Hidrologia

HIDROLOGIA INTERCEPTAÇÃO

Benedito C. Silva

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 Vegetação Tipo Densidade Intensidade Características da precipitação 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 A v , 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 -caracteriza a quantidade de gotas que cada folha pode reter a densidade de folhas pode indicar o volume retido numa superfície de bacia

INTERCEPTAÇÃO VEGETAL Tipo e densidade de vegetação As folhas geralmente interceptam a maior parte da precipitação, mas a disposição dos troncos contribui significativamente

INTERCEPTAÇÃO VEGETAL Tipo e densidade de vegetação

Espécie e espaçamento

INTERCEPTAÇÃO VEGETAL Tipo e densidade de vegetação

Floresta Nativa

INTERCEPTAÇÃO VEGETAL Tipo 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 VEGETAL Tipo e densidade de vegetação

INTERCEPTAÇÃO VEGETAL Características da Precipitação    intensidade, volume precipitado e chuva antecedente Pequenos volumes (0,3 mm) volume é retido  todo o Precipitações superiores a 1mm: de 10 a 40% pode ficar retido Maior a interceptação precipitado) intensidade, (para igual menor a volume Precipitações precedidas por 24h de período úmidas seco produzem curva de precipitação-interceptação diferente de ocorrências precedidas por condições

INTERCEPTAÇÃO VEGETAL Características da Precipitação

 as perdas por interceptação vegetal podem chegar até a 25% da precipitação anual  Em regiões úmidas e com florestas P anual ~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 interceptada P = precipitação no topo da vegetação Pf = precipitação que atravessa a vegetação Pc = parcela que escoa pelo caule das árvores

Quantificação: Equação de continuidade do sistema de interceptação

P I= P T C T C



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 P

n

a,b e n = parâmetros ajustados ao local P = 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 vegetação A = área total E = evaporação da superfície de evaporação (mm/h) Tr = duração da precipitação (horas)

ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO

EQUAÇÃO CONCEITUAL: MERIAM (1960)

It = Sv(1 - e

-P/Sv

) + (Av/A).E.Tr

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 m de solo está coberto por uma vegetação em que a soma das áreas das folhas individuais é de 2m 2 .

2 de área

Equação com base no IAF

A lâmina interceptada durante um evento de chuva pode ser estimada com base no valor de IAF para uma dada vegetação através da equação S IL = F i .IAF

Onde, S IL [mm] capacidade do reservatório de interceptação; F i parâmetro de lâmina de interceptação (F i = 0,1 a 0,7 mm); IAF [ [mm] ] índice de área foliar

EXEMPLO:

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 F i igual a 0,2 e o interceptada é calculada como: IAF da floresta é igual a 6, a lâmina S IL = 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.