Estimativa de déficits e excessos hídricos em regiões de clima úmido através de diferentes modelos de balanço hídrico

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo comparar as estimativas dos déficits e excessos hídricos, para regiões de clima úmido, através de modelos de balanço hídrico que se diferenciam pela modelagem da extração de umidade (teoria de Viehmeyer & Hendrickson e teoria de Thornthwaite & Mather), pela forma de cálculo (seriado e não seriado), pela base temporal (mensal e diário) e pela entrada de chuva (chuva total e chuva efetiva). Neste estudo foram utilizados dados climatológicos de quatro regiões do Sul do Brasil que apresentam clima úmido sendo que, em duas dessas regiões, Mateus Leme (MG) e Xavantina (MT), as estações seca e úmida são bem definidas, e nas outras duas regiões, São Borja (RS) e Araranguá (SC), a chuva apresenta uma boa distribuição sazonal, mas não suficiente para atender a demanda evaporativa da atmosfera em alguns períodos. Nas quatro regiões estudadas, tanto os déficits quanto os excessos, foram subestimados pelo balanço mensal se comparado ao diário, pelo balanço não seriado se comparado ao seriado, e pelo balanço que modela a extração de umidade através da teoria de Viehmeyer & Hendrickson se comparado à teoria de Thornthwaite & Mather. Quando utilizado em regiões com grande potencial de geração de escoamento superficial, o modelo com chuva total, se comparado ao com chuva efetiva, apresenta uma pequena subestimativa dos déficits mas uma significante superestimativa da percolação. Neste estudo comparativo, a região que apresentou as maiores diferenças nas estimativas tanto dos déficits quanto dos excessos hídricos, foi a região de São Borja (RS), por possuir alta demanda evaporativa (1454mm) e grande precipitação (1902mm), com boa distribuição sazonal mas com acentuada variação interanual e má distribuição dentro do mês (chuvas intensas isoladas ou concentradas em vários dias consecutivos). Conclui-se que, em regiões úmidas que possuam estas características, é imperativo o uso de um balanço hídrico seriado diário com chuva efetiva, quando do planejamento, projeto e operação dos recursos hídricos para fins agrícolas. Para comprovar os resultados obtidos neste trabalho, foi feita a validação do modelo seriado diário com chuva efetiva, através de dados de umidade do solo medidos por sonda de nêutrons em dois experimentos de campo. O experimento desenvolvido em Cachoeirinha (RS), propiciou a validação do modelo em um Planossolo Vacacaí, através da análise da umidade do solo durante o período de cultivo da soja no ano agrícola 78/79, apresentando um coeficiente de correlação de 0,957. O experimento desenvolvido em Brotas (SP), propiciou a validação do modelo em um solo arenoso coberto com mata nativa, através da análise da umidade do solo durante um período de dois anos, apresentando um coeficiente de correlação de 0,783.

The purpose of this paper was to compare estimates of water deficits ande excesses in humid climates, using water balance models which differ according to humidity extraction modelling (theory of Viehmeyer & Hendrickson and theory of Thorntwaite & Mather), form of calculation (serial and non-serial), temporal base (monthly and daily), and rainfall input (total rainfall and effective rainfall). In this study, climatological data from four humid climate regions in the south of Brazil were used; in two of these regions, Mateus Leme (MG) and Xavantina (MT), the dry and wet seasons are well defined, and in the two other regions, São Borja (RS) and Araranguá (SC), rainfall is well distributed seasonally, but is not enough to supply the atmospheric evaporation demands during some periods. In the four regions studied, both deficits and excesses were underestimated by the montly balance, as compared to the daily one, by the non-serial as compared to the serial one, and by the balance which models humidity extraction using the theory of Viehmeyer & Hendrickson as compared to the theory of Thornthwaite & Mather. When used in regions with great potential to generate surface runoff, the total rainfall, as compared to the effective rainfall, one presents a slight underestimation of the deficits, but a significant overestimation of percolation. In this comparative study, the region with the greatest differences in estimates, both of water deficits and excesses, was the region of São Borja (RS), because of its high demand for evaporation (1454mm) and heavy rainfall (1902mm), with good seasonal distribution, but marked interannual variation and bad distribution during the month (isolated, intense rainfall or concentrated in several consecutive days). It is concluded that, in humid regions with these characteristics, it is essential to use a daily serial water balance with effective rainfall, when planning, designing and operating water resources for agricultural purposes. To prove the results obtained in this study, the daily serial model with effective rainfall was validated, using soil humidity data measured with a neutron probe in two field experiments. The experiment carried out at Cachoeirinha (RS) allowed model validation in a Vacacaí Planosol, by analysing soil humidity during the soybean cultivation period, in the agricultural year of 78/79, with a correlation coefficient of 0,957. The experiment performed at Brotas (SP) allowed model validation in a sandy soil covered with native woods, by analysing soil humidity during a two-year period, and presented a correlation coefficient of 0,783.