Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-03T12:24:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uilton Pereira da Silva Júnior - 2013.pdf: 4441880 bytes, checksum: 0e326268ea8b7a4519657530f34d0fe8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-06T10:34:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uilton Pereira da Silva Júnior - 2013.pdf: 4441880 bytes, checksum: 0e326268ea8b7a4519657530f34d0fe8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-06T10:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uilton Pereira da Silva Júnior - 2013.pdf: 4441880 bytes, checksum: 0e326268ea8b7a4519657530f34d0fe8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-03-25 / The aim of this work is to study the rainfall partitions in three cultures under different soil managements: soya (Glycine max (L) Merrill) in no-tillage, corn (Zea Mays) in conventional tillage and brachiaria (brachiaria decumbens Stapf cv Comum) in no-tillage. The work was conducted from October 2011 to June 2012. This search was carried on in experimental area of the Federal University of Goias (UFG), campus Jataí, state of Goiás (Brazil). Pluviometers were installed above each culture, on the soil surface, between lines of each culture, in the soil body at 5 cm of soil depth and at 30 cm of soil depth. We used digital and handle pluviometers tools, with 3 (three) repetitions. Aimed calculating the partitions rainfall using datas given by pluviometers installed, based on numbers proposed by Kojac, et al. (2007). Worthed the precipitation intercepted by the canopy (Pf), the direct precipitation (Pd), the flow through the canopy (Ef), retained by the rain canopy (Rf), water saved in the deepth of until 5 cm of soil (Rs5), water saved in the deepth until 30 cm of soil (Rs30), runoff (RO) and the precipitation deep (Pp), over the total precipitation (Pt). To conclusion, the numbers of interceptation and saved by soya, corn and brachiaria canopy were low in negative stage, growing up with the development of foliar areas of farm. In corn culture, approximately 53% of precipitation fall down the soil of target way, in relation to total rain. In soya and brachiaria cases, the most part of rain was intercepted by the canopy before of fall down the soil, with numbers of 81,8% and 54,2% respectively. Understood that, for the three crops, only numbers of rain upper to 3 mm accepted dates of flow through the canopy. Corn presented 0,7% deep precipitation in contrast to total rains and 14% of runoff. The percentage of precipitation and runoff depth for soybeans were 7,2% and 3,7% respectively. To brachiaria was recorded 24% and 2,4% deep precipitation runoff. In tests conducted in the middle stages of vegetative brachiaria and corn, there were significant differences in precipitation retained at a depth of 30 cm soil depth in precipitation and runoff in relation to these crops. In tests conducted in the middle stages of vegetative brachiaria, and corn, there were significant differences in precipitation retained at a depth of 30 cm soil depth in precipitation and runoff. The brachiaria grown in no-till system, showed better water infiltration into the soil and less runoff. Analyzing these dates, it's possible to conclude about importance of maintenance of organic layer in the soil to reduce the runoff and elevating in the percentages of infiltration of soil water. Both the cultivated vegetable species, as the system of land management, were important in determining the values of rainfall partitions. / Este trabalho avalia as partições pluviométricas em três cultivos: soja (Glycine max (L) Merrill) cultivada no sistema de plantio direto, milho (Zea Mays) cultivado no sistema de plantio convencional e pastagem de braquiária (Brachiaria decumbens Stapf cv Comum) cultivada no sistema de plantio direto. O período de estudo foi de outubro de 2011 a junho de 2012. A pesquisa foi conduzida no campo experimental da Universidade Federal de Goiás (UFG), campus Jatobá, no município de Jataí (GO). Foram instalados instrumentos pluviométricos acima de cada cultura, sobre a superfície do solo, a 5 cm de profundidade do solo e a 30 cm de profundidade. Utilizou-se aparelhos pluviométricos manuais e digitais, com 3 repetições. Objetivou-se estimar as partições pluviométricas por meio dos dados fornecidos pelos pluviômetros instalados. Estimou-se a precipitação interceptada pelo dossel (Pf), a precipitação direta (Pd), o escoamento pelo dossel (Ef), a chuva retida pelo dossel (Rf), a água retida na profundidade de até 5 cm do solo (Rs5), a água retida na profundidade de até 30 cm do solo (Rs30), o escoamento superficial (RO) e a precipitação profunda (Pp). Os valores foram estimados em relação à precipitação total (Pt). Concluiu-se que os valores de interceptação e retenção pelo dossel da soja, milho e braquiária foram menores na fase vegetativa, aumentando conforme o desenvolvimento da área foliar dos cultivos. No cultivo do milho, 47% da precipitação foram interceptadas pelo dossel em relação à chuva total. Na soja, 81,8% da chuva foi interceptada pelo dossel antes de atingir o solo, e na braquiária 54,2%. O valor estimado da precipitação retida pelo dossel do milho foi de 28,6%, pelo dossel da soja de 22,7% e pelo dossel da braquiária de 24,7%. Verificou-se que, para os três cultivos, apenas valores de chuvas superiores a 3 mm permitiram registros de escoamento pelo dossel. O milho apresentou 0,7% de precipitação profunda em relação às chuvas totais e 14% de escoamento superficial. Os percentuais de precipitação profunda e escoamento superficial para a soja foram de 7,2% e 3,7% respectivamente. Para a braquiária, foram registrados 24% de precipitação profunda e 2,4% de escoamento superficial. Nos testes de médias realizados nas fases vegetativas da braquiária e do milho, observaram-se diferenças significativas na precipitação retida na profundidade de 30 cm do solo, na precipitação profunda e no escoamento superficial. A braquiária, cultivada no sistema de plantio direto, apresentou maior infiltração de água no solo e menor escoamento superficial em relação ao milho sob plantio convencional. Confirmando, assim, a importância da cobertura vegetal e da manutenção da camada de resíduos orgânicos no solo, para diminuição do escoamento superficial e aumento nas taxas de infiltração de água. Tanto a espécie vegetal quanto o sistema de manejo do solo foram importantes para determinar os valores das partições pluviométricas.

The interception and redirection of rainfall by vegetation has implications for many fields such as remote sensing of soil moisture, satellite observation of rainfall, and the modeling of runoff, climate, and soil erosion. Although the modeling of rainfall partitioning by forests has received attention in the past, partitioning caused by crops has been overlooked. The present work proposes a two front experimental and computational methodology to comprehensively study rainfall interception and partitioning by the maize canopy. In the experimental stage, we deployed two compact weather stations, two optical disdrometers, and five tipping bucket rain gauges. Two of the tipping bucket rain gauges were modified to measure throughfall while two were adapted to measure stemflow. The first optical disdrometer allowed for inspection of the unmodified drop-size and velocity distributions, whereas the second disdrometer measured the corresponding distributions under the canopy. This indicates that the outcome of the interaction between the hydrometeors and the canopy depends on the drop diameter. In the computational stage, we created a model that uses drop-size and velocity distributions as well as a three-dimensional digital canopy to simulate the movement of raindrops on the surfaces of leaves. Our model considers interception, redirection, retention, coalescence, breakup, and re-interception of drops to calculate the stemflow, throughfall, and equivalent height of precipitation stored on plants for a given storm. Moreover, the throughfall results are presented as two-dimensional matrices, where each term corresponds to the accumulated volume of drops that dripped at a given location. This allows insight into the spatial distribution of throughfall beneath the foliage. Finally, we examine the way in which the maize canopy modifies the drop-size distribution by recalculating the drop velocity based on the raindrop's size and detachment height and by storing the counts of drops in diameter-velocity classes that are consistent with the classes used by disdrometers in the experimental study.

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Os estudos sobre o clima vêm adquirindo grande importância na área ambiental, principalmente em relação à qualidade do ar (poluição atmosférica), ao conforto térmico (ilhas de calor) e aos impactos pluviais (geradores de inundações urbanas). Nesses últimos, as chuvas causam muitos transtornos para a população e órgãos públicos competentes, devido aos eventos extremos, que estão acontecendo em toda parte do mundo. Esses eventos ocorrem desde uma chuva com muita intensidade, em curto espaço de tempo, até seca prolongada em certos lugares. O fato é preocupante e mesmo com tantas controvérsias sobre o assunto, é necessário um manejo, principalmente no sistema hidrológico, que se adeqüe a cada situação e que os prejuízos causados pelas enchentes não se tornem mais devastadores do que atualmente. Como a arborização pode amenizar tais efeitos impactantes, nesse propósito, foi realizado um estudo no campus da ESALQ/USP, durante o período de janeiro a fevereiro de 2007, para medir a interceptação da água da chuva pelas copas das árvores e verificar como algumas espécies poderiam minimizar enchentes em áreas urbanas. O processo de interceptação da água da chuva foi analisado em duas espécies muito comumente usadas na arborização urbana, visando obter estimativas da quantidade de interceptação (I) ou perda por interceptação, precipitação interna (PI), escoamento pelo tronco (Et) e precipitação total (PT). As espécies escolhidas foram Caesalpinia pluviosa DC. (Fabaceae: Caesalpinoideae), ou sibipiruna, e Tipuana tipu O. Kuntze (Fabaceae: Faboideae), ou tipuana, com mais de 50 anos de idade, sendo três indivíduos isolados e três em grupo de cada espécie. As medições foram feitas por meio de coleta da água não interceptada tanto nas extremidades como no centro da projeção das copas. A PI apresentou alta correlação com a quantidade de PT no centro da copa em tipuana, e na extremidade da copa em sibipiruna. O Et e a I tiveram baixa correlação com a quantidade de PT nas duas espécies. As médias de interceptação foram maiores na extremidade da copa nos indivíduos de sibipiruna, com 60,6%, e no centro da tipuana, com 59,4%. Para precipitações variando de 0 a 2,5 mm, a interceptação média foi de 78,7%, em um indivíduo de sibipiruna, na extremidade da copa e, de 80,9% nos indivíduos de tipuana, em grupo, no centro da copa. Enquanto que, para precipitação de 2,5 a 5,0 mm, a interceptação foi de 53,6% para tipuana em grupo, na extremidade e, de 51,9% na tipuana isolada, no centro da copa. A tipuana apresentou maior porcentagem média de interceptação no centro da copa, principalmente em eventos com mais de 2 horas de duração e com precipitação maior que 20,0 mm, tanto em indivíduos isolados como em grupo. Portanto, as duas espécies demonstraram grande potencial para serem plantadas no ambiente urbano, com capacidade de contribuírem para possíveis reduções das enchentes nas cidades, principalmente a tipuana que mostrou mais predisposta a essa ação. / Climate studies are receiving more attention in the environmental field, especially concerning air quality (atmosphere pollution), thermal comfort (heat islands) and pluvial impacts (urban flood generators). In the latter, the rain causes disturbance of the population and the competent public organ, due the extreme events that are increasing in the whole world. Theses events can come as a precipitation of very intensity in a short period of time, as well as a prolonged drought in a given location. The issue is worrisome and controversial, however a managerial solution is necessary and urgent, particularly about the hydrologic system for each situation so that the losses caused by floods do not become more devastating than now. With these purpose in mind, a study was carried out at the campus of \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture (University of Sao Paulo), Piracicaba, Brazil, from January to February 2007, in order to measure the rainfall interception by the crows of urban trees and estimate the rainfall interception that they provide to potentially minimize urban flood events. The rainfall interception was evaluated in the two commonly used species in forest urban spaces by the measurement of interception (I) or interception losses, throughfall (Th), stemflow (St) and gross precipitation (Pg). The chosen trees were more than 50 year-old specimens of Caesalpinia pluviosa DC. (Fabaceae: Caesalpinoideae) or sibipiruna, and Tipuana tipu O. Kuntze (Fabaceae: Faboideae) or tipuana, both displayed as three isolated individuals and three grouped individuals. Measurements were carried out by collecting the water falling by the edges and in the centre of the canopies. A high correlation of Th with Pg was observed on the centre of the crow of tipuana and by the edges of sibipiruna. St and I had low correlation with Pg for both species. . The rain interception mean was higher by the edges of the crow of sibipiruna individuals, 60.6%, and in the centre of the tipuana crow, 59.40%.The mean of the rainfall interception was 78.73% for one isolated sibipiruna by the edge of the crow and 80.94% for grouped tipuanas in centre of the crow, when the total precipitation ranged between 0 and 2.5 mm. For total precipitation values between 2.5 and 5.0 mm, the interception mean was 53.60% for grouped tipuanas by the edge and 51.89% in isolated tipuanas in the crow center. Thus, both species show a great potential to be planted in urban environmental, especially for the tipuana species, which presented the capacity of contributing better to reduce or minimize floods in cities.

Os estudos sobre o clima vêm adquirindo grande importância na área ambiental, principalmente em relação à qualidade do ar (poluição atmosférica), ao conforto térmico (ilhas de calor) e aos impactos pluviais (geradores de inundações urbanas). Nesses últimos, as chuvas causam muitos transtornos para a população e órgãos públicos competentes, devido aos eventos extremos, que estão acontecendo em toda parte do mundo. Esses eventos ocorrem desde uma chuva com muita intensidade, em curto espaço de tempo, até seca prolongada em certos lugares. O fato é preocupante e mesmo com tantas controvérsias sobre o assunto, é necessário um manejo, principalmente no sistema hidrológico, que se adeqüe a cada situação e que os prejuízos causados pelas enchentes não se tornem mais devastadores do que atualmente. Como a arborização pode amenizar tais efeitos impactantes, nesse propósito, foi realizado um estudo no campus da ESALQ/USP, durante o período de janeiro a fevereiro de 2007, para medir a interceptação da água da chuva pelas copas das árvores e verificar como algumas espécies poderiam minimizar enchentes em áreas urbanas. O processo de interceptação da água da chuva foi analisado em duas espécies muito comumente usadas na arborização urbana, visando obter estimativas da quantidade de interceptação (I) ou perda por interceptação, precipitação interna (PI), escoamento pelo tronco (Et) e precipitação total (PT). As espécies escolhidas foram Caesalpinia pluviosa DC. (Fabaceae: Caesalpinoideae), ou sibipiruna, e Tipuana tipu O. Kuntze (Fabaceae: Faboideae), ou tipuana, com mais de 50 anos de idade, sendo três indivíduos isolados e três em grupo de cada espécie. As medições foram feitas por meio de coleta da água não interceptada tanto nas extremidades como no centro da projeção das copas. A PI apresentou alta correlação com a quantidade de PT no centro da copa em tipuana, e na extremidade da copa em sibipiruna. O Et e a I tiveram baixa correlação com a quantidade de PT nas duas espécies. As médias de interceptação foram maiores na extremidade da copa nos indivíduos de sibipiruna, com 60,6%, e no centro da tipuana, com 59,4%. Para precipitações variando de 0 a 2,5 mm, a interceptação média foi de 78,7%, em um indivíduo de sibipiruna, na extremidade da copa e, de 80,9% nos indivíduos de tipuana, em grupo, no centro da copa. Enquanto que, para precipitação de 2,5 a 5,0 mm, a interceptação foi de 53,6% para tipuana em grupo, na extremidade e, de 51,9% na tipuana isolada, no centro da copa. A tipuana apresentou maior porcentagem média de interceptação no centro da copa, principalmente em eventos com mais de 2 horas de duração e com precipitação maior que 20,0 mm, tanto em indivíduos isolados como em grupo. Portanto, as duas espécies demonstraram grande potencial para serem plantadas no ambiente urbano, com capacidade de contribuírem para possíveis reduções das enchentes nas cidades, principalmente a tipuana que mostrou mais predisposta a essa ação. / Climate studies are receiving more attention in the environmental field, especially concerning air quality (atmosphere pollution), thermal comfort (heat islands) and pluvial impacts (urban flood generators). In the latter, the rain causes disturbance of the population and the competent public organ, due the extreme events that are increasing in the whole world. Theses events can come as a precipitation of very intensity in a short period of time, as well as a prolonged drought in a given location. The issue is worrisome and controversial, however a managerial solution is necessary and urgent, particularly about the hydrologic system for each situation so that the losses caused by floods do not become more devastating than now. With these purpose in mind, a study was carried out at the campus of \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture (University of Sao Paulo), Piracicaba, Brazil, from January to February 2007, in order to measure the rainfall interception by the crows of urban trees and estimate the rainfall interception that they provide to potentially minimize urban flood events. The rainfall interception was evaluated in the two commonly used species in forest urban spaces by the measurement of interception (I) or interception losses, throughfall (Th), stemflow (St) and gross precipitation (Pg). The chosen trees were more than 50 year-old specimens of Caesalpinia pluviosa DC. (Fabaceae: Caesalpinoideae) or sibipiruna, and Tipuana tipu O. Kuntze (Fabaceae: Faboideae) or tipuana, both displayed as three isolated individuals and three grouped individuals. Measurements were carried out by collecting the water falling by the edges and in the centre of the canopies. A high correlation of Th with Pg was observed on the centre of the crow of tipuana and by the edges of sibipiruna. St and I had low correlation with Pg for both species. . The rain interception mean was higher by the edges of the crow of sibipiruna individuals, 60.6%, and in the centre of the tipuana crow, 59.40%.The mean of the rainfall interception was 78.73% for one isolated sibipiruna by the edge of the crow and 80.94% for grouped tipuanas in centre of the crow, when the total precipitation ranged between 0 and 2.5 mm. For total precipitation values between 2.5 and 5.0 mm, the interception mean was 53.60% for grouped tipuanas by the edge and 51.89% in isolated tipuanas in the crow center. Thus, both species show a great potential to be planted in urban environmental, especially for the tipuana species, which presented the capacity of contributing better to reduce or minimize floods in cities.

O governo do Estado de São Paulo, na década de 60, realizou um programa de introdução de florestas do gênero Pinus para consolidar esta cultura no estado. Algumas destas florestas foram implantadas em áreas do Cerrado, que estavam degradadas devido à utilização para pastagens. Com a intenção de contribuir para um melhor entendimento das características hidrometeorológicas em uma floresta de P. elliotii, os objetivos desta pesquisa foram analisar a repartição da precipitação, o balanço de radiação acima do dossel, o perfil da temperatura do ar e comparar algumas características hidrometeorológicas desta floresta com as características em uma área aberta (gramado) e em uma área campestre de cerrado (pastagem). Na floresta foram instaladas estações meteorológicas automáticas no alto de uma torre e no interior. A repartição da precipitação resultou, pela medição manual, em uma precipitação interna de 75,2%, um escoamento pelo tronco de 0,5% e uma interceptação de 24,3% na floresta. Pela medição automática obteve-se uma precipitação interna de 78,7%. O albedo da floresta apresentou um valor médio de 12,8% e a radiação líquida variou de 6,0 MJm-2dia-1 a 14,2 MJm-2dia-1\'. A diferença da temperatura média do ar, no dossel e no interior da floresta, foi de 0,4ºC. Esta pesquisa apresenta uma grande contribuição para o cenário nacional na área de monitoramento hidrometeorológico de florestas. / The government of São Paulo State, Brazil, forty years ago, carried out a program of introduction of forest species with the main objective to consolidate the Pinus culture in the State. Some of these forests were implanted in areas of the Cerrado that were degraded due their use for grassland. The aim of the present work was to verify the hydrometeorologycal characteristics of Pinus elliottii forest, located in Cerrado, in the central region of São Paulo State, and to compare some characteristics among forest, grassland and lawn. In the forest were installed two automatic meteorological stations, one on the tower top and other inside of the forest. The partitionings of the precipitation by manual measurement were 75.2% for throughfall, 0.5% for stemflow and 24.3% for forest interception. By automatic measurement it was obtained 78.7% for throughfall. Forest\'s albedo presented an average value of 12.8% and net radiation ranged from 6.0 MJm-2day-1 to 14.2 MJm-2day-1. The diference of average air temperature between the canopy and the interior of the forest was 0.4ºC. This study presents a great contribuition to the national ambit of the hydrometeorologycal monitoring in forests.

O governo do Estado de São Paulo, na década de 60, realizou um programa de introdução de florestas do gênero Pinus para consolidar esta cultura no estado. Algumas destas florestas foram implantadas em áreas do Cerrado, que estavam degradadas devido à utilização para pastagens. Com a intenção de contribuir para um melhor entendimento das características hidrometeorológicas em uma floresta de P. elliotii, os objetivos desta pesquisa foram analisar a repartição da precipitação, o balanço de radiação acima do dossel, o perfil da temperatura do ar e comparar algumas características hidrometeorológicas desta floresta com as características em uma área aberta (gramado) e em uma área campestre de cerrado (pastagem). Na floresta foram instaladas estações meteorológicas automáticas no alto de uma torre e no interior. A repartição da precipitação resultou, pela medição manual, em uma precipitação interna de 75,2%, um escoamento pelo tronco de 0,5% e uma interceptação de 24,3% na floresta. Pela medição automática obteve-se uma precipitação interna de 78,7%. O albedo da floresta apresentou um valor médio de 12,8% e a radiação líquida variou de 6,0 MJm-2dia-1 a 14,2 MJm-2dia-1\'. A diferença da temperatura média do ar, no dossel e no interior da floresta, foi de 0,4ºC. Esta pesquisa apresenta uma grande contribuição para o cenário nacional na área de monitoramento hidrometeorológico de florestas. / The government of São Paulo State, Brazil, forty years ago, carried out a program of introduction of forest species with the main objective to consolidate the Pinus culture in the State. Some of these forests were implanted in areas of the Cerrado that were degraded due their use for grassland. The aim of the present work was to verify the hydrometeorologycal characteristics of Pinus elliottii forest, located in Cerrado, in the central region of São Paulo State, and to compare some characteristics among forest, grassland and lawn. In the forest were installed two automatic meteorological stations, one on the tower top and other inside of the forest. The partitionings of the precipitation by manual measurement were 75.2% for throughfall, 0.5% for stemflow and 24.3% for forest interception. By automatic measurement it was obtained 78.7% for throughfall. Forest\'s albedo presented an average value of 12.8% and net radiation ranged from 6.0 MJm-2day-1 to 14.2 MJm-2day-1. The diference of average air temperature between the canopy and the interior of the forest was 0.4ºC. This study presents a great contribuition to the national ambit of the hydrometeorologycal monitoring in forests.