Monitoramento das perdas de solo da sub-bacia Ribeirão das Bicas - Botucatu/SP, utilizando fotogrametria digital

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação de métodos de baixo custo para a proteção de taludes em estradas rurais não pavimentadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação da produção de sedimentos na bacia hidrográfica do Rio Pardo – Botucatu, SP, por modelagem hidrológica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mapeamento do Uso do Solo Nas Sub-bacias dos Córregos São José e Água do Ventura, Bauru (SP)

O presente trabalho teve como objetivo, mapear o uso da terra das sub-bacias dos córregos São José e Água do Ventura no ano 2000, e verificar, como esta ocupação vem atuando nos processos de assoreamento dos corpos de água. O estudo teve como base, um mosaico em escala nominal aproximada de 1:10.000, produzido a partir de fotografias aéreas verticais do ano 2000, em escala nominal aproximada 1:30.000. Os resultados permitiram constatar que a pastagem foi a maior ocupação do solo, com 430,89 ha, correspondente a 65,21% da área estudada. Devido ao manejo inadequado do solo, é a cobertura vegetal que mais produz sedimentos por ocasião das chuvas, merecendo cuidados especiais para evitar os processos erosivos do solo. Foi constatado também, que os serviços de adequação e melhoria de estradas rurais, executados nas estradas municipais BRU-030 (antiga Bauru/Piratininga) e variante da BRU-030, atingiram seus objetivos, pois, praticamente, acabaram com a erosão das estradas, permitindo tráfego o ano inteiro, reduzindo o custo de manutenção das estradas e aumentando o abastecimento do lençol freático, além de outros benefícios.

Modelagem do transporte de sedimentos na alta Bacia do Córrego Cachoeirinha (Rio Claro, SP) através do software Soil and Water Assessment Tool (SWAT)

This study aimed to simulate and evaluate the sediment transport in Upper Basin Stream Cachoeirinha in Rio Claro, SP, and compare the results with previous studies performed in the same basin. The modeling software used in this study was Soil and Water Assessment Tool (SWAT), which is a very comprehensive tool that discusses many physical processes. In this work, the hydrosedimentological processes were treated, aiming to understand the sediment production and transport. The Basin Stream Cachoeirinha has an area with predominantly agricultural use, especially sugar cane. The database for inclusion in software was constructed from the following elements: climatic, topographical, soil type and use and land cover of the area, also including the parameters of Modified Universal Soil Loss Equation (MUSLE). The analysis was conducted for a period of 16 years (1994-2010), which is the range of data available from CEAPLA. The results were analyzed in terms of annual runoff and sediment yield. The average sediment delivery in the simulation was 0.94 t/ha/year, while the maximum annual contribution was 7.28 t/ha/year

Geotecnologias aplicadas à análise do assoreamento de reservatórios de hidrelétricas em cenário de escassez de dados de séries históricas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Modelagem do aporte de sedimentos aplicada à bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica (MS) e proposta de mitigação do assoreamento

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Espacialização dos sedimentos produzidos na parte inicial da bacia hidrográfica do Rio Pardo, Botucatu/SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelo hidrológico SWAT na determinação das perdas de solo na bacia hidrológica do Rio Pardo - Botucatu/SP

The objective of this work was to evaluate the sediment production in the initial part of the Pardo River Basin - Botucatu/SP from 1994 to 1999, using the mathematical hydrological model SWAT. It was used topographic maps and satellite data manipulated in GIS using the software SPRING 5.1.6. The simulation of sediment production was generated with the aid of an interface between the hydrological model SWAT 2009 with ArcView ®, version 9.3. The maps of Soil, Land Use and Digital Elevation Model (DEM) were generated in the GIS-SPRING 5.1.6 and exported to ArcSWAT 2009. The tabular data related to the parameters of soil and meteorological parameters were entered directly to the SWAT. The model allowed to estimate the sediment production. A sediment average production rate of 33.866 ton ha-1 over the six years of study was computed in the point of discharge of the basin.

Aeolian geomorphodynamics in endorheic basins of the Mongolian Gobi Desert

Die vorliegende Arbeit ist im Zuge des DFG Projektes Spätpleistozäne, holozäne und aktuelle Geomorphodynamik in abflusslosen Becken der Mongolischen Gobi´´ entstanden. Das Arbeitsgebiet befindet sich in der südlichen Mongolei im nördlichen Teil der Wüste Gobi. Neben einigen Teilen der Sahara (Heintzenberg, 2009), beispielsweise das Bodélé Becken des nördlichen Tschads (z.B. Washington et al., 2006a; Todd et al., 2006; Warren et al., 2007) wird Zentralasien als ein Hauptliefergebiet für Partikel in die globale Zirkulation der Atmosphäre gesehen (Goudie, 2009). Hauptaugenmerk liegt hierbei besonders auf den abflusslosen Becken und deren Sedimentablagerungen. Die, der Deflation ausgesetzten Flächen der Seebecken, sind hauptsächliche Quelle für Partikel die sich in Form von Staub respektive Sand ausbreiten. Im Hinblick auf geomorphologische Landschaftsentwicklung wurde der Zusammenhang von Beckensedimenten zu Hangdepositionen numerisch simuliert. Ein von Grunert and Lehmkuhl (2004) publiziertes Model, angelehnt an Ideen von Pye (1995) wird damit in Betracht gezogen. Die vorliegenden Untersuchungen modellieren Verbreitungsmechanismen auf regionaler Ebene ausgehend von einer größeren Anzahl an einzelnen punktuellen Standorten. Diese sind repräsentativ für die einzelnen geomorphologischen Systemglieder mit möglicherweise einer Beteiligung am Budget aeolischer Geomorphodynamik. Die Bodenbedeckung durch das charakteristische Steinpflaster der Gobi - Region, sowie unter anderem Korngrößenverteilungen der Oberflächensedimente wurden untersucht. Des Weiteren diente eine zehnjährige Zeitreihe (Jan 1998 bis Dez 2007) meteorologischer Daten als Grundlage zur Analyse der Bedingungen für äolische Geomorphodynamik. Die Daten stammen von 32 staatlichen mongolischen Wetterstationen aus der Region und Teile davon wurden für die Simulationen verwendet. Zusätzlich wurden atmosphärische Messungen zur Untersuchung der atmosphärischen Stabilität und ihrer tageszeitlichen Variabilität mit Mess-Drachenaufstiegen vorgenommen. Die Feldbefunde und auch die Ergebnisse der Laboruntersuchungen sowie der Datensatz meteorologischer Parameter dienten als Eingangsparameter für die Modellierungen. Emissionsraten der einzelnen Standorte und die Partikelverteilung im 3D Windfeld wurden modelliert um die Konvektivität der Beckensedimente und Hangdepositionen zu simulieren. Im Falle hoher mechanischer Turbulenz der bodennahen Luftschicht (mit einhergehender hoher Wind Reibungsgeschwindigkeit), wurde generell eine neutrale Stabilität festgestellt und die Simulationen von Partikelemission sowie deren Ausbreitung und Deposition unter neutraler Stabilitätsbedingung berechnet. Die Berechnung der Partikelemission wurde auf der Grundlage eines sehr vereinfachten missionsmodells in Anlehnung an bestehende Untersuchungen (Laurent et al., 2006; Darmenova et al., 2009; Shao and Dong, 2006; Alfaro, 2008) durchgeführt. Sowohl 3D Windfeldkalkulationen als auch unterschiedliche Ausbreitungsszenarien äolischer Sedimente wurden mit dem kommerziellen Programm LASAT® (Lagrange-Simulation von Aerosol-Transport) realisiert. Diesem liegt ein Langargischer Algorithmus zugrunde, mittels dessen die Verbreitung einzelner Partikel im Windfeld mit statistischer Wahrscheinlichkeit berechnet wird. Über Sedimentationsparameter kann damit ein Ausbreitungsmodell der Beckensedimente in Hinblick auf die Gebirgsfußflächen und -hänge generiert werden. Ein weiterer Teil der Untersuchungen beschäftigt sich mit der geochemischen Zusammensetzung der Oberflächensedimente. Diese Proxy sollte dazu dienen die simulierten Ausbreitungsrichtungen der Partikel aus unterschiedlichen Quellregionen nach zu verfolgen. Im Falle der Mongolischen Gobi zeigte sich eine weitestgehende Homogenität der Minerale und chemischen Elemente in den Sedimenten. Laser Bebohrungen einzelner Sandkörner zeigten nur sehr leichte Unterschiede in Abhängigkeit der Quellregionen. Die Spektren der Minerale und untersuchten Elemente deuten auf graitische Zusammensetzungen hin. Die, im Untersuchungsgebiet weit verbreiteten Alkali-Granite (Jahn et al., 2009) zeigten sich als hauptverantwortlich für die Sedimentproduktion im Untersuchungsgebiet. Neben diesen Mineral- und Elementbestimmungen wurde die Leichtmineralfraktion auf die Charakteristik des Quarzes hin untersucht. Dazu wurden Quarzgehalt, Kristallisation und das Elektronen-Spin-Resonanz Signal des E’1 - Centers in Sauerstoff Fehlstellungen des SiO2 Gitters bestimmt. Die Untersuchungen sind mit dem Methodenvorschlag von Sun et al. (2007) durchgeführt worden und sind prinzipiell gut geeignet um Herkunftsanalysenrndurchzuführen. Eine signifikante Zuordnung der einzelnen Quellgebiete ist jedoch auch in dieser Proxy nicht zu finden gewesen.

Paleo erosion rates and climate shifts recorded by Quaternary cut-and-fill sequences in the Pisco valley, central Peru

Fluvial cut-and-fill sequences have frequently been reported from various sites on Earth. Nevertheless, the information about the past erosional regime and hydrological conditions have not yet been adequately deciphered from these archives. The Quaternary terrace sequences in the Pisco valley, located at ca. 13°S, offer a manifestation of an orbitally-driven cyclicity in terrace construction where phases of sediment accumulation have been related to the Minchin (48–36 ka) and Tauca (26–15 ka) lake level highstands on the Altiplano. Here, we present a 10Be-based sediment budget for the cut-and-fill terrace sequences in this valley to quantify the orbitally forced changes in precipitation and erosion. We find that the Minchin period was characterized by an erosional pulse along the Pacific coast where denudation rates reached values as high as 600±80 mm/ka600±80 mm/ka for a relatively short time span lasting a few thousands of years. This contrasts to the younger pluvial periods and the modern situation when 10Be-based sediment budgets register nearly zero erosion at the Pacific coast. We relate these contrasts to different erosional conditions between the modern and the Minchin time. First, the sediment budget infers a precipitation pattern that matches with the modern climate ca. 1000 km farther north, where highly erratic and extreme El Niño-related precipitation results in fast erosion and flooding along the coast. Second, the formation of a thick terrace sequence requires sufficient material on catchment hillslopes to be stripped off by erosion. This was most likely the case immediately before the start of the Minchin period, because this erosional epoch was preceded by a >50 ka-long time span with poorly erosive climate conditions, allowing for sufficient regolith to build up on the hillslopes. Finally, this study suggests a strong control of orbitally and ice sheet forced latitudinal shifts of the ITCZ on the erosional gradients and sediment production on the western escarpment of the Peruvian Andes at 13° during the Minchin period.

Geomorphic coupling between hillslopes and channels in the Swiss Alps

The coupling relationships between hillslope and channel network are fundamental for the understanding of mountainous landscapes' evolution. Here, we applied dendrogeomorphic methods to identify the hillslope–channel relationship and the sediment transfer dynamics within an alpine catchment, at the highest possible resolution. The Schimbrig catchment is located in the central Swiss Alps and can be divided into two distinct geomorphic sectors. To the east, the Schimbrig earth flow is the largest sediment source of the basin, while to the west, the Rossloch channel network is affected by numerous shallow landslides responsible for the supply of sediment from hillslopes to channels. To understand the connectivity between hillslopes and channels and between sources and sink, trees were sampled along the main Rossloch stream, on the Schimbrig earth flow and on the Rossloch depositional area. Geomorphic observations and dendrogeomophic results indicate different mechanisms of sediment production, transfer and deposition between upper and lower segments of the channel network. In the source areas (upper part of the Rossloch channel system), sediment is delivered to the channel network through slow movements of the ground, typical of earth flow, shallow landslides and soil creep. Contrariwise, in the depositional area (lower part of the channel network), the mechanisms of sediment transfer are mainly due to torrential activity, floods and debris flows. Tree analysis allowed the reconstruction of periods of high activity during the last century for the entire catchment. The collected dataset presents a very high temporal resolution but we encountered some limitations in establishing the source-to-sink connectivity at the catchment-wide scale. Despite these uncertainties, for decennial timescales the results suggest a direct coupling between hillslopes and neighbouring channels in the Rossloch channel network, and a de-coupling between sediment sources and sink farther downstream, with connections possible only during extraordinary events.

Efficiency of frost-cracking processes through space and time: An example from the eastern Italian Alps

It is widely accepted that climate has a strong impact and exerts important feedbacks on erosional processes and sediment transport mechanisms. However, the extent at which climate influences erosion is still a matter of debate. In this paper we test whether frost-cracking processes and related temperature variations can influence the sediment production and surface erosion in a small catchment situated in the eastern Italian Alps. To this extent, we first present a geomorphic map of the region that we complement with published 10Be-based denudation rates. We then apply a preexisting heat-flow model in order to analyze the variations of the frost-cracking intensity (FCI) in the study area, which could have controlled the sediment production in the basin. Finally, we compare the model results with the pattern of denudation rates and Quaternary deposits in the geomorphic map. The model results, combined with field observations, mapping, and quantitative geomorphic analyses, reveal that frost-cracking processes have had a primary role in the production of sediment where the intensity of sediment supply has been dictated and limited by the combined effect of temperature variations and conditions of bedrock preservation. These results highlight the importance of a yet poorly understood process for the production of sediment in mountain areas.

Evaluación espacial de procesos geodinámicos en el ambiente montañoso de la cuenca del río Cachapoal, Chile central. Impacto geodinámico sobre el potencial corredor de comercio Las Leñas, VI Región del Libertador Gral. Bernardo O'Higgins

En el contexto de la posible habilitación de una ruta entre Chile y Argentina a través del paso fronterizo Las Leñas en Chile central, alternativo al Cristo Redentor, se procedió a analizar las vulnerabilidades y los impactos provocados por la geodinámica en áreas montañosas. Se evaluaron procesos erosivos en los ambientes de baja, media y alta montaña en el valle del río Cachapoal. La alta energía de estos paisajes es causante de la generación y el aporte de sedimentos mediante erosión, la que es activada por las precipitaciones intensas y la acción periglacial. Las diferencias erosivas se entienden por la presencia de distintas formas del paisaje; así, los depósitos basales en alta montaña están asociados a movimientos del terreno en masa, y la erosión lineal se desarrolla sobre las terrazas fluviales ubicadas en fondo de valle, las que se encuentran estabilizadas por la mayor cobertura vegetal.

Evaluación espacial de procesos geodinámicos en el ambiente montañoso de la cuenca del río Cachapoal, Chile central. Impacto geodinámico sobre el potencial corredor de comercio Las Leñas, VI Región del Libertador Gral. Bernardo O'Higgins

En el contexto de la posible habilitación de una ruta entre Chile y Argentina a través del paso fronterizo Las Leñas en Chile central, alternativo al Cristo Redentor, se procedió a analizar las vulnerabilidades y los impactos provocados por la geodinámica en áreas montañosas. Se evaluaron procesos erosivos en los ambientes de baja, media y alta montaña en el valle del río Cachapoal. La alta energía de estos paisajes es causante de la generación y el aporte de sedimentos mediante erosión, la que es activada por las precipitaciones intensas y la acción periglacial. Las diferencias erosivas se entienden por la presencia de distintas formas del paisaje; así, los depósitos basales en alta montaña están asociados a movimientos del terreno en masa, y la erosión lineal se desarrolla sobre las terrazas fluviales ubicadas en fondo de valle, las que se encuentran estabilizadas por la mayor cobertura vegetal.