5° semestre - Engenharia Civil

HIDROLOGIA – AULA 08

Profª. Priscila Pini

prof.priscila@feitep.edu.br

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

CONCEITOS

Retorno da água precipitada para a atmosfera, fechando o ciclo hidrológico.

• Exige grande quantidade de energia para moléculaslíquidas romperem a superfície e evaporarem:

→ proveniente de energia solar

EVAPORAÇÃO

EVAPORAÇÃO + TRANSPIRAÇÃO

• Transferência de água líquida para vapor do ardiretamente de superfícies livres, como lagos, rios,reservatórios, poças e gotas de orvalho.

• Importante para perdas de água em reservatórios ecanais

CONCEITOS

• Quanto maior a energia (do sol) recebida pela águalíquida, maior evaporação.

FATORES QUE INFLUENCIAM A EVAPORAÇÃO

→ Se a umidade do ar próximo a superfície está próxima de100%, a evaporação diminui porque o ar já está saturado

Lâmina de água evaporada ao longo de um determinadointervalo de tempo. As formas mais comuns são:

• Tanque classe A

• Evaporímetro de Piché

MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO

• Quanto menor a concentração de vapor no ar acima dasuperfície (umidade), maior a taxa de evaporação.

MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO

TANQUE CLASSE A

Aço ou ferro galvanizado

Instalado emplataforma demadeira

Água variandoentre 5,0 e 7,5 cmda borda superior(sensor de nível)

A medição é realizada diariamente, com uma régua ou pontalinimétrica instalada dentro do tanque

→ Por essa razão, o tanque classe A deve ser instalado emestações meteorológicas onde existe um pluviômetro

Os valores da precipitação devem ser compensados

TANQUE CLASSE A

MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO

Tubo cilíndrico de vidro de aprox. 30 cmde comprimento e 1 cm de diâmetro

Fechado na parte superior e aberto nainferior

EVAPORÍMETRO DE PICHÉ

O tubo é cheio com água destilada, aparte inferior é tapada com um disco depapel filtro molhado preso a uma mola

O tubo é mantido em abrigometeorológico padrão

A evaporação é calculada peloabaixamento do nível de água no tubo

MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO

EVAPORÍMETRO DE PICHÉ

MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO

TRANSPIRAÇÃO

• Retirada de água do solo pelas raízes das plantas

• Transporte da água através da planta até as folhas

• Passagem da água para atmosfera através dosestômatos das folhas

ESTÔMATOS

TRANSPIRAÇÃO

• Retirada de água do solo pelas raízes das plantas

• Transporte da água através da planta até as folhas

• Passagem da água para atmosfera através dosestômatos das folhas

Quando o solo está mais úmido → plantas transpiramlivremente e a taxa de transpiração é controlada pelasvariáveis atmosféricas (sol, temperatura, velocidade do vento)

Quando o solo começa a secar → fluxo de transpiração diminui

→ As plantas têm controle sobre a transpiração ao fechar ouabrir os estômatos (nas folhas) por onde ocorre a passagemdo vapor para atmosfera

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Na maior parte das situações é difícil estimar ou medirseparadamente a TRANSPIRAÇÃO e a EVAPORAÇÃO

→ Os dois processos são tratados como únicos:EVAPOTRANSPIRAÇÃO (EVT)

EVT REAL é sempre igual ou inferior à EVT POTENCIAL

A taxa de EVT que ocorre quando há água disponível nosolo: EVT POTENCIAL

A taxa de EVT que ocorre para condições reais de umidadedo solo: EVT REAL

MEDIÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO

USO DE LISÍMETROS

• Depósitos ou tanques enterrados, abertos na partesuperior

• Preenchidos com o solo e a vegetação, os quais sedeseja medir a EVT

Vista da superfícieVista da superfície

MEDIÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO

USO DE LISÍMETROS

1. Solo recebe precipitações

2. Drenado para o fundo do aparelho,onde a água é coletada e medida(balança)

Vista subterrânea

MEDIÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO

USO DE LISÍMETROS

• O depósito é pesado diariamente, assim como a chuva eos volumes escoados de forma superficial e que saempor orifícios no fundo o lisímetro.

• EVT calculada por balanço hídrico entre dois diassubsequentes de acordo com a equação:

𝐸 = 𝑃 − 𝑄𝑆 − 𝑄𝑏 −∆𝑉

∆𝑇

E: evapotranspiração;P: chuva medida em pluviômetro;QS: escoamento superficialQb: escoamento subterrâneoΔV: variação do volume de água (medido pelo peso);Δt: intervalo de tempo em que são realizadas as medições;

Obs. Utilizado para estimarEVT de diferentes culturasagrícolas

ESTIMATIVA DA EVT POR BALANÇO HÍDRICO

Estimativas considerando o intervalo de tempo de um ano,pois dependendo do tamanho da bacia hidrográfica a águada chuva pode permanecer dias ou meses antes de escoaraté o exutório.

P = EVT + QP: precipitação [mm.ano−1]EVT: evapotranspiração [mm.ano−1]Q: escoamento [mm.ano−1]

EQUAÇÃO DE THORNTHWAITE

• Equação muito utilizada quando se dispõe de poucos dados

• Calcula a EVT em intervalo de tempo mensal

• Equação desenvolvida com dados do Hemisfério Norte setornou popular pela sua simplicidade: usa apenas atemperatura

• Sua aplicação nas demais regiões do mundo exigiuadaptação de um fator de correção, cujo valor depende domês do ano e da latitude

EQUAÇÃO DE THORNTHWAITE

• Equação muito utilizada quando se dispõe de poucos dados

• Calcula a EVT em intervalo de tempo mensal

𝐸 = 16.10 ∙ 𝑇

𝐼

α E: EVT potencial [mm.mês−1]T: temperatura média do mês [°C]α e I: coeficientes calculados

𝐼 =

𝑗=1

12𝑇𝑗

5

1,514

α = 6,75 ∙ 10−7 ∙ 𝐼3 − 7,71 ∙ 10−5 ∙ 𝐼2 + 1,792 ∙ 10−2 ∙ 𝐼 + 0,49239

j: cada um dos 12 meses do ano𝑇𝑗: temperatura média de cada um

dos meses [°C]

Exemplo: Calcule a EVT potencial mensal do mês de agostode 2006 em Porto Alegre, onde as temperaturas médiasmensais são dadas na tabela abaixo.

Mês Temperatura Mês Temperatura

Janeiro 24,6 Julho 14,6

Fevereiro 24,8 Agosto 15,3

Março 23,0 Setembro 16,5

Abril 20,0 Outubro 17,5

Maio 16,8 Novembro 21,4

Junho 14,4 Dezembro 25,5

EQUAÇÃO DE THORNTHWAITE

Mês Temperatura𝑇𝑗

5

1,514

Janeiro 24,6

Fevereiro 24,8

Março 23

Abril 20

Maio 16,8

Junho 14,4

Julho 14,6

Agosto 15,3

Setembro 16,5

Outubro 17,5

Novembro 21,4

Dezembro 25,5

𝐼 =

𝑗=1

12𝑇𝑗

5

1,514

α = 6,75 ∙ 10−7 ∙ 𝐼3 − 7,71 ∙ 10−5 ∙ 𝐼2 + 1,792 ∙ 10−2 ∙ 𝐼 + 0,49239

𝐸 = 16.10 ∙ 𝑇

𝐼

α

Mês Temperatura𝑇𝑗

5

1,514

Janeiro 24,6 11,16

Fevereiro 24,8 11,30

Março 23 10,08

Abril 20 8,16

Maio 16,8 6,26

Junho 14,4 4,96

Julho 14,6 5,07

Agosto 15,3 5,44

Setembro 16,5 6,10

Outubro 17,5 6,66

Novembro 21,4 9,04

Dezembro 25,5 11,78

SOMA 96

𝐸 = 16.10 ∙ 𝑇

𝐼

α

𝐼 =

𝑗=1

12𝑇𝑗

5

1,514

α = 2,1

𝐼 = 96

𝐸 = 16.10 ∙ 15,3

96

2,1

𝐸 = 42,57𝑚𝑚.𝑚ê𝑠−1

EVAPORAÇÃO EM RESERVATÓRIOS

A evaporação em reservatórios afeta o seu rendimento paraabastecimento, irrigação e geração de energia, pois reduz aquantidade disponível de água.

Grande superfície líquida que disponibiliza água paraevaporação, ou seja, perda de água.

EVT em reservatórios é estimada pelo método do tanqueclasse A, porém é necessário aplicar um coeficiente deredução devido às medidas do tanque.

Obs. Água do reservatório está mais fria do que água dotanque, que está totalmente exposta à radiação solar, portantoa EVT no tanque ocorre mais rapidamente.

EVAPORAÇÃO EM RESERVATÓRIOS

𝐸𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜 = 𝛼 ∙ 𝐸𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒

Onde α é uma constante com valor entre 0,6 e 0,8

• Reservatório muito raso: α mais próximo de 0,8

• Reservatórios mais profundos: α mais próximo de 0,6