Modelação da dinâmica da água e dos sais num Aluviossolo
regado com águas de diferente qualidade: ensaio de validação
do modelo HYDRUS-1D com observações em monólitos
Water and solute transport simulation in a Fluvisol irrigated with waters of different quality: testing the HYDRUS-1D model with observations in soil monoliths
M. C. Gonçalves1, T. B. Ramos1, J. Šimnek2, M. J. Neves1, J. C. Martins1,
F P. Pires1 & P. Leitão3

RESUMO
Entre 2001 e 2004 procedeu-se à monitorização dos teores de água e dos catiões
solúveis Na+, Ca2+ e Mg2+, às profundidades de 10, 30, 50 e 70 cm, em três monólitos de solo (1.2 m2 x 1.0 m de profundidade), construídos num Aluviossolo detextura mediana, situado em Alvalade deSado, visando o estudo da evolução dasalinização e da sodicização do solo emfunção de diferentes qualidades de águade rega aplicadas.
Os monólitos, cobertos com vegetação
natural, foram regados manualmente (10mm por aplicação), durante o ciclo derega da região (500 mm) e sujeito à lavagem pela chuva (entre 388 e 570 mm/ano)
durante o período remanescente do ano.
As águas de rega inicialmente aplicadas apresentavam uma CE de 0.4, 0.8 e 1.6 dS m-1 e
um valor de SAR de 1, 3 e 6 (meq L-1)0,5,
designadas de A, B e C, respectivamente,
mantendo sempre uma relação Ca:Mg =1

1:2. No 3º e 4º anos optou-se por aumentar a CE das águas de rega para 0.8, 1,6 e
3.2 dS m-1, mantendo o respectivo equilíbrio entre os catiões. O teor de água nosolo foi monitorizado às 4 profundidades
por TDR e a solução de solo foi amostrada recorrendo a cápsulas porosas instaladas às mesmas profundidades. Foi monitorizada a evolução dos teores de água ede Na+, Ca2+ e Mg2+ solúveis, da condutividade eléctrica (CE), da razão de adsorção de sódio (SAR) e da percentagem desódio de troca (ESP) nos três monólitos,às quatro profundidades e ao longo dos 4anos de ensaio.
A modelação dos processos envolvidos
foi efectuada recorrendo ao modelo HYDRUS-1D, o qual se mostrou adequado àsimulação dos resultados experimentais.
A análise entre os valores medidos esimulados foi feita com recurso à análise
de regressão simples, forçada à origem.
As equações obtidas apresentaram coeficientes de regressão próximos de 1 e coe-Est. Agronómica Nacional, Quinta do Marquês, 2784-505 Oeiras, Portugal – Tel: 214 403 500 –Fax: 214 416 011 – E-mail: mc.goncalves@netc.pt;2Department of Environmental Sciences, University of California, Riverside, CA 92521, USA; 3Instituto Superior Técnico – MARETEC, Av. Rovisco
Pais, 1049-101 Lisboa – Tel: 218 419 424 – Fax: 218 419 423

MODELAÇÃO DA DINÂMICA DA ÁGUA E DOS SAIS NUM ALUVIOSSOLO

ficientes de determinação elevados,variando entre 0.985 para o teor de água e
0.797 para o cálcio solúvel. Pode-se considerar que este modelo é uma ferramenta
valiosa para previsões a médio/longo prazo da influência da qualidade da água derega no solo.

ABSTRACTHYDRUS-1D was used to analyze water flow and solute transport in three soilmonoliths (1.2 m2 u 1.0 m) that were irrigated during summer months with different quality waters. The soil monoliths
were constructed on a Eutric Fluvisol in
Alentejo, Portugal. EC of irrigation waters varied between 0.4 and 3.2 dS m-1
and SAR between 1 and 6 (meq L-1)0.5,
maintaining a relation of Ca:Mg equal to
1:2. In the irrigation season, about 500
mm of irrigation water was applied. During the rest of the year, the soil monoliths
were subjected to regular rainfall leaching. The objective was to evaluate the effectiveness of the HYDRUS-1D software
package to predict water contents andfluxes, concentrations of individual ions
(Na+, Ca2+ and Mg2+), electrical conductivity of soil solution (EC), sodium adsorption ratio (SAR) and exchangeablesodium percentage (ESP) indices underfield conditions where salinisation may
occur. These variables and indices weremonitored from May 2001 to September
2004 at four depths (10, 30, 50, 70 cm) inall three soil monoliths. HYDRUS-1D has
successfully described field measurements of overall salinity, individual soluble cations, as well as SAR and ESP withregression coefficients close to 1 and determination coefficients ranging from
0.985 to the water content to 0.797 to thesoluble calcium simulation.

39

INTRODUÇÃO
Nas áreas regadas dos aproveitamentos
hidroagrícolas em funcionamento no Baixo Alentejo existe uma diversidade desolos, grande parte dos quais apresentam
baixa permeabilidade no horizonte B argílico que pode condicionar desfavoravelmente a necessária lavagem dos sais solúveis veiculados pela água de rega. Poroutro lado, a água de rega de alguns desses aproveitamentos hidroagrícolas (Roxo, Campilhas) pode apresentar, nomeadamente em anos secos ou de seca severa,
uma má qualidade derivada quer de uma
concentração excessiva de sais, quer deuma concentração iónica desequilibrada.
Acresce referir que nos próximos 10 a 20
anos serão regados, no Alentejo, mais
110 000 ha com água da nova albufeirarecentemente construída no Guadiana,
como parte integrante do projecto Alqueva. Muito embora não seja de prever nesta
enorme albufeira uma concentração desais na água devido à sua grande dimensão, é de esperar, em anos secos ou deseca extrema, que a água desta albufeira
possa deteriorar-se se considerarmos oefeito prejudicial das descargas de efluentes urbanos e agrícolas provenientes das
zonas da bacia espanhola e portuguesa
que vão alimentar aquela albufeira.
É necessário estabelecer políticas que
permitam minimizar os riscos inerentes ao
uso de águas de menor qualidade. Tais
políticas deverão ser baseadas no entendimento das leis que regem o movimentoda água e o transporte de solutos na região
saturada e insaturada do solo, assumindo-se a modelação cada vez mais como uma
ferramenta indispensável na previsão daqualidade da água dos aquíferos, na
implementação de melhores práticas derega e de fertilização e na quantificação
dos riscos de salinização e sodicização do

40

REVISTA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

solo e necessidades de lavagem do solo.
Nas últimas décadas tem-se assistido a um
considerável progresso na compreensão e
descrição dos processos matemáticos que
regem os fenómenos do movimento daágua e transporte de solutos na região
insaturada do solo (van Genuchten &Šimůnek, 2004, Galvão et al., 2004). Surgiram assim uma grande variedade demodelos analíticos e numéricos para prever os processos de transferência da águae solutos entre a superfície do solo e atoalha freática. Esses modelos são baseados na equação de Richards para o fluxo
saturado/insaturado da água no solo e na
equação de convecção-dispersão (CDE)para o transporte de solutos. Contudo,
apenas alguns modelos mais específicos
têm a capacidade de simular o transporte
individual dos iões existentes na solução
do solo. Os mais utilizados têm sido os
modelos LEACHM (Wagenet & Hutson,
1987) e UNSATCHEM (Šimůnek et al.,1996). Mais recentemente foi incorporado
este último modelo ao programa
HYDRUS-1D (Šimůnek et al., 2005) pretendendo tornar este modelo numa poderosa ferramenta na previsão das concentrações dos iões no solo, dos efeitos daqualidade de água de rega nos aquíferos ena quantificação do volume de águanecessário para recuperar solos sódicos esalinos para níveis mais reduzidos de salinidade e de percentagem de sódio de troca(Šimůnek & Valocchi, 2002).
Este trabalho pretende avaliar a eficiência do modelo HYDRUS-1D (Šimůnek etal., 2005) na previsão do teor de água nosolo, da concentração individual de iõesno solo (Na+, Ca2+ e Mg2+), da condutividade eléctrica (CE), da razão de sódio detroca (SAR) e da percentagem de sódio detroca (ESP), comparando os resultados
simulados com resultados de campo obti-

dos entre 2001-2004, num Aluviossolo
regado com águas de diferente qualidade.

MATERIAL E MÉTODOS
Entre Maio de 2001 e Setembro de2004, num Aluviossolo Moderno Não
Calcário de textura mediana ou FluvissoloÊutrico, construíram-se três monólitos desolo (1.2 m2 x 1.0 m de profundidade)
onde foram estudados os efeitos no solo,
da aplicação de águas de diferente qualidade. Pormenores relativos à construção
dos monólitos, descrição das propriedades
químicas e físicas do solo e metodologias
utilizadas para as determinar podem serencontrados, com mais pormenor, emGonçalves et al. (2004). No Quadro 1
apresentam-se as características físicas equímicas consideradas mais importantes
do Aluviossolo estudado.
Em cada monólito de solo foram instaladas 2 sondas TDR e 2 cápsulas porosasàs profundidades de 10, 30, 50 e 70 cm. O
monólito foi regado manualmente (aplicações de 10 mm) de Maio a Agosto.
Aplicou-se um total anual de 625 L deágua de rega o que corresponde a uma rega total anual de 500 mm. A composição
iónica das águas aplicadas em cada monólito é descrita no Quadro 2. As águas foram preparadas com concentrações crescentes de cloreto de sódio, de cálcio e demagnésio (Águas I – B e C) em relação àágua disponível na região (Água I - A).
Em 2003 e 2004 optou-se por aumentar acomposição iónica das águas de rega,mantendo a mesma relação SAR e Ca:Mg(Águas II – A’, B’ e C’). Após o períodode rega (Maio a Agosto) os monólitos foram sujeitos à lavagem pela chuva (Setembro a Abril) variando o total de precipitação entre 445 e 587 mm, consoante oano em causa.

MODELAÇÃO DA DINÂMICA DA ÁGUA E DOS SAIS NUM ALUVIOSSOLOQUADRO 1 - Características físicas e químicas do solo (condições iniciais)
Profundidade (cm)
0-48
48-85
TexturaFranco-limosa
Franco-limosa
AG (g kg-1)
62
51
AF (g kg-1)
532
468
296
292
L (g kg-1)
A (g kg-1)
110
189
1.49
1.51
Dap (g cm-3)
CE (dS m-1)
0.20
0.23
5.94
6.58
pH (H2O)
Ca2+
0.753
0.673
Catiões solúveis
Mg2+
0.613
0.560
(meq L-1)
0.625
0.990
Na+
Cl- (meq L-1)
1.991
2.223
Ca2+
46.63
58.50
Catiões extraíveis
Mg2+
21.88
27.00
-1
(meq kg )
Na+
1.45
2.16
CTC (meq kg-1)
69.96
87.66
SAR (meq L-1)0.5
0.756
1.260
ESP (%)
2.00
2.46
K (Na/Ca) (mol L-1)-1/2
1.93
1.37
K (Mg/Ca)
0.52
0.50

41

85-170Franca
61
428
282
229
1.61
0.23
6.74
0.670
0.520
1.000
2.190
62.00
28.13
2.17
92.30
1.296
2.35
1.28
0.51

CE = condutividade eléctrica do extracto de saturação; CTC = capacidade de troca catiónica; SAR = razão deadsorção de sódio; ESP = percentagem de sódio de troca; K = coeficiente de selectividade de Gapon

A solução do solo foi recolhida atravésde cápsulas porosas e o teor de água nosolo foi monitorizado por TDR, às 4 profundidades (10, 30, 50 e 70 cm), duas
vezes por semana, de Maio a Agosto(período de rega), e 1 a 2 vezes por mês
no restante período (Setembro a Março)para acompanhar o processo de lavagem
dos sais.
Os dados de entrada necessários ao
modelo HYDRUS-1D (Šimůnek et al.,2005) para tentar simular o movimento deágua e o transporte de solutos no solo
foram:x Condições atmosféricas. A evapotranspiração de referência (ETo) foi
calculada diariamente, pelo método dePenman-Monteith (Allen et al., 1998),
a partir dos dados recolhidos na estação meteorológica existente a 10 m do
local de ensaio. Estando os monólitos
cobertos por vegetação natural, a ETo

foi convertida em evapotranspiração
cultural (ETc), multiplicando ETopelos coeficientes culturais (Kc) para
pastagem (0.4 na fase inicial, 0.85
para períodos sem rega (Allen et al.,1998) e 1.0 quando regado). A ETc foi
dividida nas suas componentes evaporação do solo (E) e transpiração dacultura (T) através das equações:E = ETc – T
T = ETc × SCF
SCF = 1 – exp (-αi × LAI)

(1)
(2)
(3)

onde SCF é o factor de cobertura dosolo, LAI é o índice de área foliar (m2m-2), tendo sido considerado um valor
constante de 3.5 m2 m-2 ao longo doensaio, e αi é uma constante que tem
em conta a absorção da radiação pela
cultura (Ritchie, 1972).

42

REVISTA DE CIÊNCIAS AGRÁRIASQUADRO 2 - Composição iónica das águas de rega aplicadas em cada um dos monólitos e respectiva classificação de acordo com o US Salinity Laboratory (Richards, 1954)
CE
SAR
Ca2+
Mg2+
Na+
ClMonólito
Classificação
(meq LdS m-1
meq L-1
1 0.5
USSL
)
A
0.3
1.0
1.00
1.00
1.00
5.00
C2-S1
Águas I
B
0.8
3.0
1.28
2.56
4.16
11.82
C3-S1
C
1.6
6.0
1.93
3.86
10.21
21.79
C3-S2
A’
0.8
1.5
1.85
3.65
2.5
13.5
C3-S1
Águas II
B’
1.6
3.0
3.16
6.32
6.52
25.48
C3-S1
C’
3.2
6.0
5.1
10.2
16.7
47.3
C4-S2

Os valores diários de E e T, juntamente
com a precipitação diária (P) ao longo dos
quatro anos de ensaio são os parâmetrosde entrada necessários ao modelo.
x Distribuição radicular. Através deobservações visuais ao perfil de solo,
foi considerada uma profundidade
radicular da vegetação natural relativamente uniforme e mais densa até
aos 30 cm, pressupondo-se que aíexistiriam 80% das raízes, enquantoque os restantes 20% estariam distribuídos até aos 70 cm de profundidade.
x Propriedades hidráulicas do solo. As
propriedades hidráulicas do solo
foram medidas laboratorialmente em
QUADRO 3 - Parâmetros de entrada domodelo do modelo HYDRUS-1D para as
propriedades hidráulicas e transporte desolutos no solo
0-48

48-85

85-170Parâmetros------------- cm-------------3-3

r (cm cm )

0.050

0.108

0.000

3

-3

0.427

0.428

0.373

 (cm )

0.029

0.108

0.040

n

1.21

1.16

1.15

"

-4.39

-5.91

-6.91

Ks (cm dia-1)

18.2

99.3

21.4

Dispersividade (cm)

5.36

0.68

12.18

s (cm cm )-1

amostras no estado natural pelos
métodos descritos em Gonçalves, etal. (1997). Apesar de existirem, no
HYDRUS-1D, vários modelos específicos para parametrizar as propriedades hidráulicas do solo, o utilizado foi
o de Mualem-van Genuchten (vanGenuchten, 1980). O Quadro 3 apresenta os parâmetros obtidos sendo Tr e
Ts, respectivamente, os teores de águaresidual e na saturação, Ks a condutividade hidráulica no estado saturado(cm dia-1) e D, n e " parâmetros deajustamento que definem a forma das
curvas.
x Parâmetros de transporte de solutos. Os parâmetros de transporte desolutos (dispersividades) foram obtidos em amostras no estado natural de
9040 cm3, colhidas nas camadas do
Aluviossolo em estudo, a partir de distribuições de concentrações observadas e de soluções analíticas da respectiva equação de transporte (equação deconvecção-dispersão), com recurso ao
programa de estimação não linear deparâmetros CXTFIT 2.1 (Toride et al.
1995). As colunas de solo foram preparadas e saturadas com água, a partir
da sua base inferior, segundo o procedimento descrito em Mallants et al.
(1994). Após saturação, adicionou-selhes água destilada utilizando um

MODELAÇÃO DA DINÂMICA DA ÁGUA E DOS SAIS NUM ALUVIOSSOLO

método de carga constante, de modo amanter uma lâmina de água constante,de cerca de 1 cm acima da superfície
do solo. Depois de se atingir um regime estacionário, o fornecimento deágua foi interrompido. Logo que sedeu a infiltração de toda a água existente acima da superfície do solo, aplicou-se, uniformemente, um pulso de
100 cm3 de uma solução 0.05 M de
KCl. Após a infiltração da solução
aplicada, adicionou-se de novo águadestilada à superfície da amostra,mantendo uma lâmina de água constante, procedendo-se ao longo do tempo à recolha sucessiva do lixiviado decada coluna de solo e respectiva medição do volume e da concentração emcloretos. No Quadro 3 encontram-se
os valores da dispersividade utilizados
como input do HYDRUS-1D. Uma
descrição mais completa de todo oprocesso pode ser encontrada em
Gonçalves et al. (2001 e 2002).
x Propriedades físicas e químicas dosolo. Na solução do solo determinaram-se os teores em catiões solúveis
(Na+, Ca2+ e Mg2+) e a CE. Antes doinício do ensaio e no fim dos períodos
de rega e de lavagem pela chuva
colheram-se amostras de solo nos
monólitos, a 5 profundidades (0-20,
20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm),para determinação da CE, dos teoresde catiões solúveis no extracto desaturação do solo, dos catiões extraíveis, da capacidade de troca catiónica
(CTC), do SAR e do ESP. Os teoresde catiões solúveis foram determinados por espectrofotometria de absorção atómica. A determinação dos teores de catiões extraíveis foi efectuada
pelo método da trietanolamina e cloreto de bário (TEA+BaCl2) a pH 8.1, a

43

CTC pelo método de Bascomb, descritos por Mesquita & Alvim (1981).
x Condições iniciais e aos limites.
Como condição inicial, partiu-se dasmédias das leituras do teor de água,efectuadas por TDR, no dia 23 deMaio de 2001 (dia 0 na simulação). Os
valores medidos foram de 0.1775,
0.2140, 0.2605 e 0.2828 cm3 cm-3 para
as profundidades de 10, 30, 50 e 70
cm, respectivamente. Como condição
ao limite superior utilizaram-se as
condições atmosféricas diárias e águade rega aplicada, e drenagem livre no
limite inferior.
A comparação entre os valores medidose simulados pelo HYDRUS-1D foi feita
recorrendo à análise de regressão linear
simples, forçada à origem, e aos coeficientes de de regressão (b) e de determinação (R2). Os valores medidos da CE,
concentrações de solutos na solução dosolo e no solo, assim como o ESP e o
SAR, referentes aos dois primeiros períodos de rega e de lavagem pela chuva,
podem ser encontrados em Gonçalves etal. (2005).

RESULTADOS E DISCUSSÃONa Figura 1 apresenta-se a evolução do teor de água médio para os 3
monólitos e para o período de tempo doensaio (1227 dias) e respectivo desviopadrão. As medições com TDR indicaramvariações no teor de água entre 0.20 e
0.35 cm3 cm-3, consoante a profundidade
monitorizada e o período do ano, isto é, ode rega R (dias 1-76; 388-479; 737-820; e1128-1186), o de precipitação/lavagem L(dias 134-323; 480-713; e 861-1084) ou operíodo intermédio sem chuva nem rega.
Na Figura 1 pode-se verificar que a relação entre os valores de humidade medidos

44

REVISTA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

por TDR e os valores simulados, obtida
para as 4 profundidades, é bastante conseguida, resultando num coeficiente de

determinação (R2) de 0.985 e um coeficiente de regressão (b) de 0.961, para
1180 observações (n) (Quadro 4).

Figura 1 - Teor de água médio medido (TDR) e respectivo desvio padrão, e valores simulados(HYDRUS), nos 3 monólitos, às profundidades de 10, 30, 50 e 70 cm. R corresponde ao períodode rega, L ao de lavagem. O período intermédio corresponde aos períodos sem rega nem chuva

MODELAÇÃO DA DINÂMICA DA ÁGUA E DOS SAIS NUM ALUVIOSSOLONa Figura 2 são apresentados os resultados das medições da CE da solução dosolo e correspondentes simulações obtidas
com o modelo HYDRUS-1D para os 3
monólitos, para as profundidades de 10,30, 50 e 70 cm e para as águas de rega
aplicadas em 2001 e 2002 (Águas I –A=0.3, B=0.8 e C=1.6 dS m-1) e 2003 e
2004 (Águas II – A=0.8, B=1.6 e C=3.2
dS m-1), cujas composições iónicas se
encontram no Quadro 2. O comportamento geral das medições de campo indica
aumentos da CE da solução de solo
durante as fases de rega (R), e reduções
no Inverno devido à precipitação ocorrida
e às características hidráulicas favoráveis
do solo (Quadro 1) que promovem a lavagem do solo. Verificou-se assim, que aságuas com CE até 1.6 dS m-1 não provocaram a salinização do solo, pois apesar
de nos ciclos de rega a CE sofrer um
aumento nas camadas superiores do solo
(0-40/50 cm), nos períodos de lavagem dosolo os sais acumulados são arrastadospara as camadas inferiores atingindo nessas camadas (50-70 cm) uma CE de 3 dS
m-1. Todavia, as águas de 3.2 dS m-1 levaram à salinização da solução do solo, tendo-se registado valores de 12 dS m-1 na
camada de 0-20 cm. A relação entre os
valores medidos e simulados, expressa na
Figura 2, resultou num R2=0.831,
b=1.002, para n=1037 observações (Quadro 4). É de destacar que após as regas eantes do início das chuvas outonais edurante os períodos mais secos a que osolo estava sujeito, em que não era possível extrair solução do solo, o modelo previu os maiores aumentos da CE na solução do solo. Durante esses períodos, quese podem prolongar até cerca de 2 meses,
ocorrerá uma concentração dos sais nosolo dado que o teor de água no solo
diminuirá significativamente abaixo dacapacidade de campo e a temperatura do

45

ar e as taxas de evaporação do solo semantêm elevadas, pelo que as simulações
para aqueles períodos são perfeitamente
aceitáveis.
Os catiões solúveis do solo (Na+, Ca2+ eMg2+) apresentam comportamento idêntico ao da CE, registando-se aumentos dasconcentrações destes iões durante os
ciclos de rega e reduções devido à lavagem nos períodos de Inverno. Exemplos
dos ajustamentos obtidos para os trêscatiões estudados podem ser observadosna Figura 3. O Na+ solúvel mostrou omelhor ajustamento entre os valores
medidos e simulados para os iões solúveis, com um R2 de 0.892, um b de 0.925,
para n=1092 observações. O ajustamento
do Ca2+ deu origem a um R2 de 0.797 e
um b de 0.849 para n=1016 observações,enquanto que o Mg2+ resultou num R2 de
0.805 e um b de 0.920, para n=1051
observações (Quadro 4).
Os maiores valores de SAR [9 (meqL-1)0.5] foram determinados no monólito C(águas C e C’) à profundidade de 10 cm,
diminuindo posteriormente durante oInverno para 5 (meq L-1)0.5. Em profundidade, e devido à lavagem das camadas
superiores no Inverno, os valores de SAR
aumentaram gradualmente ao longo dos
anos. Os monólitos A e B apresentaram
um comportamento idêntico, embora os
valores observados sejam naturalmente
inferiores. O ajustamento dos valores deSAR (Figura 4), calculados a partir das
concentrações dos iões solúveis e dos
valores de SAR resultantes da simulação
do HYDRUS-1D, resultou num R2=0.865
e b=1.038, para n=1181 observações deentre todos os parâmetros medidos.
Os valores de ESP (relação entre osódio de troca e a soma dos catiões detroca) foram determinados a partir deamostras de solo colhidas no início e apósos ciclos de rega, destinando-se a avaliar

46

REVISTA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Figura 2 - Condutividade eléctrica medida e simulada, nos três monólitos, às profundidades de 10,30, 50 e 70 cm. R corresponde ao período de rega e L ao de lavagem. O período intermédio corresponde aos períodos sem rega nem chuva

MODELAÇÃO DA DINÂMICA DA ÁGUA E DOS SAIS NUM ALUVIOSSOLO

47

Figura 3 - Exemplos dos resultados da modelação para os teores de sódio, cálcio e magnésio solúveis, nos três monólitos. R corresponde ao período de rega e L ao de lavagem. O período intermédio
corresponde aos períodos sem rega nem chuva

48

REVISTA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Figura 4 - Razão de adsorção de sódio calculada e simulada, nos três monólitos, às profundidades de10, 30, 50 e 70 cm. R corresponde ao período de rega e L ao de lavagem. O período intermédio corresponde aos períodos sem rega nem chuva

o grau de sodicização do solo. Nos monólitos A e B, o ESP mais elevado foi de cerca
de 7%, mas no monólito C, o ESP atingiu
um valor de 17% durante o ciclo de rega de2003, o que implica a existência de riscos
de sodicização do solo, muito embora alavagem tenha provocado uma redução
daquele valor para 7%. Devendo a comparação ser feita apenas para 8 datas (Figura5), os resultados obtidos pela simulação
correspondem sensivelmente ao ESP resultante das determinações laboratoriais, com
excepção de alguns valores verificados nomonólito B, nomeadamente na camada de
40-60 cm, em que se verificaram discrepâncias entre valores simulados e experimentais. O R2, é elevado, apresentando um

valor de 0.901 e b=0.989, para n=120
observações.
No Quadro 4 é de salientar que os coeficientes de regressão obtidos para a relação entre os valores medidos e simulados
com o modelo HYDRUS_1D, são sempre
perto de 1 e que os coeficientes de determinação são iguais ou superiores a 0.797,
altamente significativos. Na Figura 6
podem ainda observar-se 2 exemplos(caso do teor de água e do sódio solúvel)da dispersão dos valores medidos e estimados com a respectiva equação deregressão em torno da linha 1:1. Quantomais perto os pontos estiverem da linha
diagonal melhor é a equação de regressão
nas suas previsões.

QUADRO 4 - Valores do coeficiente de regressão (b) e do coeficiente de determinação (R2) das
regressões entre valores simulados e observados (forçadas à origem)
Parâmetros
b
R2
n
θ
0.961
0.985
1180
CE
1.002
0.831
1037
Na
0.925
0.892
1092
Ca
0.849
0.797
1016
Mg
0.920
0.805
1051
SAR
1.038
0.956
1038
ESP
0.989
0.901
120

MODELAÇÃO DA DINÂMICA DA ÁGUA E DOS SAIS NUM ALUVIOSSOLO

49

Figura 5 - Percentagem de sódio de troca medida e simulada, nos três monólitos

Figura 6 - Exemplos de gráficos de dispersão com a linha 1:1 dos valores medidos e estimados com aequação de regressão para o teor de água e sódio solúvel

CONCLUSÕES
O uso de águas de rega com CE até 1.6
dS m-1 durante o período de Maio de 2001
a Setembro de 2004 não provocou a sali-nização/sodicização do Aluviossolo detextura mediana estudado devido às suas
características hidráulicas favoráveis e à
precipitação ocorrida. Apesar de se ter
verificado, durante os períodos de rega,

50

REVISTA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

um aumento gradual da salinidade dosolo, com uma CE máxima de 5 dS m-1
nas camadas superficiais (0-40/50 cm), os
valores de salinidade desta camada baixaram novamente para os observados inicialmente, em resultado da lixiviação
ocorrida por acção da chuva durante os
meses de Inverno.
Com a utilização da água de rega de 3.2
dS m-1, verificou-se o risco de uma progressiva salinização/sodicização do solo. Após
os dois ciclos de rega, de 2003 e de 2004,
constatou-se o aumento da CE, nas camadas
superficiais (0-20 cm), para cerca de 12
dS m-1, do SAR para 8 (meq L-1)0.5 e do
ESP para 17%. Apesar das chuvas deInverno removerem a maior parte dos
sais, a lixiviação ocorrida não foi suficiente para restaurar os valores observados anteriormente à aplicação das águas.
O modelo HYDRUS-1D conseguiu
prever com sucesso o teor de água no solo
ao longo destes 4 anos, bem como os efeitos da água de rega na geoquímica do
Aluviossolo estudado. A correspondência
entre os resultados observados no campo
e os simulados é notável considerando
não ter existido prévia calibração dos
dados e tendo em atenção que todos os
dados de entrada (propriedades hidráulicas, parâmetros de transporte de solutos,
dados atmosféricos, constantes de Gapon,
características físicas e químicas do solo e
profundidade radicular) tiveram origem
em medições independentes. As regressões lineares, forçadas à origem, entre os
valores medidos e simulados apresentaram coeficientes de regressão próximos
de 1 e coeficientes de determinação elevados. As simulações do teor de água nosolo (R2=0.985), do SAR (R2=0.956), dosódio solúvel (R2=0.892) e ESP(R2=0.901) resultaram nos coeficientes dedeterminação mais elevados, enquantoque os obtidos para a CE (R2=0.831),

magnésio solúvel (R2=0.805) e cálcio
solúvel (R2=0.797) foram ligeiramente
inferiores.
O modelo HYDRUS-1D reúne assim
condições para se tornar numa poderosa
ferramenta na gestão da rega, para preveros efeitos da qualidade da água de rega nosolo e nos aquíferos e na implementação
de boas práticas de rega e fertilização,ajudando assim a prevenir e controlar os
problemas ambientais que possam surgir
no regadio. O HYDRUS-1D, bem comooutros modelos semelhantes, tem ainda a
grande vantagem de poder extrapolar,
embora com reservas, informação recolhida num número limitado de experiências como a descrita, para diferentes tipos
de solo, culturas e condições climatéricas,
desde que se tenha uma base de dados que
inclua os parâmetros de entrada necessários.

AGRADECIMENTOS
Este trabalho foi realizado no âmbito
dos projectos PIDDAC 150 e AGRO 727.

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