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Document Type: Dissertação
Title: Modelagem da interceptação da precipitação pluvial em um fragmento de mata atlântica da bacia do rio Poxim, São Cristóvão-SE
Authors: Santos, Anderson de Almeida
Issue Date: 6-Jun-2018
Advisor: Almeida, André Quintão de
Resumo : A dinâmica do processo de interceptação da chuva pelo dossel florestal depende principalmente das características das chuvas e da estrutura vegetal representando um processo em constante mudança devido aos fatores mutuamente interativos. Este é o primeiro processo pelo qual a água da chuva passa na bacia hidrográfica. O monitoramento e modelagem desse processo são importantes, apesar de muitas vezes desprezados, para se quantificar qual a parcela da chuva que realmente chega ao solo. Para isso, existem modelos que predizem a interceptação de forma direta, ou seja, por meio de equipamentos, como por exemplo, pluviômetros, e de forma indireta, esta sendo realizada através de modelos de base física e analítica, como os modelos de Ruther e de Gash. Com isso, objetivo deste trabalho foi realizar a modelagem da interceptação da precipitação pluvial em um fragmento de Mata Atlântica na microbacia do rio Timbó, Sergipe utilizando o modelo de Rutter. Neste estudo, foram demarcadas três parcelas de 30 x 30 metros ao longo de um fragmento florestal da bacia experimental do rio Timbó, SE. A precipitação interna (PI), em milímetros, foi quantificada a partir da instalação de 75 pluviômetros, 25 em cada parcela experimental. A precipitação externa(P), também em milímetros, foi obtida por meio de um pluviômetro em área descampada, a uma distância de 300 m das parcelas experimentais. A interceptação (I) foi estimada pela diferença entre P e precipitação efetiva (PE). Todos os parâmetros foram monitorados no período de 22/05/2017 a 24/03/2018, resultando em 42 eventos. Com o propósito de relacionar os dados medidos com os estimados, foi realizada a calibração e validação do modelo de Rutter utilizando os dados obtidos no período caracterizado como o de maior quantidade de chuva na região estudada, período de maio de 2017 a setembro de 2017, totalizando 21 eventos de precipitação, que, em seguida, foram submetidos a uma análise de regressão linear simples para ajuste do coeficiente de determinação (R²). Os parâmetros utilizados pelo modelo de Rutter foram, por exemplo, Latitude; Longitude; Albedo; Altitude; Altura do Anemômetro; Altura da Cultura; Índice de Área Foliar; porcentagem de queda livre; porcentagem de Escorrimento pelo Tronco; Captação Máxima de Armazenamento do Dossel; Radiação Solar Incidente (W/m2); Umidade Relativa (%); Temperatura do Ar (ºC); Velocidade do Vento (m/s); Precipitação Bruta (mm), obtidos por uma estação meteorológica. Nesse período a precipitação total medida foi 658,4 mm. Obteve-se uma grande amplitude de variação da precipitação no aberto (PA), com mínimo de 2,67 mm e máximo de 190,98 mm. A precipitação interna (PI) alcançou um volume total de 518,5 mm, representando 78,75% da precipitação total incidente acima do dossel. A interceptação totalizou 139,3 mm, equivalente a 21,1% da precipitação no aberto. A PA medida quando correlacionada com a PA estimada pelo modelo de Rutter, apresentou um elevado coeficiente de determinação R² = 0,9464, considerado satisfatório. O mesmo ocorreu quando foi realizada a regressão linear entre a interceptação (I) medida pelos pluviômetros e a estimada pelo modelo de Rutter (I Rutter), apresentando um elevado coeficiente de determinação R² = 0,9996. Em seguida foram estimados os valores de interceptação para o período de outubro de 2017 a março de 2018. A interceptação modelada representou 19,21% da PA. A partir dos resultados obtidos por esse estudo, fica comprovado que é possível simular as perdas por interceptação da precipitação pela vegetação (I) de Mata Atlântica, com bom nível de eficiência utilizando o modelo de Rutter, além de servir como ferramenta para monitoramentos dos parâmetros do balanço hídricos de bacias hidrográficas semelhantes.
Abstract: The dynamics of the process of interception of rainfall by the forest canopy depends mainly on the characteristics of the rainfall and the vegetal structure, representing a process that is constantly changing due to the mutually interactive factors. This is the first process by which rainwater passes through the river basin. The monitoring and modeling of this process are important, although often neglected, to quantify which portion of the rain actually reaches the ground. For this, there are models that predict the direct interception, that is, through equipment, such as rain gauges, and indirectly, this being done through physical and analytical models such as Ruther models and Gash. With this, the objective of this work was to model the interception of rainfall in a fragment of Atlantic Forest in the Timbó river basin, Sergipe, using the Rutter model. In this study, three 30 x 30 meter plots were demarcated along a forest fragment of the Timbó river basin, SE. The internal precipitation (PI), in millimeters, was quantified from the installation of 75 rain gauges, 25 in each experimental plot. The external precipitation (P), also in millimeters, was obtained by means of a rain gauge in an open area, at a distance of 300 m from the experimental plots. Interception (I) was estimated by the difference between P and effective precipitation (PE). All parameters were monitored in the period from 05/22/2017 to 03/24/2018, resulting in 42 events. In order to relate the measured data to the estimates, the calibration and validation of the Rutter model was performed using the data obtained during the period characterized as the highest amount of rainfall in the region studied, from May 2017 to September 2017, totaling 21 precipitation events, which were then submitted to a simple linear regression analysis to adjust the coefficient of determination (R²). The parameters used by the Rutter model were, for example, Latitude; Longitude; Albedo; Altitude; Anemometer height; Height of Culture; Foliar Area Index; percentage free fall; percentage of Trunk Run; Maximum Storage of Canopy Storage; Solar Incident Radiation (W / m2); Relative humidity (%); Air Temperature (° C); Wind Speed (m / s); Gross rainfall (mm), obtained by a weather station. During this period the total precipitation measured was 658.4 mm. A wide range of open precipitation (PA) was obtained, with a minimum of 2.67 mm and a maximum of 190.98 mm. The internal precipitation (IP) reached a total volume of 518.5 mm, representing 78.75% of the total precipitation incident above the canopy. The interception totaled 139.3 mm, equivalent to 21.1% of the precipitation in the open. The BP measured when correlated with BP estimated by the Rutter model, presented a high coefficient of determination R² = 0.9464, considered satisfactory. The same occurred when the linear regression between the interception (I) measured by the rain gauges and the one estimated by the Rutter model (I Rutter) was performed, presenting a high coefficient of determination R² = 0.9999. Intercept values were then estimated for the period from October 2017 to March 2018. The modeled intercept represented 19.21% of the AP. From the results obtained by this study, it is proved that it is possible to simulate losses by interception of precipitation by the Atlantic Forest vegetation (I), with good level of efficiency using the Rutter model, besides serving as a tool for parameter monitoring water balance of similar river basins.
Keywords: Recursos hídricos
Bacias hidrográficas
Balanço hidrológico
Interceptação vegetal
Rutter
Hydrographic basin
Plant interception
Hydric balance
Subject CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe
Program Affiliation: Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Citation: SANTOS, Anderson de Almeida. Modelagem da interceptação da precipitação pluvial em um fragmento de mata atlântica da bacia do rio Poxim, São Cristóvão-SE. 2018. 40 f. Dissertação (Pós-Graduação em Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2018.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/14260
Appears in Collections:Mestrado em Recursos Hídricos

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