Funções de pedotransferência na caracterização da distribuição espacial da condutividade hidráulica do solo saturado
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Pelotas
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
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| Departamento: |
Centro de Desenvolvimento Tecnológico
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | A condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat) é um atributo importante do ponto de vista da gestão de recursos hídricos e manejo e conservação do solo, pois rege o fluxo de água no solo, taxa de infiltração, escoamento superficial, transporte de solutos, entre outros processos ambientais. Entretanto, tem sido reportado na literatura que a Ksat apresenta uma alta variabilidade espacial, tanto em escala de parcelas experimentais quanto de bacia hidrográfica. Sendo assim, a identificação e quantificação da variabilidade espacial da Ksat tem sido alvo de estudos ligados à dinâmica da água no solo. Contudo, a determinação da variabilidade espacial da Ksat requer uma densa base de dados. Dessa forma, a aplicação de modelos matemáticos para estimar a Ksat usando atributos físicos-hídricos do solo (AFHS) e topográficos de baixo custo e de fácil determinação tem se tornado cada vez mais frequente. Nesse sentido, esse estudo teve como objetivo desenvolver e avaliar funções de pedotransferência (FPTs) para estimar a condutividade hidráulica do solo saturado em uma malha experimental, contendo 80 pontos com distribuição espacial irregular, estabelecida na sub-bacia hidrográfica Santa Rita (Pelotas, Rio Grande do Sul), bem como seu potencial em caracterizar a estrutura de variabilidade espacial da condutividade hidráulica por meio de ferramentas da geoestatística. Em cada ponto da malha experimental foram determinados os AFHS e topográficos, bem como a informação de uso e ocupação do solo. As FPTs foram desenvolvidas por meio da técnica de regressão linear múltipla e validadas a partir da aplicação de índices estatísticos e de ranqueamento proposto na literatura. Por meio de ferramentas geoestatísticas (modelagem variográfica e interpolação por krigagem ordinária) foi realizada a caracterização e o mapeamento da distribuição espacial dos dados de Ksat observados em campo e estimados pelas FPTs desenvolvidas para os solos da sub-bacia hidrográfica Santa Rita (SBHSR). As FPTs testadas já existentes na literatura não foram eficientes em estimar a Ksat para os solos da SBHSR. As FPTs que melhor descreveram a distribuição espacial da Ksat foram desenvolvidas a partir dos dados de densidade do solo, teor de argila, declividade e macroporosidade e dos dados de densidade do solo, teor de argila, teor de areia e elevação. Os atributos topográficos (declividade, aspecto e elevação) estiveram presentes como atributos preditores nas sete FPTs com melhores desempenhos. O uso e ocupação do solo também se mostrou um preditor adequado na estimativa de Ksat. Com base nesse estudo, foi possível concluir que as FPTs desenvolvidas para estimar a Ksat mostraram potencial para capturar a sua estrutura de dependência espacial. A Krigagem Ordinária indicou que a espacialização dos erros absolutos dos valores estimados de Ksat a partir da densidade do solo, teor de argila, macroporosidade e declividade foi a que apresentou os menores erros e o padrão de distribuição espacial mais similar em relação aos dados observados. |
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2020-06-10T04:19:03Z2020-06-10T04:19:03Z2019-08-29NUNES, Rômulo Félix. Funções de pedotransferência na caracterização da distribuição espacial da condutividade hidráulica do solo saturado. 2019. 118 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos) – Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2019.http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/5776A condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat) é um atributo importante do ponto de vista da gestão de recursos hídricos e manejo e conservação do solo, pois rege o fluxo de água no solo, taxa de infiltração, escoamento superficial, transporte de solutos, entre outros processos ambientais. Entretanto, tem sido reportado na literatura que a Ksat apresenta uma alta variabilidade espacial, tanto em escala de parcelas experimentais quanto de bacia hidrográfica. Sendo assim, a identificação e quantificação da variabilidade espacial da Ksat tem sido alvo de estudos ligados à dinâmica da água no solo. Contudo, a determinação da variabilidade espacial da Ksat requer uma densa base de dados. Dessa forma, a aplicação de modelos matemáticos para estimar a Ksat usando atributos físicos-hídricos do solo (AFHS) e topográficos de baixo custo e de fácil determinação tem se tornado cada vez mais frequente. Nesse sentido, esse estudo teve como objetivo desenvolver e avaliar funções de pedotransferência (FPTs) para estimar a condutividade hidráulica do solo saturado em uma malha experimental, contendo 80 pontos com distribuição espacial irregular, estabelecida na sub-bacia hidrográfica Santa Rita (Pelotas, Rio Grande do Sul), bem como seu potencial em caracterizar a estrutura de variabilidade espacial da condutividade hidráulica por meio de ferramentas da geoestatística. Em cada ponto da malha experimental foram determinados os AFHS e topográficos, bem como a informação de uso e ocupação do solo. As FPTs foram desenvolvidas por meio da técnica de regressão linear múltipla e validadas a partir da aplicação de índices estatísticos e de ranqueamento proposto na literatura. Por meio de ferramentas geoestatísticas (modelagem variográfica e interpolação por krigagem ordinária) foi realizada a caracterização e o mapeamento da distribuição espacial dos dados de Ksat observados em campo e estimados pelas FPTs desenvolvidas para os solos da sub-bacia hidrográfica Santa Rita (SBHSR). As FPTs testadas já existentes na literatura não foram eficientes em estimar a Ksat para os solos da SBHSR. As FPTs que melhor descreveram a distribuição espacial da Ksat foram desenvolvidas a partir dos dados de densidade do solo, teor de argila, declividade e macroporosidade e dos dados de densidade do solo, teor de argila, teor de areia e elevação. Os atributos topográficos (declividade, aspecto e elevação) estiveram presentes como atributos preditores nas sete FPTs com melhores desempenhos. O uso e ocupação do solo também se mostrou um preditor adequado na estimativa de Ksat. Com base nesse estudo, foi possível concluir que as FPTs desenvolvidas para estimar a Ksat mostraram potencial para capturar a sua estrutura de dependência espacial. A Krigagem Ordinária indicou que a espacialização dos erros absolutos dos valores estimados de Ksat a partir da densidade do solo, teor de argila, macroporosidade e declividade foi a que apresentou os menores erros e o padrão de distribuição espacial mais similar em relação aos dados observados.Saturated soil hydraulic conductivity (Ksat) is an important soil attribute for water resources management and soil management and conservation, because it governs soil water flow, infiltration rate, runoff, solute transport, among others environmental processes. However, it has been reported in the literature that Ksat has a high spatial variability for watershed scale measurements or even on small experimental plots areas. Thus, the identification and quantification of Ksat spatial variability has been the target of studies related to soil water dynamics. However, determining Ksat's spatial variability requires a large dataset. Due this, the application of mathematical models to estimate Ksat using low-cost independents variables as topographic attributes or another soils hydro physics attributes (SHPA) has become increasingly common. The objective of this study was to develop and evaluate pedotransfer functions (PTFs) to estimate the saturated soil hydraulic conductivity in an experimental sampling grid, containing 80 points with irregular spatial distribution, established in the Santa Rita watershed (Pelotas, Rio Grande do Sul), as well their potential to characterize spatial variability structure of hydraulic conductivity using geostatistics tools. At each point of the experimental sample grid were determined the SHPA and topographic, as well as information on the land use. The PTFs were developed using multiple linear regression technique and validated through the application of statistical performance parameters and by a ranking proposed in the literature. Applying geostatistical tools (variographic modeling and interpolation by ordinary kriging) where performed the characterization and mapping of the spatial variability distribution of Ksat values observed in the field and estimated by PTFs developed for the soils of the Santa Rita watershed (SRW). The PTFs found in another studies and tested in this work were unable to estimate Ksat for SRW soils. The PTFs that best described the spatial distribution of Ksat were developed from soil bulk density, clay content, slope and macroporosity data and from soil bulk density, clay content, sand content and elevation data. Topographic attributes (slope, aspect and elevation) were present as predictive attributes among the seven best performing PTFs. Land use data also proved to be an adequate predictor of Ksat estimation. So, it was possible to conclude that the PTFs developed to estimate Ksat showed potential to capture Ksat spatial dependence structure in the watershed area. The Ordinary Kriging indicated that the spatialization of the absolute errors of the estimated Ksat values by the soil bulk density, clay content, macroporosity and slope presented the smallest errors and the most similar spatial distribution pattern in relation to the observed Ksat data.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Recursos HídricosUFPelBrasilCentro de Desenvolvimento TecnológicoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOSRecursos hídricosRegressão linear múltiplaBacia hidrográficaKsatAtributos topográficosGeoestatísticaMultiple linear regressionsWatershedTopographic attributesFunções de pedotransferência na caracterização da distribuição espacial da condutividade hidráulica do solo saturadoPedotransfer functions to spatial distribution characterization of saturated soil hydraulic conductivityinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://lattes.cnpq.br/6463829267337646http://lattes.cnpq.br/9067196302691355Lima, Cláudia Liane Rodrigues dehttp://lattes.cnpq.br/2551244866523249Timm, Luís CarlosNunes, Rômulo Félixinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTDissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdf.txtDissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdf.txtExtracted texttext/plain219368http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/6/Dissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdf.txtd9434859586d8f479ec9a404c6d01cc3MD56open accessTHUMBNAILDissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdf.jpgDissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1187http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/7/Dissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdf.jpg92ce7d5240ef0d0304b3be3443ff318bMD57open accessORIGINALDissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdfDissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdfapplication/pdf3473101http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/1/Dissertacao_Romulo_Nunes_PPGRH.pdffe3041e085ba944b84e410a9bc8baa8fMD51open accessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52open accesslicense_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53open accesslicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-867http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5776/5/license.txtfbd6c74465857056e3ca572d7586661bMD55open accessprefix/57762023-07-13 03:10:15.87open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br:prefix/5776VG9kb3Mgb3MgaXRlbnMgZGVzc2EgY29tdW5pZGFkZSBzZWd1ZW0gYSBsaWNlbsOnYSBDcmVhdGl2ZSBDb21tb25zLg==Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2023-07-13T06:10:15Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false |
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