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Master's Dissertation
Document
Author
Full name
Lívia Malacarne Pinheiro Rosalem
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2017
Supervisor
Committee
Wendland, Edson Cezar (President)
Chaffe, Pedro Luiz Borges
Matos, Dalva Maria da Silva
Title in Portuguese
Invento para determinação da interceptação de chuva pela serrapilheira em ecossistemas florestais
Keywords in Portuguese
Balanço hídrico
Capacidade de armazenamento
Chuva simulada
Curva IDF
LID
Abstract in Portuguese
A serrapilheira é compreendida como a camada acima do solo formada a partir de materiais que caem da vegetação, funcionando como um mecanismo de interceptação da chuva. Apesar do processo de interceptação ser significativo em áreas de florestas, geralmente esse processo é subestimado ou mesmo negligenciado em modelos hidrológicos, justificado pela dificuldade na obtenção desses dados. Este projeto propôs o desenvolvimento de um equipamento que permite realizar medidas em campo da interceptação da serrapilheira em área de cerrado sensu stricto. Com o equipamento desenvolvido, LID (Litter Interception Device), são realizadas medidas do volume de água retido na serrapilheira e do volume que passa pela serrapilheira, atingindo o solo. O LID foi testado e calibrado em laboratório utilizando chuva simulada de três diferentes intensidades sobre o equipamento, contendo três quantidades diferentes de serrapilheira, 2,97, 1,45 e 0,60 kg.m-2. As amostras de serrapilheira utilizadas nos testes foram retiradas de uma área experimental de mata nativa de cerrado sensu stricto, localizada no município de Itirapina, Estado de São Paulo. As intensidades utilizadas foram definidas a partir de uma curva Intensidade-Duração-Frequência (IDF) gerada para a área experimental. Além do bom funcionamento do LID, os testes serviram para determinar os parâmetros Cmax e Cmin (capacidade máxima e capacidade mínima de armazenamento, respectivamente) da serrapilheira do cerrado sensu stricto. Os resultados mostraram que com o LID são realizadas medições da taxa de retenção de água na serrapilheira (mm.min-1), bem como de sua evaporação (mm.min-1) com precisão. Os testes para calibração do pluviógrafo revelaram que as medidas eram sempre subestimadas, necessitando utilizar uma curva de calibração (R2 = 0,99) para corrigir os registros da intensidade que passa para o pluviógrafo. Os valores encontrados para os parâmetros Cmax (1,0 a 3,07 mm) e Cmin (0,78 a 2,27 mm) corroboram com os encontrados por outros autores para a serrapilheira de diferentes florestas. Verificou-se que a variável quantidade de serrapilheira (kg) influencia mais nesses valores, do que a intensidade da chuva (mm.h-1). Conclui-se com os resultados que o LID pode ser utilizado em estudos que pretendam analisar o papel da serrapilheira em processos hidrológicos, sejam estes para a determinação da interceptação da chuva em campo, ou mesmo na determinação de parâmetros em laboratório.
Title in English
Device to measure rainfall interception by the forest litter on forest ecosystems
Keywords in English
IDF curve
LID
Rainfall simulation
Water balance
Water storage capacity
Abstract in English
Forest litter is the layer above the ground of the forest formed by materials that fall from the vegetation itself. The vegetation materials are through various stages of decomposition, functioning as a mechanism of rainfall interception. Although the interception process is significant in forested areas, this process is usually underestimated or even neglected in hydrological models due to the difficulties on obtaining these data. We proposed the development of a device that allows the field measurements of the forest litter interception in a cerrado sensu stricto area. The Litter Interception Device (LID), was tested and calibrated in the laboratory. We used simulated rainfall with three different intensities to test the device and also three different amounts of litter, 0.100, 0.230 and 0.470 kg. The litter samples used in the tests were taken from an experimental area of cerrado sensu stricto located in Itirapina, State of São Paulo, Brazil. The intensities of simulated rainfall were obtained from an Intensity-Duration-Frequency (IDF) curve made for the experimental area. Besides the LID functioning tests, the device was tested to determine the parameters Cmax and Cmin (maximum capacity and minimum storage capacity, respectively) of the cerrado sensu stricto forest litter. The results showed that the LID allows measurements of the volume of water retained in the forest litter (mm.min-1) as well as its evaporation (mm.min-1). The pluviometer calibration tests revealed that the measurements were always underestimated, requiring a calibration curve (R2 = 0.99) to correct the volume records that flow to the tipping bucket pluviometer. The values found for Cmax (1.0 - 3.07 mm) and Cmin (0.78 - 2.27 mm) are according with those found by other authors for different kinds of forest litters. It was verified that the variation in the amount of forest litter (kg) influenced more in these values, than the rainfall intensity (mm.min-1) . We concluded that the LID can be used in studies that intend to analyze the role of the forest litter in hydrological processes, whether they area for the determination of the interception of rain in the field or even and in laboratory studies to determine interception parameters of forest litter.
 
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Publishing Date
2018-06-13
 
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