Susceptibilidade à Erosão Hídrica na Bacia da Ribeira Seca (Santiago, Cabo Verde)

Na Ilha de Santiago, em Cabo Verde, a erosão hídrica é o processo que afecta áreas mais extensas. A ocorrência de aguaceiros intensos e concentrados no tempo e no espaço promovem uma marcada erosividade das precipitações, com forte irregularidade regional. A grande variabilidade dos declives e das formas das vertentes, associadas à diversidade litológica, bem como à multiplicidade de ocupação do solo, permitem condições de erodibilidade muito contrastadas no espaço. O objectivo deste trabalho é obter um mapa de susceptibilidade à erosão hídrica para a bacia da Ribeira Seca (Santiago oriental) com base no modelo digital do terreno (MDT), nos mapas geológico e de ocupação do solo e na distribuição da erosividade das precipitações. Verifica-se que o sector sudeste da bacia é o mais susceptível à erosão hídrica, pois nele ocorrem a maior concentração diária das precipitações e as condições geomorfológicas e de coberto do solo de mais elevada erodibilidade.

Hidrossedimentologia e Disponibilidade Hídrica da Bacia Hidrográfica da Barragem de Poilão - Cabo Verde

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.

Erosão hídrica em diferentes preparos do solo logo após as colheitas de milho e trigo, na presença e na ausência dos resíduos culturais

O preparo do solo, o qual influencia o manejo dos resíduos culturais e a rugosidade superficial, associado ao tipo de cultura utilizada, é um dos fatores que afetam a suscetibilidade do solo à erosão hídrica. Utilizando chuvas simuladas na intensidade constante de 64 mm h-1, com durações suficientes para que o escoamento superficial atingisse taxa constante de descarga, foram avaliados, em Eldorado do Sul (RS), de 1992 a 1994, em condições de campo, os seguintes tratamentos de preparo do solo: semeadura direta, na presença e na ausência dos resíduos recém-colhidos de milho e trigo; escarificação, na presença e na ausência dos resíduos recém-colhidos de milho e trigo + milho logo após a colheita do trigo; e aração + gradagem, na presença e ausência dos resíduos recém-colhidos de milho e trigo + milho logo após a colheita do trigo. Utilizou-se um solo podzólico vermelho-amarelo franco-arenoso e declividade média de 0,066 m m-1. As perdas de solo e água foram fortemente influenciadas pela rugosidade e cobertura superficiais. Na semeadura direta e aração + gradagem, a manutenção dos resíduos culturais na superfície reduziu as perdas de solo em relação à sua remoção manual quase completa. A semeadura direta com os resíduos culturais foi o tratamento mais eficaz na redução da erosão e a aração + gradagem, sem os resíduos, o menos eficaz. A escarificação com os resíduos culturais na superfície apresentou maior perda de solo do que a semeadura direta e aração + gradagem também com os resíduos na superfície. Em geral, as perdas de água por escoamento superficial seguiram o mesmo comportamento das perdas de solo.

Caracterização físico-hídrica de um perfil de terra roxa estruturada latossólica pelo método do perfil instantâneo

Em Terra Roxa Estruturada Latossólica do município de Piracicaba (SP), foram instalados tensiômetros a cada 15 cm, em triplicata, a partir de 30 cm até à profundidade de 240 cm, numa área de 25 m², para medida do potencial mátrico (φm) e, indiretamente, por meio da curva de retenção de água, a umidade volumétrica (θ). O método da umidade (Libardi et al., 1980) ajustou os dados de redistribuição de água (θ vs t) com coeficientes de determinação (R²) maiores que 0,98. A hipótese de gradiente do potencial hidráulico (δφh δz-1) unitário foi verificada somente no horizonte Bw. No horizonte Bt, o gradiente do potencial hidráulico variou de 1 a 3,89 m m-1, o que determinou valores de condutividade hidráulica maiores que os obtidos pelo método de Hillel et al. (1972). A umidade volumétrica na capacidade de campo (θcc) variou de 0,45 a 0,33 m³ m-3, que corresponde a uma variação de potencial mátrico (-φm) de 0,0075 a 0,0014 MPa e de condutividade hidráulica de 0,00068 a 0,00750 cm h-1. O horizonte Bt, graças à estrutura em blocos bem desenvolvida, apresentou os maiores valores de densidade do solo e microporosidade, comparado aos do horizonte Bw, que resultaram nas diferenças dos valores das características hídricas do perfil da TR.

Erosão hídrica em cambissolo húmico alumínico submetido a diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo: I. perdas de solo e água

O impacto das gotas de chuva e o escoamento superficial são os agentes ativos na erosão hídrica, a qual é fortemente influenciada pela cobertura e rugosidade do solo, tipo de cultura e sistema de preparo. Os preparos conservacionistas diminuem a erosão hídrica em relação aos preparos convencionais, por meio da cobertura e rugosidade superficial. Com o objetivo de quantificar as perdas de solo e água sob chuva natural, nos sistemas de preparo: aração + duas gradagens, escarificação + gradagem e semeadura direta, executados no sentido paralelo ao declive, ambos com rotação e sucessão de culturas, realizou-se um trabalho no Campus do Centro de Ciências Agroveterinárias de Lages (SC), no período de janeiro de 1993 a outubro de 1998. Na rotação, foram utilizadas as culturas de soja, aveia preta, feijão, ervilhaca comum, milho, ervilhaca comum, soja, trigo, feijão, nabo forrageiro, milho e aveia preta e, na sucessão, trigo e soja em todos os anos. O outro tratamento constou de solo sem cultura, preparado com aração + duas gradagens no sentido paralelo ao declive. Utilizou-se um Cambissolo Húmico alumínico argiloso, com 0,102 m m-1 de declividade média. A semeadura direta, na média da rotação e sucessão de culturas, reduziu as perdas de solo em 52, 68 e 98% em relação à escarificação + gradagem, aração + duas gradagens e aração + duas gradagens no solo sem cultura, respectivamente. Na primavera-verão, as perdas de solo foram 63% maiores do que no outono-inverno, na média dos tratamentos estudados. A rotação de culturas reduziu as perdas de solo em 37% em relação à sucessão, na média dos tratamentos de preparo do solo com culturas. O sistema de cultivo influenciou mais fortemente as perdas de solo quando o preparo do solo constou de aração + duas gradagens. As perdas de água comportaram-se de maneira semelhante às perdas de solo, diferindo quanto à magnitude dos seus valores.

Erosão hídrica em cambissolo húmico alumínico submetido a diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo: II. perdas de nutrientes e carbono orgânico

A erosão hídrica é uma das principais causas do empobrecimento dos solos, por causa do transporte de nutrientes. Os nutrientes são transportados pela erosão hídrica adsorvidos aos colóides do solo e, ou, solubilizados, podendo variar com o sistema de preparo do solo. Este trabalho foi desenvolvido no Campus do Centro de Ciências Agroveterinárias de Lages (SC), no período de janeiro de 1993 a outubro de 1998, com o objetivo de quantificar as perdas por erosão de fósforo, potássio, cálcio, magnésio e carbono orgânico sob chuva natural, nos seguintes sistemas de preparo: (a) aração + duas gradagens, (b) escarificação + gradagem e (c) semeadura direta executados no sentido paralelo ao declive, com rotação e sucessão de culturas nos três sistemas. Na rotação, foi utilizada a seguinte seqüência de culturas: soja, aveia preta, feijão, ervilhaca comum, milho, ervilhaca comum, soja, trigo, feijão, nabo forrageiro, milho e aveia preta e, na sucessão, trigo e soja em todos os anos. Outro tratamento constou de (d) aração + duas gradagens + solo sem cultura, preparado no sentido paralelo ao declive. Utilizou-se um Cambissolo Húmico alumínico argiloso, com 0,102 m m-1 de declividade média. A concentração de fósforo, potássio, cálcio, magnésio e carbono orgânico no solo foi, em geral, maior nos preparos conservacionistas do que nos convencionais. No entanto, a perda total dos referidos elementos foi, em geral, pouco influenciada pelos sistemas de preparo do solo, relacionando-se fracamente com as perdas de solo e água. As concentrações desses nutrientes no sedimento da erosão correlacionaram-se positivamente com as suas concentrações na camada de 0-0,025 m de profundidade do solo, apresentando uma taxa de enriquecimento próximo a um.

Uma classificação físico-hídrica dos solos

É proposto um sistema de classificação de solos baseado na capacidade de aeração e de hidratação dos perfis. A hidratação é medida pela água disponível (capacidade de campo menos ponto de murcha), enquanto a aeração é avaliada pela conjugação dos valores de ar disponível (porosidade total menos capacidade de campo) e de velocidade de infiltração básica. A partir desses pressupostos, são definidas 10 ordens e 28 classes de solos. As variáveis de entrada são: densidade das partículas, densidade do solo, porosidade total, capacidade de campo, ponto de murcha e velocidade de infiltração básica. A classificação é baseada em critérios estritamente numéricos e inexistem componentes subjetivos de avaliação. As nove ordens principais, cada uma com três classes, são: solos aerado-aqüíferos (I); solos aerado-mesaqüíferos (II); solos mesaerado-aqüíferos (III); solos mesaerado-mesaqüíferos (IV); solos aerado-aqüícludos (V); solos mesaerado-aqüícludos (VI); solos anaerado-aqüíferos (VII); solos anaerado-mesaqüíferos (VIII); solos anaerado-aqüícludos (IX). Uma última ordem é possível (ordem X), a ordem dos solos alagados, com apenas uma classe. É feita uma aplicação do método em solos com classes texturais variadas, desde areias até solos muito argilosos. Demonstra-se que inexiste uma relação direta entre as classes texturais e as classes ou ordens de solo do sistema. Com a conjugação de outras informações (meteorológicas, fitológicas, topográficas, de nível de manejo), propõe-se seja o método também utilizado como ferramenta de manejo dos solos ou na avaliação de aptidão agrícola das terras ou no dimensionamento dos projetos de irrigação.

Perdas de solo e água por erosão hídrica em sistemas florestais na região de Aracruz (ES)

Avaliaram-se as perdas de solo e água por erosão hídrica em sistemas florestais, relacionando-as com os limites admissíveis de perdas para as principais classes de solo nos Tabuleiros Costeiros da região de Aracruz (ES), com vistas em obter indicativos da adequação do manejo deste sistema de produção. O experimento foi instalado em parcelas em Argissolo Amarelo textura média/argilosa (PA1), Plintossolo Háplico (FX) e Argissolo Amarelo moderadamente rochoso (PA8), com declividade variando de 1,8 a 8,2 %; 1,3 a 12,4 % e 28,8 a 35,5 %, respectivamente, contemplando três situações: eucalipto, mata nativa e solo descoberto. As perdas de solo por erosão hídrica para o sistema com eucalipto apresentaram a seguinte ordem: PA8 > PA1 > FX. As perdas de água por enxurrada para o sistema com eucalipto apresentaram a seguinte ordem: PA8 > FX > PA1, com uma variação de 9,09 a 70,48 mm, correspondendo a 0,79 e 6,1 % da precipitação total anual, respectivamente. As perdas de solo para o povoamento de eucalipto foram bem abaixo dos limites de tolerância para os solos referentes a cada classe, indicando a adequação do manejo deste sistema de produção em relação à erosão hídrica. O fato de as perdas de solo para o eucalipto ficarem relativamente próximas daquelas da mata nativa indica a sustentabilidade daquele ambiente no contexto de erosão.

Perdas de solo e água por erosão hídrica influenciadas por métodos de preparo, classes de declive e níveis de fertilidade do solo

A erosão é a forma mais prejudicial de degradação do solo. Além de reduzir sua capacidade produtiva para as culturas, ela pode causar sérios danos ambientais, como assoreamento e poluição das fontes de água. Contudo, usando adequados sistemas de manejo do solo e bem planejadas práticas conservacionistas de suporte, os problemas de erosão podem ser satisfatoriamente resolvidos. Com o propósito de obter informações quantitativas sobre o assunto, para servirem de guia nos planejamentos conservacionistas de uso da terra, realizou-se um experimento de erosão sob chuva natural, em Latossolo Vermelho distroférrico típico textura muito argilosa, no município de Santo Ângelo, região das Missões (RS), de dezembro de 1994 a maio de 1996, objetivando quantificar as perdas de solo e água causadas por erosão hídrica. Os tratamentos consistiram dos métodos de preparo do solo convencional, reduzido e semeadura direta, avaliados sob as condições "solo com fertilidade corrigida" nas classes de declividade de 0-0,04; 0,04-0,08 e 0,08-0,12 m m-1 (com gradientes médios de, respectivamente, 0,035; 0,065 e 0,095 m m-1) e "solo com fertilidade atual" na classe de declividade de 0,04-0,08 m m-1. As operações de preparo do solo e semeadura foram efetuadas todas transversalmente ao declive, exceto para o tratamento-testemunha (preparo convencional, sem cultivo, continuamente descoberto e sem crosta), no qual as operações de aração e gradagem foram realizadas no sentido do declive. A seqüência de culturas utilizada na avaliação da erosão foi constituída de dois ciclos culturais de soja (Glycine max, L.), no período de primavera-verão de 1994/95 e 1995/96, e um de aveia preta (Avena strigosa, S.), no período de outono-inverno de 1995. O índice de erosividade das chuvas (EI30) calculado no período experimental (1,5 ano) foi de 10.236 MJ mm ha-1 h-1 e concentrou-se, repetidamente, em 1995 e 1996, nos meses de janeiro a março, perfazendo, acumuladamente nestes duplos períodos, 70 % do total. Perdas significativas de solo por erosão hídrica (até 80 Mg ha-1 em um único ciclo cultural) ocorreram somente no preparo convencional sem cultivo e estabelecido no sentido do declive (testemunha), embora o solo na parcela tenha apresentado um valor de erodibilidade muito baixo (fator K igual a 0,0091 Mg ha h MJ-1 mm-1 ha-1 ). Sob cultivo, porém em valores bem mais baixos, as perdas de solo continuaram sendo as maiores no preparo convencional (ao redor de 13,0 Mg ha-1 em 1,5 ano), notadamente nas classes de declividade média e alta, ficando o preparo reduzido com as intermediárias (ao redor de 4,0 Mg ha-1 em 1,5 ano) e a semeadura direta com as menores (ao redor de 1,0 Mg ha-1 em 1,5 ano), enquanto as perdas de água foram todas muito baixas e pouco diferenciadas. A condição "solo com fertilidade corrigida" aumentou muito a quantidade de fitomassa aérea produzida pelas culturas e, conseqüentemente, a massa de resíduos culturais, a percentagem de cobertura morta do solo e as perdas de solo por erosão hídrica, especialmente no preparo convencional; contudo, ela praticamente não influenciou as perdas de água. Apesar das operações de preparo do solo e semeadura em contorno, fertilidade do solo melhorada e alta resistência do solo à erosão, o sistema de produção aveia preta-soja em preparo convencional apresentou, em declives superiores a 0,04 m m-1, perdas anuais de solo por erosão muito próximas ao limite tolerável, já no curto comprimento de rampa de 21 m utilizado nas parcelas experimentais deste estudo.

Caracterização química e físico-hídrica de um Latossolo Vermelho após vinte anos de manejo e cultivo do solo

O manejo e o cultivo alteram a estrutura do solo que, por sua vez, interfere em uma série de propriedades físico-hídricas na camada superficial. Este trabalho teve por objetivo avaliar parâmetros químicos e físico-hídricos com implicações na agregação do solo, além da macroporosidade e disponibilidade de água em um Latossolo Vermelho submetido à semeadura direta e ao preparo com arado de discos por 20 anos, tendo como testemunha o solo sob Cerrado nativo. A semeadura direta, pela ausência de revolvimento e tráfego de máquinas, foi o sistema que mais alterou a estrutura do solo, na profundidade de 0-5 cm. Entretanto, este aspecto não indicou restrição para cultivo, tendo sido observado, neste sistema, maior disponibilidade de água nessa profundidade, em relação aos sistemas arado de discos e Cerrado. A densidade do solo na semeadura direta, nas profundidades 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, foi inferior ou igual àquela do arado de discos, possivelmente em razão do maior teor de carbono orgânico presente no solo e ausência de revolvimento. O valor de diâmetro médio geométrico dos agregados até à profundidade de 10 cm foi maior no Cerrado, seguido da semeadura direta e arado de discos, não tendo sido encontradas diferenças significativas a partir desta profundidade. Na profundidade de 20-30 cm, o sistema de preparo com arado de discos foi o que mais alterou a estrutura do Latossolo Vermelho, evidenciado pelo maior valor da densidade do solo, menor volume de macroporos e maior deslocamento, para baixo, da curva característica de água no solo na faixa de tensão entre 0 e 6 kPa e, para cima, entre 6 e 100 kPa.

Perdas de fósforo e potássio por erosão hídrica em um inceptisol sob chuva natural

Sistemas inadequados de manejo do solo favorecem a erosão hídrica, perdas de nutrientes e poluição das águas superficiais, acelerando a degradação ambiental. As perdas de P e K por erosão hídrica foram avaliadas entre 1999 e 2001, em um Cambissolo Húmico alumínico léptico com 0,102 m m-1 de declividade, em Lages (SC), sob condições de chuva natural, em diferentes sistemas de manejo do solo. Os tratamentos de preparo do solo foram: semeadura direta em seis anos (SDI6), semeadura direta em nove anos (SDI9), escarificação + gradagem em nove anos (E + G9) e aração + duas gradagens em nove anos (A + 2G9), cada um com duas parcelas experimentais, sendo uma parcela submetida à rotação das culturas de feijão, ervilhaca, milho e aveia e a outra, à sucessão de soja, trigo, soja e trigo, além de um tratamento-testemunha, constituído por aração + duas gradagens sem cultivo, em nove anos (SSC9). O P e o K foram determinados tanto na água quanto nos sedimentos da enxurrada. As concentrações dos dois elementos foram maiores nos sedimentos do que na água da enxurrada. Tanto na água quanto nos sedimentos da enxurrada, os preparos de solo conservacionistas proporcionaram maiores concentrações de P e K do que os preparos de solo convencionais. As perdas totais de K foram maiores na água do que nos sedimentos da enxurrada, com exceção do manejo SSC9. Com relação às perdas de P, apenas nos manejos SDI6 e SDI9 elas foram maiores na água do que nos sedimentos. No caso da água da enxurrada, as perdas totais de P foram maiores nos manejos SDI6 e SDI9, enquanto as de K variaram com os preparos conservacionistas e convencionais, sem apresentarem tendência clara. No caso do sedimento da enxurrada, as perdas totais de K foram menores nos preparos conservacionistas, mas as de P foram menores apenas nos manejos SDI6 e SDI9.

Erosão hídrica influenciada por condições físicas de superfície e subsuperfície do solo resultantes do seu manejo, na ausência de cobertura vegetal

Práticas diferenciadas de manejo resultam em condições físicas de superfície e subsuperfície do solo distintas, as quais, por sua vez, resultam em níveis de erosão hídrica variados. Com isto em mente, realizou-se um estudo a campo com o objetivo de avaliar o efeito de formas de preparo e cultivo do solo e de manejo dos resíduos culturais em algumas de suas condições físicas de superfície e subsuperfície, em relação à erosão hídrica, durante 5,5 anos. Para tal, utilizou-se chuva simulada sobre um Argissolo Vermelho distrófico típico, bastante degradado pelo manejo anterior, com declividade de 0,08 m m-1. Os tratamentos consistiram dos cultivos de milho e aveia preta, em semeadura direta e em preparo convencional de solo (este com incorporação e com remoção dos resíduos culturais), e do sem cultivo, em preparo convencional de solo (testemunha). Tais tratamentos encontravam-se na condição de solo recém-mobilizado, ou consolidado, e desprovido de cobertura vegetal por ocasião dos testes de erosão com chuva simulada. Estes, em número de dez, foram realizados com o simulador de chuva de braços rotativos, na intensidade de 64 mm h-1 e duração de 90 min, logo após a colheita de uma cultura e o preparo do solo, ou não, para o estabelecimento da cultura seguinte. A incorporação sistemática dos resíduos culturais ao solo recuperou sua estrutura e diminuiu a perda de solo praticamente em 3/4, comparada a sua remoção, resultando também na menor perda de solo no estudo. Devido à recém-criada rugosidade superficial do solo, os tratamentos com preparo convencional apresentaram as maiores capacidades de retenção e infiltração de água, resultando em retardamento da enxurrada e, logo, baixa perda de água, comparados à semeadura direta, independentemente do cultivo e da incorporação ou remoção dos resíduos culturais. O preparo convencional sem cultivo, apesar de apresentar rugosidade superficial similar ao com cultivo, mostrou a maior perda de solo no estudo. A semeadura direta, apesar de também ter recuperado a estrutura do solo pelo cultivo, apresentou a maior perda de água, ficando a perda de solo próxima à do preparo convencional com resíduo cultural removido e intermediária entre o preparo convencional com resíduo cultural incorporado e o sem cultivo. A perda de solo após o cultivo do milho foi praticamente o dobro da observada após o cultivo da aveia preta, independentemente do preparo do solo e da incorporação ou remoção dos resíduos culturais, enquanto a perda de água foi apenas ligeiramente maior. Os resultados confirmaram que as condições físicas de superfície e subsuperfície do solo resultantes do seu manejo que governam as perdas de solo por erosão hídrica são distintas das que governam as perdas de água pelo mesmo fenômeno.