benedito c. silva hidrologia. conceitos: interceptação retenção de parte da precipitação acima...
TRANSCRIPT
HIDROLOGIA
INTERCEPTAÇÃO
Benedito C. Silva
Hidrologia
Conceitos: 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;
Retorna para a atmosfera por evapotranspiracão.
Interceptação: conceitos
interfere no balanço hídrico da bacia hidrográfica: funciona como um reservatório que armazena uma parcela da precipitação para consumo;
Tende a reduzir a vazão média e a variação da vazão ao longo do ano, retardando e reduzindo o pico das cheias freqüentes.
INTERCEPTAÇÃO - Gênese
Inicia a chuva a água molha a superfície das folhas e armazena
devido às concavidades e a tensão superficial, retendo certa lâmina precipitada;
Se continuar (a chuva) a capacidade de interceptação é ultrapassada;
Toda a água que chega às folhas e caules escoa; Evaporação (simultânea à interceptação) à partir das
folhas úmidas; O vento acelera o processo de evaporação,
aumentando as perdas por interceptação. Se for muito intenso (o vento), pode provocar reprecipitação
A precipitação atinge o solo: a) atravessando a vegetação (em média 85% da
precipitação inicidente); (b) através dos troncos (1 a 2% precipitação).
A diferença é a interceptação.
INTERCEPTAÇÃO VEGETAL: função de
Condições Climáticas Período do ano
Características da precipitaçãoVegetação
Tipo Densidade Intensidade Volume precipitado Chuva antecedente
Condições climáticas: vento é o mais significativo efeito sazonal
INTERCEPTAÇÃO
A interceptação depende de um modo geral:
Intensidade da chuva → Maior intensidade, menor interceptação.
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 VEGETALTipo e densidade de vegetação
-caracteriza a quantidade de gotas que cada folha pode reter
-a densidade de folhas pode indicar o volume retido numa superfície de bacia
INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação
As folhas geralmente interceptam a maior parte da precipitação, mas a disposição dos troncos contribui significativamente
INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação
Espécie e espaçamento
INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação
Floresta Nativa
INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação
-sazonalidade
-a época do ano pode caracterizar alguns tipos de cultivos que apresentam as diferentes fases de crescimento e colheita
INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação
INTERCEPTAÇÃO VEGETALCaracterísticas da Precipitação
intensidade, volume precipitado e chuva antecedente
Pequenos volumes (0,3 mm) todo o volume é retido
Precipitações superiores a 1mm: de 10 a 40% pode ficar retido
Maior a intensidade, menor a interceptação (para igual volume precipitado)
Precipitações precedidas por 24h de período seco produzem curva de precipitação-interceptação diferente de ocorrências precedidas por condições úmidas
INTERCEPTAÇÃO VEGETALCaracterísticas da Precipitação
as perdas por interceptação vegetal podem chegar até a 25% da precipitação anual
Em regiões úmidas e com florestas Panual~2000mm), a interceptação anual pode chegar a 250mm
No rio Paraguai observa-se em alguns trechos que a vazão média diminui para jusante devido ao aumento das áreas de inundação que represam parte do volume a montante.
INTERCEPTAÇÃO NO PANTANAL
Relação Interceptação x total precipitado
Fórmulas Conceituais
Horton (1919);
Merian (1960); Equações Empíricas
ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO
EQUAÇÃO EMPÍRICA : BALANÇO DO SISTEMA
It = P - Pf - Pc
It = precipitação interceptadaP = precipitação no topo da vegetaçãoPf = precipitação que atravessa a vegetaçãoPc = parcela que escoa pelo caule das árvores
Quantificação: Equação de continuidade do sistema de interceptação
I=P-T-C
P
C
T
Quantificação: Medição das variáveis Precipitação: postos em clareiras, topo das árvores
Há alta correlação entre a precipitação das clareiras e a do topo das árvores
Precipitação que atravessa as árvores: drenagem especial colocada abaixo das árvores e distribuída de forma representativa
é necessário utilizar cerca de 10 vezes mais equipamentos para a medição da precipitação que atravessa a vegetação do que para a precipitação total
Escoamento pelos troncos: apresenta uma parcela pequena do total precipitado (de 1 a 15%) em muitos casos está dentro da faixa de erros de amostragem das outras variáveis. A medição só é viável para vegetação com tronco de magnitude
razoável
Medições
Medições
Medições
ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO
EQUAÇÃO EMPÍRICA : EQUAÇÕES DE REGRESSÕES
It = a +b Pn
a,b e n = parâmetros ajustados ao localP = precipitação (in)
ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO
EQUAÇÃO CONCEITUAL: HORTON (1919)
It = Sv + (Av/A). E. Tr
Sv = capacidade de armazenamento da vegetação (mm)Av = área de vegetaçãoA = área totalE = evaporação da superfície de evaporação (mm/h)Tr = duração da precipitação (horas)
EQUAÇÃO CONCEITUAL: MERIAM (1960)
It = Sv(1 - e-P/Sv) + (Av/A).E.Tr
ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO
Equação com base no IAF
O Índice de Área Foliar (IAF) é a relação entre a área das folhas – todas as folhas – da vegetação de uma região e a área do solo
Um valor de IAF igual a 2, por exemplo, significa que cada m2 de área de solo está coberto por uma vegetação em que a soma das áreas das folhas individuais é de 2m2.
Equação com base no IAFA lâmina interceptada durante um evento de chuva pode ser estimada com base no valor de IAF para uma dada vegetação através da equação
SIL = Fi.IAF
Onde, SIL [mm] capacidade do reservatório de interceptação; Fi [mm] parâmetro de lâmina de interceptação (Fi = 0,1 a 0,7 mm); IAF [-] índice de área foliarEXEMPLO: Um evento de chuva de 15 mm e de 4 horas de duração atinge uma bacia com cobertura vegetal de florestas. Qual é a parcela da chuva que é interceptada?
Considerando Fi igual a 0,2 e o IAF da floresta é igual a 6, a lâmina interceptada é calculada como:
SIL = 0,2 . 6 = 1,2 mm (Capacidade de interceptação)Como a chuva foi de 15mm, a capacidade total de interceptação foi atingida. Portanto, 1,2 mm é o total interceptado e 13,8mm atinge o solo.