Scale factors theory in the evaluation of hydraulic conductivity determination methods

Com base na teoria dos meios similares e na técnica de scaling de propriedades hídricas, foram avaliados quatro métodos de determinação da condutividade hidráulica de solos não saturados: Método de HILLEL et alii (1972), Método de LIBARDI et alii (1980), Método de PAULETTO et alii (1988) e Método de VAN GENUCHTEN (1980). Testou-se o procedimento de análise proposto com dados experimentais levantados no campo por ZEVALLOS (1978) em três parcelas de um Latossol Vermelho Amarelo textura média (Haplustox) de uma área experimental do campus da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo. Os resultados comprovaram a hipótese formulada de viabilidade de utilização de fatores de escala das propriedades hídricas: potencial matricial e condutividade hidráulica, na avaliação de métodos de determinação da condutividade hidráulica de solos não saturados. Através do procedimento proposto, demonstrou-se a superioridade dos métodos de HILLEL et alii (1972) e LIBARDI et alii (1980) em relação aos demais métodos avaliados, na determinação da condutividade hidráulica do perfil de solo em questão, pelas relações mais estreitas e lineares entre os fatores de escala das condutividades hidráulicas por eles estimadas e os fatores de escala do potencial matricial. A boa concordância de resultados entre os métodos de HILLEL et alii (1972) e LIBARDI et alii (1980) verifica-se em função da homogeneidade das características físicas do perfil do solo estudado, que valida a simplificação adotada no segundo método de se considerar unitário o gradiente de potencial total da água ao longo do perfil, especialmente para a faixa de umidade compreendida entre a saturação e cerca de 60% desse valor. Apesar da existência de linearidade na relação entre os coeficientes B e ? das expressões da curva de retenção e da condutividade hidráulica, respectivamente, a proposição de uma relação universal entre tais parâmetros, válida para todos os solos, como apresenta o método de PAULETTO et alii (1988), é questionável, conforme é demonstrado. O método de VAN GE- NUCHTEN (1980) subestima os valores de condutividade hidráulica em relação aos métodos de HILLEL et alii (1972) e LIBARDI et alii (1980), principalmente para valores de umidade mais próximos da saturação, equiparando-se a estes, no entanto, para valores mais baixos de umidade.Based on the similitude analysis theory and scaling by functional normalization of soil water properties (hydraulic conductivity and water pressure head), soil hydraulic conductivity determination methods were evaluated: Hillel et alii (1972); Libardi et alii (1980); Pauletto et alii (1988) and Van Genuchten (1980). The method of analysis proposed was applied on field experimental data taken from three different profiles of a Haplustox soil located at the campus of Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz of University of São Paulo, in Piracicaba, SP, Brazil. The results obtained showed the viability of use of the proposed analysis. It indicated the superiority of the two first methods when compared with the two others. This was demonstrated by the better linear correlation found between hydraulic conductivity and pressure head scaling factors. The good agreement between the two first mentioned method's data was found because of the homogeneity of physical characteristics of the soil profile studied that validate the unit gradient simplification adopted by Libardi et alii (1980). It can be shown that this assumption is specially true for the soil studied in the range of water contents between the saturation and around 60% of this value which corresponds to a time range between zero and ten days of drainage. The other assumption of considering K as an exponential function of ? (volumetric water content) can also be applied for the soil studied as it was demonstrated using the data obtained by Hillel's method. ln spite of the good linear correlation found between the coefficients B and ? of the soil water characteristic curve and hydraulic conductivity curve functions, respectively, the coefficients a (slope) and b (intercept) of the linear regression found was very different of those proposed by Pauletto et alii (1988) as constant values for all soils. The Van Genuchten (1980) method underestimates the hydraulic conductivity of the studied soil when compared with the other methods, especially for soil water contents near saturation. The lower the soil water content the best the agreement of this method with the two first mentioned methods