Objetivou-se, neste estudo, calibrar e validar os fatores C da Equação Universal de Perdas de Solo e os coeficientes da Equação Universal de Perdas de Solo Modificada, para as coberturas de Caatinga Nativa, Caatinga Raleada e Capim (pós desmatamento e queima) no semiárido brasileiro. Os dados foram coletados no período de 2009 a 2012. A avaliação dos ajustes do modelo foi realizada pelo coeficiente de Nash-Sutcliffe, índice de Willmott (id) e índice de confiança ou desempenho (c). Para determinação dos fatores C foram usados dados de parcela de erosão (20 m²) empregando-se 50% dos dados na calibração e os demais na validação. Já para calibração e validação dos coeficientes "a" e "b" da MUSLE, foram usados dados obtidos na escala de microbacia (1,15 a 2,8 ha). O maior valor do fator C foi registrado na Caatinga Nativa (0,0167), seguido pelo uso do Capim com 0,0084 e o menor valor para a Caatinga Raleada (0,0067). Os resultados indicam que os valores dos fatores C e os coeficientes de ajuste "a" e "b" da MUSLE, para as coberturas estudadas, se apresentaram apropriados e recomendados de acordo com os índices estatísticos empregados podendo ser utilizados como base para microbacias semelhantes não monitoradas.

The aim of the present study was to calibrate and to validate the C factor of Universal Soil Loss Equation and the coefficients of the Modified Universal Soil Loss Equation for land covers of native ‘Caatinga’, thinned ‘Caatinga’ and grass (after deforestation and burning) in Brazilian semiarid region. Data were collected in the period 2009-2012. To evaluate the model performance, Nash-Sutcliffe statistical coefficient was determined, as well as the Willmott index (id) and confidence index (c). For determination of the C factor, data from erosion plots of a 20 m² were analysed, employing 50% for calibration and the other half for validation. For calibration and validation of the coefficients "a" and "b" of MUSLE, data obtained from watersheds (1.15 to 2.8 ha) were used. The largest value of C was recorded for native ‘Caatinga’ area (0.0167), followed by grass with 0.0084 and the lowest value of C (0.0067) was determined for the thinned ‘Caatinga’. The results showed that the adjusted values of the C factor and the coefficients "a" and "b" of the MUSLE were appropriate and recommended according to the statistical analysis, and it can be used to simulate similar ungauged watersheds.

Neste estudo foram feitas a validação da metodologia de desagregação de chuvas das isozonas e sua utilização no desenvolvimento de equações IDF (Intensidade-Duração-Frequência) para três municípios da Região Metropolitana do Cariri, Ceará, desprovidos de pluviógrafos. Na validação utilizaram-se dados de estações localizadas em zonas climatológicas distintas da Região Metropolitana do Cariri e de uma estação localizada na mesma zona. As precipitações máximas diárias anuais foram ajustadas e testadas pelas distribuições de probabilidade de Gumbel, Log-Normal II-P, Log-Normal III-P, Gama II-P e Gama III-P. As intensidades de chuvas estimadas pelo método das isozonas apresentaram altos índices de concordância e desempenho de Willmott, quando comparadas com as estimadas pelas respectivas equações IDF. As precipitações máximas diárias anuais utilizadas na aplicação do método das isozonas se ajustaram, respectivamente, às distribuições Gama III, Log-Normal II e Gama II; entretanto, verificou-se que outras funções podem ser utilizadas sem perda significativa na precisão das estimativas; esses resultados indicam a viabilidade da utilização do método das isozonas como alternativa na elaboração das equações IDF em regiões não monitoradas.

The isozones rain disaggregation methodology was validated and used in this study for the development of IDF (Intensity-Duration-Frequency) equations for three municipalities in the Cariri Metropolitan Region - Ceará, devoid of recording rain gauges. For the validation, data from stations located in different climate regions of the Cariri Metropolitan Region, and from one station in the same climate region was used. To develop the IDF equations, annual daily maximum rainfall data were used, which were adjusted and tested according to Gumbel, Log-Normal II-P, Log-Normal III-P, Gama II-P e Gama III-P probability distributions. The rainfall intensity estimated by the isozones method presented high Willmott indexes, when compared to the amount estimated by the respective IDF equations. The maximum annual daily rainfall used in the application of the isozones method, adjusted respectively to the Gamma III, Normal-Log II and Gamma II. However, it was verified that other functions may be used without significant loss to the precision of the estimates. These results indicate the viability of using this method as an alternative to elaborate IDF equations for regions not monitored and without records of rainfall.

Objetivou-se estudar, com esta pesquisa, a variabilidade espaço temporal da qualidade das águas do açude Orós, Ceará, além das variáveis determinantes desta qualidade razão pela qual foram empregadas a análise de componentes principais (ACP) e a análise de agrupamento hierárquico (AAH). As amostras de água foram coletadas em sete pontos (georreferenciados), no período de abril de 2008 a março de 2011, totalizando 4032 amostras. Nas águas foram analisados os seguintes atributos: temperatura, pH, CE, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, HCO3-, SO4-, turbidez, cor, transparência de sechi, ST, STV, STF, SST, SSV, SSF, SDT, OD, DBO5, fósforo total, ortofosfato solúvel, EC, CTT, amônia total, NKT, nitrato, RAS e clorofila-a. A ACP promoveu redução das 32 variáveis iniciais para 14 variáveis explicando 84,39% da variância total. Os principais fatores responsáveis pela qualidade das águas do Orós foram: processo natural de intemperismo dos componentes geológicos do solo; carreamentos dos sólidos suspensos através do escoamento superficial das águas oriundas de áreas agrícolas e ações humanas ocorridas nas partes altas da bacia do Alto Jaguaribe. A similaridade das águas do Orós permite uma redução nos pontos de amostragem, o que pode resultar em menor custo sem comprometer o monitoramento da qualidade das águas. A similaridade das águas foi influenciada pelas atividades antrópicas exercidas nas proximidades do reservatório e ao longo da bacia.

The aim of this study was to identify spatial and temporal variations in water quality of Orós reservoir, Ceará, Brazil, as well as the sources of contamination. To get this information the Principal Component Analysis (PCA) and Cluster Analysis (CA) was used. Water samples were collected at seven (geo-referenced) points, from April 2008 to March 2011, totalling 4,032 samples. The following attributes of the waters were analysed: temperature, pH, CE, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, HCO3-, SO4--, turbidity, colour, Sechi transparency, TS, TVS, TFS, TSS, VSS, FSS, TDS, DO, BO5D, total phosphorus, soluble orthophosphate, EC, TTC, total ammonia, TKN, nitrate, SAR and chlorophyll-a. The PCA promoted the reduction from the 32 initial variables to 14, accounting for 84.39% of the total variance. The major factors responsible for water quality composition are: the natural weathering of geological soil components; the entrainment of suspended solids through surface runoff from agricultural areas; and anthropogenic action in the Upper Jaguaribe basin in Ceará. The similarity of the water of the Orós reservoir allows a reduction in the number of sampling points, which may result in significant cost savings without sacrificing the water quality monitoring. The similarity of the waters was influenced by anthropic activities being carried out near the reservoir and all along the watershed.

RESUMO Este estudo objetiva estimar as variáveis limnológicas a partir de dados de sensoriamento remoto. Os dados foram coletados em 20 pontos no reservatório Orós, Ceará, em março de 2011 e agosto de 2012. Foram analisados os atributos: transparência de Secchi, turbidez, sedimentos inorgânicos em suspensão (SIS), condutividade elétrica da água (CE) e dados radiométricos. Posteriormente, foram realizadas análises de correlação entre o fator de reflectância bidirecional - FR e os dados de SIS, CE, turbidez e transparência e gerados os modelos de regressão simples. Para o atributo SIS o modelo ajustado foi o potencial (SIS = 860,1679*FRλ7201/0,6427), com um coeficiente de determinação (R2) de 0,90. Para a variável turbidez, o modelo de regressão ajustado foi Turb = ((FRλ720 – 0,0217)/0,0017) e com R2 de 0,90. O modelo de regressão ajustado para a transparência foi Transp = ((-FRλ653 + 0,171)/0,1375) e com R2 de 0,92. O modelo de regressão ajustado para a condutividade elétrica foi CE = ((-FRλ632 + 0,5352)/1,6278) e com R2 igual a 0,93. Para todos os modelos os valores de p (p-value) foram menores que 0,001. Os modelos desenvolvidos indicam que as variáveis limnológicas podem ser quantificadas remotamente.

ABSTRACT This study aimed to estimate limnological parameters using remote sensing data. Data were sampled in 20 sites in the Orós reservoir in Ceará State, Brazil in March/2011 and August/2012. Secchi transparency, turbidity, suspended inorganic sediments (SIS), transparency, electrical conductivity of water (CE), and radiometric data were analysed. After sampling the data were submitted to correlation and regression analysis between the bidirectional reflectance factor (FR) and SIS, CE, turbidity and transparency data. For estimating SIS the adjusted model was the potential model (SIS = 860.1679*FRλ7201/0.6427) with a coefficient of determination (R2) of 0.90. For turbidity the best model was represented by euqation Turb = (FRλ720 – 0.0217)/0.0017 providing a R2 of 0.90 and the best model for transparency was Transp = (-FRλ653 + 0.171)/0.1375 with an R2 of 0.92. For the electrical conductivity of water the CE = (-FRλ632 + 0.5352)/1.6278 was the best with a R2 of 0.93. For all these models, p-value was smaller than 0.001. These models seems to be reliable and indicate that these limnological variables can be estimated using in situ remote sensing data.

As características das chuvas podem não apenas fornecer informações importantes no que diz respeito ao uso e manejo do solo, mas também minimizar os problemas causados pela erosão hídrica. Neste sentido, objetivou-se avaliar as perdas de solo e água em parcelas de erosão com diferentes coberturas e a interferência das características das chuvas naturais nesses processos. O experimento foi conduzido durante a estação chuvosa dos anos de 2009 e 2010 em três parcelas de erosão de 20 m², submetidas a diferentes condições de uso do solo: Caatinga nativa, Caatinga raleada e cobertura herbácea natural. As chuvas foram classificadas em três diferentes padrões de precipitação caracterizados como avançado, intermediário e atrasado. O padrão de chuva predominante para os dois anos de estudo foi o avançado, com 47,6% do total de eventos, seguido pelo intermediário e atrasado com 30,5 e 22%, respectivamente. Para todo o período estudado as menores perdas de solo foram registradas na Caatinga nativa caracterizando o efeito protetor da cobertura vegetal quanto à produção de sedimentos. Apesar do padrão de chuva avançada ter sido predominante para o período estudado, este não foi o principal fator responsável pelas perdas de água e solo.

The characteristics of rainfall can provide important information for management and land use may also minimize the water erosion problems. This study was carried out to evaluate soil and water loss in erosion plots with different coverage, and the interference of natural rainfall characteristics on these processes. The experiment was carried out during the rainy season in the years of 2009 and 2010, on three erosion plots, each of 20 m², and under different land use conditions: native 'caatinga', thinned 'caatinga' and natural herbaceous cover. The rainfall was classified into three different rainfall patterns, characterized as early, intermediate and late. The predominant rainfall pattern for the two years under study was early rainfall with 47.6%, followed by intermediate and late with 30.5% and 22%, respectively. The smallest soil losses for the entire studied period were recorded for the native 'caatinga' plot, demonstrating the protective effect of vegetation on sediment production. Despite the early rainfall pattern being prevalent in the period of study, this was not the main factor responsible for water and soil loss.

Propôs-se, neste estudo, avaliar e comparar o comportamento hidrológico em pequenas bacias investigando a influência da ação antrópica sobre as respostas hidrológicas. O estudo foi conduzido em duas microbacias adjacentes e com distintos usos da terra, denominadas B1 e B2, no semiárido do nordeste do Brasil. Na microbacia B1 foi aplicado o manejo de raleamento eliminando-se as espécies vegetais com diâmetro inferior a 10 cm; na segunda (B2) se manteve a cobertura vegetal original, a qual não é explorada há mais de 30 anos. Nesta investigação foram considerados 24 eventos chuva-deflúvio, correspondendo a toda estação chuvosa de 2009, cujos resultados revelaram que a prática de raleamento da caatinga apresentou modificações no escoamento mas apenas nos eventos inicias e que o rápido crescimento da vegetação herbácea reduziu o escoamento superficial direto na microbacia raleada, que apresentou valores de lâminas escoadas inferiores aos da microbacia preservada; verificou-se, contudo, que as descargas máximas na microbacia raleada foram superiores às da bacia preservada.

The main goal of this study was to evaluate and to compare the hydrological behavior of small watersheds investigating the influence of the anthropogenic activities and the hydrologic responses due to these activities. The experimental area was composed of two small watersheds denominated B1 and B2. In watershed B1, a treatment (thinning) was applied, eliminating the species with diameters less than 10 cm. The experimental watershed B2 was not submitted to any treatment maintaing the original vegetation. In this investigation a total of 24 rainfall-runoff events were considered, corresponding to the 2009 rainy season as a whole. The results revealed that the thinning of the caatinga generated modifications in the runoff only in the initial rainy season. The growing of herbaceous vegetation attenuated the water flow and reduced the runoff in B1, promoting small changes in response to the applied treatment. There were, however, higher peak discharges in watershed B1 compared with the preserved watershed.

Para investigar alterações no albedo, no Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), no saldo de radiação e no fluxo de calor no solo, em decorrência do regime pluviométrico no semiárido cearense, desenvolveu-se um estudo na bacia do Rio Trussu - Ceará, empregando-se sensoriamento remoto. Foram utilizadas duas imagens Landsat 7 ETM+, datadas de 25-10-2000 e 24-7-2001, sendo as variáveis estimadas pelo emprego do algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land). Os resultados mostraram que as variáveis investigadas apresentaram alterações entre as duas estações, sendo os maiores valores de albedo registrados na estação seca. O NDVI apresentou maior sensibilidade ao regime hídrico, mostrando alto potencial de recuperação da vegetação ao efeito da precipitação. As margens do Rio Trussu apresentaram NDVI superior a 0,39, sendo indicativo de preservação da mata ciliar. A vegetação da bacia mostrou alto poder resiliente expresso pelo incremento nos valores de NDVI para o ano de 2001. A estação chuvosa exerceu também influência marcante sobre o saldo de radiação e fluxo de calor no solo, confirmando o efeito da estação climática na modificação do balanço de energia sobre a bacia.

To investigate the rainfall regime effects over the albedo, NDVI (normalized difference vegetation index), net radiation and soil heat flux in a semiarid region (Northeast of Brazil), a study in the Trussu watershed was developed by using remote sensing. The study focuses on two images (Landsat 7 ETM+) provided by Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), from October 25, 2000 and July 24, 2001, each of them having a different rainfall regime (dry and wet seasons). The images were analyzed by using the SEBAL algorithm (surface energy balance algorithm for land). The results showed that the amount of rainfall affected the investigated variables, and the highest values of albedo were registered during the dry season. The NDVI presented high sensibility to rainfall regime, pointing out a high vegetation potential recover during the rainfall season. The NDVI along the Trussu River was up to 0.39, expressing the repair zone preservation. The watershed vegetation showed a high resilience power expressed by NDVI values in the year of 2001. Net radiation and soil heat flux were greater in the dry season, in this way expressing the effect of humidity on the energy balance.

Para avaliar o risco de salinidade e de sodicidade do solo pelo manejo da irrigação, desenvolveu-se estudo comparativo entre os valores de CEes e RAS de área irrigada com os da mata nativa. A investigação ocorreu nos Distritos Irrigados Baixo Acaraú (DIBAU) e Araras Norte (DIPAN), localizados na Bacia do Acaraú. As amostras de solo foram coletadas bimestralmente, de maio/2003 a set./2005, nas camadas de 0-0,30 m; 0,30-0,60 m; 0,60-0,90 m e 0,90-1,20 m, sendo as análises efetuadas no Laboratório de Solo e Água da Embrapa Agroindústria Tropical. Para identificar se os incrementos dos parâmetros estudados eram estatisticamente significativos, aplicou-se o teste de Wilcoxon. Os incrementos de CEes foram maiores no DIPAN, com média de 250%, enquanto no DIBAU, a média atingiu 50%. Em 2004, as precipitações pluviométricas levaram a área irrigada do DIBAU à condição de mata nativa, não ocorrendo o mesmo no DIPAN. Para a RAS, os incrementos médios situaram-se em torno de 200% (DIBAU) e não houve incremento no DIPAN. Portanto, os solos do DIBAU apresentaram maior predisposição à sodicidade, e os do DIPAN, maior risco de salinização. Apesar dos incrementos, os valores da CEes e RAS apresentaram-se inferiores ao limite de classificação de solos salinos e sódicos, respectivamente. No DIBAU, a chuva teve maior influência no processo de lixiviação devido à predominância da textura arenosa dos solos.

To identify the soil salinity and sodium risk, due to irrigation management, was carried out a comparative study of the Electric Conductivity (EC) and Sodium Adsorption Ration (SAR) values, between an irrigated area and an undisturbed land (MN). The investigation occurred at two Irrigated Districts: Baixo Acaraú (DIBAU) and Araras Norte (DIPAN) sited in Acaraú watershed, Ceará, Brazil. Soils samples were collected, in 0-30 m; 30-60 m; 60-90 m and 90-120 cm layers, in bimestrial period, from May/2003 to September/2005. Analyses were carried out at Embrapa Soil and Water Laboratory. To identify if the addition of salts in the soils were statistically significant the Wilcoxon paired test was applied. The EC increments were higher in DIPAN with an average of 250%, while in DIBAU the average reached 50%. The total rainfall registered in 2004 was enough to guide the irrigated soils in DIBAU to a similar condition of undisturbed land area. The same did not occur with the soil in DIPAN. The medium values of SAR increments in DIBAU were around 200%. An increasing of SAR was not registered at DIPAN. Therefore, the soils of DIBAU showed higher tendency to sodium problems, while the soils at DIPAN presented a higher risk of salinity. Despite of the registered increments, EC and SAR values were lower than those of salinity and sodium soils, respectively. Also, results showed that the action of rainfall in the leaching process of salts was higher at DIBAU, due to the soil texture (sand soils).

Os fatores antrópicos e naturais que determinam a qualidade das águas superficiais na Bacia do Baixo Acaraú foram identificados pelo emprego da técnica de Análise Fatorial/Análise da Componente Principal (AF/ACP). Foram realizadas quatro campanhas no período de fev./2003 a mar./2004, em sete pontos de amostragem localizados ao longo do Rio Acaraú. Foram analisados 25 parâmetros físico-químicos e bacteriológicos. Pelo emprego da AF/ACP, identificou-se que o modelo de melhor ajuste para expressar a qualidade das águas na Bacia do Baixo Acaraú foi aquele composto por quatro fatores, explicando 82,1% da variância total. O primeiro fator representa a componente de sólidos em suspensão, expressando o processo de erosão e escoamento superficial. O segundo fator é definido por uma componente de nutrientes associados aos esgotos sanitários, às áreas agrícolas e a outras fontes de poluição difusa; o terceiro fator é indicativo da ação antrópica (componente orgânica), enquanto o quarto representa os sais solúveis que expressam o processo natural do intemperismo das rochas. Outro ponto observado é que a análise fatorial não resultou em grande redução no número de variáveis, uma vez que o melhor ajuste do modelo ocorreu com a inclusão de 18 das 25 variáveis analisadas.

Multivariate statistical technique, factor analysis/principal component analysis (FA/PCA), was applied to identify the human activity effects and natural processes on surface water quality in Low Acaraú basin, Ceará, Brazil. Water samples were collected in four different campaigns from Feb/2003 to Mar/2004, at seven sampling stations sited in low Acaraú watershed. Twenty-five physical, chemical and bacteriological parameters were examined in this study. The FA/PCA allowed the identification of the total variance. The best model was adjusted with four components, explaining 82.1% of the data variance. The first factor was mainly associated with suspended solids defining the erosion process and runoff; that is, a suspended solids component. The second factor was mainly associated with sewage, agricultural runoff and others non-pontual pollution; the third one was defined as an organic component and represents the anthropogenic activites; while the fourth was mainly correlated with soluble salt, expressing the weathering and leaching. Besides, the factorial analysis did not result in data reduction, since 18 of the 25 parameters have been kept to explain 82% of the data variance.

Conduziu-se este trabalho com o objetivo de avaliar o desempenho de um sistema de irrigação a baixa pressão, bubbler, em condições de campo. A avaliação consistiu de um estudo dividido em duas fases, em que, na primeira, foi elaborado o dimensionamento hidráulico do sistema de irrigação, com uso do programa computacional Bubbler versão 1.1, enquanto, na segunda fase, ocorreram a instalação e os testes de campo. Estabeleceram-se as alturas de 0,77; 0,71; 0,68 e 0,67 m na saída das mangueiras emissoras no campo, conforme recomendação do programa. Foram feitas as avaliações de vazão em cada mangueira emissora, para determinar o Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC), a Uniformidade de Distribuição (UD) e a Eficiência de Aplicação (EA). Os testes mostraram CUC igual a 96,64%, UD igual a 95,85% e EA igual a 86,98%. O sistema no campo proporcionou vazão média de 64,8 L h-1 contra os 79,2 L h-1 estabelecidos pelo programa. Os valores encontrados de vazão diferiram dos valores projetados pelo aplicativo, em conseqüência da variação dos diâmetros e das perdas de carga (linear e localizada) que apresentaram desvio-padrão de 0,23 m.

This work was done with the objective of evaluating a low-pressure irrigation system (bubbler system), under field conditions. This evaluation consisted of a study divided in two phases: in the first, the hydraulic design of the irrigation system was elaborated with the use of the software named Bubbler version 1.1; while, in the second phase the installation and the field tests were done. Volumetric tests were accomplished in each emission hose to determine: the flow variation, the coefficients of uniformity, and the application efficiency. It was established the heights of the emitter hose exit at 0.77; 0.71; 0.68 and 0.67 m, on the field, following the recommendation of the software. The tests showed a Christiansen's Uniformity Coefficient (CUC) of 96.64%, a Distribution Uniformity (DU) of 95.85% and an Application Efficiency (AE) of 86.98%. The system in the field provided a medium sewage of 64.8 L h-1 against 79.2 L h-1 established by the program. The found values for sewage differed from the values designed by the software, due to variation on pipe diameters and head losses (longitudinal and local), resulting in a standard deviation of 0.23 m.