Modeling of soil loss by water erosion in the Tietê River Hydrographic Basin, São Paulo, Brazil / Modelagem da perda de solo por erosão hídrica na Bacia Hidrográfica do Rio Tietê, São Paulo, Brasil

Since the mid-16th century, the Tietê River has been an important route for the territorial occupation and exploitation of natural resources in the interior of São Paulo and Brazil. Currently, the Tietê River is well known for environmental problems related to water pollution and contamination. However, little attention has been focused on water erosion, which is a serious issue that affects the soils and waters of the hydrographic basin. Thus, this work aimed to estimate soil loss caused by water erosion in this basin, which has an area of approximately 72,000 km², using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). The RUSLE parameter survey and soil loss calculation were performed using geoprocessing techniques. The RUSLE estimated an average soil loss of 8.9 Mg ha-1 yr-1 and revealed that 18% of the basin's territory presents high erosion rates. These are priority zones for conservation practices to reduce water erosion and ensure long-term soil sustainability. The estimated sediment transport was 1.3 Mg ha-1 yr-1, whereas the observed sedimentation, which was calculated based on data from the fluviometric station, was 0.8 Mg ha-1 yr-1. Thus, the results were equivalent considering the large size of the study area and can be used to assist in managing the basin. Estimating soil losses can help in the planning of sustainable management of the Tietê River Hydrographic Basin and highlights the importance of minimizing water erosion, thus helping to prevent additional pollution and contamination with sediments, agrochemicals, and fertilizers.(AU)

Desde meados do século 16, o rio Tietê tem sido uma importante rota de ocupação territorial e exploração dos recursos naturais do interior de São Paulo e do Brasil. Atualmente, o Rio Tietê é bastante conhecido pelos problemas ambientais relacionados à poluição e contaminação das águas. No entanto, pouca atenção tem sido dada à erosão hídrica, que é um problema sério que afeta os solos e as águas da bacia hidrográfica. Assim, este trabalho teve como objetivo estimar as perdas de solo causadas pela erosão hídrica nesta bacia, que tem uma área de aproximadamente 72.000 km², utilizando a Equação Universal de Perdas de Solo Revisada (RUSLE). O levantamento dos parâmetros RUSLE e o cálculo das perdas de solo foram realizados utilizando técnicas de geoprocessamento. O RUSLE estimou uma perda média de solo de 8,9 Mg ha-1 ano-1 e revelou que 18% do território da bacia apresenta altas taxas de erosão. Estas são zonas prioritárias para práticas de conservação para reduzir a erosão hídrica e garantir a sustentabilidade do solo a longo prazo. O transporte de sedimentos estimado foi de 1,3 Mg ha-1 ano-1, enquanto a sedimentação observada, calculada com base nos dados da estação fluviométrica, foi de 0,8 Mg ha-1 ano-1. Assim, os resultados foram equivalentes considerando a grande extensão da área de estudo e podem ser utilizados para auxiliar na gestão da bacia. A estimativa das perdas de solo pode auxiliar no planejamento do manejo sustentável da Bacia Hidrográfica do Rio Tietê e destacar a importância de minimizar a erosão hídrica, auxiliando na prevenção de poluição adicional e contaminação por sedimentos, agroquímicos e fertilizantes.(AU)

Soil losses in the State of Rondônia, Brazil / Perdas de solo no Estado de Rondônia, Brasil

In the state of Rondônia, deforestation, and inadequate soil use and management have intensified the water erosion process, causing degradation of agricultural land. Modeling is a tool that can assist in the adoption of targeted and effective measures for soil and water conservation in the region. In this context, the objective of the research was to model soil losses due to water erosion in the state of Rondônia using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). The parameters related to rain erosivity, relief, erodibility, and soil cover, as well as the conservation practices of the state of Rondônia, were considered. The modeling steps were performed with the aid of the Geographic Information System. Results were validated with data of total sediments transported with water discharge. The estimated total soil loss was about 605 million tons per year, corresponding to an average loss of 22.50 Mg ha-1 year-1. In 19% of the state, the erosion rate was higher than the soil loss tolerance(T), and these areas should be prioritized for adopting measures to mitigate the erosion process. The RUSLE underestimated the generation of sediments at 0.56 Mg ha-1 year-1, which corresponds to an error of 18.60%. Results obtained can assist in the development of different soil use and management scenarios and provide options for policymakers to encourage soil conservation in the state of Rondônia.(AU)

No Estado de Rondônia, o desmatamento, o uso e o manejo inadequado dos solos têm intensificado o processo de erosão hídrica, gerando a degradação de terras agrícolas. Nesse cenário, a modelagem é uma ferramenta que pode auxiliar na adoção de medidas direcionadas e eficazes de conservação do solo e da água na região. Assim, o objetivo do trabalho foi modelar as perdas de solo por erosão hídrica no Estado de Rondônia utilizando a Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE). Foram considerados os parâmetros referentes a erosividade da chuva, relevo, erodibilidade e cobertura do solo e as práticas conservacionistas do Estado de Rondônia. As etapas da modelagem foram realizadas com auxílio de Sistema de Informações Geográficas. Os resultados foram validados com dados de coleta de sedimentos totais transportados com a descarga dágua. A perda de solo total estimada foi cerca de 605 milhões de toneladas ao ano, correspondente a uma perda média de 22,50 Mg ha-1 ano-1. Em 19% do Estado a taxa erosiva foi superior aos limites de tolerância de perda de solo (TPS), sendo que essas áreas devem ser priorizadas para adoção de medidas de mitigação do processo erosivo. A RUSLE subestimou a geração de sedimentos em 0,56 Mg ha-1 ano-1, o que corresponde a um erro de 18,60%. Os resultados obtidos podem contribuir para elaborar distintos cenários de manejo e uso do solo e fornecer alternativas aos formuladores de políticas agrícolas e ambientais, com o intuito de incentivo a conservação do solo no Estado de Rondônia.(AU)

Modeling of water erosion by the erosion potential method in a pilot subbasin in southern Minas Gerais / Modelagem da erosão hídrica pelo método de erosão potencial em uma sub-bacia hidrográfica de referência no sul de Minas Gerais

Soil losses due to water erosion threaten the sustainability of agriculture and the food security of current and future generations. This study estimated potential soil losses and sediment production under different types of land uses in a subbasin in the Municipality of Alfenas, southern Minas Gerais, southeastern Brazil. The objective of this research was to evaluate the application of the Potential Erosion Method by the Intensity of Erosion and Drainage program and correlate the findings with the results obtained by the Revised Universal Soil Loss Equation as well as geoprocessing techniques and statistical analyses. In the Potential Erosion Method, the coefficient indicating the mean erosion intensity was 0.37, which corresponded to erosion category IV and indicated weak laminar erosion processes, and the total soil loss was 649.31 Mg year-1 and the mean was 1.46 Mg ha-1 year-1. These results were consistent in magnitude with those obtained in the Revised Universal Soil Loss Equation, which estimated a mean soil loss of 1.52 Mg ha-1 year-1 and a total soil loss of 668.26 Mg year-1. The Potential Erosion Method suggests that 1.5% of the area presents potential soil losses above the soil loss tolerance limit, which ranged from 5.19 to 5.90 Mg ha-1 year-1, while the Revised Universal Soil Loss Equation indicated that 7.3% of the area has potential soil losses above the limit. The maximum sediment discharge was 60 Mg year-1, meaning that 9.3% of the total soil loss reached the depositional areas of the river plains orwatercourses. The Potential Erosion Method was efficient in the evaluation of water erosion in tropical soils, and the results were consistent with models widely employed in the estimation of soil losses. Thus, the model can support the evaluation of soil losses in Brazil and is a robust tool for evaluating thesustainability of agricultural activities.(AU)

Perdas de solo por erosão hídrica colocam em risco a sustentabilidade agrícola e a segurança alimentar das gerações atuais e futuras. Assim, este trabalho estimou as perdas potenciais de solo e a produção de sedimentos em diferentes tipos de usos da terra em uma sub-bacia hidrográfica no Município de Alfenas, sul de Minas Gerais, Sudeste do Brasil. A pesquisa teve como objetivo avaliar a aplicação do Método de Erosão Potencial pelo programa Intensidade de Erosão e Escoamento, correlacionando com os resultados obtidos pela Equação Universal de Perdas de Solo Revisada, aliado às técnicas de geoprocessamento e de análise estatística. No Método de Erosão Potencial, o coeficiente que indica a intensidade média da erosão foi de 0,37, ou categoria IV de deterioração, que aponta processos de erosão laminar de grau fraco, com perda total de solo de 649,31 Mg ano-1 e média de 1,46 Mg ha-1 ano-1. Os resultados corresponderam, em magnitude, aos obtidos na Equação Universal de Perdas de Solo Revisada, com perda média de solo de 1,52 Mg ha-1 ano-1 e total de 668,26 Mg ano-1. O Método de Erosão Potencial sugere que 1,5% da área possui perdas potenciais de solo acima do limite da Tolerância de Perda de Solo, que variou de 5,19 a 5,90 Mg ha-1 ano-1, enquanto a Equação Universal de Perdas de Solo Revisada indicou que 7,3% da área possui perdas potenciais de solo acima do limite. A descarga máxima de sedimentos foi de 60 Mg ano-1, ou seja, 9,3% da perda total de solo atinge asáreas deposicionais do deflúvio ou cursos dágua. O Método de Erosão Potencial mostrou eficiência naavaliação da erosão hídrica em solos tropicais, com resultados consistentes com modelos amplamenteempregados na estimativa de perdas de solo, e dão suporte para a avaliação das perdas de solo no Brasil,sendo assim, uma ferramenta robusta para avaliar a sustentabilidade das atividades agrícolas.(AU)

Modeling of water erosion by the erosion potential method in a pilot subbasin in southern Minas Gerais / Modelagem da erosão hídrica pelo método de erosão potencial em uma sub-bacia hidrográfica de referência no sul de Minas Gerais

Soil losses due to water erosion threaten the sustainability of agriculture and the food security of current and future generations. This study estimated potential soil losses and sediment production under different types of land uses in a subbasin in the Municipality of Alfenas, southern Minas Gerais, southeastern Brazil. The objective of this research was to evaluate the application of the Potential Erosion Method by the Intensity of Erosion and Drainage program and correlate the findings with the results obtained by the Revised Universal Soil Loss Equation as well as geoprocessing techniques and statistical analyses. In the Potential Erosion Method, the coefficient indicating the mean erosion intensity was 0.37, which corresponded to erosion category IV and indicated weak laminar erosion processes, and the total soil loss was 649.31 Mg year-1 and the mean was 1.46 Mg ha-1 year-1. These results were consistent in magnitude with those obtained in the Revised Universal Soil Loss Equation, which estimated a mean soil loss of 1.52 Mg ha-1 year-1 and a total soil loss of 668.26 Mg year-1. The Potential Erosion Method suggests that 1.5% of the area presents potential soil losses above the soil loss tolerance limit, which ranged from 5.19 to 5.90 Mg ha-1 year-1, while the Revised Universal Soil Loss Equation indicated that 7.3% of the area has potential soil losses above the limit. The maximum sediment discharge was 60 Mg year-1, meaning that 9.3% of the total soil loss reached the depositional areas of the river plains orwatercourses. The Potential Erosion Method was efficient in the evaluation of water erosion in tropical soils, and the results were consistent with models widely employed in the estimation of soil losses. Thus, the model can support the evaluation of soil losses in Brazil and is a robust tool for evaluating thesustainability of agricultural activities.

Perdas de solo por erosão hídrica colocam em risco a sustentabilidade agrícola e a segurança alimentar das gerações atuais e futuras. Assim, este trabalho estimou as perdas potenciais de solo e a produção de sedimentos em diferentes tipos de usos da terra em uma sub-bacia hidrográfica no Município de Alfenas, sul de Minas Gerais, Sudeste do Brasil. A pesquisa teve como objetivo avaliar a aplicação do Método de Erosão Potencial pelo programa Intensidade de Erosão e Escoamento, correlacionando com os resultados obtidos pela Equação Universal de Perdas de Solo Revisada, aliado às técnicas de geoprocessamento e de análise estatística. No Método de Erosão Potencial, o coeficiente que indica a intensidade média da erosão foi de 0,37, ou categoria IV de deterioração, que aponta processos de erosão laminar de grau fraco, com perda total de solo de 649,31 Mg ano-1 e média de 1,46 Mg ha-1 ano-1. Os resultados corresponderam, em magnitude, aos obtidos na Equação Universal de Perdas de Solo Revisada, com perda média de solo de 1,52 Mg ha-1 ano-1 e total de 668,26 Mg ano-1. O Método de Erosão Potencial sugere que 1,5% da área possui perdas potenciais de solo acima do limite da Tolerância de Perda de Solo, que variou de 5,19 a 5,90 Mg ha-1 ano-1, enquanto a Equação Universal de Perdas de Solo Revisada indicou que 7,3% da área possui perdas potenciais de solo acima do limite. A descarga máxima de sedimentos foi de 60 Mg ano-1, ou seja, 9,3% da perda total de solo atinge asáreas deposicionais do deflúvio ou cursos d’água. O Método de Erosão Potencial mostrou eficiência naavaliação da erosão hídrica em solos tropicais, com resultados consistentes com modelos amplamenteempregados na estimativa de perdas de solo, e dão suporte para a avaliação das perdas de solo no Brasil,sendo assim, uma ferramenta robusta para avaliar a sustentabilidade das atividades agrícolas.