Modelagem do balanço hídrico em microbacia hidrográfica com plantio eucalipto

Abstract

Como em qualquer outra atividade de produção, a obtenção de madeira como matéria-prima industrial a partir de reflorestamento homogêneo com espécies de rápido crescimento causa impactos ambientais. As florestas plantadas têm sido alvo de inúmeros questionamentos quanto ao seu impacto no meio ambiente, principalmente no que se refere ao consumo de água. Este estudo teve como objetivo geral aperfeiçoar o modelo do balanço hídrico e aplicá-lo em áreas de plantio de eucalipto, levando em consideração a topografia na redistribuição de água e energia solar na dinâmica dos fluxos e a sua influência na disponibilidade de água. Para tanto foi feito o monitoramento dos componentes do balanço hídrico em uma microbacia experimental afim de calibrar e validar o modelo e desenvolver um sistema computacional geoespacial para estimar os componentes do balanço hídrico do solo para plantios de eucalipto em áreas de relevo ondulado. A microbacia escolhida para realizar o estudo hidrológico localiza-se nas áreas de plantio da CENIBRA S.A. na região Leste de Minas Gerais. A cobertura do solo encontra-se ocupada por floresta de eucalipto, plantada no ano de 2004, e por mata ciliar. Para a realização do monitoramento das características meteorológicas e hidrológicas foram instalados na microbacia diversos sensores. A vazão do curso d’água foi monitorada usando um vertedor triangular e um linígrafo automático. O sistema computacional teve como base o uso de um modelo digital do terreno hidrologicamente consistente, com resolução espacial de 4 m. O balanço hídrico foi horário para a camada de solo que contém as raízes, e a qual varia em função da idade das plantas. Verificou-se que apesar das características físicas da bacia favorecer para o escoamento superficial, menos de 1% do volume escoado era originário de escoamento superficial. O plantio de eucalipto mostrou-se um importante regulador de vazão, facilitando a infiltração da água no solo, o que proporcionou maior permanência da água na microbacia. A partir da modelagem espacial pôde-se verificar importante influência das diferentes inclinações e orientações das encostas nos totais diários de transpiração. O aporte de água das camadas mais profundas para a camada útil do solo é um componente que deve ser considerado para estudos do balanço hídrico em escala diária. Os plantios realizados em áreas com encostas voltadas para o norte sofreram por mais tempo o estresse hídrico do que os plantios com áreas voltadas para o sul.

Every production tasks such as the raw material - woods - growth using homogeneous reforestation and species that show quickly grow has caused environmental impact. The homogeneous reforestation, showing quick growth, has been considered in many studies because of its environmental impact and water consumption. This work’s purpose is to improve the water balance model in order to use it in areas of eucalypt plantation, considering the topography influence on the water availability and the solar radiation influence on dynamic flows and their influence on water stock. Therefore, it was done a survey on the water balance components in an experimental micro basin in order to calibrate and evaluate the model and develop a geospatial computer system to estimate the soil water balance components for eucalypt culture in areas of wavy topography. The micro basin used in this hydrological study is located in the CENIBRA’s planting area in the East side of Minas Gerais State. The land cover has been used for gallery forest and eucalypt culture planted in 2004. Many sensors were used for the survey about meteorological and hydrological conditions. The water course’s outflow was monitored by the use of a triangular weir and automatic hydrological gauges. A digital terrain model hydrologically consistent with 4 meters spatial resolution was used as data set for the computer system. The soil’s layers that contain the plant’s roots which vary according to the plant’s age had an every one hour water balance. The study shows that the topography has promoted the surface flow and less than 1% of the runoff volume came from the surface flow. The eucalypt culture shows as a very important outflow controller, promoting the water infiltration in the soil which helped the water stock and availability in the micro basin. The spatial model shows the influence of the different hillside’s slopes and shapes on the plant’s daily total transpiration. The water input from deep layers through useful soil layers is a component that should be considered for daily water balance studies. The plants cultivated in the North had a greater water stress than plants cultivated in the South of hillsides areas.