Avaliou-se a aplicabilidade do modelo hidrológico TOPMODEL em simular os hidrogramas de escoamento superficial gerado por eventos isolados de precipitação em uma microbacia hidrográfica sob manejo conservacionista. Utilizaram-se de características físicas, hidrológicas e edáficas da microbacia associadas a hidrogramas de escoamento superficial relativos a eventos de vazão e precipitação medidos entre 2009 e 2012. Observou-se que o TOPMODEL mostrou tendência em subestimar a vazão máxima e a lâmina total de escoamento superficial e se constatou, todavia, que o TOPMODEL é promissor na modelagem dos hidrogramas de escoamento superficial de eventos de chuva isolados na microbacia sob manejo conservacionista em estudos, embora tenda a subestimar os valores de vazão.

The applicability of TOPMODEL hydrologic model to predict the runoff hydrographs originated from isolated rainfall events over a small watershed under conservationist management practices was evaluated. Geographical, hydrological and soil data from the watershed were used associated to streamflow hydrographs and rainfall events measured between 2009 and 2012. TOPMODEL mainly underestimated runoff peak flow and runoff amount. However, it was observed that TOPMODEL is promising for the estimation of runoff hydrograph originated from isolated rainfall events at the studied small watershed under conservationist management practices.

Este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia para espacializar os parâmetros da equação de chuvas intensas. A área de estudo abrange o território do Espírito Santo. Foram utilizadas um total de 59 equações de chuvas intensas. A partir destas equações foram calculadas e interpoladas as chuvas intensas máximas, com uma resolução espacial de 1 km por 1 km, para os períodos de retorno de 2; 5; 10; 20; 50 e 100 anos e durações de 10; 20; 30; 40; 50; 60; 120; 240; 360; 420; 660; 720; 900, 1140; 1380 e 1440 min, totalizando 96 mapas de intensidades máximas de precipitação. Os interpoladores utilizados foram o inverso da distância elevada a uma potência e a krigagem ordinária, para os quais se avaliaram, nos dados da tabulação cruzada, nível de significância (valor-p<0,05) e coeficiente de determinação (R²), sendo escolhido como método de interpolação aquele significativo e de maior R². Por meio dos dados espacializados, foram estimados os parâmetros da equação de chuvas intensas. Quando comparadas as equações de chuvas intensas da literatura com as estimadas deste trabalho, o erro médio percentual foi de 13,8%. Os mapas dos parâmetros especializados deste trabalho são de simples utilização, uma vez que podem ser importados em ambiente de sistemas de informação geográfica e fazer a consulta dos parâmetros para a área de interesse.

The aim of this study was to generate maps of intense rainfall equation parameters using interpolated maximum intense rainfall data. The study area comprised Espírito Santo State, Brazil. A total of 59 intense rainfall equations were used to interpolate maximum intense rainfall, with a 1 x 1 km spatial resolution. Maximum intense rainfall was interpolated considering recurrence of 2; 5; 10; 20; 50 and 100 years, and duration of 10; 20; 30; 40; 50; 60; 120; 240; 360; 420; 660; 720; 900; 1,140; 1,380 and 1,440 minutes, resulting in 96 maps of maximum intense rainfall. The used interpolators were inverse distance weighting and ordinary kriging, for which significance level (p-value) and coefficient of determination (R²) were evaluated for the cross-validation data, choosing the method that presented better R² to generate maps. Finally, maps of maximum intense precipitation were used to estimate, cell by cell, the intense rainfall equation parameters. In comparison with literature data, the mean percentage error of estimated intense rainfall equations was 13.8%. Maps of spatialized parameters, obtained in this study, are of simple use; once they are georeferenced, they may be imported into any geographic information system to be used for a specific area of interest.

A utilização de efluentes na irrigação como fontes de nutrientes pode reduzir, ou mesmo eliminar, a necessidade de fertilizantes comerciais. Pesquisas estão sendo desenvolvidas no sentido de avaliar o potencial de uso de diferentes qualidades de água como fontes de nutrientes para as plantas. Neste contexto, realizou-se um ensaio para avaliar o crescimento de mudas de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Eucalyptus urophylla S.T. Blake e E. ‘urograndis’ após 80 dias de utilização de água de abastecimento, água de piscicultura e efluente de esgoto doméstico tratado. Foram analisadas características de crescimento e nutrição foliar em função da espécie e da qualidade da água de irrigação. As características de crescimento avaliadas foram altura da parte aérea, diâmetro do colo, área foliar, massa seca da raiz, massa seca total, massa seca da parte aérea, relação entre parte aérea e raiz, taxa de crescimento absoluto, taxa de crescimento relativo, razão de área foliar, taxa de assimilação líquida, relação entre altura da parte aérea e diâmetro do colo e percentagem de raízes de cada espécie. De acordo com os resultados, as melhores taxas de crescimento foram obtidas com a utilização de efluente de esgoto doméstico tratado; a espécie E. ‘urograndis’ apresentou maior crescimento para a maioria das características avaliadas. Em relação à análise foliar, as três qualidades de água proporcionaram teores semelhantes de macro e micronutrientes nas folhas das mudas, com exceção do azoto e do boro, cujos teores foram maiores nas mudas fertirrigadas com o efluente de esgoto.

The use of effluents for irrigation as nutrient sources may reduce, or even eliminate, the need for commercial fertilizers. Research is being undertaken to assess the potential use of water with different qualities as sources of plant nutrients. In this context, we carried out an experiment to study the growth of seedlings of Eucalytus grandis W. Hill ex Maiden, Eucalyptus urophylla S.T. Blake and E. ‘urograndis’ after 80 days of use of tap water, water from pisciculture and treated domestic sewage effluent. Growth parameters and mineral composition were analyzed for all species and treatments. The growth characteristics evaluated were shoot height, stem diameter, leaf area, root dry mass, total dry weight, shoot dry weight, the ratio between shoot and root, absolute growth rate, relative growth rate, leaf area ratio, net assimilation rate, ratio between shoot height and diameter and percentage of roots of each species. According to the results, the best growth rates were obtained with the use of treated sewage effluent; E. ‘urograndis’ showed the greatest growth for most parameters evaluated. Regarding leaf analysis, the three types of water led to similar levels of macro and micronutrients in the highest of seedlings, with the exception of nitrogen and boron, whose levels were highest in seedlings fertigated with sewage effluent.

Dentre as características da precipitação aquela que expressa sua capacidade em promover a erosão do solo é denominada erosividade das chuvas (R), sendo comumente representada pelos índices EI30 e KE>25. A determinação destes indices requer a disponibilidade de series de dados pluviográficos, que são de difícil acesso no Brasil. O presente artigo descreve o uso de séries sintéticas de dados pluviográficos para calcular os índices EI30 e KE>25 no Estado do Espírito Santo (Brasil). Redes neurais artificiais (ANNs) também foram desenvolvidas para promover a interpolação espacial dos valores de R no Espírito Santo. Os valores calculados para os índices EI30 e KE>25 foram próximos àqueles encontrados em áreas pluviométricamente homegêneas próximas, indicando a aplicabilidade do uso de séries sintéticas de dados pluviográficos. As redes neurais artificiais consistiram em interpoladores espacial melhores que os métodos de inverso da potência da distância e krigagem para a espacialização dos índices de erosividade no Espírito Santo.

The rainfall parameter that expresses the capacity to promote soil erosion is called rainfall erosivity (R), and is commonly represented by the indexes EI30 and KE>25. The calculations of these indexes requires pluviographical records, that are difficult to obtain in Brazil. This paper describes the use of synthetic rainfall series to compute EI30 and KE>25 in Espírito Santo State (Brazil). Artificial neural networks (ANNs) were also developed to spatially interpolate R values in Espírito Santo. EI30 and KE>25 indexes values were close to those calculated on a homogeneous area according to the similarity of rainfall distribution; indicating the applicability of the use of synthetic rainfall series to estimate the R factor. ANNs had a better performance than Inverse Distance Weighted and Kriging to spatially interpolate rainfall erosivity values in the State of Espírito Santo.

The objective of this work was to develop mathematical models to estimate air temperatures (minimum, medium and maximum), monthly and annual in the state of Espírito Santo, Brazil, and spatializing information based on a digital elevation model (MDE), obtained through radar data from SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). The equations were developed with the use of multiple regression analysis, adopting the linear model, which had as independent variables the altitude, latitude and longitude as the dependent variable and the air temperature. The coefficients of the equations were determined using as the base the monthly average air temperatures for the period from 1977 to 2006, obtained on fourteen meteorological stations distributed throughout the state. The SRTM radar image of the original mission of mapping the topography land developed by NASA (National Aeronautics and Space Administration) and NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) of the United States in 2000, allows for the provision of a digital elevation model (MDE ) with spatial resolution of 90 m to the area of coverage of the study. The images SRTM were mosaics, resulting in a single image with average values of altitude and the geographic coordinates for the entire state. The statistical analysis of regression have shown the level of adjustment of the data obtained by the linear statistical model, which showed adjusted coefficient of determination (R²) ranging between 0.94 to 0.97, with good performance to estimate the air temperature in places where it is not measured. The use of SRTM identified very sensitively the variation of relief, demonstrating efficiency and estimates the results of spatial air temperature, helping to improve the results in relation to simple interpolation of the measured data on meteorological stations, especially in regions of bumpy relief.

O objetivo desse trabalho foi desenvolver modelos matemáticos para estimativas das temperaturas do ar mínimas, médias e máximas, mensais e anual no estado do Espírito Santo, Brasil, e espacializar as informações com base em um modelo digital de elevação (MDE), obtido a partir de dados do radar SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). As equações foram desenvolvidas com o uso de análises de regressão múltipla, adotando-se o modelo linear, que teve como variáveis independentes a altitude, a latitude e a longitude e como variável dependente a temperatura do ar. Os coeficientes das equações foram determinados utilizando-se como base os dados mensais médios das temperaturas do ar para o período de 1977 a 2006, obtidos em 14 estações meteorológicas distribuídas em todo o estado. A imagem de radar SRTM originária da missão de mapeamento do relevo terrestre desenvolvido pela NASA (National Aeronautics and Space Administration) e NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) dos Estados Unidos no ano 2000 permitiu a disponibilização de um modelo digital de elevação (MDE) com resolução espacial de 90 m para a área de abrangência do estudo. As imagens SRTM foram mosaicadas, obtendo-se uma única imagem com valores médios de altitude e suas respectivas coordenadas geográficas para todo o estado. As análises estatísticas de regressão permitiram verificar o nível de ajuste dos dados às equações obtidas através do modelo estatístico linear, que apresentou coeficientes de determinação ajustados (R²) variando entre 0,94 a 0,97, com bom desempenho para estimar a temperatura do ar nos locais onde esta não é medida. A utilização do SRTM permitiu detectar com bastante sensibilidade a variação do relevo, demonstrando eficiência nos resultados da estimativa e espacialização da temperatura do ar, contribuindo para melhorar os resultados obtidos em relação à simples interpolação de dados medidos em estações meteorológicas, principalmente em regiões de relevo acidentado.

Pela teoria do escoamento em canais abertos, o coeficiente de rugosidade de Manning é um dos principais parâmetros para descrição da vazão sobre uma superfície. Uma das dificuldades da aplicação da equação de Manning é a definição do seu coeficiente de rugosidade em rios e canais, razão pela qual o presente estudo tem como objetivo, estimar o coeficiente de rugosidade de Manning para os períodos de vazão mínima e máxima média mensal, em alguns trechos do rio Paracatu, e propor um modelo baseado em redes neurais artificiais para estimar o coeficiente de rugosidade. O coeficiente foi determinado em função das características geométricas do canal (área molhada, raio hidráulico e declividade do canal) e das séries de vazão de seis postos fluviométricos do rio Paracatu. Utilizaram-se séries de vazão de 21 anos (1976-1996). O coeficiente de rugosidade não apresenta tendência (maior ou menor) em função apenas do período seco ou de cheia. As características da margem e do leito do rio influenciam diretamente nos valores de coeficiente de rugosidade. O modelo baseado em rede neural apresentou desempenho satisfatório, o que possibilita estimar o coeficiente de rugosidade em função da cota, vazão, declividade e do raio hidráulico do rio.

According to open channel draining theory, the Manning's roughness coefficient is one of most important parameters to describe surface flow. One of the difficulties in applications of Manning's equation is the definition of its roughness coefficient in rivers and channels. Thus, the aims of this paper are to estimate the Manning's roughness coefficient for the periods of minimum and maximum mean monthly flow in some parts of Paracatu river and to propose a model based on artificial neural networks to estimate the roughness coefficient. The coefficient was determined in function of channel geometrical characteristics (wetted area, hydraulic radius and slope of the channel) and of the outflow series of six fluviometric stations of Paracatu river. Long-term series of 21 years (1976 - 1996) of outflow were used. The roughness coefficient does not show any tendency (up or down)as a function of the dry or overflow periods only. The characteristics of margin and watercourse of river influenced directly the roughness coefficient data. The model based on neural network showed satisfactory performance, which allow us to estimate the roughness coefficient as a function of the quota, slope and hydraulic radius of the river.

A geoestatística está associada a uma classe de técnicas utilizadas para analisar e inferir valores de uma variável distribuída no espaço ou no tempo, mediante o que se propôs, no presente trabalho avaliar, através de diferentes técnicas de interpolação, os seguintes parâmetros climáticos: precipitação, deficiência hídrica, excedente hídrico, evapotranspiração potencial, evapotranspiração real e disponibilidade hídrica, no estado do Espírito Santo. Para tanto, utilizaram-se dados meteorológicos de temperatura do ar e precipitação pluviométrica, compreendidos no período de 1977 a 2006, para o cálculo do balanço hídrico climatológico conforme método proposto por Thornthwaite & Mather (1955), adotando uma capacidade de armazenamento de 100 mm. Os resultados mostram que o método da krigagem é o mais eficiente para a espacialização dos parâmetros climáticos, baseado no menor valor da Raiz do Erro Médio Quadrático (REMQ) e outros parâmetros calculados que auxiliaram na escolha do melhor modelo.

Geostatistics is associated with a class of techniques used to analyze and to infer values of a variable distributed in space or time. By means of this, the objective of this work was to evaluate different techniques of interpolation for the following climatic parameters: precipitation, water deficit, water surplus, potential evapotranspiration, actual evapotranspiration and water availability in the State of the Espirito Santo. Meteorological data of air temperature and precipitation were used in the climatic water balance determination, according to Thornthwaite & Mather (1955), adopting a storage capacity of 100 mm. The results show that the method of kriging was the most efficient for the spatialization of climatic parameters, based on the lower value of the Root of the Mean Quadratic Error (REMQ) and other calculated parameters that helped in choosing the best model.

Estimativas de vazão máxima de escoamento superficial são necessárias para o projeto de obras hidráulicas em bacias urbanas e rurais. A dificuldade em aplicar os procedimentos disponíveis para calcular a variação do escoamento superficial com o tempo e de seu valor máximo deve-se à inexatidão dos métodos usados para esse objetivo e à variabilidade nos resultados que podem ser obtidos por profissionais que usem o mesmo procedimento. Dessa forma, a investigação de um método que produza estimativas confiáveis da vazão máxima e do hidrograma de escoamento superficial é de grande interesse. Neste trabalho, desenvolveu-se e avaliou-se a sensibilidade de um software (HIDROGRAMA 2.1) que permite a obtenção do hidrograma de escoamento superficial, da vazão máxima e seu tempo de ocorrência, da altura e da velocidade máximas do escoamento, do volume e da lâmina de escoamento superficial em encosta e em canais. O modelo apresentou grande sensibilidade ao período de retorno, à taxa de infiltração estável e ao comprimento da encosta e do canal.

Estimative of maximum runoff flow rates are essential for the projects of hydraulic urban and rural basins. The difficulty in applying the available procedures to estimate the temporary variation of the flow rate and its maximum value is due to the inaccuracy of some methods that are usually used and to the big variability of results that can be obtained by different professionals that use the same procedures. Therefore, research of a method that produces trustworthy assessment of peak-flow rates and hydrographs is of great interest. This paper describes the development and sensitivity analysis of a software (HIDROGRAMA 2.1) that allows obtaining surface runoff hydrograph, peak flow rate and its time of occurrence, runoff maximum height, runoff velocity and runoff volume. The model presented great sensibility to precipitation return period, infiltration rate after long time of wetting and hillside and channel length.

Desenvolveu-se uma metodologia que permite obter o hidrograma de escoamento superficial e a vazão máxima para qualquer posição ao longo de uma encosta e para seções transversais de canais utilizando o modelo de ondas cinemáticas. A área da encosta é dividida num sistema matricial composto por 100 linhas e 100 colunas. Na encosta, considera-se que o escoamento ocorre na direção da declividade e que a vazão de cada pixel é a soma da vazão produzida nesse com a vazão advinda dos pixels que contribuem com o escoamento superficial para o pixel em análise. No canal, a vazão é calculada pela soma dos hidrogramas advindos das colunas do sistema reticulado. A comparação entre os valores de lâmina e vazão máxima de escoamento superficial obtidas experimentalmente e calculadas em duas condições (encosta e bacia) permitiu evidenciar que a metodologia, comparada aos métodos Racional e do Número da Curva, ofereceu boas estimativas tanto da lâmina quanto da vazão máxima de escoamento superficial.

It was developed a methodology that allows obtaining the hydrograph of superficial flow and maxim flow of any position along a hillside and transversal sections of canals. The area of the hillside is divided in a matrix system having 100 lines and 100 columns. It was considered that the flux occurs in the direction of the hillside's slope and the flow of each pixel is the addition between its own flow and the flows that come from the pixels that contribute to the superficial flow in the pixel under analysis. In the canal the flow is taken as the addition of the hydrographs that come from the columns in the reticular system. By the new methodology the comparison of the total volume and maximum surface runoff flow values, obtained in two experimental conditions (hillside and hydrographic basin), allowed to conclude that the new model provided good performance when compared to the Rational Method and the Curve Number Method.

Neste trabalho teve-se como objetivo principal, gerar equações de regressão múltiplas com ajuste de superfície quadrática para estimativa das normais das temperaturas do ar mínimas, médias e máximas mensais e anual, para o Nordeste brasileiro, a fim de fornecer subsídios para o planejamento agroclimático em regiões onde não há disponibilidade desses dados. Obtiveram-se os dados de temperatura do ar utilizados para a determinação dos coeficientes das equações, de 74 estações meteorológicas listadas nas normais climatológicas dos Estados da região Nordeste, fornecidas pelo INMET. A partir das equações ajustadas, foram gerados mapas temáticos das normais das temperaturas do ar mínimas, médias e máximas mensais e anual. As equações obtidas apresentaram bons valores de R²; entretanto, quando utilizadas para altitudes muito elevadas, essas equações tenderam a apresentar baixos valores de temperatura do ar, enquanto as equações ajustadas e sua espacialização mostraram tratar-se de uma alternativa viável para a ampliação da base de dados climáticos da região Nordeste.

This study aimed to generate multiple regression equations with quadratic functions to estimate both monthly and annual minimum, mean and maximum air temperatures for the Northeast region. It will provide subsidy to agroclimatic planning in the regions where these data are not available. Temperature data used to determine the equations coefficients were obtained from 74 meteorological stations listed in climatological normals of the states of Northeast region - Brazil, provided by INMET. Based on the adjusted models, thematic maps of monthly and annual minimum, mean and maximum air temperatures were generated. The obtained equations presented good values of R². However, when the equations were used for high altitude places they tended to present low values of air temperature. The adjusted equations and its spatialization is an alternative available to enlarge the climatic data base of this region.

A infiltração de água no solo é um dos mais significantes processos do ciclo hidrológico. A equação de Green-Ampt (GA) é bastante utilizada na modelagem da infiltração; entretanto, diversos autores alertam para a necessidade de adequação de seus parâmetros de entrada (umidade de saturação (tetas); condutividade hidráulica do solo saturado (K0) e potencial matricial na frente de umedecimento (psi). Neste sentido, avaliou-se a aplicabilidade do modelo de GA, assim como as diversas proposições de adequação de K0 e psi, em um Latossolo Vermelho-Amarelo sob condições de estratificação. Determinaram-se a infiltração acumulada (I), a taxa de infiltração (Ti) e as características físicas do perfil necessárias para a aplicação do modelo. Foram feitas simulações com base na combinação de seis metodologias para a determinação de psi e três para a condutividade hidráulica da zona de transmissão (Kw), verificando-se que as combinações seguintes simularam bem o processo de infiltração: Kw igual a 0,5 K0 associado a psi determinado com base na umidade inicial do solo (psi (tetai)); Kw igual à taxa de infiltração estável (Tie) associado a psi igual à média entre psi (tetai) e psi relativo à umidade de saturação de campo (psi (tetaw)); e Kw igual a K0 associado a psi calculado com base na textura e porosidade do solo (psi(textura)) e Kw igual à Tie associado a psi(textura).

Soil water infiltration is one of the most important processes of the hydrological cycle. The Green and Ampt equation (GA) is quite used to simulate the infiltration process, however, several authors showed the necessity of some adaptations in the GA parameters: saturation moisture (thetas), hydraulic conductivity (K0) and mean suction in the wetting front (psi). An evaluation was made of the GA model and of the several correction propositions of K0 and psi, applied in a stratified Red-Yellow Latosol. A soil box filled with soil material belonging to three horizons of the studied soil was used. The accumulated infiltration (I), infiltration rate (Ti), as well as the physical characteristics of the profile needed for the application of the model were determined. Simulations based on the combination among six methodologies for the determination of psi was made and three for the determination of hydraulic conductivity in the transmission zone (Kw). The following combinations simulated well the infiltration process: Kw equal to 0,5 K0 associated to psi relative to the initial moisture content (psi(thetai)); Kw equals to the stable infiltration rate (Tie) associated to psi equal to the mean among psi (thetai) and psi relative to the saturation field moisture (psi (thetaw)); Kw equal to K0 associated to psi calculated with base in the texture and porosity of the soil and Kw equal to Tie associated to psi calculated on the basis of texture and porosity of the soil.

As equações de chuvas intensas representam excelente alternativa para a determinação das precipitações críticas utilizadas em projetos de engenharia; contudo, a sua determinação é muito trabalhosa. No Brasil, entretanto, dispõe-se, em diversos Estados, de um expressivo número de equações, o que torna possível a obtenção, por interpolação, dos parâmetros da equação de chuvas intensas para locais em que estes não são conhecidos. Neste trabalho compararam-se, considerando-se as informações disponíveis em 171 localidades do Estado de Minas Gerais, 625 diferentes combinações entre os quatro parâmetros da equação de chuvas intensas ("K", "a", "b" e "c") interpolados com a utilização da metodologia do inverso da potência da distância, através de cinco diferentes potências. Percebeu-se, em todas as combinações, tendência de superestimativa da intensidade de precipitação. A interpolação de "K" e "c" com o inverso da quinta potência da distância, "a" com o inverso da distância e "b" com o inverso do cubo da distância, apresentou melhores resultados na estimativa da intensidade de precipitação.

Intense precipitation equations represent an excellent alternative to determinate critical rainfalls used in engineering designs but its obtainment is time-consuming. However, in some Brazilian States a great number of these equations have been determined for several places, permitting to obtain the equation parameters, by interpolation, for the places where these still have not bean known. In this paper 625 different combinations were compared for the four intense precipitation parameters ("K", "a", "b" and "c") interpolated by the inverse distance to a power method (using five different powers). Data from 171 places located in Minas Gerais State were used. In all the combinations, a tendency of overestimation was noticed for the precipitation intensity. "K" and "c" parameters interpolated by the inverse distance to the fifth power, "a" interpolated by the inverse distance of the first power and "b" by the inverse distance to the third power showed better results in precipitation intensity prediction.