Partitioning of rainfall into throughfall, stemflow, and interception loss in the Brazilian Northeastern Atlantic Forest

Abstract

Information on hydrology, and vegetation distribution is essential for the development of techniques and strategies to cope with droughts in semi-arid environments. The objective of this study was to evaluate the partitioning of gross rainfall into throughfall, stemflow, and interception loss in the Brazilian Northeastern Atlantic Forest, and its correlations with rainfall characteristics. The study was conducted in the Bica watershed, in Portalegre, state of Rio Grande do Norte, Brazil. The work was carried out in 2017, with monitoring of the throughfall, stemflow, and interception loss in an area of 10 × 20 m. Total rainfall depths (TRD) and wind speed were measured, and the evapotranspiration (ET0 ) was estimated. Based on this information, the intensity (I), kinetic energy (KE) and intensity at intervals of 5, 10, 20, 30, 45, and 60 min of each rainfall event were measured. Twenty rainfall events occurred during the study period. The vegetation showed interception of 44.9%, throughfall of 52.9%, and stemflow of 2.2% of the total rainfall. Three principal components (PC) were formed in the PC Analysis, explaining more than 84% of the total variance. PC1, PC2, and PC3 encompassed variables related to rainfall energy to overcome the vegetation physical barrier, inflow and outflow, and variables dependent on the rainfall duration, respectively. A compreensão do comportamento hidrológico e da distribuição da vegetação em um ambiente semiárido é fundamental para o desenvolvimento de técnicas e estratégias para a convivência com as secas. Objetivou-se com esse trabalho, quantificar o particionamento da precipitação pela vegetação caracterizada como Mata Atlântica Nordestina bem como suas relações com as características da precipitação. O estudo foi desenvolvido na Bacia da Bica, em Portalegre - RN. O trabalho foi realizado durante o ano de 2017, foram monitorados a precipitação interna, escoamento pelos caules das árvores e perda por interceptação em uma área de 10 x 20 m. Com o auxílio de uma estação meteorológica realizou-se as medidas da precipitação pluvial (PPT) e a velocidade do vento e estimada a evapotranspiração (ETo). Com base nessas informações, calculou-se a intensidade (I) de cada evento, energia cinética (EC) e as intensidades em intervalos de 5, 10, 20, 30, 45 e 60 min (I5, I10, I15, I20, I30, I45 e I60 respectivamente). No período de estudo foram registrados 20 eventos de chuvas. A vegetação reteve 44,9% da precipitação do total, enquanto 52,9% contribuiu com a precipitação interna e 2,2% escoou pelos troncos. Com o auxílio de Análises das Componentes Principais, foram formadas três Componentes Principais (CP) explicando mais de 84% da variância total. Nas CP1, CP2 e CP3 foram enquadradas, respectivamente, variáveis relacionadas ao poder energético da chuva em ultrapassar a barreira física da vegetação, fluxo de entrada e saída e variáveis que mudam de acordo com o tempo de duração da chuva.