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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.