65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

Evapotranspiração de Referência via Modelo de Priestley-Taylor e Modelo Padrão de Penman-Monteith-FAO na Bacia de Pedro do Rio – Região Serrana do Rio de Janeiro

Henrique Moraes Tanus - Aluno do curso de Engenharia Civil - Escola Politécnica/ UFRJ Paula Scrivano do Amaral - Aluna do curso de Engenharia Civil - Escola Politécnica/ UFRJ Luiza Rotenberg Saraiva - Aluna do curso de Engenharia Ambiental - Escola Politécnica/ UFRJ Vinicius Rios Barros - Mestrando/Orientador- Programa de Engenharia Civil - COPPE / UFRJ Otto Corrêa Rotunno Filho - Prof. Dr./Orientador – Programa de Engenharia Civil - COPPE/UFRJ Célia Maria Paiva - Prof. Dr./Orientador – Departamento de Meteorologia – IGEO/UFRJ

INTRODUÇÃO:

A estimativa da evapotranspiração de referência (ETo) por meio de equações matemáticas é o processo mais comum e mais usual de obtenção da transferência de água para a atmosfera em áreas vegetadas. Esses métodos apresentam problemas de precisão, principalmente pela falta de ajuste dos coeficientes dos modelos, além de erros de leitura, acurácia dos sensores e por serem desenvolvidos para condições climáticas e agronômicas específicas, que não têm validade para condições distintas. Essa evapotranspiração de referência assemelha-se à evapotranspiração de uma superfície extensa coberta com grama de altura uniforme, em crescimento ativo e cobrindo completamente a superfície do solo, sem restrição hídrica e nutricional. Os métodos mais empregados são os indiretos e baseiam-se em dados meteorológicos, muitas vezes não disponíveis na região de interesse. Nesse contexto, em virtude da importância de se estimar corretamente a ETo, desenvolveu-se este trabalho com o objetivo de avaliar o desempenho do método de Priestley-Taylor (PT) na região da bacia de Pedro do Rio, sub-bacia do rio Piabanha e situada na região serrana do Rio de Janeiro, tendo como referência o método de Penman- Monteith-FAO (PMF).

OBJETIVO DO TRABALHO:

O trabalho discute a estimativa da evapotranspiração de referência por meio de equações empíricas, ainda que fisicamente embasadas, para aplicação na bacia de Pedro do Rio, inserida na região serrana do Rio de Janeiro. O estudo comparou o método de Priestley-Taylor com a equação de Penman-Monteith-FAO, apontando o bom desempenho do método simplificado de Priestley-Taylor.

MÉTODOS:

O trabalho foi realizado com base em dados hidrometeorológicos coletados no período de abril de 2007 a abril de 2008, obtidos de uma estação meteorológica instalada na bacia de Pedro do Rio, implantada pelo projeto EIBEX (Estudos Integrados de Bacias Experimentais), com vistas a subsidiar a parametrização hidrológica na gestão de recursos hídricos das bacias da região serrana do Rio de Janeiro. Para avaliar o desempenho da estimativa da ETo pelo método de Priestley-Taylor (PT), tomando como padrão a ETo pelo método de Penman-Monteith-FAO (PMF), foram ajustadas equações de regressão lineares considerando dados diários e agrupados em períodos de 3 e de 5 dias. Os valores de ETo estimados por CA foram correlacionados aos valores estimados por PMF e avaliados segundo regressões lineares simples, erro-padrão da estimativa (SEE), índice de concordância (d) e índice de desempenho (c), definido pelo produto entre o coeficiente de correlação (r) e o índice de concordância (d).

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

O agrupamento dos valores de ETo em períodos de 3 e 5 dias propiciou melhorias sucessivas nos ajustes das medidas obtidas por Priestley-Taylor (PT) com as medidas obtidas por Penman-Monteith-FAO (PMF). Foi possível constatar que, de modo geral, o método de PT estimou satisfatoriamente a ETo calculada pelo método de PMF, tendo em vista um elevado índice de concordância para todas as condições analisadas. A partir dos resultados da análise de regressão dos dados de ETo agrupados em períodos de 3 e 5 dias, verificou-se também a diminuição no erro-padrão da estimativa (SEE) em relação à análise diária. Complementarmente, foram obtidos maiores coeficientes de correlação e, conseqüentemente, melhores índices de desempenho do método analisado. O bom desempenho alcançado pelo método de Priestley-Taylor (PT) confirmam a observação de outros autores de que métodos empíricos, pela sua simplicidade e facilidade de aplicação, podem ser os únicos com potencial de utilização em uma dada região face à limitação de dados hidrometeorológicos disponíveis.

CONCLUSÕES:

A estimativa da evapotranspiração é fundamental em muitas aplicações relacionadas a recursos hídricos e à modelagem hidrometeorológica, na medida que estudos disponíveis na literatura hidrológica apontam que a evapotranspiração representa aproximadamente 65% do total precipitado sobre superfícies continentais. Adicionalmente, o monitoramento contínuo de fluxos de energia na superfície terrestre, tão relevantes na previsão do tempo e do clima, em diferentes escalas, bem como para estimativa dos escoamentos superficial e subterrâneo em uma bacia hidrográfica, ainda não está disponível, ainda que avanços estejam sendo feitos nos centros hidrometeorológicos acadêmico-operacionais. Neste trabalho, observou-se que o método de Priestley-Taylor (PT) é uma boa opção para estimar a evapotranspiração de referência (ETo) na bacia de Pedro do Rio, região serrana do estado do Rio de Janeiro Em particular, verificou-se que o desempenho melhora na medida que os dados diários são agregados de 3 em 3 dias e de 5 em 5 dias, o que permite melhor definir a escala de tempo recomendável para aplicação desse tipo de abordagem.

Palavras-chave: Evapotranspiração de referência, Método de Priestley-Taylor, Método de Penman-Monteith-FAO.