IV SIMPÓSIO INTERNACIONAL EM BACIAS HIDROGRÁFICAS FLORESTAS PARA PRODUÇÃO DE ÁGUA Dr. Valdir de Cicco Engenheiro Florestal Pesquisador Científico BOTUCATU - SP. 2013
SUMÁRIO Laboratório de Hidrologia Florestal. Produção de Água em Microbacias com Mata Atlântica. Evapotranspiração com Emprego de Lisímetros. Cooperação Técnica com o Equador.
PROGRAMA DE PESQUISAS FLORESTAIS NO ESTADO DE SÃO PAULO GOVERNO DO BRASIL INSTITUTO FLORESTAL GOVERNO DO JAPÃO JICA PROJETOS: MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS MECANIZAÇÃO E EXPLORAÇÃO FLORESTAL SENSORIAMENTO REMOTO APROVEITAMENTO MADEIRA PEQUENO DIÂMENTRO
PROJETO MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS LOCAL: PARQUE ESTADUAL DA SERRA DO MAR NÚCLEO CUNHA HISTÓRICO: ÁGUA NO VALE DO PARAÍBA COOPERAÇÃO TÉCNICA JAPONESA: PROJETO TIPO 1979 A 1984 FOLLOW UP 1984 A 1986 AFTER CARE 1989 A 1991 PROGRAMA TREINAMENTO 3º PAÍSES 1990/99 LABORATÓRIO DE HIDROLOGIA FLORESTAL WALTER EMMERICH (Lei Estadual nº 5.681 de 22/05/1987)
LABORATÓRIO DE HIDROLOGIA FLORESTAL
JUSTIFICATIVAS POUCO CONHECIMENTO SOBRE AS INFLUÊNCIAS DAS FLORESTAS TROPICAIS, PRINCIPALMENTE EM RELAÇÃO A QUANTIDADE E QUALIDADE DAS ÁGUAS. A REGIÃO TEM UMA IMPORTÂNCIA VITAL PARA O ABASTECIMENTO DE ÁGUA PARA O VALE DO PARAÍBA E LITORAL NORTE (SP) E RIO DE JANEIRO. OBTENÇÃO DE RESULTADOS DE PESQUISAS PARA SUBSIDIAR A RECUPERAÇÃO E O MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS JÁ DEGRADADAS.
OBJETIVOS DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS DE PESQUISA SOBRE O CICLO HIDROLÓGICO EM FLORESTAS TROPICAIS. FORNECER SUBSÍDIOS CIENTÍFICOS PARA UM MELHOR EQUACIONAMETNO DOS PROBLEMAS CONCERNENTES AO MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS NA REGIÃO DO ALTO PARAÍBA. CAPACITAÇÃO DE PROFISSIONAIS, ESTUDANTES DE GRADUAÇÃO E PÓS-GRADUAÇÃO EM HIDROLOGIA FLORESTAL APLICADA AO MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS.
CARACTERÍSTICAS GERAIS DA ÁREA LOCALIZAÇÃO RELEVO GEOLOGIA SOLOS CLIMA VEGETAÇÃO MUNICÍPIO DE CUNHA 23º 16 Lat Sul e 45º 02 Long Oeste MONTANHOSO (MAR DE MORROS) ALTITUDES SUPERIORES A 1000 M DECLIVIDADES MAIORES DE 15º PRÉ-CAMBRIANO GRANITOS, GNAISSES, XISTOS LATOSSOLO VERMELHO AMARELO CÂMBICO ÁCIDOS, POBRES E PERMEÁVEIS SUSCEPTÍVEIS À EROSÃO ÚMIDO - EFEITOS OROGRÁFICOS PRECIPITAÇÃO MÉDIA ANUAL: 2200 mm TEMPERATURA MÉDIA ANUAL DO AR: 16,7 ºC FLORESTA OMBRÓFILA DENSA MONTANA (MATA ATLÂNTICA)
INSTALAÇÕES PARA PESQUISAS MICROBACIAS HIDROGRÁFICAS; LISÍMETROS; ÁREAS AVALIAÇÃO ESCOAMENTO SUPERFICIAL; ÁREAS DEMONSTRATIVAS CONTROLE EROSÃO; LABORATÓRIO DE QUALIDADE DA ÁGUA; ESTAÇÃO METEOROLÓGICA.
PESQUISAS NO LABORATÓRIO DE HIDROLOGIA FLORESTAL PROCESSOS HIDROLÓGICOS QUANTITATIVOS; PROCESSOS HIDROLÓGICOS QUALITATIVOS; CICLOS BIOGEOQUÍMICOS E TRANSFERÊNCIAS DE ESPÉCIES QUÍMICAS; E MODELAGEM HIDROLÓGICA.
MICROBACIAS HIDROGRÁFICAS EXPERIMENTAIS
Estações Fluviométricas das microbacias hidrográficas experimentais A, B e D
PRINCIPAIS PROCESSOS HIDROLÓGICOS EM MICROBACIA FLORESTADA
INTERCEPTAÇÃO DAS CHUVAS
REPARTIÇÃO DA ÁGUA DAS CHUVAS MICROBACIA PROCESSO MILÍMETROS PORCENTAGEM B D PRECIPITAÇÃO TOTAL PRECIPITAÇÃO INTERNA ESCOAMENTO PELO TRONCO 2220,3 100,0 1802,9 81,2 4,8 0,2 INTERCEPTAÇÃO 412,6 18,6 PRECIPITAÇÃO TOTAL PRECIPITAÇÃO INTERNA ESCOAMENTO PELO TRONCO 2252,6 100,0 1816,8 80,7 25,2 1,1 INTERCEPTAÇÃO 410,6 18,2
BALANÇO HÍDRICO MÉDIO ANUAL MÉDIA (mm) PORCENTAGEM MICROBACIA A PRECIPITAÇÃO 1832 100 DEFLÚVIO 1279 68 EVAPOTRANSPIRAÇÃO 553 32 MICROBACIA B PRECIPITAÇÃO 2012 100 DEFLÚVIO 1473 73 EVAPOTRANSPIRAÇÃO 539 27 MICROBACIA D PRECIPITAÇÃO 2205 100 DEFLÚVIO 1528 69 EVAPOTRANSPIRAÇÃO 677 31
PROCESSOS HIDROLÓGICOS Precipitação 100% Evapotranspiração 30% Interceptação 18% Precipitação interna 81% Escoamento pelo tronco 1% Precipitação efetiva 82% Esc. direto 7% Esc. de base 63% Evaporação solo e Transpiração 12% Escoamento total 70%
(mm) RELAÇÃO ENTRE BALANÇOS HÍDRICOS 1250 1000 750 500 250 0 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 ETBMassa ETPThor
1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 mm CURVAS DE TENDÊNCIA 4000 3000 2000 1000 0 Precipitação Deflúvio Evapotranspiração
u(t) e u*(t) TESTES DE MANN-KENDALL PRECIPITAÇÃO ANUAL 2,5 1,5 0,5-0,5-1,5-2,5 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998
u(t) e u*(t) TESTES DE MANN-KENDALL DEFLÚVIO ANUAL 2,5 1,5 0,5-0,5-1,5-2,5 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000
u(t) e u*(t) TESTES DE MANN-KENDALL EVAPOTRANSPIRAÇÃO ANUAL 2,5 1,5 0,5-0,5-1,5-2,5 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998
CONSIDERAÇÕES FINAIS As microbacias de cabeceira do rio Paraibuna apresentam elevado rendimento hídrico e regime de vazão estável durante todo o ano; A precipitação e o deflúvio anual não expressam uma relação linear; As estimativas de evapotranspiração anual apresentam grande variabilidade, como também, entre os métodos empregados; Apresentam leve tendência positiva para a evapotranspiração; Os resultados no laboratório de hidrologia florestal contribuem para tomadas de decisões relativas ao gerenciamento dos recursos hídricos.
LISÍMETROS
CARACTERÍSTICAS DOS LISÍMETROS TRÊS LISÍMETROS PLANOS ÁREA: 10 x 10 x 2 m Lados e fundo de concreto, 20 cm de cascalho, 10 cm de areia e 1,5 m de solo. ESPÉCIES: Paspalum notatum Gramínea (Lisímetro A) Pinus elliottii var. elliottii (Lisímetro B) Eucalyptus urophylla (Lisímetro C)
MÉTODOS ENTRADA: medida pela precipitação (P) SAÍDA: medida através da drenagem de água de cada lisímetro (Q). BALANÇO HÍDRICO: ET = P - Q
EQUIPAMENTOS REGISTRADOR DE DADOS AUTOMÁTICO; MEDIDOR DE ÁGUA DE DRENAGEM (Typping Bucket Type) PLUVIÓGRAFO
LISÍMETRO CONSTRUÍDO
LISÍMETRO COM CASCALHO
LISÍMETRO COM SOLO
LISÍMETRO COM SOLO E MATÉRIA ORGÂNICA
LISÍMETRO COM GRAMÍNEA
LISÍMETRO COM PINUS
LISÍMETRO COM EUCALYPTUS
LISÍMETRO COM PINUS E EUCALYPTUS Pinus Eucalyptus Interceptação coníferas > Interceptação folhosas
ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA FASE DESCRIÇÃO PERÍODO Nº ÁRVORES PINUS EUCALIPTO 1ª Calibração 10/06/83 a 20/1/85 0 0 2ª Do plantio até o 1 desbaste 21/1/85 a 27/1/86 361 361 3ª 1 ao 2 desbaste 28/1/86 a 28/3/88 100 93 4ª 2 ao 3 desbaste 29/3/88 a 18/12/90 50 50 5ª 3 desbaste ao final 19/12/90 a 31/12/94 24 22
CHUVA E DRENAGEM 1ª FASE (SOLO NU) PERÍODO PRECIPITAÇÃO (mm) DRENAGEM (mm) Pinus Eucalyptus 22/3/84 a 23/4/84 268 183 169 24/4/84 a 24/5/84 167 108 105 25/5/84 a 30/6/84 7 18 18 TOTAL 442 309 292 MÉDIA 147 103 97
EVAPOTRANSPIRAÇÃO DAS ESPÉCIES FASE EVAPOTRANSPIRAÇÃO (mm) EVAPOTRANSPIRAÇÃO (%) Pinus Eucaliptus Pinus Eucaliptus 2ª (1 ano) 159 255 47 76 3ª (2,2 anos) 122 129 63 66 4ª (2,9 anos) 226 190 68 57 5ª (4 anos) 244 136 69 39
CONSUMO DE ÁGUA DO Pinus e Eucalyptus FASE PINUS EUCALYPTUS litro/planta/dia mm/dia litro/planta/dia mm/dia 2ª 1,2 4,25 1,7 6,21 3ª 5,8 5,81 6,6 6,13 4ª 9,6 4,81 10,6 5,32 5ª 23,7 5,69 15,5 3,42
mm EVOLUÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO 450 Grama Pinus Eucalipto 400 350 300 250 200 150 100 50 0 14/4 a 29/5/85 15/10 a 9/12/85 2/4 a 5/5/86 01/12 a 20/12/86 27/4 a 13/6/88 19/12 a 21/1/89 5/3 a 25/3/89 10/01 a 27/02/91 13/04 a 05/05/91 16/11 a 25/12/92 14/03 a 14/04/93 23/12 a 04/02/94 17/11 a 31/12/94
CONSIDERAÇÕES FINAIS Inicialmente, o Eucalyptus tem um consumo de agua grande, devido a seu rápido crescimento; Quando o Pinus é jovem, seu consumo de água é similar ao da gramínea; Entre os 3 anos e meio a 4 anos de idade, o consumo de água do Pinus ultrapassa o do Eucaliptus; Ao traduzir os dados obtidos nos lisímetros para outras situações é necessário ter em conta a ausência do escoamento superficial, como também, seu caráter experimental.
COOPERAÇÃO TÉCNICA - EQUADOR PROJETO BRA/04/044 S320 Apoio a Criação de um Sistema de Informação Nacional de Recursos Hídricos Florestais no Equador OBJETIVOS: Fortalecimento Institucional da SENAGUA, por meio de dois cursos de capacitação técnica para o desenvolvimento de pesquisas em HIDROLOGIA FLORESTAL e a IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE INFORMAÇÃO NACIONAL DOS RECURSOS HÍDRICOS.
COOPERAÇÃO TÉCNICA - EQUADOR PROJETO BRA/04/044 S451 Apoio para a Restauração Florestal e Monitoramento Hidrológico de Microbacias Hidrográficas com Influência Direta de Grandes Reservatórios do Equador OBJETIVOS: Melhorar as capacidades institucionais da SENAGUA em Restauração e Hidrologia Florestal em microbacias, mediante a aplicação dos conhecimentos adquiridos e metodologias desenvolvidas pelo Instituto Florestal de São Paulo.
OBRIGADO VALDIR DE CICCO INSTITUTO FLORESTAL e-mail: valdircicco@if.sp.gov.br