Mathematical modeling of runoff under the effect of vegetation cover in a clayey Oxisol

Autor: Chang, Pablo
Přispěvatelé: Secco, Deonir, Rizzi, Rogério Luis, Marins, Araceli Ciotti de, Gurgacz, Flavio, Bassegio, Doglas, Nava, Daniela Trentin, Rosa, Helton Aparecido
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
instacron:UNIOESTE
Popis: Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2022-12-08T19:10:41Z No. of bitstreams: 2 Pablo_Chang.2022.pdf: 4023370 bytes, checksum: bcca3513a17afe840c6b2af0933c6291 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2022-12-08T19:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Pablo_Chang.2022.pdf: 4023370 bytes, checksum: bcca3513a17afe840c6b2af0933c6291 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2022-08-15 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The dragging of soil particles and nutrients by surface runoff can substantially compromise agricultural productivity. Statistical and mathematical modeling is a tool that can be used to estimate water, soil, and nutrient losses according to soil management. This thesis was divided into two chapters with different strategies to model surface runoff. In Chapter 1, a statistical modeling was carried out with data on water, soil and nutrient losses, collected in the field during the years 2017 to 2020 of soybean and corn crops in the experimental area of the Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná (IDR-Paraná), regional hub of Santa Tereza do Oeste. Regression models were constructed that relate variables of rainfall intensity, soil density, macroporosity, straw dry mass, terrain slope and soybean or corn cultivation. Chapter 2 focuses on semi-empirical modeling, with calculations in the kinematic equation of the wave, applied to data obtained through a rainfall simulator. In the adapted model, three levels of straw coverage were evaluated, comparing the use of Philip's and Kostiakov's models. The simulator, developed and built for this and future research in the area, has a manual hoist system to change the slope of the soil, in addition to being equipped to perform electronic readings of flow and soil moisture. The results of Chapter 1 showed that the adjustments for straw cover presented a good estimate, and the highest losses are related to the type of crop and straw cover and higher levels of compaction generate higher erosion losses. While the results of Chapter 2 showed that the built simulator showed high potential for the study of soil erosion. The use of the Kostiakov model in surface runoff showed a better fit to the data in relation to the Philip model. O arraste de partículas de solo e nutrientes por escoamento superficial pode comprometer substancialmente a produtividade agrícola. A modelagem estatística e matemática é uma ferramenta que pode ser utilizada para estimar as perdas de água, solo e nutrientes de acordo com o manejo de solo. Esta tese foi dividida em dois capítulos com estratégias distintas para modelar o escoamento superficial. No Capítulo 1 foi realizada uma modelagem estatística com dados de perdas de água, solo e nutrientes, coletados em campo durante os anos de 2017 a 2020 de safras de soja e de milho na área experimental do Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná (IDR-Paraná), polo regional de Santa Tereza do Oeste. Foram construídos modelos de regressão que relacionam variáveis de intensidade de chuva, densidade do solo, macroporosidade, massa seca da palha, declividade do terreno e cultivo de soja ou milho. O Capítulo 2 tem como foco a modelagem semiempírica, com cálculos na equação cinemática da onda, aplicada a dados obtidos por meio de um simulador de chuvas. No modelo adaptado foram avaliados três níveis de cobertura de palha, comparando o uso de modelo de Philip e de Kostiakov. O simulador, desenvolvido e construído para esta e futuras pesquisas na área, possui sistema de talha manual para alterar a inclinação do solo, além de ser equipado para realizar leituras eletrônicas de vazão e umidade do solo. Os resultados do Capítulo 1 mostraram que os ajustes para cobertura de palha apresentaram boa estimativa e as maiores perdas estão relacionadas com o tipo de cultivo e cobertura de palha e maiores níveis de compactação geram maiores perdas por erosão. Enquanto os resultados do Capítulo 2 mostraram que o simulador construído mostrou alto potencial para o estudo da erosão do solo. A utilização do modelo de Kostiakov no escoamento superficial demonstrou melhor ajuste aos dados em relação ao modelo de Philip.
Databáze: OpenAIRE
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