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Hidrologia Interceptação

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;

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Hidrologia Interceptação

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Presentation Transcript

  1. Hidrologia HidrologiaInterceptação Benedito C. Silva

  2. 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.

  3. 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 cheiasfreqüentes.

  4. 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.

  5. Vegetação Características da precipitação Tipo Chuva antecedente Densidade Intensidade Volume precipitado INTERCEPTAÇÃO VEGETAL: função de Condições Climáticas Período do ano Condições climáticas: vento é o mais significativo  efeito sazonal

  6. 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.

  7. 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

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

  9. INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação Espécie e espaçamento

  10. INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação Floresta Nativa

  11. 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

  12. INTERCEPTAÇÃO VEGETALTipo e densidade de vegetação

  13. 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

  14. 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.

  15. INTERCEPTAÇÃO NO PANTANAL

  16. Relação Interceptação x total precipitado

  17. Fórmulas Conceituais • Horton (1919); • Merian (1960); • Equações Empíricas

  18. ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO 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 EQUAÇÃO EMPÍRICA : BALANÇO DO SISTEMA

  19. Quantificação: Equação de continuidade do sistema de interceptação P I=P-T-C C T

  20. 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

  21. Medições

  22. Medições

  23. Medições

  24. ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO It = a +b Pn a,b e n = parâmetros ajustados ao local P = precipitação (in) EQUAÇÃO EMPÍRICA : EQUAÇÕES DE REGRESSÕES

  25. ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO 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) EQUAÇÃO CONCEITUAL: HORTON (1919)

  26. ESTIMATIVA DA INTERCEPTAÇÃO It = Sv(1 - e-P/Sv) + (Av/A).E.Tr EQUAÇÃO CONCEITUAL: MERIAM (1960)

  27. 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.

  28. 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 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 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 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.

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