Utilization of Weibull equation to obtain soil-water diffusivity in horizontal infiltration

O movimento da agua no solo foi estudado em laboratório através de experimentos de infiltração horizontal em colunas de solo homogêneo e seco ao ar, com a finalidade de obter uma equação simples e adequada para a difusividade da agua no solo. Foram obtidos vários perfis de umidade para cada uma das dez colunas de solo utilizadas, através do método da atenuação da radiação gama usando-se uma fonte de 137Cs. Durante a obtenção de um perfil qualquer, a posição da coluna foi mantida constante, com o objetivo de medir variações da umidade no tempo e também de diminuir os erros nos valores calculados da umidade. Foi utilizado o modelo da equação de Weibull no ajuste dos perfis de umidade, tendo sido excelente a concordância do modelo com os da dos experimentais. O uso de uma função analítica para &#955, a variável de Boltzmann, conforme o modelo de Weibull, permitiu a obtenção de uma equação simples para a difusividade da água no solo. Foram feitas comparações entre a solução aqui obtida para a difusividade e as soluções encontradas na literatura, tendo sido mostrada a inadequação de uma variação exponencial simples da difusividade com a umidade quando levado em conta todo o intervalo de variação desta última. Os resultados também confirmaram a necessidade de se admitir a dependência do tempo para a difusividade, havendo a possibilidade de se fixar um valor conhecido para essa dependência em estudos genéricos de infiltração da água no solo. Finalmente, com a equação obtida para a difusividade, mostrou-se que essa importante função hídrica do solo pode ser conhecida simplesmente através da análise· do avanço da frente de molhamento em função do tempo.Water movement was studied in horizontal infiltration experiments using laboratory columns of air-dry and homogeneous soil to obtain a simple and suitable equation for soil-water diffusivity. Many water content profiles for each one of the ten soil columns utilized were obtained through gamma-ray attenuation technique using a 137Cs source. During the measurement of a particular water content profile, the soil column was held in the same position in order to measure changes in time and so to reduce the errors in water content determination. The Weibull equation utilized was excellent in fitting water content profiles experimental data. The use of an analytical function for λ, the Boltzmann variable, according to Weibull model, allowed to obtain a simple equation for soil water diffusivity. Comparisons among the equation here obtained for diffusivity and others solutions found in literature were made, and the unsuitability of a simple exponential variation of diffusivity with water content for the full range of the latter was shown. The necessity of admitting the time dependency for diffusivity was confirmed and also the possibility of fixing that dependency on a well known value extended to generalized soil water infiltration studies was found. Finally, it was shown that the soil water diffusivity function given by the equation here proposed can be obtained just by the analysis of the wetting front advance as a function of time