Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão

TEIXEIRA, José João Lopes. Departamento de Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, Agosto de 2011. Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão, Cabo Verde. Orientador: José Carlos de Araújo. Examinadores: George Leite Mamede, Pedro Henrique Augusto Medeiros. O Arquipélago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influência do deserto de Saara tornando o clima caraterizado por pluviometria muito baixa e distribuída irregularmente no espaço e no tempo. As chuvas são muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hídrica requer além da construção e manutenção de infraestrutura de captação e conservação de águas pluviais, uma gestão eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratégicos da política do estado de Cabo Verde, a captação, armazenamento e mobilização de águas superficiais através de construção de barragens. Estudos do comportamento hidrológico e sedimentológico do reservatório e da sua bacia de contribuição constituem premissas básicas para um ótimo dimensionamento, gestão e monitoramento da referida infraestrutura. É neste sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informações hidrológicas e sedimentológicas da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão (BP) e apresentar proposta operacional de longo prazo. A área de estudo ocupa 28 km² a montante da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, até 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados, série pluviométrica de 1973 a 2010, registos de vazão instantânea do período 1984 a 2000 e registos agroclimáticos da área de estudo (1981 a 2004). Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sólida em suspensão, foi utilizado o método de curva chave. Para estimativa de produção de sedimentos na bacia, aplicou-se a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) e a razão de aporte de sedimentos (SDR). O índice de retenção de sedimentos no reservatório foi estimado pelo método de Brune e a distribuição de sedimento pelo método empírico de redução de área descrito por Borland e Miller e, revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazão versus garantia foi utilizado código computacional VYELAS, desenvolvido por Araújo e baseado na abordagem de Campos. Também foi avaliada a redução da vazão de retirada do período 2006 a 2026, provocado pelo assoreamento do reservatório. Concluiu-se que em média a precipitação anual é de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuição apresenta como valor um número de curva (CN) de 76, com abstração inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e uma vazão anual afluente de 1,7 hm³(cv= 0,73); a disponibilidade hídrica para uma garantia de 85% é avaliada em 0,548 hm³/ano e não 0,671 hm³/ano como indica o projeto original. Com uma descarga sólida estimada em 22.185 m³/ano conclui-se que até o ano de 2026, a capacidade do reservatório reduz a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma redução de 41% da disponibilidade hídrica inicial. Nessa altura, as perdas por evaporação e sangria serão da ordem de 81% da vazão afluente de entrada no reservatório. Na base desses resultados se apresentou proposta de operação da BP.

Improving rainwater-use in Cabo Verde drylands by reducing runoff

Dryland agriculture in Cabo Verde copes with steep slopes, inadequate practices, irregular intense rain, recurrent droughts, high runoff rates, severe soil erosion and declining fertility, leading to the inefficient use of rainwater. Maize and beans occupy N80% of the arable land in low-input, low-yielding subsistence farming. Three collaborative field trialswere conducted in different agroecological zones to evaluate the effects ofwater-conservation techniques (mulching of crop residue, a soil surfactant and pigeon-pea hedges) combinedwith organic amendments (compost and animal or green manure) on runoff and soil loss. During the 2011 and 2012 rainy seasons, three treatments and one control (traditional practice) were applied to 44- and 24-m2 field plots. A local maize variety and two types of beanswere planted. Runoff and suspended sedimentswere collected and quantified after each daily erosive rainfall. Runoff occurred for rainfalls≥50mm(slope b10%, loamy Kastanozem),≥60mm(slope≤23%, silt–clay–loam Regosol) and≥40mm(slope≤37%, sandy loam Cambisol). Runoffwas significantly reduced only with themulch treatment on the slope N10% and in the treatment of surfactant with organic amendment on the slope b10%. Soil loss reached 16.6, 5.1, 6.6 and 0.4 Mg ha−1 on the Regosol (≤23% slope) for the control, surfactant, pigeon-pea and mulch/pigeon-pea (with organic amendment) treatments, respectively; 3.2, 0.9, 1.3 and 0.1 Mg ha−1 on the Cambisol (≤37% slope) and b0. 2Mg ha−1 for all treatments and control on the Kastanozem(b10% slope). Erosion was highly positively correlated with runoff. Mulch with pigeon-pea combinedwith an organic amendment significantly reduced runoff and erosion fromagricultural fields on steep slopes, contributing to improved use of rainwater at the plot level. Sustainable land management techniques, such as mulching with pigeon-pea hedges and an organic amendment, should be advocated and promoted for the semiarid hillsides of Cabo Verde prone to erosion to increase rainwater-use and to prevent further soil degradation.

Appraising and selecting strategies to combat and mitigate desertification based on stakeholder knowledge and globalbest practices in Cape Verde Archipelago

Cape Verde is considered part of Sahelian Africa, where drought and desertification are common occurrences. The main activity of the rural population is rain-fed agriculture, which over time has been increasingly challenged by high temporal and spatial rainfall variability, lack of inputs, limited land area, fragmentation of land, steep slopes, pests, lack of mechanization and loss of top soil by water erosion. Human activities, largely through poor farming practices and deforestation (Gomez, 1989) have accelerated natural erosion processes, shifting the balance between soil erosion and soil formation (Norton, 1987). According to previous studies, vegetation cover is one of the most important factors in controlling soil loss (Cyr et al., 1995; Hupy, 2004; Zhang et al., 2004; Zhou et al., 2006). For this reason, reforestation is a touchstone of the Cape Verdean policy to combat desertification. After Independence in 1975, the Cape Verde government had pressing and closely entangled environmental and socio-economic issues to address, as long-term desertification had resulted in a lack of soil cover, severe soil erosion and a scarcity of water resources and fuel wood. Across the archipelago, desertification was resulting from a variety of processes including poor farming practices, soil erosion by water and wind, soil and water salinity in coastal areas due to over pumping and seawater intrusion, drought and unplanned urbanization (DGA-MAAP, 2004). All these issues directly affected socio-economic vulnerability in rural areas, where about 70% of people depended directly or indirectly on agriculture in 1975. By becoming part of the Inter- State Committee for the Fight against Drought in the Sahel in 1975, the government of Cape Verde gained structured support to address these issues more efficiently. Presentday policies and strategies were defined on the basis of rational use of resources and human efforts and were incorporated into three subsequent national plans: the National Action Plan for Development (NDP) (1982–1986), the NDP (1986–1990) and the NDP (1991–1995) (Carvalho