O Balanço Hídrico

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Em áreas homogêneas, ou seja, com um tamanho menor, os escoamentos (Ri, Ro, DLi, DLo) se anulam por serem os mesmos. O orvalho (O) e a ascensão capilar (AC) possuem valores desprezíveis por isso não influenciam no cálculo. Sendo assim, resume-se o balanço hídrico em condições naturais como:

[pic 6]

2.3 METODOLOGIA

A equação de armazenamento descrita no tópico acima auxilia na determinação da disponibilidade de água no solo (; alteração do armazenamento de água no solo, ou variação da disponibilidade, (; evapotranspiração real, ocorre em situações reais (ETR); deficiência hídrica, definido pela situação onde a precipitação é menor que a evapotranspiração (DEF) e excedente hídrico, ocorre quando o solo atinge sua capacidade máxima de retenção de água (EXC); com os dados da precipitação (P), evapotranspiração potencial, água perdida em forma de vapor por uma quantidade de vegetação, (ETP) e da capacidade de água disponível, máximo de água disponível que determinado tipo de solo pode reter em função de suas características fisio-hidricas, (CAD).[pic 7][pic 8]

O balanço hídrico climatológico, utilizado para descobrir tais itens descritos acima, é feito anualmente e pode ser dividido em algoritmos.

2.3.1 Roteiro para elaboração do balanço hídrico de determinada região

1. Estimativa da evapotranspiração potencial (ETP)

A evapotranspiração potencial é a máxima capacidade de água capaz de ser perdida em forma de vapor que ocorre em uma extensa superfície de vegetação rasteira. Estima-se a evapotranspiração potencial através de diversos métodos adequados para a região, em função de dados meteorológicos disponíveis, tais como por evapotranspirômetros ou por fórmulas empíricas. Este processo é feito mensalmente e requer suprimento de energia solar o que permite obter valores de ETP maiores no verão.

- Obtenção dos dados de precipitação (P)

Nessa etapa, todas as precipitações ocorridas nos dias de um mês são somadas. Essas somas calculadas em cada mês são os dados da precipitação anual. Para o balanço hídrico de uma série de anos, usa-se a precipitação total anual.

3. Cálculo (P-ETP)

O próximo passo é calcular a variação de armazenamento - diferença da precipitação com a evapotranspiração potencial - sem levar em conta a drenagem profunda para um período não chuvoso, a fim de determinar a disponibilidade de água existente no solo.

Necessita-se considerar os sinais positivo e negativo dos resultados obtidos. Uma vez que podem indicar chuvas excessivas ou irrisórias, isto é, quando chove em um número maior do que evapotranspiração (positivo) ou quando chove menos do que evapotranspira (negativo) resultando em uma perda potencial de água. Esses números podem indicar se o mês determinado teve deficiência ou excesso hídrico. Essa conclusão só é feita ao final da construção do balanço hídrico.

Posteriormente, são efetuadas as determinações do negativo acumulado (NAc) e armazenamento hídrico (ARM). Porém, é necessário definir o mês inicial para tais cálculos. As colunas de Nac e ARM são preenchidas simultaneamente iniciando com o primeiro mês da seca, ou seja, onde P – ETP é negativo. Porém, o ARM se inicia a partir do último período de seca (último mês de P - ETP postivo). Os primeiros cálculos de ARM e NAc se dão de acordo com as seguintes proposições:

- Se anual for positiva, o ARM será igual ao CAD e começará pelo último mês da estação úmida.[pic 9]

- Se anual for negativa, mas o somatório dos valores positivos de (P-ETP) for maior ou igual ao CAD, o ARM será igual ao CAD, e começará pelo último mês da estação úmida.[pic 10]

- Se anual for negativo e o somatório dos valores positivos de (P-ETP) for menor que a CAD, o NAc começará no último mês úmido e será igual a: [pic 11]

CAD * [pic 12]

4. Determinação do NAc e do ARM

No estágio de seca, o solo se torna mais resistente. O que possibilita a retenção de água no mesmo e a diminuição da retirada hídrica. Com esse fato, uma determinada quantidade de água, que não é aproveitada pelas plantas, fica retida, chamada de água inativa ou negativo acumulado. Pode-se então assegurar que o NAc está vinculado com a capacidade do solo em reter fluidos e está presente nas ocorrências em que o índice de chuva é menor do que a evapotranspiração. Esse componente é o somatório da sequência de valores negativos de (P-ETP).

O ARM é a disponibilidade de água no solo em um período determinado, como meses e anos. Esse valor não pode ser maior do que a CAD (considerada como 100 mm), de outro modo, o solo não pode dispor de um volume hídrico maior ao que suporta. Nem todos os solos tem a mesma capacidade em armazenar água, já que essa capacidade se dá pela textura, estrutura e composição orgânica do solo. Solos arenosos e com pouco húmus tem menor capacidade de armazenamento. Diferentemente dos solos argilosos e com muito húmus.

Caso a diferença entre a precipitação e evapotranspiração potencial (P-ETP) do mês, com exceção do último mês da estação úmida, for negativa, o NAc é calculado primeiramente acumulando-se o valor negativo de P-ETP ao valor do mês anterior, esse processo só se mantém enquanto a diferença da precipitação e evapotranspiração for negativa. Logo após, o ARM é determinado através da fórmula: ARM = CAD .[pic 13]

No momento em que haver um mês com o escalar de (P-ETP) positivo, ou igual a zero, após uma sequência de valores negativos, realiza-se os seguintes procedimentos:

- Soma-se o valor positivo de (P-ETP) ao ARM do mês anterior, obtendo-se o ARM do mês em questão: [ARM= ARM anterior + (P – ETP)].

- Com esse valor de ARM, obtém-se o negativo acumulado pela equação: [NAc= CAD Ln (ARM/CAD)].

Após o preenchimento dessas duas colunas, prossegue-se com as demais, uma de cada vez.

5. Cálculo da alteração de armazenamento de água no solo ([pic 14]

A alteração de armazenamento de água no solo (ALT) é representada por e indica retirada ou reposição hídrica no solo. Pode