estimativa da evaporaÇÃo

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ESTIMATIVA DA ESTIMATIVA DA EVAPORAÇÃO EVAPORAÇÃO Aluna de mestrado: MYRLA DE SOUZA BATISTA Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação Área de concentração: Recursos Hídricos ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina: Hidrologia Aplicada

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação Área de concentração: Recursos Hídricos. ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina: Hidrologia Aplicada. ESTIMATIVA DA EVAPORAÇÃO. Aluna de mestrado: MYRLA DE SOUZA BATISTA. Estimativa da Evaporação. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

ESTIMATIVA DA ESTIMATIVA DA EVAPORAÇÃO EVAPORAÇÃO

Aluna de mestrado: MYRLA DE SOUZA BATISTA

Universidade Federal de Campina Grande – UFCGDEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação

Área de concentração: Recursos Hídricos

ESTÁGIO DOCÊNCIA

Disciplina: Hidrologia Aplicada

Page 2: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Estimativa da EvaporaçãoEstimativa da Evaporação

A determinação da evaporação de uma superfície líquida pode ser realizada de duas maneiras:

• Medição : através de aparelhos de medição direta (evaporímetros ou tanques) ou

pelo uso de registradores (evaporígrafos).

• Estimação: através de fórmulas empíricas ou baseadas na física da atmosfera estabelecidas com o objetivo de uma melhor aproximação das condições reais.

Page 3: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Medição da EvaporaçãoMedição da EvaporaçãoO principal método usado na determinação da evaporação é o do Tanque Classe A:

Ep = Etanque x Kt

Onde: Ep = evaporação potencial

E = evaporação do tanque classe A

Kt = coeficiente do tanque (para a região semi-árida

Kt = 0,75)

Page 4: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

ExercícioExercício

1. Calcule o valor da EP através do Tanque Classe A para cada mês.

Fator Jan Fev

Mar

Abr MAi

Jun Jul Ago

Set Out

Nov

Dez

ETanque231,9

159,5

164,0

138,9

202,8

194,5

234,1

283,3

291,7

301,9

285,1

275,6

Page 5: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Estimativa da EvaporaçãoEstimativa da Evaporação

Os métodos normalmente utilizados para determinar a evaporação são:

• Método combinado ou Penmam

• Método do balanço de energia

• Método aerodinâmico

Page 6: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Três tipos de radiação solar: Incidente, Refletida e Líquida.

Rl= Ri - Rr

Onde:Rl = Radiação Líquida ;Ri = Radiação Incidente ou Global;Rr = Radiação Refletida.

Método do Balanço de Método do Balanço de EnergiaEnergia

Balanço de energia:

Rl

RiRr

Rl

RiRr

Rl

RiRr

Rl

RiRr

Page 7: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método do Balanço de Método do Balanço de EnergiaEnergia

Balanço de energia:

Como a radiação refletida é expressa por: Rr = . Ri

onde é o albedo (razão entre as radiações refletida e incidente)

Então, a radiação líquida é dada por: Rl = (1-) Ri

Valores do Albedo (Raudkivi, 1979)

Superfície Albedo

Florestas coníferas 0,1 a 0,15

Áreas cultivadas 0,1 a 0,25

Água 0,03 a 0,1

Solos escuros 0,05 a 0,2

Solos Argilosos (secos) 0,2 a 0,35

Solos arenosos (secos) 0,15 a 0,45

Page 8: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método do Balanço de Método do Balanço de EnergiaEnergia

Este método calcula a evaporação através da Este método calcula a evaporação através da seguinte equação:seguinte equação:

6104,86

wv

lr l

RE

Onde:

Er = Evaporação potencial diária (mm/dia)

RL = Radiação líquida (W/m2);

lv = Calor latente de vaporização (J/kg)

lv = 2,501 . 106 – 2370 . T ;

ρw = massa específica da água (ρw = 977 kg/m3);

T = Temperatura do ar (°C).

Page 9: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método do Balanço de Método do Balanço de EnergiaEnergia

Algumas relações importantes:

1 J = 1 N.m

1 N= 1 (kg . m/s2)

1W = 1 J/s

1 dia = 24 h * 60 min/h * 60 s/min = 86400 s

1 cal = 4,186 J

1 cm2 = 1 x 10-4 m2

J = Joule (unidade de trabalho)W = Watt (unidade de energia)

Page 10: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método do Balanço de Método do Balanço de EnergiaEnergia

Para:Para:T = 20 °C T = 20 °C

ρρww = 977 kg/m = 977 kg/m33

lr RE 0353,0

Onde:

Er = Evaporação potencial diária (mm/dia);

RL = Radiação líquida (W/m2);

Page 11: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

ExercícioExercício

2. Para um albedo igual a 0,3 , calcule o valor da EP pelo Método do Balanço de Energia para cada mês.

Fator Jan Fev

Mar

Abr MAi

Jun Jul Ago

Set Out

Nov

Dez

T 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1

Ri 488 499 482 464 424 399 410 501 527 553 537 506

1 J = 1 N.m = 1 kg . m2/s2 1 W = 1 J/s 1 dia = 86400

s

1 cal/s= 4,186 J/s 1 cm2 = 1,0 . 10-4 m2

T (oC); Rl (cal / cm2 / dia)

Page 12: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método AerodinâmicoMétodo Aerodinâmico

No método aerodinâmico, a evaporação é No método aerodinâmico, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação:calculada conforme a seguinte equação:

asa eeBE Onde:

Ea = Evaporação potencial (mm/dia);

es = Pressão de vapor saturado (Pascal; 1Pa = 1 N/m2)

ea = Pressão de vapor atual (Pascal)

ea = UR . es

(onde: UR = umidade relativa = e/es)

B = é um coeficiente obtido através de uma equação.

T

T

s ee 3,237

27,17

611

Page 13: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método AerodinâmicoMétodo Aerodinâmico

Onde:

u = Velocidade do vento na altura z2 (m/s);

z2 = Altura da medição da velocidade do vento (geralmente é adotado 2 m a partir da superfície);

z1 = Altura de rugosidade da superfície natural.

2

1

2ln

102,0

zz

uB

Page 14: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método AerodinâmicoMétodo Aerodinâmico

Tabela 1. Altura de rugosidade para diferentes condições de superfície.

Tipo de SuperfícieAltura da Rugosidade z0

(cm)

Gelo, lama 0,001

Água 0,01 a 0,06

Grama (acima de 10 cm de altura)

0,1 a 2,0

Grama (de 10 a 50 cm de altura)

2 a 5

Vegetação (de 1 a 2 m de altura)

20

Árvores (10 a 15 m de altura) 40 a 70

Fonte: Chow et al.,1988

Page 15: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

ExercícioExercício

3. Para a altura da rugosidade natural igual a 0,41 cm, calcule o valor da EP pelo Método Aerodinâmico para cada mês.

Fator Jan Fev

Mar

Abr MAi

Jun Jul Ago

Set Out

Nov

Dez

T (°C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1

UR (%) 60,3 67,7 72,1 71,4 68,4 64,6 60,3 55,8 54,0 53,3 54,8 56,0

u (m/s)

1,33 1,04 1,05 1,07 1,29 1,73 1,75 2,14 2,04 2,11 1,73 1,44

Page 16: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método Combinado ou de Método Combinado ou de PenmamPenmam

O método combinado ou método de Penmam calcula a evaporação considerando os efeitos da radiação e do vento.

Para isso, o método combinado combina as equações do método do balanço de energia e do método aerodinâmico.

Page 17: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método Combinado ou de Método Combinado ou de PenmamPenmamA combinação resulta na equação abaixo:A combinação resulta na equação abaixo:

ar EEE

Onde:

E = Evaporação potencial (mm/dia);

Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia);

Ea = Evaporação calculada pelo método aerodinâmico (mm/dia);

∆ = Gradiente da curva de pressão de saturação de vapor:∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C);

= Constante psicrométrica: = 66,8 Pa/°C;

Page 18: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

ExercícioExercício

4. Com os resultados das questões 2 e 3, calcule o valor da EP pelo Método Combinado ou de Penmam para cada mês.

Fator Jan Fev

Mar

Abr MAi

Jun Jul Ago

Set Out

Nov

Dez

T (°C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1

Obs.: Lembrem-se que a pressão de vapor saturado (es) já foi calculada nas questões anteriores.

Page 19: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Método de Priestley - TaylorMétodo de Priestley - Taylor

Este método é baseado no fato de que em grandes Este método é baseado no fato de que em grandes áreas, as considerações do balanço de energia áreas, as considerações do balanço de energia governam a evaporação.governam a evaporação.Portanto, no método de Priestley - Taylor, a evaporação é Portanto, no método de Priestley - Taylor, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação:calculada conforme a seguinte equação:

rEE

Onde:

E = Evaporação potencial (mm/dia)

Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia);

∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C)

= 66,8 Pa/°C

= 1,3

Page 20: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

ExercícioExercício

5. Com o resultado da questão 2, calcule o valor da EP pelo Método de Priestley - Taylor para cada mês.

Fator Jan Fev

Mar

Abr MAi

Jun Jul Ago

Set Out

Nov

Dez

T (°C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1

Obs.: Lembrem-se que a pressão de vapor saturado (es) já foi calculada nas questões anteriores.

Page 21: ESTIMATIVA DA  EVAPORAÇÃO

Obrigadapela Atenção!

Até a próxima aula.Até a próxima aula.