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A simulação geoestatística tem sido a técnica mais promissora e utilizada para a análise de incertezas de propriedades físico-hidráulicas do solo com grande heterogeneidade espacial. Este estudo realizou uma análise estocástica da condutividade hidráulica saturada (Ksat) e dos parâmetros da curva de retenção de água no solo na bacia do arroio Donato, localizada no município de Pejuçara, na região Noroeste do estado do Rio Grande do Sul, com coordenadas geográficas entre 28º 25’ 34” S e 53º 40’ 30” O, e 28º 24’ 50” S e 53º 41’ 30” O, 590 m de altitude. Amostras de solo foram coletadas durante o período de agosto a novembro de 2012. Foi empregada a técnica de simulação sequencial Gaussiana para geração de 100 campos aleatórios de cada variável. Os resultados revelaram consideráveis incertezas para Ksat e o parâmetro α da curva de retenção de água no solo. As incertezas entre os percentis de 5 e 95% para Ksat indicaram valores de 24 a 44 cm d-1, e para o parâmetro α, as incertezas foram estimadas de 0,622 a 1,122 cm-1. Geostatistical simulation has been the most promising and used technique for the analysis of uncertainties of soil physical and hydraulic properties, with high spatial heterogeneity. This study carried out a stochastic analysis of saturated hydraulic conductivity (Ksat) and soil water retention curve parameters in the Donato stream basin, located in the municipality of Pejuçara, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, with geographic coordinates between 28º 25’ 34” S and 53º 40’ 30” W, and 28º 24’ 50” S and 53º 41’ 30” W, 590 m of altitude. Soil samples were collected during the period from August to November of 2012. Sequential Gaussian simulation technique was used to generate 100 random fields of each variable. The results showed great uncertainties for Ksat and the parameter α of the soil water retention curve. The uncertainties between the percentiles 5 and 95% for Ksat indicated values from 24 to 44 cm d-1, and for the parameter α, the uncertainties could be estimated from 0.622 to 1.122 cm-1.

Os processos de fluxo e armazenamento de água no solo estão diretamente associados às suas propriedades hidráulicas, as quais podem variar significativamente no espaço. Por estas razões, este trabalho objetivou realizar uma análise espacial da condutividade hidráulica saturada e dos parâmetros da curva de retenção de água no solo na bacia do arroio Donato, localizada no município de Pejuçara, na região Noroeste do estado do Rio Grande do Sul, entre coordenadas geográficas 28º 25’ 34” S e 53º 40’ 30” O, e 28º 24’ 50” S e 53º 41’ 30” O, 590 m de altitude. Amostras de solo indeformadas (total de 55) foram coletadas de agosto a novembro de 2012. Os resultados revelaram maior variabilidade para a condutividade hidráulica saturada e para o parâmetro α da curva de retenção, e permitiram identificar que a grande heterogeneidade espacial das variáveis analisadas pode estar associada a fatores tais como clima, uso e cobertura do solo, erros de amostragem, adensamento da malha amostral e também ao grau de compactação do solo. The processes of water flow and water storage in the soil are directly associated with its hydraulic properties, which may vary significantly in space. Therefore, this study aimed to perform a spatial analysis of saturated hydraulic conductivity and the parameters of the soil water retention curve in the Donato basin, located in the municipality of Pejuçara, in the northwest region of the state of Rio Grande do Sul, Brazil, with geographic coordinates between 28º 25’ 34” S and 53º 40’ 30” W, and 28º 24’ 50” S and 53º 41’ 30” W, 590 m of altitude. Undisturbed soil samples (total of 55) were collected from August to November of 2012. The results have demonstrated larger variability for hydraulic conductivity and for the parameter α of the retention curve, and allowed identifying that the high spatial heterogeneity of the studied variables could be associated with factors such as climate, land use and land cover, sampling errors, sampling grid density and also the level of soil compaction.

Nas últimas décadas, a utilização de sensores ópticos como forma indireta de determinação da concentração de sedimentos suspensos (CSS) tem ganhado des- taque nos programas de monitoramento do transporte de sedimentos suspensos em rios. No entanto, a transformação da resposta do sensor em valores de CSS não é simples e a incerteza associada ao método ainda é elevada. A construção de uma relação precisa entre essas variáveis está fortemente ligada à adequada calibração, sendo a resposta do sensor influenciada: a) por características da partícula de sedimento transportada; b) pelas características ópticas e geométricas do instrumento; c) pela presença de determinados componentes na coluna de água; e d) por algumas propriedades do escoamento. Compreender a influência de tais fatores é fundamental no processo de calibração de sensores ópticos e resume o objetivo do presente artigo: apresentar os fatores que influenciam a estimativa dos valores de CSS a partir da utilização de sensores ópticos. São também apresentados os resultados de estudos onde foi analisada a influência desses fatores, determinando-se os parâmetros de maior interferência, que precisam ser considerados no momento da calibração dos sensores ópticos. Discutem-se ainda resul- tados de estudos realizados no Brasil utilizando essa tecnologia, bem como os principais problemas e perspectivas futuras da implantação desses instrumentos; além de um comparativo dos períodos de dados utilizados para construção de equações de calibração, no Brasil e em outros locais. A caracterização dos fatores mais significativos permitirá a efetiva calibração do sensor e a representatividade das informações coletadas. In recent decades, the use of optical sensors as an indirect way of determining the concentration of suspended sediment (SSC) has gained prominence in the monitoring programs of suspended sediment transport in rivers. However, the transformation of values recorded by sensor into CSS values is not simple and the uncertainty associated with this method is still quite high. The construction of a precise relationship between these variables is strongly linked to an appropriate calibration, and the response of the sensors is influenced by: a) characteristics of the transported sediment particle; b) geometric and optical cha- racteristics of the instrument; c) the presence of certain components in the water column; d) some flow properties. Understanding the influence of such factors is critical in the calibration process of optical sensors and summarizes the purpose of the present article: to present the factors influencing the estimation of CSS values based on the use of optical sensors. Also represented were the results of studies where the influence of these factors was analyzed and the parameters of greater interference, which need to be considered at the time of calibration of optical sensors. We discuss further results of studies conducted in Brazil using this technology, as well as key problems and future prospects of the implementation of these instruments; also as a comparison of the data periods used for the construction of calibration equations, in Brazil and elsewhere. The characterization of the most significant factors allows effective sensor calibration and the representativeness of the data collected.

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de modelos hidrológicos baseados em RNAs para a simulação hidrológica da vazão média mensal, utilizando apenas dados meteorológicos e pluviométricos. Este estudo foi realizado na bacia do rio Ijuí, na área de contribuição ao posto fluviométrico Santo Ângelo (5.414 km²), no Rio Grande do Sul, Brasil, com vazão média de 138 m³/s no período entre 1941 e 2005. Os procedimentos de pesquisa adotados foram: i) organização e análise de consistência dos dados; ii) interpolação espacial dos dados meteorológicos e pluviométricos; iii) estimativa da evapotranspiração de referência; iv) extração dos valores mensais de precipitação, evapotranspiração potencial e de vazão; v) modelagem hidrológica com RNAs. A avaliação dos modelos testados foi efetuada através de análises visuais comparativas dos hidrogramas e das curvas de permanência (observado e simulado), de indicadores quantitativos de desempenho como o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS), e de uma análise de sensibilidade para compreender e interpretar o funcionamento da RNA. Além disto, foi realizada uma comparação com o modelo hidrológico SMAP, modelo conceitual adaptado para simulações mensais, proposto por Lopes et al. (1982). O modelo com RNAs mais adequado para a simulação das vazões apresentou apenas três variáveis de entrada, com 16 pesos sinápticos. Neste modelo, foi obtido um NS igual a 0,904, com RMSE de 37,1 m³/s. Através da análise de sensibilidade, foi observado que a RNA escolhida relacionou corretamente as variáveis de entrada com a saída da rede, respeitando os princípios físicos envolvidos no sistema hidrológico. Além disto, verificou-se que o modelo de RNA simplificado apresentou razoável capacidade de extrapolação. Ao comparar o desempenho das simulações realizadas com a RNA e o modelo SMAP, no período entre 2002 e 2009, foi observada uma grande diferença no NS (RNAs: 0,898; SMAP: 0,672). The aim of this study was to evaluate the performance of hydrological models based on ANNs for hydrologic simulation of mean monthly flows, using only meteorological and rainfall data. This study was performed in Rio Ijuí Basin, in the area of contribution to the Santo Ângelo river gauging station (5,414 km²), in Rio Grande do Sul, Brazil, with average flow of 138 m³/s in the period between 1941 and 2005. The following research procedures were adopted: i) organization and consistency analysis of data, ii) spatial interpolation of meteorological and rainfall data, iii) estimation of reference evapotranspiration, iv) monthly rainfall, evapotranspiration and flow extraction, v) hydrological modeling with ANNs. The evaluation of the tested models was performed through visual comparative analysis of hydrographs and permanence curves (observed and simulated), the quantitative performance indicators such as the Nash-Sutcliffe coefficient (NS), and a sensitivity analysis to understand and interpret the functioning of ANN. Furthermore, a comparison was performed with the hydrological model SMAP, a conceptual model adapted for monthly simulations, proposed by Lopes et al. (1982). The ANN model that was most suitable for flow simulation presented only three input variables, with 16 synaptic weights. Using this model an NS equal to 0.904 was obtained, with RMSE equal to 37.1 m³/s Sensitivity analysis showed that the ANN related correctly chosen input variables to the network output, respecting the physical principles involved in the hydrological system. Furthermore, it was found that the ANN model presented a reasonable extrapolation capability. A large difference was observed in NS (ANNs: 0.898, SMAP: 0.672), comparing the performance of the simulations with the ANN model and SMAP model, between 2002 and 2009.

O método de irrigação que apresenta maior eficiência no uso da água é o do gotejo, porém ainda é possível reduzir o consumo de água, diminuindo as doses usualmente utilizadas, e dividindo-se a frequência de aplicação da água ao longo de um dia. Esta pesquisa teve por objetivo encontrar um regime de aplicação de água capaz de garantir a alta produtividade e a qualidade dos frutos do meloeiro irrigado com gotejadores, visando economia de água e, consequentemente, de energia no estado de Tocantins. O delineamento experimental constou de três repetições de parcelas medindo 14 m de largura por 62 m de comprimento, onde foram cultivados melão com 8 linhas de plantio espaçadas de 2 m entre linhas e de 0,3 m entre frutos. Foram testadas as aplicações de três doses diárias: a primeira, calculada pelo método de Penman, a segunda de acordo com as práticas usuais da região, e a terceira de acordo com as práticas usuais da região menos 10%. As doses aplicadas foram testadas com duas alternativas: uma aplicação por dia (turno da manhã); duas aplicações diárias (turno da manhã e turno da tarde). Para análise estatística dos resultados, foi realizada a técnica da Análise de Variância (ANOVA), com nível de significância de 5%. O experimento demonstrou que a quantidade de água aplicada tradicionalmente pelos irrigantes da região é aproximadamente entre 75 % e 95% maior do que a calculada pelo método de Penman. Esta aplicação tradicional, em comparação com a dose determinada a partir do cálculo da evapotranspiração, não melhora os resultados obtidos nas lavouras quanto à produtividade, brix, comprimento, perímetro e peso dos frutos, além da espessura da polpa e do número de frutos descartados. O fracionamento da dose diária em duas aplicações, uma pela manhã e outra à tarde, por sua vez, melhora a produtividade e aumenta a espessura da polpa, duas características de interesse geral de produtores. The largest efficiency in water use is achieved by drip-irrigation, but it is possible to make even better use of water by reducing the amounts usually applied and by distributing applications throughout the day. The research objective was to find an irrigation regime which could guarantee high productivity and quality of drip-irrigated melon plants, whilst economizing water use and consequently saving energy in Tocantins state. The experimental design was in three replications of plots 14 m wide by 62 m long, with melons planted in 8 lines with 2 m between lines and a within-line spacing of 0.3 m. Three daily applications were tested: the first calculated by the Penman method recommended by FAO, the second according to usual regional practice, and the third, regional practice less 10%. The applications were either done once per day, in the morning, or split between morning and afternoon applications. Analysis of Variance (ANOVA) was used for statistical analysis of the results, with a 5% significance level. The experiment showed that the amount of water traditionally applied in the region studied is between 75% and 95% greater than that calculated by the Penman method. Compared with results given by calculated evapotranspiration, this traditional application did not improve productivity, brix, fruit length, girth and weight, nor did it affect pulp thickness or the number of discarded fruits. Dividing the daily application into two, morning and afternoon, improved productivity and increased pulp thickness, two characteristics of particular interest to farmers.

Dentre os diversos métodos existentes para estimar o conteúdo de água no solo, a técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR) vem despertando grande interesse nos últimos anos, por apresentar características desejáveis como medição em tempo real e possibilidade de automação além de não de não destruir o solo amostrado, no entanto, vários autores recomendam o levantamento de uma curva de calibração para cada tipo de solo. O presente trabalho teve por objetivo determinar a curva de calibração do TDR para um Latossolo Vermelho distroférrico oriundo da bacia experimental do arroio Donato, no município de Pejuçara-RS. Para isto, utilizou-se duas metodologias: uma de campo e outra baseada no uso de amostras indeformadas em laboratório. A calibração do TDR no campo mostrou uma grande dispersão nos dados, impossibilitando o ajuste de uma curva. A opção de utilizar amostras indeformadas em laboratório se apresentou como uma alternativa viável, pois possibilita maior controle das variáveis envolvidas (constante dielétrica e conteúdo de água no solo) além de preservar as características estruturais do solo. Não foram observadas diferenças significativas nas camadas de 5 a 15 cm e de 30 a 40 cm, diferindo estas da profundidade 50 a 60 cm. As equações que melhor se ajustaram aos dados de conteúdo de água no solo (q) e constante dielétrica (ka), para profundidades de 5 a 40 cm e 50 a 60 cm, foram polinômios de terceiro grau com coeficiente de determinação R2 = 0.896 e 0,983. Estas equações diferem das apresentadas por Topp et al. (1980) e Souza et al. (2001). Among the various existing methods to estimate the soil water content, the Time-Domain Reflectometry (TDR) technique has raised great interest in recent years, due to many desirable characteristics, such as real time and automatic measurements, besides being a non-destructive method. Many authors, however, recommend the determination of a calibration curve for each type of soil. The main goal of this paper was to determine the TDR calibration curve for a “Latossolo Vermelho distroférrico” soil from the Donato experimental basin, at Pejuçara, Brazil. Two different methodologies were applied: a field technique and a laboratory method based on the use of undisturbed soil samples. The TDR field calibration showed big scatter, and did not allow the adjustment of a single curve. The use of soil samples that had not been disturbed in the laboratory proved to be a feasible alternative, allowing a greater control of the measured variables (soil dielectric constant and soil water content) and maintaining the original structural soil characteristics. No significant differences were observed among the different soil layers studied. The best fit to the soil water content (θ) and soil dielectric constant (ka) was obtained by the use of a third degree polynomial equation, presenting a determination coefficient (R2) equal to 0.992. This adopted equation is significantly different from those previously developed by Topp et al. (1980) and Souza et al (2001).

Depuis une trentaine d'années, on observe une expansion agricole non-contrôlée sur le plateau basaltique du Rio Grande do Sul qui cause de sérieux problemes de dégradation des sois : compactation, augmentation du ruissellement, augmentation de la concentration en charges solides et des dépôts dans les cours d'eau, comblement des petites retenues. Le bassin du Rio Potiribu est considéré comme représentatif des régions cultivées du plateau de l'épanchement de basalte. Cette étude présente les premiers résultats ayant trait à l'hydrosédimentologie de ce bassin. Les objectifs de cette recherche sont, d'une part, identifier les fonctions de production de l'écoulement liquide et solide sur les parcelles ou prédomine un écoulement diffus et sur les bassins ou prédomine un écoulement concentré, et, d'autre part, comprendre les processus physiques qui interviennent dans la formation des charges solides. Pour atteindre ce objectifs, sont réalisés des simulations de pluies sur une parcelle de I m2 pour une meilleure compréhension des processus physiques hydro-sédimentologiques. Une autre parcelle de 1 m2 est étudiée sous l'effet de pluies naturelles. Ces résultats sont comparés avec les données de parcelles de 77m2 , foumies par le Secrétariat à l'Agriculture, RS, ou est analysée l'influence de la couverture végétale, de la préparation du sol et de l'érosivité des pluies sur les pertes en eau et en charges solides. La concentration en charge solide sur un versant de 13,7 ha est également étudiée. Quelques résultats sont présentés concemant trais sous-bassins de I, I km2 , 19,4 km2 et 563 km2 , au cours de deux événements pluvieux dejuin 1991. Les résultats montrent une relation inverse entre la surface du bassin et la perte en sol spécifique pour les deux événements étudiés. Ils montrent aussi l'importance de la préparation du sol et de l'érosivité des pluies dans les pertes en sois. Há trinta anos, uma forte expansão agrícola descontrolada vem ocorrendo no planalto basáltico sul tiograndense, causando sérios problemas de degradação dos solos : compactação dos solos, aumento do escoamento superficial, aumento da concentração de sedimentos, depósitos nos rios e assoreamento de pequenas banagens. A bacia do rio Potiribu é considerada como representativa de regiões dos campos do planalto basáltico. Esta pesquisa apresenta os primeiros resultados hidro-sedimentológicos desta bacia. Os objetivos da pesquisa são identificar funções de produção de água c sedimento para áreas em que predomina o escoamento difuso e para as bacias em que predomina o escoamento concentrado, e de elucidar os processos físicos que atuam na formação das cargas sólidas. Para atingir os objetivos são empregadas simulações de chuvas em uma parcela de l m2 , para um melhor entendimento dos processos físicos hidrossedimentológicos. Uma outra parcela de I m2 é estudada sob o efeito de chuvas naturais. Esses resultados são comparados com os dados de parcelas de 77m2 , cedidos pela Secretaria da Agricultura do RS, onde são analisados a influência da cobertura vegetal, preparo do solo e erosividade das chuvas nas perdas de água e sedimentos. Também é analisada a concentração de sedimentos na saída de uma sub-bacia de 13,7 ha. São apresentados alguns resultados de três sub-bacias de 1,1 km2 , 19,4 km2 e 563 km2 , durante dois eventos emjunho de 1991. Os resultados mostram a relação inversa entre a área da bacia e a perda de solo específica, nos dois eventos estudados. Mostram também a importância do preparo do solo e da erosividade das chuvas nas perdas de solo. For thirty years, agriculture has developed rapidly but haphazardly on the basalt plateau of Rio Grande do Sul, causing serious problems of soil degradation : soil compaction, increased surface runoff, increased sediment remova!, sediment deposition in rivers and silting of small dams. The basin of the Rio Potiribu is considered representative of the cultivated region of the basalt plateau. This paper presents the first results from a hydro-sedimentological study of this basin. The objectives o f the research are to determine yield functions for water and sediment both from areas where diffuse runoff predominates, and from basins where concentrated runoff predominates ; and to clarify the physical processes controlling sediment yield. To attain these objectives and to get a better understanding o f physical processes goveming runoff generation and sediment remova!, two small plots ( each I m2 ) were studied, one o f which received simulated rainfall and the other natural rainfall. Results from both plots are compared with data from plots with area 77 m2 set up by the Agriculture Department, RS ; these are used to study the effects on water and soil losses of plant cover, soil cultivation and rainfall erosivity. Sediment concentration in runoff from 13,7 ha basin is studied, and results are also presented from 3 sub-basins with areas 1,1 km2 , 19,4 km2 and 563 km2 for two events in June 1991. Results from the two events studied show an inverse relation between basin area and specific soil loss. They also show the importance of soil cultivation and rainfall erosivity on soil loss.

Os processos de erosão, de transporte e de deposição do solo vêm sendo intensificados, gerando alteração significativa na dinâmica hidrossedimentológica em escala global e local. Esse processo é influenciado por fatores como clima, características fisiográficas da bacia, uso e manejo do solo. As mudanças climáticas também podem ser fatores importantes no processo erosivo, pois a tendência no futuro é ter mudanças nos padrões das precipitações podendo impactar nessa dinâmica hidrossedimentológica. As principais consequências indesejadas possíveis são o assoreamento de rios e reservatórios, degradação das águas superficiais e inundações. A simulação dos processos hidrossedimentológicos pode contribuir para a compreensão da dinâmica desses processos, bem como para a sua previsibilidade, a qual pode ser útil para o adequado manejo e uso do solo em bacias hidrográficas agrícolas. O objetivo desta pesquisa é avaliar a variação da produção de sedimentos em suspensão (PSS) em dois cenários de mudanças climáticas futuras, para bacias agrícolas de diferentes escalas, utilizando um modelo integrado em uma única rede neural artificial (RNA) para estimativas da produção de sedimentos em suspensão. A metodologia consiste em três etapas: 1 – monitoramento: caracterização da área de estudo, métodos de medição para a obtenção dos dados observados como precipitação, concentração de sedimentos em suspensão e vazão, e análise e as consistências destes dados; 2- cenário atual: foi desenvolvido um modelo baseado em RNAs integrando dados de diferentes escalas de bacias (regional) com diferentes combinações de variáveis de entrada (precipitações antecedentes – P0, .., P7; filtro gama das precipitações medidas, regional, e filtro gama das precipitações medidas, individual por bacia; área da bacia) para estimar PSS, treinado para o período de 1990 a 2020 com intervalo tri-horário; 3- cenário futuro: aplicação do melhor modelo de RNAs para estimar a PSS em dois cenários climáticos futuros (RCP 4.5 e 8.5) projetados para o período de 2021 a 2099 comparando com o período observado (1990 a 2020), utilizando como entrada a série de precipitação no futuro dos dois cenários climáticos simulados pelo modelo climático regional Eta-HadGEM2-ES CPTEC/INPE. Estes dados simulados foram corrigidos pelo método de correção do viés proposto nesta pesquisa e chamado de Lehner modificado. O melhor modelo resultou da aplicação, como entradas, da área e das precipitações tri-horárias, com até seis intervalos antecedentes, com coeficiente de Nash-Suitcliffe para a série de verificação igual a 0,963, Pbias igual a -2,91 e erro absoluto médio igual a 723,8 kg/s. Resultou maiores valores de PSS no futuro para a maioria dos cenários climáticos (RCP 4.5 e RCP 8.5) para todas as bacias, comparados ao período observado nos meses de maio a dezembro, com aumento variando de 4,4% a 122,7%. Nesta pesquisa pode-se verificar que a mudança climática influencia na variação da PSS nas bacias agrícolas. Modelos empíricos do tipo das RNAs podem ser utilizados para avaliar a produção de sedimentos em suspensão, com base em resultados de modelos climáticos, para cenários futuros. Para a superação da dificuldade imposta pela escassez de dados, modelos de RNAs regionais (com integração de bacias de diferentes escalas) podem constituir-se em um recurso importante, capaz de proporcionar viabilidade às pesquisas. Soil erosion, transport and deposition processes have been intensified, generating significant changes in the hydro-sedimentological dynamics on a global and local scale. This process is influenced by factors such as climate, physiographic characteristics of the basin, soil use and management. Climate change can also be one of the important factors in the erosion process, as the trend in the future is to have changes in rainfall patterns that may impact this hydro-sedimentological dynamic. The main possible unwanted consequences are the silting up of rivers and reservoirs, surface water degradation and flooding. The simulation of hydro-sedimentological processes can contribute to the understanding of the dynamics of these processes, as well as to their predictability, which can be useful for the adequate management and use of the soil in agricultural watersheds. The objective of this research is to evaluate the variation in the production of suspended sediments in two scenarios of future climate changes, for agricultural basins of different scales, using an integrated model in a single ANN to estimate the production of suspended sediments. The methodology consists of three stages: 1 – monitoring: characterization of the study area, measurement methods for obtaining observed data such as precipitation, concentration of suspended sediments and flow, and analysis and consistency of these data; 2- current scenario: a model based on ANNs was developed integrating data from different basin scales (regional) with different combinations of input variables (antecedent precipitation – P0, .., P7; gamma filter of measured precipitation, regional, and filter range of measured rainfall, individual by basin; basin area) to estimate PSS, trained for the period 1990 to 2020 with a three-hour interval; 3- future scenario: application of the best ANN model to estimate the PSS in two future climate scenarios (RCP 4.5 and 8.5) projected for the period from 2021 to 2099 compared to the observed period (1990 to 2020), using as input the series of precipitation in the future of the two climate scenarios simulated by the regional climate model Eta-HadGEM2-ES CPTEC/INPE. These simulated data were corrected by the bias correction method proposed in this research and called modified Lehner. The best model resulted from the application as inputs, area and three-hour precipitation, with up to six antecedent intervals, with NS for verification series equal to 0.963, Pbias equal to -2.91 and Mea equal to 723.8 kg/s . It resulted in higher PSS values in the future for most climate scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5) for all basins compared to the period observed in the months of May to December with an increase ranging from 4.4% to 122.7%. In this research it can be seen that climate change influences the PSS variation in agricultural basins. Empirical models, such as ANNs, can be used to evaluate the production of suspended sediments, based on the results of climate models, for future scenarios. To overcome the difficulty imposed by the scarcity of data, models of regional ANNs (with integration of basins of different scales) can constitute an important resource, capable of providing viability to research.

Diversos processos hidrológicos estão associados à condição de umidade do solo e às características dos eventos de precipitação. O conteúdo de água no solo pode impactar na geração de escoamento tanto superficial, quanto subsuperficial, bem como na conexão dos caminhos do fluxo preferencial. Dependendo da escala de observação, todos os processos podem ocorrer de forma conjunta, com maior ou menor relevância, conforme as características do ambiente. Em pequenas bacias hidrográficas, a geração do escoamento está associada à interação existente entre as características do solo e da paisagem, à aspectos dinâmicos, como a umidade antecedente do solo e à precipitação, além do possível efeito das ações antrópicas. No entanto, a maioria das pequenas bacias hidrográficas monitoradas, não possuem a disponibilidade de medidas de umidade do solo, ou então detêm informações limitadas a poucas observações. Assim, o objetivo desta pesquisa é avaliar os principais fatores que contribuem para a dinâmica da umidade do solo na camada superficial e subsuperficial e a influência da condição da umidade antecedente do solo na geração de escoamento, em uma pequena bacia hidrográfica no sul do Brasil. Para isso, foi primeiramente desenvolvido um modelo de redes neurais artificiais para a estimativa consistente da umidade do solo, em seguida realizada a análise dos principais fatores que afetam os resultados dos modelos. Posteriormente, foi verificado os possíveis impactos da umidade antecedente do solo na geração de escoamento. Isto foi feito de duas formas: i) analisando 104 eventos de chuva – vazão que ocorreram durante 4 anos de monitoramento; ii) utilizando a umidade antecedente do solo como parâmetro de entrada nas simulações de 15 eventos de chuva-vazão com um modelo físico distribuído baseado em eventos, o OpenLISEM (open source Limburg Soil Erosion Model). Os resultados indicam que os modelos de umidade do solo obtiveram um bom desempenho e conseguiram estimar a umidade do solo para ambas as camadas. Enquanto as variáveis relacionadas ao clima são as mais importantes para o desempenho do modelo de superfície, para a camada subsuperficial as variáveis relacionadas ao solo são as mais importantes. Em relação à geração de escoamento na bacia hidrográfica do Arroio do Ouro, não foi observado um limiar claro entre a umidade antecedente do solo e o coeficiente de escoamento. Porém, os maiores coeficientes de escoamento foram registrados nos eventos cuja umidade antecedente do solo era muito próxima ou superior à capacidade de campo. A utilização da umidade antecedente como parâmetro de entrada nas simulações com o OpenLISEM mostrou-se promissora, visto os resultados sólidos encontrados durante a etapa de validação do modelo. Mesmo considerando as incertezas associadas às estimativas da umidade antecedente do solo, foi possível representar a forma de hidrogramas complexos. Several hydrological processes are associated with the soil moisture condition and the characteristics of rainfall events. Soil water content can impact the generation of overland flow and subsurface flow and the connection of preferential flow paths. Depending on the observation scale, all processes may be occurring together, with greater or lesser relevance, depending on the characteristics of the environment. In small watersheds, the generation of runoff is associated with the interaction between soil and landscape characteristics, dynamic aspects, such as antecedent soil moisture and precipitation, and the possible effect of human actions. However, most of the small watersheds monitored do not have the availability of soil moisture measurements, or they have limited information to a few observations. Thus, this research aims to evaluate the main factors that contribute to soil moisture dynamics in the surface and subsurface layer and the influence of the antecedent soil moisture condition on the generation of runoff in a small watershed in southern Brazil. For this, firstly, an artificial neural network model was developed for the consistent estimation of soil moisture and analysis of the main factors that affect the results of the models. Subsequently, verified the possible impacts of previous soil moisture on runoff generation. Did this done in two ways: i) analyzing 104 rainfall-runoff events that occurred during four years of monitoring; ii) using the antecedent soil moisture as an input parameter in the simulations of 15 rainfall-runoff events with an event-based distributed physical model, the OpenLISEM (open source Limburg Soil Erosion Model). The results indicate that the soil moisture models performed well and could satisfactorily estimate the soil moisture for both layers. While the climate-related variables are the most important for the performance of the surface model, for the subsurface layer, the soil-related variables are the most important. A clear threshold between the antecedent soil moisture and the runoff coefficient was not observed in the Arroio do Ouro catchment. However, the highest runoff coefficients were recorded in events whose antecedent soil moisture was close to or greater than field capacity. The use of antecedent moisture as an input parameter in the simulations with OpenLISEM proved to be promising, given the solid results found during the model validation stage. Even considering the uncertainties associated with the antecedent soil moisture estimates, it was possible to represent the form of complex hydrographs.

This study was carried out to analyze the impacts of anthropogenic activities on the water quality of the Vacacaí Mirim river basin, located in the municipality of Santa Maria - RS, which is a tributary of the dam (or reservoir) to supply the municipality. In relation to the sum of the exposed soil / field (22.71%), agriculture (31.93%) and urban area (11.89%), the percentage of soil degrading activities in the river basin is high and 66.53 %. The water quality parameters of total organic nitrogen, total organic phosphorus, sediments and biochemical oxygen demand (BOD5,20) were evaluated by point and diffuse sources using the Soil and Water Assessment Tools (SWAT) model. The loads and concentrations of these parameters were obtained through water quality monitoring carried out in the period from 2010 to 2012, considering spatial information on land use and occupation, population estimate of the river basin affluent to the reservoir and measured flow along 2008 to 2012, obtained by means of the key curves also monitored in fluviometric sections installed in the tributary rivers of the reservoir. Inadequate management of soil with cropping areas, lack of planning and lack of practices to control runoff have led to increased nitrogen, phosphorus and sediment sources. Undue occupations such as: disorderly urbanization in sloping areas and permanent preservation, agriculture and livestock in inappropriate areas and without conservation practices, the removal of native vegetation (headland deforestation, water dividers, removal of riparian forest) have contributed to the deterioration of the area and caused the increase of nitrogen, phosphorus and sediment sources. Neste estudo foi realizada a análise dos impactos das atividades antrópicas na qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Vacacaí Mirim, localizada no município de Santa Maria – RS, a montante da barragem (ou reservatório) de abastecimento do município. Em se tratando da soma do solo exposto/campo (22,71%), agricultura (31,93%) e área urbana (11,89%) o percentual de atividades degradantes do solo na bacia hidrográfica é elevado e de 66,53%. Foram avaliados os parâmetros de qualidade da água nitrogênio orgânico total, fósforo orgânico total, sedimentos e demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20), por fontes pontuais e difusas, utilizando como ferramenta o modelo Soil and Water Assessment Tools – SWAT. As cargas e concentrações desses parâmetros foram obtidas por meio de monitoramento de qualidade da água realizado no período de 2010 à 2012, considerando-se informações espaciais de uso e ocupação do solo, estimativa populacional da bacia hidrográfica afluente ao reservatório e vazão medida no período de 2008 à 2012, obtida por meio das curvas-chaves também monitoradas em seções fluviométricas instaladas nos rios afluentes do reservatório. Ocupações indevidas como: urbanização desordenada em áreas inclinadas e preservação permanente, agricultura e pecuária em áreas inadequadas e sem práticas de conservação, a remoção da vegetação nativa (desmatamento de cabeceiras, divisores de água, remoção de matas ciliares) contribuíram para a deterioração da área e causou o aumento de nitrogênio, fósforo e fontes de sedimentos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The reduced infiltration of water into the soil in areas of intensive agriculture is one of the main problems in hydrology. It decreases the water content in the soil profile and causes an increase in surface runoff which is directly associated with soil erosion. The technique of vertical mulching (VM) can be applied in conjunction with a no tillage system to improve water infiltration. To date few studies looked at the efficacy of this technique. Hence, the aim of the study here is to evaluate the effect of VM in a no tillage system on the reduction of runoff, the increase in infiltration, and the distribution of water in the soil. Experiments were carried out on a sandy loam near the city of Santa Maria, RS, Brazil. The field experiments consisted of two treatments (no tillage with VM – Tcom, and no tillage without – VM, Tsem = control) with three replications. Artificial rainfall was applied, and soil water content and surface runoff were monitored. The data collected were used to calibrate and validate two hydrologic models. The first one is the model of Green and Ampt (1911) as modified by Mein and Larson (1973) which was used to simulate surface runoff for different spacings between the ditches. The second is the two-dimensional infiltration model Infil2D developed at the Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg in Halle, Germany. It was used to evaluate the water distribution in the soil around the ditches during infiltration. For a rainfall with an intensity of 41.76 mm h-1 lasting for 120 minutes there was no runoff for ditch spacings as large as 20 m. Spacings between the ditches of 5 and 10 m were shown to prevent runoff from a rainfall with an intensity of 65.83 mm h-1 lasting for 60 minutes, except the 10 m spacing when the initial soil moisture content was high (32%-vol.). Under these conditions runoff was still reduced by 94%. For a rainfall intensity of 124 mm h-1 and a duration of 20 minutes there was a considerable amount of surface runoff for ditch spacings of 10, 15, 20 and 25 m, even though the amount was diminished (with θi = 32%-vol.) by at least 40, 26, 20 and 16%, respectively. Even for a ditch spacing of 5 m there was still some runoff at higher moisture contents. However, it was reduced by ≥79%. This means that a ditch spacing of 5 m may still not completely prevent runoff created by rainfalls of short duration but high intensity. However, for longer rainfall durations with lower intensities ditch spacings of 5 to 10 m are highly effective in preventing surface runoff. Note that at this site the aforementioned intensities represent the 120, 60 and 20 minute rainfall, respectively, with a return period of 20 years. Concerning the distribution of water in the soil around the ditches, the data collected in the field show that an effect of VM cannot be observed a few hours after infiltration stops due to rapid drainage, and because infiltration from the soil surface shrouds the infiltration from the ditch. For clay, clay loam and sandy loam soils an analysis with the Infil2D model indicates the same. It further shows that water does not propagate more than 1.20 m horizontally from the ditches. This means that VM does not significantly increase the amount of water available to plants. However, by increasing the amount of water which infiltrates into and then passes through the soil this technique contributes to the supply of groundwater. A reduzida infiltração de água no solo em áreas de intensivo manejo agrícola é um dos principais problemas hidrológicos existentes. Isso reduz o conteúdo de água no perfil do solo e ocasiona o aumento do escoamento superficial que está diretamente associado com a erosão do solo. A técnica do vertical mulching (VM) associada ao sistema plantio direto é possível de ser aplicada visando reduzir os problemas de infiltração de água no solo, entretanto são encontrados poucos estudos relacionados a eficácia da técnica. O objetivo geral do estudo é avaliar o efeito do VM em sistema plantio direto na detenção do escoamento superficial, na infiltração e distribuição de água no solo. O experimento foi desenvolvido na cidade de Santa Maria, RS, em solo de textura franco arenosa. Para obtenção de dados a campo foi montado conjunto experimental de dois tratamentos com três repetições cada. Os tratamentos foram Tcom – sistema plantio direto com VM, e Tsem – sistema plantio direto sem VM (testemunha). Foram realizadas simulações de chuvas com o monitoramento do escoamento superficial e do conteúdo de água no solo. Os dados coletados foram utilizados para calibrar e validar dois modelos hidrológicos. O primeiro deles é o modelo de Green e Ampt (1911) modificado por Mein e Larson (1973) que foi utilizado para simular o escoamento superficial com diferentes espaçamentos entre sulcos do VM. O segundo é o modelo de infiltração bi-dimensional denominado Infil2D desenvolvido pela Faculdade de Ciências Naturais III da Martin-Luther Universität Halle- Wittenberg em Halle, Alemanha, cujo propósito foi avaliar a distribuição de água por meio do sulco do VM. Para a chuva de intensidade de 41,76 mm h-1 com duração de 120 minutos não houve escoamento superficial para espaçamento entre sulcos de até 20 m. Os espaçamentos entre sulcos de 5 e 10 metros apresentaram boa eficiência em deter o escoamento superficial para a chuva intensa de 65,83 mm h-1 com duração de 60 minutos, com exceção da condição no espaçamento de 10 metros quando o conteúdo de água inicial no solo foi elevado (32%-vol.). Nessas condições o escoamento ainda foi reduzido em 94%. Com intensidade de chuva de 124 mm h-1 e duração de 20 minutos houve considerável volume escoado superficialmente para os espaçamentos de 10, 15, 20 e 25, embora a quantidade tenha diminuído (na condição θi = 32%-vol.) em pelo menos 74, 54, 41 e 32% respectivamente, em comparação a área sem VM. Mesmo para o espaçamento de 5 m, ainda houve escoamento superficial em conteúdos de água no solo mais altos. No entanto, o escoamento foi reduzido em mais de 79%. Isso significa que o espaçamento entre sulcos de 5 m pode não impedir completamente as perdas de água em áreas agrícolas criadas por chuvas de curta duração e alta intensidade. No entanto, para durações mais longas com intensidades de menor valor os espaçamentos de 5 e 10 m são altamente eficazes na retenção do escoamento superficial. As intensidades acima mencionadas representam as precipitações de 120, 60 e 20 minutos, respectivamente, com um período de retorno de 20 anos. Quanto a distribuição de água no solo no entorno do VM os dados coletados a campo demonstram que o efeito do VM no conteúdo de água no solo não pode ser observado poucas horas após o final da infiltração, pois a drenagem ocorre rapidamente e a infiltração da superfície do solo encobre o efeito da infiltração proveniente do sulco. Para solos de textura argilosa, franco argilosa e franco arenosa a análise com o modelo Infil2D indica o mesmo. A distribuição de água no solo, a partir do sulco do VM, não se propaga mais que 1,20 m de distância do VM no sentido horizontal. Isso significa que o VM não aumenta de forma significativa o volume de água disponível para as plantas. No entanto aumentando a quantidade de água que infiltra a técnica contribui para o abastecimento de águas subterrâneas.

O entendimento da dinâmica hidrossedimentológica em uma bacia hidrográfica pode ser realizado pelo monitoramento das variáveis hidrossedimentológicas e pela modelagem desses processos. Nesse contexto, essa pesquisa analisou a eficiência do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) na previsão dos processos hidrossedimentológicos na bacia do Taboão (Pejuçara, RS), considerando as saídas (vazão e produção de sedimentos) em um passo de tempo mensal e diário. Para tal, foram utilizados dados de chuva horária dos anos 2008 a 2016, monitorada em quatro pluviógrafos instalados na bacia (PVGs 34, 40, 43 e 51), e dados climáticos da estação meteorológica de Cruz Alta. As informações de vazão, para os anos de 2011 a 2016, foram obtidas por meio da conversão dos dados de nível de água monitorados no exutório da bacia, utilizando uma curva-chave cota x vazão. A concentração de sedimentos suspensos (CSS), para os anos de 2013 a 2015, foi estimada por meio de modelos de redes neurais artificias (RNAs), empregando como entrada dados de turbidez e de nível de água, monitorados no exutório da bacia. O preenchimento das falhas dos registros de precipitação horária foi executado por meio de modelos de Combinações de RNAs (CRNAs) associados à média simples (MS) ou à média ponderada pelo inverso da distância (MP), utilizando como entrada dados pluviométricos dos postos vizinhos. As falhas nos dados de nível de água foram preenchidas por modelos de RNAs, que usaram como entrada níveis de água monitorados em sub-bacias embutidas ou adjacente à bacia do Taboão (bacias do Donato, Turcato, Alemão e Andorinhas), e dados de precipitação média dos quatro pluviógrafos utilizados nessa pesquisa Foram determinadas as defasagens temporais entre os níveis de água das diferentes bacias, e testados o uso da precipitação média com aplicação de filtro temporal linear e/ou exponencial. Os registros falhos nos dados de turbidez foram preenchidos por modelos de RNAs, que empregaram como entrada informações de nível de água monitoradas, de 10 em 10 minutos, no exutório da bacia. A calibração do modelo SWAT para a previsão dos processos hidrológicos foi realizada usando dados de vazão, diários e mensais, para os anos de 2013, 2014 e 2016 e; a etapa de verificação foi executada para os anos de 2011 e 2015. Considerou-se o Método de Green & Ampt para determinação da infiltração de água no solo e 2 anos (2008-2009) para período de aquecimento do modelo SWAT. A calibração do modelo para a produção de sedimentos foi realizada para os anos de 2013 e 2015 e o processo de verificação foi efetuado para o ano de 2014. A calibração e a análise de sensibilidade dos parâmetros foram realizadas com auxílio do SWAT-CUP, utilizando o algoritmo SUFI-2. O coeficiente de Nash–Sutcliffe (NS) das RNAs para preenchimento das falhas de precipitação variou entre 0,35, classificado como “Insatisfatório”, e 0,86, avaliado como “Muito Bom”, considerando critérios propostos por Moriasi et al. (2007). Das 13 RNAs desenvolvidas para preenchimento das falhas nos níveis de água, apenas uma delas foi classificada como de desempenho “Satisfatório” durante o treinamento e; as demais enquadraram-se como de desempenho “Muito Bom”. Na etapa de verificação, sete RNAs foram consideradas com desempenho “Muito Bom” e cinco com “Bom” desempenho No preenchimento das falhas de turbidez, das cinco RNAs desenvolvidas, quatro mostraram “Bom” desempenho durante o treinamento, e uma rede teve desempenho “Muito Bom”; enquanto que, no processo de verificação, duas RNAs tiveram desempenho “Muito Bom”, uma delas foi classificada com desempenho “Bom” e; duas RNAs foram consideradas com desempenho “Satisfatório”. As estatísticas de desempenho dos modelos de RNAs desenvolvidos para o preenchimento das falhas de nível de água, de turbidez e de precipitação também demonstraram que tais redes representam uma alternativa interessante para a obtenção de séries contínuas desses dados, possibilitando o uso posterior dos registros para a modelagem hidrossedimentológica. A calibração do modelo SWAT para estimativa da vazão mensal mostrou desempenho “Muito Bom” (NS=0,78), e para a determinação da vazão diária foi considerado “Bom” (NS=0,72). Na etapa de verificação, o modelo manteve o “Bom” desempenho (NS=0,68) para estimativa da vazão diária, decaindo para desempenho “Satisfatório” (NS=0,64) para a simulação em escala mensal. Para a estimativa da produção de sedimentos mensal, o desempenho do modelo foi considerado “Bom” tanto na calibração (NS=0,66) quanto na verificação (NS=0,70). Na escala diária o desempenho foi “Satisfatório” para a calibração (NS=0,64) e “Insatisfatório” para a verificação (NS=0,38) Tais resultados indicam que o modelo SWAT é uma ferramenta promissora para aplicações na previsão hidrossedimentológica na bacia do Taboão, especialmente em termos de simulações dos processos hidrológicos. No entanto, existem limitações para aplicações na estimativa da produção de sedimentos, sobretudo quando considerados os processos em escala diária. Essas limitações são consequência da presença de processos erosivos na bacia (voçorocas), que não são simulados pelas rotinas presentes no modelo SWAT, bem como pelo escoamento dominante ser do tipo subsuperficial, com ocorrência de pipping; indicando-se, portanto, adequações nas rotinas do modelo para melhor representatividade desses processos. The understanding of hydrosedimentological dynamics in a watershed can be obtained by monitoring the hydrossedimentological variables and by modeling these processes. In this context, this research analyzed the efficiency of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) in predicting the hydrosedimentological processes in the Taboão basin (Pejuçara, RS), considering the outputs (flow and sediment production) in a monthly and daily time step. For that, hourly rainfall data from 2008 to 2016 were monitored at four pluviographs installed in the basin (PVGs 34, 40, 43 and 51), and climate data were obtained from the Cruz Alta meteorological station. The flow information for the years 2011 to 2016 was obtained by converting the monitored water level data into flow by using a rating curve. The suspended sediment concentration (SSC), from 2013 to 2015, was estimated using artificial neural network (ANN) models, using as input turbidity and water level data, monitored in the basin. The filling of the hourly rainfall records was performed by models of Combinations of RNAs (CRNAs) associated with the simple mean (MS) or weighted mean to the inverse distance (MP), using as input rainfall data from the neighboring stations. Failures in the water-level data were filled by RNA models, which used as input water levels monitored in sub-basins adjacent or embedded to the Taboão basin (Donato, Turcato, Alemão and Andorinha basins), and mean precipitation data of the four pluviographs used in this research. The temporal lags between the water levels of the different basins were determined and the use of the average precipitation with linear and exponential temporal filters was tested The turbidity data records were filled by RNA models, using water level information monitored at every 10 minutes. The SWAT model calibration for predicting the hydrological processes was performed using daily and monthly flow data for the years 2013, 2014 and 2016 and the verification step was performed for the years 2011 and 2015; considering Green & Ampt Method for infiltration estimation and 2 years of warm-up period (2008-2009). The calibration of the model for sediment yield was performed for the years 2013 and 2015 and the verification process was carried out for the year 2014. The calibration and sensitivity analysis of the parameters were performed with the assistance of SWAT-CUP, using the SUFI-2 algorithm. The Nash-Sutcliffe Coefficient (NS) of the RNAs used to fill precipitation faults varied between 0.35, classified as "Unsatisfactory", and 0.86, evaluated as "Very Good", considering criteria proposed by Moriasi et al. (2007). Of the 13 RNAs developed to fill water level failures, only one of them was classified as a "Satisfactory" performance during training and; the others have been classified as "Very Good" performance. In the verification step, seven RNAs were considered to have "Very Good" performance and five had "Good” performance. In the fulfillment of the turbidity faults, of the five RNAs developed, four showed "Good" performance during the training, and one network had "Very Good" performance; while in the verification process two ANNs performed "Very Good", one of them was classified as "Good" and; two ANNs were considered to have "Satisfactory" performance The performance statistics of the ANN models developed to fill the water level, turbidity and precipitation failures also demonstrated that such networks represent an interesting alternative to obtain continuous series of these data, allowing the later use of the records for hydrossedimentological modeling. In the verification processes, the model maintained a “Good” performance (NS=0.68) to estimate the daily flow, decreasing to "Satisfactory" performance (NS=0.64) for the monthly scale simulation. For the estimation of sediment yield the model performance was considered "Good" for monthly calibration period (NS=0.66) and also for the verification (NS=0.70). In daily scale the performance was "Satisfactory" for calibration (NS=0.64) and “Unsatisfactory” in the verification (NS=0.38). These results indicate that the SWAT model is a promising tool for applications in the hydrosedimentological forecasting in the Taboão basin, especially in terms of hydrological processes simulations. However, there are limitations to applications in the estimation of sediment production, especially when considering daily scale processes. These limitations are due to the presence of erosive processes in the basin (gully erosion), which are not simulated by the routines present in the SWAT model, as well as by the existence of the lateral flow with occurrence of pipping; indicating, therefore, the need for adjustments in the routines of the model to better represent these processes.

The monitoring of flood events provide the study of the flow generated during the rains, as well as the production and sediment transport in rural and urban watersheds providing monitoring data for future applications. The work was carried out in a section of Vacacaí Mirim river near the municipality of Restinga Sêca / RS of October 02, 2014 in December 3, 2015 with 16 events monitored with liquid discharge measurement (Q) and solid discharge after occurrence of rainy events. The objective is to perform the temporal assessment of sediment yield and some methods of calculations to estimate sediment transport to the section in the study were quantified solid discharges of the cross section and the characterization of particle sizes of the transported materials. Were determined the solid and liquid discharges for the 2014 period and 2015 in order to evaluate them temporally with the solid and liquid discharges between 2007-2015 using the Pearson correlation coefficient (r) and coefficient of determination (r²).To analyze the results and point out that indirect method of calculation to estimate sediment transport is the most suitable for the current study and compare them with previous studies using the dispersion index (DI) proposed by Aguirre et al. (2004).. The suspended material was shown to be almost all of the solid discharge in river. The granulometric composition of this material is the predominance of silt (58.3%) Sand then (28.4%) and clay (13.4%). For the material bed and drag, there was a predominance of sand, followed by silt and clay. The total solid monthly discharge to the measurement section to 2014-2015 was 117554.62 tons in 15 months evaluated. For the period 2007-2015 the total discharge was 141,039.37 tons/year. The most appropriate methods for the total solid discharge were Einstein's methods modified by Colby and Hembree (1955), Colby (1957), which include the measured sediment concentration data, dispersion index (DI) 0.09 and 2.30 respectively. Predictive methods for overall solid discharge the most appropriate methods were Toffaleti (1969) with value DI = 1.42, Engelund & Hansen (1967) DI = 2.38, Ackers and White (1973) DI = 2.44, Laursen (1958) DI = 4.07 and Yang (1973) DI = 9.42 and unloading solid bed best results were obtained by the methods of Van Rijn (1984) DI = 0.77, Karim (1998), DI = 1.66, Meyer-Peter and Müller (1948) with 6.08 DI. O monitoramento dos eventos de cheia proporcionam o estudo do escoamento gerado durante as chuvas, assim como, a produção e o transporte de sedimentos em bacias rurais e urbanas propiciando dados de monitoramento para futuras aplicações. O trabalho foi realizado em uma seção do rio Vacacaí Mirim próximo ao munícipio de Restinga Seca/RS, de 02 de outubro de 2014 a 03 de dezembro de 2015 com 16 eventos monitorados, com medição de descarga líquida(Q) e descarga sólida após ocorrência de eventos chuvosos. O objetivo do trabalho é realizar a avaliação temporal da produção de sedimentos e alguns métodos de cálculos para estimar o transporte de sedimentos para a seção em estudo Foram quantificadas as descargas sólidas da seção transversal e a caracterização das granulometrias dos materiais transportados. Determinaram-se as descargas sólidas e líquidas para o período de 2014 e 2015 com o intuito de avalia-las temporalmente com as descargas sólidas e líquidas entre 2007 a 2015 utilizando o índice de correlação de Pearson (r) e coeficiente de determinação (r²). Para analise dos resultados obtidos e apontar qual método indireto de calculo para estimar o transporte de sedimentos é o mais adequado para o atual estudo e compara-los com estudos anteriores com o uso do índice de dispersão (ID) proposto por Aguirre et al. (2004). O material em suspensão demonstrou ser quase totalidade da descarga sólida do rio. A composição granulométrica deste material tem a predominância de silte (58,3%) seguida de areia (28,4 %) e argila (13,4%). Para o material de leito e de arraste, constatou-se a predominância de areia, seguida de silte e argila. A descarga sólida total mensal média até a seção de medição para 2014 a 2015 foi 117.554,62 toneladas e a perda de camada de solo 0,05 mm em 15 meses avaliados. Para o período de 2007 a 2015 a descarga total foi 141.039,37 ton/ano e a perda de camada de solo foi 0,06 mm/ano.Os métodos mais adequados para o cálculo da descarga sólida total foram os métodos de Einstein modicado por Colby e Hembree (1955), Colby (1957), que incluem dados medidos de concentração de sedimentos, com Índice de dispersão(ID) 0,09 e 2,30 respectivamente. Dos métodos preditivos para descarga sólida total os métodos mais adequados foram Toffaleti (1969) com valor de ID = 1,42, Engelund & Hansen (1967) ID = 2,38, Ackers e White (1973) ID = 2,44, Laursen (1958 ) ID = 4,07 e Yang (1973) ID= 9,42 e para descarga sólida de leito os melhores resultados foram obtidos pelos métodos de Van Rijn (1984) ID = 0,77, Karim (1998) com ID = 1,66, Meyer-Peter e Müller (1948) com ID de 6,08.

Em virtude da existência de falhas em séries históricas hidrológicas ou até mesmo da não existência de dados monitorados nas bacias de interesse, a regionalização hidrológica se configura como uma ferramenta propícia para preencher essa lacuna, tornando-se útil para o conhecimento e a gestão dos recursos hídricos. Existe na literatura da hidrologia uma gama de metodologias que abordam a regionalização de dados ambientais, como a análise de agrupamento, a curva de permanência, a regressão múltipla, entre outros. No entanto, o objetivo do presente trabalho foi regionalizar vazões máximas a partir do hidrograma unitário instantâneo geomorfológico em bacias embutidas, com inserção da geometria hidráulica e geometria fractal. Para tal, propõe-se uma metodologia, inserindo ao modelo do Hidrograma Unitário Instantâneo Geomorfológico (GIUH), novos parâmetros de “entrada”, a geometria hidráulica (GH), a geometria fractal (GF) e a precipitação média anual (Pma). Aplicou-se esta metodologia na bacia do rio Ijuí, localizada na região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Para isto, foram necessárias as seguintes etapas de trabalho: determinar o comportamento pluviométrico da bacia em estudo; determinar as relações matemáticas (expoentes e coeficientes) da GH na seção transversal do exutório de cada bacia; determinar os valores da GF para cada bacia e inserir as informações da GH e da GF no GIUH. Os dados utilizados no presente estudo (dados de precipitações diárias, perfil topobatimétrico das seções, dados diários de cota, e dados diários de vazões e medições de vazões medidas em campo) foram observados e medidos em nove sub-bacias embutidas à bacia do rio Ijuí, monitoramento realizado por CPRM e IPH-UFRGS. Estes dados foram utilizados para determinar a precipitação média anual, parâmetros (expoentes e coeficientes) de GH e de GF. Com dados observados de sete eventos, ocorridos simultaneamente nas respectivas bacias, calibrou-se o modelo GIUH. Após calibrado o modelo, através de uma regressão multivariada, foram ajustadas equações lineares e potenciais que relacionam (velocidade) com parâmetros de GH, GF e Pma, visando regionalizar que é um parâmetro de entrada para a geração do GIUH. Com a inserção destes novos parâmetros validou-se o modelo, aplicando-o em outro evento distinto, no qual se pode observar que o modelo apresentou bons resultados quando comparado com os valores observados. Because of the lack in hydrological time series or even the shortage of monitored data in the basins of interest, hydrological regionalization is configured as a good tool to fill this shortage, making it useful for water resource understanding and its management. In hydrology, there are methodologies that address the regionalization of environmental data, such as cluster analysis, the flow duration curve, multiple regression, etc. However, the main objective of this study is to develop a method of regionalization to estimate peak flows in watersheds. Thus, a method to use the model Geomorphological Instant Unit Hydrograph (GIUH), with the insertion of new input parameters, that is, hydraulic geometry (HG), fractal geometry (FG) and mean annual rainfall (Pma) was proposed. As a case study, this method was applied to the Ijuí river basin, located in the northwestern region of Rio Grande do Sul State. For this, several specific objectives were: Verification of the spatial homogeneity of the rainfall regime in the basin; determination of the mathematical relationships of HG in the cross section of outfall of each basin; determination of FG values for each basin; insertion of HG and FG information into GIUH. The data used in this study (daily rainfall data, cross sections profile, daily water-level data, daily discharge data) were observed and measured in nine embedded sub-basins inside the Ijuí river basin. The monitoring was carried out by CPRM and IPH-UFRGS. These data were used to determine the Pma, parameters (exponents and coefficients) of HG and FG. With data observed in seven events, occurred simultaneously in the respective basins, the GIUH model was calibrated. After the model calibration, linear and potential equations relating (speed) with parameters of HG, FG and Pma, that aimed to regionalize which is an input parameter for the generation of GIUH, were adjusted through a multivariate regression. With the insertion of these new parameters, the model was validated in another distinct event occurred in the basin, in which it can be observed the model showed good results when compared with observed values.

Para a introdução da cultura do milho como alternativa de rotação de culturas em áreas cultivadas com arroz irrigado no Rio Grande do Sul, é necessário um sistema de irrigação e drenagem eficiente, sem ocasionar problemas de manejo para o cultivo do arroz. O objetivo deste trabalho é avaliar diferentes manejos de irrigação e drenagem visando introduzir o milho como alternativa técnica e econômica para rotação de cultura em Gleissolo Háplico Distrófico Típico, onde tradicionalmente se cultiva arroz. Foram avaliados alguns indicadores de rendimento do milho e a eficiência do uso da água (EUA) nas diferentes alternativas de manejos. Foram testados quatro tratamentos: (T1) microcamalhão de 15 cm de altura com irrigação por sulco sempre que necessário, (T2) uma testemunha com microcamalhão com 15 cm de altura sem irrigação, (T3) um sem construção de microcamalhão, com irrigação por banhos sempre que necessário, e (T4) outro sem construção de microcamalhão e sem irrigação. Todos os tratamentos foram realizados com três repetições. O experimento foi conduzido nos anos agrícolas 2013/2014 e 2014/2015, na estação experimental do IRGA em Cachoeirinha-RS. Em todos os tratamentos a área foi nivelada com uma declividade de 0,08%, ao longo do comprimento das parcelas (79 m). A lâmina irrigada foi de 30 mm e as irrigações foram efetuadas de maneira complementar à chuva por sulcos ou banhos. Os resultados desta pesquisa demonstram que a drenagem foi eficientenos dois anos, pois mesmo com ocorrência de eventos de chuva superiores a 50 mm em 24 horas, não houve problema de excesso hídrico. No primeiro ano foram aplicados 300 mm de irrigação (choveu 480 mm ao longo do desenvolvimento do milho) e os resultados indicam alta produtividade do milho (superiores a 10 Mg ha-1) para o tratamento irrigado e com microcamalhão. No segundo ano foram aplicados somente 90 mm de irrigação pois foi um ano muito úmido (choveu 620 mm durante o segundo ano agrícola). Em consequência disso, não houve diferença significativa nos resultados pois todas os tratamentos mantiveram-se na umidade ideal na maioria do tempo, apresentando altas produtividades de grãos (superiores a 13 Mg ha-1). O milho cultivado em áreas cultivadas com arroz irrigado no Rio Grande do Sul é tecnicamente e economicamente viável desde que ocorra o uso de irrigação e que se utilize um sistema de drenagem eficiente. For the introduction of corn as crop rotation alternative in areas cultivated with rice in Rio Grande do Sul, efficient irrigation and drainage system is required, without causing management problems for rice cultivation. The objective of this study is to evaluate different management of irrigation and drainage aimed at introducing corn as technical and economical alternative to crop rotation in Gleissolo Háplico Distrófico Típico, where traditionally cultivated rice. We evaluated some corn performance indicators and efficiency of water use (EWU) in the different alternatives managements. Four treatments were tested: (T1) microcamalhão 15 cm with furrow irrigation whenever necessary, (T2) a witness with microcamalhão 15 cm without irrigation, (T3) without building microcamalhão, with irrigation when necessary, and (T4) without building microcamalhão and without irrigation. All treatments were performed with three replications. The experiment was conducted in the agricultural year 2013/2014 and 2014/2015, the IRGA's experimental station in Cachoeirinha-RS. In all treatments area was capped with a slope of 0.08% along the length of the parcels (79 m). Irrigated blade was 30 mm and irrigation was made in a complementary manner to rain by grooves or baths. These results demonstrate that the drainage was efficient in both years, since even the occurrence of rain events greater than 50 mm in 24 hours, there was no excess water problem. In the first year were applied 300 mm irrigation (480 mm rain during the development of corn) and the results indicate high corn yields (above 10 Mg ha-1) for the treatment irrigated and microcamalhão. In the second year there were only applied 90 mm of irrigation because it was a very wet year (620 mm rain during the second growing season) so there was no significant difference in the results for all treatments remained at the ideal humidity most of the time, high grain yield (above 13 Mg ha-1). The corn grown in areas cultivated with rice in Rio Grande do Sul is technically and economically feasible provided that there is an efficient irrigation and drainage system.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The main objective of this work was evaluating the possibility of using the Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) to quantify the suspended sediment concentration (SSC). For this purpose, a laboratory experiment was developed, where a controlled environment was sought to test the ADV response for tests conducted in samples with known characteristics. Eight concentrations and five particles sizes of five types from soil types of three cities were used in the test. An experimental apparatus was built in order to obtain data in homogeneous water and soil samples utilizing the Sontek Horizon ADV software. Samples were collected in six different positions, 6cm, 12cm and 18cm from the bottom of the vessel, totalizing more than 600 sampling. The software Win ADV was utilized to visualize the data and the post processing, applying the PSTM filter to eliminate data that were affected by noise effects, maintaining a large percentage of data. The collected data showed an increase of SNR compared to the increase of SSC for the different soil types for the five particle sizes, wherein the best correlations between echo and SSC occurred for the tests with soils 2,3 and 4. By the measurements with ADV in laboratory, was possible to investigate the relation signal/noise for different particle sizes and SSC of soil when soil is suspended in water. It was noted that the found SNR values did not follow a pattern in relation to soil particle size. In other words, it cannot be concluded that the increase of particle size results in increase of SNR, whereas the SNR values found were larger for some particle sizes in some concentrations and smaller in others. In relation to SSC, it is easy to note that, in general, the higher the concentration of sediments, higher is the found SNR value. This result meets with what have been seen in the literature. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a possibilidade do uso do Velocímetro Acústico Doppler (ADV) para quantificar a concentração de sedimento em suspensão (CSS). Para isso foi desenvolvido um experimento em laboratório, onde se buscou em um ambiente controlado, testar a resposta do ADV para testes conduzidos em amostras de características conhecidas. Foram utilizadas oito concentrações e cinco faixas granulométricas de cinco tipos de solo de três cidades nos ensaios. Foi construído um aparato experimental, a fim de obter dados em amostras homogêneas de água e solo utilizando o programa Sontek Horizon ADV. Coletou-se as amostras em diferentes posições a 6 cm, 12 cm e a 18 cm do fundo do recipiente, totalizando mais de 600 ensaios. Para visualização dos dados e pós processamento utilizou-se o programa Win ADV aplicando o filtro (PSTM) a fim de eliminar os dados que foram afetados por algum efeito de ruído, mantendo um grande percentual de dados. Os dados coletados mostraram o aumento do SNR em relação ao aumento da CSS para os diferentes tipos de solos para as cinco granulometrias, sendo que as melhores correlações entre o eco e a CSS ocorreram para os ensaios com os solos 2, 3 e 4. Através das medições com o ADV em laboratório, foi possível investigar a relação sinal/ruído para diferentes faixas granulométricas e CSS de solo quando em suspensão em água. Notou-se que os valores encontrados para o SNR não seguiram uma regra determinada em relação à faixa granulométrica do solo. Ou seja, não se pode concluir que o aumento da faixa granulométrica indica o aumento do SNR, já que os valores de SNR encontrados foram maiores para algumas granulometrias em algumas concentrações e menores em outras concentrações. Já no que diz respeito às diferentes CSS, em geral, quanto maior a concentração de sedimentos, maior é o valor de SNR encontrado. Esse resultado vem ao encontro com o que tem sido visto na literatura.

O teor de água no solo é um dos fatores determinantes nos processos de transferência entre o solo e a atmosfera, contribuindo nos balanços de água e de energia. Esse teor é influenciado pelas entradas de água na bacia hidrográfica, por características climáticas, topográficas, de cobertura vegetal, práticas de manejo agrícola e propriedades do solo. A grande heterogeneidade desses fatores faz com que a caracterização desse teor seja ainda um grande desafio. Essa pesquisa objetivou desenvolver abordagens baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNAs) para determinação da variação espacial e temporal do teor de água no solo, utilizando informações climáticas, propriedade físicas do solo e variáveis topográficas de uma bacia hidrográfica, com área aproximada de 78 km², localizada na Região Sul do Brasil (bacia do Taboão). A RNA adotada é uma rede de duas camadas, com 25 neurônios na camada intermediária, sendo o treinamento realizado por meio do algoritmo retropropagativo, considerando16 iterações iniciais dos pesos sinápticos, e número máximo de ciclos igual a 30.000. No total foram testadas 40 variáveis de entrada, sendo quatro referentes à topografia (altitude, declividade, distância do ponto ao trecho do rio mais próximo e desnível do ponto ao trecho mais próximo do rio); oito relacionadas ao solo (tipo de solo, densidade do solo, resistência à penetração no solo para as camadas de 0 a 20 cm e 20 a 40 cm, tensão da água no solo em apenas um ponto na bacia e percentual de argila, silte e areia), 10 relativas ao clima (clima, evapotranspiração de referência, temperatura do ar máxima e temperatura do ar, umidade relativa do ar máxima e umidade relativa do ar mínima, pressão atmosférica, radiação solar global, velocidade do vento e temperatura na relva), e 18 variáveis de chuva (chuva de 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 12h; chuva de 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 dias; chuva média ponderada horária; chuva média ponderada diária). A saída dos modelos foi comparada com valores de umidade gravimétrica determinados por amostras coletadas em 26 pontos da bacia, distribuídos espacialmente na bacia, no período compreendido entre 15/01 e 10/08/2013. Neste período o teor de água no solo (umidade gravimétrica) variou entre 13,73 e 33,75%. Os resultados demonstram que é possível estimar o teor de água no solo, com distribuição espacial e temporal, com boa eficiência (NSverificação = 0,77), empregando dados topográficos da bacia, propriedades físicas do solo e dados de chuva. As informações climáticas, por outro lado, não afetam significativamente essa estimativa (NSv=0,28), podendo até diminuir a eficiência do modelo (NSv=0,77 para NSv=0,68). O emprego de muitas variáveis não gera necessariamente o melhor desempenho do modelo, pois uma variável pode mascarar a outra e, até mesmo, interferir a eficiência do modelo (NSv=0,70 e NS=0,61 para os modelos onde foram utilizadas 38 variáveis de entrada), além de aumentar o custo e o tempo para aquisição dessas variáveis, e a dificuldade de interpretação dos resultados em relação às várias entradas. Alternativamente, pode-se estimar o teor de água no solo utilizando modelos mais simplificados que empregam dados de chuva monitorados e informações extraídas de mapas (topografia e tipo de solo), mas o desempenho desses modelos é menor (NSv 0,66). A análise de importância das variáveis de entrada delimitou a tensão da água no solo e a chuva como as variáveis mais influentes nos modelos de melhor desempenho, e a densidade do solo como a menos importante. Nos modelos mais simples, a variável menos relevante é a declividade e a mais importante é a chuva. A análise de sensibilidade demonstrou que nem sempre os modelos conseguem reproduzir o que deveria ocorrer no ambiente natural. The water content in the soil is one of the determining factors in the transfer processes between the soil and the atmosphere, contributing to the balances of water and energy. This content is influenced by inputs to the basin, climate characteristics, topography, land cover characteristics, agricultural practices, and soil properties. These wide heterogeneity factors make the soil water content characterization still a challenge. This research aimed to develop an Artificial Neural Network (ANN) model to determine the spatial and temporal variation of the water content in the soil, using climate data, physical properties of soil, and topographic variables, of a basin with an area of approximately 78 km2, located in Brazil`s southern region (Taboão basin). The model adopted is a double layer feedforward neural network with 25 neurons in the hidden layer. The learning method is the back propagation algorithm, with 16 interactions to avoid local minima, and the maximum number of cycles chosen was 30,000. A total of 40 input variables were tested, including four of topography (altitude, slope, distance from the point to the nearest stretch of river and unevenness of the point closest to the stretch of the river), eight of soil related variables (soil type, soil density, soil penetration resistance for layers from 0 to 20 cm and from 20 to 40 cm, soil water tension at a single point in the basin and percentage of clay, silt and sand), 10 climate-related variables (climate, evapotranspiration reference, maximum and minimum air temperature, maximum and minimum air relative humidity, atmospheric pressure, global solar radiation, wind speed and temperature on grass) and 18 variables related to rain (accumulated precipitation in 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 12h; accumulated precipitation in 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 days; weighted hourly accumulated precipitation; weighted daily accumulated precipitation). The outputs of the models were compared with values determined by gravimetric moisture samples collected from 26 points spatially distributed in the basin, in the period between 15/01 and 10/08/2013. During this period the soil water content (gravimetric water content) ranged from 13.73 to 33.75%. The results show that it is possible to estimate the water content of the soil, temporal and spatial distribution, with good efficiency (NSverication = 0.77), using topographic data from the basin, soil physical properties and precipitation data. The weather information, on the other hand, did not significantly affect the estimate (NSv = 0.28) and may even decrease the efficiency (NSv) of the model (from 0.77 to 0.68). The use of many variables not necessarily generates the best performance of the model as a variable may mask another and even disrupt the efficiency of the model (NSv = 0.70 and NSv = 0.61, where 38 input variables were used), besides increasing the cost and the time to acquire these variables, and the difficulty of interpreting the results in relation to the various inputs. Alternatively, one can estimate the water content in soil using more simplified models, employing monitored rainfall data and information extracted from maps (topography and soil type), but the performance of these models is smaller (NSv 0.66). The analysis of the importance of input variables delimited the soil water tension and the rain as the most influential variables in the best models, and the density of the soil as the least important. In the simplest models, the less relevant variable is the slope and the most important is the rain. The sensitivity analysis showed that the models cannot always play what should occur in the natural environment.

A disponibilidade de séries contínuas de chuva pode viabilizar a execução de muitos estudos que não seriam possíveis com séries que apresentam falhas, pois muitos modelos hidrológicos não apresentam bons resultados quando utilizados dados de entrada com valores faltantes. Neste estudo, as capacidades de Redes Neurais Artificiais (RNAs) foram analisadas para estimar falta de dados das estações pluviométricas. Assim, o objetivo deste trabalho consistiu em testar a utilização de séries pluviométricas preenchidas, em escala horária, a partir de redes neurais artificiais como entrada em um modelo hidrológico de base física, com parâmetros distribuídos. A hipótese levantada neste estudo é que o preenchimento de falhas de séries históricas de precipitação com as Redes Neurais Artificiais potencializam a sua utilização em estudos e na modelização hidrológica. Na metodologia foi proposto um método para preenchimento de falhas dos dados históricos de precipitação horária monitorados em dezoito postos pluviométricos. Posteriormente os dados de precipitação preenchidos foram aplicados em um modelo de previsão de vazão (SWAT). Foram simuladas sete situações para a verificação do desempenho do modelo SWAT, utilizando dados de entrada horários preenchidos de 16 postos pluviométricos, posteriormente, as séries de entrada foram sendo reduzidas, para 8 postos, 4, 2 e por fim 1 posto pluviométrico. Também foi simulado um cenário onde se utilizou como dados de entrada as 16 séries de dados horários sem preenchimento, e um cenário onde os dados horários preenchidos foram convertidos em diários. Foram construídos 1784 modelos para preenchimento de falhas nas séries de dados horários dos postos pluviométricos da bacia. O preenchimento das falhas apresentou coeficientes de analise de desempenho dos modelos elevados. De maneira geral, os valores do coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) encontrados no treinamento e na verificação das redes variaram de 0,80 a 0,99. A frequência com que foram encontrados valores de NS menores que 0.90 nos preenchimentos dos pluviógrafos foi baixa, da ordem de 3,6%. Na aplicação do modelo SWAT, a calibração e a verificação dos parâmetros do modelo foram realizadas com o uso das 16 séries horárias preenchidas com as RNAs. Resultados demonstraram que o coeficiente de eficiência de NS diminui à medida que quantidade de estações pluviométricas utilizadas na entrada do modelo são reduzidas, de 16 para 8, de 8 para 4, de 4 para 2 e de 2 para 1. Variaram de NS = 0,86 (com 16 pluviógrafos) a NS = 0,75 (com dois e um pluviógrafos). Ao se utilizar os dados sem preenchimento o modelo obteve um desempenho inferior, alcançando um coeficiente de NS 6 igual a 0,69. Com relação ao último cenário, em que os dados horários preenchidos foram acumulados e convertidos em diários para serem inseridos no modelo, os resultados foram os piores obtidos, o NS se igualou a 0,61. Nota-se que o preenchimento das falhas das precipitações horárias proporcionou a maximização dos dados disponíveis, com representação das variabilidades espaciais e, a realização de simulações para intervalos de tempo compatíveis com o tempo de resposta da bacia. The availability of continuous rainfall series can enable the execution of many studies that are not possible with failed series, because many hydrological models do not provide good results when used input data with missing values. In this study, the capabilities of Artificial Neural Networks (ANN) were analyzed to estimate missing data rainfall stations. The aim of this study was to test the use of filled rainfall series as an hourly scale, as of artificial neural networks as input to a hydrological model physical basis, with distributed parameters. The hypothesis in this study is that the filling of historic precipitation series faults with the Artificial Neural Networks maximizes its use in studies and hydrological modeling. The methodology has been proposed a method for gap filling of the historical data of hourly rainfall monitored in eighteen rain gauges. Subsequently the completed precipitation data were applied in a flow forecasting model (SWAT). Seven situations were simulated to verify the efficiency of the SWAT model, a scenario with input time of 16 rain gauges with gap filling using RNAs, subsequently the input series were being reduced to 8 stations, 4, 2 and finally 1 rain gauges data filled. Was also simulated a scenario in which were used as input hourly data series of 16 unfilled posts, and a scenario with daily data entry was also simulated, where the hourly data filled of 16 stations were converted to daily data. 1784 models were constructed to fill gaps in the hourly data series of rain gauges in the basin. The gaps filling in hourly precipitation showed high efficiency coefficients of models. In general, coefficient of Nash-Sutcliffe (NS) values found during the training and verification networks ranged from 0.80 to 0.99. The frequency with which NS values smaller than 0.90 were found in the fill of the rain gauge was 3.6%. Based on the rainfall filled series, these were tested for their efficiency in the hydrologic simulation process, using the physically based SWAT model. The calibration and verification of the model parameters were performed using 16 pluviograph stations with hourly series filled with RNAs. Results showed that the efficiency coefficients of NS decreases as the amount of rainfall stations used in the input model are reduced from 16 to 8, from 8 to 4, 4 to 2 and 2 to 1. Ranged from NS = 086 (16 pluviographs) NS = 0.75 (with two one pluviographs). When using the not filling data, the model obtained a lower performance, achieving a 8 coefficient NS equal to 0.69. On respect to the latter scenario, in which hourly data were accumulated and converted filled in daily to be inserted in the model, the worst results were obtained, the NS equaled 0.61. It is noticed in this way, that the filling gaps of hourly rainfall provided the maximization of available data, with representation of spatial variability and, performing simulations to intervals compatible with the response time of the basin.

O objetivo deste trabalho foi propor uma metodologia para investigar os possíveis efeitos das mudanças climáticas na disponibilidade hídrica e as alterações da demanda hídrica no futuro, através de uma abordagem estocástica, que considera projeções climáticas, hidrológicas, populacionais e agropecuárias. O trabalho foi aplicado à bacia hidrográfica do rio Ijuí, noroeste do Rio Grande do Sul, Brasil. A metodologia foi composta por cinco módulos, envolvendo: i) a modelagem hidrológica para transformação da precipitação e evapotranspiração em vazão, utilizando Redes Neurais Artificiais (RNAs), ii) a correção e análise dos cenários climáticos para o futuro, oriundos do modelo Eta CPTEC/HadCM3, iii) a modelagem estocástica das vazões mensais no futuro, iv) a modelagem estocástica das variáveis populacionais e agropecuárias para geração de séries de demanda hídrica no futuro e, v) a simulação do balanço hídrico para geração de curvas de regularização, objetivando uma análise da relação entre a disponibilidade e a demanda hídrica no futuro. Como resultados relacionados ao processo de modelagem hidrológica, destaca-se que o modelo com RNAs mais adequado para a simulação das vazões mensais apresentou apenas três variáveis de entrada, obtendo um coeficiente de Nash-Sutcliffe igual a 0,904. Através da análise de sensibilidade, foi observado que a RNA escolhida relacionou corretamente as variáveis de entrada com a saída da rede, respeitando os princípios físicos envolvidos no sistema hidrológico. Quanto à análise dos cenários climáticos e vazões resultantes do processo de modelagem hidrológica, as diferenças entre os valores simulados com base no modelo Eta e os valores observados, no período de avaliação dos modelos (1976-1990), atingiram erros algumas vezes superiores a 20%. A vazão média de longo período, por exemplo, apresentou uma alteração de 141,6 m³/s (1961-1990) para 200,3 m³/s (2011-2040). Também foi observado um incremento na vazão média e no desvio padrão mensal entre os meses de janeiro e outubro. Entre os meses de fevereiro e junho, o percentual de aumento na vazão média mensal foi mais acentuado, superando o índice de 100%. Considerando-se os intervalos de confiança das estimativas de vazão para o futuro, pode-se concluir que existe uma tendência de aumento na variabilidade hidrológica no período entre 2011 e 2040, o que indica a possibilidade de ocorrência de séries temporais com períodos mais acentuados de estiagem e de cheias. Quanto às alterações na demanda hídrica, foi constatado que a tendência de crescimento das atividades agrícolas irrigadas no período analisado é bem superior à tendência observada em relação à criação animal e ao abastecimento humano. Mantida a tendência e os resíduos modelados entre 2003 e 2010, a média das séries estocásticas geradas para o futuro indica que haverá 1.954 km² de áreas irrigadas em 2040, fazendo com que a demanda aumente de 6,3 m³/s (2011) para 28 m³/s (2040), no mês de maior demanda hídrica (janeiro). Na etapa final, ao calcular a razão entre a demanda para usos consuntivos e a disponibilidade hídrica (demanda/disponibilidade), no período entre 2011 e 2040, foi observada uma tendência de aumento neste percentual ao longo dos anos. Em média, a relação demanda/disponibilidade em 2011 foi de apenas 6,06%, variando entre 0,81% (maio) e 20,15% (dezembro). Já em 2040 esta proporção aumentou para 13,82%, variando entre 1,09% (maio) e 43,3% (dezembro). Quanto às mudanças nas curvas de regularização obtidas através da simulação do balanço hídrico em um reservatório fictício, os resultados atestam que, em caso de confirmação do cenário de mudança climática utilizado, haverá a necessidade de reservatórios com capacidade cada vez maior para atender à demanda para usos consuntivos, em virtude do agravamento das estiagens no início do verão. The purpose of this study was to propose a methodology to investigate the possible effects of climate change on water availability and changes in water requirement in the future, through a stochastic approach that considers climate, hydrological, agricultural and population projections. The method was applied to Ijuí river basin, northwest of Rio Grande do Sul, Brazil. The methodology consisted of five modules, involving: i) hydrological modeling of monthly flows using Artificial Neural Networks (ANNs), ii) correction and analysis of climate scenarios for the future, derived from the Eta model CPTEC / HadCM3, iii) the stochastic modeling of monthly flows in the future, iv) the stochastic modeling of population and agricultural variables to generate water requirement series in the future and, v) the simulation of the water balance for the generation of curves regularization aiming an analysis of the relationship between water availability and water requirement in the future. Regarding the results of the hydrologic modeling, it is highlighted that ANN model more suitable model for the flow simulation presented only three input variables, obtaining a Nash-Sutcliffe coefficient equal to 0.904. It was observed, through sensitivity analysis, that the ANN related correctly chosen input variables with the output of the network, respecting the physical principles involved in the hydrological system. The analysis of climate scenarios and flows resulting from the hydrologic modeling process showed that the differences between the simulated values based on the Eta model and the observed values for the period of assessment models (1976-1990), errors sometimes reached more than 20 %. Therefore, one must consider that these uncertainties will be replicated in future scenarios, as to analysis of the effects of climate change on water availability. Overall, the results related to stochastic modeling of monthly flows for the future (2011-2040) showed a tendency to increase in flows. The average flow of long period, for example, introduced an amendment to 141.6 m³ / s (1961-1990) to 200.3 m³ / s (2011-2040). We observe an increase in the average flow and monthly standard deviation between January and October. The percentage increase in the monthly average flow was more pronounced between the months of February and June, exceeding the rate of 100%. Considering the confidence intervals of the estimates of flow for the future, it can be concluded that there is an increasing trend in hydrological variability in the period between 2011 and 2040, which indicates the possibility of time series with more severe periods of drought and flood. We found an increasing trend of irrigated agricultural activities above the trend towards livestock and human consumption. If the trend and residues modeled between 2003 and 2010 is maintained, irrigated areas in 2040 should reach 1,954 km², increasing water demand of 6.3 m³ / s (2011) to 28 m³ / s (2040), in the month of higher water demand (in January). The final step is to calculate the ratio between the demand for consumptive uses and water availability (demand / availability), we observe an increasing trend in the percentage in the period between 2011 and 2040. On average, the demand / availability in 2011 was only 6.06%, with values between 0.81% (May) to 20.15% (December). By 2040, this proportion increased to 13.82%, with values between 1.09% (May) to 43.3% (December). Finally, with regard to changes in the curves obtained for regularization by simulating the water balance in a fictitious reservoir, the results show that there is a need for reservoirs with increasing capacity to meet the demand for consumptive uses, upon confirmation of the scenario climate change used, because of worsening drought in early summer.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The detailed representation of hydrological processes involved in soil water balance and the little knowledge about the influences of tropical forests has acquired great importance for the efficient management of water resources and a better understanding of the hydrological cycle. Therefore, is necessary to use of techniques that allow monitoring and the representation of involved variables, represent in a possible closer way the natural environment. This work aimed to investigate the dynamics of soil hydrological processes and the determination of the most adequate time scale for determining the water balance, utilizing drainage lysimeters containing undisturbed soil, installed in native grassland compared with the native forest, representative of the Atlantic Forest biome under the climatic conditions of the southern Brazil. The monitoring of the variables rainfall, runoff and drainage was performed through electronic rain gauges and the soil water content was monitored by electronic tensiometers installed at different depths of 10, 30 and 70 cm inside the lysimeters. The results showed that due to interception of solar radiation, the native forest provides the formation of an internal microclimate differentiated in relation to the external environment of native grassland, resulting in a lower input energy and exerting significant influences on the processes involved in the water balance. This difference in climatic conditions combined with soil characteristics, allows the lysimeter installed in native forest presents highest soil water storage capacity of water, being observed higher water contents in the soil, at all depths, compared the condition of native grassland. Consequently, the lysimeter installed in the native forest maintains the drainage flows for longer time than the lysimeter installed in the native field, being the drainage process influenced by the season and the antecedent soil moisture. Regarding the runoff, it is observed that the volumes per event are greater in native grassland than in native forest. The water balance calculation based on data monitored in the lysimeters shows that average daily actual evapotranspiration was 36.93% higher than in the native grassland lysimeter compared to lysimeter installed inside the native forest, having significant difference between the two environments. The lysimeters used in this study as well as the methodologies adopted for monitoring hydrological variables involved in water balance, did not show satisfactory results for the determination of evapotranspiration in daily periods since they are not able to represent the observed lags in speed that different processes occur in the interior of the soil profile. The timescale for events showed to be the most appropriate in determining the water balance in relation to the daily period and decendial period. A representação detalhada dos processos hidrológicos envolvidos no balanço hídrico do solo e o pouco conhecimento sobre a influência das florestas tropicais tem adquirido grande importância para uma gestão eficiente dos recursos hídricos e melhor compreensão do ciclo hidrológico. Para tanto, se faz necessário a utilização de técnicas que permitam o monitoramento e a representação das variáveis envolvidas, de forma mais próxima possível, ao ambiente natural. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo, investigar a dinâmica dos processos hidrológicos do solo e a determinação da escala temporal mais adequada para a determinação do balanço hídrico, utilizando lisímetros de drenagem, contendo em seu interior solo com estrutura não deformada, instalados em área de campo nativo e em área de mata nativa, representativa do bioma mata atlântica. O monitoramento das variáveis precipitação, escoamento superficial e drenagem foi realizado por meio de pluviógrafos eletrônicos e o conteúdo de água no solo foi monitorado por tensiômetros eletrônicos instalados nas profundidades de 10, 30 e 70 cm, no interior dos lisímetros. Os resultados demonstram que devido a interceptação da radiação solar, a vegetação de mata nativa proporciona a formação de um microclima interno diferenciado em relação ao ambiente externo de campo nativo, resultando em um menor aporte de energia e exercendo influências significativas sobre os processos hidrológicos envolvidos no balanço hídrico. Esta diferença nas condições climáticas aliadas as características do solo, permite que o lisímetro instalado na mata nativa apresente maior capacidade de armazenamento de água, sendo observados maiores conteúdos de água no solo, em todas as profundidades, quando comparado a condição de campo nativo. Em consequência, o lisímetro instalado na mata nativa mantem os fluxos subterrâneos de drenagem por mais tempo que o lisímetro instalado no campo nativo, sendo o processo de drenagem influenciado pela época do ano e conteúdo antecedente de água no solo. Quanto ao escoamento superficial, observa-se que os volumes escoados, por evento, são maiores no campo nativo do que na mata nativa. O cálculo do balanço hídrico com base nos dados monitorados nos lisímetros demonstra que a evapotranspiração real média diária foi 36,93% superior no lisímetro do campo nativo quando comparado ao lisímetro instalado no interior da mata nativa, havendo diferença significativa entre os dois ambientes. Os lisímetros utilizados neste estudo bem como, as metodologias adotadas para o monitoramento das variáveis hidrológicas envolvidas no balanço hídrico, não apresentaram resultados satisfatórios para a determinação da evapotranspiração em períodos diários já que não são capazes de representar as defasagens observadas na velocidade com que os diferentes processos ocorrem no interior do perfil do solo. A escala temporal por eventos mostrou ser a mais adequada na determinação do balanço hídrico em relação ao período diário e decêndial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The equipment called ADCP / ADP (Acoustic Doppler Current Profiler / Acoustic Doppler Profiler) are being widely used in hydrometric for determining flow rates, due to faster handling and obtaining information from numerous cross sections analyzed in comparison to conventional methods. This current meter hydrostatic operation is similar to the search sonar and measuring the velocity of the stream of water on time interval and depth. Its operation is based on the principle of the Doppler effect, emitting sound waves in the water stream and a portion of these beams is reflected back to the source station and another part is absorbed by suspended sediments in the water and / or directed to points distinct source. Using this assumption, researchers are investigating if there is a possibility of relating information of sonorous intensity obtained by using ADP with SSC, thus enabling the determination of the solid discharge into waterways. To contribute to the research of the topic, this study sought to investigate this unknown in two distinct stages. The first step consisted of setting up an experimental apparatus consisting of a tank filled with water and a recirculation system. Different mixes of previously classified sands and soils were introduced into the reservoir, allowing for an artificially produced SSC. By using an ADP, concentrations were related to the different sediments while the intensity of the return signal was measured. The second stage investigation was conducted in the Vacacaí-Mirim River, which has natural flow conditions. It was sought to verify the use of ADP for turbidity, an alternative method for replacement of SSC. The general results of the laboratory analysis indicate that there is a relationship between the measure and the CSS echo measured by ADP, extracted from the average of the transducers. Only the results for Groups 1 and 2 showed low correlations and records echoes measured below the all samples collected. By applying the equations for the echos of adjustments resulting from measured samples of all groups, the linear fit showed 76% and 67% exponential fit of CSS calculated in the range of restrictive Factor 2, indicating the possibility of further assessment of sediment concentrations were obtained from eco measured by ADP. For field investigations, relating the echo with the turbidity, the results are promising, there was good correlation between the data with linear fit and 96% exponential 87% between tracks restrictive Factor 2, although few samples. In this step were identified limitations regarding the maximum value measured turbidity and this fact encourages further research on the subject. Os equipamentos chamados de ADCP/ADP (Acoustic Doppler Current Profiler/ Acoustic Doppler Profiler) estão sendo amplamente utilizados na hidrometria para determinação de vazões, devido à rapidez de manuseio e na obtenção de inúmeras informações das seções transversais analisadas, em comparação aos métodos convencionais. Esse medidor de corrente hidrostático tem o funcionamento semelhante ao sonar e busca medir a velocidade da correnteza da água em intervalo tempo e profundidade. Seu funcionamento é baseado no princípio do efeito Doppler, emitindo ondas sonoras na corrente d água, sendo que uma parcela desses feixes é refletida de volta para a fonte emissora e outra parte é absorvida pelos sedimentos em suspensão na água e/ou direcionada a pontos distintos da fonte. Utilizando desta premissa, pesquisadores investigam se há a possibilidade de relacionar as informações de intensidade sonora obtidos com o uso de ADP com a concentração de sedimentos em suspensão, CSS, fato que possibilitaria a determinação da descarga sólida em cursos d água. A fim de contribuir para a pesquisa do tema, neste estudo buscou-se investigar esta incógnita em duas etapas distintas. A primeira etapa consiste na montagem de um aparato experimental composto de um reservatório preenchido de água e munido de um sistema de recirculação. Nesse reservatório foram introduzidas diferentes misturas, areias e solos previamente classificados, permitindo reproduzir artificialmente CSS. Com o uso de um ADP foram relacionadas às diferentes concentrações de sedimentos com a intensidade do sinal de retorno medido. Na segunda etapa investigativa, realizada no rio Vacacaí-Mirim, cujas condições de escoamentos são naturais, buscou-se a verificação do uso do ADP como um método alternativo para a avaliação da turbidez, que pode ser associada com a CSS. Os resultados gerais das análises em laboratório indicam que há uma relação entre a CSS medida e o eco medido pelo ADP, extraído da média dos transdutores. Somente os resultados obtidos nos testes com areias, apresentaram baixas correlações e registros de ecos medidos inferiores à todas as amostragens realizadas. Ao aplicar as equações de ajustes para os ecos medidos resultante das amostragens de areias e solos, o ajuste linear apresentou 76% e o ajuste exponencial 67% das CSS calculadas na faixa restritiva do Fator 2, ou seja, as CSS calculadas não ultrapassam duas vezes o valor de CSS medida seja para mais ou menos, indicando a possibilidade de futuras avaliações das concentrações de sedimentos serem obtidas a partir do eco medido pelo ADP. Para as investigações de campo, relacionando o eco com a turbidez, os resultados são promissores, houve boa correlação entre os dados, com ajuste linear 96% e exponencial de 87% entre as faixas restritivas do Fator 2, apesar de poucas amostragens. Nesta etapa foram identificadas limitações referentes ao valor máximo medido de turbidez e este fato incentiva novas pesquisas sobre tema.

As atividades agrícolas promovem modificações na estrutura física do solo e nas interações que ocorrem no seu interior. As mudanças promovidas nestas atividades podem gerar alterações do processo hidrogeoquímico no solo. Este estudo tem por objetivo estudar o processo hidrológico e o transporte de espécies químicas em solos agrícolas do Sul do Brasil, quando submetidos à chuva de alta intensidade, em lisímetros de drenagem, que são dispositivos experimentais. Sete lisímetros instalados em quatro bacias hidrográficas situadas nos estados do Sul do Brasil foram utilizados nos experimentos, apresentando os mesmos procedimentos metodológicos de dimensionamento e instalação. Nestes, foram realizadas simulações, com diferentes intensidades de chuva, com monitoramento do escoamento superficial e o de drenagem, analisadas quimicamente para as espécies químicas amônio, nitrato, nitrito, fosfato, carbono orgânico e inorgânico total. Foram realizados 77 ensaios de simulação de chuva, com intensidades de chuva variando entre 30 e 140 mm h-1, correspondendo a um período de retorno da ordem de 1 a 1000 anos, respectivamente, correspondendo a chuvas extremas. As séries de dados geradas foram analisadas quanto às suas evoluções temporais e espaciais, magnitude e o processo de transporte envolvido. Os modelos SWAP - Soil, Water, Atmosphere, Plant Environment e ANIMO - Agricultural Nutrient Model foram aplicados às séries, visando avaliar o processo hidrogeoquímico representados. Os modelos são de base física e apropriados para uso em escala de lisímetro. A geração de escoamento superficial, as taxas de infiltração de água no solo e a drenagem interna, em eventos pluviométricos de alta intensidade são influenciadas pelas práticas de manejo e pelo estádio de desenvolvimento da cobertura vegetal e a própria intensidade da chuva. Para elevadas intensidades de chuva tem-se o aumento da água retida na superfície, com consequente alteração na carga hidráulica, proporcionando aumento das taxas de infiltração e do escoamento no perfil do solo. As simulações de chuvas intensas mostram que as concentrações de nitrato nas águas de escoamento superficial e de drenagem são mais elevadas do que aquelas de amônio, nitrito, fosfato, carbono orgânico total e carbono inorgânico. O modelo SWAP simulou adequadamente os componentes do balanço hídrico no lisímetro nas escalas de tempo diário e das chuvas simuladas. Os coeficientes de eficiência de Nash-Sutcliffe na calibração e na verificação, na escala diária, foram superiores a 0,8 para o escoamento de drenagem. Para o nitrato e o fosfato, o modelo ANIMO simulou corretamente as concentrações nas datas de coletas de amostras de águas do escoamento superficial e de drenagem da série de dados diários. Nos períodos dos ensaios de chuvas simuladas, o modelo SWAP apresentou coeficientes de eficiência da ordem de 0,8 para a calibração e verificação do escoamento de drenagem. As evoluções das vazões dos ramos de ascensão e das vazões máximas dos hidrogramas foram adequadamente reproduzidas. O modelo ANIMO simulou com boa precisão as variações temporais das concentrações de nitrato e de fosfato nos períodos de verificação e de calibração das séries de ensaios de simulação de chuva. Agricultural activities promote modifications in the physical structure of the soil and the interactions that occur within. The changes promoted these activities can generate changes in hydrogeochemical processes in the soil. This study aims to the hydrological processes and transport of chemical species in agricultural soils in southern Brazil, when subjected to rain of high intensity in drainage lysimeters, are experimental devices. Seven lysimeters installed in four catchment areas in the southern states of Brazil were used in the experiments, which present the same methodology and manufacturing facility. In these were performed simulations with different rainfall intensities. Were monitored runoff, drainage and analyzed water samples collected for chemical species ammonium, nitrate, nitrite, phosphate, total organic and inorganic carbon. 77 tests were performed to simulate rain, precipitation intensities ranging between 30 and 140 mm h-1, corresponding to return period of about 1 to 1,000 years, respectively, corresponding to extreme rainfall. The datasets generated were analyzed for their spatial and temporal evolutions, their magnitudes and transport processes involved. The models SWAP - Soil, Water, Atmosphere, Environment and Plant and ANIMO - Agricultural Nutrient Model, was applied to the series, to evaluate the hydrogeochemical processes represented. The models are based on physical and suitable for use in lysimeter scale. The generation of runoff, infiltration rates and soil water drainage built in high intensity rainfall events are influenced by management practices and the development stage of the vegetation cover and the very intensity of precipitation. For high intensity rainfall has increased water retained in the surface, with a consequent change in hydraulic head, providing increased rates of infiltration and runoff in the soil profile. The simulations show that the heavy rainfall nitrate concentrations in water runoff and drainage are higher than those of ammonium, nitrite, phosphate, total organic carbon and inorganic carbon. The SWAP model adequately simulated the water balance components in the lysimeter and daily time scales of simulated rainfall. The coefficient of efficiency Nash-Sutcliffe calibration and verification in a daily were more than 0.8 drain for disposal. For nitrate and phosphate, the model correctly simulated ANIMO concentrations on the dates of sample collection of water runoff and drainage series of daily data. During periods of rainfall test, the model presented SWAP efficiency ratios on the order of 0.8 for calibration and verification of drainage outlets. The evolutions of the flow of arms to rise and peak flows of hydrographs were properly reproduced. The model adequately simulated ANIMO temporal variations in the concentrations of nitrate and phosphate during periods of verification and calibration of the test suites rainfall simulation.

Este trabalho refere-se à variabilidade da origem dos sedimentos transportados durante eventos de chuva-vazão em uma pequena bacia hidrográfica rural (1,19 Km2). Esta bacia está localizada no sul do Brasil e a área é caracterizada pela presença de agricultores familiares que principalmente cultivam fumo em áreas consideradas inaptas para atividades agrícolas, de acordo com o sistema de aptidão agrícola do solo. Isto ocasiona severas perdas de solo por erosão hídrica. Neste estudo foram utilizadas técnicas hidrossedimentométricas com análises estatísticas multivariadas para determinação da procedência dos sedimentos durante a subida e a descida da onda de cheia em eventos de precipitação variada. A metodologia utilizada é denominada “método Fingerprinting” e possibilita avaliar quais são as áreas contribuintes para a produção de sedimentos intra-eventos de chuva-vazão. Foram definidas três áreas com potencial para produção de sedimentos, sendo as fontes, o canal de drenagem, as estradas e as lavouras da bacia. Foram coletadas um total de quarenta amostras distribuídas nas áreas fontes de sedimentos. Sete eventos foram monitorados entre os anos de 2009 e 2011 e 24 amostras foram coletadas ao longo destes eventos. Como traçadores foram utilizados elementos químicos, de proveniência natural ou antrópica: sódio (Na), potássio (K), magnésio (Mg), cromo (Cr), manganês (Mn), ferro (Fe), cobre (Cu), zinco (Zn), cádmio (Cd), mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e fósforo (P). Foi demonstrado que os elementos determinados como o melhor conjunto de traçadores (P, Fe, Mn, Mg e K) possuem capacidade em determinar a origem dos sedimentos. Pode-se afirmar que há variabilidade de fontes de sedimentos durante os eventos de chuva-vazão. O estudo revelou que o canal de drenagem contribui com boa parcela dos sedimentos (0 a 72%), principalmente no início do hidrograma. Mesmo utilizando práticas agrícolas de conservação dos solos e dos recursos hídricos as lavouras são as principais fontes fornecedoras de sedimentos, crescendo sua contribuição ao longo do evento (27 a 100%). Os sedimentos oriundos das estradas não possuíram contribuição relevante (0 a 23%) durante os eventos monitorados. Existem evidências da variabilidade das fontes de sedimentos durante a subida e a descida da onda de cheia ocorrida em eventos de chuva. This work refers to the variability of the source of sediment transported during rainfall-runoff events in a small rural catchment (1.19 km2). This basin is located in the south of Brazil and the area is characterized by the presence of family farmers who mainly cultivate tobacco in areas considered unsuitable for agricultural activities, according to the system of agricultural capability of the soil. This causes severe soil loss by water erosion. In this study we used techniques hydrosedimentometrics with multivariate statistical analyzes to determine the provenance of sediments during the rise and fall of the flood wave in precipitation events varied. The methodology is called "fingerprinting method" and allows assessing which areas are contributors to sediment yield intra-rainfall-runoff events. We defined three areas with potential for sediment production, and sources, channel drainage, roads and crops in the basin. We collected a total of forty samples distributed in source areas of sediment. Seven events were monitored between 2009 and 2011 and 24 samples were collected during these events. Tracers were used as chemicals, natural or manmade origin of sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu), zinc ( Zn), cadmium (Cd), mercury (Hg), lead (Pb) and phosphorus (P). It has been demonstrated that certain elements like the best set of tracers (P, Fe, Mn, Mg and K) have the ability to determine the origin of sediments. It can be said that there is variability of sediment sources during rainfall-runoff events. The study revealed that the drainage channel contributes good portion of the sediments (0-72%), especially early in the hydrograph. Even using agricultural practices to conserve soil and water resources crops are the main sources of sediment supply, growing their contribution throughout the event (27 to 100%). Sediment from roads did not possess relevant contribution (0-23%) during the monitored events. There is evidence of the variability of sediment sources during ascent and descent of the flood wave occurred in rain events.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The disordered occupancy of the soil with no suitable conservationist treatment and inappropriate human actions cause impacts in the local hydrology and, also induce the pollution of water resources. The objective of this study was evaluating load of diffuse pollution in four watersheds with different human impacts in distinct location of the Vacacaí Mirim River in Santa Maria, RS, to obtain an analysis of the factors that influence the pollution in the hydric flow as: precipitation, water discharge, soil use and occupation, basin area and, dry period preceding the event. The average concentration of events presented variability due to precipitation and intensity of precipitation, only the Alto da Colina basin presented correlation of the total solids, dissolved solids and, ammonia with the antecedent dry period. The diffuse load in the Rancho do Amaral basin, which has 55.8% of native forest, obtained the smaller charge of diffuse pollution in all analyzed parameters. The Alto da Colina basin, which is influenced by urban and agricultural areas, presented higher loads in all analyzed parameters, and it is the basin with the smallest area. The lower organic load of BOD5 was in the Rancho do Amaral Basin with 9 kg / ha / year and the highest was in the Alto da Colina with 202 kg / ha / year. The polutographs showed the variability of the pollutants in relation to the liquid discharge and greater wash load in urban areas. The difference in pollutant load is due to the high degradation process caused by human activities such as urbanization, agriculture and domestic effluent, different for each watershed. A ocupação desordenada do solo sem os devidos tratos conservacionistas e ações antrópicas indevidas, provocam impactos na hidrologia local, como também induzem a poluição dos recursos hídricos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a carga de poluição difusa em quatro bacias hidrográficas com diferentes impactos antrópicos, em locais distintos do rio Vacacaí Mirim no município de Santa Maria/RS, obtendo-se uma análise dos fatores que interferem na poluição do curso hídrico como: precipitação, vazões, uso e ocupação do solo, área da bacia e período seco antecedente ao evento. As concentrações médias dos eventos tiveram variabilidade em função da precipitação e da intensidade da precipitação, mas somente a bacia Alto da Colina apresentou correlação de sólidos totais, dissolvidos e amônia com o período seco antecedente. A carga difusa na bacia Rancho do Amaral com 55,8% de mata nativa obteve a menor carga de poluição difusa em todos os parâmetros analisados. A bacia Alto da Colina com influência da área urbana e agricultura apresentou carga superior em todos os parâmetros analisados, sendo a bacia de menor área. A menor carga orgânica de DBO5 foi da bacia Rancho do Amaral com 9 kg/ha/ano e a maior a bacia Alto da Colina com 202 kg/ha/ano. Os polutogramas evidenciaram a variabilidade dos poluentes em relação à vazão e maior carga de lavagem em área urbana. A diferença na carga poluente deve-se ao processo de degradação elevada devido às atividades antrópicas, como urbanização, agricultura e lançamento de efluentes domésticos, distintos para cada bacia.

Neste trabalho foi avaliado o efeito do controle de montante em sub-bacias embutidas na previsão hidrológica de curto prazo, com a investigação conjunta de dois aspectos: variação da área controlada e a variação do detalhamento temporal dos dados de vazões de entrada do modelo. O local escolhido para essa pesquisa foi a bacia do rio Ijuí com exutório no posto fluviométrico da Ponte Mística e as suas sub-bacias embutidas de Santo Ângelo, Ponte Nova do Potiribu, Colônia Mousquer, Passo do Faxinal e Turcato. Os dados de vazão utilizados foram obtidos da Agência Nacional de Águas (ANA) e do projeto de monitoramento da bacia do Potiribu (Castro et al., 2010), enquanto que os dados de precipitação foram obtidos em Silva (2011), que calculou uma série histórica de precipitações médias de uma grade de chuvas interpoladas a partir dos dados de 65 postos pluviométricos da região. Para este estudo foram utilizados dados de 22/08/1989 à 01/06/1994 (1.743 dias). Esse período foi selecionado por ser o maior período com dados concomitantes em todos os postos fluviométricos. Os modelos escolhidos para esse estudo foram as redes neurais artificiais de múltiplas camadas, com utilização do algoritmo retropropagativo. As entradas nos modelos foram os dados de precipitação e as vazões diárias da bacia de Ponte Mística e de suas sub-bacias, e as saídas foram as vazões de Ponte Mística um dia à frente. Foram apresentadas oito alternativas de controle físico de montante. Também foram aplicadas, para cada uma das alternativas, componentes antecedentes, com a utilização dos dados de vazão com antecedência de 24h e 48h. A utilização de vazões horárias do Turcato foi comparada com uma alternativa que contempla o mesmo posto, mas com dados diários, para investigar se a utilização de dados com um maior detalhamento temporal pode produzir melhores resultados. Para a análise do desempenho da rede foi aplicado como estatística de qualidade o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS). A avaliação estatística apresentou bons resultados na previsão de vazão para todas as alternativas de controle, sendo o menor NS de 0,91 e o maior de 0,97. A utilização de um maior detalhamento temporal, com aplicação de vazões horárias, provocou uma redução no desempenho do modelo, com o NS caindo de 0,91 para 0,89. Observou-se também que, quanto maior a área controlada das bacias, melhores são os resultados para a previsão de vazão. A análise da influência de cada variável explicativa foi feita por um método apresentado por Maier e Dandy (1997), revelando-se um recurso valioso para a compreensão das relações de importância das variáveis e do funcionamento do sistema. As contribuições das vazões das bacias de montante foram sempre mais influentes do que as precipitações diárias sobre toda a bacia, sendo demonstrado que, neste sentido, mesmo uma bacia muito pequena pode ser importante para a previsão. Além disso, esta técnica revelou-se importante para auxiliar na identificação das defasagens que são mais importantes, e também revela que, mesmo componentes que apresentam menor influência, podem atuar como potencializadoras de outras variáveis ou componentes, cuja ação atua no sentido de incrementar o desempenho das previsões do modelo. This study evaluated the effects of the amount of controlled area with sub-basins embedded for real time hydrologic forecasting. Two aspects were studied together: The variation in the amount of controlled area and the temporal variation of detail data flow model input. The site chosen for this research was the Ijuí river basin with outlet in the gaging station of Ponte Mística and its sub-basins, namely the gaging stations at Sant'Angelo, Ponte Nova do Potiribu, Colônia Mousquer, Passo do Faxinal and Turcato. The streamflow data used were obtained from the National Water Agency (ANA) and the monitoring project of the Potiribu basin (Castro et al., 2010), while precipitation data were obtained in Silva (2011), who calculated the series of average precipitations from a grid of rainfalls resulting from the data interpolation of 65 raingauge stations in the region. For this study we used data from 22/08/1989 to 01/06/1994 (1.743 days). This period was selected because it is the longest period with complete data in all fluviometric stations. The models chosen for this study were the artificial neural networks of multiple layers, with training by the backpropagation algorithm. The entries of the models were the daily rainfall data and the streamflow of Ponte Mística basin and its sub-basins, and the outputs were the streamflows of the gaging station of Ponte Mística one day after. Eight alternatives of upstream control were presented. There were also applied, to each of these alternatives, the antecedent components, namely, the previous streamflow data of 24h and 48h. The model which uses hourly streamflows of Turcato was compared with an alternative that makes the same job, but with daily data, to investigate if the former, with the use of data with greater temporal detail, can produce better results. For the analysis of network performances it was applied the Nash-Sutcliffe coefficient (NS). Statistical evaluation showed good results in predicting streamflow for all control alternatives, being 0.91 and 0.97 the lowest and the highest NS, respectively. Using a more detailed temporal, applying hourly streamflows, caused a reduction in the performance of the model, with the NS falling from 0.91 to 0.89. It was also observed that the larger the controlled basins area, the better the results for predicting flow. The analysis of the influence of each explanatory variable was made by a method developed by Maier and Dandy (1997), proved to be a valuable resource for understanding the importance of relationships of variables and operating system. The contributions of flow from upstream basins have revealed always more influential to the forecasting than the daily precipitation over the whole basin, and demonstrated that, in this sense, even a very small basin may be important for forecasting. Furthermore, this technique proved important to help identify the more important lags, and also reveals that, even components that have less influence, can act for potentiating the other variables or components whose actions acts to increase the performance of the model predictions.

Este estudo visa à estimativa dos fluxos de calor à superfície a partir de imagens orbitais, com os modelos SEBAL/METRIC e aplicação na modelagem hidrológica, com o modelo SWAT. Para isso, foram utilizados os dados da torre micrometeorológica da Ilha do Bananal, coletados durante os Experimentos do LBA, e os dados pluviométricos e fluviométricos. Os dados utilizados compreendem o período de outubro de 2003 a dezembro de 2006 da sub-bacia do rio Lajeado, localizada na bacia do rio Tocantins- Araguaia no estado do Tocantins. O clima na área de estudo tem sazonalidade bem definida, com períodos chuvosos de outubro a março e secos de abril a setembro. As estimativas a partir dos modelos SEBAL/METRIC variaram em função do tipo de solo, com estimativas coerentes dos fluxos de calor à superfície. Em geral, as estimativas dos fluxos de calor representam uma subestimativa de 10% para todo o período estudado. No entanto, sazonalmente observou-se subestimativas de 17% no período chuvoso e de 35% no período seco. De maneira geral, os resultados da utilização da evapotranspiração estimada por sensores remotos no modelo SWAT foi satisfatória. A assimilação da evapotranspiração a partir de imagens orbitais resultou em valores de COE que variaram de 0,57 a 0,84 com os dados diários e de 0,69 a 0,77 com os dados mensais de vazão. Isto indica melhoria no ajuste do modelo, devido a uma melhoria de 0,27 de COE no dado diário e de 0,08 no mensal. Observou-se ainda, que em termos percentuais a vazão simulada pelo modelo SWAT na bacia do rio Lajeado, após a assimilação dos dados de evapotranspiração, apresentou uma redução no erro, de 13% (superestimativa) para 3% (subestimativa) na vazão diária e de 9% para 7% (subestimativa) na vazão mensal. This study presents estimate of the heat flow to the surface from orbital images with the models SEBAL / METRIC for use in hydrological modeling with the SWAT model. For this, we used data from micrometeorological tower of Island Bananal, collected during the experiments the LBA, rainfall and hydrological data. The data used is defined for the period October 2003 to December 2006, in the State Tocantins of catchments river Tocantins- Araguaia of the basin river Lajeado. We observed that the climate in the study area is seasonally well-defined with the rainy season from October to March and the dry are from April to September. Estimates from the models SEBAL / METRIC, varied according to soil type, are consistent with estimates of heat fluxes to the surface. In general, estimates of heat fluxes indicated underestimate of 10% for the period studied. However, seasonally there was an underestimates of 17% in the rainy season and of 35% in the dry season. The results of the hydrologic model can be judged satisfactory by the COE values which vary from 0.57 to 0.84 when comparing the streamflow daily data and from 0.69 to 0.77 with streamflow monthly data, with assimilation of evapotranspiration. This indicates benefits to the model, because was observed an improvement of 0.27 in the COE as daily and of 0.08 as monthly. It was also observed that in percentage terms the streamflow simulated by the SWAT model in the basin river Lajeado after the assimilation of evapotranspiration data showed a reduction error of 13% (overestimation) to 3% (underestimate) to the daily flow and from 9% to 7% (underestimate) to the monthly flow.

O Estado do Tocantins vem a cada dia recebendo mais investimentos públicos e privados para desenvolvimento da agricultura irrigada. Esse crescimento não está sendo acompanhado com o desenvolvimento suficiente de pesquisas e difusão de técnicas aplicáveis para irrigação nessa região. Esse trabalho é um experimento no município de Porto Nacional, região central do Estado do Tocantins, com o cultivo de meloeiros irrigados sob diferentes intensidades e freqüências. Foram aplicadas três lâminas diárias: uma calculada cientificamente, outra aplicando métodos usuais praticados na região e outra com métodos usuais menos 10%. Todas as doses foram aplicadas de duas maneiras: aplicação diária única da dose e aplicação dessa mesma dose fracionada em duas aplicações ao dia. O experimento demonstrou que a quantidade de água aplicada tradicionalmente pelos irrigantes da região é aproximadamente 75 % e 95% maior do que a calculada pelo método de Penman-Monteith. Esta aplicação tradicional, em comparação com a dose determinada a partir do cálculo da evapotranspiração, não melhora os resultados obtidos nas lavouras quanto a: produtividade, brix, comprimento dos frutos, perímetro dos frutos, peso dos frutos, espessura da polpa e número de frutos descartados e que o fracionamento da dose diária em duas aplicações, uma pela manhã e outra à tarde, melhora a produtividade e aumenta a espessura da polpa, ambas características de interesse geral de produtores. The state of Tocantins is every day getting more public and private investments for development of irrigated agriculture. This growth is not accompanied with sufficient development of researching and dissemination of technical requirements for irrigation in this region. This work is an experiment in Porto Nacional, the central region of Tocantins State, with the irrigated cultivation of melon under different intensities and frequencies. We applied three doses daily: a scientifically calculated, another applying the usual methods applied in the region and the other with the usual methods 10%. All doses were applied in two ways: application of a single daily dose and application of the same dose split in two applications a day. The experiment showed that the amount of water applied traditionally by irrigators in the region is approximately 75% and 95% higher than that calculated by the Penman-Monteith. This traditional application, compared with the dose determined from the calculation of evapotranspiration, does not improve the results in crops as the yield, brix, fruit length, fruit girth, fruit weight, flesh thickness and fruit number discarded and the fractioning of the daily dose into two applications, one in the morning and afternoon, improves productivity and increases the thickness of the pulp, both features of interest of farmers.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The purpose of this study is the monitoring of the behaviour of variables involved in determining the hydrological water balance by means of lysimeters installed in a small basin in the central depression of Rio Grande do Sul. The controlled variables were the precipitation, the runoff, the infiltration and storage of water in the soil. This work also presents the procedures for installation and repair of one volumetric lysimeters, besides the physical characterization of the area studied. The evaluation of water balance through of lysimeters measures considered different time scales and the daily evapotranspiration were obtained for intervals of 5 and 10 days. Due to structural problems with the lysimeters the evaluation of variables runoff, infiltration and evapotranspiration was undermined during the period of repair of the lysimeters (June 2008 to December 2008), and these variables only was available after this period (January to April 2009). The variables precipitation and water storage in soil were evaluated during all the period studied (June 2008 to April 2009). The monitoring of the storage of water in the soil within the lysimeters was performed by means of tensiometers vaccum-type installed at depths of 10, 30 and 70 centimeter and then also analyzed by use of equipment TDR installed at 30 centimeter of depth, outside the lysimeters. The results showed that in wet periods the soil moisture is higher in the depth of 10 centimeter, whereas in dry periods there is a higher concentration of moisture at depth of 70 centimeter. The lowest values of moisture were obtained for depth of 30 centimeter both in wet and in dry period. The storage of water in the soil measured by tensiometers and TDR to the depth of 30 centimeter follows the same trend of variation, even with the tensiometers located inside the lysimeters and TDR outside it. However, the storage measured by the tensiometers was higher and presented more changes in relation to storage measured with TDR's help. The water balance in the daily scale developed from measures lysimeters through of the equipment referred in this study, does not show good results, especially in periods in which heavy rain occurs, overestimating or underestimating the evapotranspiration. Already for periods of 5 and 10 days, there are better results when compared with the daily scale. Este trabalho tem por objetivo monitorar o comportamento das variáveis hidrológicas envolvidas no balanço hídrico, a partir de dados lisimétricos, em uma pequena bacia hidrográfica característica do bioma Mata Atlântica, sob as condições climáticas da depressão central do estado do Rio Grande do Sul. As variáveis controladas junto ao lisímetro foram a precipitação, o escoamento superficial, a infiltração, o armazenamento de água no solo e a evapotranspiração. O trabalho apresenta ainda os procedimentos de instalação e reparos de um lisímetro de drenagem, alem da caracterização física da área em estudo. A avaliação do balanço hídrico por meio de determinações lisimétricas considerou diferentes escalas temporais, sendo a evapotranspiração obtida em intervalos diários, de 5 e de 10 dias. Devido a problemas estruturais com o lisímetro, a avaliação das variáveis escoamento superficial, infiltração e evapotranspiração foi prejudicada durante o período anterior ao concerto do lisímetro (junho de 2008 a dezembro de 2008), sendo estas variáveis monitoradas apenas para o período posterior ao concerto do lisímetro (janeiro a abril de 2009). Já as variáveis precipitação e armazenamento de água no solo, foram avaliadas durante todo o período de estudo (junho de 2008 a abril de 2009). O monitoramento do potencial de água no solo para determinar o armazenamento de água no solo no interior do lisímetro, foi realizado por meio de tensiômetros do tipo vacuômetro instalados nas profundidades de 10, 30 e 70 cm. O conteúdo volumétrico de água no solo foi monitorado com TDR instalado a 30 cm de profundidade, externamente ao lisímetro. Os resultados demonstram que nos períodos úmidos o conteúdo de água no solo é maior na profundidade de 10 cm, enquanto que nos períodos secos observa-se uma maior concentração na profundidade de 70 cm. Na profundidade de 30 cm têm-se os menores valores de conteúdo de água no solo tanto no período úmido quanto no período seco. O armazenamento de água no solo, determinado com dados do tensiômetro e do TDR, para a profundidade de 30 cm, segue uma mesma tendência de variação, mesmo com o tensiômetro estando localizado no interior do lisímetro e o TDR fora do mesmo. No entanto, o armazenamento computado com dados do tensiômetro foi superior, alem de apresentar maiores variações em relação ao armazenamento determinado pelo TDR. O balanço hídrico em escala diária, elaborado a partir de dados lisimétricos, pelo uso do equipamento referido neste estudo, não apresenta bons resultados, principalmente nos períodos em que ocorrem precipitações elevadas, superestimando ou subestimando a evapotranspiração. Já para períodos de 5 e 10 dias, observam-se resultados mais satisfatórios, quando comparados a escala diária.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico This paper aimed to quantify pollutants connected to sediments of different sizes in impermeable surfaces in three sampling campaigns. Dry sediments collections were dane on Marquês do Herval ad Rigoberto Duarte streets, both located on the Cancela Creek basin in Santa Maria county, RS, as well as hidrosedimental monitoring at the drainage system escape on Marquês do Herval St. Dry sediments samples prior to rainfall, as well as surface runoff sediment samples during rainfall, were separated into 4 granulometric bands (≤63μm, 63-250μm, 250-500μm e ≥500μm). Organic pollution, nutrient and heavy metal contents were evaluated for each granulometric band by determining the concentration of the following parameters: oxygen chemical demand, ammonia, nitrite, nitrate, phosphate, sulphate, chloride, fluoride, copper, nickel, zinc and lead. Granulometry lower than 63μm represented on average 2,6% of the total sediment content for Marquês do Herval St. and 3,5% for Rigoberto Duarte St. Granulometry above 250μm represented on average 70% of the sediment content for both streets. Heavy metal samples showed higher concentrations in granulometry below 63μm. In dry sediment samples, the highest sulphate, phosphate and chloride contents were found in granulometry above 500μm. Ammmonia, nitrate, lead and zinc are associated with the 63-250μm granulometric band. Este trabalho teve como objetivo quantificar os poluentes ligados aos diversos tamanhos de sedimentos em superfícies impermeáveis em três campanhas de amostragem. Foram realizadas coletas de sedimento seco nas ruas Marquês do Herval e Rigoberto Duarte, ambas localizadas na bacia do arroio Cancela no município de Santa Maria-RS; e monitoramento hidrossedimentológico na saída da canalização da rua Marquês do Herval. As amostras de sedimento seco dos dias anteriores a precipitação, bem como as de sedimento ligado ao escoamento superficial, durante a precipitação, foram separadas em 4 faixas granulométricas (≤63μm, 63-250μm, 250-500μm e ≥500μm). Para cada faixa granulométrica foi avaliada a carga de poluição orgânica, de nutrientes e de metais pesados, através da determinação das concentrações dos seguintes parâmetros: demanda química de oxigênio, amônia, nitrito, nitrato, fosfato, sulfato, cloreto, fluoreto, cobre, níquel, zinco e chumbo. A granulometria menor que 63μm representa em média 2,6% da carga total de sedimentos para a rua Marquês do Herval e 3,5% para a rua Rigoberto Duarte. A granulometria maior que 250μm representa em média 70% da carga de sedimentos em ambas as ruas. As amostras de metais pesados apresentaram maiores concentrações na granulometria menor que 63Sm. Nas amostras de sedimento seco, as maiores cargas de DQO, sulfato, fosfato e cloreto foram encontradas na granulometria maior que 500μm. A amônia e o nitrato, chumbo e zinco estão associados a faixa granulométrica de 63-250μm.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The intense use of the soil and natural resources emphasizes the importance of researching fields related to sediment transport and sediment deposition in catchments. Consequently sediment yield is object of concern in situations regarding the land se and water resources management. The main objective of this research was to evaluate the sediment yield at Sao Martinho da Serra experimental catchment (region named Lajeado Grande). Such evaluation was accomplished by monitoring the water resources in the specific region. The field methodology included liquid discharges measurements, rainfall data collection, suspended sediment and bed material sampling, included tests to determine suspended sediment concentration and particle size distribution for the suspended and bed material. Sediment and flow rating curves were produced to the specific catchment. The largest possible number of rainfall events was monitored during the research period (23/12/2005 a 15/06/2007). The water level and the discharge measurements were carried out upstream and downstream to the studying area. Rainfall data were obtained from the rain gauge installed next to the area. Six methods were applied to calculate the sediment yield during rainfall events. Such methods were chosen according the measured data availabilty. The best adjust between sediment yield measured and calculated values was obtained with the application of MUSLE, which was applied by sub-catchments and relates the sediment yield to the observed effective rainfall (Hef). O intenso uso do solo e recursos naturais em geral, tem mostrado a importância de estudos e pesquisas nas áreas referentes ao transporte e deposição de sedimentos nas bacias hidrográficas, conseqüentemente a produção de sedimentos é objeto de preocupação em todas as situações referentes à gestão do uso do solo e da água. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de sedimentos na Bacia experimental de São Martinho da Serra (região chamada arroio Lajeado Grande) através do monitoramento dos recursos hídricos no Município de São Martinho da Serra. A metodologia utilizada foi medida de descarga líquida no campo, coleta de amostras de sedimentos em suspensão e do material de fundo, coleta e análise de dados de precipitação, análises de laboratório para determinação da concentração de sedimento em suspensão e, para determinação da distribuição granulométrica do material em suspensão e do material de fundo. Para tanto, foram determinadas as curvas chave de vazão e de sedimentos nas sessões em estudo. Foi medido o maior numero de eventos possíveis no período estudado (23/12/2005 a 15/06/2007). Com a coleta de dados nos equipamentos instalados à montante e jusante do local de estudo e com ajuda de um pluviômetro instalado próximo ao local foi possível tirar dados de cota, vazão e precipitação. Seis métodos de cálculo foram aplicados para determinar a produção de sedimento em eventos chuvosos. Tais métodos foram escolhidos devido a disponibilidade de dados observados e calculados. O método que forneceu melhor ajuste dos resultados calculados aos dados medidos de produção de sedimento, foi a MUSLE, aplicada por sub-bacias, utilizando a altura e a duração da chuva efetiva observada (Hef).

Este trabalho foi realizado na bacia do arroio Donato (1,1 km2), localizada na região central do derrame basáltico sul-rio-grandense, com objetivo de avaliar as diferenças no comportamento das variáveis hidrológicas do balanço hídrico (precipitação, escoamento superficial e drenagem profunda, umidade do solo e evapotranspiração) em duas condições de manejo do solo e da temperatura do solo em duas profundidades, a 20 e a 85 cm, através de lisímetros. Foram construídos dois lisímetros do tipo volumétrico de chapas de acrílico com dimensões de 1m x 1m x 1m representando o manejo correspondente ao plantio direto, sendo um deles sem a palha. Uma das características dos lisímetros é a utilização da amostra de solo não deformada de 1 m3 de volume. O período de monitoramento se caracterizou como um ano atípico para a região com relação à precipitação, apresentando dois períodos distintos: um período úmido, com um total precipitado maior que a média em anos anteriores e um período seco com precipitação total menor que a média. Devido a esses períodos distintos, o monitoramento das outras variáveis foi prejudicado, uma vez que a precipitação é a única variável de entrada no balanço hídrico. No que se refere ao volume superficial e a drenagem profunda, foi constatado um comportamento semelhante nos lisímetros, entretanto no lisímetro com palha a drenagem profunda foi mais expressiva. Na análise da temperatura do solo, no lisímetro com palha a temperatura na profundidade de 20 cm foi menor que no lisímetro sem palha, já na profundidade de 85 cm não houve uma diferença significativa entre os mesmos. Com relação à umidade do solo, a qual foi monitorada nas profundidades de 10, 30 e 70 cm, no lisímetro com palha a umidade a 10 cm foi maior que no lisímetro sem palha; já na profundidade de 30 cm a umidade foi maior no lisímetro sem palha e na profundidade de 70 cm não houve diferença. Na análise da evapotranspiração foi verificado que no lisímetro com palha a evapotranspiração foi menor que no lisímetro sem palha, sendo que não foi possível realizar uma análise comparativa mais detalhada devido a alguns problemas com os aparelhos de medição. As observações experimentais indicam que a influência da palha reduz o escoamento superficial; aumenta a drenagem profunda; aumenta a umidade do solo; reduz a evaporação do solo, ocasionando uma redução na taxa de evapotranspiração e diminuição da temperatura máxima do solo. This research was developed considering as the study case the Donato river basin (drainage area of 1,1 km2), which is located at central region of basaltic outflow in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, aiming to evaluate the differences in the behaviour of the water balance hydrologic variables (precipitation, superficial and subsurface drainage, soil moisture and evapotranspiration) under two different soil preparations and the soil temperature at two differents depths (20 and 85 cm) using lysimeters. Two volumetric lysimeters were built using acrylic plates with dimensions 1 m x 1 m x 1 m. Both lysimeters reproduced the direct plantation conditions and employed a 1-m3 unspoiled soil sample, but just one of them using straw coverage. The monitoring period was characterized as an unusual year concerning precipitation and two different periods were identified: a wet period, with total precipitation greater than the average historical value for the same time period in previous years, and a dry period, with total precipitation lower than the average historical value. As precipitation is the main input variable to water balance, the occurrence of these two different precipitation regimes make other monitoring variables difficult. Both lysimeters presented similar superficial and subsurface draining outputs, although it was observed a more pronounced subsurface drainage in that one with straw coverage. The 20-cm depth soil temperature was lower in the lysimeter with straw coverage, while the 85-cm depth soil temperature was practically the same on both of them. The soil moisture was monitored in the depths of 10, 30 and 70 cm. Considering the depth of 10 cm, the soil moisture in the lysimeter with straw coverage was higher than in the other one. The opposite was observed in relation to soil moisture in the depth of 30 cm, when the lysimeter with straw coverage presented lower values, while in the depth of 70 cm both lysimeters presented similar values to soil moisture. The results showed that evapotranspiration in the lysimeter with straw coverage was lower than in the other lysimeter, however a more detailed analysis was not possible due to mechanical problems in the instruments. The experimental observations indicate that the effect of the straw coverage over the hydrologic variables analysed are: reduction of the superficial drainage; increase of the subsurface drainage; increase of soil moisture; reduction of soil evaporation and consequently reduction of evapotranspiration; and a decrease in the maximum soil temperature.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Fundação de Amparo à pesquisa do Estado do RS - FAPERGS The objective of this research is to do a evalvulation of the Basin Alto da Colina, in urbanization process , situed in Santa Maria – RS. In this way, to made use of fluvimetric station installed in that basin and collect data sedimentometrics and hydrometrics. The data were collected with manual sampler (A M S – 1) and automatic sampler (ANA) and analised the concentration of sediments for the filtration method and granulemetry for the deep remove method. The sediments concentration in the beggining of the flood annual is to raise, presented a sharp, showing the washed streets charge. The suspention granulemetry of the material show a sand tenor of 47% beyond expected because the kind of the soil that form the basin denomined Podzólico Bruno Acinzentado Álico. The sediment’s concentration obtained with the manual sampler in flood events presented a nice correlation with the flow, allowed the rating curve building. The correlation between the roiliness and the sediments concentration presented a Nice correlation with the sampler A M S – 1 and roiliness machine mesure SL2K with a R2 equal 0,9260. In apite of Nice correlation, when try stabilish a Rating curve of concentration, the same can´t de used, because existed a great discrepancy between the calculated concentration in this way and the concentration mesure in the station hydrological observing. For the determination of the sediments production transported in suspension to made use of Modified Universal Soil Lost Equation, MUSLE, propose for Williams (1975) the showed higher valves calculated wih the Rating curve of concentration in function of the shar and the first flush. O objetivo deste trabalho é fazer uma avaliação hidrossedimentológica da Bacia Alto da Colina, em fase de urbanização, localizada em Santa Maria – RS. Para tanto utilizou-se a estação fluviométrica instalada nesta bacia e obteve-se os dados sedimentométricos e hidrométricos. As amostras foram obtidas com amostradores manual (A M S – 1) e automático (ANA) e foi analisada a concentração de sedimentos, pelo método de filtração e granulometria, pelo método de retirada pelo fundo. A concentração de sedimentos no início da cheia é bastante elevada, apresentando um pico, mostrando a carga de lavagem. A granulometria do material em suspensão apresentou um teor de areia 47% superior ao esperado pelo tipo de solo que constitui a bacia, solo este denominado Podzólico Bruno Acinzentado Álico. A concentração de sedimentos obtida com o amostrador manual em eventos de cheia apresentou boa correlação com a vazão, permitindo a construção de uma curva-chave. A relação entre a turbidez e a concentração de sedimentos também apresentou uma boa correlação com o amostrador A M S – 1 e turbidímetro SL2K tendo um R2 igual a 0,9260. Apesar desta boa correlação, quando se tentou estabelecer uma curva chave de concentração a mesma não pode ser utilizada, pois existiu uma grande discrepância entre a concentração calculada desta maneira e a concentração medida na estação fluviométrica. Para a determinação da produção de sedimentos transportados em suspensão utilizou-se a Equação Universal de Perdas de Solo Modificada, MUSLE posposta por Williams (1975) que demonstrou valores muito elevados em relação aos valores calculados com a curva chave de concentração em função da cota e da vazão.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Financiadora de Estudos e Projetos - Finep The watershed studied is sub-basin of the watershed of the arroyo Vacacaí Small, in Santa Maria, situated in the High place of the Hill, with coordinated 53°43’41” and 53°44’06” of west longitude and 29°38’47” and 29°39’10” of south latitude, and drainage area of 1,36 km 2. The goals of this work were evaluate the sediments production, starting from discharges mensurations and sediment discharge; evaluate the application of the Universal Equation of Losses of Modified Soil (MUSLE); find a relation between sediments discharge in suspension, obtained with samplers ANA and AMS – 1, and the discharge; find a relation between sediment discharge obtained with sampler of sediments in suspension AMS - 1 and sampler automatic of ascendancy level ANA and to meet a relation between sediments concentration in suspension and the turbidity. For the field measures was built a flume measuring of plan fund, where we setuped the mensuration equipment of the level d’water, and Sampler of Ascending Level (ANA), who water mixture samples collectionsediment. It was built yet, a bridge hidrométrica, for the water mixture collections- sediment with sampler AMS –1 and use of the speed sensor for the mensuration of the speed of the flow. It was obtained a good answer for the evaluation of the sediments production, starting from discharges mensurations and solid, it obtained good correlations between sediments discharge in suspension, obtained with sampler automatic of ascending level (Ana) and with sampler AMS -1 and the discharge. And also we obtained good correlation between solid discharge obtained with sampler of sediments in suspension AMS - 1 and sampler automatic of ascendancy level ANA. They were verified soils losses values, obtained with MUSLE, elevated when compared with measured them in the study section admitting itself these as correct. It was obtained a correlation between sediments concentration and the turbidity of 80%, for values of smaller turbidity than 505 Ntu. A bacia hidrográfica estudada é sub-bacia da bacia hidrográfica do arroio Vacacaí Mirim, em Santa Maria, situada na localidade Alto da Colina, com coordenadas 53°43’41” e 53°44’06” de longitude oeste e 29°38’47” e 29°39’10” de latitude sul, e área de drenagem de 1,36 km 2. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a produção de sedimentos, a partir de medições de descargas líquidas e sólidas; avaliar a aplicação da Equação Universal de Perdas de Solo Modificada (MUSLE); encontrar uma relação entre a descarga de sedimentos em suspensão, obtida com os amostradores ANA e AMS – 1, e a descarga líquida; encontrar uma relação entre a descarga sólida obtida com o amostrador de sedimentos em suspensão AMS - 1 e o amostrador automático de nível ascendente ANA e encontrar uma relação entre a concentração de sedimentos em suspensão e a turbidez. Para as medidas de campo foi construída uma calha medidora de fundo plano, onde se instalou o equipamento de medição do nível d’água, e o Amostrador de Nível Ascendente (ANA), que coleta amostras de mistura água- sedimento. Foi construída ainda, uma ponte hidrométrica, para as coletas de mistura água- sedimento com o amostrador AMS –1 e uso do sensor de velocidade para a medição da velocidade do escoamento. Foi obtida uma boa resposta para a avaliação da produção de sedimentos, a partir de medições de descargas líquidas e sólidas, obtevese boas correlações entre a descarga de sedimentos em suspensão, obtida com o amostrador automático de nível ascendente (ANA) e com o amostrador AMS -1 e a descarga líquida. E também se obteve boa correlação entre a descarga sólida obtida com o amostrador de sedimentos em suspensão AMS - 1 e o amostrador automático de nível ascendente ANA. Foram constatados valores de perdas de solos, obtidos com a MUSLE, elevados quando comparados com os medidos na seção de estudo admitindo-se estes como corretos. Foi obtida uma correlação entre a concentração de sedimentos e a turbidez de 80%, para valores de turbidez menores que 505 Ntu.

As grandes bacias, por terem maior disponibilidade de dados hidrológicos, apresentam comportamento hidrológico melhor conhecido. Em muitos projetos, é necessário o conhecimento de variáveis hidrológicas de pequenas bacias que, devido a escassez de dados, são obtidas através da transferência de informações hidrológicas de grandes bacias. Contudo, para transferir informações hidrológicas de uma escala para outra é necessário o entendimento do comportamento dos processos hidrológicos em diferentes escalas. O objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento dos processos hidrológicos em diferentes escalas, de forma a identificar os erros potenciais das estimativas das variáveis hidrológicas de pequenas bacias através da regionalização destas variáveis com base em dados de grandes bacias. Este estudo utilizou os dados da bacia do rio Potiribu, afluente do rio Ijuí, que contém bacias embutidas em diferentes escalas (12,5 ha; 1,1 km2 e 19,5 km2 ), monitoradas desde 1989. Essa bacia apresenta como característica peculiar a mudança na forma de uso do solo em 1994, passando do plantio convencional para o plantio direto. Também foram utilizados dados de bacias maiores (100-100.000 km2 ) na região do rio Ijuí. O estudo analisou os volumes de cheia, as vazões máximas e as vazões mínimas, além da curva de permanência. Os resultados mostraram que: o plantio direto provocou uma redução nos picos de cheia das bacias menores (12,5 ha e 1,1 km2 ) e um aumento na bacia de 19,5 km2 , o que se deve ao fato desse tipo de plantio promover maior capacidade de infiltração do solo e deixá-lo por mais tempo com cobertura vegetal, aumentando assim a interceptação vegetal; no período de plantio direto, foi observado uma resposta hidrológica ( escoamento superficial) mais uniforme do que no período de plantio convencional; a menor bacia (12,5 ha) apresenta pouca regularização de vazão, passando maior parte do tempo sem vazões, de forma que nessa bacia praticamente só existe vazão quando chove; a regionalização, pela área das bacias de meso escala (100-10.000 km2 ), da vazão média de longo período mostrou que esta variável, entre as demais estudas, é a que melhor estima os valores das micro (1-20 km2 ) e macro bacias (100.000 km2 ); a bacia de 19,5 km2 apresenta comportamento similar aos das bacias de meso escala (100-10.000 km2 ) para as variáveis hidrológicas estudadas. The larger basins have larger readiness of hydrological data, so they present a better known hydrological behavior. ln many projects, the knowledge of hydrological variable of small basins is necessary, but, due to shortage of data, obtained through the transfer of hydrological information of larger basins. However, to transfer hydrological information from one scale to another, it is necessary to understand the behavior of the hydrological processes in different scales. The objective of this research is to analyze the behavior of the hydrological processes in different scales, in order to identify the potential errors of the estimates of hydrological variables from small basins through the regionalization of these variables based on data of Iarger basins. This study used the data of the basin of the ri ver Potiribu, sub-basin ofthe river ljuí, that contains basins embedded in different scales (12,5 ha; 1,1 km2 and 19,5 km2 ), monitored since 1989. That basin presents as peculiar characteristic the change in the form of use of the soil in 1994, passing from the conventional plantation to direct plantation. Data of larger basins were also used ( 100-100. 000 km2 ) in the area of the river ljuí. The study analyzed the runoff, the peaks and the low flow, besides the flow-duration curve. The results showed that: the direct plantation provoked a reduction in the peaks of the smaller basins (12,5 ha and 1,1 km2 ) and an increase in the basin of 19,5 km2 , due to the fact that this plantation type promotes Iarger capacity of infiltration of the soil and leaves it during larger time with vegetable covering, increasing the vegetable interception; in the period of direct plantation, the observed hydrological response (runoft) was more uniform than in the period of conventional plantation; the smallest basin (12,5 ha) presents low regulated flow, passing Iarger part of the time without flow, so that in that scale practically flow only exists when it rains; the basin of 19,5 km2 presents similar behavior to the meso basins scale (100-10.000 km2 ).