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)

Selamento superficial e formação de crosta em solos representativos do Estado da Paraíba / Surface sealing and crust formation in Paraíba State representative soils

A formação de selo e crosta superficial no solo tem consequências diretas para o desenvolvimento das culturas e qualidade ambiental, alterando sua estrutura, diminuindo a disponibilidade de água para as plantas e potencializando os efeitos da erosão. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as alterações causadas por sucessivos eventos de precipitação na superfície dos solos. Foram avaliadas quatro classes de solos: Latossolo Amarelo (LA); Argissolo Vermelho (PV); Neossolo Litólico (RL); Luvissolo Háplico (TX). O critério de seleção teve como base o grau de desenvolvimento pedogenético. O experimento foi conduzido sob chuva simulada, em parcelas experimentais com área útil de 0,3481 m², com solo descoberto e declividade de 0,10 mm-1. Os testes foram realizados com intensidade média da precipitação ajustada em 85 mm h-1 durante 75 minutos, aplicadas em três eventos consecutivos com intervalos de 7 dias, para determinar os efeitos da formação do selamento superficial durante a chuva e a formação de crosta após o período de secagem do solo. Foram avaliadas as variáveis hidráulicas do escoamento, a perda de solo (PSi), taxa de desagregação do solo em entressulcos (Di) e o fator de erodibilidade em entressulcos (Ki). A formação de selamento e de crostas superficiais foram observadas com aumento da velocidade de escoamento e da descarga liquida, e a diminuição da altura da lâmina de água, assim como alterações em PSi, Di e Ki, sendo no primeiro evento de chuva simulada a maior contribuição para formação do encrostamento superficial. O TC se mostrou o mais estável após os eventos sucessivos de chuva simulada, mesmo tendo a rugosidade superficial modificada, não apresentou alterações significativas nas perdas de solo, taxa de desagregação e erodibilidade do solo em entresulco.

The formation of seal and surface crust in the soil has direct consequences for the development of the crops and environmental quality, altering the soil structure, reducing the availability of water to the plants and favoring the erosion. The objective of this study was to evaluate the changes caused by successive rainfall events on the soil surface. Four soils were evaluated: Ferralsol; Acrisol; Leptsol; Luvisol. The selection criterion was based on pedogenetic development. The experiment was conducted under simulated rainfall, in experimental plots with a useful area of 0,3481 m², uncovered soil and slope of 0.10 mm-1. The tests were performed with mean precipitation intensity of 85 mm h-1 for 75 min, applied in three consecutive events at 7 day intervals, to determine the effects of surface sealing during rainfall and crust formation after the soil drying period. The hydraulic flow variables, the soil losses (PSi), soil disaggregation rate in interrill (Di) and the interrill erodibility factor (Ki) were evaluated. The formation of sealing and surface crusts were observed with increase of the flow velocity and liquid discharge, and the decrease of water sheet height, as well as in the changes in PSi, Di and Ki, being in the first event of simulated rainfall the greater contribution to formation of superficial crusting. LV showed the most stable after the successive events of simulated rainfall, even though the surface roughness was modified, did not present significant changes in the soil losses, disaggregation rate and soil interrill erodibility.

Selamento superficial e formação de crosta em solos representativos do Estado da Paraíba / Surface sealing and crust formation in Paraíba State representative soils

A formação de selo e crosta superficial no solo tem consequências diretas para o desenvolvimento das culturas e qualidade ambiental, alterando sua estrutura, diminuindo a disponibilidade de água para as plantas e potencializando os efeitos da erosão. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as alterações causadas por sucessivos eventos de precipitação na superfície dos solos. Foram avaliadas quatro classes de solos: Latossolo Amarelo (LA); Argissolo Vermelho (PV); Neossolo Litólico (RL); Luvissolo Háplico (TX). O critério de seleção teve como base o grau de desenvolvimento pedogenético. O experimento foi conduzido sob chuva simulada, em parcelas experimentais com área útil de 0,3481 m², com solo descoberto e declividade de 0,10 mm-1. Os testes foram realizados com intensidade média da precipitação ajustada em 85 mm h-1 durante 75 minutos, aplicadas em três eventos consecutivos com intervalos de 7 dias, para determinar os efeitos da formação do selamento superficial durante a chuva e a formação de crosta após o período de secagem do solo. Foram avaliadas as variáveis hidráulicas do escoamento, a perda de solo (PSi), taxa de desagregação do solo em entressulcos (Di) e o fator de erodibilidade em entressulcos (Ki). A formação de selamento e de crostas superficiais foram observadas com aumento da velocidade de escoamento e da descarga liquida, e a diminuição da altura da lâmina de água, assim como alterações em PSi, Di e Ki, sendo no primeiro evento de chuva simulada a maior contribuição para formação do encrostamento superficial. O TC se mostrou o mais estável após os eventos sucessivos de chuva simulada, mesmo tendo a rugosidade superficial modificada, não apresentou alterações significativas nas perdas de solo, taxa de desagregação e erodibilidade do solo em entresulco.(AU)

The formation of seal and surface crust in the soil has direct consequences for the development of the crops and environmental quality, altering the soil structure, reducing the availability of water to the plants and favoring the erosion. The objective of this study was to evaluate the changes caused by successive rainfall events on the soil surface. Four soils were evaluated: Ferralsol; Acrisol; Leptsol; Luvisol. The selection criterion was based on pedogenetic development. The experiment was conducted under simulated rainfall, in experimental plots with a useful area of 0,3481 m², uncovered soil and slope of 0.10 mm-1. The tests were performed with mean precipitation intensity of 85 mm h-1 for 75 min, applied in three consecutive events at 7 day intervals, to determine the effects of surface sealing during rainfall and crust formation after the soil drying period. The hydraulic flow variables, the soil losses (PSi), soil disaggregation rate in interrill (Di) and the interrill erodibility factor (Ki) were evaluated. The formation of sealing and surface crusts were observed with increase of the flow velocity and liquid discharge, and the decrease of water sheet height, as well as in the changes in PSi, Di and Ki, being in the first event of simulated rainfall the greater contribution to formation of superficial crusting. LV showed the most stable after the successive events of simulated rainfall, even though the surface roughness was modified, did not present significant changes in the soil losses, disaggregation rate and soil interrill erodibility.(AU)