O cultivo intensivo das áreas de baixa aptidão agrícola (solos pouco profundos em áreas declivosas) nas encostas basálticas do sul do Brasil tem contribuído para a degradação desse ambiente através do aumento das taxas de erosão e da produção de sedimentos. Programas de conservação do solo e da água têm sido implantados nessas áreas, ao mesmo tempo em que tem sido conduzidos estudos para verificar o impacto dessas práticas em relação à qualidade do solo e da água. Nesses estudos, estão sendo empregadas metodologias tradicionais de monitoramento combinadas com a utilização da modelagem matemática. Este trabalho teve como objetivo avaliar o modelo LImburg Soil Erosion Model (LISEM) na representação espacial dos processos hidrossedimentológicos de uma pequena bacia rural cultivada com tabaco, e também de verificar o efeito da combinação de práticas de controle da produção de sedimentos. Para isso, o modelo foi inicialmente calibrado a partir de dez diferentes eventos de precipitação. Os parâmetros de entrada utilizados para o modelo foram, na sua grande maioria, obtidos através de medições realizadas na bacia por vários autores. Para avaliar a habilidade do modelo em representar os processos hidrológicos e a distribuição espacial dos processos erosivos, foram utilizados hidrogramas e sedimentogramas medidos no exutório da bacia, e também um conjunto de informações referentes à localização de fontes de sedimentos (fingerprinting) e da distribuição espacial dos processos erosivos, através de um levantamento de campo. Para a avaliação das práticas de controle da produção de sedimentos, foram criados seis cenários onde combinou-se dois sistemas de preparo do solo (tradicional e mínimo) e manejo do ambiente ripário com uso de biofiltro e mata ciliar. Resultados mostraram que o modelo LISEM foi capaz de reproduzir adequadamente os hidrogramas para os dez eventos utilizados na calibração. Por outro lado, os valores de concentração de sedimentos em suspensão e da produção de sedimentos foram, na grande maioria das vezes, superestimados quando comparados com os valores observados. De uma maneira geral, para os eventos de maior intensidade, o modelo conseguiu reproduzir de forma razoável os padrões de erosão e deposição verificadas a campo. Quanto às simulações dos cenários, verificou-se a importância da presença do biofiltro e da mata ciliar para o controle da produção de sedimentos. / The intensive cultivation of the areas of southern Brazil that have poor agricultural potential (shallow soils on steep, basaltic hillsides) has contributed to the degradation of the environment by increasing rates of soil erosion and sediment yields. In this study, traditional monitoring methods have been combined with concurrent mathematical modeling to verify the effectiveness of the implementation of soil and water conservation practices on soil and water quality. This study seeks to evaluate the ability of LISEM (LImburg Soil Erosion Model) to spatially represent hydrosedimentological processes in a small rural catchment under tobacco cultivation. It also quantifies the effect of the combined practices in controlling sediment yield. The model was initially calibrated based on 10 rainfall events. The initial parameters used in the model were obtained, for the most part, from measurements reported in the literature. Observed hydrographs and sedigraphs for the outlet of the catchment were used to evaluate the model’s ability to simulate hydrosedimentologic processes. The spatial erosive processes simulated by LISEM were evaluated using both as sediment fingerprinting and a field survey. Six LISEM model scenarios were developed to evaluate the implemented sediment control practices. These included traditional versus minimum tillage, the implementation of buffer strips and riparian vegetation to protect the stream. The LISEM model was capable of adequately reproducing the hydrograph for the 10 calibration events. On the other hand, suspended sediment concentration and sediment yield were almost always overestimated by the model when compared to the measured values. In general, the model appropriately simulated observed patterns of erosion and deposition for the more intense rainfall events. The importance of buffer strips and riparian vegetation in controlling sediment yield was confirmed by the simulation modeling.

O cultivo intensivo das áreas de baixa aptidão agrícola (solos pouco profundos em áreas declivosas) nas encostas basálticas do sul do Brasil tem contribuído para a degradação desse ambiente através do aumento das taxas de erosão e da produção de sedimentos. Programas de conservação do solo e da água têm sido implantados nessas áreas, ao mesmo tempo em que tem sido conduzidos estudos para verificar o impacto dessas práticas em relação à qualidade do solo e da água. Nesses estudos, estão sendo empregadas metodologias tradicionais de monitoramento combinadas com a utilização da modelagem matemática. Este trabalho teve como objetivo avaliar o modelo LImburg Soil Erosion Model (LISEM) na representação espacial dos processos hidrossedimentológicos de uma pequena bacia rural cultivada com tabaco, e também de verificar o efeito da combinação de práticas de controle da produção de sedimentos. Para isso, o modelo foi inicialmente calibrado a partir de dez diferentes eventos de precipitação. Os parâmetros de entrada utilizados para o modelo foram, na sua grande maioria, obtidos através de medições realizadas na bacia por vários autores. Para avaliar a habilidade do modelo em representar os processos hidrológicos e a distribuição espacial dos processos erosivos, foram utilizados hidrogramas e sedimentogramas medidos no exutório da bacia, e também um conjunto de informações referentes à localização de fontes de sedimentos (fingerprinting) e da distribuição espacial dos processos erosivos, através de um levantamento de campo. Para a avaliação das práticas de controle da produção de sedimentos, foram criados seis cenários onde combinou-se dois sistemas de preparo do solo (tradicional e mínimo) e manejo do ambiente ripário com uso de biofiltro e mata ciliar. Resultados mostraram que o modelo LISEM foi capaz de reproduzir adequadamente os hidrogramas para os dez eventos utilizados na calibração. Por outro lado, os valores de concentração de sedimentos em suspensão e da produção de sedimentos foram, na grande maioria das vezes, superestimados quando comparados com os valores observados. De uma maneira geral, para os eventos de maior intensidade, o modelo conseguiu reproduzir de forma razoável os padrões de erosão e deposição verificadas a campo. Quanto às simulações dos cenários, verificou-se a importância da presença do biofiltro e da mata ciliar para o controle da produção de sedimentos. / The intensive cultivation of the areas of southern Brazil that have poor agricultural potential (shallow soils on steep, basaltic hillsides) has contributed to the degradation of the environment by increasing rates of soil erosion and sediment yields. In this study, traditional monitoring methods have been combined with concurrent mathematical modeling to verify the effectiveness of the implementation of soil and water conservation practices on soil and water quality. This study seeks to evaluate the ability of LISEM (LImburg Soil Erosion Model) to spatially represent hydrosedimentological processes in a small rural catchment under tobacco cultivation. It also quantifies the effect of the combined practices in controlling sediment yield. The model was initially calibrated based on 10 rainfall events. The initial parameters used in the model were obtained, for the most part, from measurements reported in the literature. Observed hydrographs and sedigraphs for the outlet of the catchment were used to evaluate the model’s ability to simulate hydrosedimentologic processes. The spatial erosive processes simulated by LISEM were evaluated using both as sediment fingerprinting and a field survey. Six LISEM model scenarios were developed to evaluate the implemented sediment control practices. These included traditional versus minimum tillage, the implementation of buffer strips and riparian vegetation to protect the stream. The LISEM model was capable of adequately reproducing the hydrograph for the 10 calibration events. On the other hand, suspended sediment concentration and sediment yield were almost always overestimated by the model when compared to the measured values. In general, the model appropriately simulated observed patterns of erosion and deposition for the more intense rainfall events. The importance of buffer strips and riparian vegetation in controlling sediment yield was confirmed by the simulation modeling.

O cultivo intensivo das áreas de baixa aptidão agrícola (solos pouco profundos em áreas declivosas) nas encostas basálticas do sul do Brasil tem contribuído para a degradação desse ambiente através do aumento das taxas de erosão e da produção de sedimentos. Programas de conservação do solo e da água têm sido implantados nessas áreas, ao mesmo tempo em que tem sido conduzidos estudos para verificar o impacto dessas práticas em relação à qualidade do solo e da água. Nesses estudos, estão sendo empregadas metodologias tradicionais de monitoramento combinadas com a utilização da modelagem matemática. Este trabalho teve como objetivo avaliar o modelo LImburg Soil Erosion Model (LISEM) na representação espacial dos processos hidrossedimentológicos de uma pequena bacia rural cultivada com tabaco, e também de verificar o efeito da combinação de práticas de controle da produção de sedimentos. Para isso, o modelo foi inicialmente calibrado a partir de dez diferentes eventos de precipitação. Os parâmetros de entrada utilizados para o modelo foram, na sua grande maioria, obtidos através de medições realizadas na bacia por vários autores. Para avaliar a habilidade do modelo em representar os processos hidrológicos e a distribuição espacial dos processos erosivos, foram utilizados hidrogramas e sedimentogramas medidos no exutório da bacia, e também um conjunto de informações referentes à localização de fontes de sedimentos (fingerprinting) e da distribuição espacial dos processos erosivos, através de um levantamento de campo. Para a avaliação das práticas de controle da produção de sedimentos, foram criados seis cenários onde combinou-se dois sistemas de preparo do solo (tradicional e mínimo) e manejo do ambiente ripário com uso de biofiltro e mata ciliar. Resultados mostraram que o modelo LISEM foi capaz de reproduzir adequadamente os hidrogramas para os dez eventos utilizados na calibração. Por outro lado, os valores de concentração de sedimentos em suspensão e da produção de sedimentos foram, na grande maioria das vezes, superestimados quando comparados com os valores observados. De uma maneira geral, para os eventos de maior intensidade, o modelo conseguiu reproduzir de forma razoável os padrões de erosão e deposição verificadas a campo. Quanto às simulações dos cenários, verificou-se a importância da presença do biofiltro e da mata ciliar para o controle da produção de sedimentos. / The intensive cultivation of the areas of southern Brazil that have poor agricultural potential (shallow soils on steep, basaltic hillsides) has contributed to the degradation of the environment by increasing rates of soil erosion and sediment yields. In this study, traditional monitoring methods have been combined with concurrent mathematical modeling to verify the effectiveness of the implementation of soil and water conservation practices on soil and water quality. This study seeks to evaluate the ability of LISEM (LImburg Soil Erosion Model) to spatially represent hydrosedimentological processes in a small rural catchment under tobacco cultivation. It also quantifies the effect of the combined practices in controlling sediment yield. The model was initially calibrated based on 10 rainfall events. The initial parameters used in the model were obtained, for the most part, from measurements reported in the literature. Observed hydrographs and sedigraphs for the outlet of the catchment were used to evaluate the model’s ability to simulate hydrosedimentologic processes. The spatial erosive processes simulated by LISEM were evaluated using both as sediment fingerprinting and a field survey. Six LISEM model scenarios were developed to evaluate the implemented sediment control practices. These included traditional versus minimum tillage, the implementation of buffer strips and riparian vegetation to protect the stream. The LISEM model was capable of adequately reproducing the hydrograph for the 10 calibration events. On the other hand, suspended sediment concentration and sediment yield were almost always overestimated by the model when compared to the measured values. In general, the model appropriately simulated observed patterns of erosion and deposition for the more intense rainfall events. The importance of buffer strips and riparian vegetation in controlling sediment yield was confirmed by the simulation modeling.

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.

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

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.

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

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.

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