Evaluation of the soil water Infiltration using deterministic models

A infiltração é o processo pelo qual a água atravessa a superfície do solo, com grande importância para a hidrologia, irrigação e agricultura. À medida que a água infiltra, as camadas superiores do solo vão se umedecendo, alterando gradativamente o perfil de umidade. Sob condições de campo, a água que infiltra pode fluir tanto na vertical, como na horizontal, dependendo do tipo de solo e declividade do terreno. A taxa de infiltração da água no solo é afetada, principalmente, pelas características do solo que afetam a geometria de seu sistema poroso, como textura e estrutura, e pode ser determinada tanto no campo como em laboratório, por diferentes métodos. Com a intenção de otimizar a previsão da infiltração da água no solo, diversos modelos foram desenvolvidos, podendo ser classificados em três grupos: empíricos, semi-empíricos e com base física. O objetivo deste trabalho foi avaliar a infiltração de água em solos com diferentes texturas e comparar a qualidade do ajuste de diferentes modelos usualmente empregados. As curvas da taxa de infiltração e da infiltração acumulada foram determinadas em laboratório utilizando amostras de solo homogeneamente acondicionadas em colunas e comparadas pelos seguintes modelos: Kostiakov, Horton, Green & Ampt, e Philip. Dentre os solos estudados, o solo 3 (textura franco arenosa) foi o que apresentou a maior taxa de infiltração e a maior VIB, provavelmente devido a menor proporção de argila e maior presença de macroporos, facilitando a infiltração da água no solo. Dos modelos analisados, o de Kostiakov, seguido pelo de Philip, foram os que apresentaram em média os melhores valores estimados da taxa de infiltração quando comparados com os valores medidos em laboratório. O gráfico do avanço da frente de molhamento com a raiz quadrada do tempo de infiltração (horizontal) ajustou-se perfeitamente ao modelo de Philip. No que respeita a infiltração vertical tal gráfico foi semelhante ao da horizontal (linha reta), mas com maior inclinação.Infiltration is the process in which the water passes through the soil surface, being of great importance for hydrology, irrigation and agriculture. As the water infiltrates, the soil water content profile will changing and the infiltrated water can flow vertically or horizontally, depending on the soil type and land slope. The soil water infiltration rate is mainly affected by soil properties that affect its porous geometry, such as texture and structure, and can be determined in the field and in the laboratory, using different methods. In order to optimize the prediction of the soil water infiltration, many different models have been developed and may be classified into three groups: empirical, semi-empirical and physically based. The objective of this study was to evaluate the water infiltration in soils with different textures and compare the quality of fit of the different used models. The infiltration rate curves and the cumulative infiltration curves were determined in the laboratory using soil samples homogeneously packed in column and compared by the following models: Kostiakov, Horton, Green & Ampt and Philip. Among the studied soils, the soil 3 (sandy loam texture) presented the highest infiltration rate and the highest basic infiltration rate, probably due to lower clay content and larger quantity of macropores, facilitating the water infiltration into the soil. Among the tested models, Kostiakov, followed by Philip, presented, on average, the best estimated values of the infiltration rate compared to the values measured in the laboratory. The front of the advancing wetting graph of the square root of the infiltration time (horizontal) well set to Philip model. With respect to this vertical graph infiltration was similar to the horizontal (straight line) but more inclined