RESUMO A adoção de medidas preventivas ou de controle dos processos erosivos requer um entendimento não somente dos fatores que influenciam a erosão, mas também das condições de transporte. Contudo a produção de sedimentos de uma bacia é função da disponibilidade de material erodido e da capacidade de transporte. Assim, objetivou-se com esse estudo identificar os fatores relacionados com a capacidade de transporte de sedimentos em área com vegetação de caatinga, em escalas espaciais distintas. O estudo foi desenvolvido na Bacia Experimental de Iguatu, Ceará, com monitoramento nas escalas de microbacia com 2,06 ha e parcela de 20 m2. As variáveis investigadas no período de 2009 a 2014 foram: altura pluviométrica, intensidades das chuvas, umidade antecedente do solo, precipitação antecedente dos últimos 5 dias, dias consecutivos secos, vazão de pico, lâmina escoada e produção de sedimentos. No período de estudo foram registrados 263 eventos de chuvas (> 2 mm) e 86 eventos geradores de escoamento. Com auxílio de Análises das Componentes Principais, foram formadas três Componentes Principais (CP) explicando mais de 79 % da variância total. Nas CP1, CP2 e CP3 foram enquadradas, respectivamente, variáveis relacionadas ao poder energético da chuva em desagregar partículas de solo; a energia para o transporte de sedimentos e ao conteúdo de água no solo. Nas escalas estudadas a produção de sedimentos apresentou elevada correlação com a lâmina escoada, indicando condições limitantes de produção de sedimento pela energia do fluxo de massa.

ABSTRACT The adoption of measures to prevent and control erosive processes requires information about the factors affecting the erosion and the sediment transport conditions. However, the sediment yield of a basin depends on the availability of eroded material and the sediment transport capacity. Thus, the objective of this study was to identify the factors that affect the sediment transport capacity at different spatial scales in an area with caatinga vegetation. The study was carried out in the Iguatu Experimental Basin, in the state of Ceará, Brazil, from 2009 to 2014, by monitoring two scale levels: watershed with 2.06 ha, and erosion plot with 20 m². The variables evaluated for the rainfall events were precipitation, intensity of rainfall, antecedent soil moisture, precipitation of the antecedent five days, consecutive dry days, peak flow, runoff depth, and sediment yield. During the study period, 263 rainfall events (>2 mm) and 86 events generating runoff were recorded. Three Principal Components (PC) were developed using the Principal Component Analysis, which explained more than 79% of the total variance. Variables connected to the kinetic energy capacity of the rainfall to disaggregate soil particles, the energy for sediment transport, and the soil water content were framed in the CP1, CP2, and CP3, respectively. In the evaluated scales, the sediment yield presented a high correlation with the runoff depth, which indicates limiting conditions for sediment yield by the mass flow energy.

RESUMO O semiárido do Nordeste brasileiro é caracterizado por chuvas de alta intensidade e curta duração e os processos erosivos são agravados pelo inadequado modelo de uso do solo. Nessa região, a carência de dados medidos de escoamento e produção de sedimento aumenta a necessidade de aplicação de modelos hidrossedimentológicos para a estimativa da erosão, necessitando o conhecimento da real taxa de aporte de sedimentos para a região. Neste sentido, o objetivo deste estudo é mapear a erosão do solo com uso da Equação Universal de Perda de Solo (USLE) na Bacia Experimental de Iguatu (BEI) e calcular a razão de aporte de sedimentos (SDR- Sediment Delivery Ratio) média anual e por eventos individuais a partir de medidas hidrossedimentológicas, contribuindo para o entendimento dos processos de propagação de sedimentos no semiárido brasileiro, o que permite a identificação de áreas susceptíveis à erosão hídrica. A BEI apresenta uma área de 16,74 km2 e foi equipada com sensores para mensurações contínuas de precipitação, vazão e produção de sedimentos. O SDR médio anual para a BEI foi de 0,37%. Os SDR para eventos pluviométricos individuais variaram de 0,08 a 1,67%, com média de 0,68%. Entre as principais variáveis que influenciaram o SDR para eventos individuais está a magnitude da altura pluviométrica e a umidade antecedente do solo, que pode ser melhor representada pela precipitação total antecedente dos últimos 15 dias. De acordo com os mapas de perda de solo, apenas 6,27% da bacia apresentou perdas muito além dos limites toleráveis.

ABSTRACT The semi-arid region in the northeast of Brazil is characterised by rains of high intensity and short duration, with the processes of erosion being aggravated by an inappropriate land-use model. In this region, the lack of measured data for runoff and sediment yield increases the need to apply hydro-sedimentological models in estimating erosion, requiring knowledge of the actual sediment delivery ratio for the region. The aim of this study therefore, was to map soil erosion, making use of the Universal Soil Loss Equation (USLE), in the Iguatu Experimental Watershed (IEW). The mean annual sediment delivery ratio (SDR), and the SDR for individual events, was calculated from hydro-sedimentological measurements, contributing to an understanding of the processes of sediment propagation in the Brazilian semi-arid region, allowing identification of areas susceptible to water erosion. The IEW has an area of 16.74 km2 and is equipped with sensors for the continuous measurement of rainfall, flow and sediment yield. The mean annual SDR for the IEW was 0.37%. The SDR for individual rainfall events ranged from 0.08 to 1.67%, with an average of 0.68%. Among the main variables that influence the SDR for individual events is the magnitude of rainfall depth and antecedent soil moisture that can be better represented by the total antecedent precipitation of the previous 15 days. According to maps of soil loss, only 6.27% of the watershed presented losses beyond tolerable limits.

O processo de eutrofização de corpos aquáticos tem se tornado um sério problema em diferentes partes do globo, sobretudo em regiões áridas e semiáridas no qual o armazenamento d'água ocorre principalmente em reservatórios superficiais. Objetivou-se com este trabalho investigar a variabilidade espacial e sazonal da qualidade da água em reservatório do semiárido tropical, quanto ao seu estado trófico bem como identificar as fontes de aportes de nutrientes ao reservatório. Essa pesquisa foi realizada no reservatório Orós, segundo maior do estado do Ceará-Brasil. As coletas foram realizadas bimestralmente no período de abril/08 a abril/10, em sete pontos de amostragem, sendo seis nos principais afluentes do reservatório e o sétimo logo a jusante da barragem. O estudo considerou as seguintes variáveis: fósforo total, transparência e a clorofila "a". Para a avaliação do estado trófico foi aplicado o Índice de Estado Trófico (IET) modificado de Carlson. Foram elaborados mapas da dinâmica espacial e sazonal da qualidade das águas do reservatório. De acordo com os valores médios do fósforo total (> 0,050 mg L-1), as águas enquadram-se na classe eutrófica. As maiores concentrações de clorofila "a" foram verificadas na estação seca, com valores variando de 3,8 a 26,5 µg L-1, expressando elevadas variações temporais e espaciais. As águas apresentaram-se estróficas, quanto ao IET médio, em todos os pontos amostrados. Os resultados indicam uma deterioração da qualidade da água e uma necessidade de intervenções destinadas a reduzir o lançamento de resíduos e, consequentemente, melhorar o estado trófico das águas do açude Orós.

Water body eutrophication process has been a serious problem around the world, especially in semiarid and arid region where main approach to storage water is reservoir. The aim of this work was to investigate the spatial and seasonal variability in water quality of a reservoir in a semi-arid tropical region with regards to its trophic state, and to identify the sources of nutrient input to the reservoir. Essa pesquisa foi realizada no reservatório Orós, segundo maior do estado do Ceará-Brasil. This research was developed in the Orós reservoir, the second one most important reservoir in Ceará State, Brazil. Samples were collected bimonthly during the period April 2008 to April 2010, from sex sampling points representing the outlet of tributaries, and one point down of the dam. The study included the following variables: total phosphorus, transparency and chlorophyll-a. Trophic state was evaluated by application of the Carlson modified Trophic State Index (TSI). Maps of the spatial and seasonal dynamics of the water quality in the reservoir were constructed using GIS soft. According to the average values of total phosphorus (> 0.050 mg L-1), the waters can be classified as eutrophic. The highest concentrations of chlorophyll-a were found during the dry season, with values ranging from 3.8 to 26.5 µg L-1, showing high temporal and spatial variations. The waters presented as eutrophic regarding average TSI, at all points sampled. The results indicate a deterioration in water quality and the need for intervention to reduce the release of waste, and thus improve the trophic state of the waters of the Orós reservoir.

Embora a erosão hídrica seja a principal agente no empobrecimento dos solos e na contaminação dos recursos hídricos, poucos são as mensurações efetuadas em campo. A baixa disponibilidade de dados obtidos in loco é decorrente do elevado custo e das dificuldades na efetivação destas mensurações, em especial nas regiões semiáridas. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivos investigar a ação das erosividades das chuvas sobre o escoamento superficial, bem como as perdas de solo e nutrientes em áreas não cultivadas do semiárido cearense. O experimento foi conduzido em uma parcela de erosão (20 m²) sob condições de áreas não cultivadas com cobertura vegetal composta por extrato herbáceo. Neste estudo foram investigados 37 eventos registrados no período chuvoso de 2009 (janeiro/maio). O acumulado mensal do escoamento superficial variou de 3,4 a 168,9 mm, correspondendo a 1,8 e 42,3% da precipitação total mensal, para janeiro e abril, respectivamente. As perdas de solo para todo o período estudado foram de 2.166,6 kg ha-1, com destaque para o mês de fevereiro com perdas de 834,3 kg ha-1, correspondendo a 38,5% do valor total. O índice de erosividade (EI30) da chuva foi de 5.716,4 MJ mm ha-1 h-1./ A alta variabilidade nos valores de perda de solo por eventos isolados foi influenciada principalmente pela umidade antecedente do solo. Os resultados obtidos nesse trabalho, embora iniciais, são valiosos para a gestão e planejamento adequado de uso da terra, principalmente em regiões semiáridas onde essas informações são mais escassas.

Although water erosion is the principle agent responsible for soil degradation, field data on the impacts of erosion, due to high operational costs and measurement difficulties, are scarce, especially in semiarid regions. In this context, the aim of this study was to evaluate runoff and soil and nutrient losses in uncultivated areas in the semiarid region of the state of Ceará in Brazil. The experiment was conducted in a 20 m² erosion plot that was uncultivated and populated with herbaceous plants. Data were collected during the rainy season from January to May 2009. Monthly water losses from overland flow ranged from 3.4 to 168.9 mm, representing 1.8 to 42.3% of the total monthly rainfall for January and April, respectively. Soil loss from erosion totaled 2,166.6 kg ha-1. In February, soil losses were 834.3 kg ha-1, corresponding to 38.5% of the total value. The rainfall erosivity index (EI30) was 5,716.4 MJ mm ha-1 h-1. The observed high variability of soil losses in individual events was influenced mainly by the antecedent soil water content. Although this study used only one year of observations, the findings are important for land use planning, especially in the semiarid region of Brazil, where datasets are scarce.