Aula Evapotranspiração

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Evapotranspiração
Disciplina: Hidrologia
Professor Luiz Filho
Email: lcrsfilho@gmail.com
Evapotranspiração
Evaporação – conjunto dos fenômenos físicos que transformam em vapor a água precipitada sobre a superfície do solo e a água dos mares, dos rios e dos reservatórios de acumulação.
Transpiração – processo de evaporação decorrente de ações fisiológicas dos vegetais. Por meio de raízes, os vegetais retiram do solo a água necessária às suas atividades vitais, restituindo parte dela à atmosfera em forma de vapor, que se forma na superfície das folhas.
Evapotranspiração – conjunto de processos físicos e fisiológicos que provocam a transformação da água precipitada na superfície da Terra em vapor.
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Grandezas Características
Perdas por evaporação ou por transpiração – quantidade de água evaporada (ou transpirada) por unidade de área horizontal durante um certo tempo (em mm).
Intensidade de evaporação ou de transpiração – rapidez com que se processa o fenômeno de evaporação ou de transpiração (mm/hora ou mm/dia).
Fatores Intervenientes
Os fatores que intervêm na intensidade de evaporação podem ser agrupados em duas categorias distintas: os relativos à atmosfera ambiente, e os referentes à própria superfície evaporante.
Os primeiros caracterizam o estudo da atmosfera na vizinhança da superfície evaporante e estão relacionados ao poder evaporante da atmosfera (relacionado a fatores meteorológicos – temperatura, insolação, grau de umidade , velocidade e turbulência do vento, pressão barométrica, etc.). 
Os dois principais fatores que condicionam o poder evaporante da atmosfera são o grau de umidade relativa do ar e a velocidade do vento.
Os segundos caracterizam o estado da própria superfície evaporante (superfície de água livre, solo nu, vegetação etc.) e sua aptidão para alimentar a evaporação.
O que interessa comumente nas aplicações é a evaporação média sobre as extensas superfícies e durante longos períodos de tempo.
Fatores intervenientes
Grau de umidade relativa do ar atmosférico
Definido como a relação ente a quantidade de vapor de água presente e a quantidade de vapor de água que o mesmo volume de ar conteria se estivesse saturado.
Vento
Aumenta a intensidade da evaporação por afastar da proximidade das superfícies de evaporação as massas de ar de elevado grau de umidade.
Temperatura
Um aumento de temperatura influi favoravelmente na intensidade de evaporação porque torna maior a quantidade de vapor de água que pode estar no mesmo volume de ar, ao se atingir o grau de saturação do ar.
Radiação solar
O calor radiante fornecido pelo Sol constitui a energia motora do ciclo hidrológico.
Fatores intervenientes
Pressão Barométrica
A intensidade de evaporação é maior em altitudes elevadas; a influência da pressão é, entretanto, discreta.
Salinidade da água
A intensidade da evaporação reduz-se com o aumento do teor de sal na água. Em igualdade de condições, há uma diminuição de 2% a 3% ao se passar da água doce para a água do mar.
Evaporação na superfície do solo
A evaporação na superfície do solo depende dos fatores intervenientes mencionados e mais da umidade e da natureza do próprio solo.
Transpiração
É em função do poder evaporante da atmosfera.
 A luz, o calor e uma grande umidade do ar abrem os poros das folhas e influem assim favoravelmente sobre a transpiração.
A umidade do solo na zona das raízes e, em consequência, depende da natureza do solo, à sua umidade do solo, ao nível do lençol freático e ao regime das precipitações.
Além disso, a transpiração de uma planta depende de sua espécie, de sua idade e do desenvolvimento de suas folhas.
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Evaporímetros – são recipientes achatados, em forma de bandeja, de seção circular ou quadrada, cheios de água até uma determinada altura; são instaladas sobre o terreno próximo a massa de água cuja evaporação se quer medir, ou sobre a própria massa de água, constituindo, nesse caso, medidores flutuadores.
Mede-se a variação de nível através de uma régua.
Leva-se em conta (subtraí-se) a precipitação.
Superestimam a evaporação
E – Evaporação (espelho d’água)
Kp – Coeficiente do Tanque (0,6 – 0,8)
Et – Evaporação do Tanque
Evaporímetro tipo A.
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Evaporímetro de Piche
É constituído de um tubo cilíndrico de vidro, de 25 cm de comprimento e 1,5 cm de diâmetro.
Tubo graduado e fechado em parte superior.
A abertura inferior é tampada por uma folha circular de papel-filtro padronizado (de 30 mm de diâmetro e de 0,5 mm de espessura.
O aparelho é preenchido previamente com água destilada. 
Essa água se evapora progressivamente pela folha de papel-filtro, e a diminuição do nível de água no tubo permite calcular a taxa de evaporação
Abrigado do vento e da radiação solar 
Este aparelho não considera a influência da insolação  proteger papel-filtro.
A relação entre as evaporações anuais medidas em um mesmo ponto em um evaporímetro de bandeja de água e em um tipo Piche é bastante variável.
Os valores médios desta relação pode variar entre 0,45 e 0,65 (GARCEZ; ALVAREZ, 1988).
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Transferência de Massa
São métodos com base na Primeira Lei de Dalton, em que se representa a evaporação através da expressão:
E – Evaporação
b – Coeficiente Empírico (pode ser substituído por expressões que representem a ação do vento, ou equações que consideram o poder evaporante da atmosfera)
Po – Pressão de Saturação do ar à temperatura da água
Pa – Pressão de vapor de água no ar atmosférico.
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Fórmula de Fitzfgerald:
E – Intensidade da evaporação em mm/mês. 
w – Velocidade do vento em Km/h (medida a cerca de 2 m do NA).
Po – Pressão de saturação do vapor à temperatura da água, em mmHg.
Pa – Pressão efetiva de vapor de água no ar atmosférico em mmHg.
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Balanço Hídrico
Cálculo da evaporação a partir da equação da continuidade aplicada a um lago ou reservatório.
V – Volume do Reservatório
I – Vazão de Entrada
Q – Vazão de saída
A – Área da Superfície do Reservatório
P – Precipitação
E - Evaporação
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Medições Diretas
LISÍMETROS: estruturas enterradas constituídas de um reservatório de solo com um volume mínimo de 1m³, providas de sistema de drenagem e instrumentos de medição.
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Medições Diretas – Lisímetros
E – EVAPOTRANSPIRAÇÃO
P – PRECIPITAÇÃO
Q – DRENAGEM
∆R – VARIÇÃO NO VOLUME ARMAZENADO NO LISÍMETRO
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Método de Jensen e Haise
Relaciona evapotranspiração com a temperatura e insolação.
ETP – Evapotranspiração Potencial (mm/dia)
T – Temperatura do ar (°C)
G – Radiação Incidente de Onda Curta (cal/cm².dia)
PRINCIPAIS MÉTODOS PARA SE CALCULAR A EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Balanço Hidrológico
Representação semelhante a do lísimetro.
Entretanto, o intervalo de tempo tem que ser anual, ou maior, para que a variação no armazenamento possa ser desprezada.
Exercício
1. A taxa de evaporação de um reservatório depende da condição climática. Em um modelo simplificado, essa taxa, E, pode ser descrita por E = v(100-UR), em que  é uma constante, v é a velocidade do vento, em m/s, e UR é a umidade relativa do ar, em porcentagem. Nas figuras I e II, abaixo, são apresentados os dados climatológicos no reservatório, em 12 semanas de observação.
As informações acima permitem concluir que a taxa de evaporação no reservatório, nas 12 semanas observadas, foi maior na semana
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Para estimar a taxa de evaporação no reservatório, na 24ª semana, considere que a umidade relativa do ar seja aproximada pelo valor médio dos dados da figura I e que a velocidade do vento seja aproximadapor uma função periódica, com período igual a 6 semanas, obtida a partir dos dados da figura II. Qual das opções abaixo melhor estima essa taxa na 24ª semana?
 3.α
 80.α
 210.α
 480.α
 1080.α
Exercício
2. Uma bacia de 1100 km² recebe anualmente 1250 mm de chuva, e a vazão média corresponde a 18 m³/s. Calcule a evapotranspiração total dessa bacia (em mm/ano).
Exercício