hidrologia 04 evapotranspiracao rev a

Prévia do material em texto

Hidrologia: Evaporação, Transpiração e 
Evapotranspiração
Universidade Metodista de Piracicaba
FEAU – Engenharia Civil
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 1
Evaporação: definições e grandezas
• Processo pelo qual a água, acumulada nas
depressões do terreno ou em corpos d’água, se
transforma em vapor e retorna à atmosfera.
• As grandezas características da evaporação quanto a
hidrologia são:
• perda por evaporação – quantidade de água
evaporada por unidade de área horizontal, geralmente
expressa em mm;
• intensidade de evaporação – velocidade com que se
processa a perda por evaporação, geralmente expressa
em mm/dia ou mm/mês.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 2
Evaporação: fatores
• Os mais importantes fatores que interferem no
processo de evaporação são a radiação solar, as
temperaturas do ar e da água, a pressão do vapor (ou
umidade relativa) presente no ar, a velocidade do
vento e a pressão atmosférica.
• A Lei de Boyle estabelece que a quantidade máxima
de vapor de água na atmosfera depende da
temperatura e da pressão. A relação entre a
quantidade real e a quantidade máxima (calculada
através da pressão e da temperatura do ar) é
denominada umidade relativa do ar.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 3
Interceptação de precipitação pelos vegetais
• A quantidade de água interceptada pela vegetação
alta é a responsável pela maior demanda hídrica das
florestas, uma vez que os valores de transpiração por
área são praticamente os mesmos para uma árvore
ou para uma pastagem:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 4
Evaporação: estimativa
• Como não podem ser medidas diretamente, a
evaporação de um corpo d’água, como lago ou
reservatório, é feito através de métodos indiretos, em
que se destacam:
• Método do balanço hídrico;
• Fórmula de Penman;
• Medição por tanques evaporimétricos.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 5
Evaporação: estimativa (cont.)
• Método do balanço hídrico:
• Considerando que são conhecidos os estados de
armazenamento de um lago ou reservatório e que
todas as afluências e defluências possam ser medidas
em um dado intervalo de tempo, a evaporação ‘E’
pode ser estimada em função da: precipitação direta
sobre o espelho d’água ‘P’; soma das afluências ‘A’ e
das defluências ‘D’; infiltração ‘I’; e alteração do
volume ‘ΔS’ no intervalo de tempo considerado:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 6
SIDAPE 
Evaporação: estimativa (cont.)
• Fórmula de Penman:
• Combinando as equações de transferência de energia
e de massa, a fórmula de Penman (1948) estiva a
evaporação em função da: intensidade de evaporação
‘Em’ em cm/dia; intensidade de evaporação devido às
trocas de massa ‘Ea’ em cm/dia; e um fator de
ponderação :
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 7
1
 
 an EEE
Evaporação: estimativa (cont.)
• Fórmula de Penman (continuação):
• ‘En’, ‘Ea’ e  são calculados em função da: radiação
solar líquida ‘Qn’ em cal/cm2/dia; massa específica da
água ‘ρ’ em g/cm3; calor latente de vaporização ‘Hv’
em cal/g; velocidade do vento medida a 2 metros
acima da superfície ‘v2’ em km/dia; pressão de vapor
de saturação ‘es’ em milibares, à temperatura do ar ‘T’
em °C; da umidade relativa do ar ‘U’:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 8
 
66,0
8912,000815,0 7 T
v
n
n H
QE     

 
100
10000016,00013,0 2
UevE sa
Evaporação: estimativa (cont.)
• Medição por tanques evaporimétricos:
• Em função da limitação de obtenção de alguns
parâmetros no método do balanço hídrico, bem como
a aquisição de alguns elementos na fórmula de
Penman, a medição indireta através de tanques
evaporimétricos;
• Existem vários tipos de tanques evaporimétricos,
sendo o mais utilizado o modelo ‘tanque classe A’,
sendo este um tanque circular, de ferro galvanizado
sem pintura, com diâmetro de 122 cm e altura de 25,4
cm e a sua instalação deve ser feita sobre um estrado
de madeira de 15 cm de altura.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 9
Evaporação: estimativa (cont.)
• Medição por tanques evaporimétricos (continuação):
• O tanque é enchido até que a superfície da água esteja
a 5 cm da borda e a leitura efetuada às 9 horas de
cada dia através de um micrômetro em um poço
tranquilizador .
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 10
Evaporação: estimativa (cont.)
• Medição por tanques evaporimétricos (continuação):
• A estimativa é realizada pelo roteiro:
• efetuar a leitura, do dia ou horário, do nível d’água no
tanque (ea);
• comparar com a leitura anterior, do dia ou horário
(ed);
• calcular a diferença e1 = ed – ea;
• Duas possibilidades podem ainda ocorrer:
• não houve chuva: E = e1;
• houve chuva com altura h1: E = e1 + h1
• Com chuva intensa, o valor de e1 pode ser negativo.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 11
Transpiração e Evapotranspiração: definição
• A Transpiração consiste no transporte da água retida
no solo até a superfície das folhas e a perda para a
atmosfera na forma de vapor. A transpiração está
limitada ao volume de água retida sob a ação das
forças de capilaridade.
• Evapotranspiração é o processo pelo qual a água
retorna à atmosfera, sob a forma de vapor, por
evaporação das superfícies líquidas e/ou da umidade
do solo e/ou por transpiração da vegetação. É o
conjunto evaporação do solo mais transpiração das
plantas.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 12
Transpiração e Evapotranspiração: valores
• Evapotranspiração Potencial consiste na quantidade
de água transferida para a atmosfera por evaporação
e transpiração, na unidade de tempo, de uma
superfície extensa completamente coberta de
vegetação de porte baixo e bem suprida de água.
• Evapotranspiração Real se distingue da potencial por
tratar da quantidade de água transferida para a
atmosfera por evaporação e transpiração, nas
condições reais (existentes) de fatores atmosféricos e
umidade do solo.
• Evapotranspiração Real menor ou igual a Potencial.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 13
Transpiração e Evapotranspiração: estimativa
• A Evapotranspiração Potencial pode ser obtida,
dentre outras, através das seguintes formas:
• Fórmula de Penman;
• Tanques Evaporimétricos;
• Medida direta com Lisímetro;
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 14
Transpiração e Evapotranspiração: estimativa
• Fórmula de Penman:
• Alguns estudos experimentais sugerem a aplicação de
um fator de correção à Equação de Penman
originalmente concebida para o cálculo da evaporação
em superfícies líquidas, outros propõem que a
evapotranspiração potencial é equivalente à
Evaporação de superfícies líquidas.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 15
Transpiração e Evapotranspiração: estimativa 
(cont.)
• Tanques Evaporimétricos:
• Os dados obtidos por meio dos tanques
evaporimétricos podem ser corrigidos, em função da
distinção do meio físico em que se dá o fenômeno,
sendo a evapotranspiração potencial ‘ETPpot’ função
da: medição da evaporação em tanque ‘Etanque’;
fator de correção ‘k’ inferior a 1 e dependente das
características da vegetação e das condições de
instalação do tanque:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 16
tanquepot EkETP 
• Medida direta com Lisímetro:
• Reservatórios enterrados providos de drenagem e
instrumental de operação, abertos na parte superior,
preenchidos com solo e vegetação característicos do
local:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 17
• Medida direta com Lisímetro:
• Existem lisímetros dotados de recursos para pesagem,
de forma que a quantidade evapotranspirada pode ser
obtida diretamente pelo balanço mássico:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 18
Evapotranspiração: dados oficiais
• Instituto Nacional de
Meteorologia:
http://www.inmet.go
v.br/portal/index.php
?r=agrometeorologia/boletinsAgroclimatolo
gicos
• Evapotranspiração
Potencial:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 19
• Evapotranspiração
Real:
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 20
Evapotranspiração e a qualidade das águas
• A influência da evapotranspiração na qualidade das
águas está diretamente relacionada a quantidade de
impurezas que são deixadas para trás.
• Este acúmulo pode resultar em uma elevação
significativa da quantidade de sais dissolvidos e de
poluentes, com destaque para o acúmulo de
pesticidas.
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 21
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 22