Irrigação por Superfície-2023-2

Irrigação por sulco Determinação do número de sulcos que serão irrigados por vez (dia) e da vazão necessária NS = NTS / TR Q = q x NS NS = número de sulcos irrigados por dia NTS = número total de sulcos TR = turno de rega Q = vazão total q = vazão de cada sulco Irrigação por sulco Eficiência da irrigação por sulco - Excesso de irrigação - Percolação (início do sulco) - Escoamento (final do sulco) - Lixiviação de nutrientes - Afloração de lençol freático - Salinização - Vazões muito pequenas - Excesso de irrigação (início) e excesso (final) - Desuniformidade de aplicação Irrigação por sulco Determinação da vazão e do comprimento dos sulcos - Tempo de oportunidade IRN = a / ES x T^b I = 2,547 / ES x T^0,554 IRN (mm) Tempo de oportunidade (To, minutos) Espaçamento entre sulcos (m) Ti = Ta + To Ti = tempo de irrigação Ta = tempo de avanço To = tempo de oportunidade Infiltração de água no solo Vazão de entrada Declividade longitudinal da base de escoamento Geometria e rugosidade Perímetro molhado Profundidade da água sobre a superfície Umidade inicial do solo Rachaduras no solo Características físico-químicas do solo e da água Métodos de irrigação por superfície Introdução • Condução da água do sistema de distribuição (canais e tubos) até qualquer ponto de infiltração, dentro da parcela a ser irrigada, é feita sobre a superfície do solo. • Sistema não-pressurizado • Declividade: 0 a 2% (6%). • Não recomendado para solos com alta permeabilidade. • Percolação • Erosão • + curto o sulco = + caro Introdução • Deve-se evitar áreas alta declividade e desuniformes • Gastos com sistematização (elevações ou depressões -falta ou acúmulo de água) • Fertilidade • Tipo de solo • Infiltração de água no solo (Percolação) • Solos leves = irrigações leves e frequentes (difícil manejo) • Quantidade de água limitante • Irrigação por aspersão e localizada • Maior Eficiência • Qualidade da água limitante • Sólidos em suspensão • Irrigação por superfície • Cloreto de sódio = Corrosão de tubulações Irrigação por sulco Irrigação por sulco • Molha de 30 a 80% da superfície • ↓ evaporação • ↑ mão-de-obra • ↓ pressão de serviço • Largura do sulco 20-30cm e profundidade de 15 a 25cm • Espaçamento: dependente da cultura • Declividade ↓ 1% Tipos de sistemas de irrigação por sulco Tipos de sistemas de irrigação por sulco Tipos de sistemas de irrigação por sulco Tipos de sistemas de irrigação por sulco Tipos de sistemas de irrigação por sulco Tipos de sistemas de irrigação por sulco Irrigação por sulco • Comprimento do sulco x Eficiência de aplicação • Tamanho da área, declividade do terreno, tipo de solo, vazão, cultura, etc. • Perdas no início (percolação) e no final do sulco (escoamento) são inerentes ao sistema Irrigação por sulco • Fases da irrigação por sulco • Fase de avanço - Começa com o início da aplicação de água no sulco e termina quando a água atinge o final deste • Fase de irrigação ou de reposição - Começa quando a água atinge o final do sulco e termina no instante em que a vazão é cortada no início da área - denominado de tempo de oportunidade (To). Fase mais importante (infiltração da lâmina requerida) • Fase de recessão - Corresponde à etapa entre o corte de água no início da área, ao final do To, e o desaparecimento na superfície do sulco ao longo da área irrigada. avançoreposiçãodepleçãorecessãoFigura 7.2 - Fases da irrigação por superfície. Curva de avanço d'águaMétodo de entrada e saída de águaVI = Velocidade de infiltração (litro/minuto por metro de sulco)I = infiltração acumulada (litro por metro de sulco)VI = aT^bI = aT^bFigura 5.8 - Curvas de avanço d’água no sulco. Lâmina de irrigação aplicadaA água deve ficar no final do sulco o tempo suficiente para que infiltre, naquela extremidade, a lâmina real de irrigação.Três lâminas de irrigaçãoInfiltrada no início, no final e a lâmina média aplicada. Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Dimensionamento de sistema de irrigação por sulco Irrigação por faixa • A irrigação é aplicada em faixas de terra com moderada declividade longitudinal • Separação por taipas ou diques • Declividade transversal ≈ 0 – Uniformidade na distribuição de água • Culturas que cobrem toda superfície. Ex. Pastagens • Diferença de nível transversal (DNₜ) é 2/5 da lâmina • Largura máxima da faixa (LF) \[ LF = \frac{DN_{t} \times 100}{0,5} \] Irrigação por faixa Sentido de maior declive Canal Sifões Sentido da água Diques Faixas Saída da água Figura 5.9 - Esquema de um sistema de irrigação por faixa. Irrigação por faixa Irrigação por inundação • Aplicação de água é feita por bacias ou tabuleiros - Áreas planas delimitadas por taipas • Mais simples e mais usado • Inundação contínua ou permanente - Arroz • Inundação intermitente - Outras culturas Irrigação por inundação • Vantagens - Economia de mão-de-obra - ↓ perda por escoamento no final da área - ↓ ervas daninhas - Fácil manejo - Irrigação em solos com baixa capacidade de infiltração - Aproveitamento da água da chuva Irrigação por inundação • Principais limitações - Dificultam a movimentação dos equipamentos - ↓ área de cultivo (diques ou canais) - ↑ incidência de mosquitos, esquistossomose - Somente culturas adaptadas a saturação do solo - Não deve ser usado em solos com alta capacidade de infiltração Irrigação por inundação Tamanho do tabuleiro - 1 a mais de 50000 m² - Tipo de solo • Maior impermeabilidade = tabuleiro maior • Solos pesados de 0.3 a 0.8 ha - Condições topográficas • Diferença entre o ponto mais baixo e mais alto não deve exceder a 2/3 da lâmina média de água - Vazão disponível • O tempo necessário para o preenchimento do tabuleiro não deve exceder a 1/4 do tempo efetivo de irrigação (intermitente) Irrigação por inundação Tamanho do tabuleiro A = 100 x (Q / VIB) Q : vazão (m³ h⁻¹) VIB : velocidade de infiltração básica (mm h⁻¹) A : área do tabuleiro (m²) Irrigação por inundação Irrigação por inundação • Vazão necessária - Enchimento dos tabuleiros \[ Q = 0,116 (\phi \times Z + L_m + ETc \times TR + K_o \times TR) \frac{A}{TR} \] Q = vazão necessária para enchimento dos tabuleiros (l s⁻¹) \( \phi \) = porosidade do solo, decimal ETc = evapotranspiração da cultura, no período de maior demanda (mm dia⁻¹) A = área do projeto (ha) TR = turno de rega ou tempo de enchimento (dias) Z = profundidade do solo (mm) L_m = lâmina média na superfície do solo (mm) K_o = condutividade hidráulica do solo saturado (mm dia⁻¹) Irrigação por inundação • Vazão necessária - Irrigação intermitente \[ Q = 2,78 \times \frac{(ETc - Pp) \times A \times TR}{Ea \times Ec \times H \times PI} \] Q = vazão necessária (l s⁻¹) ETc = evapotranspiração da cultura, no período de maior demanda (mm dia⁻¹) Pp = precipitação provável (mm dia⁻¹) A = área do projeto (ha) TR = turno de rega (dias) Ea = eficiência de aplicação Ec = eficiência de condução H = número de horas que o sistema funcionará por dia PI = período de irrigação (dias) Irrigação por inundação • Vazão necessária - Irrigação contínua ou permanente \[ Q = 0,12 \times \frac{A \times (ETc + VIB - Pp)}{Ec} \] Q = vazão necessária (l s⁻¹) ETc = evapotranspiração da cultura, no período de maior demanda (mm dia⁻¹) Pp = precipitação provável (mm dia⁻¹) A = área do projeto (ha) VIB = velocidade de infiltração básica do solo (mm dia⁻¹) Ec = eficiência de condução, em decimal Irrigação por inundação Eficiência de irrigação por inundação - Eficiência de condução \[Ec = \frac{V_{a}}{V_{d}} \times 100\] Ec = Eficiência de condução (%) Va = volume de água aplicado na área (m³) Vd = volume de água derivado para irrigação (m³) - Eficiência de distribuição - Irrigação intermitente \[Ed = \frac{L_{min}}{La} \times 100\] \[La = \frac{Q \times Ti}{A} \times 3600\] Ed = eficiência de distribuição (%) Lmin = lâmina mínima infiltrada (mm) La = lâmina aplicada por irrigação Q = vazão aplicada no tabuleiro (l s⁻¹) Ti = tempo de irrigação (horas) A = área do tabuleiro (m²) Irrigação por inundação Eficiência de irrigação por inundação - Eficiência de aplicação \[Ea = \frac{Les}{Las} \times 100\] \[Las = \frac{Q \times Ti}{A} \times 3600\] Ea = eficiência de aplicação (%) Les = lâmina evapotranspirada por semana (mm) Las = lâmina aplicada por semana (mm) Q = vazão aplicada durante a semana (l s⁻¹) Ti = tempo de irrigação durante a semana (horas) A = área do tabuleiro (m²) Irrigação subsuperficial ou subirrigação Exemplo 1 Determine a área do tabuleiro para uma lavoura de 100 ha. A velocidade de infiltração básica é de 5 mm h⁻¹. Vazão recomendada de 2 l s⁻¹ ha⁻¹. Exemplo 1 A = 100× \frac{Q}{VIB} Q : vazão (m3 h-1) VIB : velocidade de infiltração básica (mm h-1) A : área do tabuleiro (m2) Q = \frac{2 × 3600}{1000} = 7,2\ m3 h-1 ha-1 Q = 7,2 × 100 = 720\ m3 h-1 A = 100 × \frac{720}{5} = 14400\ m2 Exemplo 2 Deseja-se elaborar um projeto de irrigação para uma área de 20 ha, cujos dados são apresentados a seguir. Na análise do perfil do solo verificou-se que existe uma camada impermeável com profundidade (Z) de 50 cm. • Solo: • DTA = 2 mm cm-1 • Z=50 cm • ϕ=0,5 cm3 cm-3 • ko=7 mm dia-1 • Irrigação • ETc = 7,2 mm dia-1 • Lâmina média na superfície do solo = 150 mm • Ec = 65% • f = 0,5 • Pp = 3 mm dia-1 Exemplo 2 Deseja-se elaborar um projeto de irrigação para uma área de 20 ha, cujos dados são apresentados a seguir. Na análise do perfil do solo verificou-se que existe uma camada impermeável com profundidade (Z) de 50 cm. • Solo: • DTA = 2 mm cm-1 • Z=50 cm • ϕ=0,5 cm3 cm-3 • ko=7 mm dia-1 • Irrigação • ETc = 7,2 mm dia-1 • Lâmina média na superfície do solo = 150 mm • Ec = 65% • f = 0,5 • Pp = 3 mm dia-1 Exemplo 2 \[ Q = 0,116(\phi \times Z + L_m + ETc \times TR + K_0 \times TR) \frac{A}{TR} \] Q = vazão necessária para enchimento dos tabuleiros (l\ s^{-1}) \( \phi \) = porosidade do solo, decimal ETc = evapotranspiração da cultura, no período de maior demanda (mm\ dia^{-1}) A = área do projeto (ha) TR = turno de rega ou tempo de enchimento (dias) Z = profundidade do solo (mm) L_m = lâmina média na superfície do solo (mm) K_0 = condutividade hidráulica do solo saturado (mm\ dia^{-1}) \[ TR = \frac{DTA \times f \times Z}{ETc} \] Exemplo 2 \[ TR = \frac{DTA \times f \times Z}{ETc} \] \[ TR = \frac{DTA \times f \times Z}{ETc} = \frac{2,0 \times 0,5 \times 50}{7,2} \approx 7 dias \] \[ Q = 0,116(0,5 \times 500 + 150 + 7,2 \times 7 + 7 \times 7) \times \frac{20}{7} = 165,5\ L\ s^{-1} \] Igor Kieling Severo Eng. Agrônomo - UNIPAMPA MSc. em Agronomia – UTFPR E-mail: igorsevero@utfpr.edu.br OBRIGADO PELA ATENÇÃO!