EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO

EVAPORAÇÃO

• Evaporação é o conjunto dos fenômenos físicos que transformam em vapor a água precipitada na superfície, devido à radiação solar e aos processos de difusão molecular e turbulentos. Além da radiação solar, outras variáveis como: temperatura do ar, vento e pressão de vapor, também interferem na evaporação principalmente em superfícies livres de água.

Fatores intervenientes

• Os principais fatores atmosféricos que afetam a evaporação são a temperatura, a umidade relativa do ar, a velocidade do vento e a radiação solar.

1. Umidade Relativa do ArQuanto maior o grau de umidade, menor a intensidade de evaporação (lei de Galton):

E = C (p0 – pa)E = Intensidade de evaporação;C = Constante (função de fatores intervenientes da

evaporação);p0 = pressão de saturação do vapor d’água à temperatura da

água;pa = pressão do vapor de água presente no ar atmosférico.

2. Temperatura;> temperatura (pode conter > quantidade de vapor de água) portanto > evaporação

3. Vento;Intervém ativamente no fenômeno da evaporação, renova o ar em contato com as massas de água ou com a vegetação, afastando o ar úmido;

4. Radiação Solar;A quantidade de energia solar constitui a energia motora do ciclo hidrológico;

5. Pressão Barométrica;A intensidade de evaporação é maior em altitudes elevadas, a influência da pressão é, entretanto, discreta;

6. Salinidade da água;Com o aumento do teor de sais na água reduz-se a evaporação.

GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS DA EVAPORÇÃO

1. Perdas por evaporação ou por transpiração (mm) é a quantidade de água evaporada (ou transpirada) por unidade de área horizontal durante um certo tempo.

2. Intensidade de evaporação ou de transpiração (mm/h ou mm/dia) é a rapidez com que se processa o fenômeno de evaporação ou de transpiração.

IMPORTÂNCIA DA EVAPORAÇÃO

• Cálculos de Perdas de águas em reservatórios abastecimento, energia e cálculos de necessidade de irrigação;

• Cálculo de balanço hídrico (Qmédia Anual = P – E);• Operação de reservatórios → Vol., Área = f (cota)

Vol

Área,Volume

Cota

Demandas

Q

EVAPORAÇÃO

Os métodos normalmente utilizados para determinar a evaporação são:• Medidas diretas com evaporímetros e atêmometros de

Piche.• Métodos de cálculo indireto, tais como:

transferência de massa;balanço de energia;

balanço hídrico;Métodos baseados em temperatura e radiação.

BALANÇO HÍDRICO – Método Indireto

• O balanço hídrico de uma bacia hidrográfica é realizado por meio da equação hidrológica fundamental:

Qe – Qs = dv/dtQe = vazão de entradaQs = vazão de saídaV = volume armazenadot = tempo;• A aplicação dessa equação em um intervalo de tempo, resulta

na equação do balanço hídrico superficial:Vp = Va + Vq + Vi + Vev

• Vp = volume precipitado (mm)• Va = volume armazenado (mm)• Vq = volume escoado (mm)• Vi = volume infiltrado (mm)• Vev = volume evaporado (mm)

• Uma maneira de se avaliar, indiretamente, a evapotranspiração potencial mensal (ET0 ) é através do método do Blaney-Criddle. Esse método utiliza temperatura média mensal e um fator ligado ao comprimento do dia.

Equação GERAL: EToo = (t – 0,5 T) p x Konde:E = evapotranspiração potencial mensal (mm)T = temperatura média anual (oC)p – percentagem de horas diurnas do mês sobre o total de horas

diurnas do ano;tm – temperatura média mensal (0C)K = coeficiente empírico mensal, que depende da cultura, do mês

e da regiãoPara regiões Semiáridas:

ET0 = p(0,46 tm + 8,13) (mm/mês)

Coeficiente de evapotranspiração “K” para as plantas cultivadas, segundo Blaney e Criddle.(Fonte: VILLELA, 1975).

EXERCÍCIO1- Na seção da saída de uma microbacia hidrográfica

foi constatada uma vazão média anual de 20 l/s/km² = 630,7 mm/ano em resposta a uma chuva de 1.000 mm. Considerando que a variação da infiltração foi de 10 mm e o armazenamento foi desprezível, qual foi a evaporação?

2- Em uma bacia hidrográfica o total precipitado no ano 2000 foi de 1.326 mm. Calcule a evaporação total nesse ano na bacia, considerando que a vazão média anual na saída (exutório da bacia) foi de 14,3 L/s/km² = 451 mm. Despreze o volume armazenado e infiltrado.

3 - Considerando os valores da percentagem mensal das horas de luz solar (p), da temperatura média mensal (t) da estação de Morro de Chapéu – BA (1961/1998) e da altura de chuva dada na tabela abaixo. Determine:

a) A evapotranspiração mensal pelo método Blaney-Criddle para o mês de dezembro.

20 l/s para m3/s ÷ 1000 = 0,02 m3/sKm2 para m2 = 106 m2; portanto,

=

m/s  para mm/s x 1000 = 

como a vazão é anual, então:

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

• Evapotranspiração conjunto de processos físicos e fisiológicos que provocam a transformação da água precipitada na superfície terrestre em vapor.

A EVAPOTRANSPIRAÇÃO PODE SER

Evapotranspiração real (ETR) – quantidade de água realmente consumida por uma cultura, ou seja, ocorre a uma taxa inferior àtaxa potencial devido a deficiência de água para o processo (a evaporação água do solo em uma bacia hidrográfica);

• Evapotranspiração potencial ou máxima (ETp) –quantidade de água consumida pela cultura em plena atividade vegetativa, livre de enfermidades, em um solo cujo conteúdo de água se encontra próximo ao máximo possível (capacidade de campo);

• Evapotranspiração de referência (ET0) – é a taxa de evapotranspiração de uma superfície de vegetação rasteira, verde, uniforme, de crescimento ativo, de 8 – 15 cm de altura, que sombreia totalmente o terreno cultivado em um solo sem deficiência de água.

MEDIDAS E ESTIMATIVAS DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO – Métodos diretos

• A evapotranspiração real (TR) de uma cultura pode ser medida diretamente através de evapotranspirômetros de Thornthwaite – éum tipo de lísimetro de percolação, que são tanques impermeáveis de cultivos onde são medidos diretamente, todos os fatores envolvidos na evapotranspiração.

• O solo recebe a precipitação, e é drenado para o fundo do aparelho onde a água é coletada e medida. O depósito é pesado diariamente, assim como a chuva e os volumes escoados de forma superficial e que saem por orifícios no fundo do lisímetro. A evapotranspiração é calculada por balanço hídrico entre dois dias subsequentes de acordo com a equação:

E = P - Qs – Qb – ∆VOnde: • ∆V é a variação de volume de água (medida pelo peso); P é a

chuva (medida num pluviômetro); • E é a evapotranspiração; • Qs é o escoamento superficial (medido) e• Qb é o escoamento subterrâneo (medido no fundo do

tanque).

• Para estimar a evapotranspiração por balanço hídrico de uma bacia é necessário considerar valores médios de escoamento e precipitação de um período relativamente longo, idealmente superior a um ano. A partir daí é possível considerar que a variação de armazenamento na bacia pode ser desprezada, e a equação de balanço hídrico se reduz à equação,

E = P – Q

EVAPORÍMETROS – tanque de evaporação

• Tanque Classe A é o mais usado a nível mundial. Tem forma circular com um diâmetro de 121,9 cm e profundidade de 25,4 cm. Construído em aço ou ferro galvanizado, deve ser pintado na cor alumínio e instalado numa plataforma de madeira a 15 cm da superfície do solo. Deve permanecer com água variando entre 5,0 e 7,5 cm da borda superior.

• O fator (Kt) que relaciona a evaporação de um reservatório e do tanque classe A oscila entre 0,6 e 0,8, sendo 0,7 o valor mais utilizado. Istoocorre porque a água do reservatórionormalmente está mais fria do que a água do tanque, que tem um volume pequeno e está completamenteexposta à radiação solar.

Parafuso Micrométrico

1. Estimativas a partir da cultura de referênciaETp = Kc . ET0 (mm/dia) ou (mm/mês)

Onde:ETp - Evapotranspiração potencial ou máxima; Kc – Coeficiente de cultura que depende da cultura, das condições

climáticas e do seu ciclo vegetativo;ET0 - Evapotranspiração de referência.

ET0 = Kt . E0Onde:Kt = Coeficiente do tanque Classe A (para a região nordeste Kt

varia entre 0.6 - 1,0; e no semiárido é comum adotar-se Kt = 0,75),

E0 = Evaporação da água do tanque.A transpiração das plantas é influenciada por: radiação solar, vento, temperatura e umidade do ar, assim a utilização do tanque evaporimétrico (Classe A) para avaliar a evapotranspiração potencial é um método de grande valia

ETp = Kc . Kt . E0

Valores de Kt em função dos dados meteorológicos da região e do meio em que o tanque Classe A se encontra instalado (DOORENBOS e PRUITT, 1977).

Posição do

TanqueB (m)*

Exposição ATanque circundado por grama

UR média (%)

Posição do

TanqueB (m)*

Exposição BTanque circundado por solo nu

UR média (%)

Vento(km/h)

Baixa<40

Média40-70

Alta>70

Baixa<40

Média40-70

Alta>70

Leve<7,0

110

1001000

0,550,650,700,75

0,650,750,800,85

0,750,850,850,85

110

1001000

0,700,600,550,50

0,800,700,650,60

0,850,800,750,70

Moderado7,0-18

110

1001000

0,500,600,650,70

0,600,700,750,80

0,650,750,800,80

110

1001000

0,650,550,500,45

0,750,650,600,55

0,800,700,650,60

Forte18-29

110

1001000

0,450,550,600,65

0,500,600,650,70

0,600,650,700,75

110

1001000

0,600,500,450,40

0,650,550,500,45

0,700,650,600,55

Muito forte>29

110

1001000

0,400,450,500,55

0,450,550,600,60

0,500,600,650,65

110

1001000

0,500,450,400,35

0,600,500,450,40

0,650,550,500,45

* Menor distância (m) do centro do tanque ao limite da bordadura (grama ou solo nu)

EXERCÍCIO4- Estimar a evapotranspiração potencial da cultura do tomate em seu

estágio III – formação de frutos, sabendo-se que, no local e no período, a evapotranspiração da cultura de referência (grama batatais) ET0 = 5mm/dia.

5- Calcular o valor da ETp para as condições do exercício anterior usando o método de Blaney-Criddle para estimativa de ET0, adotando: temperatura média de 240C, mês de setembro e latitude 220 Sul.

6- Calcular o valor de ETp para cultura do feijão verde em seu estágio III – formação das vagens, sabendo-se que, no local e no período, a evaporação lida no Tanque Classe A, E0= 7mm/dia, circulado por grama de 10 m de raio, em condições de vento moderado (10km/h) e umidade relativa do ar de 55%.

7- Como se pode determinar (medir) a evaporação e a evapotranspiração? Cite também como se pode estimar a evapotranspiração?

8- Quais os instrumentos utilizados para medir a evaporação e evapotranspiração?

9- Qual a diferença entre evapotranspiração real e potencial?10- Descreva o método de Blaney-Cridle para determinação da

evapotranspiração em uma bacia?

11. Uma bacia de 800 km2 recebe anualmente 1600 mm de chuva, e a vazão média corresponde a 700 mm. Qual é a evapotranspiração anual?

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