Desenvolvimento e análise de uma rede neural artificial para estimativa da erosividade da chuva para o Estado de São Paulo

O conhecimento do valor da erosividade da chuva (R) de determinada localidade é fundamental para a estimativa das perdas de solo feitas a partir da Equação Universal de Perdas de Solo, sendo, portanto, de grande importância no planejamento conservacionista. A fim de obter estimativas do valor de R para localidades onde este é desconhecido, desenvolveu-se uma rede neural artificial (RNA) e analisou-se a acurácia desta com o método de interpolação "Inverso de uma Potência da Distância" (ID). Comparando a RNA desenvolvida com o método de interpolação ID, verificou-se que a primeira apresentou menor erro relativo médio na estimativa de R e melhor índice de confiança, classificado como "Ótimo", podendo, portanto, ser utilizada no planejamento de uso, manejo e conservação do solo no Estado de São Paulo.

Índices de erosividade da chuva, perdas de solo e fator erodibilidade para dois solos da região dos cerrados - primeira aproximação

Os objetivos deste trabalho foram: testar a adequação de diferentes índices de erosividade das chuvas, comparar duas equações propostas para cálculo da energia cinética das chuvas e estimar o fator K (erodibilidade) da equação universal de perdas de solo (EUPS) para um latossolo vermelho-escuro (LE) álico muito argiloso e um podzólico vermelho-amarelo (PV) álico muito argiloso da região de Sete Lagoas (MG). Não houve diferença significativa entre as duas equações testadas para cálculo da energia cinética das chuvas. O índice EI30 mostrou ser um bom estimador da erosividade da chuva e pode continuar sendo utilizado como fator R (erosividade) da EUPS para a região estudada. Os valores do fator K, para o LE e o PV da região de Sete Lagoas, foram, respectivamente, 0,002 e 0,033 t h (MJ mm)-1.

Parâmetros erosividade da chuva e da enxurrada correlacionados com as perdas de solo de um solo Bruno Não-Cálcico Vértico em Sumé (PB)

Foram estudadas correlações lineares simples entre os parâmetros erosividade da chuva e da enxurrada e as perdas de solo provocadas por chuvas erosivas num solo Bruno Não-Cálcico Vértico. Os dados correspondentes aos anos de 1986-1990 foram obtidos na estação experimental de Sumé (PB), pertencente à Universidade Federal da Paraíba-UFPB. Os parâmetros erosividade da chuva e da enxurrada estudados foram: (a) altura total da chuva (P), em mm; (b) intensidades máximas (In), ocorridas nos tempos de 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60 e 120 minutos, respectivamente, em mm h-1; (c) energia cinética total, pelo método de Wischmeier e Smith (Ec) e pelo método de Wagner e Massambani (EcW), em MJ ha-1; (d) somatório da energia cinética de intensidades superior a 10 mm h-1 (Ec > 10 e EcW > 10) em MJ ha-1; (e) somatório da energia cinética de intensidades superior a 25 mm h-1 (Ec > 25 e EcW > 25), em MJ ha-1; (f) produtos da energia cinética total pelas intensidades máximas de chuva em intervalos crescentes de tempo (EIn), ou seja: EI5; EI10; EI15; EI20; EI25; EI30; EIW30; EI35; EI40; EI45; EI50; EI55; EI60 e EI120, em MJ mm ha-1 h-1; (g) produtos da altura total da chuva pelas intensidades máximas das chuvas em intervalos crescentes de tempo (PIn), ou seja: PI5; PI10; PI15; PI20; PI25; PI30; PI35; PI40; PI45; PI50; PI55; PI60 e PI120, em mm² h-1, e (h) volume de enxurrada (Vu), em m³. O parâmetro volume de enxurrada (Vu) foi o que melhor estimou (r = 0,812) as perdas de solo em Sumé (PB). Dentre os parâmetros erosividade da chuva, o que melhor se correlacionou com as perdas de solo foi o parâmetro PI25 (r = 0,753). As equações de Wischmeier & Smith e de Wagner & Massambani, utilizadas no cálculo da energia cinética total da chuva, apresentaram o mesmo grau de precisão na estimativa das perdas de solo.

Parâmetros de erosividade da chuva e da enxurrada correlacionados com perdas de solo e erodibilidade de um Latossolo Roxo de Dourados (MS)

Estudaram-se as correlações entre os parâmetros de erosividade e as perdas de solo ocorridas de 24/06/1989 a 22/10/1994, num Latossolo Roxo da Unidade de Execução de Pesquisa de Âmbito Estadual (UEPAE) de Dourados (MS) - EMBRAPA. Parâmetros de erosividade da chuva, da enxurrada e da chuva-enxurrada foram analisados por meio de regressão linear simples, múltipla e não-linear, com os objetivos de: (a) definir um parâmetro de erosividade para chuvas individuais, visando aprimorar o uso da equação universal de perda de solo local, e (b) determinar o fator erodibilidade para o solo estudado. Foram tomadas 147 chuvas individuais para o cálculo computacional da erosividade. O modelo com a altura da enxurrada na forma não-linear a (Vu)b foi o que melhor se correlacionou com a capacidade erosiva das chuvas individuais, superando todos os demais modelos, simples ou compostos, da chuva ou da chuva-enxurrada. Surpreendentemente, neste trabalho, o parâmetro EI30 apresentou baixa correlação com as perdas de solo. Assim, o melhor modelo de erosividade estimador da perda de solo local foi dado pelo seguinte modelo da enxurrada 0,1444 (Vu)1,0728. Os fatores erodibilidade do solo, estimados pelos modelos a (Vu)b e a + b EI30, foram, respectivamente, de 0,1444 t ha-1 mm-1 e 0,0037 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1.

Fator erosividade da chuva de Piraju (SP): distribuição, probabilidade de ocorrência, período de retorno e correlação com o coeficiente de chuva

Foram selecionadas 874 chuvas individuais erosivas, de uma série contínua de 23 anos de registros de dados pluviográficos. As chuvas selecionadas foram cotadas, digitalizadas e, posteriormente, analisadas. O índice de erosividade, EI30, médio anual calculado foi de 7.074 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Espera-se que este índice ocorra no local pelo menos uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92%. Os valores dos índices anuais de erosividade de Piraju, esperados nos períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram, respectivamente, de 6.696, 8.730, 10.076, 11.367, 13.039 e 14.292 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Foi observada uma distribuição de 78,5% do total da erosividade anual durante o semestre de outubro a março, indicando que, nesse período, era esperada a maior parte das perdas de solo por erosão. Observou-se elevada correlação entre o índice de erosividade, EI30, médio mensal e o coeficiente de chuva. Portanto, a equação de regressão determinada permite que seja estimado, com boa margem de segurança, o EI30 para outros locais que não possuam dados pluviográficos, mas que disponham de dados pluviométricos e condições climáticas semelhantes às de Piraju (SP).

Parâmetros erosividade da chuva, da enxurrada e da chuva-enxurrada correlacionados com as perdas de solo de um luvissolo

Foram estudadas as correlações lineares simples, múltiplas e não-lineares entre os parâmetros erosividade da chuva, da enxurrada e da chuva-enxurrada e as perdas de solo provocadas por chuvas erosivas num Luvissolo. Os dados correspondentes ao período de 1986-1990 foram obtidos na estação experimental de Sumé (PB), pertencente à Universidade Federal da Paraíba - UFPB. Para determinar os parâmetros erosividade da chuva, da enxurrada e da chuva-enxurrada, foram analisadas chuvas individuais registradas em 136 pluviogramas. O volume de enxurrada isolado ou em combinação com características da chuva contribuiu, de forma significativa, para melhorar a estimativa das perdas de solo de chuvas individuais. Os parâmetros erosividade da chuva-enxurrada a(Vu α I30)b; a(Vu α I5)b; a(EIA)b e da enxurrada a(Vu)b foram os melhores estimadores das perdas de solo para chuvas individuais. Dentre os parâmetros da erosividade da chuva, os que melhor se correlacionaram com as perdas de solo foram aqueles que incluíram o produto do volume da chuva pela intensidade máxima em trinta minutos a(VrI30).

Erosividade da chuva: distribuição e correlação com a precipitação pluviométrica de Teodoro Sampaio (SP)

Foram separadas 812 chuvas individuais consideradas erosivas de uma série contínua de 19 anos de registros de dados pluviográficos. As chuvas selecionadas foram cotadas, digitalizadas e, posteriormente, analisadas pelo programa desenvolvido por Cataneo et al. (1982). O fator erosividade da chuva, expresso pelo parâmetro EI30 médio anual calculado, foi de 7.172 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, fator esperado no local pelo menos uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de ocorrência de 42,9 %. Os valores anuais de erosividade de Teodoro Sampaio, esperados nos períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram, respectivamente, de 6.831, 8.666, 9.877, 11.046, 12.546 e 13.675 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. No semestre de outubro a março, ocorreu 74,0 % da erosividade anual, sendo 45,7 % de dezembro a fevereiro. Observou-se elevada correlação entre o parâmetro EI30 médio mensal e o coeficiente de chuva (P²/P). Portanto, a equação de regressão determinada permite que seja estimado, com boa margem de segurança, o fator R para outros locais que não disponham de dados pluviográficos, mas que, entretanto, tenham dados pluviométricos e condições climáticas semelhantes às de Teodoro Sampaio (SP).

Desenvolvimento e análise de uma rede neural artificial para estimativa da erosividade da chuva para o Estado de São Paulo

O conhecimento do valor da erosividade da chuva (R) de determinada localidade é fundamental para a estimativa das perdas de solo feitas a partir da Equação Universal de Perdas de Solo, sendo, portanto, de grande importância no planejamento conservacionista. A fim de obter estimativas do valor de R para localidades onde este é desconhecido, desenvolveu-se uma rede neural artificial (RNA) e analisou-se a acurácia desta com o método de interpolação "Inverso de uma Potência da Distância" (ID). Comparando a RNA desenvolvida com o método de interpolação ID, verificou-se que a primeira apresentou menor erro relativo médio na estimativa de R e melhor índice de confiança, classificado como "Ótimo", podendo, portanto, ser utilizada no planejamento de uso, manejo e conservação do solo no Estado de São Paulo.

Rugosidade superficial do solo formada por escarificação e influenciada pela erosividade da chuva

A rugosidade superficial do solo é influenciada, entre outros fatores, pelo efeito residual de manejo do solo, pelo tipo de preparo e pela erosividade da chuva e, juntamente com a cobertura do solo por resíduos vegetais, influencia a erosão hídrica. O objetivo deste trabalho foi determinar, entre junho de 2005 e março de 2006, em um Nitossolo Háplico alumínico típico, o efeito de uma operação de escarificador e da erosividade de chuvas sobre a rugosidade superficial, nos seguintes sistemas de manejo do solo: preparo convencional sem cultivo do solo (SCE), preparo convencional com cultivo do solo (PCE), semeadura direta em solo nunca preparado e com resíduos queimados (SQE) e semeadura direta tradicional (STE). Nos tratamentos PCE, SQE e STE, cultivaram-se aveia-preta, soja, ervilhaca comum, milho, aveia-preta, feijão preto, nabo forrageiro, soja, ervilhaca comum, milho e aveia-preta. Aplicaram-se cinco testes de chuva simulada, com 64 mm h-1 e duração de 20, 30, 40, 50 e 60 min cada um. Entre o segundo e o terceiro teste de chuva simulada ocorreram 57 mm de chuva natural; entre o terceiro e o quarto, 21 mm; e entre o quarto e o quinto, 30 mm. Determinou-se a rugosidade superficial imediatamente antes e logo após o preparo do solo com escarificador e imediatamente após cada teste de chuva simulada. A rugosidade original e linear da superfície do solo não foi influenciada pelo manejo, enquanto a rugosidade ao acaso teve essa influência, ao final de um pousio de seis meses. Diferentes sistemas de manejo do solo mantidos em pousio por seis meses resultaram em diferente rugosidade original, linear e ao acaso, quando o solo foi submetido à operação de escarificador. A rugosidade ao acaso foi menos influenciada pela declividade do terreno do que pelas marcas de preparo do solo, tendo diminuído com o aumento da erosividade das chuvas. Essa mesma rugosidade apresentou coeficiente de decaimento temporal semelhante nos sistemas de manejo do solo semeadura direta e preparo convencional.

NetErosividade MG: erosividade da chuva em Minas Gerais

A erosividade da chuva é um índice numérico que expressa a capacidade das chuvas em provocar erosão hídrica no solo. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um programa computacional para estimar os valores da erosividade da chuva no Estado de Minas Gerais com base em redes neurais artificiais (RNAs). O valor anual da erosividade da chuva é obtido pelo somatório dos valores mensais dos índices de erosividade EI30 ou KE > 25. Foram utilizados para cálculo de cada um desses índices dois métodos de obtenção da energia cinética de precipitação pluvial. Dessa maneira, obtiveram-se quatro valores de erosividade para cada mês, totalizando o desenvolvimento de 48 redes. As RNAs desenvolvidas foram implementadas no ambiente de programação Borland Delphi 7.0. O programa computacional desenvolvido foi denominado NetErosividade MG. O programa fornece, de forma fácil e rápida, os valores mensais e anual da erosividade da chuva para qualquer localidade do Estado de Minas Gerais.

Erosividade da chuva e erodibilidade de Cambissolo e Latossolo na região de Lavras, sul de Minas Gerais

No Brasil, ainda são relativamente poucos os estudos envolvendo erodibilidade do solo, principalmente Cambissolos, dada a morosidade na obtenção dos resultados de experimentos com chuva natural. O conhecimento dos índices de erosividade e de erodibilidade é importante para o planejamento conservacionista, contribuindo para a sustentabilidade dos solos. Este estudo teve como objetivos determinar a erosividade da chuva e a erodibilidade de Cambissolo Háplico Tb distrófico típico e Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob chuva natural, em Lavras (MG), no período de 1998 a 2002. Os dados de precipitação pluviométrica foram obtidos na Estação Climatológica Principal de Lavras, localizada no campus da Universidade Federal de Lavras, próxima das unidades experimentais de perdas de solo. A erosividade (EI30) foi determinada a partir do produto da energia cinética da chuva pela sua intensidade máxima em 30 min. Estes dados, correlacionados com as perdas de solo, permitiram obter o índice de erodibilidade dos solos. A precipitação total média anual foi 1.287 mm e a erosividade média foi de 4.865 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. A erodibilidade foi 0,0355 Mg h MJ-1 mm-1 para o Cambissolo e 0,0032 Mg h MJ-1 mm-1 para o Latossolo, em consonância com seus atributos mineralógicos, químicos, físicos e morfológicos diferenciais.

Avaliação e espacialização da erosividade da chuva no Vale do Rio Doce, região centro-leste do Estado de Minas Gerais

Um fator muito atuante no processo erosivo e considerado de grande importância é o fator R, denominado erosividade da chuva. Esse fator é um dos componentes da equação universal de perdas de solo. Estudos de variabilidade espacial têm sido realizados almejando definir a distribuição espacial do fator R para determinada região. Objetivou-se com este trabalho calcular a erosividade da chuva (fator R - EI30) e gerar os mapas de espacialização desta. O estudo foi realizado em áreas experimentais de plantios de eucalipto localizadas em nove municípios, no Vale do Rio Doce, região centro-leste do Estado de Minas Gerais. Foram utilizados dados pluviográficos referentes ao período de janeiro de 2005 a dezembro de 2008. A espacialização da erosividade foi feita com base nos princípios da geoestatística, e a interpolação dos dados, por meio da krigagem. Os índices de erosividade anual variaram de 7.970 a 18.646 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. O alcance para o índice de erosividade mensal variou de 10 a 177 km, e o anual foi de cerca de 52 km.

Distribuição espacial da precipitação e da erosividade da chuva mensal e anual no Estado do Espírito Santo

O mapeamento da erosividade da chuva e da precipitação pluvial consiste de um instrumento prático e indispensável para o planejamento do uso do solo em escalas regionalizadas, como países, Estados ou grandes bacias hidrográficas. Nesse contexto, objetivou-se neste estudo analisar a continuidade espacial do potencial erosivo da chuva e da precipitação pluviométrica, nas escalas de tempo mensal e anual, e posterior mapeamento destas, para o Estado do Espírito Santo, visando fornecer informações básicas ao planejamento de uso e manejo sustentável do solo. Para isso, 129 estações pluviométricas foram empregadas no estudo; a erosividade da chuva foi calculada tendo-se como base equações de Fournier ajustadas para os Estados vizinhos, porém com características climáticas semelhantes. Observou-se forte estrutura de dependência espacial das variáveis regionalizadas, especialmente da erosividade da chuva, com predomínio do modelo de semivariograma exponencial. Quanto à precipitação pluvial, os valores do grau de dependência espacial foram inferiores aos obtidos para a erosividade; contudo, foi possível classificar a estrutura de dependência como moderada a forte. A região do Rio Doce foi classificada como de "alto" a "muito alto" potencial erosivo, cuja erosividade média anual variou de 7.000 a 11.460 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Nessa região, os solos, além de ocorrerem em relevo dissecado e serem pobres em nutrientes, apresentam déficit hídrico pronunciado, dificultando o estabelecimento da vegetação, e são aqueles de maior vulnerabilidade natural à erosão hídrica.

Parâmetros de erosividade da chuva e da enxurrada correlacionados com perdas de solo e erodibilidade de um Latossolo Roxo de Dourados (MS)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fator erosividade da chuva de Piraju (SP): distribuição, probabilidade de ocorrência, período de retorno e correlação com o coeficiente de chuva

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)