Modeling sediment yield on hillslopes under no-till farming

Abstract

A geração e o desenvolvimento do escoamento superficial dependem de vários fatores que controlam a infiltração de água no solo e a propagação do escoamento superficial. A quantidade de água que não é infiltrada tem o potencial de se transformar em escoamento superficial e se propagar pala superfície e com isso causar a processos erosivos e deposicionais e a transferência de sedimentos para os corpos de água. O entendimento destes fenômenos são essenciais para a determinação de práticas conservacionistas que buscam minimizar as perdas de água e do solo. Porém o processo de geração e o desenvolvimento do escoamento superficial é muito complexo e dependente das condições de solo, da superfície e das chuvas, que estão em constante mudanças. Para auxiliar no entendimento da geração e propagação do escoamento superficial o uso da modelagem matemática é essencial, pois permite compreender a influência de características fundamentais do solo na descrição dos processos hidrológicos e erosivos na paisagem. Entretanto, para simular esses processos de acordo com a dinâmica observada na paisagem são necessárias informações na escala espaço-temporal apropriada. Para tanto é necessário dados de chuva, vazão e concentração de sedimentos de alta resolução temporal na escala de encosta e bacias de ordem-zero. Com base nisso, o objetivo do trabalho é compreender a geração e a propagação do escoamento superficial e a produção de sedimentos com auxílio da modelagem matemática em encostas agrícolas sob plantio direto. O estudo foi realizado no platô meridional do sul do Brasil, região central do Rio Grande do Sul com sistema de produção característico das áreas de produção de grãos no sul do Brasil sob plantio direto. O monitoramento foi conduzido em quatro macroparcelas (0.6 ha) e uma bacia de ordem-zero (2.4 ha) com a medição das variáveis hidrológicas em eventos de chuva natural com alta resolução temporal. A partir de um amplo conjunto de eventos, foi determinado a infiltração aparente real e parâmetros que representam a resistência ao escoamento. Esses estudos contribuíram para balizar a utilização dos modelos hidrológicos: LISEM e WATERSED. Ambos os modelos foram eficientes em reproduzir os processos de geração e propagação do escoamento superficial e a produção de sedimento, sendo que o LISEM apresentou resultados relativamente melhores. O estudo demonstra o potencial do acoplamento entre o monitoramento e a modelagem de processos hidrológicos de encostas agrícolas para o planejamento conservacionistas com vistas ao uso eficiente da água e redução dos problemas de degradação