FLORESTAS PARA PRODUÇÃO DE ÁGUA

Dr. Valdir de Cicco

Engenheiro Florestal

Pesquisador Científico

IV SIMPÓSIO INTERNACIONAL EM BACIAS HIDROGRÁFICAS

BOTUCATU - SP.

2013

SUMÁRIO

Laboratório de Hidrologia Florestal.

Produção de Água em Microbacias com Mata

Atlântica.

Evapotranspiração com Emprego de Lisímetros.

Cooperação Técnica com o Equador.

PROGRAMA DE PESQUISAS FLORESTAIS

NO ESTADO DE SÃO PAULO

GOVERNO DO BRASIL – INSTITUTO FLORESTAL

GOVERNO DO JAPÃO – JICA

PROJETOS:

MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS

MECANIZAÇÃO E EXPLORAÇÃO FLORESTAL

SENSORIAMENTO REMOTO

APROVEITAMENTO MADEIRA PEQUENO

DIÂMENTRO

PROJETO MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS

LOCAL: PARQUE ESTADUAL DA SERRA DO MAR

NÚCLEO CUNHA

HISTÓRICO: ÁGUA NO VALE DO PARAÍBA

COOPERAÇÃO TÉCNICA JAPONESA:

PROJETO TIPO – 1979 A 1984

FOLLOW UP – 1984 A 1986

AFTER CARE – 1989 A 1991

PROGRAMA TREINAMENTO 3º PAÍSES – 1990/99

LABORATÓRIO DE HIDROLOGIA FLORESTAL

WALTER EMMERICH (Lei Estadual nº 5.681 de

22/05/1987)

LABORATÓRIO DE HIDROLOGIA FLORESTAL

JUSTIFICATIVAS

POUCO CONHECIMENTO SOBRE AS INFLUÊNCIAS

DAS FLORESTAS TROPICAIS, PRINCIPALMENTE EM

RELAÇÃO A QUANTIDADE E QUALIDADE DAS

ÁGUAS.

A REGIÃO TEM UMA IMPORTÂNCIA VITAL PARA O

ABASTECIMENTO DE ÁGUA PARA O VALE DO

PARAÍBA E LITORAL NORTE (SP) E RIO DE JANEIRO.

OBTENÇÃO DE RESULTADOS DE PESQUISAS

PARA SUBSIDIAR A RECUPERAÇÃO E O MANEJO DE

BACIAS HIDROGRÁFICAS JÁ DEGRADADAS.

OBJETIVOS

DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS DE

PESQUISA SOBRE O CICLO HIDROLÓGICO EM

FLORESTAS TROPICAIS.

FORNECER SUBSÍDIOS CIENTÍFICOS PARA UM

MELHOR EQUACIONAMETNO DOS PROBLEMAS

CONCERNENTES AO MANEJO DE BACIAS

HIDROGRÁFICAS NA REGIÃO DO ALTO PARAÍBA.

CAPACITAÇÃO DE PROFISSIONAIS, ESTUDANTES

DE GRADUAÇÃO E PÓS-GRADUAÇÃO EM

HIDROLOGIA FLORESTAL APLICADA AO MANEJO DE

BACIAS HIDROGRÁFICAS.

CARACTERÍSTICAS GERAIS DA ÁREA

LOCALIZAÇÃO MUNICÍPIO DE CUNHA

23º 16’ Lat Sul e 45º 02’ Long Oeste

RELEVO MONTANHOSO (MAR DE MORROS)

ALTITUDES SUPERIORES A 1000 M

DECLIVIDADES MAIORES DE 15º

GEOLOGIA PRÉ-CAMBRIANO

GRANITOS, GNAISSES, XISTOS

SOLOS LATOSSOLO VERMELHO AMARELO CÂMBICO

ÁCIDOS, POBRES E PERMEÁVEIS

SUSCEPTÍVEIS À EROSÃO

CLIMA ÚMIDO - EFEITOS OROGRÁFICOS

PRECIPITAÇÃO MÉDIA ANUAL: 2200 mm

TEMPERATURA MÉDIA ANUAL DO AR: 16,7 ºC

VEGETAÇÃO FLORESTA OMBRÓFILA DENSA MONTANA

(MATA ATLÂNTICA)

INSTALAÇÕES PARA PESQUISAS

MICROBACIAS HIDROGRÁFICAS;

LISÍMETROS;

ÁREAS AVALIAÇÃO ESCOAMENTO SUPERFICIAL;

ÁREAS DEMONSTRATIVAS CONTROLE EROSÃO;

LABORATÓRIO DE QUALIDADE DA ÁGUA;

ESTAÇÃO METEOROLÓGICA.

PESQUISAS NO LABORATÓRIO DE

HIDROLOGIA FLORESTAL

PROCESSOS HIDROLÓGICOS QUANTITATIVOS;

PROCESSOS HIDROLÓGICOS QUALITATIVOS;

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS E TRANSFERÊNCIAS DE

ESPÉCIES QUÍMICAS; E

MODELAGEM HIDROLÓGICA.

MICROBACIAS HIDROGRÁFICAS EXPERIMENTAIS

Estações Fluviométricas

das microbacias

hidrográficas

experimentais A, B e D

PRINCIPAIS PROCESSOS HIDROLÓGICOS EM

MICROBACIA FLORESTADA

INTERCEPTAÇÃO DAS CHUVAS

REPARTIÇÃO DA ÁGUA DAS CHUVAS

MICROBACIA PROCESSO MILÍMETROS PORCENTAGEM

PRECIPITAÇÃO

TOTAL

2220,3 100,0

B PRECIPITAÇÃO

INTERNA

1802,9 81,2

ESCOAMENTO

PELO TRONCO

4,8 0,2

INTERCEPTAÇÃO 412,6 18,6

PRECIPITAÇÃO

TOTAL

2252,6 100,0

D PRECIPITAÇÃO

INTERNA

1816,8 80,7

ESCOAMENTO

PELO TRONCO

25,2 1,1

INTERCEPTAÇÃO 410,6 18,2

BALANÇO HÍDRICO MÉDIO ANUAL

MÉDIA (mm) PORCENTAGEM

MICROBACIA A

PRECIPITAÇÃO 1832 100

DEFLÚVIO 1279 68

EVAPOTRANSPIRAÇÃO 553 32

MICROBACIA B

PRECIPITAÇÃO 2012 100

DEFLÚVIO 1473 73

EVAPOTRANSPIRAÇÃO 539 27

MICROBACIA D

PRECIPITAÇÃO 2205 100

DEFLÚVIO 1528 69

EVAPOTRANSPIRAÇÃO 677 31

PROCESSOS HIDROLÓGICOS

Precipitação

100% Evapotranspiração

30%

Precipitação

interna

81%

Escoamento

pelo tronco

1%

Precipitação efetiva

82%

Esc. direto

7%

Esc. de base

63%

Escoamento total

70%

Evaporação solo

e Transpiração

12%

Interceptação

18%

RELAÇÃO ENTRE BALANÇOS HÍDRICOS

0

250

500

750

1000

1250

1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997

(mm

)

ETBMassa ETPThor

CURVAS DE TENDÊNCIA

0

1000

2000

3000

4000

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

mm

Precipitação Deflúvio Evapotranspiração

TESTES DE MANN-KENDALL

PRECIPITAÇÃO ANUAL

-2,5

-1,5

-0,5

0,5

1,5

2,5

1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998

u(t

) e

u*(

t)

-2,5

-1,5

-0,5

0,5

1,5

2,5

1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000

u(t

) e

u*(

t)

TESTES DE MANN-KENDALL

DEFLÚVIO ANUAL

-2,5

-1,5

-0,5

0,5

1,5

2,5

1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998

u(t

) e u

*(t)

TESTES DE MANN-KENDALL

EVAPOTRANSPIRAÇÃO ANUAL

CONSIDERAÇÕES FINAIS

As microbacias de cabeceira do rio Paraibuna apresentam

elevado rendimento hídrico e regime de vazão estável durante

todo o ano;

A precipitação e o deflúvio anual não expressam uma relação

linear;

As estimativas de evapotranspiração anual apresentam grande

variabilidade, como também, entre os métodos empregados;

Apresentam leve tendência positiva para a evapotranspiração;

Os resultados no laboratório de hidrologia florestal contribuem

para tomadas de decisões relativas ao gerenciamento dos

recursos hídricos.

LISÍMETROS

CARACTERÍSTICAS DOS LISÍMETROS

TRÊS LISÍMETROS PLANOS

ÁREA: 10 x 10 x 2 m

Lados e fundo de concreto, 20 cm de cascalho,

10 cm de areia e 1,5 m de solo.

ESPÉCIES:

Paspalum notatum – Gramínea (Lisímetro A)

Pinus elliottii var. elliottii (Lisímetro B)

Eucalyptus urophylla (Lisímetro C)

MÉTODOS

ENTRADA: medida pela precipitação (P)

SAÍDA: medida através da drenagem de água de cada lisímetro (Q).

BALANÇO HÍDRICO: ET = P - Q

EQUIPAMENTOS

REGISTRADOR DE DADOS AUTOMÁTICO;

MEDIDOR DE ÁGUA DE DRENAGEM

(Typping Bucket Type)

PLUVIÓGRAFO

LISÍMETRO CONSTRUÍDO

LISÍMETRO COM CASCALHO

LISÍMETRO COM SOLO

LISÍMETRO COM SOLO E MATÉRIA ORGÂNICA

LISÍMETRO COM GRAMÍNEA

LISÍMETRO COM PINUS

LISÍMETRO COM EUCALYPTUS

LISÍMETRO COM PINUS E EUCALYPTUS

Interceptação coníferas > Interceptação folhosas

Pinus Eucalyptus

FASE DESCRIÇÃO PERÍODO Nº ÁRVORES

PINUS EUCALIPTO

1ª Calibração 10/06/83 a 20/1/85 0 0

2ª Do plantio até o 1°

desbaste 21/1/85 a 27/1/86 361 361

3ª 1° ao 2° desbaste 28/1/86 a 28/3/88 100 93

4ª 2° ao 3° desbaste 29/3/88 a 18/12/90 50 50

5ª 3° desbaste ao

final

19/12/90 a

31/12/94 24 22

ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA

CHUVA E DRENAGEM

1ª FASE (SOLO NU)

PERÍODO PRECIPITAÇÃO

(mm)

DRENAGEM (mm)

Pinus Eucalyptus

22/3/84 a 23/4/84 268 183 169

24/4/84 a 24/5/84 167 108 105

25/5/84 a 30/6/84 7 18 18

TOTAL 442 309 292

MÉDIA 147 103 97

EVAPOTRANSPIRAÇÃO DAS ESPÉCIES

FASE

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

(mm)

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

(%)

Pinus Eucaliptus Pinus Eucaliptus

2ª (1 ano) 159 255 47 76

3ª (2,2 anos) 122 129 63 66

4ª (2,9 anos) 226 190 68 57

5ª (4 anos) 244 136 69 39

FASE

PINUS EUCALYPTUS

litro/planta/dia mm/dia litro/planta/dia mm/dia

2ª 1,2 4,25 1,7 6,21

3ª 5,8 5,81 6,6 6,13

4ª 9,6 4,81 10,6 5,32

5ª 23,7 5,69 15,5 3,42

CONSUMO DE ÁGUA DO Pinus e Eucalyptus

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

14/4

a 2

9/5/

85

15/1

0 a 9/

12/8

5

2/4 a 5/

5/86

01/1

2 a 20

/12/

86

27/4

a 13/

6/88

19/1

2 a 21

/1/8

9

5/3 a 25

/3/8

9

10/0

1 a 27

/02/

91

13/0

4 a 05

/05/

91

16/1

1 a 25

/12/

92

14/0

3 a 14

/04/

93

23/1

2 a 04

/02/

94

17/1

1 a 31

/12/

94

mm

Grama Pinus Eucalipto

EVOLUÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Inicialmente, o Eucalyptus tem um consumo de agua

grande, devido a seu rápido crescimento;

Quando o Pinus é jovem, seu consumo de água é

similar ao da gramínea;

Entre os 3 anos e meio a 4 anos de idade, o consumo de água do Pinus ultrapassa o do Eucaliptus;

Ao traduzir os dados obtidos nos lisímetros para outras situações é necessário ter em conta a ausência do escoamento superficial, como também, seu caráter experimental.

COOPERAÇÃO TÉCNICA - EQUADOR

PROJETO BRA/04/044–S320

Apoio a Criação de um Sistema de Informação Nacional de Recursos Hídricos Florestais no Equador

OBJETIVOS: Fortalecimento Institucional da SENAGUA, por

meio de dois cursos de capacitação técnica para o

desenvolvimento de pesquisas em HIDROLOGIA

FLORESTAL e a IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE INFORMAÇÃO NACIONAL DOS RECURSOS HÍDRICOS.

COOPERAÇÃO TÉCNICA - EQUADOR

PROJETO BRA/04/044–S451

Apoio para a Restauração Florestal e Monitoramento

Hidrológico de Microbacias Hidrográficas com Influência

Direta de Grandes Reservatórios do Equador

OBJETIVOS: Melhorar as capacidades institucionais da

SENAGUA em Restauração e Hidrologia Florestal em

microbacias, mediante a aplicação dos conhecimentos

adquiridos e metodologias desenvolvidas pelo Instituto Florestal de São Paulo.

VALDIR DE CICCO INSTITUTO FLORESTAL e-mail: valdircicco@if.sp.gov.br

OBRIGADO