Modelo de gestão de rega em espaços verdes
INTRODUÇÃO
O Modelo de Gestão de Águafoi concebido para aplicação aos Espaços Verdesde
Lazer, procurados e valorizados pelas populações em geral, mas com incidência
nos meios urbanos onde os Espaços Verdessão vivamente fruídos, projectados e
implementados por entidades diversas de que as Autarquias são exemplos.
O Modelofoi inicialmente aplicado no Bairro da Medrosa, Município de Oeiras.
O Modelogere a água como um factor de produção que é de matéria verde, e também
como um elemento de fruição imediata no estado líquido, preenchendo lagos,
brotando de fontes, alimentando repuxos.
No âmbito da produção vegetal, a criação e manutenção dos Espaços Verdesde
Lazer têm objectivos e finalidades específicas. Por isso tem características
próprias que a distinguem da produção vegetal em geral.
A produção de Espaços Verdesde Lazer cuja avaliação e fruição é primeiramente
visual, visa recriar espaços de Natureza, para descanso, descontracção, combate
ao stress. O seu benefício não se mede por grandezas físicas ou financeiras,
mas pela saúde mental e, consequentemente, pela qualidade de vida que
proporciona e ajuda a manter.
A matéria verde produzida é habitualmente a relva, herbáceas, arbustos e
árvores, que pelas suas harmoniosas conjugações e disposições, ora recriando o
antigo ora criando o moderno, tornam os lugares aprazíveis reunindo num só
espaço o verde, a água e a sombra.
MATERIAL E MÉTODOS
Numa panorâmica global reconhece-se que a gestão da água no solo em geral, e a
gestão da água na rega em particular, se fundamenta num balanço hídrico na zona
radicular, Figura 2.
Figura 1: Bairro da Medrosa -Oeiras
Figura 2: Esquema do balanço na zona radicular (Allen et al.,1998, Fig. 43)
Representando em esquema, Figura 2, a zona radicular é uma porção de solo em
que a quantidade de água varia. A chuva e a rega, e a ascensão capilar, levam
água para a zona radicular; a evaporação e a transpiração, e também perdas por
percolação, retiram água da zona radicular,
O balanço de água no solo, diário, no aspecto de défice hídrico, é dado por:
Dr,i =Dr,i-1 -(P-RO)i-Ii-CRi+ETc,i +DPi (eq.1)
em que os símbolos representam as seguintes grandezas: Dr, i -défice na zona
radicular no fim do dia i [mm], Dr, i-1 -défice na zona radicular no fim do dia
anterior, i-1 [mm], Pi -precipitação no dia i [mm], ROi -escorrimento
superficial no dia i [mm], Ii altura útil de rega que infiltrou no solo no dia
i [mm], CRi -ascensão capilar ocorrida no dia i [mm], ETc,i -evapotranspiração
cultural no dia i [mm], DPi -perda de água por percolação profunda no dia i
[mm].
Determinação da evapotranspiração
A determinação da evapotranspiração (ET) pelo método de Penman-Monteith,
reveste-se de particular labor, pela quantidade de grandezas e raciocínios
envolvidos, e é feita a partir de registos meteorológicos locais, de dados
pedológicos locais, e de dados culturais das espécies vegetais envolvidas.
Registo meteorológico
Os registos meteorológicos, colhidos diariamente em estação meteorológica
automática local, são a temperatura, a humidade relativa, o vento e a radiação
solar.
Da temperatura interessa conhecer a máxima, a mínima. Se o software instalado
na estação automática permitir, a temperatura média deve ser determinada por
integração ao longo do dia, por assim se obter um valor mais representativo do
valor médio. Se assim não for, a temperatura média ' Tmédé determinada pela
média aritmética da máxima e mínima.
Interessa também conhecer a humidade relativa máxima e a mínima. Também a
humidade relativa média deve ser determinada por integração ao longo do dia,
por assim se obter um valor mais representativo do valor médio. Se assim não
for, a humidade relativa média ' HRmédé determinada pela média aritmética da
máxima e mínima.
Dados pedológicos e capacidade do solo para a água
Os dados pedológicos contemplam o reconhecimento dos solos existentes,
associado à sua localização, às características físicas e à correspondente
topografia.
No canteiro da Medrosa foram identificadas duas manchas de solo cujas amostras
foram enviadas para o Laboratório Químico-Agrícola Rebelo da Silva onde foi
efectuada a análise mecânica laboratorial; as duas manchas foram classificadas
de textura franco-arenosa, FA1 e FA2; foram também determinados os teores de
humidade correspondentes aos pontos pF2,54 e pF4,19, e a densidade aparente,
cujos resultados se inscreveram no Quadro 1.
Quadro 1:Classificação textural e teores de humidade
A designação textural é a da classificação portuguesa de Carvalho Cardoso.
A capacidade utilizável, u, expressa por peso em peso é dada pela equação
uP/ P= CC− CE; (eq. 2)
porém, sendo expressa por volume em volume, V/V, é dada por
u V/ V =(CC− CE)×
dap
. (eq. 3)
A capacidade utilizável na profundidade Z, — Uz —, em mm, é dada por
UZ= 1000 ×(CC− CE)× dap× Z, (eq. 4)
em que Zé a profundidade radicular expressa em m.
A capacidade utilizável por metro de profundidade, Uz / z, em mm/m, é dada por
O conceito de UZé designado por TAWem língua inglesa, Total Available Water.
Considera-se que perda de água do solo por evaporação só ocorre na reserva de
água existente nos 10 a 15 cm superficiais de solo. A totalidade da água
evaporável, TEW, Total Evaporable Water, expressa em de altura, determina-se
com a equação 6, TEW= 1000 (CC − 0,5 CE) Ze,(eq. 6) TEW, total da água
evaporável (mm), Ze,profundidade da camada de solo facilmente evaporável (m),
(0,10 ' 0,15 m) 1000, factor de conversão de metro para milímetro.
O total de água evaporável, por metro de profundidade, em mm/m, é dada por TEW/
Ze= 1000 (CC − 0,5 CE) (eq. 7)
Quadro 2:Capacidades do solo para a água
Dados culturais
As culturas implantadas no Canteiro da Medrosa são a relva, herbáceas vivazes e
arbustos vivazes.
Os arbustos classificam-se no Modeloem função da altura em que são conduzidos,
e é expressa em centímetros: arbustos 50, arbustos 110 e arbustos 120.
Ficam assim identificadas cinco culturas cujas características fenológicas,
morfológicas e outras, se descrevem no Quadro 3.
Quadro 3:Características das culturas
Devemos salientar que para as culturas vivazes apenas se considera uma fase
fenológica, que é a fase de pleno desenvolvimento.
Aspectos da condução da rega. Parâmetros de rega. Momento e dotação de rega.
A abordagem da condução da rega envolve resposta para as questões tradicionais
de quando?, quanto? e como regar?, para as quais o Modelose propõe responder.
Os parâmetros de rega tradicionais são a dotação, a duração da rega, o momento
da rega, e ainda, no caso da aspersão, a intensidade média de precipitação e
grau de pulverização.
A condução da rega, com a determinação do momento e da dotação,resulta da
execução de um balanço hídrico diário, ou de balanço hídrico de menor intervalo
de tempo, como por exemplo o balanço hídrico horário. No Modelorevela-se
adequado o balanço diário.
O intervalo de tempo entre duas regas consecutivas é condicionado pela evolução
do balanço, podendo elas ocorrer em intervalos desiguais ou, menos frequentes,
em intervalos iguais.
A dotação da rega é a quantidade de água, expressa em altura, que deve ser
aplicada ao solo para repor a capacidade facilmente utilizável; é determinada
no balanço.
O tempo que demora a efectuar uma rega, tempo de rega, tr, é função da dotação
hr,e da intensidade média de precipitação, im.
Para o caso da rega por aspersão, embora muitas vezes não seja referida, convém
salientar que o grau de pulverização é um parâmetro de rega a que se deve dar
especial atenção em culturas sensíveis ao tamanho da gota, dado o impacto que
produzem ao caírem, pelos estragos que possam provocar e que não se desejam. Em
Espaços Verdes exteriores, dado que ficam expostos aos agentes atmosféricos,
não se devem implantar culturas sensíveis ao tamanho da gota.
O Modelodetermina que a rega é preferentemente de aplicação nocturna, para
minimizar perdas por evaporação e, no caso da aspersão, para reduzir perdas por
arrastamento pelo vento.
Determinação da evapotranspiração de referência
O método FAO Penman-Monteith foi escolhido para o cálculo da evapotranspiração
de referência ' ET0, por ser recomendado pela FAO, por ser capaz de fornecer
resultados bastante próximos dos observados na medição da evapotranspiração de
cobertos de relva, por ter uma base física e por incorporar parâmetros
aerodinâmicos e fisiológicos das culturas (Allen et al.(1998).
Evapotranspiração cultural. Coeficiente cultural dual e coeficiente de stress.
A evapotranspiração cultural ' ETc, que é a medida das necessidades das
culturas, é calculada a partir de ETo e do coeficiente cultural, Kc, assim
calculada: ETc, representa a procura climática, que é a influência das
condições ambientais sobre a evapotranspiração de referência.
ETC= ET0 × Kc. (eq. 8)
O coeficiente cultural decompõe-se em coeficiente cultural basal, Kcb, e em
coeficiente de evaporação, Ke, e acautelando a ocorrência de stress hídrico,
vem
Kc= Kcb× Ks+ Ke(eq. 9)
Ks é o coeficiente de stress (adimensional).
Os valores tabelados do coeficiente cultural basal, KcbTAB, médio e final,
midi e end, divulgados por Allen et al. (1998), (tabela 17), foram
ajustados para as condições climáticas e culturais existentes.
O coeficiente de evaporação -Kee o coeficiente de redução -Kr
O valor do coeficiente de evaporação, que depende essencialmente do
humedecimento da camada superficial do solo (≅10 cm), é máximo quando esta
camada está completamente humedecida, e decresce à medida que a camada
superficial do solo vai secando, podendo chegar a zero em situações de extrema
secura.
Para a determinação de Krefectua-se o balanço hídrico diário do solo para a
camada superficial até aos 10 cm de profundidade; esta determinação envolve o
conhecimento da água facilmente evaporável' REWe do total de água evaporável'
TEW, para cada tipo de textura.
Determinação do coeficiente cultural máximo, Kc Max
O Kc máxé determinado como preconizado em Allen et al.(1998).
Determinação da fracção de solo exposta e humedecida -few
Foi efectuada a determinação da fracção de solo exposta e humedecida por
comparação entre a área cultivada que não está coberta, e a área de solo
humedecido pela chuva ou rega.
Balanço de água na camada superficial
Para a determinação do coeficiente de evaporação, Ke, foi efectuado o balanço
diário na camada superior do solo.
Determinação do coeficiente de stress -Ks
O coeficiente de stress Ksreflecte o efeito da escassez de água sobre a
transpiração cultural, assume valores 0≤ Ks≤1.
Estrutura e integração da informação utilizada em SIG
O Modelointegra a programação de algoritmos implementados em Visual Basic 6,
VB6 e um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Os métodos e ferramentas
utilizadas coadunam-se com a variação temporal dos factores intervenientes, bem
como à sua variação espacial.
Os valores dos parâmetros de rega para cada tipo de cultura, solo, clima e
sistema de rega, apresentam uma variação espacial. Para representar esses
valores espacialmente recorreu-se a um Sistema de Informação Geográfica (SIG)
que teve na sua base de concepção a criação de um ficheiro em formato
vectorial, que contempla todas as variáveis com representação geográfica
(culturas, solos, clima e sistema de rega).
Posteriormente foi criada a ligação do ficheiro vectorial à base de dados
(informação alfanumérica) que contempla as dotações úteis, através de um joing.
Desse joingresultou uma tabela com toda a informação necessária para
representar cartografimante a dotação útil. O programa utilizado para integrar
a informação no projecto SIG foi o ArcGIS 9 ' ArcMap Version 9.1. Resume-se a
informação disponível e seus formatos no Quadro 4.
Quadro 4:Informação disponível para carregamento do sistema e seus formatos
A informação vectorial e respectivas tabelas gráficas
Figura 3: Informação cartográfica georeferenciada.
Figura 4:Tabela gráfica e respectivos atributos
Manipulação da informação no projecto SIG
Para se proceder à analise vectorial dos dados inseridos no projecto SIG, foi
necessário criar a ligação desses dados, através de um join, resultando assim,
uma única tabela (Figura 5) com todas as combinações de consumos estudadas.
Figura_5:Tabela gráficas resultante do joingcom os respectivos consumos
Saídas do modeloe perspectivas futuras
O Modelofoi concebido para operar, em tempo real, sobre sistemas de rega
automática com estação meteorológica associada.
Quadro_5:Tabelas das culturas com dias de rega e correspondentes dotações em mm
Deste modo, o Modelorecolhe a evolução meteorológica diariamente; determina os
parâmetros de rega em tempo real, e faz executar a oportunidade de rega,
dotação, duração de rega. Para a aspersão, e caso o sistema de rega permita
executar, o Modelodetermina a intensidade média de precipitação e grau de
pulverização adequados.
O funcionamento do Modeloé ilustrado com uma simulação da sua aplicação ao
Canteiro da Medrosa (Figura 6), que contempla a determinação da oportunidade e
dotação de rega, por um período de 100 dias desde 15 de Janeiro a 24 de Abril
de 2005.
Figura 6:Distribuição cultural nos canteiros da Medrosa
