RESUMO A maior probabilidade de ocorrências de eventos de baixa altura pluviométrica e o pouco conhecimento desses no entendimento dos processos hidrológicos em regiões semiáridas, nos conduziu a investigar a geração de escoamento superficial oriundo desses eventos em duas microbacias adjacentes no semiárido brasileiro. As coberturas vegetais investigadas foram: Domínio Fitogeográfico da Caatinga em Regeneração a 35 anos (CPD Regeneração) e CPD-Raleada, que consistiu na eliminação de árvores com diâmetro < 10 cm. Considerou-se duas séries históricas, uma de 40 anos (1974-2013) com 2259 eventos e outra composta por 247 eventos pluviométricos < 30 mm no período de 2009 a 2013. A distribuição de frequência acumulada mostrou que uma série de 247 eventos de 24-horas mostrou-se estatisticamente representativa em investigação de processos hidrológicos no semiárido brasileiro, quando comparado com uma série longa de 2259 eventos. Independente do padrão, chuvas com intensidades inferiores a 17 mm h-1 geraram precipitações efetivas com baixas lâminas (< 2 mm). As menores precipitações efetivas foram registradas na cobertura vegetal CPD Raleada, independentemente do padrão da chuva, tanto na escala anual como por evento. A ocorrência de 3 ou 4 dias secos consecutivos são suficientes para que eventos < 30 mm não gerem escoamento devido ao surgimento das microfendas formadas no processo de secamento dos vertissolos. Portanto, acreditamos que a expansão e contração dos solos vérticos seja o principal fator determinante do início da Pe em áreas de nascentes (microbacias < 2 ha) em CPD-Caatinga.

ABSTRACT The greater probability of small rainfall events occurring in semi-arid regions, and the little understanding of their role in hydrological processes, has led to this investigation of surface runoff generated during these events in two adjacent micro basins in the Brazilian semi-arid region. The types of plant cover to be investigated were the Phytogeographical Caatinga Domain under regeneration for 35 years (CPDReg) and thinned CPD (CPDThin), which consisted of the elimination of trees with a diameter of <10 cm. Two historical series were considered, one of 40 years (1974-2013) with 2,259 events and the other consisting of 247 rainfall events of <30 mm from 2009 to 2013. The cumulative frequency distribution showed that the series of 247 24-hour events proved to be statistically representative in investigating hydrological processes in the Brazilian semi-arid region, compared to the long series of 2,259 events. Irrespective of the pattern, rainfall with an intensity of less than 17 mm h-1 generated effective precipitation with small depths (<2 mm). Regardless of the rainfall pattern, the lowest effective precipitation was registered for the plant cover of thinned CPD, both on an annual scale and per event. The occurrence of 3 or 4 consecutive dry days is enough for events of <30 mm to generate no runoff, due to the appearance of micro-cracks formed in vertisols during the drying process. It is believed, therefore, that the expansion and contraction of vertic soils is the main determinant for the start of Pe in areas with a water source (micro basins of <2 ha) in the CPD.

RESUMO Tendo como objetivo responder ao questionamento de como o raleamento da cobertura vegetal de uma floresta tropical seca, caatinga, pode interferir no coeficiente de escoamento superficial, desenvolveu-se este estudo em três anos hidrológicos (2008, 2011 e 2013). O experimento foi conduzido no município de Iguatu no estado do Ceará, Brasil. No ano de 2008 a cobertura vegetal era caatinga em regeneração há 30 anos. A vegetação foi submetida ao manejo de raleamento em 2009, 2011 e 2013, eliminando-se as árvores com diâmetro inferior a 10 cm a altura do peito. Para investigar a resposta hidrológica em função da altura pluviométrica diária, tendo-se por base a distribuição de frequência acumulada, os eventos foram divididos em três classes pluviométricas (CP): CP ≤ 30 mm, 30 < CP ≤ 50 mm e CP > 50 mm. Para identificar se os coeficientes de escoamento gerados antes e após o raleamento da vegetação apresentavam diferenças significativas, aplicou-se o teste “t” de Student ao nível de 1%. Antes do raleamento (2008), a CP ≤ 30 mm registrou o maior percentual do coeficiente de escoamento diferindo estatisticamente ao nível de 1% de significância dos outros anos. Para eventos de grande magnitude (CP > 50 mm), os resultados apontam que o escoamento apresenta uma maior dependência das características da chuva e das condições de umidade do solo. O maior desenvolvimento do estrato herbáceo devido ao raleamento resultou em uma redução do fluxo do escoamento superficial.

ABSTRACT The objective of this work was to assess the effect of vegetation on the runoff coefficients of a Caatinga dry tropical forest before and after thinning. Thus, an experiment was conducted with evaluations in three hydrological years (2008, 2011 and 2013) in Iguatu, State of Ceará, Brazil. In 2008, the vegetation consisted of a 30-year regenerating Caatinga forest. The vegetation was subjected to thinning in 2009, 2011 and 2013, removing trees with less than 10-cm diameter at breast height. Hydrological responses were evaluated as a function of daily precipitation water depths, based on cumulative frequency distribution, by dividing precipitation events into three classes (CP) (CP≤30, 30<CP≤50 and CP>50 mm). Significant differences between runoff coefficients before and after vegetation thinning were assessed through the Student's t-test (p<0.01). Before thinning (2008), CP≤30 mm showed the highest runoff coefficient, differing statistically (p<0.01) from the other years. The results of precipitation events of great magnitude (CP>50 mm) indicate that the runoff is greatly dependent on rainfall characteristics and soil moisture conditions. The greater development of herbaceous vegetation due to thinning reduced the surface runoff.

RESUMO Obejtivou-se com este estudo investigar as caracteristicas das chuvas (altura precipitada, I30 e erosividade) e suas correlações com a produção de sedimentos em três microbacias submetidas aos seguintes manejos: Caatinga em Regeneração (CER) há 35 anos; Caatinga Raleada (CRA) passou pelo raleio das árvores com diâmetro menor que 10 cm; Desmatamento/Queima/Plantio de Pastagem (DQP). A área de estudo é representative de região semiárida tropical e está localizada na parte central do estado do Ceará. Foram monitorados eventos puviométricos, escoamento superficial e produção de sedimentosdos anos de 2010 a 2015. As características das chuvas foram submetidas a correlação de Pearson a nível de 1 e 5 % de significância e os eventos que produziram sedimentos em cada microbacia foram agrupados hierarquicamente pela técnica de Análise de Agrupamento Hierárquico. Ao todo foram registrados 200 eventos pluviométricos dos quais 23, 18 e 43 eventos produziram sedimentos nas microbacias CER, CRA e DQP respectivamente. A adoção do manejos de raleamento reduziu a produção de sedimentos em 53,5 %, enquanto que o DQP promoveu um aumento das perdas de solo em 14 % em relação à CER. A produção de sedimentos expressou uma maior correlação com o I30 para as três microbacias expressando a maior dependência do processo erosive da intensidade das chuvas.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluated the precipitation characteristics (depth, I30 and erosivity) and their effects on sediment production in three watersheds under different managements of land use 35-year regenerating Caatinga (RC), thinned Caatinga (TC), which underwent thinning of trees with diameter smaller than 10 cm; and deforested Caatinga (followed by burning and pasture) (DC). The experimente was conducted in the central, tropical semiarid region of the State of Ceará, Brazil. The precipitation events, surface runoff and sediment production were monitored from 2010 to 2015. The precipitation characteristics were subjected to Pearson's correlation at 1 and 5% of significance and the events that produced sediments in each watershed were hierarchically grouped by hierarchical cluster analysis technique. Two hundred precipitation events were recorded, with 23 (RC), 18 (TC) and 43 (DC) events producing sediments. The use of thinning (TC) decreased the sediment production by 53.5%, while the deforestation, burn and pasture cultivation (DC) increased soil losses by 14%, compared with the RC. The sediment production was greatly correlated with the I30 in the three watersheds, denoting the erosion process great dependence on the precipitation intensity.

RESUMO O presente estudo objetivou investigar a influência da ação antrópica na precipitação efetiva (Pe) e nas perdas de solo em microbacias submetidas a diferentes usos do solo em região de floresta tropical seca. A área experimental está localizada na parte central do estado do Ceará, Brasil. Os usos do solo investigados foram: Caatinga em Pousio (CP), Caatinga Raleada (CR) e manejo de Desmatamento da Caatinga seguido de Queima e cultivo de Pastagem (DQP). O monitoramento foi realizado na estação chuvosa (janeiro a maio) de 2010, com uma ocorrência de 57 eventos naturais de chuva, totalizando 941 mm precipitados. Na quantificação da Pe e produção de sedimentos foi feito um somatório para todos os eventos ocorridos no período de estudo e nas perdas de solo consideraram-se os sedimentos em suspensão e em arraste. Em condições de pousio, a Pe e a produção de sedimentos foram de 15,13 mm e 167,81 kg ha-1 respectivamente. Os menores valores de Pe (11,28 mm) ocorreram na microbacia cujo uso da terra era o CR, cujas perdas de solo totalizaram 42,04 kg ha-1. No uso da terra DQP foi registrada a maior Pe anual com 112,88 mm ano-1 de lâmina escoada acumulada, bem como as maiores perdas de solo anual (3.114,97 kg ha-1). A maior inferência da cobertura vegetal nos dois processos investigados ocorreu para os primeiros eventos, quando o estrato herbáceo ainda não estava desenvolvido.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the influence of anthropic activities on the effective precipitation (eP) and soil loss in watersheds under different land uses in a tropical dry forest region. The experimental area was located in the central part of the State of Ceará, Brazil. The land uses evaluated were: fallow Caatinga (FC), thinned Caatinga (TC) and deforested Caatinga followed by a burning procedure and pasture cultivation (DBP). The areas were monitored in the rainy season (January to May, 2010), when 57 natural rainfalls occurred, totaling 941 mm of precipitation. The eP and sediment productions were quantified by the sum of all occurrences during the study period, and the soil loss was represented by suspended and dragged sediments. The eP was 15.13 mm and sediment produced was 167.81 kg ha-1 in FC conditions. The eP values was smaller (11.28 mm) in the watershed with TC, which had soil loss sum of 42.04 kg ha-1. The largest annual eP was found in the DBP area, with 112.88 mm yr-1 of accumulated water depth, which also showed the greater annual soil loss (3114.97 kg ha-1). The greatest interference of plant cover in the two variables evaluated occurred in the first precipitation events, when the plants were not yet fully developed.