ABSTRACT The assessment of land use and occupation is essential for predicting soil loss due to water erosion. The objective of this study was to determine criteria for monitoring soil loss in agricultural areas using the Universal Soil Loss Equation (USLE). Soil loss data were intersected with USLE factors and slope using geoprocessing techniques for the Samambaia River watershed, located in Cristalina, Goiás state, Brazil. A slope of 3% to 8% was found in approximately 50% of the study area. However, mean soil losses <10 t ha-1 year-1 were observed in slopes ≤ 3%, where the mean soil length (L) and slope steepness (S) were ≤2 and 0.2, respectively. The intersection of soil loss data with USLE factors was useful for identifying criteria for monitoring soil loss. The mean topographic factor (LS) in non-irrigated crops, pasture, and silviculture was 0.4 ± 0.4, 0.4 ± 0.7, and 2.2 ± 2.6, respectively. Therefore, LS values adequately indicated the type of land use and occupation considering that only silviculture could maintain soil losses below the tolerable limit of 10 t ha-1 year-1 for an LS mean of 2.2.

A erosão em estradas não pavimentadas associada ao escoamento superficial gera grande impacto ambiental, sendo a principal causa de inundação, contaminação da água e alteração da fauna aquatica, entre outros, tornando-se necessário desenvolver estratégias de prevenção e controle. Para isto, a obtenção de valores confiáveis dos índices de resistência do solo ao processo erosivo é premente; sentido em que este trabalho teve, como objetivo, determinar os índices de erodibilidade e a tensão crítica de cisalhamento em canal de drenagem construído em uma estrada não pavimentada implantada em um Latossolo Vermelho-Amarelo. O estudo foi realizado em uma estrada não pavimentada do município de Viçosa, MG, que apresentava problemas de erosao utilizando-se um simulador de escoamento para determinação direta no campo. Os dados de erodibilidade e tensão crítica de cisalhamento foram obtidos com base na técnica de identidade de modelos. O valor de erodibilidade determinado foi de 0,0044 g cm-2 min-1 Pa-1, ao qual foi associado um intervalo de confiança com 95% de probabilidade de 0,0035 a 0,0053 g cm-2 min-1 Pa-1. A tensão crítica de cisalhamento obtida foi de 7,61 Pa.

The erosion in unpaved roads associated with the runoff generates a great environmental impact, being the main cause of flooding, water contamination and alteration of aquatic fauna, among others. It is necessary to develop strategies for prevention and control. For this, obtaining reliable indices of soil resistance to erosion is required. In this context, the aim of this study was to determine the indices of erodibility and critical shear stress in the channel of an unpaved road implanted in a Red-Yellow Latosol. Study was conducted on an unpaved road in Viçosa-MG, Brazil, which presented problems of erosion, using a flow simulator for direct determination of field. Erodibility and critical shear stress data were obtained by applying model identity test.The erodibility value determined was 0.0044 g cm-2 min-1 Pa-1, and its associated confidence interval with 95% probability was 0.0035 to 0.0053 g cm-2 min-1 Pa-1. The critical shear stress determined was 7.61 Pa.

O objetivo deste trabalho foi estabelecer sequências de dias chuvosos como fator de risco à colheita no Estado de Goiás. Para isso, foram utilizadas séries históricas pluviométricas, com período de base de, no mínimo, 17 anos referentes a 36 estações pluviométricas localizadas neste Estado. As sequências de dias chuvosos foram separadas por uma rotina computacional para os meses de dezembro, janeiro, fevereiro e março. Para o estudo de probabilidade destas sequências, utilizou-se a Distribuição Binominal Negativa Truncada (DBNT). A aderência da distribuição às sequências de dias chuvosos foi verificada, utilizando-se do teste de Qui-quadrado (χ²). Os resultados foram espacializados, de modo a facilitar a visualização da distribuição espacial das sequências de dias chuvosos para os meses estudados. Verificou-se que o risco de chuva na colheita varia localmente. As maiores probabilidades de ocorrência de sequências com dois dias chuvosos ocorreram nas regiões centro, sudoeste e sul, e três dias na região central e entorno. Ocorrência de sequências com quatro dias chuvosos ou mais apresentou baixa probabilidade.

The objective of this study was to establish sequences of rainy days as a risk factor for agriculture in the southeast region of the states of Goias, Brazil. Rain gauge data from 36 rain stations were used. The sequences of rainy days were calculated by a computational routine for December, January, February and March. The probability of sequences was estimated by using the TNBD (Truncated Negative Binomial Distribution) and was verified by Chi-square distribution. The result were regionalized obtaining figures related to sequences of rainy days for the months studied. Results showed that the risk of rain sequences varies locally. Higher probability for occurrence of two rainy days occurred in the center, southwest and south of the analyzed region, and 3 days in the central region and surroundings. There was low probability for occurrence of 4 or more rainy days.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um modelo matemático para estimar a duração do ciclo do algodoeiro (Gossypium hirsutum L. r. latifolium hutch) no Estado de Goiás, aplicando o método de graus-dia (GD) e considerando sua variação espaçotemporal. O modelo foi desenvolvido por meio de combinação linear entre altitude, latitude, longitude e a variação temporal, representada pela série trigonométrica incompleta de Fourier. Os parâmetros do modelo foram ajustados, por meio de regressão linear múltipla, aos dados de GD para o algodoeiro, acumulados entre 15°C e 40°C. Os dados utilizados de temperaturas máxima e mínima foram obtidos de séries históricas de 21 estações meteorológicas, com períodos de observações variando entre 8 e 24 anos. A validação do modelo foi feita comparando-se a duração da fase entre a emergência e 90% de capulhos abertos de cultivares de algodoeiros plantados em lavouras comerciais. O coeficiente de determinação resultante do ajuste do modelo aos dados observados foi de 0,84. Os resultados dessa comparação mostraram que o modelo proposto teve um desempenho muito bom, conforme indicado pelo coeficiente de correlação de Pearson de 0,90 e o índice de concordância de Willmott de 0,94, que resultaram em um índice de desempenho de 0,85.

The objective of this work was to develop and validate a mathematical model to estimate the duration of cotton (Gossypium hirsutum L. r. latifolium hutch) cycle in the State of Goiás, Brazil, by applying the method of growing degree-days (GD), and considering, simultaneously, its time-space variation. The model was developed as a linear combination of elevation, latitude, longitude, and Fourier series of time variation. The model parameters were adjusted by using multiple-linear regression to the observed GD accumulated with air temperature in the range of 15°C to 40°C. The minimum and maximum temperature records used to calculate the GD were obtained from 21 meteorological stations, considering data varying from 8 to 20 years of observation. The coefficient of determination, resulting from the comparison between the estimated and calculated GD along the year was 0.84. Model validation was done by comparing estimated and measured crop cycle in the period from cotton germination to the stage when 90 percent of bolls were opened in commercial crop fields. Comparative results showed that the model performed very well, as indicated by the Pearson correlation coefficient of 0.90 and Willmott agreement index of 0.94, resulting in a performance index of 0.85.

As características das precipitações que mais interferem no processo de erosão do solo são a intensidade, a duração e a frequência da precipitação e a sua erosividade. Sendo o solo um recurso de renovação lenta e podendo ser rapidamente degradado pela ação da erosão, torna-se fundamental o conhecimento da forma como a precipitação atua no ambiente no qual esteja inserido. Desta forma se facilitam o desenvolvimento de técnicas e tecnologias e o estabelecimento de ações para diagnosticar, avaliar e apresentar soluções aos problemas, tanto econômica como ambientalmente. Diversos trabalhos, incluindo resultados de pesquisas e desenvolvimento de modelos, têm correlacionado as características das precipitações no sentido de entender, prever e apresentar soluções ao problema erosivo. Neste sentido se buscou compilar alguns desses trabalhos, de modo a apresentar o "estado da arte" no que se refere a chuvas intensas, manejo do solo e erosão hídrica.

The most important rainfall characteristics on erosion process are the relationship between intensity, duration and frequency of precipitation and its erosivity. As the soil is a slow renewal resource and can be quickly degraded by erosion, the knowledge about how the precipitation acts in the environment is fundamental. In this way, the development of techniques, technologies and the establishment of actions to diagnose, to evaluate and to present solutions to erosion problems is important both economically and environmentally. Many studies, including research results and development of models have correlated precipitations characteristics in order to understand, to predict and to present solutions for the erosion problem. In this sense, some of these studies were compiled with the purpose of presenting the "state of the art" with respect to precipitations, soil management and water erosion.

O comportamento hidrológico de bacias hidrográficas decorre principalmente da variabilidade dos processos climáticos e do uso do solo. A Bacia do Ribeirão João Leite constitui-se no principal manancial de abastecimento de Goiânia e, recentemente, foram verificadas intensas modificações no uso do solo e disponibilidade de água. Neste contexto, teve-se como objetivo classificar o uso do solo entre 1979 e 2005 e realizar a associação do escoamento com o uso do solo e a variabilidade pluviométrica. Para isto, se utilizaram imagens Landsat dos anos de 1979, 1989, 1997 e 2005, além de dados fluviométricos e pluviométricos disponibilizados pela Agência Nacional de Águas (ANA). O uso do solo foi marcado pelo desmatamento de 17,8% da vegetação nativa, expansão das áreas de urbanização e agricultura em 6,6 e 15,2%, respectivamente, e pela expressiva área de pastagens. Constatou-se tendência de redução no escoamento explicada, em parte, pela redução do regime de chuvas; contudo, devido ao expressivo aumento da água captada e à ausência de registros históricos, houve dificuldade na associação qualitativa entre o escoamento e o uso do solo, apesar de serem gerados modelos por regressão linear com coeficientes de determinação (R²) acima de 0,75.

The hydrological behavior of watersheds derives mainly from climate variability and land use. The 'Ribeirão João Leite' watershed is the main sourse of water supply in Goiânia city, and recently intense modifications were observed in the land use and availability of water. In this context, this work proposes to classify the land use between 1979 and 2005 and establish the association of the runoff with the land use and climate variability. For this, Landsat images from the years 1979, 1989, 1997 and 2005 were used as well as flow and rainfall data provided by the Agência Nacional de Água (ANA). The land use was marked by 17.8% of deforestation, expansion of the urbanization and agriculture corresponded to 6.6 and 15.2%, respectively, and by significant areas of pasture. A trend of reduction in flow was observed that could be explained, in part, by a reduction in the rainfall regime. However, due to the significant increase of water withdrawal and the lack of historical records, there was difficulty in qualitative association between the runoff and the land use in spite of generating linear regression models with coefficients of determination (R²) above 0.75.

A ausência de equações de chuvas intensas para o Estado do Mato Grosso do Sul e a necessidade de maior segurança na elaboração de projetos e dimensionamento de obras hidráulicas, foram o alicerce para, com este estudo, se obtivessem e espacializassem as relações de intensidade, duração e frequência de precipitações para o Estado. Utilizou-se, então, da metodologia da desagregação da chuva de 24 h e se utilizaram dados pluviométricos consistidos de 109 estações disponíveis no banco de dados da Agência Nacional de Águas. As equações de chuvas intensas apresentaram bom ajuste, com coeficientes de determinação acima de 0,99 para todas as localidades estudadas. Os parâmetros ajustados apresentaram alta variabilidade resultando em grandes diferenças nos valores de precipitações intensas esperadas para as diferentes localidades. A espacialização permitiu boa visualização das diferenças evidenciando maiores intensidades esperadas na região centro-norte e as menores intensidades nas regiões sudeste e sudoeste do Estado. Os resultados demonstram a importância da obtenção da equação de intensidade-duração-frequência para cada localidade e sua utilização para a realização de estudos e projetos hidráulicos.

Rain intensity data are necessary to increase security of hydraulic projects. The objective of this study was to determine the rain storm equations and the spatial distribution of rain intensity for the State of Mato Grosso do Sul, Brazil. The equations were obtained by disaggregation of 24 h rain data from 109 pluviometric stations available in the National Water Agency (ANA) data bank. These equations resulted in coefficients of determination above 0,99 for all localities. The adjusted parameters showed high variability, resulting from different rain intensities in different places of the State. The interpolation of data allowed good visualization of the differences, evidencing higher intensities of rains in the central and northern regions and lower intensities in the southeastern and southwestern regions of the State. These results demonstrated the importance of intensity-duration-frequency relationship and its use for studies and hydraulic projects based on data from each place.

A falta de um sistema adequado para drenagem de águas pluviais em estradas não pavimentadas é um dos principais fatores que causam a sua degradação e, para que referidos sistemas possam ser adequadamente planejados e dimensionados é necessário o conhecimento de parâmetros de resistência dos solos. Com este trabalho se teve, por objetivo, determinar a erodibilidade e a tensão crítica de cisalhamento para diferentes solos de estradas não pavimentadas. Utilizou-se um simulador de escoamento superficial instalado diretamente nos canais das estradas, sob condição natural e se determinou a perda de solo para diferentes lâminas de escoamento. A erodibilidade e a tensão crítica de cisalhamento foram determinadas por meio do ajuste de curvas relacionando-se a perda de solo em função da tensão cisalhante provocada pelo escoamento. Os resultados alcançados mostraram variações nos valores de erodibilidade e de tensão crítica de cisalhamento das estradas avaliadas. Os valores de erodibilidade encontrados mostraram, quando comparados com valores observados na literatura, elevada suscetibilidade à erosão para as condições de estradas, sendo mais elevados nos solos de textura mais arenosa e siltosa. Os valores de tensão crítica se mostraram bastante próximos aos observados em outros trabalhos.

The absence of an adequate drainage system in unpaved roads is one of the main factors for their degradation. For adequate planning knowledge of the resistance parameters of soil is necessary. This study had as its objective the determinatiom of the erodibility and critical shear stress of unpaved road soils. For this work, a runoff simulator was directly installed on road channels, under natural conditions. Different flow depths were applied and the soil loss was measured for each depth. The erodibility and the critical shear stress were determined through adjusted curves relating soil disaggregation and flow shear stress. The results showed variations in erodibility and in critical shear stress values of the roads. The erodibility values obtained, when compared with values observed in the literature, evidenced high susceptibility to the erosion for road conditions. These values were higher on silt loam and sandy soils. The critical shear stress values were similar to those observed in other publications.

A ausência de estações pluviográficas e de séries históricas longas, tem levado os Engenheiros à utilização de metodologias que permitam expressar a relação intensidade-duração-freqüência de precipitações críticas. Com o objetivo de estimar as alturas de chuvas intensas, associadas a uma duração e freqüência, desenvolveu-se uma rotina computacional para ajustar os parâmetros do modelo de Bell para alguns municípios do Estado de Goiás. Para tal, empregaram-se séries históricas de precipitações diárias e de relações intensidade-duração-freqüência disponíveis para alguns municípios. Determinou-se, também, a relação entre a precipitação de 60 minutos e 1 dia de duração, para um período de retorno de dois anos. As informações geradas neste trabalho foram regionalizadas, permitindo a geração de mapas temáticos, visando a estimar a altura precipitada-duração-freqüência para as localidades desprovidas de registros. Para os municípios estudados, o modelo de Bell se ajustou-se perfeitamente, apresentando alternativa interessante na obtenção das alturas de chuvas intensas a partir de séries curtas. A reconstrução do modelo de Bell a partir da regionalização dos parâmetros ajustados permitiu a ampliação das equações que expressam a relação entre a precipitação máxima para diferentes durações e o período de retorno com baixos valores no erro-padrão da estimativa.

The absence of pluviograph stations and of long historical series has induced engineers to use methodologies that allow them to express the intensity-duration-frequency relation of critical rainfalls. With the purpose of estimating the height of intense rain associated to a given duration and frequency, it was developed a computational routine to adjust the parameters of the BellÂ’s model to some municipal districts of the Goiás State. For such work it was employed historical series of daily precipitation and intensity-duration-frequency relations available to some municipal districts. It was also determined the relation between the precipitation of sixty minutes and one day duration for two years return period. The information obtained in this work was regionalized, allowing the generation of thematic aiming to estimate the rainfall height-duration-frequency relation for the places without registrations. The BellÂ’s model perfectly adjusted to the municipal districts that were studied, becoming an interesting alternative concerning to acquiring the height of intense rain from short series. The reconstruction of BellÂ’s model based on the regionalization of the adjusted parameters allowed the expansion of the equations that express the relation between the maximum precipitation for different durations and the return period with low values in the standard error of the estimate.

De maneira geral, a vinhaça apresenta elevadas concentrações de nitrato, potássio e matéria orgânica; sua utilização pode alterar as características do solo promovendo modificações em suas propriedades químicas, favorecendo o aumento da disponibilidade de alguns elementos para as plantas. Por outro lado, a vinhaça também pode promover modificações das propriedades físicas do solo, de duas formas distintas: essas alterações podem melhorar a agregação, ocasionando a elevação da capacidade de infiltração da água no solo e, consequentemente, aumentar a probabilidade de lixiviação de íons, de forma a contaminar as águas subterrâneas quando em concentrações elevadas, além de promover a dispersão de partículas do solo, com redução da sua taxa de infiltração de água e elevação do escoamento superficial, com possível contaminação de águas superficiais. Pelo fato de haver diferentes tipos de solo e composições de vinhaça, os resultados dos trabalhos são bastante variáveis; contudo, existe consenso de que sua disposição deve ser efetuada de acordo com a capacidade do solo em trocar e reter íons.

Usually stillage presents high concentrations of nitrate, potassium and organic matter. Its utilization may change a soil's characteristics and modify its chemical properties, increasing the availability of some elements for plants. On the other hand, stillage may also promote change in physical properties of soil in two different ways: these changes can improve soil aggregation, increasing soil water infiltration capacity and, consequently, increasing leaching of ions, in such a way to contaminate the groundwater when in high concentrations, as well as to promote dispersion of soil particles, contributing for a decrease in its infiltration rate and elevation of runoff, with possible contamination of surface water. Due to the fact that there are different types of soil and stillage composition, the research results found are very variable, however, agreement exists that its application must be made according to cation exchange capacity of soil.

O desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da eficiência de práticas de conservação do solo é necessário frente aos grandes prejuízos causados pela erosão. Nesse sentido, elaborou-se um software que utiliza bases de dados geradas em um Sistema de Informações Geográficas e que permite o dimensionamento de sistemas de terraceamento em nível de maneira mais racional, considerando as variações espaciais existentes no terreno. Como dados de entrada ao software, devem ser fornecidas imagens de elevação e declividade e, ainda, características de tipo, uso e manejo do solo, a metodologia para o cálculo do espaçamento entre terraços e a recomendação para a escolha do tipo de terraço mais aconselhado. Como resultados, o software fornece uma imagem com o sistema de terraceamento locado, que pode ser salva em diferentes formatos, bem como um relatório, que poderá ser impresso e usado juntamente com a imagem para a implantação do sistema.

The development of techniques that allow the increase of the efficiency of practices of soil conservation is necessary front to the great damages caused by the erosion. In this sense, software was elaborated based on Geographical Information System that allows the planning of level terracing systems in a more rational way, considering the existent space variations in the land. As entrance data to the software, it should be supplied with elevation and slope images characteristics and type, the use and the handling of the soil, the methodology for the calculation of the spacing among terraces and, the recommendation of the type of advised terrace. As results the software supplies a map with the terracing system and a report with information for the implementation of the system.

A erosão hídrica é um dos principais causadores da degradação das terras agrícolas, provocando expressivos prejuízos à sociedade. Em virtude desses danos, torna-se fundamental o desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da eficiência das práticas para a conservação do solo. Com esse objetivo, desenvolveu-se um modelo para o dimensionamento e a locação de sistemas de terraceamento em nível, utilizando modelos digitais de elevação do terreno gerados em sistemas de informações geográficas (SIG). A fim de possibilitar a aplicação do modelo desenvolvido, elaborou-se um software que permite a realização das interações necessárias para o dimensionamento do sistema. Os resultados obtidos mostram que o modelo oferece a vantagem de permitir o dimensionamento de cada terraço, considerando as condições existentes na área específica que irá contribuir com o escoamento superficial para o mesmo. A outra vantagem do modelo desenvolvido está na possibilidade de realização de simulações, permitindo a observação e o acompanhamento, de maneira fácil e objetiva, das mudanças provocadas no sistema de terraceamento, em função da alteração nas características de uso e manejo do solo.

Water erosion is one of the main problems of agricultural lands degradation, causing largess damages to the society. Because of these damages, it becomes necessary the development of techniques that allow the increase of the efficiency of soil conservation practices. With this objective, a model was developed for design and location of level terracing systems using digital models of elevation of the land generated in geographic information systems (GIS). In order to facilitate the application of the developed model, it was elaborated a software. The results show that the model offers as the principal advantage the design of each terrace considering the existent conditions in the specific area that will contribute with the runoff to itself. The other advantage of the developed model is the possibility of simulations accomplishment, allowing the observation and the accompaniment of the changes caused in the terracing system in function of the changes in the soil use and handling.

A erosão provocada pela água no leito e nas margens de estradas não-pavimentadas, está intimamente relacionada à má drenagem. Para que o sistema de drenagem seja feito de forma adequada, o conhecimento da erodibilidade e da tensão crítica de cisalhamento do solo é essencial. Neste sentido, desenvolveu-se um equipamento que permite a simulação do escoamento superficial e o acompanhamento das perdas de solo diretamente no leito ou no canal da estrada, possibilitando a determinação da tensão crítica de cisalhamento e da erodibilidade do solo. O equipamento consiste em um conjunto composto por um reservatório de água, uma caixa de nível constante, uma calha para simulação do escoamento superficial e por um sistema de armazenamento da água escoada e filtragem dos sedimentos erodidos. Com base nos resultados obtidos com o uso do equipamento, constatou-se que este se mostrou satisfatório quanto aos aspectos de instalação, simulação de escoamento e quantificação de perdas para diferentes tensões aplicadas, permitindo a determinação da erodibilidade e da tensão crítica de cisalhamento do solo. No que tange à sua praticidade, o equipamento apresentou aspectos inconvenientes, sobretudo no que se refere à necessidade de mão-de-obra e consumo de água.

Water erosion on unpaved roads is directly related with poor drainage. The knowledge of the soil erodibility and critical shear stress is essential for correct design of drainage systems. In this paper equipment was developed which allows to simulate the surface runoff in the road channels and to determine, consequently, the soil erodibility and the critical shear stress for the soil. The equipment consists of a water reservoir, a box to control water level, a channel where the surface runoff simulation is made and a system to store the water and the sediments which are detached by surface runoff. The equipment had a good performance to determine the soil erodibility and the critical shear stress for the soil; however it has inconvenience with respect to labor and the amount of water necessary.

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma rotina computacional para a determinação da velocidade de deposição de partículas em suspensão no escoamento superficial, verificar sua aplicação por intermédio de modelo de transporte de sedimentos e comparar os resultados obtidos com dados experimentais. Empregou-se na rotina o processo iterativo de Newton-Rapshon para a solução das equações empregadas na determinação da velocidade de deposição de partículas em suspensão no escoamento superficial, e na solução da equação do transporte de sedimentos empregou-se a técnica das diferenças finitas. Essas rotinas foram empregadas na implementação do modelo MTSES (Modelo para Transporte de Solutos no Solo e no Escoamento Superficial). As velocidades de queda das partículas obtidas pela rotina desenvolvida, em média, foram superestimadas, com erro relativo médio de 0,63%, o que possibilitou a utilização da rotina desenvolvida no MTSES. O modelo MTSES superestimou o total de sedimentos transportados pelo escoamento superficial para todas as intensidades de precipitação empregadas neste estudo, com variações porcentuais de 15,6 a 58,3%.

The present work had as objective to develop a computational routine for the determination of the sedimentation velocity in the drain and to verify its application through a model of transport of sediments and to compare the results obtained with experimental data. It was used in the routine the iterative process of Newton-Rapshon for the solution of the equations applied in the determination of the sedimentation velocity in the drain, and on the solution of the transport of sediments equation was applied the technique of the finite differences. Those routines were used in the implementation of the model MTSES (Model for solute transport in the soil and in the drain). The sedimentation velocities obtained by the developed routine were overestimated, with a medium relative error of 0.63%, which allowed the use of the developed routine in MTSES. The MTSES model overestimated the total of sediments transported by the drain, for all the applied precipitation intensities in this study with variations from 15.6 to 58.3%.