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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2015.tde-23042015-172810
Documento
Autor
Nome completo
Lara Gabrielle Garcia
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Ferraz, Sílvio Frosini de Barros (Presidente)
Beskow, Samuel
Mingoti, Rafael
Título em português
Uso do corte raso em mosaico visando à redução dos efeitos hidrológicos em florestas plantadas
Palavras-chave em português
Colheita em mosaico
Floresta plantada
Hidrologia florestal
Intensidade do corte
Localização do corte
Vazão máxima
Resumo em português
A expansão das áreas de reflorestamento colocam em evidência os possíveis efeitos destas nos recursos hídricos. Tendo como principal característica o crescimento acelerado, as florestas plantadas apresentam elevadas taxas de evapotranspiração, e, embora não sejam consideradas usuárias de água, o consumo das mesmas modifica a produção de água na microbacia. Buscando entender este cenário, o objetivo do estudo foi identificar alternativas de corte raso em mosaico a serem utilizadas para mitigar os efeitos das florestas plantadas nos recursos hídricos. Foram testados variáveis de intensidade e configuração espacial do corte raso e seus efeitos obtidos por meio de simulações chuva-vazão na microbacia experimental de Itatinga. O estudo foi dividido em duas partes, a primeira foi referente à análise do consumo por meio da curva de permanência do deflúvio em diferentes cenários de intensidade de corte, e a segunda pela simulação hidrológica distribuída de cenários de corte variáveis tanto na intensidade quanto na localização. A partir dos resultados obtidos foram realizadas comparações com as vazões mínimas de referência (Q7.10 e Q90) para quantificação do consumo de água das florestas ao longo do tempo. Os resultados mostraram que quando totalmente coberta com floresta o consumo de água sempre ficava além do recomendado, conforme o corte da cobertura simulado era intensificado (até 100% de corte) os valores de consumo caiam, sendo que a partir de cinquenta porcento de corte o deflúvio ficava abaixo dos dois índices de vazão mínima de referência analisados. Na segunda parte do estudo os cenários de intensidade e localização do corte (30, 50 e 70% de corte nas cotas baixas e altas) foram comparados com a referência - cobertura total com floresta - e os resultados analisados quanto ao escoamento total, pico de vazão e volume dos eventos. Foi também simulado um cenário para a análise do efeito da vegetação ripária na redução dos impactos. Os resultados mostraram que os efeitos das diferentes intensidades de corte raso estão relacionados a altura total precipitada, pois apresentaram diferenças significativas para os menores eventos de chuva, não tendo as intensidades diferenças no corte para os maiores eventos (lâminas de chuva acima de 15 mm). A localização do corte nas cotas baixas da bacia resultou em picos de vazão e volume maiores do que o cenário referência para uma mesma intensidade de corte. Quando os cortes foram realizados nas cotas altas os resultados não diferiram significativamente do cenário referência em nenhuma porcentagem de corte, com exceção para a altura precipitada entre 4 e 8 mm. As simulações dos efeitos da floresta ripária mostraram que quando mantida ao longo do rio a vegetação diminui o escoamento direto, no entanto, este efeito depende da intensidade do evento de chuva, não sendo significativo para grandes eventos. Por meio dos dados foi possível concluir que o corte em mosaico é uma ferramenta que deve ser utilizada no manejo das florestas plantadas, pois por meio deste é possível diminuir o consumo através da intensidade e mitigar os efeitos do aumento do escoamento por meio da localização do corte.
Título em inglês
Use of clear-cutting mosaic to reduce hydrological effects on forest plantations
Palavras-chave em inglês
Clear-cutting in mosaic
Cut intensity
Forest hydrology
Location of cut
Peak flow
Planted forest
Resumo em inglês
The expansion of areas of planted forests shows possible effects they have on water resources. Due to the characteristics of accelerated growth, commercial reforestations have high rates of evapotranspiration. Although planted forests are not considered water users, their consumption modifies water production in the watershed. Seeking to understand this scenario, the objective of this study was to identify alternatives to clear-cutting in mosaic that can be used to mitigate the effects of planted forests in water resources. Variables of intensity and spatial configuration of clear-cutting and its effects obtained through rain-flow simulations were tested in the experimental watershed of Itatinga. The study was divided into two parts, the first consisted of the analysis of consumption through the flow permanence curve in different scenarios of cut intensity, and the second was characterized by hydrological simulation of distributed variable cutting scenarios both in intensity and in location. The results were used to compare with the minimum flow rates of reference (Q7.10 and Q90) to quantify water consumption of forests over time, measuring the relationship between consumption and minimum reference flow. The results showed that when fully covered with forest, water consumption was always beyond the recommended, and as the simulated cut of the vegetation cover was enhanced (until 100% cutting), consumption values dropped. After 50 percent of cutting, runoff remained below two rates of minimum flow reference analyzed. In the second part of the study, the scenarios of intensity and location of cuts (30, 50 and 70% of cut in downstream and upstream) were compared with reference - complete forest cover - and the results were analyzed in terms of total runoff, peak flow and volume of events. It was also simulated a scenario for the analysis of the effects of riparian vegetation on the reduction of impacts caused by the clear-cutting of the planted forest. The effects of different intensities of clear-cutting are related to the size of the event of rain, because they showed significant differences for smaller rain events, however, no differences in the intensities were observed for greater events (precipitation above 15 mm). The location of the cut in downstream scenarios resulted at peak flow and volume larger than the reference scenario for the same cut intensity. When the cuts were made in upstream, the results did not differ significantly from the reference scenario in any percentage of cut, except for the rain size between 4 and 8 mm. Simulations of the effects of riparian forest showed that when they are kept along the river, the vegetation decreases the direct runoff, however, this effect depends on the intensity of the rain event, not being significant for large events. The use of data allowed to conclude that the cut in mosaic is a tool that could be used in the management of planted forests, as it decreases consumption through intensity and mitigates the effects of increased runoff due to the location of the cut.
 
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Data de Publicação
2015-04-29
 
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