O presente trabalho foi realizado com o objetivo de quantificar e caracterizar a variabilidade espacial dos parâmetros equação K = Kq=0 exp(bq), determinada pelo método do perfil instantâneo. Nessa equação, Kq=0 é o coeficiente linear da reta lnK versus q ou a condutividade hidráulica (K) para o teor de água no solo (q) igual a zero e b o coeficiente angular. O experimento foi realizado no campus da "Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP, localizado no município de Piracicaba (SP), em um Latossolo Vermelho Amarelo, álico, A moderado, textura média, (Typic Hapludox), moderadamente a bem drenado. A parcela experimental tinha um comprimento de 70 m e uma largura de 20 m; na sua linha central ao longo do comprimento foram considerados 50 pontos de observação, distanciados de 1 m entre si e, em cada um deles, instalados 5 tensiômetros eqüidistantes com suas cápsulas porosas localizadas às profundidades de 0,15; 0,30; 0,45; 0,60; 0,75 m. No ponto central de cada circunferência de 0,10 m de raio, na qual foram equidistantemente instalados 5 tensiômetros, foi instalada uma sonda de TDR para medida da umidade nas mesmas cinco profundidades em cada ponto de observação. As medições de umidade e potencial mátrico foram feitas durante 62 dias ou 1.370 horas, escolhendo se para este estudo o período compreendido entre os tempos de redistribuição 78 a 604 horas. Os resultados de umidade no solo (q), potencial mátrico (fm), lnKq=0 e b, foram submetidos à análise estatística exploratória e descritiva para verificação da distribuição e identificação de valores extremos. Também se calculou o número mínimo de subamostras necessárias para estimar o valor médio representativo dos parâmetros avaliados, para um nível de probabilidade de 95%, nos valores de 5, 10, 20 e 30% de coeficiente de variação em torno da média. Para os parâmetros lnKq=0 e b a análise do número de amostras foi também feita pela técnica "bootstrap". Análise da estabilidade temporal foi realizada com os dados de umidade no solo e potencial mátrico. Os resultados indicaram que o padrão de variabilidade dos parâmetros hídricos estudados (q, fm, b e lnKq=0 ) aumentou em profundidade, sendo os maiores coeficientes de variação aqueles apresentados pelo b. A variabilidade da umidade (q) foi baixa e aumentou com o tempo de redistribuição, enquanto que o potencial mátrico (fm), apresentou comportamento oposto, qual seja, variabilidade alta no início da redistribuição diminuindo para média no final da avaliação. Não houve relação entre os parâmetros quanto ao número de amostras necessárias para estimar a média, indicando que a utilização dos métodos para determinação de número de amostras pode gerar valores bem diferentes e que sua aplicação deve ser feita com prudência. Tanto a umidade do solo quanto o potencial mátrico apresentaram estabilidade temporal, o que permitiu identificar quais os locais mais indicados para a realização de amostragens com reduzido esforço e grande precisão. / This work was carried out with the objective of quantifying and characterizing the spatial variability of the K = Kq=0 exp(bq) equation parameters, determined by means of instantaneous profile method. In this equation, b is the slope and Kq=0 the intercept of the linear regression of lnK versus q. The experiment site is located at the Campus “Luiz de Queiroz”, University of São Paulo, county of Piracicaba (SP), Brasil (22 o 42’ 30” S e 47 o 38’ 00” W) in a Typic Hapludox. The experimental plot dimensions were: length = 70 m and width = 20 m. In the central line of the length, 50 observation points 1m among themselves were considered each one with i) 5 mercury manometer tensiometers equally spaced in a 0.10 m radius circumference with their porous cups installed at 0.15, 0.30, 0.45, 0.60 and 0.75 m soil depths and ii) one TDR probe in the central point of the above circumference to measure soil-water content at the same five soil depths. Measurements of soil-water content and matric potential were made during 62 days of soil water redistribution, but the study was carried out using the redistribution time range from 78 to 604 hours. Results of soil-water content (q), matric potential (fm), lnKq=0 and b were analyzed by the exploratory and descriptive statistics in order to verify the data distribution and to identify outliers values. The minimum number of samples necessary to estimate the mean value of the assessed parameters was also calculated at a probability level of 5%, for variation coefficient values of 5, 10, 20 and 30%. For the parameters lnKq=0 and b, the analysis of number of sa mples was also made by using the "bootstrap" technique. Time stability analysis was used for soil-water content and matric potential data. The results have indicated that the variability of the studied hydric parameters (q, fm, b and lnKq=0 ) increased with soil depth, being the higher variation coefficients those of the parameters b. The soil water-content (q) variability was low and increased with the soil water redistribution time, whereas the matric potential had an inverse behavior, that is, high variability at the beginning of the soil water redistribution, decreasing to a medium one at the end of evaluation. There was no relation among parameters in terms of number of samples needed to estimate the mean, indicating that the use of methods to determine the number of samples can led to values very differents; hence the appliance of these methods should be done with caution. Both soil-water content and matric potential presented time stability, which permitted to identify the best points for future samplings with less effort and high precision.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-05-08T12:38:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3818508 bytes, checksum: 182dfae40dd0cd6b00a1dbc922bde57e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T12:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3818508 bytes, checksum: 182dfae40dd0cd6b00a1dbc922bde57e (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As alterações climáticas e a intensificação das atividades antrópicas nas bacias hidrográficas têm alterado expressivamente o regime de vazões, o que se configura como um problema para os sistemas de gerenciamento dos recursos hídricos, pois estes são operados considerando a hipótese de estacionariedade, ou seja, a não ocorrência de mudanças significativas nos dados hidrológicos ao longo do tempo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da modificação temporal e espacial da cobertura vegetal no regime de vazões na bacia do rio Manhuaçu, MG. A análise da dinâmica da cobertura vegetal, no período de 1986 a 2014, foi realizada utilizando-se o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). O NDVI foi calculado a partir de imagens Landsat com resolução espacial de 30 m, sendo o seu processamento realizado na plataforma Google Earth Engine (GEE). Para avaliar a relação da dinâmica da cobertura vegetal com o regime de vazões, os valores de NDVI foram classificados em áreas de vegetação com alto vigor (floresta nativa, plantada, formação arbustiva e culturas perenes) e pastagem. Para a caracterização do comportamento hidrológico foram utilizados os dados de oito estações fluviométricas e 18 estações pluviométricas que apresentam influência na área de estudo. A verificação da hipótese de estacionariedade nos dados hidrológicos foi feita com a aplicação dos testes de Mann Kendall e Pettitt, ao nível de significância de 5%. Foram ajustados modelos de regressão múltipla utilizando como variáveis explicativas o uso do solo (β 1 ), a precipitação (β 2 ) e a evapotranspiração (β 3 ). A Evapotranspiração foi extraída do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), do produto Global Evapotranspiration Project (MOD16A2), a partir de 2000, com resolução espacial de 1 km. Em relação à dinâmica da cobertura vegetal, observou-se uma variação pouco expressiva ao longo do tempo, com pequeno aumento na cobertura vegetal com alto vigor e redução na área de pastagem. Verificou-se, também, que seis estações fluviométricas localizadas na área de estudo apresentaram comportamento não estacionário, com tendência de redução da vazão mínima e aumento da vazão máxima. Em geral, os dados pluviométricos apresentaram variabilidade natural. Dois modelos de regressão múltipla se destacaram por apresentar o melhor ajuste aos dados, um com duas variáveis explicativas (média de cinco anos de dados de uso do solo e precipitação) e outro com três, incluindo a evapotranspiração como variável explicativa adicional. De maneira geral, foram obtidos ajustes satisfatórios em grande parte das estações fluviométricas, sendo que os valores de R a 2 ajustado dos modelos de regressão múltipla variou de 0,59 a 0,96. A utilização de NDVI mostrou ser um bom indicativo para avaliação da dinâmica da cobertura vegetal; no entanto, a alta variabilidade dos dados, dificultou estabelecer um intervalo para a separação das classes de uso do solo de interesse. Os resultados observados confirmaram a importância do estudo do regime de vazões na bacia do rio Manhuaçu visando a adequação dos sistemas de gestão de recursos hídricos à variabilidade do comportamento hidrológico ao longo do tempo. / Climate change and the intensification of anthropogenic activities in river basins have significantly altered the stream flow regime, which is a problem for water resources management systems, since these are operated considering the stationarity hypothesis; that is, significant changes in hydrological data over time. In this context, the aim of this work was to evaluate the influence of the temporal and spatial modification of the vegetation cover on the stream flow regime in the Manhuaçu river basin, Minas Gerais state, Brazil. An analysis of vegetation cover dynamics, from 1986 to 2014, was performed using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The NDVI was calculated from Landsat images with spatial resolution of 30 m and was processed in the Google Earth Engine (GEE) platform. In order to evaluate the relationship between the vegetation cover dynamics and the stream flow regime, NDVI values were classified in high vegetation areas (native forest, planted, shrub and perennial) and pasture. For the characterization of hydrological behavior, the data from eight fluviometric ground stations and 18 pluviometric ground stations were used, which influence the study area. Verification of the stationarity hypothesis in the hydrological data was carried out with the Mann Kendall and Pettitt tests, at a significance level of 5%. Multiple regression models were adjusted using soil (β1), rainfall (β2) and evapotranspiration (β3) as explanatory variables. The evapotranspiration data were extracted from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor, of the Global Evapotranspiration Project (MOD16A2), since 2000, with spatial resolution of 1 km. In relation to the vegetation cover dynamics, there was a little variation over time, with a small increase in the vegetation cover with high vigor and a reduction in the pasture area. It was also verified that six fluviometric stations located in the study area presented non-stationary behavior, with a tendency to reduce the minimum stream flow and increase the maximum stream flow. In general, rainfall data presented natural variability. Two models of multiple regression showed the best fit for the data, one with two explanatory variables (mean of five years of land use and precipitation) and one with three, including evapotranspiration as an additional explanatory variable. In general, satisfactory adjustments were obtained in most fluviometric stations, and adjusted values of the multiple regression models ranged from 0.59 to 0.96. The use of NDVI proved to be a good indicator for the evaluation of vegetation cover dynamics; however, the high variability of the data made xiit difficult to establish an interval for the separation of the land use classes of interest. The results confirmed the importance of studying the flow regime in the Manhuaçu river basin, aiming to make the management of water resource systems appropriate to the variability of hydrological behavior over time.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-05-08T18:44:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3291821 bytes, checksum: 0e356ab1ba00b630098d10db92c6de84 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T18:44:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3291821 bytes, checksum: 0e356ab1ba00b630098d10db92c6de84 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Por ser a tecnologia dos sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS) relativamente recente, ainda são poucos os estudos que contemplam a medição ou estimativa da evapotranspiração da cultura (ETC), de produtividade de biomassa vegetal seca da parte aérea e da capacidade de extração de nutrientes/poluentes pelas plantas cultivadas, ao longo desses sistemas de tratamento. No entanto, sabe-se que essas informações são de grande importância para o projeto, a operação, a avaliação e a modelagem hidrológica de SACs-EHSS. Assim, com a realização deste trabalho, teve-se por objetivo a obtenção de modelos matemáticos para estimativa da ETC, da produtividade de biomassa vegetal seca da parte aérea e da capacidade de extração de N, P e K pelo capim-tifton 85 (Cynodon spp.) e capim-vetiver (Chrysopogon zizanioides), cultivados em protótipos de SACs-EHSS submetidos à aplicação de soluções nutritivas contendo diferentes valores de condutividade elétrica (CE). Os protótipos foram construídos em alvenaria, com formato retangular e dimensões médias de 0,92 m de largura, 0,73 m de comprimento e 0,35 m de altura, totalizando uma área superficial de 0,68 m2. Os cortes da parte aérea das plantas foram realizados mensalmente, sendo o balanço hídrico realizado todos os dias às 9 h, com a finalidade de se determinar a ETC e o KC dos capins. A partir dos dados de produção de matéria seca da parte aérea e dos teores de N, P e K nas plantas, foram obtidos os modelos de capacidade de extração de cada nutriente/poluente pelos capins vetiver e tifton, em função da CE na solução nutritiva. Para validação dos modelos, SACs- EHSS também foram operados em condições de escala plena, no tratamento de esgoto sanitário, sendo para isso utilizadas unidades nas dimensões de 4 m de comprimento e 1 m de largura, cultivadas individualmente com capim vetiver e tifton 85. O experimento foi conduzido no período de 5 de março a 17 de novembro de 2016, contemplando estações quentes e frias do ano. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que os valores de K C do capim-vetiver independeram da CE na solução nutritiva, entretanto, a produtividade de biomassa vegetal seca da parte aérea e as extrações de N, P e K pelo referido capim aumentaram linearmente com o aumento da CE. Em relação ao capim-tifton 85, foram ajustados modelos quadráticos de K C, de produtividade de biomassa vegetal seca da parte aérea e de extração de N, P e K, em função da CE da solução nutritiva. Apesar dos modelos ajustados neste trabalho não terem sido capazes de estimar, com precisão, todas as variáveis avaliadas, recomenda-se o emprego das equações obtidas nas estimativas dos valores de ETC, de produtividade de biomassa vegetal seca da parte aérea e da extração de N, P e K, como fonte preliminar de informação no projeto e operação de SACs-EHSS. / The technology of horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CW) is relatively new and there are therefore few studies that evaluate the measurement or estimation of crop evapotranspiration (ETC), the dry biomass productivity of plant shoots and the nutrient/pollutant extraction capacity of the cultivated plants along these treatment systems. However, it is known that this information is of great importance for the design, operation, evaluation and hydrological modeling of HSSF-CW. The objective of this work was therefore to obtain mathematical models for estimation of the ETC, the dry biomass productivity of plant shoots and the N, P and K extraction capacity of tifton 85 grass (Cynodon spp.) and vetiver grass (Chrysopogon zizanioides) cultivated in HSSF-CW prototypes submitted to the application of nutrient solutions containing different electrical conductivity values (EC). The prototypes were constructed of concrete becks, with rectangular shape and average dimensions of 0.92 m width, 0.73 m length and 0.35 m height and a total surface area of 0.68 m 2. The plant shoots were cut monthly, and the water balance was confirmed every day at 9 am, in order to determine the ET C and KC of the grasses. From the shoot dry matter production data and the N, P and K levels in the plants, models of extraction capacity of each nutrient/pollutant by the vetiver and tifton 85 grasses were obtained, in function of the EC in the nutrient solution. In order to validate the models, HSSF-CW were also operated under full scale conditions for the treatment of sanitary sewage, using units with dimensions 4 m in length and 1 m in width, individually cultivated with the vetiver and tifton 85 grasses. The experiment was conducted during the period from March 5 to November 17, 2016, considering both the hot and cold seasons of the year. From the results obtained, it was verified that the KC values of the vetiver grass were independent of the EC in the nutrient solution, however the dry shoot biomass productivity and the N, P and K extractions by the referred grass increased linearly with the increase in EC. In relation to the tifton 85 grass, quadratic models of KC, dry shoot biomass productivity and N, P and K extraction were adjusted as a function of EC of the nutrient solution. Although the models adjusted in this study were not able to accurately estimate all the evaluated variables, they are recommended for use to estimate, dry biomass productivity of the plant shoots and extraction of N, P and K as a preliminary source of information for the design and operation of the HSSF- CW.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-08-01T17:44:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3594233 bytes, checksum: a2d8ed706aa7de1bc481e0898bcd9ad5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-01T17:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3594233 bytes, checksum: a2d8ed706aa7de1bc481e0898bcd9ad5 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Diversos fatores são apontados na literatura como contribuintes no processo de colmatação de Sistemas Alagados Construídos de Escoamento Horizontal Subsuperficial (SACs-EHSS), sendo um deles a desintegração do substrato. No presente trabalho, procurou-se avaliar o comportamento e a colmatação de SACs- EHSS cultivados com Pennisetum purpureum Schum (capim-elefante cv. Napier) e Cynodon spp. (capim-tifton 85), de forma consorciada, utilizando-se garrafas PET amassadas ou brita # 0 como substrato, no tratamento de água residuária de tanque comunitário de resfriamento de leite (ARTL). A unidade experimental foi constituída por seis SACs-EHSS, nas dimensões de 0,6 m de altura x 1,0 m de largura x 2,5 m de comprimento que estavam em operação a 1 ano. Segundo as condições operacionais, esses sistemas foram denominados de SAC-P (meio preenchido com garrafas PET amassadas, sem cultivo); SAC-PTE (meio preenchido com garrafas PET amassadas, cultivado na sua primeira metade com capim-tifton 85 e, na sua segunda metade, com capim-elefante); SAC-PET (meio preenchido com garrafas PET amassadas, cultivado na sua primeira metade com capim-elefante e, na sua segunda metade, com capim-tifton 85); SAC-BTE (meio preenchido com brita, cultivado na sua primeira metade com capim-tifton 85 e, na sua segunda metade, com capim-elefante); SAC-BET (meio preenchido com brita, cultivado na sua primeira metade com capim-elefante e, na sua segunda metade, com capim-tifton 85); SAC-B (meio de brita, sem cultivo). Com o intuito de investigar a possível perda de eficiência na remoção de poluentes pelo sistema, em razão da colmatação nas unidades avaliadas, a operação do sistema foi dividida em dois períodos: Período I (de abril a dezembro de 2015) e Período II (abril a dezembro de 2016). Assim, compararam-se estatisticamente, as eficiências de remoção de DBO 5 , série de sólidos e concentração de nitrogênio total (NT), fósforo total (PT), potássio (K) e sódio (Na). Para caracterização do grau de colmatação, utilizaram-se o método direto, com extração dos sólidos do substrato, e o teste hidrodinâmico utilizando-se um traçador salino (LiCl). A extensão do escoamento superficial, forma de evidência de colmatação do substrato, também foi monitorada. Os resultados indicaram que a eficiência dos SACs-EHSS na remoção de poluentes aumentaram ou permaneceram semelhantes após um ano e nove meses de sua operação, mesmo apresentando sinais de elevado grau de colmatação do substrato, o que ficou evidente com o aumento na extensão do escoamento superficial nos leitos. Os SACs-EHSS com substrato constituído por brita # 0 apresentaram maior extensão do escoamento superficial do que os garrafas PET amassadas, sendo esse fenômeno mais evidente nos SACs-EHSS cultivados que nos não cultivados. Verificou-se que os sólidos retidos no substrato dos SACs-EHSS preenchidos com brita foram 4 vezes maiores aos quantificados em SACs preenchidos com garrafas PET amassadas, o que se atribui ao esfarelamento (desgaste da brita). Os sólidos de colmatação são constituídos predominantemente por material inorgânico, no entanto, apesar de estar em menor concentração, o material orgânico é que maior influência tem na obstrução dos poros do sistema, formando um aglomerado, principalmente nos SACs-EHSS cultivados e, em maior grau, na sua região inicial. Com a realização do teste hidrodinâmico, foi possível observar que todos os sistemas apresentaram zonas mortas e grande dispersão. Diante dos resultados obtidos, verificou-se que os principais fatores de colmatação dos sistemas foram o desgaste do substrato de brita e a presença de plantas. Garrafas PET amassadas podem constituir alternativa viável de substrato em SACs-EHSS, tendo em vista que propiciaram eficiente remoção de poluentes da ARTL, ao longo de um ano e nove meses de monitoramento, além de proporcionar mais lenta colmatação do substrato dos sistemas. / Several factors are pointed out by the literature as contributors to the process of clogging in horizontal subsurface flow constructed wetland systems (HSSF-CW), one of which is the disintegration of the substrate. In the present work, the behavior and the clogging of HSSF-CW cultivated with Pennisetum purpureum (elephant grass cv. Napier) and cynodon spp. (Tifton 85 grass) were evaluated, in association, using PET bottles crushed or gravel # 0 as substrate, in the treatment of wastewater from a community milk cooling tank (WMCT). The experimental unit consisted of six HSSF-CWs, in the dimensions of 0,6 m high x 1,0 m wide x 2,5 m long that were in operation for 1 year. The operational conditions of these systems were called CW - P (medium filled with crushed PET bottles, no culture); SAC-PTE (medium filled with crushed PET bottles, cultivated in its first half with tifton 85 grass and, in its second half, with elephant grass); CW-PET (medium filled with crushed PET bottles, cultivated in its first half with e capim-elephant grass and, in its second half, with tifton 85 grass); CW-BTE (medium filled with gravel, cultivated in its first half with tifton 85 grass and, in its second half, with elephant grass); CW-BET (medium filled with gravel, cultivated in its first half with elephant grass and, in its second half, with tifton grass 85); CW-B (gravel medium, without culture). In order to investigate the possible loss of efficiency in the removal of pollutants through the system, due to the clogging in the evaluated units, the operation of the system was divided into two periods: Period I (from April to December 2015) and Period II (April to December 2016). Thus, the efficiency of removal of BOD5, solids series and the concentration of total nitrogen (NT), total phosphorus (PT), potassium (K) and sodium (Na) were compared statistically. For the characterization of the degree of clogging, the direct method was used, with extraction of the solids from the substrate, and the hydrodynamic test using tracer (LiCl). The extent of surface runoff, a form of evidence of substrate clogging, was also monitored. The results indicated that the efficiency of the HSSF-CWs in the removal of pollutants increased or remained similar after one year and nine months of operation, even showing signs of substrate clogging, which was evident with the increase in surface runoff in the HSSF-CW beds. The HSSF-CWs with substrate constituted by gravel # 0 presented a greater extension of the surface flow than the crushed PET bottles, being this phenomenon more evident in the cultivated HSSF-CWs than in the non-cultured ones. It was found that the solids retained on the substrate of the gravel filled HSSF-CWs were 4 times larger than those quantified in CWs filled with crushed PET bottles, which is attributed to crushing (gravel wear). The clogging solids are predominantly composed of inorganic material. However, in spite of being in a lower concentration, the organic material has the greatest influence on the pore obstruction of the system, forming an agglomerate, mainly in the cultivated HSSF-CWs and, to a certain degree, in its initial region. With the hydrodynamic test, it was possible to observe that all the systems presented dead zones and great dispersion. In view of the obtained results, it was verified that the main factors of clogging in the systems were the gravel substrate wear and the presence of plants. Crushed PET bottles may be a viable substrate alternative in HSSF-CWs, since they allowed efficient removal of pollutants from the WMCT, over one year and nine months of monitoring, in addition to providing slower substrate saturation of the systems.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-02T17:17:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 979476 bytes, checksum: 1d809d694bed384c744c04b6134469c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-02T17:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 979476 bytes, checksum: 1d809d694bed384c744c04b6134469c5 (MD5) Previous issue date: 2017-10-16 / A ausência de dados históricos em pequenas bacias hidrográficas tem levado ao desenvolvimento de métodos de estimativa de vazões que permitam o planejamento dos usos múltiplos dos recursos hídricos nestas áreas. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi aplicar e avaliar o modelo hidrológico chuva-vazão desenvolvido por Silveira et al. (1998) para a bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, a montante dos reservatórios de captação de água da Universidade Federal de Viçosa (UFV), visando ao auxílio na tomada de decisão e no planejamento de recursos hídricos na ausência de séries históricas de dados fluviométricos. O Método Silveira (MS) se apresenta como modelo capaz de estimar as vazões medianas e mínimas para pequenas bacias hidrográficas onde inexistam séries históricas, a partir de três medições de vazões que caracterizem o deplecionamento em um período de estiagem. A medição de vazões foi necessária para a obtenção do Coeficiente de Decaimento das Vazões (K b ), que caracteriza o decaimento das vazões no tempo, e do Coeficiente de Infiltração (C inf ), parâmetro de ajuste que representa o percentual da precipitação que abastece o reservatório subterrâneo. Para aplicação do MS utilizou-se de 351 dados diários de vazão, observados entre 2014 e 2016, que permitiram a seleção de períodos de estiagem e cálculo dos parâmetros K b e C inf . Cada par de parâmetros (K b e C inf ) foi considerado um cenário para simulação das vazões diárias para o período de 2014 a 2016. Para cada critério de seleção dos períodos de estiagem, dois cenários formados pelo par de parâmetros médios obtido dos demais cenários foi simulado adicionalmente. Com os dados diários simulados para cada cenário selecionado foram elaboradas as curvas de permanência, com ênfase nas permanências de 50 a 95%, e obtidos os valores das vazões de referência Q 50 e Q 95 . O melhor cenário simulado foi escolhido para uma nova rodada de simulação para os períodos de 1975 a 2005 e 1975 a 2016, visando a comparação com os valores adotados atualmente para planejamento dos recursos hídricos no Estado de Minas Gerais. Por fim, avaliou-se também a possibilidade de utilização do MS em situações de escassez hídrica na área de estudo, em comparação com as metodologias adotadas atualmente para alocação dos usos em momentos de crise hídrica. Os critérios adotados para seleção do período de estiagem permitiram a utilização de sete cenários para simulação do comportamento das vazões no período de 2014-2016. A avaliação das curvas de permanência mostrou tendência de subestimativa das vazões associadas às maiores permanências, fato atribuído aos longos períodos de estiagem observados durante a estação seca. Os erros percentuais para os cenários variaram de - 69% a 13%, para a faixa de 50 a 95% da curva de permanência, não havendo melhoria significativa no desempenho para os cenários médios simulados. Os erros percentuais para Q 50 e Q 95 variaram de -7 a 91% e -31% a -100%, respectivamente. O melhor cenário considerado, dentre os sete utilizados, apresentou erro percentual médio de 12% para a faixa de 50 a 95% e o menor erro para a Q 95 (-31%). Os erros absolutos foram de 1,08 e 0,36 L/s.km 2 para Q 50 e Q 95 , respectivamente. O Erro Quadrático Médio e o Coeficiente de Willmott relativo foram de 0,50 e 0,77, respectivamente. De forma geral, as simulações permitiram a obtenção de resultados satisfatórios, entretanto mostraram que é necessário ter cautela na seleção do período de estiagem para fins de obtenção dos parâmetros do modelo. A utilização do Método Silveira como alternativa para planejamento em situações de escassez apresentou potencialidade para auxiliar na alocação de vazões, permitindo a adoção de valores mais reais em comparação com as vazões mínimas de referências atualmente adotadas na área de estudo. / The lack of historical data in small catchments have been leading to the development of tools to estimate discharge, which may allow the multiple uses of water resources in these areas. In this context, the aim of this work is to apply and assess the Silveira et al. (1998) rainfall-runoff hydrological model in the São Bartolomeu river catchment, upstream the Federal University of Viçosa’s reservoir, to support decision making and water resources management in the absence of fluviometric historical data. The Silveira Method (SM) is a model capable to estimate median and low flows in ungauged small catchments, from three discharge measurements that characterize river depletion in recession period. The sampling of low flows is necessary to obtain the River Depletion Coefficient (K b ), that represents the depletion of the discharge in time, and the Infiltration Coefficient (C inf ), a parameter that represents the fraction of precipitation that supplies underground reservoir. We used 351 discharge data from 2014 to 2016 to select the recession period, K b and C inf parameters. Each pair of parameters was defined as a scenario to the daily discharge simulation from 2014 to 2016. For each criteria of the selection of recession periods, two scenarios were formed by the average pair of parameters. The duration curves were developed with daily simulated data, with emphasis in the lower range (50 to 95%), from which we obtain the values of reference discharge Q 50 and Q 95 . The best simulated scenario was chosen to a new round of simulation to the periods of 1975-2005 and 1975- 2016, to allow the comparison with the values adopted in the management of water resources in Minas Gerais State. Finally, we also assessed the possibility of the use of SM in drought situations in the study area, as compared to the currently adopted tools to allocate water uses in water crisis. The adopted criteria to the selection of the recession period allowed the use of seven scenarios to the simulation of the discharge behavior from 2014 to 2016. The duration curves visual analysis showed tendency to underestimate higher duration discharges, which we attributed to the long recession periods during the dry season. The scenarios percentage errors varied from -69% to 13% in the 50 to 95% range of the duration curve and there was no significative improvement for the average scenarios. The Q 50 and Q 95 percentage errors varied from -7% to 91% and -31% to -100%, respectively. The Scenario 2.2, build from discharge measurements in August, showed the higher K b (68.20) and lower C inf (0.13) values. This scenario, considered the best of all seven, showed average percentage error of 12% for the 50 to 95% range and the lower error to Q 95 (-31%). The absolute errors were 1.08 and 0.36 L/s.km 2 to Q 50 and Q 95 , respectively. The mean square error and index of agreement of Willmott in relative form were 0.50 and 0.77, respectively. In general, the simulations presented satisfactory results, however they showed that is necessary caution to select the recession period. The method has potential to be used as an alternative to plan the allocation of discharge in drought periods, allowing the adoption of more realistic values as compared to the low flows currently adopted in the study area.

O presente trabalho foi desenvolvido com objetivo de analisar a classificação climática segundo Köppen e Thornthwaite (comparando os valores de armazenamento de água no solo, evapotranspiração real, deficiência hídrica e excedente hídrico para realização do balanço hídrico cíclico mensal), e de propor uma caracterização edafoclimática referente à região mesoclimática de Santa Maria, RS utilizando uma série histórica de 35 anos (de 1969 a 2003). De acordo com os resultados, as seguintes conclusões podem ser apresentadas: (a) a classificação climática segundo Thornthwaite ou Köppen pode ser feita com base na classe mais freqüente ou utilizando os valores médios de temperatura e de chuva e a capacidade de água disponível de 50 mm; (b) classificação climática segundo Thornthwaite: A r B\'3 a\' (classe mais freqüente) ou B4 r B\'3 a\' (utilizando os valores médios de temperatura e de chuva); (c) classificação climática segundo Köppen: Cfga (classe mais freqüente) ou Cwga (utilizando os valores médios de temperatura e de chuva); e (d) A29/42S,53/42W,95,35,11,7,27,2,20,3,5,5,471,1/5,1235,2672,1802,20,953,887,915,50: caracterização edafoclimática proposta. Isso significa que a evapotranspiração real é pelo menos 90% da evapotranspiração potencial de referência (classe A de disponibilidade hídrica), a localização geográfica é de 29o42\' (latitude sul), 53o42\' (longitude oeste) e altitude de 95 m, e que a série histórica apresenta 35 anos, sendo as temperaturas mínima e máxima mensal de 11oC (julho) e 27oC (fevereiro), a temperatura média anual de 20oC, respectivamente, com coeficiente de variação de 3%, e as chuvas mínima e máxima mensal de 5 mm (maio) e 471 mm (janeiro/maio), as chuvas mínima, máxima e média anual de 1235 mm, 2672 mm e 1802 mm, respectivamente, com coeficiente de variação de 20%, valores médios anuais de evapotranspiração potencial de referência, evapotranspiração real e excedente hídrico de 953 mm, 887 mm e 915 mm, respectivamente, adotando uma capacidade de água disponível de 50 mm. / The present work was developed with the purpose of analyzing the climatic classification by Köppen and Thornthwaite (comparing the values of soil water holding, actual evapotranspiration, water deficit and water excess for cyclic water balance using monthly data), and of proposing an edaphoclimatic characterization related to the mesoclimatic region of Santa Maria, State of Rio Grande do Sul, Brazil, using a historical series of 35 years (from 1969 to 2003). According to the results, the following conclusions can be presented: (a) the climatic classification by Thornthwaite or Köppen can be done based on the modal class or using the mean values of air temperature and rainfall and the soil water holding capacity of 50 mm; (b) the climatic classification by Thornthwaite is A r B\'3 a\' (modal class) or B4 r B\'3 a\' (using the mean values of temperature and rainfall); (c) the climatic classification by Köppen is Cfga (modal class) or Cwga (using the mean values of temperature and rainfall); and (d) A29/42S,53/42W,95,35,11,7,27,2,20,3,5,5,471,1/5,1235,2672,1802,20,953,887,915,50 is the proposed edaphoclimatic characterization. It means the actual evapotranspiration is at least 90% of the potential evapotranspiration (class A of soil water availability), the geographic localization is 29o42\' South (latitude), 53o42\' West (longitude) and altitude of 95 m, using a historic series of 35 years, being monthly minimum and maximum air temperatures of 11oC (July) and 27oC (February), the annual mean air temperature of 20oC, with coefficient of variation of 3%, and the monthly minimum and maximum rainfall of 5 mm (May) and 471 mm (January/May), the annual minimum, maximum and mean rainfall of 1235 mm, 2672 mm and 1802 mm, respectively, with coefficient of variation of 20%, and the annual mean values of potential evapotranspiration, actual evapotranspiration and water excess of 953 mm, 887 mm and 915 mm, respectively, using a soil water holding capacity of 50 mm.

O presente trabalho teve como objetivo quantificar e caracterizar a variabilidade espaço-temporal da armazenagem, do gradiente de potencial total e do potencial mátrico da água em um Latossolo Amarelo argissólico cultivado com citros. A parcela experimental foi montada em um solo sob uma cultura de citros com 10 anos de idade, consistindo de 40 pontos de observação ao longo de duas transeções, com espaçamento de 4 m x 7 m. Em cada ponto de observação foram instalados a) um tubo de acesso à sonda de nêutrons até a profundidade de 1,20 m, para a quantificação da armazenagem da água no solo, e b) três tensiômetros nas profundidades de 1,00 m, 1,10 m e 1,20 m, para a quantificação do potencial mátrico e do gradiente de potencial total da água no solo. As medições foram feitas ao longo de dois anos, em períodos compreendidos entre novembro e julho do ano seguinte. As medições de potencial mátrico foram feitas diariamente e as de armazenagem semanalmente. Em cada ponto de observação foram retiradas amostras de solo com estrutura deformada para a quantificação das frações granulométricas ao longo do perfil. Em área adjacente instalou-se um pluviômetro acoplado a um "data logger" para a quantificação da entrada de água na área por precipitação pluvial. Os valores das frações granulométricas apresentaram distribuição normal e foram uniformes em todos os pontos, apontando para um gradiente entre o horizonte A e o B textural. Isso permitiu o uso da média dos valores dos 40 pontos por profundidade, para fins de comparação. Os valores de armazenagem, de gradiente de potencial total e de potencial mátrico da água no solo não tiveram correlação significativa a 5% de probabilidade com os valores de argila e areia, entretanto os valores de correlação entre armazenagem/gradiente e argila foram, na maioria das datas analisadas, positivos, enquanto que para os valores de areia a correlação foi negativa. A distribuição dos valores de gradiente de potencial tornou-se mais dispersa quanto mais seco o solo esteve. A estabilidade temporal foi observada pelo comportamento dos valores para os 40 pontos ao longo do tempo, mostrando que os pontos mantiveram a sua característica independentemente do tempo de amostragem, evidenciando desta forma a estabilidade temporal, o que pôde ser comprovado por meio do coeficiente de correlação de Pearson entre datas. Por meio da técnica da diferença relativa foi possível identificar os pontos que, independentemente tempo, estimam a média real do campo, os mais secos e os mais úmidos. O ponto 12 foi escolhido, em função do valor da diferença relativa, como o ponto representativo da média para o gradiente de potencial total, para os valores de armazenagem identificou-se como o ponto 15 como o mais seco e o 05 como o mais úmido. O teste não-paramétrico de Spearman, como sugerido por Vachaud et al. (1985), não diferiu significativamente do teste paramétrico, mais simples, sugerido por Kachanoski & De Jong (1988). / The objective of this work was to quantify and to characterize spatial and temporal variability of water storage, total potential gradient and matric potential in a yellow latosol cropped to citrus. The experiment was carried out at campus of Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", University of São Paulo, in the municipality of Piracicaba (22º42’43’’ S, 47º37’10’’ W, 546 m). The experimental plot was installed in the soil under a 10 years old citrus crop, being made up of 40 observation points along two transects in a 4 m x 7 m spacing. In each observation point were installed a) one aluminum tube to access a neutron probe till the depth of 1.20 m, to quantify the soil water storage and b) three mercury tensiometers at depths of 1.00 m, 1.10 m and 1.20 m to estimate matric potential and total potential gradient. Measurements were made during two years in the periods between November and July of the next year. Matric potential measurements were made daily and those of soil water storage, weekly. From each observation point were also taken disturbed soil samples for soil mechanical analysis along the profile. A rain gage coupled to a data logger were also installed just beside the transects. The percent values of sand clay and silt were normal distributed and uniform in all points, which permitted the use of a mean of the 40 points in each sampled depth. Soil water storage, matric potential and total potential gradient values did not have significant correlation, at the level of 5% of probability, with the percent values of clay and sand, eventhough the correlation values between storage/gradient and clay were, in almost all analyzed date, positive, whereas those for sand, negative. The dispersion of matric potential and total potential gradient values was higher as the soil became dryer. All the 40 points showed temporal stability for the measured parameters, that is, they maintened their characteristics independently of sampling time; this was proven by means of the Pearson correlation coefficient among dates. By means of the relative difference technique, it was possible to identify the points that, independently of time, estimate the real field mean, the dryer points and the moister points. Point 12 was chosen, by this technique, as the representative for the mean total potential gradient; for the soil-water storage, point 15 was identified as the dryer point and point 05 was identified as the moister one. The non-parametric test of Spearman, as suggested by Vachaud et al. (1985), was not significantly different of the simpler parametric test, suggested by Kachanoski and De Jong (1988).

Os métodos indiretos de determinação da condutividade hidráulica do solo em função do conteúdo de água no solo apresentam relevante vantagem pela redução de tempo e custo. No entanto, quando são comparados aos métodos de determinação em campo, seus valores não satisfazem as reais condições. Assim, com este trabalho, objetivou-se comparar resultados da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten a partir da curva de retenção, CRA, determinada no laboratório e em campo, assim como indicar a melhor maneira de estimar o conteúdo de água no solo a partir de leituras tensiométricas quando se usa a CRA no método do perfil instantâneo, MPI. O experimento foi conduzido em quatro profundidades de um Latossolo e de um Nitossolo, que correspondiam aos seus respectivos horizontes pedológicos. Para confecção da CRA em campo, foi instalado, no centro de cada horizonte, um tensiômetro com manômetro de mercúrio, para determinação da tensão da água, e coletadas, de cada profundidade, amostras de solo com estrutura deformada às tensões de 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 e 50 kPa, para determinação do conteúdo gravimétrico de água; foram retiradas também, de cada profundidade, amostras com estrutura indeformada, por meio de um extrator do tipo Uhland, para determinação da densidade do solo, necessária para conversão dos dados para conteúdo volumétrico de água. Para a CRA em laboratório foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada também por meio de extrator do tipo Uhland. As amostras foram submetidas às tensões de 2, 4, 6, 8 e 10 kPa em funis de placa porosa, e para as tensões de 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1.200 e 1.500 kPa em câmara de pressão com placa porosa. Todas as amostras foram coletadas em triplicata. Por fim, procedeu-se com os cálculos da condutividade hidráulica pelo modelo de van Genuchten. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) a metodologia de determinação da CRA no campo mostrou-se satisfatória, assim como o seu ajuste pela equação utilizada por van Genuchten no seu método de determinação da condutividade hidráulica relativa, Kr, com coeficientes de determinação sempre maiores que 0,9; (b) os valores da Kr obtidos pelo método de van Genuchten quando se utilizou a CRA de laboratório foram sempre maiores em relação aos valores obtidos com a CRA determinada no campo; e (c) no MPI há necessidade de se conhecer o conteúdo de água no solo ao longo do perfil durante o processo de redistribuição da água, e uma das maneiras de se obter esse conteúdo é por meio da CRA; com base nos resultados obtidos e em face à primeira conclusão, pode-se dizer que quando se utiliza a CRA para estimar o conteúdo de água pelo MPI, a utilização da CRA determinada no campo deve fornecer resultados mais realísticos da função K(θ). / The use of indirect methods to determine the soil hydraulic conductivity as a function of soil-water content is very advantageous because of the reduction of time and cost. However, when compared with field methods, values do not satisfy the actual conditions. So, the objective this work was to compare results of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model from the water retention curve, WRC, determined in the laboratory and in the field, well as indicate the better way to estimate the soil-water content from tensiometer readings using WRC, in the instantaneous profile method, IPM. The experiment was carried out in four depths of an Oxisol and a Nitosol, corresponding to their pedological horizons. To obtain the field WRC, a mercury manometer tensiometer was installed in the centre of each horizon, for the determination of the soil-water tension, and disturbed soil samples were collected at tensions of 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40 and 50 kPa, to determinate the gravimetric soil-water content; undisturbed soil samples were also taken by means of a soil extractor type Uhland to determine soil bulk density, required to convert data to volumetric soil-water content. For laboratory WRC soil samples were collected with undisturbed structure also by means of soil extractor type Uhland. The water tension used were 2, 4, 6, 8 and 10 kPa in porous plate funnels, and tensions of 33, 50, 100, 300, 600, 900, 1200 and 1500 kPa porous plate pressure chamber. All samples were collected in triplicate. Finally, the calculations of hydraulic conductivity by van Genuchten\'s model were made. According to the results, it can be concluded that: (a) the methodology for determining field WRC was satisfactory, as well as its adjusting by the equation used by van Genuchten in his method of relative hydraulic conductivity, Kr, estimation with ever determination coefficients always greater than 0.9; (b) the Kr values obtained by the method of van Genuchten when using the laboratory WRC were always higher as compared to the values obtained with the field WRC; and (c) in the IPM, it is necessary to know the soil-water content along the soil profile, during the process of water redistribution, and one of the ways to estimate the water content is through the WRC. Based on the obtained results and given the first conclusion, it can be said that when using WRC to estimate the water content in the IPM, the use of the field WRC should provide more realistic results for K(θ).

A bacia hidrográfica do ribeirão Serra Azul se localiza na Região Metropolitana de Belo Horizonte e abastece cerca de 500 mil habitantes. Suas principais atividades econômicas são a agricultura e a mineração. Através dos dados de monitoramento mensal, foi analisada a dinâmica dos parâmetros fixados para a Classe 1 na resolução CONAMA 20/86, em relação ao ciclo hidrológico e ao uso do solo. Em geral, tem havido na bacia a expansão da agropecuária e urbanização, em detrimento da vegetação nativa. Excetuando-se a sub-bacia do Potreiro, constatou-se que a taxa de uso do solo tem diminuído com o tempo nas demais sub-bacias. Durante o período de chuvas, as fontes de poluentes, principalmente difusas, fizeram dos Coliformes, Ferro total e solúvel, Cor, Manganês total e Fósforo total, os principais casos de não-conformidade. Não foi possível estabelecer uma relação entre as variações do clima e do uso do solo para as variáveis DBO, pH, Nitrito e Ferro solúvel. / The Serra Azul watershed is located in the Metropolitan Area of Belo Horizonte and it supplies around 500 thousand inhabitants. Its main economical activities are agriculture and mining. Through the water quality monthly monitoring data, the dynamics of the variables listed in the Class 1 of the CONAMA 20/86 Resolution, has been analyzed in relation to the hydrological cycle and to the land use. The diffuse sources of pollution, during the rainy period, made Coliformes, Total and Soluble Iron, Color, Total Manganese and Total Phosphorus, the main cases of no-conformity. It has not been possible to establish a qualitative relationship between the evolution of the land use and DBO, pH, Nitrite and Soluble Iron variables.

O conhecimento do comportamento físico-hídrico do solo é fundamental para sua caracterização. Dentre elas, a determinação da curva de retenção de água é o processo que costuma ser mais oneroso e demorado. Várias tentativas estão sendo estudadas no sentido de minimizar custo e tempo para a obtenção desta curva. A escolha do número e da combinação de pontos, ou seja, dados de umidade e correspondente tensão da água no solo, utilizados para a determinação da curva de retenção, normalmente é feita de forma arbitrária, contudo, a demora na obtenção da curva de retenção, aliada ao valor considerado alto para pequenos irrigantes, são na maioria das vezes, um empecilho para que o agricultor realize esta análise. O objetivo deste trabalho foi definir o menor número e a melhor combinação de pares de umidade e tensão de água no solo que resulte na descrição de uma curva de retenção de água do solo confiável. Para a realização da pesquisa, foram utilizados dois tipos de solos com granulometrias distintas, (arenoso e argiloso). Foram realizadas nove repetições, para cada tipo de solo, as quais foram submetidas a diferentes tensões pelo método da câmara de Richards e ajustadas pelo modelo de van Genuchten. Realizaram-se curvas contendo 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 pontos de tensão, sendo que a curva que contem 13 pontos foi adotada neste estudo como referência (A1) na comparação com as demais. A análise estatística foi gerada inicialmente sobre os dados brutos das umidades do solo observadas para todas as repetições, calculando-se os coeficientes de variação para os parâmetros do modelo de van Genuchten. Posteriormente, entre os dados observados e ajustados pelo modelo, foram determinados índices estatísticos comparativos. Finalmente, os parâmetros obtidos de vários pares de umidade e correspondente tensão de água no solo obtidos na câmara Richards foram comparados aos parâmetros equivalentes da curva referência (A1) e submetidos à análise de variância (teste F), e suas médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5%. A curva de retenção de água no solo com 7 pontos, elaborada com as tensões 0, 40, 100, 300, 1.000, 5.000 e 15.000 hPa, foi a que mais se aproximou da curva de referência A1, não apresentando diferença estatística em nenhum dos parâmetros do modelo. / The knowledge of the soil hydrophysical behavior is critical for characterizing its physical properties. Among them, the determination of the soil water retention curve is often the most expensive and the most time consuming. Many attempts have been tried in order to minimize the cost and the time to obtain this curve. The choice of number and combinations of points to be taken, i.e., water content and its corresponding water potential in soil, used to determine the soil water retention curve, is usually made arbitrarily, however, the delay in obtaining the curve, coupled with the cost considered high to small irrigators, are mostly an obstacle for the farmer to carry out this analysis. The objective of this work was to define the smallest number and the optimal combination of water content and water potential pairs that result in a trustable soil water retention curve. To carry out this research, two types of soils with contrasting textures were used (sandy and clay soil). For each type of soil, nine repetitions were submitted to different tensions by the Richards chamber method and adjusted by the equation of van Genuchten. Curves with 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 tension points were made, taking the 13-point curve as a standard (A1) in comparison to the others. Initially, the statistical analysis was performed on the raw data of the observed water contents for all the repetitions, calculating the variation coefficient for the van Genuchten equation parameters. Subsequently, statistical indices of comparison were used between the observed and adjusted data. Lastly, the obtained parameters for different pairs of water content and its corresponding water potential in Richards\' chamber were compared to the equivalent parameters of the standard curve (A1) and submitted to the analysis of variance (F test), and their mean values were compared by the Scott-Knott test (5% of probability). The 7-point soil water retention curve, using the tensions of 0; 40; 100; 300; 1,000; 5,000 e 15,000 hPa, was the closest one to the standard curve A1, showing no statistical difference in any parameters of the model.