PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR INDIVIDUAL CICLO HIDROLÓGICO

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Sistema de Ensino Presencial Conectado

curso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental

        ADILSON MEDEIROS

PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR INDIVIDUAL

CICLO HIDROLÓGICO

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BARRA DE SÃO FRANCISCO

2015

 ADILSON MEDEIROS[pic 5]

PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR INDIVIDUAL

CICLO HIDROLÓGICO

Trabalho apresentado à Universidade Norte do Paraná - UNOPAR, no CursoSuperior em Tecnologia de Gestão Publica, como requisito parcial para aprovação nas  disciplinas: Poluição e Resíduos Sólidos, Química Ambiental, Recursos Hídricos, Ética, Política e Sociedade, Seminário Interdisciplinar II

Prof. Rosimeire Midori Suzuki Rosa Lima, Kenia Zanetti Molinari, Tais C. Berbet, Maria Carolina de Araújo, Vinicius P. Rincão

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BARRA DE SÃO FRANCISCO - ES

2015

1.INTRODUÇÃO

        A água é um elemento essencial a vida de qualquer ser vivo, está presente em todo o dia-a-dia de diferentes formas e estados físicos. Para isso ela está se renovando constantemente entre a superfície e a atmosfera através do ciclo hidrológico. No momento em que ela está na superfície terrestre ela está mantendo a umidade do solo, vinda da atmosfera pela precipitação. Mas esse processo pode trazer riscos aos solos, principalmente aos agrícolas, causando perdas da camadasuperficial através do processo de erosão. Vários fatores determinam a perda de solo por erosão hídrica, os principais são a erosividade (chuva), a erodibilidade (características intrínsecas do solo), a topografia, o uso e manejo, e as práticas conservacionistas. Dentre estes, a erosividade das chuvas é um dos mais importantes, pois o impacto das gotas de chuva sobre o solo causam a desagregação de partículas e o selamento superficial,reduzindo a taxa de infiltração de água e aumentando o escoamento superficial. As variações climáticas são uns dos principais fatores que influenciam na capacidade das chuvas em causar erosão. Portanto, informações mais seguras permitem definir as técnicas de manejo e as práticas conservacionistas mais adequadas para cada região (BAZZANO et al., 2007). No Paraná, o principal problema relativo aos recursos naturais é a erosão hídrica, apesar dos esforços feitos para controlá-la os resultados são assustadores. Estudos de 1994apontaram uma perde de 15 a ton / ha / ano em áreas de solo em áreas mecanizadas. THOMAZ & ANTONELI (2005) em áreas com cultivo de ervamate em Guarapuava PR constataram perdas de solo que variam de 5,39 a 16,9 ton / ha / ano sobre diferentes situações de manejo do solo. O presente trabalho tem por objetivo descrever a água e seu ciclo com as influencias que exerce no solo e o desenvolver da erosão.

2.DESENVOLVIMENTO

        

        O CICLO HIDROLÓGICO A água está em constante movimento e sujeita a transformações, assim sustentando a vida em nosso planeta, movimento que consiste nas chuvas, escoamento pelos rios, umidade presente nos solos, dentre diversas outras maneiras, que se define como ciclo hidrológico. Este ciclo e o conceito central da hidrologia e compreende os fenômenos naturais ocorridos com a água de circulação fechada entre a superfície terrestre e a atmosfera, associada com fenômenos naturais.   O ciclo hidrológico está em um movimento permanente formando um circuito, que é impulsionado fundamentalmente pela energia solar que faz o aquecimento do ar, do solo e da água superficial, causando a evaporação da água, vapor que então é transportado pelas massas de ar, até condensar na atmosfera formando nuvens e através da gravidade precipitar na forma de chuva. Então na superfície terrestre a água irá infiltrar no solo de acordo com a sua cobertura vegetal, altitude, topografia, porosidade e tipo de solo que determinam a taxa de infiltração, água que ficará retida umedecendo o solo ou irá infiltrar criando um fluxo subterrâneo alimentando os aquíferos. Já a água que não infiltra, é escoada superficialmente até atingir um curso, sendo este fator o principal causador da erosão dos solos, formando córregos e rios que desembocam nos oceano, que estão constantemente evaporando dando continuação ao ciclo da água.  A água que cai nos solos é o principal agente causador da erosão, que pode atingir diferentes escalas dependendo das condições de cada solo, tornando-se cada vez pior quando o solo estiver exposto, sem a presença de nenhuma cobertura vegetal, fazendo com que as chuvas incidam diretamente sobre a superfície do terreno. A gota da chuva é o princípio de um processo que desencadeia a erosão, isso se deve a alta energia cinética presente nela, que pode depender da altitude, e  da força dos ventos, que farão com que a água acumule mais energia sob regiões mais baixas ou na presença de ventos fortes, possuindo então maior erosividade.  A energia presente na gota da chuva, quando em contato com a superfície é liberada causando um desagregamento das partículas do solo, fenômeno também conhecido como splash, que é o preparo das partículas que compõe o solo para serem transportados pelo escoamento superficial, através da ruptura dos agregados, quebrando-os em tamanhos menores, ou através mesmo do salpicamento, que é o movimento imediato das partículas de solo com o impacto da chuva, ocasionando o transporte dos agregados que vão preenchendo os poros da superfície do solo ocasionando a selamento superficial, diminuindo a porosidade e assim amentando o escoamento superficial.  A erosividade nada mais é que o potencial que a chuva tem para causar a erosão. É influenciada pela forma, tamanho e distribuição das gotas. Estas, ao caírem estão suscetíveis à resistência do ar, que determina a sua velocidade terminal. A velocidade terminal das gotas e a duração da chuva estabelecem a intensidade e a quantidade total de chuva. Como é uma forma de energia, seus dados são expressos em MJ mm ha-1 h -1 ano-1. Segundo resultados obtidos por WALTRICK (2010) em 114 localidades do Paraná que possuíam séries pluviométricas completas durante o período de 1986 a 2008a cidade de Ampére, no sudoeste do Estado foi a que apresentou a máxima erosividade média anual (12.581 MJ mm ha-1 h -1 ano-1 ) e Piraquara, na região metropolitana de Curitiba, a que apresentou a mínima erosividade média anual (5.449 MJ mm ha-1 h -1 ano-1 ). Isto demonstra a grande variação da erosividade dentre as diferentes regiões do Estado, implicando na adoção de práticas conservacionistas e de diversas maneiras de uso e manejo do solo. Esta variação também foi ao longo do ano quando se analisa as erosividades mensais. Na média 4 de todas as localidades, a erosividade é mais acentuada nos meses de janeiro, outubro, fevereiro e dezembro, nesta ordem decrescente, e tem seu potencial erosivo reduzido nos meses de julho e agosto WALTRICK (2010).  A infiltração consiste no processo em que a água atravessa a superfície do solo contribuindo para o seu armazenamento no espaço poroso. A capacidade de armazenamento da água no solo depende das propriedades deste, principalmente de sua porosidade e compactação, em que no ideal se deve ter 50% de espaço poroso, constituído de água e ar. Do ponto de vista agronômico, deve-se ter poros médios, não tão grandes pelo fato de escoarem a água com facilidade, mas também não tão pequenos, pois estes retém a água com muita força, exigindo maior tensão das plantas para a sua absorção. Entende-se por capacidade de infiltração a quantidade máxima de água que pode infiltrar no solo em dado intervalo de tempo. Quando a chuva atinge o solo com intensidade menor que a capacidade de infiltração, a água penetra por completo no solo, diminuindo a capacidade de infiltração. No caso da precipitação persistir, a partir de um tempo a taxa de infiltração se iguala com a capacidade de infiltração, decrescendo com o tempo até tender a um valor constante, definido como a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks). No momento de uma tempestade, o espaço poroso do solo preenche-se de água, e as forças de capilaridade decrescem, decaindo as taxas de infiltração, tornando o solo saturado, impedindo-o de absorver água. Processo que depende também da umidade anterior do solo, se a chuva começar com uma umidade pré- existente, a tendência é que o solo se sature mais rapidamente, diminuindo a infiltração. O processo de infiltração varia no decorrer do ano, de acordo com características do clima e tipo de solo, essa variação pode ser ainda maior dependendo da forma de uso deste solo, que com a movimentação de máquinas ou até mesmo do gado, surja a compactação, diminuindo o espaço poroso, dificultando assim a infiltração. O uso e manejo do solo são variáveis que podem que influenciam diretamente na taxa de infiltração de um solo, em estudos realizados por Reed (1979) em solos argilosos no sul da Inglaterra demonstrou que a capacidade de armazenamento na microtopografia da superfície do terreno antes do cultivo de 5 a 7mm vai para 3mm depois das operações com as máquinas agrícolas, afetando assim o processo de infiltração, atuando na formação de poças e geração de runoff, que é o inicio do fluxo da água.  Entende-se por escoamento superficial, o instante em que a intensidade de precipitação torna-se maior do que a taxa de infiltração da água no solo, ou quando a capacidade de retenção de água pela superfície do terreno tiver sido ultrapassada. A primeira parcela deste escoamento superficial é destinada ao preenchimento do armazenamento superficial, começando a escoa realmente a partir do momento em que esta capacidade de armazenamento é excedida. Associado com o escoamento ocorre o desprendimento de partículas de solo, que irão sofrer deposição apenas quando sua velocidade for reduzida. Juntamente com estas partículas do solo em suspensão, são também transportados nutrientes, matéria orgânica, sementes e agroquímicos que além de causarem prejuízos a produção agropecuária, irão poluir os cursos de água. (Griebeler et al., 2001).  O processo de evapotranspiração consiste no retorno da água precipitada para a atmosfera, fechando o ciclo hidrológico. Compõe-se de da evaporação, que é o processo de transformação de vapor através de superfícies líquidas, como reservatórios, lagos, rios, poças, gotas de orvalho ou até mesmo a água que está armazenada no solo. Também faz parte deste processo a transpiração da planta, resultado de processos fisiológicos dos vegetais que absorvem a água do solo e a eliminam pelos estômatos através das diferenças de potencial matricial. 6 As moléculas de água no estado líquido estão fortemente unidas por forças de atração intermolecular, enquanto no vapor estas moléculas estão afastadas e a força intermolecular é muito menor. Portanto é na evaporação em que ocorre essa separação entre as moléculas, havendo trabalho em sentido contrário ao da força intermolecular, exigindo grandes quantidades de energia. Denomina-se calor latente de evaporação a quantidade de energia que uma molécula de água liquida precisa para romper sua superfície e evaporar. Essa energia será disponibilizada pela radiação solar. Além da energia disponibilizada influenciar no processo de evapotranspiração há também a interferência da cobertura vegetal, sendo esta a evapotranspiração potencial, que é a quantidade de água evapotranspirada em determinada unidade de área e tempo (mm/dia) por uma cultura verde que cubra totalmente o solo, de altura uniforme e sem deficiência de água. Devido a diferenças entre as perdas de água pelas plantas e entre seus estádios de desenvolvimento, definiu-se a evapotranspiração máxima de uma cultura (ETm = Kc.ET0), que está relacionada á evapotranspiração potencial de referencia (ET0) e através de um coeficiente de cultura (Kc), sendo este determinado experimentalmente para diversas culturas, em diferentes estádios de desenvolvimento. Portanto, a evapotranspiração máxima representa a máxima perda de água que uma cultura sofre, em cada estádio de desenvolvimento, quando não há restrição de água no solo. A evapotranspiração real ou atual é a que esta ocorrendo realmente, havendo água disponível no solo e se o fluxo de água na planta atender a demanda atmosférica, a evapotranspiração real será igual a evapotranspiração potencial, mas se houver restrição de água no solo não atendendo a demanda atmosférica, esta será menor que a evapotranspiração potencial, portanto, a evapotranspiração real é sempre igual ou inferior à evapotranspiração potencial.  Determinação da evapotranspiração. Como a diferença entre a evapotranspiração potencial e a real está apenas na restrição da água do solo, os métodos diretos de medida são os mesmos para ambas. Existem dois métodos principais de medição de evapotranspiração: os lisímetros ou evapotranspirômetros e as medições micrometeorológicas. Os lisímetros são tanques enterrados abertos na parte superior, que são preenchidos com o solo e a vegetação característicos dos quais se deseja medir a 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, subtraindo-se da chuva (medida em um pluviômetro) o escoamento superficial, o escoamento subterrâneo (medido no fundo do tanque) e a variação do volume de água (medido pelo peso). No método por medidas micrometeorológicas mede-se variáveis velocidade do vento e umidade relativa do ar em alta freqüência. Próximo à superfície a velocidade do vento é paralela à superfície, o que significa que o movimento médio na vertical é zero. Entretanto, a turbulência do ar em movimento causa flutuações na velocidade vertical, que na média permanece zero, mas apresenta momentos de fluxo ascendente e descendente alternados.

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