Abstract Sub-daily resolution rain gauge data (pluviographic records) should be used to define extreme rainfall intensity-frequency-duration curves. However, there is a lack of these records for many countries, which leads to the application of rainfall disaggregation models that transforms maximum daily rainfall data into sub-daily depths. The agreement between the intensity-duration-frequency curves obtained with disaggregation models and using sub-daily rainfall data is necessary to support the disaggregation method's applicability. The daily rainfall disaggregation method using disaggregation coefficients is the most used in Brazil, despite the lack of performance evaluation. The linear regression and model identity test was used to compare the intensity of rainfall obtained with different methodologies to obtain intensity-duration-frequency curves in 116 rain gauges in Minas Gerais, Brazil. There is a significant difference between the maximum rainfall intensity (im) obtained from pluviographic records and those estimated by the daily rainfall disaggregation. Nevertheless, comparing the im estimated by the daily rainfall disaggregation methods and the im obtained by sub-daily rainfall data, good precision and accuracy are observed, especially using specific disaggregation coefficients. The disaggregation IDF relationships had an underestimation tendency of im, especially in larger return periods, which can be considered less harmful since the larger return periods are associated with higher safety projects. The practical result of this paper was the possibility of a simple and effective methodology to disaggregate the daily into a sub-daily resolution rainfall.

Resumo Este estudo teve como objetivo mapear chuvas intensas com durações de 10, 30, 720 e 1440 minutos, associadas aos tempos de retorno de 10, 50 e 100 anos, para o Estado do Tocantins. Foram aplicadas séries históricas de 95 postos pluviométricos localizados no Estado do Tocantins e proximidades, com período padronizado de 1983 a 2013. Foi conduzido um estudo geoestatístico, avaliando-se os modelos de semivariograma esférico, exponencial e gaussiano, ajustados pelo método dos mínimos quadrados ponderados. A partir deste estudo, o modelo que apresentou o menor erro médio com base na validação cruzada foi aplicado ao processo de mapeamento por krigagem ordinária. Houve bom desempenho das técnicas geoestatísticas, podendo-se destacar o modelo esférico para o mapeamento da precipitação máxima diária anual, e o modelo gaussiano para as chuvas calculadas pela metodologia de desagregação. Verificou-se ainda que as áreas de ocorrência das chuvas intensas de maior severidade no estado estão no Bico do Papagaio (norte), Ilha do Bananal (sudoeste) e noroeste do estado.

Abstract This study aimed to map heavy rainfall with durations of 10, 30, 720 and 1440 minutes, associated with return times of 10, 50 and 100 years for the Tocantins State. Historical series of 95 pluviometric stations located in the Tocantins State and nearby were applied, with standard period from 1983 to 2013. A geostatistical study was conducted, evaluating the spherical, exponential and gaussian semivariogram models, adjusted by the weighted least squares method. From this study, the model that presented the smallest average error based on cross-validation was applied to the mapping process by ordinary kriging. There was good performance of the geostatistical techniques, being possible to highlight the spherical model for the mapping of the annual maximum daily precipitation and the Gaussian model for the rains calculated by the methodology of disaggregation. It was also verified that the areas of intense rainfall of greater severity in the state are in the Bico do Papagaio (north), Bananal Island (southwest) and northwest of the state.

RESUMO A irrigação tem grande importância para a produção de alimentos, sendo responsável por consumir grande parcela da água usada nas atividades humanas. Isto torna fundamental o manejo racional do uso da água. Para tal, a determinação da densidade do solo é importante e precisa ser realizada de forma simples e menos honerosa possível, mantendo-se a precisão e exatidão. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de tubos de PVC de diferentes dimensões para determinação da densidade do solo. Para comparação, foram utilizados também os métodos do anel volumétrico, torrão parafinado, proveta e escavação. Amostras deformadas e indeformadas de solos de diferentes granulometrias foram coletadas nas profundidades de 0,025-0,075; 0,050-0,100; 0,075-0,125 e 0,100 a 0,150 m. Os tubos de PVC utilizados tinham diâmetros de 0,040; 0,050; 0,060 e 0,075 m e alturas de 0,10; 0,15; 0,20 e 0,25 m. Os resultados da densidade do solo de cada dimensão de tubo de PVC foram comparados com os dos métodos tradicionais pelo teste t não pareado, a 5% de significância. Para solos de textura argilosa ou muito argilosa, o tubo de PVC de 0,040 m de diâmetro e 0,15 m de altura foi o que apresentou os melhores resultados, com valores mais próximos ao método padrão. Já para solos de textura média e arenosa, os melhores resultados foram encontrados quando se utilizou o tubo de PVC de 0,060 m de diâmetro e 0,15 m de altura.

ABSTRACT Irrigation has a great importance in the production of food, and it is responsible for consuming a large part of the water used by human activities. This makes the rational management of water use fundamental for sustainable food production. For this purpose, the determination of bulk density is important and needs to be obtained with the simplest, least onerous methods possible, while maintaining precision and accuracy. Therefore, the objective of this work was to evaluate the use of PVC pipes of different dimensions to determine bulk density. For comparison purposes, the volumetric ring, paraffin clod, beaker and excavation methods were also used. Deformed and undisturbed soil samples of different granulometries were collected at the depths of 0.025-0.075, 0.050-0.100, 0.075-0.125 and 0.100-0.150 m. The PVC pipes had diameters of 0.040, 0.050, 0.060 and 0.075 m and heights of 0.10, 0.15, 0.20 and 0.25 m. The bulk density results for each PVC pipe dimension were compared with those of the traditional methods by the unpaired t-test at 5% significance. For soils with a clayey or very clayey texture, the 0.040 m diameter and 0.15 m high PVC pipe presented the best results, with values closer to those of the standard method. For soils with a medium and sandy texture, the best results were found when a PVC pipe with a diameter of 0.060 m and a height of 0.15 m was used.

RESUMO O presente trabalho foi conduzido aplicando a estatística multivariada de componentes principais para comparar as demandas hídricas das culturas da banana, manga, uva, cana de açúcar, milho e feijão em diferentes regiões da bacia do rio São Francisco, visando identificar os elementos climáticos que mais influenciam a evapotranspiração de referência (ET0) nas localidades de Pirapora-MG, Jaíba-MG, Barreiras-BA e Petrolina-PE. Adicionalmente, procurou-se identificar as localidades que apresentam maior semelhança em relação aos parâmetros avaliados, por meio da aplicação da análise de cluster, e determinar as relações de equivalência entre as culturas estudadas, integrando os parâmetros relativos aos elementos climáticos e às características das culturas e do solo. Com base na estatística multivariada de componentes principais, identificou-se que os elementos climáticos que possuem maior significância na estimativa da ET0 foram distintos para cada local. O modelo com duas componentes explicou 90%, 88%, 95% e 97% da variância total para as localidades de Pirapora, Jaíba, Barreiras e Petrolina, respectivamente. Por estar situada em uma região de clima semiárido, Petrolina apresentou elevada demanda hídrica pelas culturas, sendo comprovado este comportamento com a análise de cluster. As relações de equivalência permitiram comparar as demandas hídricas das diferentes culturas, fornecendo, em termos gerais, um parâmetro comparativo entre as culturas, e discriminando qual cultura será mais adequada em função da disponibilidade hídrica na bacia do rio São Francisco.

ABSTRACT The present work was performed by applying the principal component analysis, in order to compare the water needs of banana, mango, grape, sugarcane, maize and beans crops in different regions of the São Francisco river basin, aiming to identify the climate elements that most influence the reference evapotranspiration (ET0) in the locations of Pirapora-MG, Jaíba-MG, Barreiras-BA and Petrolina-PE. In addition, the locations with more similarities, according to the evaluated parameters, were verified by applying cluster analysis, and the equivalence relations between the studied crops were determined by integrating the parameters related to the climatic elements and the characteristics of crops and soils. Based on the principal components analysis, it was observed that the most significant climate elements for ET0 estimation were different for each place. The model with two components explained 90%, 88%, 95% and 97% of the total variance, respectively for the locations of Pirapora, Jaíba, Barreiras and Petrolina. Because it is in a semi-arid climate region, Petrolina showed high crop water needs, a behavior proven with the cluster analysis. The equivalence relations allowed comparing the water needs for the studied crops, providing, in general terms, a parameter comparison between the crops, and specifying which one will be more adequate depending on the water availability in the São Francisco basin.

Resumo A hidroeletricidade é responsável por grande parte da produção brasileira de energia elétrica. Assim, a pegada hídrica de usinas hidrelétricas apresenta-se como um importante indicador para análise e discussão de questões relacionadas ao uso sustentável e eficiente dos recursos hídricos. Nesse contexto, foi caracterizada a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica de Sobradinho, no período de 2003 a 2012, considerando a variação histórica da área alagada pelo reservatório. Para isto, foram utilizadas séries mensais de geração, área inundada, evaporação e evapotranspiração. A evaporação bruta e líquida, médias do período de análise, foi de 2.031 e 1.577 mm ano-1, respectivamente. A energia média gerada no período foi de 462 MW médio, enquanto a área de inundação do reservatório apresentou um valor médio de 3.054 km2. Com base nos dados mensais estimou-se a pegada hídrica bruta e líquida em 417 e 325 m³ GJ-1, respectivamente. A partir dos resultados pode-se concluir que a variação da área do reservatório exerce influência direta e significativa na estimativa da pegada hídrica da Usina Hidrelétrica de Sobradinho. Os valores obtidos de pegada hídrica diferem de outras estimativas que adotaram o valor constante de 4.214 km2, correspondente a área do reservatório no nível d’água normal de operação da usina.

Abstract Hydroelectricity is responsible for the greatest fraction of the electric energy generated in Brazil. The water footprint of hydropower plants (WFP) is an important indicator of the sustainable and efficient use of water resources. In this context, WFP of the Sobradinho Hydropower Plant was determined for the period from 2003 to 2012, taking into account the reservoir’s historical variation for the flooded area. To accomplish this, monthly series of electric energy production, flooded area, evaporation and evapotranspiration rates were used. Average gross and net evaporation were 2,031 and 1,577 mm year-1, respectively. The average power generation of this facility in the analyzed period was 462 MW, and the flooded area of its reservoir presented an average value of 3,054 km². Based on the monthly data, the gross and net water footprints were, respectively, 417 and 325 m³ GJ-1. Based on these results, it can be concluded that the changes in the reservoir’s area exert direct and important influence on the WFP estimates of the Sobradinho hydropower plant. The WFP estimates in this study were different from other studies that adopted a constant value of 4,214 km² for this reservoir’s area, which is taken based on the normal water level of the plant operation.

RESUMO Para o dimensionamento da estrutura hidráulicas do Brasil, é necessário a obtenção de dados de chuvas intensas de curta duração a partir de séries históricas de chuva diária. Esta situação recorrente pode ser atendida pela metodologia de desagregação de chuvas. Objetivou-se neste trabalho determinar constantes de desagregação de chuvas intensas para o Estado do Tocantins e proceder a comparação destas constantes com aquelas obtidas para outras regiões do Brasil. Para a modelagem da frequência das chuvas intensas de diferentes durações, foi empregada a distribuição de probabilidades Gumbel, tendo sido utilizadas séries pluviográficas de 10 localidades do estado do Tocantins. Os resultados mostraram que a distribuição de probabilidades Gumbel foi considerada adequada pelos testes Kolmogorov-Smirnov e Qui-quadrado. Observou-se que as constantes de desagregação apresentaram valores praticamente invariáveis para tempos de retorno entre 10 e 100 anos, tendo sido obtidas as seguintes constantes médias para o estado do Tocantins: h12h/h24h=0,93, h6h/h24h=0,86, h4h/h24h=0,82, h3h/h24h=0,78, h2h/h24h=0,72, h1h/h24h=0,61, h50min/h1h=0,92, h40min/h1h=0,83, h30min/h1h=0,68, h20min/h30min=0,76 e h10min/h30min=0,46. A comparação dos resultados com os de estudos desenvolvidos para outras regiões brasileiras mostrou variações de até -62,30%, permitindo se concluir que a utilização de constantes locais é importante no procedimento de desagregação de chuvas.

ABSTRACT In order to design effective Brazilian hydraulic structures, it is necessary to obtain data relating to short-duration intense rainfall from historical series of daily rainfall. This recurring need can be fulfilled by rainfall disaggregation methodology. The objective of this study was to determine the intense rainfall disaggregation constants for the State of Tocantins and to compare these constants with those obtained for other regions of Brazil. For the modeling of the frequency of intense rainfall of different durations of less than 24 hours, the Gumbel probability distribution (GPD) was employed using rainfall series from 10 locations in Tocantins state. The results showed that the GPD was adequate by the Kolmogorov-Smirnov and Chi-square tests. The disaggregation constants presented low variability values for different return periods (from 10 to 100 years); the values for Tocantins state are: h12h/h24h=0.93, h6h/h24h=0.86, h4h/h24h=0.82, h3h/h24h=0.78, h2h/h24h=0.72, h1h/h24h=0.61, h50min/h1h=0.92, h40min/h1h=0.83, h30min/h1h=0.68, h20min/h30min=0.76 e h10min/h30min=0.46. The comparison of the results with those from studies developed for other Brazilian regions showed variations of up to -62.30%, allowing us to conclude that the use of local constants is important in the process of rainfall disaggregation.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento inicial e algumas variáveis fisiológicas de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) submetido a diferentes regimes hídricos em Latossolo Vermelho distrófico. O experimento foi conduzido em casa de vegetação da Embrapa Agropecuária Oeste, em Dourados-MS. Os tratamentos corresponderam aos regimes hídricos de 20, 40, 60, 80 e 100% da capacidade de retenção de água no solo. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado com cinco regimes hídricos e cinco repetições. As avaliações de altura de plantas, diâmetro de caule e número de folhas foram realizadas em seis épocas, enquanto as variáveis condutância estomática e taxa fotossintética foram determinadas em duas épocas. No término do experimento avaliaram-se área foliar, massa seca de folhas, pecíolos, caules e raízes de todas as plantas de pinhão-manso. Os regimes hídricos de 60 e 80% da capacidade de retenção de água no solo proporcionam as melhores respostas para as variáveis fisiológicas e de crescimento na fase inicial do pinhão-manso. Teores de água disponível em um Latossolo Vermelho distrófico, abaixo de 60% e superiores a 80% da capacidade de retenção de água no solo, induzem sinais de estresse hídrico em plantas jovens de pinhão-manso.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate different water regimes on initial growth and some physiological variables of physic nut (Jatropha curcas L.) in dystrophic Haplustox. The experiment was carried under greenhouse conditions of the Embrapa Western Agriculture, located in Dourados, Mato Grosso do Sul State, Brazil. Treatments corresponded to water regimes of 20, 40, 60, 80 e 100% of the soil water retention capacity. The experimental design adopted was completely randomized with five treatments and five replicates. The evaluations of plants height, stem diameter and number of leaves were performed in six dates, while the variables stomatal conductance and photosynthetic rate were determined in two dates. At the end of experiment were evaluated the leaf area, dry mass of the leaves, petioles, stems and roots of all plants of physic nut. The water regimes of 60% and 80% of the soil water retention capacity provide the best responses to the physiological variables and of growth in the initial phase of physic nut. Available water contents in a dystrophic Haplustox, below of 60% and superiors the 80% of the soil water retention capacity induce signs of water stress in young plants of physic nut.