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A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique Macedo Sá Orientador: Prof. Pedro Luiz Borges Chaffe Florianópolis, 28 de junho de 2019 Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC Centro Tecnológico – CTC Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental - PPGEA

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Page 1: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica

Aluno: João Henrique Macedo SáOrientador: Prof. Pedro Luiz Borges Chaffe

Florianópolis, 28 de junho de 2019

Universidade Federal de Santa Catarina – UFSCCentro Tecnológico – CTC

Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental - PPGEA

Page 2: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Importância da cobertura vegetal no ciclo hidrológico INTRODUÇÃO

✓Influencia na quantidade e na qualidade da água da chuva que efetivamente

chega no solo;

✓Altera os padrões de umidade da atmosfera e do solo florestal;

✓Protege o solo da erosão.

01/60

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Processo de interceptação da floresta INTRODUÇÃO

O processo de interceptação (I) é a retenção de parte da precipitação pela

vegetação.

ii E

dt

dSI +=

Armazenamento

Evaporação

ESA (2014)

Principais fatores que influenciam a interceptação:

✓Características meteorológicas;

✓Tipo de vegetação;

✓Sazonalidade.

02/60

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Processo de interceptação pela copa (Ic) INTRODUÇÃO

A perda por interceptação pela copa é estimada por meio do balanço hídrico entre

a chuva externa, a chuva interna e o escoamento pelo tronco.

)SfTf(PIc +−=

Chuva externa

Chuva interna

Escoamento

pelo tronco

ESA (2014) 02/60

Page 5: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna (Tf)

Germer et al. (2005)

INTRODUÇÃO

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

Ch

uva

in

tern

a [

% P

g]

A proporção da chuva interna varia em diferentes locais com a mesma vegetação,

dificultando o monitoramento.

03/60

Page 6: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna (Tf)

Germer et al. (2005)

INTRODUÇÃO

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

A proporção da chuva interna varia em diferentes locais com a mesma vegetação,

dificultando o monitoramento.

Monitoramento de um ponto não é suficiente para caracterizar a distribuição da chuva interna

Page 7: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna (Tf)

Germer et al. (2005)

INTRODUÇÃO

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

A proporção da chuva interna varia em diferentes locais com a mesma vegetação,

dificultando o monitoramento.

Monitoramento de um ponto não é suficiente para caracterizar a distribuição da chuva interna

Portanto, é necessário monitorar mais pontos para entender esta distribuição espacial

Page 8: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna (Tf)

Distribuição da chuva interna é diferente

entre vegetações

Keim et al. (2003)

A distribuição da chuva interna muda para diferentes tipos de vegetação.

Conífera jovem Conífera Velha Conífera jovem

Floresta caducifóliaDistribuição da chuva interna entre

eventos de precipitação

Evento 1 Evento 2

Evento 3 Evento 4

INTRODUÇÃO

04/60

Page 9: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna (Tf)

Distribuição da chuva interna é diferente

entre vegetações

A distribuição da chuva interna muda para diferentes tipos de vegetação.

Conífera jovem Conífera Velha Conífera jovem

Floresta caducifóliaDistribuição da chuva interna entre

eventos de precipitação

Evento 1 Evento 2

Evento 3 Evento 4

INTRODUÇÃO

Keim et al. (2003) 04/60

Page 10: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna entre

eventos de precipitação

Keim et al. (2003)

Distribuição da chuva interna é diferente

entre vegetações

Distribuição da chuva interna (Tf)

A distribuição da chuva interna muda para diferentes tipos de vegetações.

Conífera jovem Conífera Velha Conífera jovem

Floresta caducifólia

Evento 1 Evento 2

Evento 3 Evento 4

INTRODUÇÃO

A distribuição da chuva interna varia com as características da vegetação e do evento

Page 11: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Distribuição da chuva interna entre

eventos de precipitação

Keim et al. (2003)

Distribuição da chuva interna é diferente

entre vegetações

Distribuição da chuva interna (Tf)

A distribuição da chuva interna muda para diferentes tipos de vegetações.

Conífera jovem Conífera Velha Conífera jovem

Floresta caducifólia

Evento 1 Evento 2

Evento 3 Evento 4

INTRODUÇÃO

A distribuição da chuva interna varia com as características da vegetação e do evento

Assim, essas características também devem ser consideradas

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Distribuição do escoamento pelo tronco (Sf) INTRODUÇÃO

O diâmetro da árvore influencia no volume do escoamento pelo tronco.

Volu

me

tota

l d

o S

f[l

itro

s]

Chuva externa [mm]Manfroi et al (2004)05/60

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Influência da estrutura da vegetação

As estruturas da vegetação influenciam na distribuição da água que chega no solo.

Levia et al. (2015)

INTRODUÇÃO

✓ Inclinação do tronco (°);

✓ Diâmetro do tronco (mm);

✓ Projeção da copa (m²);

✓ Ângulo médio dos galhos (°)

✓ Número de galhos primários (n);

✓ Número de folhas (n).

Arbustos isolados e de pequeno porte

06/60

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Influência da estrutura da vegetação

As estruturas da vegetação influenciam na distribuição da água que chega no solo.

Levia et al. (2015)

INTRODUÇÃO

✓ Inclinação do tronco (°);

✓ Diâmetro do tronco (mm);

✓ Projeção da copa (m²);

✓ Ângulo médio dos galhos (°)

✓ Número de galhos primários (n);

✓ Número de folhas (n).

Arbustos de pequeno porte e isolados

A estrutura da vegetação influencia no volume do escoamento pelo tronco.

Page 15: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Influência da estrutura da vegetação

As estruturas da vegetação influenciam na distribuição da água que chega no solo.

Levia et al. (2015)

INTRODUÇÃO

✓ Inclinação do tronco (°);

✓ Diâmetro do tronco (mm);

✓ Projeção da copa (m²);

✓ Ângulo médio dos galhos (°)

✓ Número de galhos primários (n);

✓ Número de folhas (n).

Arbustos de pequeno porte e isolados

A estrutura da vegetação influencia no volume do escoamento pelo tronco.

Logo, é necessário verificar se essa relação também ocorre em uma floresta heterogênea.

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Variação temporal do armazenamento INTRODUÇÃO

ii E

dt

dSI +=

Armazenamento da

copa e do tronco

Evaporação

Processo = Armazenamento + Fluxo

Giglio (2013)

Variação do armazenamento da copa (Sc) e do tronco (St).

St

Sc

07/60

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Dinâmica do processo de interceptação da floresta

Iida et al. (2017)

INTRODUÇÃO

O processo de interceptação varia durante o evento de precipitação.

✓ Diferença entre a primeira e segunda

parte do evento;

08/60

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Dinâmica do processo de interceptação da floresta

Iida et al. (2017)

INTRODUÇÃO

O processo de interceptação varia durante o evento de precipitação.

✓ Diferença entre a primeira e segunda

parte do evento;

A dinâmica do processo de interceptação também varia durante o evento

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Dinâmica do processo de interceptação da floresta

Iida et al. (2017)

INTRODUÇÃO

O processo de interceptação varia durante o evento de precipitação.

✓ Diferença entre a primeira e segunda

parte do evento;

A dinâmica do processo de interceptação também varia durante o evento

Além das características da vegetação, devemos avaliar como as características do evento de precipitação afetam a dinâmica do processo de interceptação

Page 20: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Estudos sobre a interceptação da chuva da floresta no Brasil

✓ Poucos estudos do processo de interceptação da chuva foram realizados em florestas nativas brasileiras;

✓ A maioria dos estudos foram realizados na região Amazônica e Mata Atlântica;

✓ Segundo os estudos, a perda por interceptação da chuva em florestas de Mata Atlântica varia de 8 a 20%.

INTRODUÇÃO

Giglio e Kobiyama (2013)

Monitoramento de

Interceptação

09/60

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Estudos sobre a interceptação da chuva da floresta no Brasil

✓ Poucos estudos do processo de interceptação da chuva foram realizados em florestas nativas brasileiras;

✓ A maioria dos estudos foram realizados na região Amazônica e Mata Atlântica;

✓ Segundo os estudos, a perda por interceptação da chuva em florestas de Mata Atlântica varia de 8 a 20%.

INTRODUÇÃO

Giglio e Kobiyama (2013)

Monitoramento de

Interceptação

Não existem estudos sobre a estrutura da vegetação em florestas de Mata Atlântica.

Page 22: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Estudos sobre a interceptação da chuva da floresta no Brasil

✓ Poucos estudos do processo de interceptação da chuva foram realizados em florestas nativas brasileiras;

✓ A maioria dos estudos foram realizados na região Amazônica e Mata Atlântica;

✓ Segundo os estudos, a perda por interceptação da chuva em florestas de Mata Atlântica varia de 8 a 20%.

INTRODUÇÃO

Giglio e Kobiyama (2013)

Monitoramento de

Interceptação

Não existem estudos sobre a estrutura da vegetação em florestas de Mata Atlântica.

Sendo assim, precisamos entender como a estrutura da vegetação influencia na distribuição da interceptação em florestas de Mata Atlântica

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Objetivo Geral OBJETIVOS

Compreender o processo de interceptação em área coberta por Mata Atlântica (Floresta

Ombrófila Mista e Densa).

10/60

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Objetivos Específicos

i. Quantificar e caracterizar a distribuição espacial e temporal dachuva interna em uma parcela coberta por Floresta Ombrófila Mista;

ii. Verificar as características da estrutura das árvores queinfluenciam na chuva interna e no escoamento pelo tronco em duasparcelas coberta por Floresta Ombrófila Densa;

iii. Analisar a variação do processo de interceptação da copadurante o evento de precipitação.

OBJETIVOS

11/60

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DO ÍNDICE DE COBERTURA DA COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA E DO ESCOAMENTO PELO TRONCO EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DO PROCESSO DE INTERCEPTAÇÃO DA COPA DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DO ÍNDICE DE COBERTURA DA COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA E DO ESCOAMENTO PELO TRONCO EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DO PROCESSO DE INTERCEPTAÇÃO DA COPA DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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Área de estudo ÁREA DE ESTUDO

a) Bacia da Araponga (Floresta Ombrófila Mista);

b) Bacia Lagoa do Peri (Floresta Ombrófila Densa).

(a) (b)

(a)

(b)

Araponga Lagoa do Peri

12/60

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Araponga 2

Araponga 1

Monitoramento da chuva externa (Araponga)

Monitoramento foi realizado com pluviógrafo e pluviômetro.

MONITORAMENTO

13/60

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Araponga 2

Araponga 1

Monitoramento do processo de interceptação (Araponga) MONITORAMENTO

Duas parcelas de 7 x 7 m.

Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

14/60

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Monitoramento da chuva interna (Araponga ) MONITORAMENTO

28 pluviômetros distribuídos pela parcela;

1 calha manual (3 x 0,2m);

1 calha automática (3 x 0,2m).

Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

15/60

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Distribuição do diâmetro na altura do peito das parcelas MONITORAMENTO

Foram selecionadas 10 árvores para o monitoramento do escoamento pelo tronco

distribuído entre as classes de diâmetro na altura do peito (DAP).

DA

P [

cm]

16/60

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Monitoramento do escoamento pelo tronco (Araponga) MONITORAMENTO

Foram selecionados 5 árvores em cada parcela;

Coletores de tronco tipo mangueiras e colares.

Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

17/60

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Monitoramento da chuva externa (Lagoa do Peri) MONITORAMENTO

Monitoramento em dois pontos;

Utilização de pluviógrafo e pluviômetro.

Peri 1

Peri 2

18/60

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Monitoramento da interceptação (Lagoa do Peri) MONITORAMENTO

Peri 1

Peri 2

Monitoramento da chuva interna;

Monitoramento do escoamento pelo tronco.

Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

19/60

Page 35: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Monitoramento da chuva interna (Lagoa do Peri) MONITORAMENTO

Pluviômetros distribuídos pela parcela de 7 x 9 m;

Pluviógrafo ligada a uma calha de 3 x 0,1 m.

Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

Peri 1

20/60

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Distribuição do diâmetro na altura do peito das parcelas MONITORAMENTO

Foram selecionadas 38 árvores para o monitoramento do escoamento pelo tronco

distribuído entre as classes de diâmetro na altura do peito (DAP).

DA

P [

cm]

21/60

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Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

Monitoramento do escoamento pelo tronco (Lagoa do Peri) MONITORAMENTO

Monitoramos todas as árvores dentro da parcela;

2 árvores foram selecionadas para o monitoramento

automático.

Peri 1

22/60

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Resumo do monitoramento MONITORAMENTO

Araponga 1 Araponga 2 Peri 1 Peri 2

Tamanho da parcela [m²]7x7 7x7 7x9 7x9

Pluviômetro 28 8 23 24

Calha manual1 0 1 2

Calha automática1 1 2 1

Escoamento pelo tronco manual5 5 18 20

Escoamento pelo tronco automático0 0 2 0

23/60

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Índice de cobertura MONITORAMENTO

Foram tiradas ao todo, entre as 4 parcela,

3.186 fotos da copa das árvores;

Para tirar as fotos foi colocado a câmera

acima de cada pluviômetro da chuva

interna.

24/60

Page 40: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Índice de cobertura MONITORAMENTO

Para conseguir caracterizar as copas das

árvores foram calculados os índices:

Índice de cobertura do dossel (CCF):

✓ Faz a relação entre a área aberta e

fechada.

Índice de Área Foliar (LAI ):

✓ Relaciona a área aberta dentro da copa

e a área aberta entre as árvores.

25/60

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Estrutura da vegetação

Caracterização das estruturas das árvores utilizando uma Estação Total.

MONITORAMENTO

26/60

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Características morfométricas da árvore METODOLOGIA

✓ H - Altura da árvore [m];

✓ Lc - Altura da copa [m];

✓ Hic - Altura de inserção da copa [m];

✓ Lb - Altura dos galhos [m];

✓ AIF - Ângulo de intersecção da árvore [°];

✓ ABasal - Área Basal [m²/há];

✓ ACopa - Área projetada pela copa [m²];

✓ AGalho - Área projetada pelo galhos [m²];

✓ CCirc - Circunferência da copa [m];

✓ TCirc - Circunferência do tronco [m];

✓ TTronco - Comprimento do tronco [m];

✓ DCopa - Diâmetro da copa [m];

✓ DAP - Diâmetro do tronco na altura do peito [m];

✓ PBc - Número de galhos primários [n°];

✓ SBc - Número de galhos secundários [n°];

✓ TBc - Total de Galhos [n°];

✓ HWR - Relação altura/largura da copa [-];

✓ VCopa - Volume da copa [m³];

✓ VolGalhos - Volume da copa em relação aos galhos [m²];

✓ VTronco - Volume do tronco [m³];27/60

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Estrutura da vegetação MONITORAMENTO

Caracterização das estruturas das árvores da parcela Peri 1.Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

Projeção dos galhos

Vista em Planta Vista em Perspectiva

Peri 1

28/60

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Estrutura da vegetação MONITORAMENTO

Caracterização das estruturas das árvores da parcela Peri 2.Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

Projeção dos galhos

Vista em Planta Vista em Perspectiva

Peri 2

29/60

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Resumo

✓Monitoramento em duas áreas diferentes, Araponga e Lagoa do Peri;

✓Monitoramento automático e manual da chuva externa, chuva interna e

escoamento pelo tronco;

✓Estimativa do índice de cobertura da copa;

✓Estimativa em detalhe da estrutura das árvores na Lagoa do Peri;

MONITORAMENTO

30/60

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DENSIDADE DE COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DA INTERCEPTAÇÃO DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DENSIDADE DE COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DA INTERCEPTAÇÃO DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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Relembrando

Germer et al. (2005)

INTRODUÇÃO

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

Ch

uva i

nte

rna [

% P

g]

A proporção da chuva interna varia em diferentes locais com a mesma vegetação,

dificultando o monitoramento.

Monitoramento de um ponto não é suficiente para caracterizar a distribuição da chuva interna

Portanto, é necessário monitorar mais pontos para entender esta distribuição

Page 49: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

i. Quantificar e caracterizar a distribuição espacial e temporal dachuva interna em uma parcela coberta por Floresta Ombrófila Mista;

ii. Caracterizar a distribuição espacial e temporal da perda porinterceptação;

iii. Verificar a relação entre as variáveis da estrutura das árvores com oprocesso de interceptação;

iv. Analisar a variação do processo de interceptação durante o evento deprecipitação;

Objetivos EspecíficosOBJETIVOS

ESPECÍFICOS

Hipótese:

A característica da copa influencia na quantidade de água da chuva quechega no solo.

Pergunta:

Qual é a relação entre os parâmetros da copa e a distribuição da chuvainterna?

31/60

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Metodologia METODOLOGIA

✓ Foi realizado na parcela 1 da bacia da araponga (28 pluviômetros);

✓ Estimativa dos índices de cobertura da copa (CCF e LAI);

✓ Projeção da copa das árvores

32/60

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Distribuição da chuva interna

✓ Quanto menor a chuva externa maior a variação da proporção da chuva interna;

✓ A proporção da chuva interna tem pouca variação ao longo do ano;

RESULTADOS

Dias ao longo do ano

MédiaMédia

33/60

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Pontos de monitoramento

Distribuição do índice de cobertura

Os índices de cobertura variam no espaço, mas a média não varia no tempo.

RESULTADOS

Dias ao longo do ano

Índ

ice

de

Áre

aF

oli

ar[

m²]

34/60

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Relação da chuva interna com o índice de coberturaT

f[%

Pg

/pon

tos]

RESULTADOS

Todos períodos Pg < 60 mm Pg > 60 mm

A distribuição espacial da chuva interna não depende dos índices de cobertura.

35/60

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A distribuição espacial da chuva interna varia conforme o volume de chuva externa.

Alguns pontos da chuva interna tem caminho preferencial que outros pontos.

Distribuição da chuva interna RESULTADOS

36/60

Chuva interna [%}

Pontos de monitoramento

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A distribuição da chuva interna depende do número de copas sobrepostas apenas

para eventos abaixo de 60mm.

Distribuição da chuva interna RESULTADOS

37/60

Número de copa sobrepostas

Número de copa sobrepostas

Número de copa sobrepostas

Chuva interna [%]

Chuva interna [%]

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Relação da chuva interna com o índice de cobertura

Os índices de cobertura controlam a variação da chuva interna entre os pontos.

RESULTADOS

38/60

Número de copa sobrepostas

des

vio

pa

drã

o d

o n

orm

ali

zad

o

da

Ch

uv

a i

nte

rna

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DENSIDADE DE COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DA INTERCEPTAÇÃO DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DENSIDADE DE COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DA INTERCEPTAÇÃO DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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Relembrando

As estruturas da vegetação influencia na distribuição da água que chega no solo.

Levia et al. (2015)

INTRODUÇÃO

✓ Inclinação do tronco (°);

✓ Diâmetro do tronco (mm);

✓ Projeção da copa (m²);

✓ Ângulo médio dos galhos (°)

✓ Número de galhos primários(n);

✓ Número de folhas (n);

A estrutura da vegetação influencia no volume do escoamento pelo tronco

Logo, é necessário verificar se essa relação também ocorre em uma floresta heterogênea

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ii. Verificar as características da estrutura das árvores queinfluenciam na chuva interna e no escoamento pelo tronco em duasparcelas coberta por Floresta Ombrófila Densa;

Objetivos EspecíficosOBJETIVOS

ESPECÍFICOS

Hipótese;

A distribuição da chuva interna e do escoamento pelo tronco mudamconforme a estrutura da árvore;

Pergunta?

Como as características da vegetação interferem na distribuição doescoamento pelo tronco e da chuva interna?

39/60

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Metodologia METODOLOGIA

✓ Foi realizado na lagoa do Peri (2 parcelas de monitoramento);

✓ Pluviômetros distribuídos na parcela (24 e 23 pluviômetros);

✓ Caracterização da estrutura da vegetação.

40/60

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Metodologia

Caracterização das estruturas das árvores da parcela Peri 1.Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

Projeção dos galhos

Vista em Planta Vista em Perspectiva

Peri 1

METODOLOGIA

41/60

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Vista em Planta Vista em Perspectiva

Peri 2

Metodologia

Caracterização das estruturas das árvores da parcela Peri 2.Legenda

Projeção da copa

Tronco árvore

Pluviômetro

Calha manual

Calha automática

Projeção dos galhos

METODOLOGIA

42/60

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Sfparcela é a altura do escoamento pelo tronco do Parcela;

SfL é o volume de escoamento pelo tronco da Parcela;

Aparcela é a área da parcela (m²);

𝑺𝒇𝒑𝒂𝒓𝒄𝒆𝒍𝒂 =𝑺𝒇𝑳

𝑨𝒑𝒂𝒓𝒄𝒆𝒍𝒂

Metodologia METODOLOGIA

Estimativa do escoamento pelo tronco da parcela:

43/60

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Distribuição da chuva interna

A distribuição da chuva interna é diferente entre as parcelas;

RESULTADOS

Tf

[%P

g/p

erío

do]

Peri 2Peri 1

Média

Média

44/60Volume da chuva externa [mm]

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Distribuição da chuva interna CAPÍTULO 5

O volume do escoamento pelo tronco da parcela Peri 2 foi apenas 20% do volume

da parcela Peri 1.

Chuva externa [mm]

Sf

[%P

g/p

erío

do

] Peri 2

Peri 1

45/60

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Estrutura da vegetação RESULTADOS

Relação entre as características das árvores com o diâmetro na altura do peito

(DAP).

Alt

ura

[m

]P

ro

jeçã

o d

a c

op

a [

m²]

To

tal

de g

alh

os

[n°]

Rela

çã

o e

ntr

e

alt

ura

/la

rgu

ra [

m]

Pro

jeçã

o d

os

ga

lho

s [m

²]

Ân

gu

lo d

e i

nte

rse

cçã

o

da

árvo

re [°]

Cir

cu

nfe

rên

cia

da

co

pa

[m

]V

olu

me d

a c

op

a [

m³]

Alt

ura

de i

nse

rçã

o d

a

co

pa

[m

]

Diâmetro do tronco na altura do peito [m] 46/60

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Estrutura da vegetação RESULTADOS

Correlação do volume pelo escoamento pelo tronco com as variáveis da estrutura

da árvore

47/60

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Estrutura da vegetação RESULTADOS

Correlação do volume pelo escoamento pelo tronco com as variáveis da estrutura

da árvore

47/60

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ACopaATronco

Estrutura da vegetação

Na parcela Peri 2, a área basal, a projeção da copa, a projeção do tronco e o número

de galhos primários, tiverem relação com o volume do escoamento pelo tronco. O

mesmo não acontece na parcela Peri 1;

Peri 2

Peri 1

RESULTADOS

48/60

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A distribuição espacial da chuva interna depende da chuva externa.

Proporção da chuva interna

0<Pg<5mm 10<Pg<20mm 40<Pg<60mm

Peri

2P

eri

1RESULTADOS

Variação da Tf

1.2

1.4

1.6

2.1

2.3

2.5

3.2

3.4

3.6

4.1

4.5

5.2

5.4

5.6

6.1

6.3

6.5

7.2

7.4

7.6

8.1

8.3

8.5

1.1

1.3

1.5

2.2

2.4

2.6

3.1

3.3

3.5

4.2

4.4

4.6

5.1

5.3

5.5

6.2

6.4

6.6

7.1

7.3

7.5

8.2

8.4

8.6

49/60

Ch

uv

a in

terna

[%]

Page 72: A influência da vegetação no processo de · 2019. 10. 23. · A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica Aluno: João Henrique

Relação da chuva interna com a estrutura da árvore RESULTADOS

A chuva interna depende do evento de precipitação e do número de galhos

sobrepostos.

Peri 1

Peri 2

50/60

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Relação da chuva interna com a estrutura da árvore RESULTADOS

O número de galhos sobrepostos controlam a proporção da chuva interna para

eventos entre 20 e 40 mm de chuva na parcela Peri 2.

Peri 1

Peri 2

50/60

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DENSIDADE DE COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DA INTERCEPTAÇÃO DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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ÁREA DE ESTUDO E MONITORAMENTO

PADRÕES DA CHUVA INTERNA E DENSIDADE DE COPA EM FLORESTA OMBRÓFILA MISTA

INFLUÊNCIA DAS ESTRUTURAS DAS ÁRVORES NA DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA EM FLORESTA OMBRÓFILA DENSA

ANÁLISE DA DINÂMICA DA INTERCEPTAÇÃO DURANTE EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO

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Relembrando

Iida et al. (2017)

INTRODUÇÃO

O processo de interceptação varia durante o evento de precipitação

✓ Diferença entre a primeira e

segunda parte do evento

A dinâmica do processo de interceptação também varia durante o evento

Além das características da vegetação, devemos considerar como as características do evento de precipitação afetam a dinâmica do processo de interceptação

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iii. Analisar a variação do processo de interceptação da copa durante oevento de precipitação;

Objetivos EspecíficosOBJETIVOS

ESPECÍFICOS

Hipótese;

O armazenamento da copa e do tronco variam ao longo do evento deprecipitação;

Pergunta?

Como é a dinâmica temporal do processo de interceptação da copa ?

51/60

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Metodologia METODOLOGIA

✓ Foi realizado na lagoa do Peri (1 parcela de monitoramento);

✓ Monitoramento automático (2 calhas e 2 árvores);

✓ Separação dos eventos considerando 12 horas sem Pg.

52/60

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Dinâmica da chuva interna depende das características do evento;

Dinâmica temporal do processo de interceptação RESULTADOS

4 2

5

4

3

2

1

0

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

Inte

nsi

da

de

[mm

/h]

Acu

mu

lad

o T

f/ A

cu

mu

lad

o P

g[-

] 0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

20

15

10

5

0

7

24 horas 32 horas 37 horas

154

20

15

10

5

0

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0Tempo [hora]

Pg = 18,3 mm Pg = 32,6 mm Pg= 89,2 mm

53/60

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Dinâmica da chuva interna depende do local de monitoramento;

Dinâmica temporal do processo de interceptação RESULTADOS

Inte

nsi

da

de

[mm

/h]

Acu

mu

lad

o T

f/ A

cum

ula

do

Pg

[-]

Tempo[hora] 54/60

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Dinâmica do escoamento pelo tronco não depende da chuva;

A taxa de geração do escoamento pelo tronco aumento durante o evento.

Dinâmica temporal do processo de interceptação RESULTADOS

5

4

3

2

1

00.1

0.08

0.06

0.04

0.02

0

Inte

nsi

da

de

[mm

/h]

Acu

mu

lad

o S

f/ A

cum

ula

do

Pg

[-]

Tempo [hora]

0.1

0.08

0.06

0.04

0.02

0

0.1

0.08

0.06

0.04

0.02

0

24 horas 32 horas 37 horas

20

15

10

5

0

20

15

10

5

0

Pg = 18,3 mm Pg = 32,6 mm Pg= 89,2 mm

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Dinâmica do escoamento pelo tronco é igual entre as árvores;

O volume do escoamento pelo tronco é diferente.

Dinâmica temporal do processo de interceptação RESULTADOS

Inte

nsi

da

de

[mm

/h]

20

15

10

5

0

0.2

0.15

0.1

0.05

0

Acu

mu

lad

o S

f/ A

cum

ula

do

Pg

[-]

DAP = 15 cm e Acopa = 4.7 m² DAP = 11 cm e Acopa = 12 m²

Tempo [hora]

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CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

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i. Quantificar e caracterizar a distribuição espacial e temporal da chuva

interna em uma parcela coberta por Floresta Ombrófila Mista;

✓ A distribuição da chuva interna não tem um padrão sazonal;

✓ O índice de cobertura do dossel varia entre os pontos, mas na média não varia;

✓ A distribuição da chuva interna não tem influência dos índices de cobertura;

✓ Os índices de cobertura contribuem para a variação da chuva interna entre eventos.

Conclusões CONCLUSÕES

57/60

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ii. Verificar as características da estrutura das árvores que influenciam na

chuva interna e no escoamento pelo tronco em duas parcelas coberta por

Floresta Ombrófila Densa;

✓ A chuva interna e o escoamento pelo tronco foram diferentes entre as duas

parcelas;

✓ A proporção da chuva interna tem distribuição heterogênea mas não demostrou

nenhum padrão temporal;

✓ O escoamento pelo tronco obteve relação com alguns parâmetros da estrutura das

árvores (i.e DAP, Acopa, Vgalho);

✓ A distribuição da chuva interna teve relação com número de galhos sobrepostos.

Conclusões CONCLUSÕES

Vo

lum

e [

litr

os]

58/60

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iii. Analisar a variação do processo de interceptação da copa durante o evento

de precipitação;

✓ A dinâmica do processo de interceptação depende das características do evento;

✓ O armazenamento da copa varia ao longo do evento;

✓ A taxa de geração do escoamento pelo tronco aumenta durante o evento;

✓ A dinâmica entre troncos parece ser igual;

✓ A dinâmica da chuva interna depende do local de monitoramento.

Conclusões CONCLUSÕES

59/60

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✓ Implementar mais parcelas de monitoramento para diferentes estágios da vegetação;

✓ Realizar monitoramento mais detalhado na dinâmica da chuva interna e do

escoamento pelo tronco;

✓ Investigar os efeitos da perda por interceptação do chão florestal;

✓ Analisar a evaporação dentro e fora da floresta;

RecomendaçõesCONCLUSÕES E

RECOMENDAÇÕES

60/60

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REFERÊNCIAS

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REFERÊNCIAS

Germer, S.; Elsenbeer, H.; Moraes, J. M. Throughfall and temporal trends of rainfall redistribution in an open tropical

rainforest, south-western Amazonia (Rondônia, Brazil). Hydrology and Earth System Sciences Discussions, v. 2, n. 6, p.

2707–2738, 19 dez. 2005;

Giglio, J. N. Interceptação da chuva em pequena bacia experimental coberta por floresta ombrofila mista. [s.l.] Universidade

Federal de Santa Catarina, 2013;

Giglio, J. N.; Kobiyama, M. Interceptação da Chuva: Uma Revisão com Ênfase no Monitoramento em Florestas Brasileiras.

Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 18, n. 2, p. 297–317, 2013;

Iida, S. et al. Intrastorm scale rainfall interception dynamics in a mature coniferous forest stand. Journal of Hydrology, v.

548, p. 770–783, 2017;

Keim, R. F.; Skaugset, A. E.; Weiler, M. Temporal persistence of spatial patterns in throughfall. Journal of Hydrology, v.

314, n. 1–4, p. 263–274, nov. 2005;

Levia, D. F. et al. Differential stemflow yield from European beech saplings: the role of individual canopy structure metrics.

Hydrological Processes, v. 29, n. 1, p. 43–51, 2015;

United space in europeu – ESA. Water Cycle: land and atmosphere. Disponivel:

http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2014/01/Water_cycle_land_and_atmosphere;

Manfroi, O. J. et al. Comparison of conventionally observed interception evaporation in a 100-m2 subplot with that

estimated in a 4-ha area of the same Bornean lowland tropical forest. Journal of Hydrology, v. 329, n. 1–2, p. 329–349, 2006.

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MUITO OBRIGADO

Florianópolis, 28 de junho de 2019

Universidade Federal de Santa Catarina – UFSCCentro Tecnológico – CTC

Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental - PPGEA

Aluno: João Henrique Macedo SáOrientador: Prof. Pedro Luiz Borges Chaffe

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A influência da vegetação no processo de interceptação da chuva em Floresta de Mata Atlântica

Aluno: João Henrique Macedo SáOrientador: Prof. Pedro Luiz Borges Chaffe

Florianópolis, 28 de junho de 2019

Universidade Federal de Santa Catarina – UFSCCentro Tecnológico – CTC

Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental - PPGEA