CARLOS AUGUSTO PETERSEN PARCHEN ok - departamento de ...
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1.1 HIPÓTESES NORTEADORAS Tem-se, para efeitos deste trabalho, como problema de pesquisa, a constatação de que os métodos padrão para determinação in situ dos parâmetros de infiltração e escoamento superficial da água no solo, em especial em ambientes florestais, apresentam limitações e dificuldades de sua utilização (SMA, 2005; SILVA e GODINHO, 2002; FRANCO et al., 2002; PANACHUKI et al., 2006), e que o desenvolvimento de metodologias mais simples e aplicáveis para esse fim, é de fundamental importância (OTONNI FILHO, 2003). Da mesma forma, a aplicação dos modelos matemáticos de infiltração e de escoamento tem trazido aos pesquisadores a percepção de que na aplicação dos diversos modelos e equações tidas como padrão para tal, tais como a de Equação de Green-Ampt, a do Modelo de Onda Cinemática e mesmo o modelo de Método da Curva Número do Soil Conservation Service, existe dificuldade de se obter uma forma explícita de considerar os efeitos do uso do solo. Tal consideração terá que ser introduzida nos parâmetros intrínsecos do solo mediante aferição destes (LANÇA e RODRIGUES, 2000). Para tal será necessário o desenvolvimento de métodos adequados. Para os estudos deste trabalho, considera-se a hipótese de que é possível desenvolver um sistema de aferição de infiltração e escoamento de água, para ambientes florestais, com baixo consumo de água e de baixa aplicação de mão-de- obra, desde que se projete o equipamento para que a área ocupada por este seja pequena, e que o mesmo seja confeccionado de material leve e durável e que, simultaneamente, utilize a água da precipitação pluviométrica natural. A possibilidade de ter-se um equipamento para área pequena é corroborada pelo fato de que os processos instantâneos de superfície ocorrem pontualmente, ou seja, não necessitam de grandes comprimentos ou grandes áreas para se manifestarem. A ocorrência dos fenômenos de superfície de uma bacia hidrográfica é a somatória dos fenômenos que ocorrem no local onde a precipitação toca o solo (SILVEIRA et al., 2000 ; FRANCO et al., 2002; SOARES, 2004). Isso é válido para o escoamento em regime não permanente, como ocorre no caso do escoamento superficial em solo, derivado do excesso de precipitação pluvial que não foi infiltrada (TUCCI, HESPANHOL e CORDEIRO NETO, 2003; TUCCI, 2005). 10
No caso de escoamento permanente, como nos cursos de água, as interações são muito mais complexas, não podem ser representadas apenas pelo escoamento pontual, e necessitam de outros estudos (RANZINI et al., 2004), em especial os que exigem modelagem matemática, para os quais, as determinações in situ, tal como a Taxa de Infiltração Constante – TIC – , de qualquer maneira, são fundamentais (OTTONI FILHO, 2003). A possibilidade de trabalhar-se com equipamentos de pequeno porte encontra apoio em diversos estudos: em Vallejo (1982) é descrita metodologia de utilização de “flumes” ou canaletas, que são caixas experimentais desenvolvidas em função dos objetivos traçados. Foram utilizadas canaletas de 0,70 m x 0,40 m x 0,15 m, construídas em chapa metálica, sendo as dimensões definidas em função da área de atuação do simulador de chuvas; em Silva e Kato, (1998), é descrita metodologia para mensurar a infiltração básica de água no solo, onde foram utilizados infiltrômetros de dimensões 2,0m x 1,0 m, com altura de 0,25 m, que foram inseridos no solo a uma profundidade de 0,12 m, com sua maior dimensão voltada para o sentido da declividade. Destacam os autores que, como as taxas de infiltração estão condicionadas às características superficiais do piso florestal, a altura das canaletas é pouco relevante; em Costa et al. (1999) encontra-se descrita metodologia onde o tamanho das parcelas, usadas para os teste com o simulador de chuvas, foram de 3 m x 1 m, 2 m x 1m e 1 m x 1 m, devidamente limitadas por chapas de aço nº 18, com 0,25 m de altura, dos quais 0,15 m foram cravados no solo. em Fabian e Ottoni Filho (2000) é descrita metodologia usando-se tabuleiros metálicos de 1,0 x 1,0 m, para estudos de infiltração vertical e capacidade de campo. Os autores destacam a necessidade de ter-se dimensões ainda menores, sugerindo 0,5 m 2 e colocam que os indicadores observados sugerem que isso é possível em muitos casos; em Pereira (2000), descreve-se metodologia de estudo de escoamento e arrasto de partículas em canais metálicos de 2 metros de comprimento, 1,0 metro de largura e altura de 0,20 m, construídos em chapa metálica nº 16; em Oliveira et al. (2000), encontra-se a descrição de metodologia de determinação de infiltração e escoamento superficial, em nível de campo, 11
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No caso <strong>de</strong> escoamento permanente, como nos cursos <strong>de</strong> água, as<br />
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escoamento pontual, e necessitam <strong>de</strong> outros estudos (RANZINI et al., 2004), em<br />
especial os que exigem mo<strong>de</strong>lagem matemática, para os quais, as <strong>de</strong>terminações in<br />
situ, tal como a Taxa <strong>de</strong> Infiltração Constante – TIC – , <strong>de</strong> qualquer maneira, são<br />
fundamentais (OTTONI FILHO, 2003).<br />
A possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> trabalhar-se com equipamentos <strong>de</strong> pequeno porte encontra<br />
apoio em diversos estudos:<br />
em Vallejo (1982) é <strong>de</strong>scrita metodologia <strong>de</strong> utilização <strong>de</strong> “flumes” ou<br />
canaletas, que são caixas experimentais <strong>de</strong>senvolvidas em função dos<br />
objetivos traçados. Foram utilizadas canaletas <strong>de</strong> 0,70 m x 0,40 m x 0,15 m,<br />
construídas em chapa metálica, sendo as dimensões <strong>de</strong>finidas em função da<br />
área <strong>de</strong> atuação do simulador <strong>de</strong> chuvas;<br />
em Silva e Kato, (1998), é <strong>de</strong>scrita metodologia para mensurar a infiltração<br />
básica <strong>de</strong> água no solo, on<strong>de</strong> foram utilizados infiltrômetros <strong>de</strong> dimensões<br />
2,0m x 1,0 m, com altura <strong>de</strong> 0,25 m, que foram inseridos no solo a uma<br />
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condicionadas às características superficiais do piso florestal, a altura das<br />
canaletas é pouco relevante;<br />
em Costa et al. (1999) encontra-se <strong>de</strong>scrita metodologia on<strong>de</strong> o tamanho das<br />
parcelas, usadas para os teste com o simulador <strong>de</strong> chuvas, foram <strong>de</strong> 3 m x 1<br />
m, 2 m x 1m e 1 m x 1 m, <strong>de</strong>vidamente limitadas por chapas <strong>de</strong> aço nº 18,<br />
com 0,25 m <strong>de</strong> altura, dos quais 0,15 m foram cravados no solo.<br />
em Fabian e Ottoni Filho (2000) é <strong>de</strong>scrita metodologia usando-se tabuleiros<br />
metálicos <strong>de</strong> 1,0 x 1,0 m, para estudos <strong>de</strong> infiltração vertical e capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
campo. Os autores <strong>de</strong>stacam a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> ter-se dimensões ainda<br />
menores, sugerindo 0,5 m 2 e colocam que os indicadores observados<br />
sugerem que isso é possível em muitos casos;<br />
em Pereira (2000), <strong>de</strong>screve-se metodologia <strong>de</strong> estudo <strong>de</strong> escoamento e<br />
arrasto <strong>de</strong> partículas em canais metálicos <strong>de</strong> 2 metros <strong>de</strong> comprimento, 1,0<br />
metro <strong>de</strong> largura e altura <strong>de</strong> 0,20 m, construídos em chapa metálica nº 16;<br />
em Oliveira et al. (2000), encontra-se a <strong>de</strong>scrição <strong>de</strong> metodologia <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminação <strong>de</strong> infiltração e escoamento superficial, em nível <strong>de</strong> campo,<br />
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