Probabilidade de ocorrência da evapotranspiração de referência na região de Dourados, MS

Probability of ocurrence of reference evapotranspiration in Dourados, MS

PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA NA REGIÃO DE DOURADOS, MS

PROBABILITY OF OCURRENCE OF REFERENCE EVAPOTRANSPIRATION IN DOURADOS, MS

Carlos Ricardo Fietz¹ José Antonio Frizzone² Marcos Vinícius Folegatti² José Maria Pinto³

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi analisar a distribuição de freqüência da evapotranspiração de referência (ETo) visando o dimensionamento de sistemas de irrigação implantados na região de Dourados, Estado do Mato Grosso do Sul. A ETo, estimada pelo método de Penman, com base em elementos meteorológicos de um período de 16 anos, foi acumulada em períodos consecutivos de 5, 10, 15, 20 e 30 dias. Os valores máximos anuais formaram séries que foram ajustadas às distribuições normal, log-normal e beta. Houve diminuição da ETo diária com o aumento do período acumulado. As três distribuições apresentaram ajuste para todos os períodos acumulados. Através da distribuição acumulada normal foram gerados valores de ETo para períodos de retorno de 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12 e 14 anos. Esses valores de ETo, multiplicados pelos respectivos coeficientes de cultura, poderão ser utilizados como parâmetros de dimensionamento de sistemas de irrigação implantados na região de Dourados.

Palavras-chave: dimensionamento da irrigação, probabilidade de ocorrência, evapotranspiração.

SUMMARY

The aim of this work was to study the distribution accumulative probability ocorrence of reference evapotranspiration (ETo) for designing irrigation systems in Dourados, Mato Grosso do Sul State. The ETo estimated by Penman equation considering climatic parameters of 16 years was accumulated for periods of 5, 10, 15, 20 and 30 days. The maximum annual values resulted in series that were adjusted to normal, log-normal and beta distribuition. There was a decreasing of daily ETo as the accumulated period increased. The three distributions adjusted to all accumulated periods. Throught the accumulated normal distribution it was generated values of ETo for periods of 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12 and 14 years. These values of ETo multiplied by the crop coefficient may be used as the main parameter to design irrigation systems in Dourados region.

Key words: design irrigation, probability of ocurrence, evapotranspiration

INTRODUÇÃO

Uma grande dificuldade em projetos de irrigação é definir criteriosamente o valor da evapotranspiração que servirá de base para o dimensionamento dos sistemas. No Brasil, na maioria das vezes, utiliza-se como parâmetro de dimensionamento valores máximos ou médios de evapotranspiração do período de maior exigência hídrica das culturas, procedimento que pode resultar em sistemas de irrigação super ou subdimensionados. No entanto, alguns modelos desenvolvidos para dimensionar sistemas de irrigação, como o apresentado por JENSEN (1974), consideram a probabilidade deocorrência da evapotranspiração e da precipitação pluviométrica. Essa abordagem racional possibilita dimensionamentos criteriosos da irrigação, com base nos níveis de risco do sistema não atender às necessidades hídricas das culturas.

Os níveis de probabilidade devem ser selecionados com base em critérios econômicos. Normalmente, níveis elevados (80 a 90%) somente são adotados para culturas irrigadas de grande valor econômico e com sistema radicular pouco profundo (JENSEN, 1989). Segundo SAAD & SCALOPPI (1988), nas condições de irrigação da região Centro-Sul do Brasil, dificilmente justifica-se, economicamente, adotar níveis superiores a 90%, sendo normalmente utilizados níveis que variam entre 50 a 75%. DOORENBOS & PRUITT (1977) consideram que na maioria das regiões irrigadas esses níveis estejam entre 75 e 80%.

Vários trabalhos demonstraram que a distribuição de freqüência da evapotranspiração de referência (ETo) se ajusta às distribuições normal (SAAD & SCALOPPI, 1988; SAAD, 1990 e PEREIRA & FRIZZONE, 1994), log-normal (MCGUINNESS & PARMELE, 1972 e PEREIRA & FRIZZONE, 1994) e beta (SAAD, 1990 e PEREIRA & FRIZZONE, 1994).

A duração do período crítico das culturas também assume grande importância na definição da ETo que servirá de base para o dimensionamento do sistema. Este período, geralmente, compreende duas a três semanas (JENSEN, 1974). Para SAAD & SCALOPPI (1988), tal período varia entre 10 e 30 dias para a maioria das culturas irrigadas anuais. Portanto, segundo esses autores, dificilmente pode ser justificada a adoção de valores de ETo obtidos em períodos consecutivos inferiores a 10 dias. O objetivo deste trabalho foi determinar a probabilidade de ocorrência da evapotranspiração de referência na região de Dourados, MS.

MATERIAIS E MÉTODOS

Os elementos meteorológicos básicos para a estimativa da evapotranspiração (temperatura e umidade relativa do ar, número de horas de brilho solar e velocidade do vento) foram coletados na Estação Agrometeorológica da EMBRAPA/CPAO, em Dourados, MS, cujas coordenadas geográficas são 22°14' S, 54° 49'W e 452m de altitude.

A evapotranspiração de referência (ETo, mm dia^-1) foi estimada pelo método de PENMAN (1948), utilizando-se elementos meteorológicos de um período de 16 anos (janeiro/1980 a dezembro/1995):

sendo,

em que: l é o calor latente de evaporação médio (2,447MJ kg^-1); D é a inclinação da curva de variação da pressão de saturação de vapor de água com a temperatura (kPa°C^-1); g é a constante psicrométrica média (0,0645 kPa°C^-1); Rn é a radiação líquida (MJ m^-2 dia^-1), Ea é o poder evaporante do ar (mm dia^-1), U₂ é a velocidade média do vento a 2m de altura (m s^-1), e_s é a pressão de saturação (kPa) e e_a é a pressão atual de vapor d'água na atmosfera (kPa).

A radiação líquida foi estimada por:

em que: a é o albedo (0,25); Rs é a radiação global (MJ m^-2 dia^-1); Tk é a temperatura do ar (K); s é a constante de Stefan-Boltzmann (4,8995 x 10^-9 MJ m^-2 dia^-1 K^-1); n é o número de horas de brilho solar diário; N é o número de horas de brilho solar possível, função da época do ano e da latitude, obtidas em tabelas (SEDIYAMA, 1987) e e_a é a pressão parcial de saturação do ar (kPa).

A radiação global foi estimada à partir da equação de Àngström:

em que: Ro é a radiação solar numa superfície horizontal no topo da atmosfera (MJ m^-2 dia^-1), função do mês e da latitude, obtida em tabelas (SEDIYAMA, 1987).

Os coeficientes da equação de Àngström, considerados constantes ao longo do ano, foram obtidos da recomendação de SEDIYAMA (1987), ou seja, b = 0,52 e a = 0,29 Cos f , em que f é a latitude.

A velocidade média do vento a 10m (U₁₀) foi convertida para 2m de altura através da relação (CUENCA, 1989):

O parâmetro D foi calculado pela expressão:

em que T_c é a temperatura média do ar (°C).

A pressão de saturação foi calculada pela expressão:

Os valores de ETo foram acumulados para períodos consecutivos de 5, 10, 15, 20 e 30 dias. A ETo máxima de cada ano, para todos períodos acumulados, formaram séries de 16 valores cada uma, as quais foram ajustadas às distribuições normal, lognormal e beta, conforme metodologia apresentada em SPIEGEL (1985), FRIZZONE (1979) e FALLS (1973), respectivamente. A aderência dos dados às distribuições de probabilidade teóricas foram verificadas através do teste de Kolmogorov-Smirnov (CAMPOS, 1983).

A média e o desvio padrão de ETo e dos logarítmos neperianos dessa variável foram definidos como as estimativas dos parâmetros de ajuste das distribuições normal e log-normal, respectivamente. Na distribuição beta, esses parâmetros foram estimados pelo método dos Momentos (PEARSON, 1934).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Houve diminuição dos valores máximos, mínimos e médios da ETo com o aumento do período acumulado (Tabela 1). Esse comportamento normalmente ocorre em análises de freqüência da ETo e é muito importante de ser observado, pois dependendo do período acumulado e do nível de probabilidade adotados pode resultar em sensíveis diferenças no dimensionamento de sistemas de irrigação.

Para todos os períodos acumulados houve ajuste das séries de ETo aos três modelos de distribuição de freqüência analisados (Tabela 2). Resultados semelhantes foram obtidos por PEREIRA & FRIZZONE (1994). Através da função de freqüência acumulada normal, de maior praticidade, foram gerados os valores de ETo para períodos de retorno de 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12 e 14 anos ou, respectivamente, níveis de probabilidade de 50, 67, 75, 80, 88, 90, 92 e 94% (Tabela 3). Para os mesmos níveis de probabilidade, ou períodos de retorno, pode-se novamente observar a tendência de haver diminuição da ETo diária com o aumento do período acumulado.

Na Tabela 3 são apresentados os valores de ETo para diferentes níveis de probabilidade e períodos de retorno. A interpretação dessas informações pode ser feita da seguinte forma: para um período acumulado de ETo de 15 dias e a probabilidade de ocorrência de 90% (período de retorno de 10 anos) o valor de ETo corresponde a 6,40mm dia^-1. Portanto, existe 90% de probabilidade de que o valor de ETo para um período de 15 dias não ultrapasse a 6,40mm dia^-1, ou ainda, para o mesmo período, em apenas um de cada dez anos o valor de ETo será igual ou superior a 6,40mm dia^-1.

Esses valores de ETo, multiplicados pelos respectivos coefientes de cultura, poderão ser utilizados como parâmetro de dimensionamento de sistemas de irrigação na região de Dourados. Por exemplo, na cultura de milho o florescimento é o período de máxima exigência hídrica, com duração de cerca de 20 dias e coeficiente de cultura de 1,05 (DOORENBOS & KASSAN, 1977). Nessas condições, adotando-se 75% como nível de probabilidade (período de retorno de 4 anos), a evapotranspiração recomendada como parâmetro de dimensionamento de sistemas de irrigação para a região de Dourados é de 6,18mm dia^-1 (5,89 x 1,05).

² Engenheiro Agrônomo, Professor Doutor, Departamento de Engenharia Rural, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz”, Piracicaba, SP.

³ Engenheiro Agrícola, MsC, EMBRAPA-CPTSA, Petrolina, PE.

Recebido para publicação 23.09.96 Aprovado em 11.12.96

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• JENSEN, M.E. Consumptive use of water and irrigation water requirements New York: ASCE, 1974. 215 p.
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¹

Engenheiro Agrônomo, MsC, EMBRAPA-CPAO, Caixa Postal 661, 79804-970 - Dourados, MS. Autor para correspondência.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Maio 2008
• Data do Fascículo
  Jun 1997

Histórico

• Aceito
  11 Dez 1996
• Recebido
  23 Set 1996