RESUMO
Mathematical models have been widely used to quantify hydrological processes for various practical purposes. These models depend on geomorphological attributes which are derived from relief information represented by Digital Elevation Models (DEM). The objective of this study was to evaluate the influence of relief information sources (ASTER, SRTM-30, SRTM-90, and TOPO) over geomorphological characterization of five Brazilian watersheds. Geoprocessing tools were applied for extraction of the following geomorphological attributes for each DEM: drainage area, perimeter, and watershed slope; length and slope of the main stream; total length of streams; bifurcation, stream length and stream area ratios; and length of the highest order stream. The differences in the values of attributes were calculated in relation to the reference DEM (TOPO). It was found that: i) slope of main stream and bifurcation ratio were the most sensitive parameters regarding the relief information source; ii) flat watersheds were more susceptible to altimetric errors; iii) ASTER did not adequately represent drainage networks for flat watersheds; and iv) the differences in the geomorphological attributes increased as drainage area decreased. The results indicate that DEM may exert influence on the use of hydrological models that depend on geomorphological attributes.
Assuntos
Monitoramento Ambiental , Modelos Teóricos , BrasilRESUMO
RESUMO Apesar da importância da água na Terra, pouco se conhece sobre sua dinâmica no solo e, consequentemente, poucas são as informações sobre sua preservação em quantidade e qualidade. Diante disso, objetivou-se, neste trabalho, gerar informações que dessem subsídio ao entendimento da dinâmica da água no solo em áreas de recarga de nascentes. Para tanto, realizou-se o monitoramento da vazão e da precipitação nas áreas de recarga de duas pertencentes, verificando a relação existente entre os atributos físico-hídricos do solo intimamente relacionados à recarga subterrânea, além das características pedológicas, do uso do solo, da cobertura vegetal e da declividade. Os resultados mostraram que a sinalização de que os Cambissolos apresentam maior capacidade de infiltração e, consequentemente, recarga, em relação aos Latossolos, não se confirmou neste trabalho. Mesmo havendo uma grande discrepância nas classes de relevo entre as áreas de recarga das nascentes, esse efeito não foi suficiente para reduzir o processo de recarga. As condições de uso do solo não foram substancialmente diferentes a ponto de influenciar o processo de infiltração. O grande diferencial entre as áreas de recarga das nascentes em relação à capacidade de gerar deflúvio base se explica pelos atributos físico-hídricos e pelo índice pluviométrico, que, neste caso, resultaram em uma associação mais efetiva na área da nascente L1. A elevada capacidade de retenção de água no Latossolo, reflexo da maior microporosidade associada a sua maior profundidade, é uma característica desfavorável para o processo de recarga quando comparado ao Cambissolo, que tem horizonte B incipiente e menores profundidades.
ABSTRACT Despite the importance of water on earth, little is known about its dynamics in the soil, and consequently, there is little information about its preservation in quantity and quality. Therefore, the objective of this research was to generate information to support the understanding of water dynamics in soil springs in recharge areas. Thus, we carried out monitoring flow and precipitation in the areas of two belonging clearance, verifying the relationship between the physical and water attributes of the soil closely related to groundwater recharge, in addition to soil characteristics, land use, cover vegetation and slope. The results showed that the signaling that Cambisoils have higher infiltration capacity and consequently clearance in relation to Latosols was not confirmed in this study. Even though there is a large discrepancy in relief classes between the recharge areas of springs, this effect was not sufficient to reduce the recharge process. Land use conditions were not substantially different as to influencing the infiltration process. The big difference between the recharge areas of the springs on the ability to generate runoff base is explained by physical-water attributes and rainfall, which in this case resulted in a more effective association in the area of spring L1. The higher water retention capacity of the Oxisol, reflecting the higher microporosity associated with its greater depth, is an unfavorable feature for the recharge process, when compared to Inceptisol, which has an incipient B horizon and lower depths.
RESUMO
ABSTRACT Litter corresponds to the layer of decomposing dead organic matter present on the soil surface. This layer is very important for nutrient cycling and contributes with organic matter accumulation in the soil, besides the carbon stock. The objective herein was to quantify the carbon biomass, both content and stock, and map the litter C-stock in the Cerrado biome, which is formed by Savanna Grassland (SG), Cerrado Stricto Sensu (CE) and Forest Savanna (FS), in Minas Gerais state, southeastern Brazil. The data were collected in 26 fragments in Minas Gerais state, totaling 210 sampling locations. A variographic study was conducted and, for mapping, the ordinary kriging method was used for delimitation of homogeneous zones. It was possible to detect high variability in the carbon biomass, carbon content and C-stock in the Cerrado biome litter in Minas Gerais state. The carbon content presented lower variability, ranging from 40 to 44%, so that it is not responsible for explaining the variability of the litter C-stock. Savanna Grassland and Savanna Forest present, respectively, the lowest and highest C-stocks. C-stock presented a considerable spatial structure dependence, allowing to use the geostatistical procedures for mapping it in the Cerrado biome of the Minas Gerais state. The C-stock kriging map showed good accuracy, allowing to verify that the lowest C-stocks in the litter are found from the center to the northern of the Minas Gerais since the highest air temperatures are also verified in this direction.
RESUMO A serrapilheira corresponde à camada de matéria morta em decomposição presente sobre o solo. Esta camada é de grande importância na ciclagem de nutrientes e aporte de matéria orgânica sobre o solo, além de estocar carbono. Objetivou-se quantificar a biomassa, teor e estoque de carbono e espacializar o estoque de C da serrapilheira do Cerrado de Minas Gerais. Os dados foram coletados em 26 fragmentos de Cerrado no Estado de MG, totalizando 335 pontos amostrados em todo estado. Foi realizado o estudo variográfico e, para o mapeamento, utilizou-se a Krigagem, para delimitação de zonas homogêneas. Foi possível detectar alta variabilidade nas características avaliadas, biomassa, teor e estoque de carbono na serrapilheira do Cerrado em Minas Gerais, Brasil. O teor de C foi a característica que apresentou menor variabilidade, com intervalo de 40-44%, de modo que não é um atributo crítico para explicar o estoque de C na serrapilheira. O Campo Cerrado tem o mais baixo estoque de C, e o Cerradão o mais alto. O estoque de C apresenta considerável dependência da estrutura espacial, permitindo o uso de procedimentos geoestatísticos para mapeá-lo no bioma Cerrado do estado de Minas Gerais. O mapa de krigagem de estoque de C mostrou boa precisão e com base nele, foi possível verificar que os estoques de menor teor de carbono na serrapulheira são encontrados do centro para o norte do estado de Minas Gerais, onde tem-se as maiores temperaturas médias anuais.
RESUMO
ABSTRACT In Brazil, the Mantiqueira Range, southeastern region, shelters the last remnants of the ecologically important Upper Montane Tropical Forest. since extensive exploration that has been taking place in this biome for decades, the influence of land-use changes on hydropedology in these areas must be investigated once major land-use changes have been observed. This study aims to evaluate the land-use influence on soil drainable porosity (SDP) in a headwater watershed located in the Mantiqueira Range region, and to validate the proposed methods based on micromorphological and hydrological indicators. The native vegetation of the study area is Atlantic forest that occupies 62% of the area, and the remaining 38% has been used for pasture. Thirty nine combinations of environmental variables were tested, each one generating a map for predicting SDP. The performance of the spatial prediction of SDP was assessed using 20% of the data from the total number of samples collected throughout the watershed. The least values of SDP are due to the process of removal of native forest and replacement by pasture. Areas with high to moderate SDP are associated with native forest fragments demonstrating the effects of the Atlantic Forest on the water infiltration and groundwater recharge processes, given by the greater contribution of baseflow in a forested catchment located within the studied watershed. The analysis of soil micromorphological images provided useful supporting information on the soil porosity system and along with hydrological properties of the watershed helped understand the SDP behavior on subsurface and groundwater storage capacity.
RESUMO No Brasil, a Serra da Mantiqueira, abriga um dos últimos remanescentes da Floresta Tropical de Altitude. Devido a grande exploração que vem ocorrendo neste bioma há décadas, a influência na hidropedologia decorrente das mudanças do uso do solo deve ser investigada. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do uso do solo na porosidade drenável do solo (PDS) em uma bacia hidrográfica localizada na região da Serra da Mantiqueira e validar os métodos propostos com base em indicadores micromorfológicos e hidrológicos. A vegetação nativa da área de estudo é a Mata Atlântica que ocupa 62% da área, e com os 38% restantes utilizados para pastagem. Trinta e nove combinações de variáveis ambientais foram testadas, cada uma gerando um mapa para predizer a PDS. O desempenho da predição espacial da PDS foi avaliado utilizando 20% dos dados do número total de amostras coletadas em toda a bacia hidrográfica. Os menores valores de PDS são devidos ao processo de remoção de floresta nativa e substituição por pastagem. Áreas com altos a moderados valores de PDS estão associadas a fragmentos de florestas nativas que demonstram os efeitos da Mata Atlântica nos processos de infiltração de água e de recarga de água subterrânea na região da Mantiqueira, dada a maior contribuição do fluxo base em áreas florestadas. A análise micromorfológica do solo forneceu informações úteis sobre o sistema poroso do solo e as propriedades hidrológicas da bacia hidrográfica, ajudando a entender o comportamento da PDS e a capacidade de armazenamento em subsuperfícíe.
RESUMO
RESUMO Este estudo avalia a distribuição espacial do potencial natural e atual do solo à erosão hídrica na Bacia do Rio Sapucaí, sul de Minas Gerais, utilizando a equação universal de perda de solos revisada, através de modelagem cartográfica, para a obtenção da erosão potencial (EP) e da erosão atual (EA). Os resultados indicaram que a EP para a Bacia do Rio Sapucaí variou de "Muito forte", na sua região de cabeceira (Serra da Mantiqueira), a "Fraca", nas áreas com topografia mais suavizada e menor erosividade da chuva. Em relação à EA, mais de 55,17 % da Bacia do Rio Sapucaí apresenta perdas de solo abaixo de 10 t.ha-1.ano-1, significando baixo potencial atual de erosão. A identificação de áreas de risco associadas à erosão acelerada, realizadas neste estudo, fornecem subsídios fundamentais para medidas associadas ao manejo, conservação e planejamento do uso do solo.
ABSTRACT This study was carried out with the purpose to assess the natural and current soil erosion for the Sapucaí river basin using the revised universal soil loss equation (RUSLE) through cartographic modeling to obtain the natural soil erosion potential (EP) and the current soil erosion (EA). Results have indicated that the Sapucaí river basin has soils with EP varying from "Very strong", in its headwater region (Mantiqueira Range) to "Weak" potential, in areas with smoothing topography and smaller rainfall erosivity. Regarding EA, more than 55.17 % of the basin area present soil losses smaller than 10 t.ha-1.year-1, meaning low current soil erosion vulnerability. The identification of accelerated soil erosion areas, obtained by this study, can be very useful for supporting soil conservation management and planning.
RESUMO
Vazões máximas são grandezas hidrológicas aplicadas a projetos de obras hidráulicas e vazões mínimas são utilizadas para a avaliação das disponibilidades hídricas em bacias hidrográficas e comportamento do escoamento subterrâneo. Neste estudo, objetivou-se à construção de intervalos de confiança estatísticos para vazões máximas e mínimas diárias anuais e sua relação com as características fisiográficas das 6 maiores bacias hidrográficas da região Alto Rio Grande à montante da represa da UHE-Camargos/CEMIG. As distribuições de probabilidades Gumbel e Gama foram aplicadas, respectivamente, para séries históricas de vazões máximas e mínimas, utilizando os estimadores de Máxima Verossimilhança. Os intervalos de confiança constituem-se em uma importante ferramenta para o melhor entendimento e estimativa das vazões, sendo influenciado pelas características geológicas das bacias. Com base nos mesmos, verificou-se que a região Alto Rio Grande possui duas áreas distintas: a primeira, abrangendo as bacias Aiuruoca, Carvalhos e Bom Jardim, que apresentaram as maiores vazões máximas e mínimas, significando potencialidade para cheias mais significativas e maiores disponibilidades hídricas; a segunda, associada às bacias F. Laranjeiras, Madre de Deus e Andrelândia, que apresentaram as menores disponibilidades hídricas.
Maximum discharges are applied to hydraulic structure design and minimum discharges are used to characterize water availability in hydrographic basins and subterranean flow. This study is aimed at estimating the confidence statistical intervals for maximum and minimum annual discharges and their relationship wih the physical characteristics of basins in the Alto Rio Grande Region, State of Minas Gerais. The study was developed for the six (6) greatest Alto Rio Grande Region basins at upstream of the UHE-Camargos/CEMIG reservoir. Gumbel and Gama probability distribution models were applied to the maximum and minimum long-term discharges respectively, using Maximum Likelihood estimators. Confidence intervals are important tools for better understand and estimation of water flows, being influenced by the geological characteristics of the basins. Based on the results, we could distinguish two hydrological systems: Aiuruoca, Carvalhos, and Bom Jardim basins, which have produced the greatest maximum and minimum discharges, which means they are more prone to floods, and have more water availability; and F. Laranjeiras, Madre de Deus and Andrelandia basins, which presented smaller water availability.
RESUMO
A aptidão agrícola das terras consiste em uma classificação técnica que identifica o potencial agrícola de utilização das mesmas, considerando as limitações do solo em níveis de manejo diferenciados a partir das informações geradas em um levantamento pedológico. O cruzamento dos dados de aptidão agrícola e uso atual das terras em ambiente SIG (Sistema de Informações Geográficas) consiste numa ferramenta adequada de planejamento, pois permite determinar a inadequação entre uso e aptidão agrícola, dando bases sustentáveis à exploração. Neste estudo, foram realizadas a avaliação da aptidão agrícola das terras e seu uso atual com auxílio de imagens de satélite e observações de campo, e a identificação de Áreas de Preservação Permanente (APPs) em uma sub-bacia hidrográfica da Bacia do Alto Rio Grande, MG. Com base no levantamento de solos, a utilização do sensoriamento remoto, por meio de imagens de satélites, aliado ao ambiente SIG, constituem-se em ferramentas adequadas para avaliação da aptidão agrícola e uso atual das terras, e permitem o monitoramento das áreas da sub-bacia hidrográfica. O levantamento pedológico forneceu uma base segura e real para que, com o auxílio de ferramentas de geoprocessamento, os mapas resultantes tivessem melhor qualidade e representassem com acurácia os diferentes ambientes naturais na paisagem da sub-bacia hidrográfica. Ocorreu o predomínio de usos da terra menos intensivos que os das classes de aptidão agrícola encontradas. As Áreas de Preservação Permanente (APPs) estão recebendo os mais diferentes usos agrícolas, caracterizando uma inadequação entre a legislação ambiental e o uso atual da terra.
The land agricultural suitability is a technical classification that identifies the agricultural potential of land use, considering the soil limitations at differential management levels from the information generated in a pedologic survey. The cross reference of data involving land agricultural suitability and land use in Geographical Information System (GIS) is an adequate tool for planning, because it allows to determine the inadequacy between land use and land agricultural suitability, giving bases to sustainable exploration. Therefore, we evaluated in this work the land agricultural suitability and the current use of the land mediated by satellite images and field observations, for the identification of permanent preservation areas (PPAs) in a small watershed from Alto Rio Grande basin - MG. Based on soil survey, the utilization of remote sensing, by means of satellite images, in association with GIS, constitutes adequate tools to evaluate the land suitability and current use, and allows monitoring areas of the small watershed. The pedologic survey supplied a secure and real basis for this purpose and with the help of geoprocessing tools, the resulting maps had better quality and represented with accuracy the different natural environments in the landscape of the hydrographic small watershed. We observed a dominance of less intensive land use in relation to the agricultural suitability classes found here. The permanent preservation areas (PPAs) are receiving a variety of agricultural uses, which characterizes an inadequacy between the environmental legislation and the current land use.
RESUMO
Entre os fatores climáticos que interferem na erosão hídrica, a precipitação pluvial, expressa pela erosividade da chuva, é o de maior importância. Portanto, seu conhecimento torna-se fundamental na recomendação de práticas de manejo e conservação do solo que visem à redução da erosão hídrica. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram: a) determinar a erosividade da chuva e sua distribuição, na região do Vale do Rio Doce, MG, para nove sub-regiões; b) estimar o índice EI30 mensal, no período de 1969 a 2005, para os municípios de Ferros e Guanhães e c) determinar o tempo de retorno dos índices mensais e anuais de erosividade. O valor médio de erosividade obtido foi de 12.913 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, sendo classificado como muito alto. Entre as sub-regiões, os valores de erosividade variaram de 8.243 a 26.676 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. O período crítico em relação à erosão hídrica, em razão da ocorrência de chuvas erosivas, é de janeiro-março e novembro-dezembro, contribuindo com 88,6 por cento da erosividade anual. De abril a outubro, praticamente inexiste a ocorrência de erosividade crítica. Os valores máximos individuais estimados para os tempos de retorno de 1, 10, 50 e 150 anos foram de 5.508, 15.534, 18.110, 19.632 e 5.542, 17.653, 20.954, 22.931 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, para Ferros e Guanhães, respectivamente. A determinação dos valores de erosividade ao longo do ano permite identificar os meses nos quais os riscos de perdas de solo e água são mais elevados, o que exerce relevante papel no planejamento das práticas conservacionistas.
Among the climatic factors that interfere in water erosion, precipitation, expressed by the rainfall erosivity, is of great importance. Therefore, its knowledge becomes fundamental for the recommendation for soil management and conservation practices that seek the reduction of water erosion. In that context, the objectives of this work were: a) to determine the rainfall erosivity and its distribution at Rio Doce Valley, Minas Gerais State, for nine sub-regions, b) to estimate the monthly EI30 index in the period from 1969 to 2005 for Ferros and Guanhães counties, and c) to determine the return periods of the monthly and yearly erosivity indexes. The average erosivity value obtained was 12.913 MJ mm ha-1 h-1 year-1, being classified as very high. Among the sub-regions, the erosivity values varied from 8.243 to 26.676 MJ mm ha-1 h-1 year-1. The critical periods in relation to water erosion due to the occurrence of erosive rains are January-March and November-December, contributing with 88.6 percent of the annual erosivity. From April to October, the occurrence of critical erosivity practically does not exist. The estimated individual maximum values for the return periods of 1, 10, 50, and 150 years were of 5.508, 15.534, 18.110, 19.632, and 5.542, 17.653, 20.954, 22.931 MJ mm ha-1 h-1 year¹ for Ferros and Guanhães, respectively. The determination of the erosivity values throughout the year allows to identify the months in which the risks of soil and water losses are higher, which is important for planning the conservation practices.
RESUMO
Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar o desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência (ETo) nas escalas diária e mensal, durante os períodos chuvoso (outubro a março) e seco (abril a setembro), nos anos de 2007 e 2008, para a bacia hidrográfica do ribeirão Lavrinha, região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais (MG). O método de Penman-Monteith-FAO foi utilizado como referência. Para avaliação do desempenho dos métodos, foram considerados os coeficientes de correlação (r) e determinação (r²), concordância de Willmott (d), desempenho (c) de Camargo & Sentelhas e erro padrão de estimativa (EPE). Em geral, verificou-se que os métodos que envolvem radiação solar foram mais precisos na estimativa da ETo em relação aos métodos que envolvem apenas a temperatura do ar. Foram obtidas melhores estimativas pelos métodos de Jensen-Haise, FAO Radiação, Penman e Blaney-Criddle FAO para ambos os períodos, com coeficientes de desempenho entre "ótimo" e "muito bom". Os métodos Jensen-Haise, FAO Radiação e Blaney-Criddle FAO são mais indicados para estimativas em escala diária, para a região da Serra da Mantiqueira, por apresentarem maior precisão e formulações mais simples, enquanto que o método de Jensen-Haise apresentou o menor EPE nas estimativas em escala mensal.
The objective of this research was to evaluate the performance of reference evapotranspiration (ETo) estimating methods, in daily and monthly intervals, considering the rainy-summer (October to March) and dry-winter (April to September) seasons, in 2007 and 2008, in Mantiqueira range region, MG. To evaluate the performance methods were considered: the correlation (r) and determination (r²) coefficients, Willmott agreement (d), e Camargo & Sentelhas performance (c) and standard error estimate (SEE), taking Penman-Monteith-FAO as reference. It was verified that the methods based on solar radiation were more accurate than those based only on air temperature. Jensen-Haise, Radiation FAO, Penman and Blaney-Criddle FAO have produced better estimates in both seasons, obtaining good reliability on ETo estimate for the region, presenting "high" and "very good" performance. Jensen-Haise, Radiation FAO and Blaney-Criddle FAO are the most indicated methods in daily scale to the Mantiqueira range region due to present simpler mathematical structure and good performance, while the Jensen-Haise method presented the smallest standard error for the monthly scale.
RESUMO
The aim of this work was to compare aggregate disruption of undisturbed soil samples by ultrasonic energy to aggregate disruption caused by the energy of simulated raindrops, to provide equations that can describe this relationship, and to evaluate whether aggregate stability, expressed by sonication method, may be used to estimate the effect that raindrops have on undisturbed soil samples. Undisturbed soil samples from A, Bi and C horizons of a Cambisol were submitted to different levels of ultrasonic energy and simulated raindrops. Sieved samples (aggregates) were also submitted to different levels of ultrasonic energy so that both disturbed and undisturbed conditions of samples could be compared. The results showed that the method using ultrasonic energy on undisturbed soil samples can simulate the amount of aggregate disruption of soil due to raindrop impact. Dispersion curves of disturbed samples may not be used to estimate the effect of raindrops on undisturbed soil samples.
Objetivou-se neste trabalho comparar a desagregação de amostras de solo indeformadas pela energia ultra-sônica com a desagregação causada pela energia cinética de gotas de chuva simulada, estabelecer equações para descrever essa relação e avaliar se a estabilidade de agregados determinada pelas curvas de desagregação por ultra-som pode ser usada para estimar o efeito que as gotas de chuva têm sobre amostras indeformadas. Amostras indeformadas dos horizontes A, Bi e C de um Cambissolo Háplico foram submetidas a diferentes níveis de energia ultra-sônica e gotas de chuva simulada. Amostras peneiradas (agregados) também foram submetidas a diferentes níveis de energia ultra-sônica para obtenção de curvas de desagregação. Os resultados mostraram que a quantidade de solo desagregado pelo impacto das gotas de chuva pode ser simulada pela aplicação de energia ultra-sônica sobre amostras indeformadas de solo. Curvas de desagregação de amostras deformadas não podem ser usadas para estimar o efeito das gotas de chuva sobre amostras indeformadas de solo.
RESUMO
O conhecimento da estrutura de continuidade espacial dos atributos fisico-hídricos de solos é uma importante ferramenta para o manejo solo em sub-bacias hidrográficas. No entanto, o mapeamento produzido não pode apresentar-se enviesado, com tendências, como acontece com aqueles puramente geométricos. Desta forma, neste trabalho, objetivou-se avaliar modelos de semivariogramas, bem como, métodos de ajuste, para volume total de poros (VTP), condutividade hidráulica do solo saturado (k o), porosidade drenável (m), umidade volumétrica na capacidade de campo (qcc), umidade volumétrica no ponto de murcha permanente (qpmp) e capacidade total de armazenamento de água (CTA), em uma sub-bacia hidrográfica na cabeceira do Rio Grande, na Serra da Mantiqueira. Para isto, foram feitas amostragens em 198 pontos na camada de 0-0,15m em grids de 300m x 300m, 60m x 60m e 20m x 20m. Foram ajustados os modelos de semivariogramas esférico, exponencial e gaussiano ao semivariograma experimental, pelos métodos dos mínimos quadrados ponderados (MQP) e máxima verossimilhança (MV). A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente. A maioria dos atributos apresentou melhor ajuste pela metodologia dos MQP, exceção feita aos atributos porosidade drenável e qpmp. Não houve predominância de nenhum modelo específico de semivariogramas para os atributos avaliados.
The knowledge of spatial continuity of soil physical-hydric attributes is an important tool for soil management on watersheds. However, the mapping cannot present bias as produced by essential geometric interpolator. This work aims to evaluate semi-variogram models and respective methods of adjustment for total porosity (VTP), hydraulic conductivity saturated (k o), drainable porosity (m), soil moisture in field capacity (qcc), soil moisture in permanent wilt point (qpmp) and soil water storage capacity (CTA) on headwater watershed, in Mantiqueira Mountain region. For that, samples were collected at layer of 0-0.15 m, in 198 points, following the grids of 300m x 300m, 60m x 60m and 20m x 20m. Weighted minimum squared (MQP) and Maximum Likelihood (MV) methods were used to adjust spherical, exponential and gaussian semi-variogram models. Cross validation showed that all attributes studied presented spatial continuity. Most of soil attributes presented better adjustments through MQP methodology, except drainable porosity and qpmp. It was not possible to determine only one semi-variogram model to all soil attributes evaluated.
RESUMO
O mapeamento de variáveis climáticas, como chuvas intensas, é de fundamental importância para o manejo ambiental. Para isto, ferramentas estatísticas para interpolação espacial devem ser devidamente analisadas e caracterizadas. Assim, objetivou-se com este trabalho analisar modelos e métodos de modelagem do semivariograma que melhor se ajustem a chuvas intensas com duração de 20, 60, 360 e 1440 minutos e tempos de retorno de 5, 50 e 100 anos, fornecendo subsídios primordiais para espacialização da mesma pelo interpolador geoestatístico, para o Estado de Minas Gerais. Foram testados os modelos esférico, exponencial e gaussiano pelos métodos de ajuste da Máxima Verossimilhança (MV) e Mínimos Quadrados Ponderados (MQP). Utilizou-se como critério de escolha do melhor modelo, o menor erro médio gerado pela validação cruzada, e em caso de similaridade, também foram considerados o maior grau de dependência espacial e o menor efeito pepita, além da análise visual do ajuste do modelo ao semivariograma experimental. O modelo exponencial se sobressaiu em nove das doze situações analisadas, o gaussiano em duas e o esférico em uma situação. Quanto aos métodos de ajuste, o MQP sobressaiu em todos os casos estudados, o que permite sugerir o modelo exponencial ajustado pelo método dos mínimos quadrados ponderados como sendo o mais adequado para o mapeamento da chuva intensa para as condições do Estado de Minas Gerais.
Climate variables mapping, as intense rainfall, is very important to environmental management. Although, statistical tools for spatial interpolation should be analyzed and characterized. This paper aims to analyze models and methods of semi-variogram modeling applied to intense rainfall with duration time of 20, 60, 360 and 1440 minutes and 5, 50 and 100 years of recurrence and consequently, giving support for its mapping, using kriging, in Minas Gerais State. Exponential, Spherical and Gaussian semi-variogram models were tested based on Weighted Minimum Square (WMS) and Maximum Likelihood (ML) methods, using GeoR software. For the best model and method evaluation was considered the mean absolute error produced by cross-validation. For mean error similarity, it was considered the spatial degree of dependence and smaller nugget effect. Visual adjustment of semi-variogram was also analyzed to complete the selection. Exponential model was predominant in nine of twelve situations, followed by Gaussian model in two situations and Spherical for just one. Weighted Minimum Square was the best adjust method in all situations. These results have indicated the exponential model adjusted by Weighted Minimum Square to intense rainfall mapping for Minas Gerais State conditions.
RESUMO
Estudos probabilísticos envolvendo variáveis climáticas são de extrema importância para as atividades da agropecuária, construção civil, turismo, transporte, dentre outros. Visando contribuir para o planejamento da agricultura irrigada, este trabalho teve como objetivos comparar distribuições de probabilidade ajustadas às séries históricas decendiais e mensais, e estimar as precipitações prováveis para o município de Barbacena, MG. Foram estudados os meses de dezembro, janeiro e fevereiro, no período de 1942 a 2003, constituindo-se séries históricas com 62 anos de observações. As lâminas diárias foram totalizadas em períodos mensais e decendiais, sendo aplicadas as distribuições log-Normal 2 parâmetros, log-Normal 3 parâmetros e Gama. Para avaliar a adequabilidade das distribuições, nos períodos estudados, utilizou-se o teste de Qui-quadrado (chi2), ao nível de 5 por cento de significância. As precipitações prováveis foram estimadas para cada período estudado utilizando a distribuição que apresentou o menor valor de chi2, nos níveis de probabilidade de excedência de 75, 90 e 98 por cento. A distribuição Gama foi a que melhor se ajustou aos dados. O estudo de precipitações prováveis é uma boa ferramenta no auxílio da tomada de decisão quanto ao planejamento e uso da irrigação.
Probabilistic studies involving climatic variables are of extreme importance for farming activities, construction, tourism, among others. Seeking to contribute for the planning of irrigate agriculture, this work had as objectives to compare adjusted probability distribution models to the monthly and decennial historical series and to estimate the probable rainfall for the Barbacena County, Minas Gerais State, Brazil. Rainfall data of December, January and February, from 1942 to 2003, were studied, constituting historical series with 62 years of observations. Daily rainfall depths were added for 10 and 30 days, applying Gama, log-Normal 2 and log-Normal 3 parameters probability distribution models. Probability distributions models, were compared with Qui-square statistical test, at 5 percent significance level. Probable rainfall was estimated for each period, using the best distribution, which was evaluated based on the smallest Qui-square value, for the probability occurrence levels of 75, 90 and 98 percent. Gama probability distribution was the most adequate model.
RESUMO
A variabilidade espacial dos atributos físicos do solo é importante para a caracterização do comportamento espacial dos solos em bacias hidrográficas. Objetivou-se com este trabalho estudar a variabilidade espacial de atributos físicos do solo em uma microbacia hidrográfica, visando subsidiar estudos de manejo do solo e da água. A área em estudo é uma microbacia que pode ser considerada homogênea para estudos com agentes erosivos, como a precipitação, devido ao tamanho reduzido (1,23 ha), mas de grande variabilidade de respostas à erosão, em função dos atributos do solo, vegetação, histórico de uso e relevo. Com o auxílio de SIG, DGPS e estação total, toda área foi dividida em grid retangular de 20 m, onde o solo foi amostrado em duas camadas, 0 a 20 cm e 20 a 40 cm. Os atributos avaliados foram: teores de areia, silte e argila e argila dispersa em água (ADA). Os resultados foram analisados utilizando-se a estatística básica, como histogramas e assimetria, e geoestatística, por meio de semivariogramas e mapas de krigagem. Houve dependência espacial de todos os atributos analisados, especialmente na camada de 20 a 40 cm.
The spatial variability of physical attributes in the soil is of great importance for soil and water management practices. This work aimed at to study the spatial variability of soil physical attributes in a small watershed, in order to evaluate the management of soil and water. The watershed area is considered homogenious, based on erosive agents, such as rainfall, due to its small area (1,23 ha), and it shows variability of soil properties, concerning vegetation, land use, and topography. GIS, DGPS and total station were used to set up a grid of 20x20 m. Soil were sampled from 0 to 20 cm and 20 to 40 cm layers. Amount of sandy, silt, clay and water dispersible clay were evaluated. The data were compared in histograms, coefficient of simetry, and geostatistical analyses expressed by semivariograms and kriging maps. All soil attributes demonstrated a spatial dependence, specially at 20-40 cm layer.
RESUMO
Nos dias atuais a irrigação é uma das principais técnicas a serviço da agricultura. Entretanto, a consideração da irrigação como única fonte de suprir a demanda de água para as plantas pode acarretar em sistemas superdimensionados, o que contribui para elevar seu custo de implantação. Uma das alternativas utilizadas na solução desse problema consiste em considerar a precipitação a um determinado nível de probabilidade, ou seja, a precipitação provável, o que possibilitaria fazer a irrigação complementar. Assim, objetivou-se com o presente trabalho, caracterizar a precipitação provável na região do município de Madre de Deus, MG, comparando quatro diferentes modelos de distribuição de freqüência (Gama, Normal, Log-normal 2 e 3 parâmetros). As lâminas diárias foram totalizadas em períodos de 10, 15 e 30 dias, sendo avaliadas com 13 diferentes níveis de probabilidades, para séries históricas de 57 anos de observação, compreendido entre 1942 e 1999. Foi aplicado o teste de Kolmogorov-Smirnov a fim de avaliar a adequabilidade das mesmas e verificar qual modelo é mais adequado para cada uma das séries históricas. Observou-se que os modelos de probabilidade adequaram-se melhor ao período chuvoso, sendo a distribuição Log-normal 3 parâmetros a mais adequada para as séries históricas de período mensal e a distribuição Gama para os períodos quinzenal e decendial.
Nowadays, irrigation is one of the most important agricultural technique. Therefore, this technique can not be the only source to supply water for crops, because the irrigation system may be over designed, increasing installation costs. One of alternatives to solve this problem is to analyze the probability of rainfall, decreasing costs and easing the irrigation management. This study purposes to characterize probable rainfall for Madre de Deus Village, comparing four (4) probability distribution models (Gama, Normal, Log-normal at 2 and 3 parameters). Daily rainfall depths were totalized in consecutive periods of 10, 15 and 30 days, being evaluated for 13 different probability levels, using historical series of 57 year observation, between 1942 and 1999. Kolmogorov-Smirnov statistical test was applied to evaluate the adequacy of the adjusted probability models, towards to the most adequate model for each historical series. Log-normal at 3 parameters was the most adequate for monthly periods and for fortnight and decennial periods, Gama distribution was the best model.
