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5° semestre - Engenharia Civil
HIDROLOGIA – AULA 08
Profª. Priscila Pini
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
CONCEITOS
Retorno da água precipitada para a atmosfera, fechando o ciclo hidrológico.
• Exige grande quantidade de energia para moléculaslíquidas romperem a superfície e evaporarem:
→ proveniente de energia solar
EVAPORAÇÃO
EVAPORAÇÃO + TRANSPIRAÇÃO
• Transferência de água líquida para vapor do ardiretamente de superfícies livres, como lagos, rios,reservatórios, poças e gotas de orvalho.
• Importante para perdas de água em reservatórios ecanais
CONCEITOS
• Quanto maior a energia (do sol) recebida pela águalíquida, maior evaporação.
FATORES QUE INFLUENCIAM A EVAPORAÇÃO
→ Se a umidade do ar próximo a superfície está próxima de100%, a evaporação diminui porque o ar já está saturado
Lâmina de água evaporada ao longo de um determinadointervalo de tempo. As formas mais comuns são:
• Tanque classe A
• Evaporímetro de Piché
MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO
• Quanto menor a concentração de vapor no ar acima dasuperfície (umidade), maior a taxa de evaporação.
MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO
TANQUE CLASSE A
Aço ou ferro galvanizado
Instalado emplataforma demadeira
Água variandoentre 5,0 e 7,5 cmda borda superior(sensor de nível)
A medição é realizada diariamente, com uma régua ou pontalinimétrica instalada dentro do tanque
→ Por essa razão, o tanque classe A deve ser instalado emestações meteorológicas onde existe um pluviômetro
Os valores da precipitação devem ser compensados
TANQUE CLASSE A
MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO
Tubo cilíndrico de vidro de aprox. 30 cmde comprimento e 1 cm de diâmetro
Fechado na parte superior e aberto nainferior
EVAPORÍMETRO DE PICHÉ
O tubo é cheio com água destilada, aparte inferior é tapada com um disco depapel filtro molhado preso a uma mola
O tubo é mantido em abrigometeorológico padrão
A evaporação é calculada peloabaixamento do nível de água no tubo
MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO
TRANSPIRAÇÃO
• Retirada de água do solo pelas raízes das plantas
• Transporte da água através da planta até as folhas
• Passagem da água para atmosfera através dosestômatos das folhas
ESTÔMATOS
TRANSPIRAÇÃO
• Retirada de água do solo pelas raízes das plantas
• Transporte da água através da planta até as folhas
• Passagem da água para atmosfera através dosestômatos das folhas
Quando o solo está mais úmido → plantas transpiramlivremente e a taxa de transpiração é controlada pelasvariáveis atmosféricas (sol, temperatura, velocidade do vento)
Quando o solo começa a secar → fluxo de transpiração diminui
→ As plantas têm controle sobre a transpiração ao fechar ouabrir os estômatos (nas folhas) por onde ocorre a passagemdo vapor para atmosfera
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Na maior parte das situações é difícil estimar ou medirseparadamente a TRANSPIRAÇÃO e a EVAPORAÇÃO
→ Os dois processos são tratados como únicos:EVAPOTRANSPIRAÇÃO (EVT)
EVT REAL é sempre igual ou inferior à EVT POTENCIAL
A taxa de EVT que ocorre quando há água disponível nosolo: EVT POTENCIAL
A taxa de EVT que ocorre para condições reais de umidadedo solo: EVT REAL
MEDIÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO
USO DE LISÍMETROS
• Depósitos ou tanques enterrados, abertos na partesuperior
• Preenchidos com o solo e a vegetação, os quais sedeseja medir a EVT
Vista da superfícieVista da superfície
MEDIÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO
USO DE LISÍMETROS
1. Solo recebe precipitações
2. Drenado para o fundo do aparelho,onde a água é coletada e medida(balança)
Vista subterrânea
MEDIÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO
USO DE LISÍMETROS
• O depósito é pesado diariamente, assim como a chuva eos volumes escoados de forma superficial e que saempor orifícios no fundo o lisímetro.
• EVT calculada por balanço hídrico entre dois diassubsequentes de acordo com a equação:
𝐸 = 𝑃 − 𝑄𝑆 − 𝑄𝑏 −∆𝑉
∆𝑇
E: evapotranspiração;P: chuva medida em pluviômetro;QS: escoamento superficialQb: escoamento subterrâneoΔV: variação do volume de água (medido pelo peso);Δt: intervalo de tempo em que são realizadas as medições;
Obs. Utilizado para estimarEVT de diferentes culturasagrícolas
ESTIMATIVA DA EVT POR BALANÇO HÍDRICO
Estimativas considerando o intervalo de tempo de um ano,pois dependendo do tamanho da bacia hidrográfica a águada chuva pode permanecer dias ou meses antes de escoaraté o exutório.
P = EVT + QP: precipitação [mm.ano−1]EVT: evapotranspiração [mm.ano−1]Q: escoamento [mm.ano−1]
EQUAÇÃO DE THORNTHWAITE
• Equação muito utilizada quando se dispõe de poucos dados
• Calcula a EVT em intervalo de tempo mensal
• Equação desenvolvida com dados do Hemisfério Norte setornou popular pela sua simplicidade: usa apenas atemperatura
• Sua aplicação nas demais regiões do mundo exigiuadaptação de um fator de correção, cujo valor depende domês do ano e da latitude
EQUAÇÃO DE THORNTHWAITE
• Equação muito utilizada quando se dispõe de poucos dados
• Calcula a EVT em intervalo de tempo mensal
𝐸 = 16.10 ∙ 𝑇
𝐼
α E: EVT potencial [mm.mês−1]T: temperatura média do mês [°C]α e I: coeficientes calculados
𝐼 =
𝑗=1
12𝑇𝑗
5
1,514
α = 6,75 ∙ 10−7 ∙ 𝐼3 − 7,71 ∙ 10−5 ∙ 𝐼2 + 1,792 ∙ 10−2 ∙ 𝐼 + 0,49239
j: cada um dos 12 meses do ano𝑇𝑗: temperatura média de cada um
dos meses [°C]
Exemplo: Calcule a EVT potencial mensal do mês de agostode 2006 em Porto Alegre, onde as temperaturas médiasmensais são dadas na tabela abaixo.
Mês Temperatura Mês Temperatura
Janeiro 24,6 Julho 14,6
Fevereiro 24,8 Agosto 15,3
Março 23,0 Setembro 16,5
Abril 20,0 Outubro 17,5
Maio 16,8 Novembro 21,4
Junho 14,4 Dezembro 25,5
EQUAÇÃO DE THORNTHWAITE
Mês Temperatura𝑇𝑗
5
1,514
Janeiro 24,6
Fevereiro 24,8
Março 23
Abril 20
Maio 16,8
Junho 14,4
Julho 14,6
Agosto 15,3
Setembro 16,5
Outubro 17,5
Novembro 21,4
Dezembro 25,5
𝐼 =
𝑗=1
12𝑇𝑗
5
1,514
α = 6,75 ∙ 10−7 ∙ 𝐼3 − 7,71 ∙ 10−5 ∙ 𝐼2 + 1,792 ∙ 10−2 ∙ 𝐼 + 0,49239
𝐸 = 16.10 ∙ 𝑇
𝐼
α
Mês Temperatura𝑇𝑗
5
1,514
Janeiro 24,6 11,16
Fevereiro 24,8 11,30
Março 23 10,08
Abril 20 8,16
Maio 16,8 6,26
Junho 14,4 4,96
Julho 14,6 5,07
Agosto 15,3 5,44
Setembro 16,5 6,10
Outubro 17,5 6,66
Novembro 21,4 9,04
Dezembro 25,5 11,78
SOMA 96
𝐸 = 16.10 ∙ 𝑇
𝐼
α
𝐼 =
𝑗=1
12𝑇𝑗
5
1,514
α = 2,1
𝐼 = 96
𝐸 = 16.10 ∙ 15,3
96
2,1
𝐸 = 42,57𝑚𝑚.𝑚ê𝑠−1
EVAPORAÇÃO EM RESERVATÓRIOS
A evaporação em reservatórios afeta o seu rendimento paraabastecimento, irrigação e geração de energia, pois reduz aquantidade disponível de água.
Grande superfície líquida que disponibiliza água paraevaporação, ou seja, perda de água.
EVT em reservatórios é estimada pelo método do tanqueclasse A, porém é necessário aplicar um coeficiente deredução devido às medidas do tanque.
Obs. Água do reservatório está mais fria do que água dotanque, que está totalmente exposta à radiação solar, portantoa EVT no tanque ocorre mais rapidamente.