RESUMO O fluxo de sedimentos em rios pode ser medido continuamente com o uso de turbidímetro, pela relação indireta entre turbidez da água e concentração de sedimentos em suspensão (CSS). Entretanto, isso é dependente da obtenção de amostras com sedimentos em suspensão para a calibração do turbidímetro, a qual pode ser realizada de diferentes formas, originando erros e incertezas na estimativa da CSS. No intuito de avaliar a eficácia de diferentes estratégias de amostragem para a calibração do turbidímetro foram testadas quatro diferentes possibilidades para a composição da curva de calibração. O trabalho foi realizado em duas bacias hidrográficas no sul do Brasil com forte impacto na produção de sedimentos entre 2012 e 2013. Os resultados indicam que a amostragem durante eventos gera uma quantidade significativa e representativa de valores de CSS para a calibração. O uso do amostrador integrador no tempo para a obtenção de amostras sintéticas permite uma boa estratégia de calibração, mas superestima os valores de CSS em relação à calibração com amostras de eventos. As amostras coletadas em intervalos fixos (semanais e diários) geram uma quantidade insuficiente de dados e não representativos das concentrações de sedimentos que ocorrem nas bacias.

ABSTRACT The influx of sediments carried by rivers can be measured continuously using a turbidimeter through the indirect relationship between turbidity and suspended sediment concentration (SSC). However, this process is dependent on obtaining water samples with suspended sediments to calibrate the turbidimeter. Sampling can be carried out through different methods, resulting in errors and uncertainties in estimating the SSC. Four different possibilities for the composition of the calibration curve were tested in order to evaluate the effectiveness of the turbidimeter calibration for different sampling strategies. The study was conducted in 2012 and 2013 in two catchments in southern Brazil that had a strong sediment yield impact. The results indicate that sampling during rainfall events generate a significant and representative SSC for the turbidimeter calibration. The use of an integrating sampler for synthetic samples provides an effective calibration, but overestimates SSC compared to calibration from rainfall event sampling. The samples collected at fixed intervals - weekly and daily - generated an insufficient amount of data and are not representative of real sediment concentrations of the catchments.

Modelos matemáticos apresentam grande potencial para serem utilizados como instrumento de apoio ao planejamento de uso da terra, com o propósito de melhorar a qualidade do solo e da água. A utilização de um modelo, no entanto, deve ser antecedida de uma etapa inicial, a fim de verificar o desempenho dele em simular corretamente os processos hidrológicos e erosivos de um dado local. O modelo SWAT (Soil and Water Acesamente Tool) foi desenvolvido nos Estados Unidos para avaliar os efeitos da agricultura conservacionista sobre os processos hidrológicos e de qualidade de água na escala de bacia. Esse modelo foi inicialmente proposto para ser utilizado sem a necessidade de calibração, o que dispensaria o uso de dados hidrossedimentológicos medidos. Nessa condição, o modelo SWAT foi avaliado em uma pequena bacia rural (1,19 km²) localizada nas encostas basálticas do Estado do Rio Grande do Sul, onde culturas de cobertura associadas com o cultivo mínimo vêm sendo empregadas pelos agricultores para controlar o processo erosivo. Valores simulados pelo modelo SWAT foram comparados com dados hidrossedimentológicos medidos. Como resultado da simulação, verificou-se que o escoamento superficial e o total, para a escala de tempo diária, foram considerados insatisfatórios (valores de COE < 0,5). Já as mesmas simulações para as escalas mensal e anual apresentaram resultados sensivelmente melhores. Com relação ao processo erosivo, verificou-se para todos os anos que a produção de sedimentos simulada, quando comparada com os valores observados, foi insatisfatória para as simulações diárias e mensais (valores de COE < -6) e superestimou em mais de 100 % a produção de sedimentos anual.

Mathematical models have great potential to support land use planning, with the goal of improving water and land quality. Before using a model, however, the model must demonstrate that it can correctly simulate the hydrological and erosive processes of a given site. The SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was developed in the United States to evaluate the effects of conservation agriculture on hydrological processes and water quality at the watershed scale. This model was initially proposed for use without calibration, which would eliminate the need for measured hydro-sedimentologic data. In this study, the SWAT model was evaluated in a small rural watershed (1.19 km²) located on the basalt slopes of the state of Rio Grande do Sul in southern Brazil, where farmers have been using cover crops associated with minimum tillage to control soil erosion. Values simulated by the model were compared with measured hydro-sedimentological data. Results for surface and total runoff on a daily basis were considered unsatisfactory (Nash-Sutcliffe efficiency coefficient - NSE < 0.5). However simulation results on monthly and annual scales were significantly better. With regard to the erosion process, the simulated sediment yields for all years of the study were unsatisfactory in comparison with the observed values on a daily and monthly basis (NSE values < -6), and overestimated the annual sediment yield by more than 100 %.

Neste trabalho foram avaliados fatores relacionados com a suscetibilidade a erosão em entressulcos de um Neossolo Litólico submetido a diferentes intensidades de uso e manejo do solo. O experimento foi realizado em condições de laboratório, utilizando-se amostras deformadas de solo colocadas em parcelas experimentais (0,23 m2) e declividade de 0,09 m m-1. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, em que foram aplicadas chuvas simuladas com intensidade de 100 mm h-1 para os seguintes tratamentos: (I) solo cultivado com fumo sob preparo convencional (PC); (II) solo cultivado com fumo sob plantio direto (PD) e (III) solo sob mata nativa (MN). Para avaliar a suscetibilidade a erosão em entressulcos utilizaram-se índices referentes à relação energia cinética total (chuva e escoamento) sobre perda de solo, taxa média de desagregação e índice de estabilidade de agregados, cujos resultados mostraram que os fatores relacionados com a suscetibilidade a erosão em entressulcos estão associados não apenas com características e propriedades que conferem coesividade ao solo, mas, também, com condicionantes que afetam a hidráulica do escoamento e, consequentemente, a fase de transporte dos sedimentos.

This study evaluated factors related to the suscetibility to the interrill soil erosion in an Entisol subjected to different degrees of soil use and management. The experiment was carried out under laboratory conditions using samples collected from tobacco fields and disturbed soil placed in erosion pans measuring (0.23 m2) with a slope of 0.09 m m-1. The experimental design was in randomized blocks. Simulated rainfall intensity of 100 mm h-1 was applied to the following treatments: (I) conventionally tilled soil; (II) no-till soil; and (III) native forest soil. Total kinetic energy (rainfall and runoff) to soil loss, average rate of detachment, and aggregate stability indexes were used to assess susceptibility to interrill erosion. Results show that the factors related with the susceptibility to interrill erosion are associated not just to the characteristics and properties that confer cohesivity to soil, but also to those factors that affect runoff hydraulics and therefore the sediment transport phase as well.

A relação entre a vazão - Q e a concentração de sedimentos em suspensão - CSS, apresenta padrões temporais complexos durante eventos de chuva governados pela geomorfologia, uso e manejo do solo e precipitação. Este fato tem implicações relevantes no entendimento e na descrição dos processos erosivos e de produção de sedimentos em bacias, padrões que podem ser avaliados pelas características da histerese entre a CSS e a Q. Neste estudo foi analisado o efeito histerese de 19 eventos de chuva-vazão em uma bacia agrícola, no sul do Brasil; os eventos foram separados em duas fases distintas em relação ao manejo do solo, com e sem a utilização de práticas de conservação de solos. O conjunto de eventos foi classificado segundo o tipo de histerese e calculado o valor de um índice de histerese (IH) para avaliar a magnitude desta defasagem. Os resultados mostram que o padrão de histerese foi de laço no sentido horário para os dois momentos, representando uma rápida mobilização e transferência de sedimentos na bacia. Em relação ao IH verificou-se que, apesar de não diferir estatisticamente entre os dois momentos, existem evidências de que as práticas de conservação de solos influenciaram sua variabilidade.

The relationship between flow rate - Q and suspended sediment concentration - SSC demonstrates complex temporal patterns during hydrologic events, which are governed by geomorphology, land use, soil management and rainfall. This fact has important implications for understanding and describing erosive processes and sediment production in catchments. These patterns can be evaluated by their loop hysteresis characteristics on the graph of SSC vs. Q. In this study, the hysteresis effect was analyzed for 19 rainfall events in a rural catchment in Southern Brazil. The events were separated in two groups in relation to soil management (with and without soil management practices). The events were classified according to the type of hysteresis, and a hysteresis index (HI) was calculated to evaluate the magnitude of the difference in phase. Results show that the hysteresis pattern was a clockwise loop, indicating that the peak SSC occurred before the peak Q, which represents rapid mobilization and transfer of sediment in the catchment. The HI was not statistically different between the two periods studied, although there is evidence that the conservation practices do have some influence on the index.

Este trabalho se refere a um estudo de identificação de fontes de sedimentos, realizado em uma bacia rural localizada em uma região montanhosa, no sul do Brasil. A bacia representa um ecossistema típico de exploração agrícola, realizado por pequenos agricultores que cultivam fumo em áreas marginais, com conseqüências severas aos recursos naturais. A identificação das fontes de sedimentos, baseada na análise dos sedimentos transportados em suspensão, possibilita avaliar as áreas que contribuem para a sua produção e fazer inferências sobre o potencial poluidor desses sedimentos. A metodologia utilizada foi a técnica "fingerprinting", através da qual foram exploradas as principais limitações da metodologia e as potencialidades na identificação das fontes de sedimentos. A classificação possibilitou a identificação da contribuição relativa das fontes, considerando-se preponderantes as lavouras e as estradas. Os resultados mostraram que a contribuição das duas fontes foi variável no tempo e a proporção relativa da contribuição de cada fonte variou de acordo com o manejo e a cobertura do solo que ocorreu nas lavouras e das obras de manutenção realizadas nas estradas. A contribuição das fontes mostrou que as lavouras e as estradas contribuíram com 64 e 36%, respectivamente.

In this study, the fingerprinting method was used to identify sediment sources in a small rural watershed located in a mountainous region in southern Brazil. This watershed represents a typical agricultural ecosystem, in which smallhold farmers cultivate tobacco in marginal areas, with severe consequences to the natural resources. The identification of sediment sources, based on analysis of sediments transported in suspension, enables an evaluation of which areas are truly contributing to sediment production and, therefore, to make inferences about the polluting potential of these sediments. The study considered the main limitations of this method, as well as its potential in the identification of sediment sources. Through classification, it was possible to identify the relative contribution of these different sources, with fields and roads being predominant. Results showed that the contribution from these two sources varied over time and that the relative proportion of the contribution from each source varied according to management and soil cover in the fields and maintenance work performed in the roads. The average contribution from fields and roads was 64 and 36%, respectively.

Devido aos grandes problemas de eutrofização de lagos e reservatórios, a identificação de áreas fornecedoras de fósforo possui grande importância no planejamento de medidas de controle da poluição hídrica por atividades agrícolas. Neste trabalho, aplicou-se uma metodologia denominada P-Index, para identificar áreas com potencial de fornecimento de fósforo de ecossistemas terrestres para os corpos d'água, cujo método está baseado no cruzamento de planos de informações referentes à disponibilidade de fósforo no solo e dos processos de transferência deste nutriente, para os cursos de água. Tal procedimento foi aplicado na bacia contribuinte do Sistema de Reservatório Salto, no município de São Francisco de Paula, RS. Com o cruzamento dos planos de informação, obteve-se um mapa de classes de contribuição de fósforo para os reservatórios, verificando-se que a quase totalidade desta área da bacia foi classificada como tendo baixo potencial de fornecimento. As pequenas áreas consideradas com maior potencial de contribuição representam áreas situadas próximas aos corpos d'água e sob cultivo de culturas como batata e alho, nos quais são aplicadas doses elevadas de fertilizantes.

Due to problems caused by eutrophication of lakes and reservoirs, the identification of phosphorus source areas is important for planning the control of agriculture-related water pollution. This study applied a method designed to identify these phosphorus source areas, called P-Index, which is based on combining data layers related to soil phosphorus availability and phosphorus transport processes. The method was used for studying the Salto Reservoir waterbasin, in São Francisco de Paula, in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. Data related to phosphorus availability, intensity of transport processes, and distance to waterways were combined to yield a map of phosphorus contribution classes, which showed that almost the entire study area was considered to have low phosphorus contribution potential. A few small areas, corresponding to potato and garlic fields that received heavy chemical fertilization, were classified as having high phosphorus contribution potentials.