Economic feasibility of cowpea irrigation in Piaui State

The objective of this work was to evaluate the economic feasibility of cowpea irrigation in Piaui State Brazil. Water balances were carried out on a daily basis using the Thornthwaite and Mather (1955) method, for 165 sites, considering twelve sowings dates and available water capacity in the soil of 20, 40 and 60 mm. The net revenues were estimated with a probability of occurrence of 75%, later being spatialized to Piaui State. Cowpea irrigation was shown to economically viable for all sowing dates, irrespective of the available water capacity. Net revenues varied among several regions of the State, in function of the sowing date and available water capacity in the soil. Considering a planning strategy for Piaui State, sowing on February, I was shown to be most favorable, because it enabled higher net revenue values, covering larger areas of the State.

Evapotranspiration and crop coefficients of seedless watermelon

The research was developed in Fortaleza, CE (latitude 3 degrees 43`S, longitude of 38 degrees 32`W and altitude of 19.5 m). It aimed to determine the Evapotranspiration and the crop coefficients for the different stadiums of seedless watermelon (Citrullus lanatus, Schrad), using the water balance method in drainage lysimeter. The experimental unit consisted of four located drainage lysimeter in an area of 600 m(2). The culture Evapotranspiration (ETc) was determined by the method of the water balance, in a volume of soil control with depth of 0.45 m, whose humidity was monitored by tensiometers. The reference Evapotranspiration (ETo) was estimated by the method of the class A pan. The crop coefficients were obtained from the rate between ETc and ETo in the different stages. The ETc presented growing values from the vegetative stage to the fruiting stage, dropping straight away in the mature stage. The maximum value of kc was observed in the fruiting stage.

Leaf area index estimation with MODIS reflectance time series and model inversion during full rotations of Eucalyptus plantations

The leaf area index (LAI) of fast-growing Eucalyptus plantations is highly dynamic both seasonally and interannually, and is spatially variable depending on pedo-climatic conditions. LAI is very important in determining the carbon and water balance of a stand, but is difficult to measure during a complete stand rotation and at large scales. Remote-sensing methods allowing the retrieval of LAI time series with accuracy and precision are therefore necessary. Here, we tested two methods for LAI estimation from MODIS 250m resolution red and near-infrared (NIR) reflectance time series. The first method involved the inversion of a coupled model of leaf reflectance and transmittance (PROSPECT4), soil reflectance (SOILSPECT) and canopy radiative transfer (4SAIL2). Model parameters other than the LAI were either fixed to measured constant values, or allowed to vary seasonally and/or with stand age according to trends observed in field measurements. The LAI was assumed to vary throughout the rotation following a series of alternately increasing and decreasing sigmoid curves. The parameters of each sigmoid curve that allowed the best fit of simulated canopy reflectance to MODIS red and NIR reflectance data were obtained by minimization techniques. The second method was based on a linear relationship between the LAI and values of the GEneralized Soil Adjusted Vegetation Index (GESAVI), which was calibrated using destructive LAI measurements made at two seasons, on Eucalyptus stands of different ages and productivity levels. The ability of each approach to reproduce field-measured LAI values was assessed, and uncertainty on results and parameter sensitivities were examined. Both methods offered a good fit between measured and estimated LAI (R(2) = 0.80 and R(2) = 0.62 for model inversion and GESAVI-based methods, respectively), but the GESAVI-based method overestimated the LAI at young ages. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Engineering closure of an open pit gold operation in a semi-arid climate

Along with material characteristics and geometry, the climate in which a mine is located can have a dramatic effect on the appropriate options for rehabilitation. The paper outlines the setting, mining, milling and waste disposal at Kidston Gold Mine's open pit operations in the semi-arid climate of North Queensland, Australia, before focusing on the engineering aspects of the rehabilitation of Kidston. The mine took a holistic and proactive approach to rehabilitation, and was prepared to demonstrate a number of innovative approaches, which are described in the paper. Engineering issues that had to be addressed included the geotechnical stability and deformation of waste rock dumps, including a 240 m high in-pit dump: the construction and performance monitoring of a “store and release” cover over potentially acid forming mineralised waste rock; erosion from the side slopes of the waste rock dumps; the in-pit co-disposal of waste rock and thickened tailings; the geotechnical stability of the tailings dam wall; the potential for erosion of bare tailings; the water balance of the tailings dam; direct revegetation of the tailings; and the pit hydrology. The rehabilitation of the mine represents an important benchmark in mine site rehabilitation best practice, from which lessons applicable worldwide can be shared.

Reconstituição das vazões naturais a jusante das pequenas centrais hidrelétricas Rio Bonito e Suíça : Rio Santa Maria da Vitória (ES)

O conhecimento do regime natural de rios é relevante, entre diversas razões, para avaliar o impacto antrópico em bacias hidrográficas. Desta forma, visa criar ferramentas que auxiliem no planejamento eficiente dos recursos hídricos. O rio Santa Maria da Vitória (ES) é crucial para o desenvolvimento socioeconômico da Região Metropolitana da Grande Vitória. Adicionalmente, diversos ecossistemas e comunidades agrícolas dependem deste rio. Sendo a geração de energia elétrica um dos usos mais significativos do rio Santa Maria da Vitória, através das Pequenas Centrais Hidrelétricas Rio Bonito e Suíça, o objetivo principal desta pesquisa foi buscar uma melhor compreensão da influência da operação destes empreendimentos na vazão natural deste rio. Além da análise das séries de vazões e de precipitações medidas em Santa Leopoldina, comparando o período anterior com o posterior à implantação das PCH`s, realizou-se a reconstituição das vazões naturais médias diárias e médias mensais a jusante das PCH`s, através da técnica de extensão MOVE.I (tipo 1) e com o auxílio da série de vazão medida na estação fluviométrica Marechal Floriano, localizada na bacia hidrográfica do rio Jucu. Os resultados obtidos, a partir dos dados monitorados na estação Santa Leopoldina, mostraram uma diminuição nas vazões mínimas com 7, 30 e 90 dias de duração para o período pós-regulado. Ainda, as vazões de permanência Q50, Q90 e Q95 e a vazão média de longa duração reconstituídas são menores que as vazões observadas em Santa Leopoldina. Além da presença das PCH`s, as alterações no uso e cobertura do solo da bacia podem ter influência sobre os resultados encontrados. As vazões em Santa Leopoldina, devido aos horários em que são realizadas as medições, podem não representar de forma confiável as oscilações a jusante das PCH`s. Consequentemente, faz-se necessário um monitoramento contínuo das vazões a jusante desses empreendimentos e recomenda-se que seja realizada uma nova reconstituição das vazões naturais do rio Santa Maria da Vitória, através do balanço hídrico dos reservatórios, utilizando os dados operativos das PCH`s.

Cenários de mudanças climáticas para a América do Sul : impacto no zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) através do seu Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais (IPCC-AR4), publicado em 2007, atribui as emissões de gases de efeito estufa como a principal causa do aumento médio das temperaturas e alerta para uma elevação entre 1,8 ºC e 6,4 ºC até 2100, podendo modificar assim a aptidão climática para as culturas agrícolas em diversas regiões do planeta. Diante disso, existe a necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis e limpas de energia, como o etanol. A cana-de-açúcar apresenta-se, portanto, como uma cultura estratégica na produção do etanol. O presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar o desempenho dos Modelos Climáticos Globais (MCGs) do IPCC-AR4 na simulação de dados climáticos de temperatura do ar e precipitação pluviométrica para o período anual e mensal; 2) elaborar o zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar para a América do Sul considerando o clima referência e o futuro para as décadas de 2020, 2050 e 2080 em função do cenário de emissão A1B considerado pessimista e que usa um equilíbrio entre todas as fontes de energia. Para a avaliação do desempenho dos MCGs, foram utilizados dados climáticos médios mensais observados de precipitação e temperatura do ar provenientes do Climatic Research Unit (CRU) e dados simulados oriundos dos 22 MCGs do IPCC (cenário 20c3m) compreendidos entre o período de 1961-1990, além do Multimodel (ensemble) – MM que é a média da combinação dos dados de todos os modelos. O desempenho dos MCGs foi avaliado pelos índices estatísticos: desvio padrão, correlação, raiz quadrada da média do quadrado das diferenças centralizadas e o “bias” dos dados simulados com os observados, que foram representados no diagrama de Taylor. Para a etapa da elaboração do zoneamento agroclimático procedeu-se o cálculo dos balanços hídricos (referência e futuros) da cultura, pelo método de Thornthwaite & Mather (1955). Para o cenário referência, utilizaram-se dados das médias mensais da precipitação e temperatura provenientes do CRU, enquanto que para as projeções futuras, dados provenientes das anomalias do Multimodel (ensemble) – MM para as décadas de 2020, 2050 e 2080, que foram ajustados, obtendo-se assim as projeções futuras para cada período analisado. Baseado nos mapas temáticos reclassificados de deficiência hídrica anual, temperatura média anual, excedente hídrico anual e no índice de satisfação das necessidades de água (ISNA), realizou-se uma sobreposição dessas informações obtendo assim, os mapas finais do zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar. Posteriormente ao zoneamento, realizou-se a análise das transições (ganhos, perdas e persistências) entre as classes de aptidão climática da cultura. Os resultados mostram que o Multimodel (ensemble) – MM para o período mensal apresenta o melhor desempenho entre os modelos analisados. As áreas inaptas correspondem a maior parte da América do Sul e uma expressiva transição entre as classes de aptidão climática da cultura.

Soil profile internal drainage for a central pivot fertigated coffee crop

Coffee cultivation via central-pivot fertigation can lead to fertilizer losses by soil profile internal drainage when water application is excessive and soils have low water retention and cation adsorption capacities. This study analyses the deep water losses from the top 1 m sandy soil layer of east Bahia, Brazil, cultivated with coffee at a high technology level (central-pivot fertigation), using above normal N fertilizer rates. The deep drainage (Q) estimation is made through the application of a climatologic water balance (CWB) program having as input direct measures of irrigation and rainfall, climatological data from weather stations, and measured soil water retention characteristics. The aim of the study is to contribute to the understanding of the hydric regime of coffee crops managed by central-pivot irrigation, analyzing three scenarios (Sc): i) rainfall only, ii) rainfall and irrigation full year, and iii) rainfall and irrigation dry season only. Annual Q values for the 2008/2009 agricultural year were: Sc i = 811.5 mm; Sc ii = 1010.5 mm; and Sc iii = 873.1 mm, so that the irrigation interruption in the wet season reduced Q by 15.7%, without the appearance of water deficit periods. Results show that the use of the CWB program is a convenient tool for the evaluation of Q under the cited conditions.

Nitrogen fertilizer (15N) leaching in a central pivot fertigated coffee crop

Nitrogen has a complex dynamics in the soil-plant-atmosphere system. N fertilizers are subject to chemical and microbial transformations in soils that can result in significant losses. Considering the cost of fertilizers, the adoption of good management practices like fertigation could improve the N use efficiency by crops. Water balances (WB) were applied to evaluate fertilizer N leaching using 15N labeled urea in west Bahia, Brazil. Three scenarios (2008/2009) were established: i) rainfall + irrigation the full year, ii) rainfall only; and iii) rainfall + irrigation only in the dry season. The water excess was considered equal to the deep drainage for the very flat area (runoff = 0) with a water table located several meters below soil surface (capillary rise = 0). The control volume for water balance calculations was the 0 - 1 m soil layer, considering that it involves the active root system. The water drained below 1 m was used to estimate fertilizer N leaching losses. WB calculations used the mathematic model of Penman-Monteith for evapotranspiration, considering the crop coefficient equal to unity. The high N application rate associated to the high rainfall plus irrigation was found to be the main cause for leaching, which values were 14.7 and 104.5 kg ha-1 for the rates 400 and 800 kg ha-1 of N, corresponding to 3.7 and 13.1 % of the applied fertilizer, respectively.

Gestão da água na produção de leite na Ilha do Faial

Dissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente.

Projecto de um sistema de rega para uma exploração agrícola na Beira Gomes

Trabalho de Projecto de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Hydrologic modeling and uncertainty analysis of an ungauged watershed using mapwindow-swat

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies

Estudo sobre Perdas de Água

O presente relatório resulta de um estudo realizado na empresa Águas do Douro e Paiva, S.A. (AdDP), atual Águas do Norte, S.A., sob a forma de estágio curricular, com a duração de seis meses e que teve como tema as perdas de água na rede da empresa. Inicialmente é feito um enquadramento ao tema onde se aborda o setor das águas em Portugal, a importância do mesmo na sociedade Portuguesa e as suas principais características. É apresentada também uma introdução à empresa onde foi realizado o estágio e, posteriormente, são apresentados fundamentos teóricos relativos às perdas de água onde se incluem as diversas fases de abordagem ao problema, métodos de medição dos caudais e técnicas de localização de fugas. De modo a comparar resultados já obtidos pela empresa, foi feito um levantamento de dados anuais e mensais para o cálculo do balanço hídrico e indicadores de desempenho para toda a rede da empresa. A informação obtida foi traduzida sob a forma de gráficos e os resultados foram comparados com os resultados da empresa e com os valores recomendados pela Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos (ERSAR). Tendo em conta a problemática em estudo, foi desenvolvida uma folha de cálculo de auxílio à gestão que permite obter valores para as perdas de água diárias para os subsistemas de Lever e do Vale do Sousa e onde a informação é apresentada sob a forma de gráficos. Os vários passos necessários ao desenvolvimento da folha de cálculo são descritos no presente relatório e é explicado o funcionamento e distribuição dos diversos componentes da rede.

Relação entre solo e floresta, no território de Roraima

Soil and basal area of natural forest are being investigated, in seven different localities of Roraima. The objective is to study the relation bettween natural forest and soil characteristics. Preliminary observations suggest influence of the depth and water balance of forest characteristics.

Sefficiency (sustainable efficiency) of water–energy–food entangled systems

Supplemental data for this article can be accessed at http://dx.doi.org/10.1080/07900627.2015.1070091. It includes an easy-to-use spreadsheet that calculates the efficiencies used in this paper, that is Sefficiency with energy considerations.

Metodologias para a qualificação de águas minerais naturais e águas de nascente

Dissertação de mestrado em Ordenamento e Valorização de Recursos Geológicos