Aula sobre Movimento de água no solo, para graduação em Agronomia da UFRGS

1. Movimento da água
no solo

2. Movimento de água no solo
Sempre que no sistema
houver diferença de
potencial total de água no
solo(ψ), pode haver
movimento de água
no solo.

3. Energia potencial total da água (Ψ)
Ψ= Ψg + Ψp + Ψm + Ψo Sendo:
Ψg = potencial gravitacional
Ψp = potencial de pressão
Ψm = potencial matricial
Ψo = potencial osmótico

4. CURVA CARACTERÍSTICA DE ÁGUA NO SOLO
No solo, Ψ m varia de 0 (solo saturado) a 107 cm (solo seco na
estufa). Assim, por conveniência, é expressa como:
pF = Log (- Ψ M )
Log (- Ψ M)
sendo Ψ M expresso em bar (1 cm de água = 981 bar ou 1 bar = 0,1 pa).
7
6
5
4
3
2
1
0
silte
argila
areia
Teor de umidade
Saturação

5. Diferenças de umidade nas diferentes
camadas do solo provocam
movimento de água:
• camadas superficiais mais secas:
movimento ascendente
• todo o solo úmido: movimento
descendente

6. Solo saturado sobre camada impermeável
•A
0,20m
Lâmina de água
•B
0,20m
•C
Solo
Camada impermeável
Nesse caso:
gradiente ψ g= gradiente
pois
gradiente ψ g= dg
gradiente ψ p= dg
ψp

7. Todo o solo úmido: movimento descendente
Caso de uma chuva prolongada e intensa:
0,10
1,0
0,30
0,50
Movimento de água
0,5
Gradiente
gravitacional
Profundidade (m)
Umidade do solo (cm3/cm3)
2,0
Drenagem interna

8. Camada superficial mais seca: movimento ascendente
0,20
0,40
0,60
0,30
Movimento de água
0,10
Gradiente
Profundidade (m)
Umidade do solo (cm3/cm3)
0,50
MAIOR POTENCIAL
MATRICIAL

9. A água pode mover-se em qualquer sentido e direção de
acordo com a distribuição dos potenciais de água no solo
e dos gradientes gerados.

10. Condutividade hidráulica
Definição:
Parâmetro que mede a facilidade com a qual o
solo transmite água.
Maior a condutividade hidráulica maior será a
facilidade da água se movimentar no solo.
3
Q
cm
cm
K=
=
=
2
A ∗ t cm ∗ s
s
Onde:
Q=volume de água (cm3)
A= área (cm2)
t= tempo (s)

11. Condutividade hidráulica (K)
A condutividade hidráulica do solo é tanto
maior quanto maior for a umidade do solo.
Valor máximo de K ocorre quando o solo está
saturado - condutividade hidráulica saturada.
k ∗ ρe ∗ g
K=
η
Onde:
k= permeabilidade intrínseca (cm2) que depende do arranjo geométrico
das partículas e da umidade.
ρ e= massa específica do fluido (g/cm3)
g= aceleração da gravidade (cm/s2)
η= viscosidade do fluido (g/cm s)

12. k ∗ ρe ∗ g
K=
η
Pode-se considerar que ρ e= massa específica do fluído
(g/cm3), g= aceleração da gravidade (cm/s 2)
e η= viscosidade do fluido (g/cm s) são constantes.
k varia em função da umidade do solo.
Assim,
Solos não saturados:
K é função da umidade
Solos saturados:
o K é constante

13. Equação utilizada para quantificar o
movimento de água no solo.
Equação de Darcy:
q = − K (cm / s ) ∗ grad .ψ (cm / cm) = cm / s
Dois Fatores !

14. D
Atmosfera
Ψ=-5 a -20MPa
Ψ A> Ψ B> Ψ C> Ψ D
C para D - ocorre mudança de estado
Ψ=-0,03 a -1MPa
C
Planta
B para C - transporte ocorre via xilema
Solo
Ψ=-0,01 a -0,02MPa
A
B
Ψ=-0,1 a -0,5MPa
q = − K ∗ grad .ψ = cm / h

15. Atmosfera
D
fatores importantes:
radiação solar, vento e
umidade relativa do ar.
Planta
fatores importantes:
C
atividade, distribuição e
profundidade radicular,
condição de sanidade do
xilema, arquitetura foliar.
Solo
fatores importantes:
umidade, relação ψ e θ e K
A
B

16. • Enquanto o fluxo de água atender à
demanda atmosférica, a planta
desenvolve-se adequadamente.
• Quando não atender mais, a planta
murcha.
• Quanto maior a perda de água e mais
longo o período de murcha, tanto mais
irreversível o processo.
• Devido a isto, devem ser definidos a
quantidade de água do solo que é
disponível para as plantas, não
havendo falta nem excesso

17. O que acontece com o
movimento de água no solo
quando o solo não é uniforme?

18. Solo com camada compactada
Camada impermeável
H2O
H2O
NãoCompactado
Compactado

19. Camada arenosa sobre camada
argilosa
H2O
Água começa a passar para a camada argilosa
assim que entrar em contato com ela
H2O

20. Camada argilosa sobre
camada arenosa
H2O
Água começa a passar para camada arenosa
quando a camada argilosa saturar
H2O

21. Camadas arenosa-argilosa-arenosa
H2 O
Wet & Dry Layers
H2 O

22. Solos irregulares
H 2O
Patchy Soil Moisture
H2O

23. VÍDEO:
“How water moves in
the soil”