O objetivo principal desta tese é contribuir para o desenvolvimento de modelos numéricos que possam ser aplicados eficientemente, para calcular a lixiviação de pesticidas na escala de campo. Vários modelos empíricos para o fluxo de água através da superfície do solo são combinados com um modelo numérico de transporte de água. O uso dos modelos empíricos, em combinação com o emprego de uma média otimizada para a condutividade hidráulica entre os nós, permite usar distâncias relativamente grandes entre os nós do modelo numérico. Como resultado, o modelo numérico torna-se muito rápido e pode ser usado para simulações Monte Carlo. Em adição, foram desenvolvidos vários modelos Lagrangeanos muito rápidos, para simular o transporte de solutos em solos. A dispersão do soluto é simulada, usando um conjunto de amostras aleatórias, onde cada amostra tem uma velocidade diferente, baseada em uma distribuição de tempo de percurso, ou em uma distribuição de distância de percurso. Processos como a transformação de primeira ordem e a adsorção linear, podem ser facilmente incluídos. No caso em que o modelo é usado para fazer simulações Monte Carlo, a abordagem torna-se muito eficiente quando a distribuição de velocidades das amostras é incluída na amostragem estratificada das variáveis aleatórias. Isto significa que, para cada rodada Monte Carlo, a lixiviação de apenas um número limitado de amostras deve ser calculada

The maín objective of this thesis is to develop numerical models that can evaluate the leached mass fraction of pesticides at the field scale, in an efficient manner. Empirical models for infiltration and evaporation of water at the soíl surface are presented. These empirical models, in combínation with the use of an optimÍsed mean conductivity function, allow very large steps in time and in space, ofthe numerical solutíon ofRichard's equation. As a result, the numerical model hás very short execution times and can be used in Monte Cario runs, to simulate vertical soil moisture movement at the fíeld scale. In addition, several highly effícient Lagrangian solute transport models were developed. These models símulate solute dispersion as an ensemble of random samples travelling at different velocities. The sample velocíty distributÍon is based on known travei time or travei distance distributions. The models can be used for heterogeneous soil profíles and under transient conditions, whíle processes like fírst arder transformation or linear adsorption, can be easily íncluded. When used in Monte Cario simulations, the proposed technique becomes very effícient when the sample velocity distribution is included in a stratífied sampling scheme. In that case, only a limited number ofsamples needs to be tracked per Monte Cario run, thus producing very fast output results.