%) for 2016 and 2017, respectively.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido do autor, até abril 2020.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/33639
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: eng
Aparece nas coleções:DEG - Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas - Mestrado (Dissertações)

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