Balanço hídrico do município de Belém, utilizando o método De Thornthwaite e Mather

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ESTUDO DE CASO

MELO, Antonio Juscelino de Souza [1], ALVES, Herick Rennan Castro [2], FILHO, Wellington Soares Pereira [3]

MELO, Antonio Juscelino de. Souza. ALVES, Herick Rennan Castro. FILHO, Wellington Soares Pereira. Balanço hídrico do município de Belém, utilizando o método De Thornthwaite e Mather. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 09, Vol. 10, pp. 28-36 Setembro de 2018. ISSN:2448-0959

RESUMO

O município de Belém/Pará encontra-se no extremo norte do País a aproximadamente 160 km da linha do Equador, às margens da baía do Guajará e do rio Guamá. E está localizada sob as coordenadas geográficas 01°27´S e 48°28’O com uma população estimada de 1.392.031 habitantes, segundo o IBGE (2010), distribuídos em um território de 1.065km2. A água é um fator fundamental e limitante à sobrevivência de um ser vivo. É através desta que conseguimos realizar várias reações e atividades vitais para o crescimento e desenvolvimento de uma humanidade. O balanço hídrico é o método que nos dá o saldo de água disponível do solo para os vegetais, ou seja, ele contabiliza a entrada e saída de água do solo, sendo que o balanço hídrico contabiliza a precipitação com a evapotranspiração potencial, considerando um valor determinado de capacidade de armazenamento de água nos solos. Neste trabalho foi utilizado o método de Thornthwaite e Mather (1955), que usam dois parâmetros meteorológicos que são a temperatura média do ar e a precipitação anual. O excesso de água disponível ficou evidenciado entre janeiro e julho, em agosto houve um equilíbrio hídrico, ou seja, a quantidade de água que entrou foi à mesma que saiu.

Palavra chave: município, água, sobrevivência, poluição

INTRODUÇÃO

A água é um fator fundamental e limitante à sobrevivência de um ser vivo. É através desta que conseguimos realizar várias reações e atividades vitais para o crescimento e desenvolvimento de uma humanidade. Mas o grande problema está no mau uso que se faz da água, os desperdícios constantes e poluições que ocorrem atualmente é alarmante.

No solo a água também se faz presente, armazenada em grandes reservatórios subterrâneos, e também mais a superfície devido às precipitações, que é de grande importância para o desenvolvimento das vegetações.

O presente estudo teve como objetivo realizar um balanço hídrico (BH) do município de Belém. O balanço hídrico é um sistema que contabiliza o saldo de água disponível no solo, ou seja, ele nos fornece informações de quanta água entrada e saída do solo. O Balanço Hídrico nos dá informações de ganho, perda e armazenamento de água no solo (OLIVEIRA, 2007).

A importância de se realizar um balanço hídrico em uma região não está apenas em se obter dados de quantidade de água presente no solo, mas também para servi como uma forte ferramenta para a gestão dos recursos hídricos e das bacias hidrográficas. Também a partir desta tirar outras conclusões como definir se o solo tem deficiência de umidade, verificar a umidade armazenada na zona das raízes, também se sabe através deste o excedente de água no solo, a evapotranspiração potencial e a evapotranspiração real ou umidade verdadeiramente consumida pela vegetação.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

O município de Belém do Pará encontra-se no extremo norte do País a aproximadamente 160 km da linha do Equador, às margens da baía do Guajará e do rio Guamá. E está localizada sob as coordenadas geográficas 01°27´S e 48°28’O com uma população estimada de 1.392.031 habitantes, segundo o IBGE (2010), distribuídos num território de 1.065km2.

Belém capital do Pará sofre grande influencias climáticas da floresta Amazônica uma delas está nos índices de chuva. A capital caracteriza-se por apresentar temperaturas sempre altas, forte convecção, ar instável e alta umidade do ar favorecendo a incidência de constantes chuvas. A forte convecção, a instabilidade e a alta umidade do ar favorecem a formação de nuvens convectivas, dando origem a uma grande incidência de precipitação na forma de pancadas, principalmente à tarde (NECHET, 2002).

2.2 COMPONENTES DO BALANÇO HÍDRICO

2.2.1 PRECIPITAÇÃO (P)

A precipitação é a queda de água no estado líquido as chuvas ou no estado sólido como forma de neve ou granizo. Que são resultados da condensação do vapor de água que existe na atmosfera.

Para se medir a quantidade de precipitação caída por unidade de superfície, durante certo intervalo de tempo, utiliza-se um pluviômetro.

2.2.2 EVAPOTRANSPIRAÇÃO NÃO CORRIGIDA (ET-TAB)

A evapotranspiração é a forma pela qual a água da superfície terrestre passa para

Atmosfera no estado de vapor, tendo papel importantíssimo no Ciclo Hidrológico em termos globais. Esse processo envolve a evaporação da água de superfícies de água livre, dos solos e da vegetação úmida e a transpiração dos vegetais.

A evapotranspiração não corrigida da cultura se restringe aos processos de evaporação da água do solo e da vegetação úmida e de transpiração das plantas. O balanço entre a água que entra na cultura pela chuva e a que sai por evapotranspiração, irá resultar na variação do armazenamento de água no solo, que por sua vez condicionará o crescimento, o desenvolvimento e o rendimento da cultura.

2.2.3 EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL (ETP)

A evapotranspiração potencial (ETP) é considerada um elemento meteorológico padrão, fundamental, representando a chuva necessária para atender às carências de água da vegetação. É definida como a perda de água para a atmosfera, por uma superfície natural, sem restrição hídrica para transpiração e evaporação do solo. Quanto menor o armazenamento de água no solo, maior será a limitação imposta pela planta e pelo solo à evapotranspiração será menor que a potencial (MATHER, 1958).

Observa-se que a evapotranspiração potencial é função da disponibilidade de energia existente, ou seja, da capacidade do sistema em absorver esse vapor ou converter o seu calor armazenado em calor latente. A evapotranspiração real será a mesma que a potencial quando a disponibilidade de água para ser evaporada existe.

2.2.4 EVAPOTRANSPIRAÇÃO REAL (ETR)

A evapotranspiração real é a perda de água de uma superfície natural, em qualquer condição de umidade e cobertura vegetal. É um caso especial da evapotranspiração potencial.

A evapotranspiração em sistemas agrícolas normalmente não é potencial, devido a variações de umidade e cobertura do solo. Os campos agrícolas não promovem também uma cobertura homogênea ao solo durante todo o ciclo de cultivo, ou seja, há variação no índice de área foliar e no coeficiente de cultivo.

2.2.5 DEFICIÊNCIA HÍDRICA (DEF)

É a diferença entre a precipitação e a evapotranspiração potencial, quando o solo atinge a sua capacidade máxima de retenção de água. Ou seja, representa a água que faltou no período para que as plantas sofram evapotranspiração na razão da evapotranspiração potencial.

2.2.6 EXCEDENTE HÍDRICO (EXC)

É a quantidade de água da chuva que escoa pela superfície do terreno e chega até os rios e açudes, isso ocorre quando o solo está úmido o suficiente e a água não é aproveitada pelas plantas. Este termo explica por que, em períodos de estiagem, quando há o retorno da chuva os rios e açudes levam mais tempo para encher. Este pode ser considerado como sendo o escoamento superficial e ou escoamento subterrâneo, que é de grande importância para o dimensionamento de sistemas de abastecimentos, sistemas de drenagem, barragens, e projetos de controle de enchentes (MATHER, 1958).

2.2.7 ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO (ARM)

O armazenamento é a quantidade de água que o solo tem disponível depois da evapotranspiração, o armazenamento só vai ser positivo se a quantidade de água evaporada for menor que a precipitação se levando em conta também a capacidade de água que o solo pode armazenar.

2.2.8 ALTERAÇÃO DO ARMAZENAMENTO (ALT)

É a diferença entre o armazenamento do mês em questão e o Armazenamento do mês anterior, ou seja, é a quantidade de água que sobrou ou faltou em relação ao mês anterior.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 LOCALIZAÇÃO E DESCRIÇÃO DO MUNICÍPIO

O município de Belém está localizado aproximadamente 160 km da linha do Equador, às margens da baía do Guajará e do rio Guamá (figura 1). Sob as coordenadas de 3 01°27´S e 48°28’O com uma população estimada de 1.392.031 habitantes, segundo o IBGE (2010), distribuídos num território de 1.065km2.

Figura 1 – Localização geográfica do município de Belém-PA.

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Fonte: Adaptado Google Earth.

Os dados para o balanço hídrico foram obtidos diretamente do banco de informações do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Dados correspondentes ao período de 1983 a 2013, somando um período de 30 anos.

O método utilizado para fazer o balanço hídrico foi o de Thornthwaite e Mather (1955), um modelo de fácil manipulação por precisar apenas dos dados de temperatura média do ar e a precipitação anual. Esse método considera que a variação do armazenamento (ARM) de água do solo é uma função exponencial que envolve uma capacidade de água disponível (CAD) e perda de água acumulada (Negativo Acumulado). Foi estabelecida para o cálculo do balanço hídrico uma retenção hídrica de 125 mm (OLIVEIRA, 2007).

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

De posse dos dados de temperatura média do ar e precipitação obtidos do INMPE, foi possível realizar os cálculos para se determinar os componentes do balanço hídrico (tabela 1).

Tabela 1- Balanço Hídrico do Município de Belém.

Fonte: autor

De acordo com a tabela do balanço hídrico de Belém do período de 1983 a 2013 usando o modelo de Thorntwaite e Matter (1955), encontrou-se um valor de 1697 mm, referente à evapotranspiração real anual calculada, um déficit hídrico (DEF) de 13 mm e um excedente hídrico (EXC) de 1304 mm. Para melhor visualização das variáveis foi plotado o gráfico (figura 2), do balanço hídrico de Belém.

Figura 2 – Balanço Hídrico do município de Belém– PA

Fonte: autor

Através do método Thornthwaite e Mather (1955), o balanço mostrou que nos anos de 1893 a 2013 o excedente de água foi observado nos meses de dezembro a agosto e a deficiência de setembro a novembro como mostra a figura 03.

Figura 3 – Deficiência e Excedente de água no solo de Belém-PA

Fonte: autor

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Com os valores encontrados para a evapotranspiração potencial estimada, as médias mensais que apresentaram maiores valores foram as de maio com 148 mm e temperatura de 27,3 ºC, e o período entre novembro com 147mm e temperatura de 27,6ºC a dezembro com 145mm e temperatura de 27.4ºC, coincidindo em partes também com as maiores medias de temperatura. Já os meses que apresentaram menores valores de ETP foram os meses entre fevereiro com 130 mm e temperatura de 26,7°C a abril com 138 mm e temperatura de 27,1ºC.

No período de janeiro a julho, percebeu-se que houve excesso de água disponível para o solo. Em agosto houve um equilíbrio hídrico, a quantidade de água que entrou foi à mesma que saio. E entre os meses de setembro, agosto até novembro, houve o período de retirada de água do solo, O período de deficiência hídrica ficou evidenciado entre esses três períodos.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

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NECHET, D. et al. Aspectos Climáticos de Belém nos Últimos Cem Anos. Embrapa Amazônia Oriental, 2002. 31p.; 21cm (Documentos, 128). Belém, 2002.

OLIVEIRA, D. P. R. Planejamento Estratégico: conceitos, metodologia e práticas. 23. ed. São Paulo: Atlas, 2007.

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SANTOS, A .R. A Análise das tendências da chuva e das temperaturas extremas na Região de Belém (PA). Piracicaba, (Mestrado – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiróz” / USP ).1993.

SALATI E. The climatology and hydrografy of Amazônia. Prance, G. T. & Lovejoy, T. E. Key environments: Amazônia. Oxford, pergamom, Cap.2 P. 18-48. 1985.

[1] Graduando de Engenharia Ambiental e Energias Renováveis da Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA).

[2] Graduando de Engenharia Ambiental e Energias Renováveis da Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA).

[3] Graduando de Engenharia Ambiental Faculdade Estácio IESAM (Instituto de Estudos Superiores da Amazônia)

Recebido em: Dezembro de 2017

Aprovado em: Setembro de 2018

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