1- Professora Adjunto 4 – Universidade Federal Do Pará – marcarmo@nautilus.com.br 2- Aluna de Graduação – Universidade Federal Do Pará – nessynha24@yahoo.com.br
ESTIMATIVA DA INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO SOLO NA FLORESTA NACIONAL DE CAXIUANÃ-PA.
Maria do Carmo Felipe de Oliveira1 Vanessa de Almeida Dantas2 José de Paulo Rocha da Costa3
José Augusto de Souza Júnior4
RESUMO
A Grande carência de medições hidrometeorológicas em áreas de Floresta Tropical Chuvosa dificulta o fechamento do balanço hídrico local. O presente trabalho teve como objetivo básico realizar medidas da capacidade de armazenamento de água no solo e da taxa de infiltração em três áreas da Bacia do Rio Caxiuanã, objetivando compreender a dinâmica hidrológica em solos com cobertura de floresta densa, uma vez que alem das análises a cerca das características do solo, deve-se levar em conta, as modificações feitas pelo homem, como, desmatamento, processos erosivos, enxurradas e etc.
Em condições de intensidade de precipitação, a velocidade média de infiltração é mínima e tende a estabilizar-se mais rápido com o tempo, enquanto que, quanto mais seco é o solo, maior é a velocidade média de infiltração. As maiores taxas de infiltração foram registradas para a parcela de interceptação, plot 1 e parcela do projeto ESECAFLOR, respectivamente. O procedimento utilizado apresentou vantagens de natureza metodológica, bem como a redução substancial de tempo e custo para obter a taxa de infiltração de água no solo.
ABSTRACT
The great lack on hydrometeorological mensurations in Rainy Tropical Forest areas complicates the local water balance shutdown. The present work had as basic objective to measure water storage capacity in the soil and of the infiltration rate in three areas of Caxiuanã River Basin, objectifying comprehend the hydrologic dynamic in soils with dense forest coverage, once besides of the analyses about characteristics of soil, it must be taken in consideration, the modifications done by the man, like, deforestation, erosive processes, torrents and etc.
In conditions to precipitation intensity, the infiltration speed average is minimum and tends to stabilize faster with time, while, the drier is the soil, larger is the infiltration average speed. The biggest infiltration rates were registered for the interception part, plot 1 and project ESECAFLOR part, respectively. The process used introduced methodological nature advantages, as well as time and cost substantial reduction to obtain water infiltration rate in the soil.
Palavras Chave: Taxa de infiltração. INTRODUÇÃO
A água infiltrada e estocada no solo torna-se disponível á absorção pelas plantas e ao retorno para a atmosfera por evapotranspiração. A água que não retorna á atmosfera recarrega o reservatório de água subsuperficial ou subterrâneo e daí converge muito lentamente para as correntes de fluxos. Em solos com boa infiltração, o fluxo de água subterrâneo pode alimentar os canais abertos (ou rios) durante longos períodos de estiagem.
A Infiltração de água no solo é um processo dinâmico de potencial de penetração vertical da água através da superfície do solo. O conhecimento da taxa de infiltração da água no solo é de fundamental importância para definir técnicas de conservação do solo, planejar e delinear sistemas de irrigação e drenagem, bem como auxiliar na composição de uma imagem mais real da retenção da água e aeração no solo.
A grande carência de medições hidrometeorológicas em áreas de floresta tropical chuvosa dificulta o fechamento do balanço hídrico local, portanto, o presente trabalho teve como objetivo entender e analisar os fatores controladores da taxa de infiltração de água no solo, visando assim compreender a dinâmica hidrológica em solos com cobertura de floresta densa e constatar através dos resultados, a relação (positiva ou negativa) da infiltração e surgimento de processos erosivos acelerado, justificando toda a compreensão do processo e o desencadeamento na modelação e configuração do relevo terrestre.
MATERIAL E MÉTODOS
A área experimental da floresta esta localizada na Reserva Florestal de Caxiuanã, onde foi construída a Estação Cientifica Ferreira Penna – ECFPn, administrada pelo Museu Paraense Emilio Goeldi – MPEG. A base física da estação esta localizada a oeste do Estado do Pará no município de Melgaço, distante 400 km de Belém-Pa, em linha reta. A estação tem como coordenadas 01°42’30’’ de latitude sul e 51°31’45’’ de longitude oeste. A Reserva Florestal de Caxiuanã abrange 33000 ha, da qual 80% correspondem á floresta de terra firme e 20% á floresta de várzea e igapó, alem de uma abundante vegetação aquática.
Para caracterizar o fenômeno da infiltração, foram utilizados infiltrômetros por inundação, FIGURA 01, que são dois cilindros metálicos concêntricos, o externo com diâmetro de 30 cm e o interno com diâmetro de 20 cm, ambos com altura de 30 cm. Os infiltrômetros foram cravados no solo até uma profundidade entre 15 e 20 cm. Na parte superior foi colocada água em ambos os infiltrômetros, cuja variação de altura foi observada através de uma régua instalada no interior do cilindro interno. A leitura foi feita até a estabilização da velocidade de infiltração.
Escolheram-se três pontos representativos da área de estudos, que foram:
Ponto de infiltração 01 – próximo à torre do ESECAFLOR, solo areno-argiloso e leve camada de leitura.
Ponto de infiltração 02 – localizado dentro da parcela do experimento de interceptação, onde o tipo de solo é areno-argiloso e camada de matéria orgânica profunda e bastante enraizamento.
Ponto de infiltração 03 - localizada na estrada do PLOT 01, onde o tipo de solo é areno-argiloso e camada de matéria orgânica profunda e bastante enraizamento.
Os dados foram obtidos para dois períodos distintos, meses chuvosos, março e abril e meses menos chuvosos outubro e novembro de 2005. O processamento, os cálculos e a confecção de gráficos foram realizados e em seguida foram feitas analises e discussões dos dados.
RESULTADOS E DISCURSÕES
A Figura 02 mostra os valores médios da velocidade de infiltração, Vi (mm/min), nas três áreas selecionadas e para os períodos considerados, meses mais chuvosos (março e abril) e meses menos chuvosos (outubro e novembro).
A figura confirma visualmente o comportamento da velocidade de infiltração em relação ao tempo de infiltração, indicando que no inicio do teste a taxa de infiltração é alta e à medida que o tempo aumenta a infiltração diminui, até atingir um valor quase constante, denominada de velocidade de infiltração básica. Observa-se também que, quanto mais seco é solo, maior é a velocidade média de infiltração, ou seja, na época menos chuvosa a taxa de infiltração é mais elevada do que na época mais chuvosa.
Observa-se que as maiores velocidades médias de infiltração foram registradas nos pontos 2 e 3 quando comparado com o ponto 1, onde o tipo de solo nos pontos considerados é do tipo areno-argiloso, porém nos pontos 2 e 3 a cobertura de matéria orgânica é muito espessa com bastante enraizamento dos vegetais, mantendo alta capacidade de absorção, contribuindo de maneira positiva para uma maior capacidade de infiltração e diminuir consideravelmente as perdas de água no solo.
Velocidade de Infiltração Instantanea - Março/2005
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 1 2 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tempo (min) Ve lo c ida de I n s ta n ta ne a ( m m )
Velocidade de Infiltração Instantanea -Abril/2005
0 2 4 6 8 10 12 14 1 2 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tempo (min) V e loc ida de I ns ta nt a ne a ( m m )
Velocidade de Infiltração Instantanea - Outubro/2005 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tempo (min) Vel oci da de I ns ta nt a nea ( m m )
Velocidade de Infiltração Instantanea - Novembro/2005
0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tempo (min) V el oci dad e I nst an tanea (m m )
Figura 02 – Valores Médios da Velocidade de Infiltração de água no solo nas áreas consideradas para os meses de março, abril, outubro e novembro de 2005.
As Figuras 03 e 04 mostram as velocidades médias de infiltração e da infiltração acumulada nos pontos considerados e nos meses observados. Os resultados mostram que as maiores velocidades médias de infiltração foram registradas nos pontos 2 e 3, parcela da interceptação e no plot 1, respectivamente, com velocidades médias instantâneas de 9,5 mm/min e 11,4 mm/min (meses mais chuvosos) e 59,4 mm/min e 37,9 mm/min (meses menos chuvosos), enquanto que as menores velocidades médias de infiltração foram observadas no ponto 1, parcela do projeto ESECAFLOR, com velocidade média instantânea de 3,6 mm/min (meses mais chuvosos) e 4,9 mm/min (meses menos chuvosos) respectivamente.
Conforme esperado, as maiores velocidades médias acumuladas de infiltração também ocorre nos pontos 2 e 3 e menores no ponto 1. Observa-se que, a taxa de infiltração instantânea e acumulada no período mais chuvoso (março e abril) é menor que no período menos chuvoso (outubro e novembro), mostrando o papel da cobertura vegetal e da camada de matéria orgânica sobre o solo, as características físicas do solo e o estado da superfície.
Velocidade Média de Infiltração Instantânea (mm/min)
0 10 20 30 40 50 60 70 P1 P2 P3 V e lo ci da de I n ta n tan ea (m m )
mar/05 abr/05 out/05 nov/05
Velocidade Média de Infiltração Acumulada (mm/min)
10 60 110 160 210 260 310 360 P1 P2 P3 V e lo ci d a d e I n ta nt anea (m m )
mar/05 abr/05 out/05 nov/05
Figura 03 - Velocidade média de infiltração instantânea.
Figura 04 - Velocidade média de infiltração acumulada.
Através dos coeficientes de determinação, que foram superiores a 0,950, observa-se que o método de medidas utilizando-se infiltrômetros por inundação é satisfatório para os cálculos da velocidade media de infiltração e da infiltração acumulada de água no solo, nas três áreas consideradas no experimento.
Observa-se que não houve variação das características do solo. Isto confirma os dados observados pelo Projeto RADAM, que diz que os solos da região da Reserva Florestal de Caxiuanã são predominantemente da unidade de mapeamento LA11 – Latossolo Amarelo Destrófico, variando apenas na textura ora argilosa, ora arenosa ou média.
CONCLUSÃO
Os resultados mostram que as maiores velocidades médias de infiltração foram registradas para a parcela da interceptação, parcela do plot 1 e parcela do projeto ESECAFLOR, respectivamente e que quanto mais seco o solo, maiores as velocidades médias instantâneas, mostrando o papel da cobertura vegetal e o estado da superfície, que por sua vez controlam a capacidade de retenção ou armazenamento de água. Os resultados mostram também que não houve grandes variações das características físicas do solo.
Conclui-se que dentro dos limites de aplicabilidade e das limitações do modelo, que o mesmo é satisfatório para os cálculos da velocidade média de infiltração e da infiltração acumulada de água no solo, pelos altos valores do coeficiente de determinação.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
BETOL, I; COGO, N.P.; LEVIEN, R. Relações da Erosão Hídrica com Métodos de Prepare de Solo, na Ausência e Presença de Cobertura por Resíduo Cultural de Trigo. Revista Brasileira de Ciências do Solo. Campinas, Vol.11, p. 187-192, 1987.
COELHO, R. D.; VICCINO, J.R.; SILVA,V.M. Velocidade de Infiltração de Água no Solo- Aspectos Práticos: Infiltrômetros de Anéis x Infiltrômetros de Aspersores. XXXVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola. Santa Maria-RS, 1992.
COSTA, J.P.R.; MORAES, J.C; ROCHA, E.J.P. Estimativa da Interceptação em Floresta Tropical Úmida Amazônica. IX Congresso Brasileiro de Agrometeorologia. Vol. I, p.170-172, 1995.
PROJETO RADAN Brasil. DNPN, 1974.
PAIXÃO, F.J.R. et al. Estimativa da Infiltração da Água no Solo Através de Modelos Empíricos e Funções não Lineares. Revista de Biologia e Ciência da Terra. Vol.5- nº. 01-2004.
SOBRINHO, T.A.; et al. Infiltração de Água no Solo em Sistemas de Plantio Direto e Convencional. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Vol.7, nº. 02, pág.191-196, 2003.
