Processos de interceptação da chuva em coberturas vegetais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Vítor de Oliveira, 1988-
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/20273
Resumo: Orientador: José Teixeira Filho
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spelling Processos de interceptação da chuva em coberturas vegetaisRainfall interception processes in vegetation coversDosselCiclo hidrológicoChuvasÍndice de área foliarCanopyHydrological cicleRainfallsLeaf area indexOrientador: José Teixeira FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de GeociênciasResumo: O objetivo central desta tese de doutorado é compreender os processos norteadores da interceptação das chuvas em diferentes formações vegetais. A interceptação das chuvas pela cobertura vegetal é a quantidade de chuva incidente que entra em contato com a superfície da planta e por ela é retida. Muitos autores consideram a interceptação como uma "perda". Não é por acaso: parte da água retida pela cobertura vegetal durante e/ou após o evento de chuva é evaporada de volta à atmosfera, não estando disponível para utilização pelas plantas ou para seguir o seu caminho nas variáveis terrestres do ciclo hidrológico. Após o contato da água da chuva com a cobertura vegetal, ocorre o chamado "particionamento da chuva" em interceptação, chuva interna e o escoamento pelos troncos ou pelos caules da vegetação. É sob a perspectiva da interceptação que este trabalho é conduzido. São muitos os fatores que influenciam o comportamento da interceptação ou da quantidade de água da chuva que é retida pela cobertura vegetal: têm-se os fatores inerentes à cobertura vegetal, como por exemplo, a capacidade de armazenamento de água pelo dossel, o Índice de Área Foliar – IAF, a porcentagem de cobertura vegetal, grau de desenvolvimento do dossel, sazonalidade das folhas e até a hidrofobicidade, refletida na capacidade que as folhas possuem de reter ou repelir as gotas de água da chuva. Adicionalmente, têm-se as características das chuvas, como magnitude, duração e intensidade dos eventos. Estudos apontam que os valores de interceptação são maiores quando as chuvas são pouco intensas, de curta duração e de pequena magnitude. Caso o evento de chuva seja intenso e de grande magnitude, o dossel vegetal é saturado rapidamente, fazendo com que a capacidade de interceptação seja reduzida, diminuindo os valores de interceptação à uma taxa semelhante à chuva incidente. Para cumprir o objetivo proposto, uma diversidade de estudos acadêmicos que versam sobre o particionamento das chuvas, mas principalmente sobre a interceptação e a chuva interna, foram levantados e analisados. No total, foram revisados 282 estudos que investigaram o processo de interceptação em florestas tropicais (80), florestas temperadas (70), culturas agrícolas e frutíferas (52), florestas plantadas – eucalipto e pinus (40), Cerrado brasileiro e em outras savanas (17) e espécies de gramíneas (23). Como componente prático, durante sete meses foi realizado um estudo de caso no município de Campinas/SP, com o objetivo de compreender como se dá o processo de particionamento das chuvas, em um contexto específico (árvores frutíferas plantadas a mais de 20 anos sem nenhum tipo de manejo posterior), por meio da instalação de 39 coletores de chuva interna e de escoamento pelo tronco em 6 árvores-alvo. Uma vez que o IAF é considerado elemento fundamental no processo de interceptação, foram realizadas medições sistemáticas da variável sobre cada um dos coletores de chuva interna. Os dados medidos possibilitaram a realização do balanço de água (cálculo da chuva interna, escoamento pelo tronco e interceptação) e a elaboração de um modelo de simulação do particionamento das chuvas. Por meio da revisão da bibliografia, foi confirmado que a interceptação é dependente, principalmente, das características das chuvas, e de outros elementos meteorológicos, e das características estruturais da vegetação. O componente prático indicou que o IAF médio da vegetação foi de 3,55 m²m². A chuva incidente foi de 513 mm. A chuva interna observada, considerando a média calculada nos 39 coletores, foi de 60% da chuva incidente, aproximadamente. Esses valores indicam que a interceptação média variou entre 30 e 35%. Por sua vez, o escoamento pelo tronco foi de 5% da chuva incidente. O modelo criado foi considerado como adequado para o contexto de estudoAbstract: The aim of this doctoral thesis is to understand the guiding processes of rainfall interception in different vegetation formations. Rainfall interception by vegetation cover is the amount of incident rainfall that comes into contact with the plant surface and is retained by it. Many authors consider interception as a "loss". It is not by chance: part of the water retained by the vegetation cover during and/or after the rainfall events is evaporated back into the atmosphere, not being available for use by plants or to follow its path in the terrestrial variables of the hydrological cycle. After the rainfall comes into contact with the vegetation cover, the so-called "rainfall partitioning" occurs into interception, thoughfall and stemflow. It is from the perspective of interception that this work is conducted. There are many factors that influence the behavior of interception or the amount of rainfall water retained by the vegetation cover: inherent factors of the vegetation cover, such as water storage capacity by the canopy, Leaf Area Index - LAI, percentage of canopy cover, canopy development degree, leaf seasonality, and even hydrophobicity, reflected in the ability of leaves to retain or repel raindrops. Additionally, there are rainfall characteristics, such as magnitude, duration, and intensity of events. Studies indicate that interception values are higher in low-intensity, short-duration and small-magnitude events. If the rainfall event is intense or has large magnitude, the vegetation canopy is quickly saturated, reducing the interception capacity, decreasing interception values at a rate similar to the incident rainfall. To fulfill the proposed objective, a diversity of academic studies focusing on rainfall partitioning, but mainly on interception and internal rainfall, were reviewed and analyzed. A total of 282 studies were reviewed investigating the interception process in tropical forests (80), temperate forests (70), agricultural and fruit crops (52), planted forests - eucalyptus and pine (40), Brazilian Cerrado and other savannas (17), and grasslands (23). As a practical component, a case study was conducted in the Campinas/SP for seven months with the aim of understanding how the rainfall partitioning process occurs in a specific context (fruit trees planted for over 20 years without any subsequent management) by installing 39 throughfall collectors and stemflow collectors on 6 target trees. Since LAI is considered a fundamental element in the interception process, systematic measurements of the variable were taken on each of the internal rainfall collectors. The measured data allowed for the water balance calculation (throughfall, stemflow and interception) and the development of a rainfall partitioning simulation model. Through literature review, it was confirmed that interception is mainly dependent on rainfall characteristics, other meteorological elements, and vegetation structural characteristics. The practical component indicated that the average LAI of the vegetation was 3.55 m²m². The incident rainfall was 513 mm. The observed throughfall, considering the calculated average on the 39 collectors, was approximately 60% of the incident rainfall. These values indicate that the average interception varied between 30 and 35%. In turn, stemflow reaches 5% of the incident rainfall. The created model was considered suitable for the study contextAbertoDoutoradoAnálise Ambiental e Dinâmica TerritorialDoutor em GeografiaCAPES88887.285470/2018-00[s.n.]Teixeira Filho, José, 1955-Zullo Junior, JurandirColtri, Priscila PereiraGuirao, Ângela CruzFerreira, Vanderlei de OliveiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de GeociênciasPrograma de Pós-Graduação em GeografiaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSantos, Vítor de Oliveira, 1988-20242024-04-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (432 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/20273SANTOS, Vítor de Oliveira. Processos de interceptação da chuva em coberturas vegetais. 2024. 1 recurso online (432 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/20273. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1396561Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1396561porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-08-21T11:18:02Zoai::1396561Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-08-21T11:18:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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