Modelo para simulação e dimensionamento da irrigação por aspersão convencional, considerando a uniformidade de distribuição de água, o custo do sistema e a produtividade da cultura

Abstract

Um modelo computacional, denominado ASPERSOR, foi desenvolvido para simulação e dimensionamento da irrigação por aspersão convencional, sob diferentes condições operacionais, levando-se em conta a uniformidade de aplicação de água e o rendimento da cultura. Utilizando os dados de precipitação e as condições de operação de um aspersor operando em um plano em nível na ausência de vento, o modelo simula as novas precipitações para diversas condições de declividade do terreno, velocidade e direção do vento e pressão de operação do aspersor, entre outras. Utilizando os dados da cultura, do solo, do clima e data de plantio, o modelo simula a evapotranspiração, o turno de rega, e a demanda de irrigação total ou suplementar. Utilizando as informações geradas no módulo produtividade das culturas, juntamente com as informações das características da área a ser irrigada, o modelo dimensiona o projeto de irrigação apresentando como saída: modelo e número de aspersores; número e diâmetro dos tubos das linhas laterais, principal, de recalque e de sucção; nome e quantidade de peças especiais; marca, modelo e potência da bomba; marca, características e potência do motor; custo da mão-de-obra; custo total do projeto e custo do projeto por hectare. Na validação, o modelo computacional simulou relativamente bem o efeito do vento sobre a uniformidade de distribuição de água. O modelo foi utilizado para simular o efeito do vento, da declividade do solo, da pressão de operação, do ângulo de inclinação do aspersor, da altura da haste sobre a uniformidade de aplicação de água; além do efeito da uniformidade sobre a produtividade da cultura da soja. Os resultados demonstraram que: o vento provocou concentração de água próximo ao aspersor, principalmente, no sentido contrário ao vento; o raio molhado aumentou no sentido do vento e diminuiu no sentido contrário; os maiores valores de CUC foram alcançados com o vento soprando perpendicularmente à linha lateral; a variação do CUC com a pressão de operação do aspersor foi pequena; a uniformidade de distribuição de água diminuiu com o aumento da declividade do terreno; o modelo superestimou a produtividade da soja para a região de Viçosa, MG; e a uniformidade de aplicação de água teve pouca influência sobre a produtividade da cultura da soja.

A computer model, called ASPERSOR, was developed to simulate and to design hand man sprinkler irrigation systems taking in to account the water application uniformity and the crop yield function. Using the precipitation data from a sprinkler working on a level plane, the model simulates the new precipitation grid for different conditions of ground slope, wind velocity and operation pressure. With the data of crop, soil, climate and planting data, the model simulates the evapotranspiration and the irrigation scheduling. Make using of the crop yield function and the informations from the irrigated area, the model simulates the sprinkler irrigation project giving as results: the number and size of laterals, main lines, suction, pump brake power input, engine power unit, labor costs, total project cost and project cost per hectare. In the validation, the model simulates quite well the wind effect over distribution uniformity. The model was used to simulate the wind effect, the ground slope, the operation pressure, the sprinkler riser and sprinkler angle on the water application uniformity. The application uniformity over soybean yield was also studied. The results show that: the wind distorts the sprinkler profile causing a increase in water depth close to the sprinkler from the side the wind comes from; the wetted radius decreased in the upward wind and increased downwind; higher uniformity coefficients were obtained with the wind blowing perpendicular to the sprinkler lines; the effect of the sprinkler operation pressure over the uniformity was small; the application uniformity decreased as the ground slope increased; the model overestimated the soybean yield.