Aula Evapotranspiracao E Interceptacao

UNIVERSIDADE DE UBERABA – Campus Uberlândia

Disciplina:

Hidrologia

Uberlândia – MG / Outubro de 2013

Aula: Interceptação

Interceptação

• Retenção de parte da precipitação acima da superfície do solo (Blake, 1975);

• Devido a vegetação ou outra forma de obstrução ao escoamento, como depressões do solo;

Fonte: Fragoso Jr. e Neves.

Interceptação vegetal

Condições Climáticas Período do ano

Características da precipitação Vegetação

Tipo Densidade Intensidade Volume precipitado Chuva antecedente


Interceptação

A interceptação depende de um modo geral:

• Intensidade da chuva → Maior intensidade, menor interceptação (Blake, 1975).

• Área vegetada ou urbanizada (Av) → Maior a área Av, maior o volume da interceptação.

• Característica da vegetação, dos prédios ou dos obstáculos (residências, edificações, etc) → Maior o tamanho das folhas, maior a capacidade de armazenamento.

• O volume interceptado retorna para a atmosfera por evaporação, após a ocorrência da chuva.


Interceptação Vegetal Tipo e densidade de vegetação

As folhas geralmente interceptam a maior parte da precipitação, mas a disposição dos troncos contribui significativamente



Espécie e espaçamento.



A época do ano pode caracterizar alguns tipos de cultivos que apresentam as diferentes fases de crescimento e colheita


Armazenamento nas depressões


Impactos antrópicos que afetam a interceptação

Classificação Tipo

Mudança da superfície 1. desmatamento 2. reflorestamento 3. impermeabilização

O uso da superfície 1. urbanização 2. reflorestamento 3. desmatamento: extração de madeira, cultura de

subsistência; culturas anuais; culturas permanentes

Método de alteração 1. queimada 2. manual 3. equipamentos


UNIVERSIDADE DE UBERABA – Campus Uberlândia

Disciplina:

Hidrologia

Uberlândia – MG / Outubro de 2013

Aula: Evapotranspiração

Aula adaptada de SENTELHAS , P. C.; ANGELOCCI, L. R. Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”. 2009.

Evapotranspiração no Ciclo Hidrológico

A evapotranspiração é a forma pela qual a água da superfície terrestre passa para a atmosfera no estado de vapor, tendo papel importantíssimo no Ciclo Hidrológico em termos globais. Esse processo envolve a evaporação da água de superfícies de água livre (rios, lagos, represas, oceano, etc), dos solos e da vegetação úmida (que foi interceptada durante uma chuva) e a transpiração dos vegetais.

Fonte: Sentelhas e Angelocci, 2009.

Evapotranspiração (ET)

Em uma escala intermediária, a ET assume papel fundamental no balanço hídrico de micro-bacias hidrográficas, juntamente com a precipitação. O balanço entre a água que entra na micro-bacia pela chuva e que sai por ET, irá resultar na vazão (Q) do sistema de drenagem.


Evaporação

É um processo físico de mudança de fase, passando do estado líquido para o estado gasoso. A evaporação de água na atmosfera ocorre de oceanos, lagos, rios, do solo e da vegetação úmida (evaporação do orvalho ou da água interceptada das chuvas).


Para que ocorra evaporação da água há a necessidade de energia. Essa energia é chamada de calor latente de vaporização (λE), que em média corresponde a:

Condições para ocorrência da Evaporação

Assim, para ocorrer a evaporação são necessárias duas condições: – Que a água líquida esteja recebendo energia para prover o calor latente de evaporação. • Esta energia pode ser recebida por radiação solar ou por convecção (transferência de calor direta do ar para a água) – Que o ar acima da superfície líquida não esteja saturado de vapor de água.

Fonte: Moraes, s/d.

Transpiração

É um processo biofísico pelo qual a água que passou pela planta, fazendo parte de seu metabolismo, é transferida para a atmosfera preferencialmente pelos estômatos, obedecendo uma série de resistências desde o solo, passando pelos vasos condutores (xilema), mesófilo, estômatos e finalmente indo para a atmosfera.


De toda a água absorvida pelo sistema radicular das plantas, apenas uma pequena fração fica retida nas mesmas. A maior parte é evaporada pelas folhas, transferindo-se para o ar circundante.

Evapotranspiração

Como é praticamente impossível se distinguir o vapor d´água proveniente da evaporação da água no solo e da transpiração das plantas, a evapotranspiração é definida como sendo o processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera por evaporação da água do solo e da vegetação úmida e por transpiração das plantas.


Variáveis meteorológicas

Fatores que interferem na evaporação:

Fonte: Moraes, s/d.


TEMPERATURA / PRESSÃO Quanto maior a temperatura, maior a pressão de saturação do vapor de água no ar, isto é, maior a capacidade do ar de receber vapor. UMIDADE DO AR Umidade relativa: medida do conteúdo de vapor de água no ar em relação ao conteúdo de vapor que o ar teria se estivesse saturado. Quanto mais seco está o ar, maior será a evaporação da água.

Fonte: Moraes, s/d.


VENTO O vento renova o ar em contato com a superfície que está evaporando (superfície da água, do solo, da folha da planta...), diminuindo a saturação desta porção de ar. Com vento forte, a turbulência do ar é maior, trazendo para perto da superfície de evaporação o ar das regiões mais altas da atmosfera. Isto torna a umidade nestes locais menor, aumentando a taxa de evaporação.

Fonte: Moraes, s/d.


RADIAÇÃO SOLAR Na atmosfera e na superfície, a radiação solar incidente é dividida: – Parte é refletida pelo ar e pelas nuvens; – Parte é absorvida pela poeira, pelo ar e pelas nuvens; – Parte chega à superfície.

Fonte: Moraes, s/d.


RADIAÇÃO SOLAR Da energia que chega a superfície: – Uma porção é refletida de volta para o espaço ainda sob a forma de ondas curtas; – Outra parte é absorvida pela terra e pelos oceanos, contribuindo para o aquecimento destas superfícies, que emitem radiação de ondas longas. • Além disso, o aquecimento das superfícies contribui para o aquecimento do ar que está em contato.

Fonte: Moraes, s/d.


RADIAÇÃO SOLAR Regiões mais próximas ao Equador recebem maior radiação solar, e apresentam maiores taxas de evapotranspiração. Em dias de céu nublado, a radiação solar é refletida pelas nuvens, e nem chega a superfície, reduzindo a energia disponível para a evapotranspiração.

Fonte: Moraes, s/d.

Medida da Evaporação

A evaporação é medida com tanques evaporimétricos, onde obtém-se a lâmina de água evaporada de uma determinada área. O tanque de 20m2 é utilizado para medir a evaporação (E20). Suas medidas se assemelham às obtidas em lagos. Portanto, sofre pouca influência de fatores externos, dado o grande volume de água que ele contém.



Como os tanques Classe A e o GGI-3000 são menores e contém um volume de água muito menor do que o tanque de 20m2, o volume de água evaporado nesses evaporímetros costuma ser superior.



Existe uma proporcionalidade entre esses três tanques de medida da evaporação. Essa relação entre eles foi determinada para Jaboticabal por Volpe e Oliveira (2003), foram baseadas numa série de dados mais longa, por isso essas parecem ser mais confiáveis.


Exemplo: E20 = 5 mm/d irá corresponder a ECA = 6,7 mm/d e EGGI = 5,9 mm/d

Evaporação em reservatórios e lagos

Reservatórios são criados para regularizar a vazão dos rios, aumentando a disponibilidade de água e de energia nos períodos de escassez. A criação de um reservatório, entretanto, cria uma vasta superfície líquida que disponibiliza água para evaporação, o que pode ser considerado uma perda de água e de energia. Evaporação: Especial interesse para a engenharia: – Afeta o rendimento de reservatórios para abastecimento, irrigação e geração de energia.

Fonte: Moraes, s/d.

Evaporação em reservatórios e lagos

Mais usado: Estimativa a partir de medições de Tanques Classe A. Coeficiente de redução em relação às medições de tanque. – A água do reservatório, normalmente, está mais fria do que a água do tanque, que tem um volume pequeno e está completamente exposta à radiação solar.

Fonte: Moraes, s/d.

Medida da Evapotranspiração Potencial X Real

Evapotranspiração potencial: é a evaporação da água do solo e a transpiração pelas plantas máximas que podem ser transferidas para atmosfera. É a evapotranspiração de uma extensa superfície vegetada com vegetação rasteira (normalmente gramado), em crescimento ativo, cobrindo totalmente o solo. – Com base nas condições climáticas e características das plantas é possível estimar a ET potencial; Evapotranspiração real: é o total transferido para a atmosfera de acordo com: – As condições ambientes, – A disponibilidade hídrica existente (umidade do solo), – As características das plantas cultivadas no local.

Fonte: Moraes, s/d.

Medida da Evapotranspiração

A evapotranspiração é medida com tanques vegetados denominados de lisímetros ou evapotranspirômetros, que servem para determinar qualquer tipo de ET.


Lisímetro

Tanque inserido no solo, cheio do mesmo solo do local e com vegetação. • A mensuração da evapotranspiração é determinada pelo balanço hídrico dos dispositivos. • Geralmente, existe uma balança de precisão acoplada no fundo do lisímetro, através da qual se pode determinar quanta água evapotranspirou naquele sistema. • A variação do peso do sistema corresponde à evapotranspiração no intervalo.

Fonte: Moraes, s/d.

Evapotranspiração Potencial (ETP) ou de Referência (ETo)

ESTIMATIVA da ETP ou ETo: Como a medida da ETP é muito onerosa e trabalhosa, servindo apenas para fins experimentais, para fins práticos o mais comum é se lançar mão da estimativa da ETP a partir de dados meteorológicos observados em estações agrometeorológicas convencionais ou automáticas.


Métodos de Estimativa da ETP

A escolha de um método de estimativa para um determinado estudo deverá ser baseada nos seguintes aspectos: a) Disponibilidade de dados meteorológicos – este aspecto define o tipo de método que poderá ser empregado em determinado local. Os métodos empíricos que usam a temperatura do ar são os mais empregados, em função da temperatura ser uma variável facilmente disponível. b) Condição climática do local – este aspecto deve ser considerado quando se optar pelos métodos empíricos já que normalmente esses tem sua aplicação restrita para climas secos ou climas úmidos.



c) Escala temporal das estimativas – o método de Thornthwaite foi concebido para estimativas mensais, não tendo sensibilidade para estimativas diárias.



Método de Thornthwaite Método empírico baseado apenas na temperatura média do ar, sendo esta sua principal vantagem. Foi desenvolvido para condições de clima úmido e, por isso, normalmente apresenta sub-estimativa da ETP em condições de clima seco. Apesar dessa limitação, é um método bastante empregado para fins climatológicos, na escala mensal. Esse método parte de uma ET padrão (ETp), a qual é a ET para um mês de 30 dias e com N = 12h.




Método de Thornthwaite – Exemplo:

Referências Bibliográficas

CARVALHO, D. F.; SILVA, L. D. B. Infiltração. Apostila Hidrologia. Rio de Janeiro: UFRRJ, 2006. Disponível em: < http://www.ufrrj.br/institutos/ it/deng/leonardo/downloads/APOSTILA/HIDRO-Cap3-BH.pdf>. Acesso em: 21 jun. 2013. FREIRE, C. C.; OMENA S. P. F. Princípios de Hidrologia Ambiental. Universidade Federal de Santa Catarina e Universidade Federal de Alagoas. 2005. MORAES, M. Q. Evaporação e Evapotranspiração da Água. Pontifícia Universidade Católica de Goiás . s/d. SENTELHAS , P. C.; ANGELOCCI, L. R. Evapotranspiração. Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”. 2009.

http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/leonardo/downloads/APOSTILA/HIDRO-Cap3-BH.pdf










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