ABSTRACT Soil erosion studies using rainfall simulators are generally expensive and time consuming. Thus, the aim of this study was to develop a prototype of an automatic runoff collector, capable of real-time quantifying runoff volume and soil loss in field trials using a rainfall simulator. The used sensors were chosen based on the type A uncertainty computed from different volumes of water and concentrations of sediment. Through specific programming, the runoff volume, sediment concentrations and the time of occurrence of the collections corresponding to each 200 cm³ of runoff were recorded on a micro-SD card. The robustness of the calibration and the programming developed were also evaluated in the Arduino Mega® 2560 microcontroller. The pressure (PSI.420) and turbidity (ST100) sensors were selected for developing the prototype, which was evaluated in the field with the InfiAsper rainfall simulator. Then, the data collected automatically by the sensors were compared to those obtained by manual measurement. The automatic runoff collector equipped with the PSI.420 and ST100 sensors has potential to obtain and store runoff data, and it was effective in evaluating the erosion process, generating mean errors of 12.25 and 13.16% for runoff volume and soil loss, respectively. The proposed prototype has a low cost of manufacture, in addition to optimizing the collection of erosion data in studies with rainfall simulators.

RESUMO Estudos relacionados à erosão do solo usando simuladores de chuva são geralmente onerosos e demorados. Assim, o objetivo deste estudo foi desenvolver um protótipo de coletor automático de escoamento superficial, capaz de quantificar em tempo real o volume de escoamento superficial e a perda de solo em ensaios de campo utilizando um simulador de chuva. Os sensores utilizados foram escolhidos com base na incerteza tipo A calculada a partir de diferentes volumes de água e concentrações de sedimentos. Por meio de programação específica, o volume da enxurrada, as concentrações de sedimentos e o tempo de ocorrência das coletas correspondentes a cada 200 cm³ de enxurrada foram registrados em um cartão micro-SD. A robustez da calibração e a programação desenvolvida também foram avaliadas no microcontrolador Arduino Mega® 2560. Os sensores de pressão (PSI.420) e de turbidez (ST100) foram selecionados para o desenvolvimento do protótipo, o qual foi avaliado em campo com o simulador de chuva InfiAsper. Em seguida, os dados coletados automaticamente pelos sensores foram comparados com os obtidos por medição manual. O coletor automático equipado com os sensores PSI.420 e ST100 tem potencial para obter e armazenar dados de escoamento, e foi eficiente na avaliação do processo erosivo, gerando erros médios de 12,25 e 13,16% para volume de escoamento e perda de solo, respectivamente. O protótipo proposto possui baixo custo de fabricação, além de otimizar a obtenção de dados de erosão em estudos com simuladores de chuva.

Informações sobre erosividade das chuvassão importantes no planejamento conservacionista do solo e da água. Assim, analisou-se a variabilidade espacial da erosividade das chuvas no Estado de Mato Grosso do Sul,a partir de interpolação por krigagem ordinária. Para tanto, foram utilizadas três estações pluviográficas para obtenção de equações de regressão entre o índice de erosividade EI30 e o coeficiente de chuvas. As equações obtidas foram aplicadas a 109 estações pluviométricas, obtendo-se, assim, os valoresEI30. Esses valores foram analisados, utilizando-se da técnica de geoestatística, podendo ser dividida em: estatística descritiva; ajuste ao semivariograma; processo de validação cruzada e aplicação da krigagem ordinária para a geração do mapa de valores de erosividade. Verificou-se que os maiores valores de erosividade se encontraram nas regiões central e nordeste do Estado, enquanto os menores valores são observados na região sul. Além disso, valores elevados de precipitação anual não necessariamente produzem maiores valoresdeerosividade.

Information about rainfall erosivity is important during soil and water conservation planning. Thus, the spatial variability of rainfall erosivity of the state Mato Grosso do Sul was analyzed using ordinary kriging interpolation. For this, three pluviograph stations were used to obtain the regression equations between the erosivity index and the rainfall coefficient EI30. The equations obtained were applied to 109 pluviometric stations, resulting in EI30 values. These values were analyzed from geostatistical technique, which can be divided into: descriptive statistics, adjust to semivariogram, cross-validation process and implementation of ordinary kriging to generate the erosivity map.Highest erosivity values were found in central and northeast regions of the State, while the lowest values were observed in the southern region. In addition, high annual precipitation values not necessarily produce higher erosivity values.

A delimitação adequada de bacias hidrográficas é fundamental por ser essa a unidade territorial para fins de planejamento e de gerenciamento dos recursos hídricos. Desse modo, este trabalho teve objetivo de analisar uma metodologia de delimitação automática de bacias hidrográficas. Foram utilizados, para tanto, dados do projeto Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) integrados e processados em Sistema de Informações Geográficas (SIG). Os resultados confirmam valores de área compatíveis aos obtidos com base em cartas topográficas. Assim, a automatização da delimitação de bacias hidrográficas, por meio de dados do SRTM e ambiente SIG, apresenta-se vantajosa em relação ao custo e benefício proporcionado, além de estabelecer a padronização do traçado e posterior minimização de conflitos quanto à fixação da unidade de gestão dos recursos hídricos.

The adequate delimitation of watersheds is essential to be that the territorial unit for planning and management of water resources. Thus, this work aims to evaluate a methodology for automatic delimitation of drainage basins. The project Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) data were integrated and processed in the Geographic Information System (GIS). The results show values of area compatible to those obtained on the topographic data. So, the automation of delimitation of watersheds, through SRTM data and GIS environment, appears to be advantageous in relation to cost and benefits offered, in addition, permits the standardization of the sketch and minimization of conflicts during fixation of the elementary unit of water resources management.

Visa-se, neste trabalho, avaliar os dados Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) na caracterização morfométrica de bacias hidrográficas, através da comparação das características obtidas a partir de dados SRTM e de cartas topográficas, processados em Sistema de Informação Geográfica (SIG). O estudo foi realizado tomando-se por base a bacia hidrográfica do Ribeirão Salobra, com área aproximada de 540 km². A diferença percentual obtida nos dados morfométricos entre os métodos estudados foi inferior a 11%, exceto no índice de circularidade (22%) e declividade média (55%). A utilização de dados SRTM em ambiente SIG permite a caracterização morfométrica de bacias hidrográficas, podendo auxiliar a gestão e o gerenciamento dos recursos hídricos, mostrando-se uma alternativa prática e viável ao minimizar custos e tempo na execução dos trabalhos.

This study aimed to evaluate the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) data in morphometric characterization of watersheds, through the comparison of the characteristics obtained from SRTM data and topographic letters, by using the Geographic Information System (GIS). The study considered the Ribeirão Salobra basin, its area is about 540 km². The percentage difference in the morphometric data obtained between the two methods was less than 11%, except for the index of circularity (22%) and average slope (55%). The use of SRTM data allows the morphometric characterization of watershed and can help management of water resources. In addition, this is an easy and economic alternative to minimize costs and job times.