SCIENTIA FORESTALISn. 66, p. 108-119, dez. 2004

Processos hidrolgicos de uma microbacia com Mata Atlntica, na regio da Serra do Mar, SP

Hydrological processes of a small catchment with subtropical forest

Maurcio RanziniAntonio Marozzi Righetto

Walter de Paula LimaManuel E. G. GuandiqueFrancisco C. S. Arcova

Valdir de Cicco

RESUMO: O experimento de campo foi delineado para compreender melhor o funcionamen-to hidrolgico da microbacia D do Laboratrio de Hidrologia Florestal, do Instituto Florestal de So Paulo. Selecionou-se uma das vertentes desta microbacia onde os componentes do deflvio pudessem ser determinados. O monitoramento foi realizado durante 4 meses(dezembro de 1999 a maro de 2000), o que possibilitou a caracterizao do comportamento hidrolgico da microbacia. Os resultados mostraram que 62 % das chuvas ocorridas no pero-do foram inferiores a 10 mm e 88% delas tiveram intensidade inferior a 10 mm/h. Entretanto, algumas precipitaes alcanaram volumes significativos. A capacidade de infiltrao (18mm/h) foi suficientemente alta para infiltrar 94 % das precipitaes, reduzindo o escoamentosuperficial. Durante o perodo experimental, o escoamento superficial mostrou ser significa-tivamente baixo, ao redor de 0,2 % da precipitao. A densidade de fluxo na direo verticalapresentou pouca variao, alternando perodos de fluxo ascendente com outros de fluxodescendente. Os valores de umidade do solo foram muito prximos capacidade de campo. Isto pode explicar o comportamento de ascenso quase instantnea do lenol fretico em resposta a um evento de chuva, aflorando em vrias partes da microbacia e, conseqen-temente, aumentando a rea de gerao do escoamento superficial saturado, assim comoexplicar a pouca variao da densidade de fluxo vertical. Com base nos resultados, pode-seconcluir que a rea varivel de afluncia (A.V.A.) muito dinmica, justificando, desta forma,a importncia deste conhecimento para o manejo de microbacias hidrogrficas.

PALAVRAS-CHAVE: Processos hidrolgicos, Microbacia, Mata Atlntica

ABSTRACT: A field experiment was carried out to better understand the hydrological pro-cess of stormflow generation in one of the three small experimental catchments of the ForestHydrology Laboratory, Cunha, State of So Paulo. A hillslope portion of the catchment D was selected so that all stormflow components could be measured. Monitoring was carried outduring the 4 rainy months of December 1999 to March 2000, which allowed the characteriza-tion of the hydrological behavior of catchment D. The results showed that 62% of the rainfall events during the experimental period were smaller than 10 mm, and that 88% of them had intensity smaller than 10 mm/h. However, some very high precipitations were also registered. The infiltration capacity of the soil (18 mm/h) was sufficiently high to account for the infiltrationof over 94% of the precipitations, thus decreasing surface runoff. The overland flow com-ponent of the stormflow during the experimental period was significantly low (0,2 % of theprecipitation). The values of the flow density in the soil were small, with alternating periods ofupward flow with others of downward flow. The average values of soil humidity were alwaysvery close to the field capacity, which helps to explain the reason of the shallow ground-water, which arises so instantly after rainfall in many parts of the catchment. These saturated conditions, on the other hand, favor the generation of saturation flow, as well as explains therelatively small variation of the vertical soil water fluxes. Therefore, the knowledge of thesedynamic conditions of the variable source area is very important for catchment management prescriptions in the region.

KEYWORDS: Hydrological processes, Catchment, Subtropical forest

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INTRODUOA disponibilidade natural de gua encontra-se

cada vez mais no foco da ateno no apenas da pesquisa como das pessoas em geral, devido a recorrentes problemas de distribuio, escassez, poluio e transformao antrpica da paisagem, que esto comprometendo os recursos hdricos.

Neste contexto destaca-se a Mata Atlntica que, tendo ocupado cerca de 15% do territrio nacional, hoje est reduzida a menos de 8%, estendendo-se ao longo da costa litornea, origi-nalmente desde o Rio Grande do Sul at o Rio Grande do Norte (SOS Mata Atlntica, 2002), constituindo uma floresta pluvial tropical, com clima quente e mido. Sua vegetao, bastante densa, foi enormemente devastada desde o incio da colonizao do Brasil devido, principalmente, extrao de madeira e lenha e ocupao rural e urbana. Entre os grandes aglomerados urbanos presentes nesta regio destaca-se a Regio Me-tropolitana de So Paulo, com 18,7 milhes de habitantes (Emplasa, 2003). Atualmente, resta somente 3% da Mata Atlntica original do Estado de So Paulo (SOS Mata Atlntica, 2002).

As microbacias constituem ecossistemas adequados para avaliao dos impactos causa-dos pela atividade antrpica, que podem ocasio-nar srios riscos ao seu equilbrio. A necessidade de estudos sistemticos em microbacias, com o intuito de se conhecer as relaes e funes in-ternas que mantm estes ecossistemas, est li-gada busca de informaes que possibilitem o estabelecimento de um planejamento adequado de uso da terra (Bormann e Likens, 1967; Hew-lett e Hibbert, 1967; Sopper, 1974; Brown, 1976; Likens et al., 1977; Castro, 1980; Dyck e Cooke, 1981; Lima, 1986; Oliveira, 1989; Ranzini, 1990; Whitehead e Robison, 1993).

Na metade da dcada de 30, diversos pesqui-sadores observaram que em bacias pequenas flo-restadas a ocorrncia de escoamento superficial era mnima, no sendo suficiente para explicar quantitativamente o escoamento direto (Hibbert e Troendle, 1988). Desde ento, o conceito de ge-rao de deflvio em bacias florestadas tornou-se mais dinmico e integrado, hoje se sabendo que o escoamento superficial hortoniano apenas um dos processos que ocorrem. No entanto, embora o escoamento superficial hortoniano seja comum onde a vegetao escassa, os solos so rasos, e as precipitaes so de alta intensidade, ele raro onde h uma boa cobertura vegetal e a ca-pacidade de armazenamento dos solos alta, em

condies de precipitaes de intensidade mdia (Chorley, 1978).

Alguns hidrlogos florestais, estudando as res-postas atravs dos hidrogramas de chuvas ocorri-das em microbacias florestadas do Laboratrio Hi-drolgico de Coweeta, na Carolina do Norte (EUA), entre 1941 e 1964, desenvolveram o conceito de rea varivel de afluncia (A.V.A.) (Hewlett, 1974). Hewlett e Hibbert (1967) elucidaram que o esco-amento direto em microbacias primrias floresta-das no produzido uniformemente por toda a superfcie ou subsuperfcie, quando afirmam que A proporo da produo da bacia hidrogrfica que se retrai ou se expande depende da precipi-tao e da umidade antecedente do solo. Quando o escoamento subsuperficial da gua da parte alta da encosta excede a capacidade do perfil do solo em transmiti-lo, a gua retornar superfcie e o curso dgua se expandir. Ou seja, o escoamen-to direto nessas condies est sob a influncia de uma rea de origem dinmica, no sentido de que sofre expanses e contraes, e que normal-mente representa apenas uma frao pequena da rea total da microbacia (Hewlett, 1982).

Os modelos hidrolgicos podem ser teis no manejo de bacias hidrogrficas, tanto para seu planejamento quanto para avaliar o impacto de mudanas no uso da terra. Para isso o modelo necessita descrever os processos dominantes adequadamente, e ser aplicvel numa bacia onde os solos e a vegetao variem espacialmente, de tal forma que as predies possam auxiliar na tomada de deciso de qual uso da terra o mais interessante para uma determinada situao (Bruijnzeel, 1997; OLoughlin et al., 1990).

O objetivo do presente trabalho a caracteri-zao dos processos hidrolgicos de uma micro-bacia com Mata Atlntica, localizada na regio da Serra do Mar.

MATERIAL E MTODOS

rea experimentalO experimento foi conduzido na microbacia

D do Laboratrio de Hidrologia Florestal En-genheiro Agrnomo Walter Emmerich (Arcova, 1996), administrado pelo Instituto Florestal, rgo da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de So Paulo, localizado no Parque Estadual da Ser-ra do Mar, prximo cidade de Cunha, SP (Figura 1), entre as coordenadas geogrficas 231328 e 231610 de latitude sul, e 450253 e 450515 de longitude oeste (Furian e Pfeifer, 1986).

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Figura 1Localizao do laboratrio de hidrologia florestal Eng. Agr. Walter Emmerich(Location of the Cunha forest hydrological labo-ratory)

bacia D foi estimado pela mdia aritmtica destes 4 pluvigrafos (Shimomichi et al., 1987).

O deflvio foi medido na sada da microbacia D (Figura 2), onde se encontra uma estao flu-viomtrica composta de um tanque de sedimen-tao e um canal trapezoidal aberto, regulador do fluxo dgua. A cota medida continuamente num lingrafo do tipo flutuador e convertida em vazo, usando-se uma curva chave (Cicco et al., 1987).

A rea da microbacia D de 56 ha, com eleva-es variando de 1228 m ao longo do divisor dgua na direo sudeste a menos de 1050 m na sada a noroeste. O comprimento do curso dgua principal de 1260 m e o total de 1550 m; sendo a declivi-dade do canal de 7,1% e a densidade de drenagem igual a 2,77 km/km2. O permetro da microbacia corresponde a 3450 m, com um fator de forma de 0,353 e orientao noroeste (Arcova, 1996).

O reconhecimento detalhado dos solos da mi-crobacia D, conduzido por Carvalho et al. (1990), mostrou uma predominncia de uma mesma clas-se de solo, isto , sete tipos e duas associaes de Latossolo Vermelho-Amarelo. Este solo prove-niente, segundo Furian e Pfeifer (1986), de rochas duras, orientadas e de difcil decomposio, como os gnaisses, migmatitos e granitos. Em conseq-ncia, quimicamente pobre, cido e relativamen-te raso, com textura grosseira e estrutura fraca, isto , os grnulos formam uma massa homognea com muito fraca coerncia, que aliados elevada porosidade, condiciona-lhe boa permeabilidade.

A vegetao consiste de uma cobertura natural secundria, sucessora da vegetao natural primria conhecida como Mata Atlntica (Floresta Latifoliada Perenifolia, atualmente Floresta Ombrfila Densa), resultado da explorao madeireira ocorrida aproxi-madamente h 45 anos (Leito Filho, 1982).

Os processos hidrolgicos na microbacia D so descritos por Fujieda et al. (1997); Cicco e Fu-jieda (1992) e Cicco et al. (1986/88). Cerca de 18% da precipitao anual interceptada pela floresta e retorna diretamente atmosfera. A maior parte (82%) alcana o solo, infiltrando-se e alimentando os escoamentos subsuperficial e de base, sendo que 12% volta atmosfera via transpirao. O es-coamento superficial raro, alcanando somente 0,6% da precipitao anual. O escoamento direto composto por 5% proveniente da rea varivel de afluncia adjacente ao curso dgua e por 6% do escoamento subsuperficial, perfazendo 11% da precipitao anual. Cerca de 59% da precipitao anual armazenada no solo e flui via escoamento de base ao longo do ano. Portanto, o deflvio composto dos escoamentos direto e de base, al-canando 70% da precipitao anual.

Segundo a classificao de Kppen, o clima do tipo Cfb, ou seja, temperado mido (Ranzi-ni, 2002). As precipitaes anuais so elevadas, conseqncia dos efeitos orogrficos da Serra do Mar; a precipitao mdia anual de 12 anos de observao de 2241 mm, com valores extremos de 1985 mm e 3088 mm. O perodo mido es-tende-se de outubro a maro (estao chuvosa) e o perodo seco, ou pouco mido, compreende os meses de abril a setembro. A temperatura mdia anual do ar de 16,5 C (perodo de 10 anos), mdia de 10 C no inverno e de 22 C no vero. A umidade relativa mdia mensal do ar est entre 80 % a 85 % para a estao chuvosa, e inferior a 80 % para o restante do ano, com ocorrncia freqente de nevoeiros densos nos perodos cre-puscular e noturno (Arcova, 1996).

A precipitao foi medida continuamente atra-vs de quatro pluvigrafos do tipo caamba, dis-postos em trs clareiras ao longo do canal principal e o quarto, no ponto de maior altitude da microba-cia (Figura 2). O clculo da precipitao na micro-

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ExperimentaoSelecionou-se uma vertente para estudar al-

guns processos hidrolgicos, quais sejam: esco-amentos superficial e subsuperficial, capacidade de infiltrao, condutividade hidrulica saturada e em funo da umidade do solo, densidade de flu-xo na direo vertical, e comportamento do lenol fretico. Para tanto, foi feito um transecto, traado no sentido do declive da bacia, onde foram insta-lados os experimentos e onde foram coletadas as amostras de solo (Figura 2).

Em bacias hidrogrficas florestadas, ou com uma boa cobertura vegetal, a ocorrncia do es-coamento superficial rara. No entanto, para que se pudesse avaliar este processo foi aberta uma trincheira na base da encosta na direo do transecto. Nesta trincheira foram instaladas duas calhas: uma para a coleta do escoamento super-ficial e outra, a cerca de 30 cm de profundidade, para se coletar o escoamento subsuperficial. Na

sada de cada uma destas calhas foi colocado um aparelho do tipo caamba com capacidade de 0,5 litro (da Uijin Company Ltd. do Japo), os quais foram ligados a um terceiro aparelho (modelo B-361, da Nakaasa Instruments Company Ltd. do Japo), que registrou, atravs de impulsos eltri-cos, o volume escoado numa carta colocada so-bre um tambor que se movimenta continuamente por intermdio de um mecanismo de relgio de quartzo.

A taxa de infiltrao (f) foi determinada por in-termdio de um infiltrmetro (modelo DIK-4200, da Daika Rika Kogyo Company Ltd. do Japo), o qual consiste de um anel cilndrico de ao com 30 cm de dimetro e 35 cm de altura, enterrado a profundidade de aproximadamente 20 cm. Em seqncia foi feito um dique de cerca de 10 cm ao redor do cilindro. Adicionou-se gua dentro do ci-lindro e no dique at a altura de 10 cm. Em segui-da, utilizando-se de um dispositivo em forma de

Figura 2 Microbacia D mostrando a estao fluviomtrica, pluvigrafos e o transecto(Map of Catchment D showing instruments location and transect)

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gancho acoplado a uma rgua milimtrica e um vernier, para a verificao do nvel dgua no anel interno, foi feita a medio. O objetivo do dique ao redor do cilindro foi de evitar o movimento lateral da gua de dentro para fora do cilindro, assim que esta ultrapassa a parte inferior do cilindro.

A condutividade hidrulica saturada foi deter-minada pelo permemetro de Guelph (modelo 2800KI, da Soil Moisture Equipment Corp.). Este aparelho baseia-se na tcnica conhecida como permemetro de poo de carga constante, em-pregando o princpio de Mariotte. O mtodo en-volve a medio, em um poo cilndrico, da taxa de recarga dgua em estado permanente num solo no saturado, no qual mantida uma carga dgua constante.

A condutividade hidrulica em funo da umi-dade do solo foi determinada no campo, pro-fundidade de 130 cm, pelo mtodo de Hillel et al. (1972).

A equao representativa de K() para a pro-fundidade a 130 cm foi obtida atravs do modelo: K() = K().e(-0). O valor de , para cada pro-fundidade, corresponde ao coeficiente angular da regresso linear entre ln K() e .

A densidade de fluxo na direo vertical, qv, foi calculada a partir da equao de Darcy-Buckin-gham:

qv = -k() T k Z

onde:qv = densidade de fluxo da gua no solo na dire-o vertical (cm3/cm2.h);K() = condutividade hidrulica em funo da umi-dade do solo, (cm/h);T/Z = gradiente de potencial total (cm/cm);k = vetor unitrio na direo z.

O vetor qv possui o mesmo mdulo, a mesma direo, mas o sentido oposto do vetor K(T/Z) ; assim o sinal negativo sinaliza os sentidos opos-tos destes vetores, caso o gradiente de potencial total seja a diferena entre o potencial total na extremidade superior e o potencial total na extre-midade inferior. Por conveno, se q for positivo, seu sentido ser de baixo para cima; se negativo, de cima para baixo.

Foram instaladas 6 baterias de tensimetros ao longo da vertente, nas profundidades de 120 cm, 130 cm e 140 cm. Leituras dirias dos tensi-metros possibilitaram determinar a densidade de fluxo a 130 cm de profundidade (Figura 3).

A partir dessas leituras determinaram-se os potenciais matriciais (m) e, pela curva de reten-o, a umidade do solo () a 130 cm. Concomi-tante, calculou-se o gradiente do potencial total entre as profundidades de 120 cm e 140 cm. Fi-nalmente, valendo-se da equao de K() para a profundidade a 130 cm, apresentada na Tabela 2, e do gradiente do potencial total, calculou-se a densidade de fluxo, qv, para o perodo de 11/12/99 a 31/03/00 (Figura 7).

Para que fosse possvel a anlise do com-portamento do lenol fretico foram instalados 3 poos piezomtricos (Figura 3), e em um abrigo acima de cada um dos poos foi colocado um aparelho (modelo W-761, da Nakaasa Instru-ments Company Ltd. do Japo), para medir conti-nuamente a altura do lenol fretico.

A vertente foi monitorada durante 4 meses (dezembro de 1999 a maro de 2000), possibi-litando caracterizar o comportamento hidrolgico da microbacia em estudo.

Figura 3Localizao das baterias de tensimetros e dos poos piezomtricos no transecto(Location of the tensiometers and piezometric wells along the transect)

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RESULTADOS E DISCUSSO

Determinao dos componentes dos pro-cessos hidrolgicos

Durante o perodo experimental a precipitao to-tal, Pt, estimada pela mdia aritmtica de 4 pluvigra-fos, alcanou 1312,8 mm (236,5 mm em dezembro, 400,0 mm em janeiro, 219,0 mm em fevereiro, e 457,3 mm em maro). Destes valores, somente o ms de maro esteve bem alm da mdia histrica. Porm, isto explicvel em razo de uma chuva atpica que comeou no dia 29/03/00 s 13:35 horas e, durante 12:35 horas ininterruptas, precipitou 243,8 mm.

Quando os eventos de chuva foram agrupa-dos em classes de precipitao, verificou-se que cerca de 62 % das chuvas do perodo foram in-feriores a 10 mm (Tabela 1). No extremo oposto, 7% do total correspondem a precipitaes com valores superiores a 70 mm, sendo que mesmo quando se consideram as chuvas superiores a 20 mm o total inferior a 20%.

Separando-se as precipitaes em classes de intensidade, observa-se que 88% das chuvas tm intensidade inferior a 10 mm/h (Tabela 1). Por outro lado, somente 6% das chuvas tiveram inten-sidade superior a 20 mm/h, sendo que todas elas foram de curta durao.

importante lembrar a importncia do proces-so de interceptao, em especial em reas flores-tais. Trabalho conduzido por Cicco et al. (1986/88) nesta mesma rea experimental mostrou que 18,23% da precipitao anual retorna atmosfe-ra pelo processo de interceptao, no atingindo, portanto, o piso florestal. Conseqentemente, a interceptao contribui para que as intensidades das chuvas sejam menores, favorecendo o pro-cesso de infiltrao e diminuindo a freqncia de ocorrncia do escoamento superficial.

A Figura 4 traz os resultados da taxa de in-filtrao na vertente da microbacia D. Observa-se que a relao da taxa de infiltrao e o tempo semelhante descrita por Horton (1940), com uma capacidade de infiltrao de 18 mm/h. Por-tanto, somente haver escoamento superficial hortoniano quando a intensidade da chuva for su-perior capacidade de infiltrao.

Classes de intensidade (mm/h)

Freqncia de eventos (%)

Classes de precipitao (mm)

Freqncia de eventos (%)

70 7

Tabela 1Distribuio de freqncia por classes de intensidade de chuva e por altura de precipitao(Frequency distribution of rainfall intensity and precipitation depth)

Figura 4Taxa de infiltrao (f) em relao ao tempo(Time variation of infiltration rate)

Durante o perodo experimental foram regis-trados apenas 2,2 mm de escoamento superficial, o que representa somente 0,2% da precipitao total do perodo. Este escoamento superficial deu-se quase que totalmente como resultado de uma nica chuva, a qual em 12:35 horas ininterruptas, precipitou 243,8 mm.

Resultado semelhante foi obtido por Cicco e Fujieda (1992) numa rea experimental prxima a microbacia D, onde 3 parcelas, com rea de 20 x 30 m e declividade mdia de 18%, foram insta-ladas sobre uma vertente com cobertura de gra-mnea. O volume do escoamento superficial foi coletado em uma calha na base das parcelas e o resultado dado em milmetros de altura dgua. O escoamento superficial total durante o perodo de 1 ano foi de 0,61% da precipitao total.

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A Figura 5 apresenta os resultados de condu-tividade hidrulica saturada obtidos no campo. Os valores, para cada uma das seis profundidades medidas, referem-se integrao da condutivi-dade numa coluna de solo de 10 cm, devido carga hidrulica a que submetido o permeme-tro de Guelph. Assim, utilizou-se a condutividade integrada entre as profundidades 25-35 cm, 55-65 cm, 85-95 cm, 115-125 cm, 125-135 cm e 135-145 cm, representadas graficamente pela condu-tividade nos seus pontos mdios: 30 cm, 60 cm, 90 cm, 120 cm, 130 cm e 140 cm.

Observa-se que a condutividade hidrulica saturada da ordem de 1,8 cm/h na superfcie, correspondendo capacidade de infiltrao de-terminada por infiltrmetro de anel, decaindo ex-ponencialmente com a profundidade, onde so encontrados valores prximos a 0,001 cm/h. A anlise de regresso dos valores de K0 em funo da profundidade num modelo exponencial mostra um bom coeficiente de correlao (R2 = 0,8990).

A equao representativa da condutividade hidrulica do solo no-saturado K() (cm/h), em funo da umidade (), para a profundidade a 1,3 m, apresentada na Tabela 2.

A umidade mdia na saturao, obtida das curvas caractersticas (ou de reteno) para cada profundidade, variou de 0,491 a 0,571 cm3/cm3. O perfil de umidade do solo apresentado na Fi-gura 6. Aps 20 dias, perodo em que a parcela experimental ficou coberta e ausente de chuva, a umidade variou de 0,417 a 0,559 cm3/cm3 ao longo do perfil do solo. Estes valores so muito prximos capacidade de campo.

Prof.(cm) 0 30 60 90 120 130 140 Mdia

K0(cm/h) 1,8000 0,0960 0,0708 0,0032 0,0022 0,0019 0,0032 0,0296

Figura 5Condutividade hidrulica saturada (K0) com a profundidade(Relationship between saturated hydraulic con-ductivity and soil depth)

Os valores da densidade de fluxo da gua no solo foram relativamente baixos, variando de 0,015 cm3/cm2.h a -0,019 cm3/cm2.h; o sinal ne-gativo indica, como foi convencionado, que o sen-tido da densidade de fluxo de cima para baixo. Como exemplo, tem-se que na segunda quinzena do ms de dezembro, quando a precipitao foi menos intensa, a densidade de fluxo foi ascen-dente, ao contrrio do ms de janeiro, quando prevaleceu o fluxo descendente (Figura 7).

Em reas montanhosas, como no caso da micro-bacia D, o potencial gravitacional da gua do solo nas partes superiores das encostas bem maior quando comparado com aquele do exutrio da bacia (tomado como referncia). Isto faz com que o gradiente de po-tencial hidrulico e, conseqentemente, a densidade de fluxo seja maior nestas reas. Em outras palavras, a percolao ocorre mais rapidamente.

Isto, de acordo com Lima (1986), tem impor-tantes implicaes no processo de gerao do deflvio em microbacias: nos perodos chuvosos a infiltrao alta fazendo com que as camadas superficiais atinjam a saturao. Com o tempo, a frente de molhamento avana alcanando cama-das mais profundas ou de menor permeabilidade. Assim, num determinado momento a direo do fluxo da gua do solo mais superficial desviada ao longo da declividade do terreno, ocasionando o escoamento subsuperficial (ou interfluxo).

Durante o perodo experimental foram regis-trados 13,5 mm de escoamento subsuperficial at a profundidade de 30 cm, o que representa 1,0% da precipitao total do perodo. No entanto, quando se analisa o comportamento do lenol fre-tico durante o perodo experimental (Figura 7), observa-se um comportamento bem semelhante ao descrito por Lima (1986). Isto sugere uma par-ticipao bem maior do escoamento subsuperfi-cial na gerao do deflvio.

Regresso ln K() e

R2 K() = K0.e(-0)

ln K() = -99,8010 + 182,7706.

0,7835 K() = 0,0019.e182,7706.(-0,536)

Tabela 2Equao representativa da condutividade hidru-lica do solo no saturado K() (cm/h) em funo da umidade (), para a profundidade a 1,3 m. (Mtodo de Hillel et al.,1972).(Non-saturated soil hydraulic conductivity equa-tion as a function of soil humidity for the depth of 1.3 m (Hillel et al, 1972))

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Figura 7Densidade de fluxo (cm3/cm2.h) referente ao perodo de 11/12/99 a 31/03/00(Flux density (cm3/cm2.h) for the period 11 December 1999 to 31 March 2000)

Observa-se na Figura 8 que o poo 1, localiza-do prximo ao curso dgua, responde prontamen-te a toda e qualquer chuva. O mesmo ocorre com os poos 2 e 3, localizados nas partes mais eleva-das da encosta, quando da ocorrncia de chuvas mais intensas. Nestas ocasies, todos os 3 poos

registraram um lenol fretico muito prximo superfcie (ao redor de 30 cm de profundidade). Aps o trmino da chuva, o lenol fretico desce rapidamente ao nvel anterior precipitao.

A Figura 9 possibilita uma melhor visualiza-o, pois focaliza um perodo menor de tempo.

Figura 6Perfis da umidade do solo em funo do tempo, durante a redistribuio da gua no solo numa vertente da microbacia D(Soil water content profiles as a function of time, during redistribution of water in a catchment D profile)

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Figura 8Variao da profundidade em cm do lenol fretico, compreendendo o perodo de 01/12/99 a 31/03/00, em resposta a precipitao (mm)(Variation of water table depth in relation to rainfall for the period 12/01/99 to 03/31/00)

Figura 9Variao da profundidade em cm do lenol fretico, compreendendo o perodo de 01/12/99 a 23/12/00, em resposta a precipitao (mm)(Variation of water table depth in relation to rainfall for the period 12/01/99 to 23/12/00)

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Observa-se que uma chuva de 17,5 mm ocor-rida no dia 04/12/99 foi suficiente para elevar o lenol fretico do poo 1 de uma profundidade de 83 cm para a de 15 cm da superfcie. Porm, no foi suficiente para modificar as profundidades dos lenis freticos dos poos 2 e 3. No entanto, com a ocorrncia de um evento que se iniciou no dia 09/12/99 e terminou no dia 12/12/99, totalizando 137,5 mm o lenol fretico em todos os 3 poos, no pico da precipitao, ficou a menos de 35 cm da superfcie.

Antes do fim deste evento, logo aps o pico da precipitao, o lenol fretico do poo 3 co-meou a baixar rapidamente, seguido do lenol fretico do poo 2 e, posteriormente, do poo 1. Esta tendncia indica uma movimentao lateral, paralela superfcie do terreno, caracterizando o escoamento subsuperficial ou interfluxo.

Os resultados do presente trabalho mostram que as condies de saturao da superfcie so bastante freqentes e abrangentes na microba-cia, sugerindo, desta forma, que a rea varivel de afluncia (A.V.A.) pode, na realidade, ser ain-da maior do que os valores encontrados em tra-balhos anteriores. Por exemplo, Cicco e Fujieda (1992), estudando a distribuio da freqncia do escoamento total dirio e a descarga mdia di-ria da Microbacia D, calcularam o escoamento direto em 11,1% em relao precipitao mdia anual. Estes autores estimaram a rea varivel de afluncia (A.V.A.), responsvel pelo escoamento superficial saturado, em 2,5 hectares (reas per-manentemente saturadas situadas ao longo dos canais, equivalentes a 4,5% da rea da microba-cia D). J Arcova (1996), trabalhando na mesma bacia com as reas mnimas de contribuio do escoamento direto (MCA), definidas como a rea da bacia na qual 100% da precipitao libera-da na forma de escoamento direto, verificou que a rea de contribuio da bacia variou de 6 ha (10,7% da superfcie), durante o perodo seco, a at 33,6 ha (60% da superfcie), nos perodos chuvosos. Estes resultados esto mais prximos daqueles obtidos por Ranzini (2002), que traba-lhou com modelagem hidrolgica (TOPMODEL) nesta mesma rea, onde simulaes mostraram uma variao de 7 a 93% do escoamento super-ficial saturado. Portanto, trata-se de uma rea va-rivel de afluncia (A.V.A.) muito mais dinmica e, desta forma, importante no manejo de bacias hidrogrficas. A constatao de uma A.V.A. di-nmica e mais abrangente espacialmente tem, sem dvida, implicaes prticas importantes. Por exemplo, ela mostra que do ponto de vista da proteo destas reas hidrologicamente frgeis

da microbacia, os 30 metros exigidos pelo Cdigo Florestal como rea de Preservao Permanente no seriam, com certeza suficientes para a pro-teo dos recursos hdricos, no caso de a micro-bacia ser colocada em um sistema mais intensivo de uso do solo.

CONCLUSESAs principais concluses so:

a) A anlise da precipitao mostrou que 62% das chuvas so inferiores a 10 mm e 88% delas tm intensidade inferior a 10 mm/h;b) Para o perodo estudado, a capacidade de in-filtrao (18 mm/h) foi suficientemente alta para infiltrar 94% das precipitaes, reduzindo o esco-amento superficial (0,2% da precipitao), consi-derado baixo;c) O escoamento subsuperficial at a profundida-de de 30 cm alcanou 1,0% da precipitao total do perodo experimental. O comportamento do lenol fretico neste perodo mostrou uma movi-mentao lateral paralela superfcie do terreno, indicando uma maior participao do escoamento subsuperficial (ou interfluxo) na gerao do esco-amento direto;d) A densidade de fluxo na direo vertical apre-sentou pouca variao, alternando perodos de fluxo ascendente com outros de fluxo descenden-te. Chamam a ateno os valores de umidade do solo, os quais so muito prximos capacidade de campo. Isto ajuda a explicar o porqu do len-ol fretico subir to instantaneamente, fazendo-o aflorar em vrias partes da bacia e, conseqente-mente, proporcionando reas para a gerao do escoamento superficial saturado; ee) A rea varivel de afluncia (A.V.A.) mostrou ser muito dinmica e espacialmente abrangente, informao esta importante para tomada de deci-ses sobre manejo adequado dos recursos natu-rais nesta regio.

AUTORES E AGRADECIMENTOSMAURCIO RANZINI Engenheiro Florestal. Ps-Doutorando no Ncleo de Pesquisa em Geoqu-mica e Geofsica da Litosfera NUPEGEL/USP Av. Pdua Dias, 11 Piracicaba, SP - 13418-900 - E-mail: ranzini@ig.com.brANTONIO MAROZZI RIGHETTO Professor Associado do Departamento de Engenharia Ci-vil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN - Natal, RN - 50078-970 E-mail: righetto@ct.ufrn.br

118 Microbacia na mata atlntica

WALTER DE PAULA LIMA Professor Titular do Departamento de Cincias Florestais - ESALQ/USP - Caixa Postal 9 - Piracicaba, SP - 13400-970 - E-mail: wplima@carpa.ciagri.usp.brMANUEL E. G. GUANDIQUE Eng. Agrnomo. Ps-doutorando no Centro de Energia Nuclear na Agricultura CENA/USP, Laboratrio de Ecologia Isotpica - Av. Centenrio, 303 Piracicaba, SP 13400-000 E-mail: megamero@cena.usp.brFRANCISCO C. S. ARCOVA Pesquisador do Instituto Florestal - R. do Horto, 931 - So Paulo, SP - 02377-000 E-mail: fcarcova@ig.com.br VALDIR DE CICCO Pesquisador do Institu-to Florestal - R. do Horto, 931 - So Paulo, SP - 02377-000 E-mail: vcicco@ig.com.br

Este trabalho foi financiado pela Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo (FA-PESP) atravs do Processo FAPESP 98/10777-0. Os autores agradecem a colaborao dos tcni-cos de campo Joo B. A. dos Santos e Ivail R. de Toledo pelo auxlio na instalao de equipamen-tos e na realizao das coletas, sem os quais este trabalho no teria sido possvel.

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