Hydrological modelling is an essential tool for understanding the processes that occur in the soil vadose zone. These processes are dependent on soil water retention parameters and hydraulic conductivity, which are normally determined using replicas of undisturbed soil samples. However, this method is not effective when trying to represent large areas, since an average of all replicas is usually performed. Based on this, we present a method to merge the hydraulic soil parameters of all replicas into a final set of data, with their associated statistics (standard errors and correlation matrix). To do so, we used VGM parameters obtained at sample scale in three replicas from a Brazilian savanna hardsetting soil from the eastern part of Maranhão state, Brazil through inverse modelling of laboratory evaporation experiments. The effectiveness and representativeness of the proposed methodology were evaluated by observing the frequency distribution of the output parameters, and comparing individual and merged sample properties (VGM parameters, retention, and hydraulic conductivity characteristics together with soil water balance components) stochastically predicted by a hydrological model. With the established method, a 31-year historical data set was analysed for three samples collected at three depths (0-15, 15-30, and 30-45 cm) in the hardsetting soil. The stochastic method allowed obtaining the variability of the combined replicas for the water balance components. Applying the technique to the 31 years, some generated VGM parameter sets, as well as the rainfall accumulation and distribution during the crop cycles, showed to be the determining factors for the dispersion of the simulated water balance components. Except for transpiration data, the other water balance components (bottom flux, evaporation, and runoff) showed a good correlation with the accumulated precipitation. A significant reduction in the dispersion of the transpiration rate was observed in high precipitation years. In general, using the mean hydraulic property parameter values to deterministically predict water balance components may yield values that are substantially different from the median values of stochastic realizations. This suggests that these values may generate unrepresentative results in hydrological modelling, showing the important role of stochastic analysis.

A modelagem hidrológica é uma ferramenta essencial para a compreensão dos processos que ocorrem na zona vadosa do solo. Esses processos são dependentes de parâmetros de retenção de água no solo e da condutividade hidráulica, que normalmente são determinados em réplicas de amostras de solo não deformadas. No entanto, esse método não é eficaz quando se objetiva representar grandes áreas, pois geralmente é utilizada a média de todas as repetições. Com base nisso, apresenta-se um método para mesclar os parâmetros hidráulicos do solo de todas as repetições em um único conjunto de dados com suas estatísticas associadas (erros padrão e matriz de correlação). Para tanto, utilizaram-se parâmetros de van Genuchten-Mualem (VGM) de três repetições de um solo coeso de Cerrado da região leste do estado do Maranhão, Brasil, obtidos por meio de modelagem inversa de experimentos de evaporação em laboratório. A eficácia e a representatividade da metodologia proposta foram avaliadas observando-se a distribuição de frequências dos parâmetros, comparando-se as propriedades das amostras individuais e as mescladas (parâmetros VGM, características de retenção e condutividade hidráulica e componentes do balanço hídrico) previstas estocasticamente por um modelo hidrológico. Com o método estabelecido, ele foi utilizado em uma série histórica de 31 anos com resultados das três amostras coletadas em três profundidades (0-15, 15-30 e 30-45 cm) do solo. O método estocástico permitiu obter a variabilidade das repetições mescladas para os componentes do balanço hídrico. Aplicando a técnica ao período de 31 anos, alguns conjuntos de parâmetros de VGM gerados, bem como o acúmulo e distribuição de chuvas durante o ciclo das culturas se mostraram fatores determinantes para a dispersão dos resultados dos componentes simulados do balanço hídrico. Com exceção dos dados de transpiração, os demais componentes do balanço hídrico (drenagem profunda, evaporação e runoff) apresentaram boa correlação com a precipitação acumulada. Uma redução significativa na dispersão da taxa de transpiração foi notada em anos com alta precipitação. Em geral, o uso dos valores médios dos parâmetros das propriedades hidráulicas para prever deterministicamente os componentes do balanço hídrico pode produzir valores que são substancialmente diferentes dos valores medianos das realizações estocásticas. Isso sugere que esses valores podem gerar resultados não representativos na modelagem hidrológica, demonstrando o papel importante da modelagem estocástica.