Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3666055 bytes, checksum: 7ce2752c773c4c2bbc3c8e1704fee6ed (MD5) Previous issue date: 2011-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The determination of water losses by runoff and soil is essential for understanding and quantifying the runoff-erosion processes. The use of simulated rainfall in order to obtain runoff-erosion data provides simulations under conditions that cannot always be naturally represented in the field. Thus, this study aims to evaluate the water and soil losses on erosion plots in the semiarid region of Paraíba state through simulated rainfall and runoff-erosion modeling techniques under different vegetation covers and soil moisture conditions. Thus, simulated rainfalls were performed with a mean intensity of 53 mm/h on plots installed in São João do Cariri Experimental Basin with surface cover such as native vegetation, deforested, corn and beans, which were. The simulated rainfall was applied under different soil moisture conditions, as follows: (a) dry condition with 60 min duration, (b) wet condition 24 hours after the end of the simulation in the dry condition, with 30 min duration, (c) very wet conditions 30 min after the end of the simulation in wet condition, with 30 min duration. The data of water and soil losses obtained from rainfall simulation on plots under different cover and moisture conditions were modeled using the WESP runoff-erosion model. The collected runoff-erosion data from the erosion plots showed that the runoff in all types of cover was increased according to the increasing of soil moisture. The sediment yield was higher in the dry moisture condition, because they had 60 min of duration. The values of runoff and sediment yield under wet and very wet conditions were similar in all type of surface covers. The native cover showed to be effective in protecting the soil, with very significant reductions in relation to other types of coverage. The corn and beans have showed to be ineffective to protect the soil with greater water and soil losses than those observed for the bare plots. Regarding to the runoff-erosion modeling processes on the erosion plots under different surface cover and moisture conditions, the WESP model presented excellent results when observed and simulated runoff and sediment yield data were compared. / A determinação das perdas de água e solo por escoamento superficial é essencial para o entendimento e quantificação dos processos hidrossedimentológicos. O uso de chuva simulada para a obtenção de dados hidrossedimentológicos proporciona simulações em condições que nem sempre podem ser representadas naturalmente em campo. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo avaliar as perdas de água e solo em parcelas de erosão, na região semiárida do Estado da Paraíba, através de chuva simulada e modelagem hidrossedimentológica, sob diferentes coberturas vegetais e condições de umidade do solo. Para tanto, foram realizadas chuvas simuladas com intensidades médias de 53 mm/h em parcelas com cobertura nativa, desmatada, milho e feijão, instaladas na Bacia Experimental de São João do Cariri. As chuvas simuladas foram aplicadas variando as condições de umidade do solo, da seguinte maneira: (a) condição seca com 60 min de duração; (b) condição úmida após 24 h do término da simulação na condição seca, com 30 min de duração; (c) condição muito úmida 30 min após o término da simulação na condição úmida, com 30 min de duração. Os dados de perda de água e solo obtidos a partir de chuva simulada nas parcelas com diferentes tipos de cobertura do solo e condições de umidade foram modelados pelo modelo hidrossedimentológico WESP. Os resultados do monitoramento hidrossedimentológico nas parcelas de erosão mostraram que o escoamento superficial em todos os tipos de cobertura do solo foi maior de acordo com o aumento da umidade do solo. Já a produção de sedimentos foi maior na condição de umidade seca, por suas simulações possuírem uma duração de 60 min. Os valores dos escoamentos superficiais e produções de sedimentos das condições úmida e muito úmida foram semelhantes em todos os tipos de cobertura do solo. A cobertura nativa se mostrou eficiente na proteção do solo, apresentando reduções bastante significativas em relação aos outros tipos de cobertura. As culturas de milho e feijão se mostraram ineficientes para a proteção do solo, apresentando perdas de água e solo superiores aos observados para o solo desmatado. Em relação à modelagem dos processos hidrossedimentológicos nas parcelas de erosão com diferentes tipos de cobertura do solo e condições de umidade, o modelo WESP apresentou resultados excelentes quando comparados os valores de escoamento e produção de sedimentos observados com os calculados.

Silt fence is one of the most widely used perimeter control devices and is considered an industry standard for use in the control of sediment transport from construction sites. Numerous research studies have been conducted on the use of silt fence as a perimeter control, including a number of studies involving controlled laboratory flume tests and outdoor tests performed in the field on construction sites with actual monitored storm events. In field tests, due to the random and uncontrollable nature of real storm events and field conditions, studies have shown difficulty in evaluating silt fence performance. These field studies have shown the need for performance testing of silt fence in a more controlled environment, which can also simulate the actual use and performance in the field. This research, which is a continuation of ongoing research on silt fence fabrics at UCF Stormwater and Management Academy, was conducted in order to evaluate silt fence performance under simulated field conditions. Presented in this thesis are evaluation of two silt fence fabrics, a woven (ASR 1400) fabric and nonwoven (BSRF) fabric. Both fabrics were installed separately on a tilted test bed filled with a silty-sand soil and subjected to simulated rainfall. Previous field studies on the performance of silt fence fabrics have evaluated the turbidity and sediment removal efficiencies only after the rain event, with the assumption that the efficiency values represent the true overall performance of silt fence. The results of this study revealed that the turbidity and suspended sediment performance efficiencies of silt fence were significantly affected by the time of sampling. The performance efficiencies during rainfall remained less than 55 percent, however, after the rainfall event ended, the performance efficiencies increased over time, reaching performance efficiency upwards of 90 percent. The increase in efficiency after rainfall was due to the constant or decreasing ponding depth behind the silt fence, increased filtration due to fabric clogging, and sedimentation of suspended particles. The nonwoven fabric was found to achieve higher removal efficiencies and flow-through rates both during and after the rain event when compared with the woven fabric. However, over the entire test duration (during and after rainfall combined), the projected overall efficiencies of both fabrics were similar. The projected overall average turbidity performance efficiencies of the woven and nonwoven silt fence fabrics was 80 and 78 percent, respectively. Both fabric types also achieved comparable overall average suspended sediment concentration efficiencies of 79 percent. This result leads to the conclusion that silt fence performance in the field is dependent on three main processes: filtration efficiency occurring during the rain event, filtration and sedimentation efficiency occurring after the rainfall event, and flow-through rate of the silt fence fabrics. Decreases in the flow-through rate lead to increases in the overall efficiency. This thesis quantifies the different mechanisms by which these processes contribute to the overall efficiency of the silt fence system and shows how these processes are affected by different conditions such as the degree of embankment slope and rainfall intensity.

From the Proceedings of the 1976 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Assn. and the Hydrology Section - Arizona Academy of Science - April 29-May 1, 1976, Tucson, Arizona / A linear relationship between point precipitation and elevation in conjunction with a computer four-point interpolation technique was used to simulate areal rainfall over Sonoita Creek Basin, Arizona. The simulation's sensitivity and accuracy were checked against the official isohyetal map of Arizona (Univ. of Arizona, 1965) by changing the density of the interpolation nodes. The simulation was found to be in good agreement with the official map. The average areal-rainfall was calculated by integration. Cumulative rainfall amounts were assumed to be stochastically independent from one season to another. The seasonal precipitations of forty years (1932-1972) were subdivided into five groups. to check for binomial distribution. The binomial model fits the historical data adequately. The binomial model for cumulative seasonal areal-precipitation provides one way to compute the return period. This information will be necessary for decision-makers and hydrologists to predict the area's future water balance.

The diploma thesis with name “Monitoring the Impact of Simulated Rainfall on Soil with Flushing Water by EIS Method” deals with the problems of soil degradation due to salinization and sodification in consequence of infiltration of flushing waters from roads during winter maintenance. This experiment was realized in laboratories of the Institute of water structures of the Faculty of Civil engineering at Brno University of Technology and researched the influence of simulated rainfall on degraded soil by method of electrical impedance spectrometry (EIS). The thesis follows the solution of projects in international EUREKA program.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa. / The loss of natural vegetation and the increase of impermeable surfaces due to the urban expansion have shown that the traditional urban drain systems are ineffective and not much adaptable to the changes of ground use. One of the consequences is the increase of the speed of runoff, which furthers flood, with great material and environmental damage. The flood usually occurs because of stormwaters. The aim of this essay was to study the modular green roofs contribution, submitted to storms, 155mm/h lasting 7,0 minutes, in retention and delay of runoff. Besides, values were determined for these rain-flow classic model parameters: Rational method (C) and CN (SCS), which will be used for hydrological modeling of the effects of using green roofs to control urban flood. The methodology used is experimental and involved building worktops with adjustable inclination to support the experimental modules and a system for controlled induction of rain intensity. Three modular system models were studied for green roof which allow the storage of water at the bottom of the tray that the modules are made up, two are 17,0 L (M-17 and F-17) and one is 4,0 L(M-4), in dry soil and moist conditions. In each vegetated module three species of vegetation were used: Portulaca oleracea, Callisia repens e Apnia Cordfolia. The results show that the retained volume, calculated through observing the runoff, in different situations, are coherent with each other and have data reported in literature. The vegetated modules produced the best results with dry soil and the worst results with moist soil. The average percentage of retention, considering all the types of modules, was 58% of the total volume of induced water, with a 12 minute average delay on runoff. The average values of C (Rational method) were 0,4; 0,48; 0,36, to modules M-17, M-4 and F-17, respectively and the ones for CN (SCS) were 93, 95, 93, to the same modules. As expected, the greatest CN values were the ones for moist ground, keeping the relation of lesser retained volume and more runoff and CN. The module F-17 presented better performance in all aspects (flow reduction, hydric retention, runoff delay). This study shows the good contribution this kind of system may provide for retention and delay runoff, even for short duration heavy rains, mainly after dry season, common situation in places with tropical weather. Future studies should assess the green roofs performance of modular systems accounting other characteristics and types of rains intensity. Adopting green roofs must be cautious, especially the extra burden that such a system is.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa. / The loss of natural vegetation and the increase of impermeable surfaces due to the urban expansion have shown that the traditional urban drain systems are ineffective and not much adaptable to the changes of ground use. One of the consequences is the increase of the speed of runoff, which furthers flood, with great material and environmental damage. The flood usually occurs because of stormwaters. The aim of this essay was to study the modular green roofs contribution, submitted to storms, 155mm/h lasting 7,0 minutes, in retention and delay of runoff. Besides, values were determined for these rain-flow classic model parameters: Rational method (C) and CN (SCS), which will be used for hydrological modeling of the effects of using green roofs to control urban flood. The methodology used is experimental and involved building worktops with adjustable inclination to support the experimental modules and a system for controlled induction of rain intensity. Three modular system models were studied for green roof which allow the storage of water at the bottom of the tray that the modules are made up, two are 17,0 L (M-17 and F-17) and one is 4,0 L(M-4), in dry soil and moist conditions. In each vegetated module three species of vegetation were used: Portulaca oleracea, Callisia repens e Apnia Cordfolia. The results show that the retained volume, calculated through observing the runoff, in different situations, are coherent with each other and have data reported in literature. The vegetated modules produced the best results with dry soil and the worst results with moist soil. The average percentage of retention, considering all the types of modules, was 58% of the total volume of induced water, with a 12 minute average delay on runoff. The average values of C (Rational method) were 0,4; 0,48; 0,36, to modules M-17, M-4 and F-17, respectively and the ones for CN (SCS) were 93, 95, 93, to the same modules. As expected, the greatest CN values were the ones for moist ground, keeping the relation of lesser retained volume and more runoff and CN. The module F-17 presented better performance in all aspects (flow reduction, hydric retention, runoff delay). This study shows the good contribution this kind of system may provide for retention and delay runoff, even for short duration heavy rains, mainly after dry season, common situation in places with tropical weather. Future studies should assess the green roofs performance of modular systems accounting other characteristics and types of rains intensity. Adopting green roofs must be cautious, especially the extra burden that such a system is.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-10-14T11:56:08Z No. of bitstreams: 1 Tatyana Keyty de Souza Borges.pdf: 2480617 bytes, checksum: 7173e0074fec460be65b2ca9806e89e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T11:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tatyana Keyty de Souza Borges.pdf: 2480617 bytes, checksum: 7173e0074fec460be65b2ca9806e89e9 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This study aimed to investigate the performance of conservation techniques in experimental plots in the Ultisol abrúptico Eutrophic, to support planning and management of rainfed agriculture and availability of water resources in Pesqueira / PE. In additionally, it was determined the influence of mulching on soil and water losses by erosion in dystrophic Ultisol, using simulated rainfall in laboratory. This experiment was conducted with soil different from the previous due to the high cost of transporting the same. We performed the analysis of the dynamics of moisture and productivity of maize, considering natural rainfall in plots under different land cover types: bare soil (SD); growing corn vegetative drawstring with cactus, Opuntia ficus-indica Mill., (P) to form barriers to contain runoff, spaced 0.25 x 0.5 x 3.0 m, soil with natural cover (CN), corn cropped using stones, with approximately 8 cm high and 10 cm wide with 1 m distance between the rails, associated with mulch (BCM) and maize cultivation downhill (MA). Maize (Zea mays L.) in the period from April 14 to July 19 of the year 2011, and mulch used, available in the region, was the straw elephant grass (Pennisetum purpureum), with a density of 7 Mg ha -1, applied 20 days after sowing of maize. It was conducted biweekly monitoring of soil moisture, as well as biometrics culture. For the tests performed in the laboratory, used a rainfall simulator and experimental plots of dimensions 1.0 x 0.5 (0.5 m2), and 20 cm deep, with three replicates for each treatment, which were made 9 tests in total, with the absence and presence of mulch. The density of soil mulch, used the plots were 6 and 12 Mg ha-1 straw of sugar cane. Among the treatments evaluated in the field as well as in the laboratory, the mulch allowed greater control water erosion and maintaining humidity, to contribute to the process of water infiltration into the soil in relation to treatment with bare soil, and encourage the development maize under rainfed conditions. / Este trabalho visou investigar o desempenho de técnicas conservacionistas em escala de parcelas experimentais no Argissolo Amarelo Eutrófico abrúptico, como suporte ao planejamento e manejo da agricultura de sequeiro e disponibilidade de recursos hídricos, em Pesqueira/PE. Além disso, determinou-se a influencia do mulching nas perdas de solo e água por erosão hídrica, no Argissolo Amarelo Distrófico, utilizando chuva simulada em laboratório. Este experimento foi realizado com solo diferente do anterior devido ao custo elevado em transportar o mesmo. Foi realizada a análise da dinâmica da umidade e da produtividade da cultura do milho, considerando chuvas naturais, em parcelas sob diferentes tipos de cobertura do solo: solo descoberto (SD); cultivo de milho com cordão vegetativo com palma forrageira, Opuntia ficus-indica Mill. (P), de modo a formar barreiras para contenção do escoamento superficial, no espaçamento de 0,25 x 0,5 x 3,0 m; solo com cobertura natural (CN); cultivo do milho em nível com barramento em pedras, com aproximadamente 8 cm de altura e 10 cm de largura, com distância de 1 m entre os barramentos, associado com cobertura morta (BCM); e cultivo do milho morro abaixo (MA). O milho (Zea mays L.) foi cultivado no período de 14 de abril a 19 de julho do ano de 2011, e a cobertura morta utilizada, disponível na região, foi a palha de capim elefante (Pennisetum purpureum Schum), com densidade de 7 Mg ha-1, sendo aplicada 20 dias após o semeio do milho. Foram realizados monitoramentos quinzenais da umidade do solo, bem como biometria da cultura. Para os testes realizados em laboratório, utilizou-se um simulador de chuvas e parcelas experimentais de dimensões de 1,0 x 0,5 (0,5 m2), com 20 cm de profundidade, com três repetições para cada tratamento, no qual foram feitos 9 testes no total, com ausência e presença de cobertura morta. A densidade de cobertura morta do solo, usadas nas parcelas, foram de 6 e 12 Mg ha-1 de palha de cana-de-açúcar. Dentre os tratamentos avaliados em campo, como também em laboratório, a cobertura morta permitiu uma maior redução da erosão hídrica e manutenção da umidade, ao contribuir com o processo de infiltração da água no solo em relação ao tratamento com solo descoberto, e favorecer ao desenvolvimento do milho em regime de sequeiro.

As crostas são o resultado da degradação da estrutura superficial dos solos, favorecem a erosão e a degradação ambiental dos solos. Este estudo avaloiu a dinâmica da formação de crostas superficiais e as consequencias sobre a porosidade, condutividade hidráulica (K), retenção de água, densidade (Ds) e a rugosidade de um Argissolo Vermelho amarelo conduzido com diferentes sistemas de preparo do solo e aplicação de lâminas de chuva simulada. Avaliou-se também, através de um experimento em laboratório, os processos envolvidos na quebra dos agregados, sob chuvas simuladas. O experimento foi conduzido, nos anos de 2009 e 2010. Em parcelas de 15 x 30 m foram conduzidos os diferentes preparos do solo: preparo convencional (PC), preparo reduzido (PR) e sem preparo (SP). Dentro das parcelas instalou-se micro-parcelas de 1m x 1m, onde foram aplicadas diferentes lâminas de chuva simulada (0, 27, 54 e 80 mm) com intensidade de 80 mm h-1. Foram realizadas coletas de dados de rugosidade, medidas de K, coleta de amostras indeformadas de solo para análise da porosidade e confecção de lâminas delgadas, e também anéis cilíndricos para curva de retenção de água (CRA) e Ds do solo. No experimento de laboratório, utilizou-se dois solos (siltoso e argiloso) e duas classe de agregados (1-3 e 3-5 mm). Os agregados foram submetidos a diferentes chuvas simuladas (28mmh-1 + EC forte; 28mmh-1 + EC fraca; 90mmh-1 + EC forte; 90mmh-1 + EC fraca) e após avaliou-se o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP). A dinâmica da formação de crostas ocorreu de maneira diferenciada em ambos os sistemas de preparo. Nos sistemas de PC e PR a maior redução da porosidade, pelo efeito da chuva aplicada, ocorreu na camada da crosta e no sistema SP na camada da subcrosta. A camada da crosta foi responsável pela redução da porosidade e K, e aumento da Ds nos sistemas PC e PR. As maiores umidades volumétricas observadas nas CRA ocorreram no sistema de PR e as menores no PC e não demonstraram evolução entre as chuvas aplicadas. A rugosidade superficial do solo variou em função dos sistemas de preparo realizados. Os sistemas conservacionistas (PR e SP) apresentaram maior rugosidade no primeiro ano, no segundo ano a maior rugosidade foi observada no sistema SP. O PC demonstrou nos dois anos estudados a mesma tendência, em função das chuvas aplicadas, inicialmente ocorreu um aumento na rugosidade até uma chuva máxima diminuindo em seguida. No experimento em laboratório, as maiores reduções no DMP ocorreram até a lâmina de 3 e 2 mm para o solo argiloso e siltoso, respectivamente. Nas quantidades iniciais de chuva (lâminas iniciais) a intensidade foi determinante na redução do DMP, com o aumento da quantidade de chuva a energia cinética (EC) passou a influenciar a redução do DMP. A intensidade de 28 mm h-1 promoveu as maiores reduções do DMP possivelmente pelo maior tempo de exposição dos agregados ao molhamento. / The crusts are the result of degradation of the surface structure of the soil, favoring erosion and environmental degradation of soils. This study evaluated the dynamics of the develop surface crusts and its consequences on the porosity, hydraulic conductivity (K), water retention, bulk density (Ds) and the roughness of a Typic Hapludult conducted with different systems of tillage and application of sheets simulated rainfall. Was also evaluated through the an laboratory experiment, the processes involved in the breakdown of aggregates under simulated rainfall. The experiment was conducted in the years 2009 and 2010. In plots of 15 x 30 m were installed the soil tillage: conventional tillage (CT), reduced tillage (RT) and no-tillage (NT). Inside of the plots was installed micro-plots of 1m x 1m, which were applied different sheets of simulated rainfall (0, 27, 54 and 80 mm) with intensity of 80 mm h-1. Roughness data, K measurements, sampling of undisturbed soil samples for porosity analysis and preparation of thin sections, and also cylindrical rings for water retention curve (SWRC) and Ds, were collected. In the laboratory experiment two soils (Silt Loam and Clay Loam) and two aggregate classes (1-3 and 3-5 mm) were used. The aggregates were submitted to different simulated rainfall (28mmh-1 + KE strong; 28mmh-1 + KE weak; 90mmh-1 + KE strong; 90mmh-1 + KE weak) and after the mean weight diameter (MWD) was evaluated. The dynamics of crust formation occurred differently in both tillage systems. In the CT and RT systems the major reduction of the porosity, by effect of the applied rainfall, occurred in the crust layer and in the NT system occurred in the subcrosta layer. Crust formation was responsible for reducing the porosity and K, and increasing Ds, in RT and CT systems. The higher volumetric moisture contents observed in CRA occurred in the PR system and the lowest in CT. The CRA did not show changes between the applied rainfall. The surface roughness of the soil varied in relation to the tillage systems. RT and NT systems showed a higher roughness in the first year during the second year a higher roughness was observed in the NT system. The CT in the two years studied showed the same trend of evolution according to of applied rainfall, initially there was an increase in roughness up to a maximum rain and then decrease. In the laboratory experiment, the largest DMP reductions occurred in the 3 and 2 mm rainfall for the Silt Loam and Clay Loam soils, respectively. In the initial amounts of rainfall, the intensity was determinant in the MWD reduction. With the increase in the amount of rainfall, the kinetic energy influences the MWD reduction. The intensity of 28 mm h-1 produced the greatest reductions in DMP, possibly due to the longer exposure of the aggregates to wetting.

As crostas são o resultado da degradação da estrutura superficial dos solos, favorecem a erosão e a degradação ambiental dos solos. Este estudo avaloiu a dinâmica da formação de crostas superficiais e as consequencias sobre a porosidade, condutividade hidráulica (K), retenção de água, densidade (Ds) e a rugosidade de um Argissolo Vermelho amarelo conduzido com diferentes sistemas de preparo do solo e aplicação de lâminas de chuva simulada. Avaliou-se também, através de um experimento em laboratório, os processos envolvidos na quebra dos agregados, sob chuvas simuladas. O experimento foi conduzido, nos anos de 2009 e 2010. Em parcelas de 15 x 30 m foram conduzidos os diferentes preparos do solo: preparo convencional (PC), preparo reduzido (PR) e sem preparo (SP). Dentro das parcelas instalou-se micro-parcelas de 1m x 1m, onde foram aplicadas diferentes lâminas de chuva simulada (0, 27, 54 e 80 mm) com intensidade de 80 mm h-1. Foram realizadas coletas de dados de rugosidade, medidas de K, coleta de amostras indeformadas de solo para análise da porosidade e confecção de lâminas delgadas, e também anéis cilíndricos para curva de retenção de água (CRA) e Ds do solo. No experimento de laboratório, utilizou-se dois solos (siltoso e argiloso) e duas classe de agregados (1-3 e 3-5 mm). Os agregados foram submetidos a diferentes chuvas simuladas (28mmh-1 + EC forte; 28mmh-1 + EC fraca; 90mmh-1 + EC forte; 90mmh-1 + EC fraca) e após avaliou-se o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP). A dinâmica da formação de crostas ocorreu de maneira diferenciada em ambos os sistemas de preparo. Nos sistemas de PC e PR a maior redução da porosidade, pelo efeito da chuva aplicada, ocorreu na camada da crosta e no sistema SP na camada da subcrosta. A camada da crosta foi responsável pela redução da porosidade e K, e aumento da Ds nos sistemas PC e PR. As maiores umidades volumétricas observadas nas CRA ocorreram no sistema de PR e as menores no PC e não demonstraram evolução entre as chuvas aplicadas. A rugosidade superficial do solo variou em função dos sistemas de preparo realizados. Os sistemas conservacionistas (PR e SP) apresentaram maior rugosidade no primeiro ano, no segundo ano a maior rugosidade foi observada no sistema SP. O PC demonstrou nos dois anos estudados a mesma tendência, em função das chuvas aplicadas, inicialmente ocorreu um aumento na rugosidade até uma chuva máxima diminuindo em seguida. No experimento em laboratório, as maiores reduções no DMP ocorreram até a lâmina de 3 e 2 mm para o solo argiloso e siltoso, respectivamente. Nas quantidades iniciais de chuva (lâminas iniciais) a intensidade foi determinante na redução do DMP, com o aumento da quantidade de chuva a energia cinética (EC) passou a influenciar a redução do DMP. A intensidade de 28 mm h-1 promoveu as maiores reduções do DMP possivelmente pelo maior tempo de exposição dos agregados ao molhamento. / The crusts are the result of degradation of the surface structure of the soil, favoring erosion and environmental degradation of soils. This study evaluated the dynamics of the develop surface crusts and its consequences on the porosity, hydraulic conductivity (K), water retention, bulk density (Ds) and the roughness of a Typic Hapludult conducted with different systems of tillage and application of sheets simulated rainfall. Was also evaluated through the an laboratory experiment, the processes involved in the breakdown of aggregates under simulated rainfall. The experiment was conducted in the years 2009 and 2010. In plots of 15 x 30 m were installed the soil tillage: conventional tillage (CT), reduced tillage (RT) and no-tillage (NT). Inside of the plots was installed micro-plots of 1m x 1m, which were applied different sheets of simulated rainfall (0, 27, 54 and 80 mm) with intensity of 80 mm h-1. Roughness data, K measurements, sampling of undisturbed soil samples for porosity analysis and preparation of thin sections, and also cylindrical rings for water retention curve (SWRC) and Ds, were collected. In the laboratory experiment two soils (Silt Loam and Clay Loam) and two aggregate classes (1-3 and 3-5 mm) were used. The aggregates were submitted to different simulated rainfall (28mmh-1 + KE strong; 28mmh-1 + KE weak; 90mmh-1 + KE strong; 90mmh-1 + KE weak) and after the mean weight diameter (MWD) was evaluated. The dynamics of crust formation occurred differently in both tillage systems. In the CT and RT systems the major reduction of the porosity, by effect of the applied rainfall, occurred in the crust layer and in the NT system occurred in the subcrosta layer. Crust formation was responsible for reducing the porosity and K, and increasing Ds, in RT and CT systems. The higher volumetric moisture contents observed in CRA occurred in the PR system and the lowest in CT. The CRA did not show changes between the applied rainfall. The surface roughness of the soil varied in relation to the tillage systems. RT and NT systems showed a higher roughness in the first year during the second year a higher roughness was observed in the NT system. The CT in the two years studied showed the same trend of evolution according to of applied rainfall, initially there was an increase in roughness up to a maximum rain and then decrease. In the laboratory experiment, the largest DMP reductions occurred in the 3 and 2 mm rainfall for the Silt Loam and Clay Loam soils, respectively. In the initial amounts of rainfall, the intensity was determinant in the MWD reduction. With the increase in the amount of rainfall, the kinetic energy influences the MWD reduction. The intensity of 28 mm h-1 produced the greatest reductions in DMP, possibly due to the longer exposure of the aggregates to wetting.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The soil tillage systems modify its water balance and for the correct irrigation management is fundamental to determining the runoff and effective rainfall, which helps to maximize the use of rainwater and minimizes the use of supplemental irrigation. The objective of this study was to determine, model and estimate the runoff and the effective rainfall during the development cycle of the common black bean and maize in soil with and without straw on the surface, in different land slope and rainfall intensities simulated, using the field experiments, multivariate equations, the Curve Number Method (CN) and the SIMDualKc Model. Two experiments were conducted in the field with crops of black beans and maize, where different intensities of simulated rainfall (35, 70 and 105 mm h-1) were applied at different times of the crop cycle (soil cover of 0, 28, 63 and 100% by the canopy beans; 0, 30, 72 and 100% by canopy of maize) and distinct land slope (1, 5 and 10%) in soil without and with (5 Mg ha-1) of oat straw on the surface. The runoff values observed were compared with those estimated by the CN method, suggesting new values of CN to improve the estimate. From the set of data collected from the field analysis of multiple linear regression to estimate runoff and simulations with SIMDualKc model to estimate runoff and effective rainfall were performed. The start time of the runoff, constant runoff rate, total runoff and the percentage of runoff in relation to the volume of rain were little influenced by the crops of beans and maize. Reductions in runoff were provided by the straw on the soil surface within 45 and 48% for the crops beans and maize, respectively. The CN method for the bean crop underestimated runoff by up to 10% for the soil without straw on the surface, and overestimated by up to 17% for the soil with straw. For maize, the method overestimated the runoff by up 32.4% in soil with straw and 12% in soil without straw. To improve estimation the CN, new values are proposed for CN, considering the crop, the presence or absence of straw on soil surface and intensity rain. The use of multiple linear regression analyzes indicated that the volume of precipitation (R2=0.52) and soil cover by straw (R2=0.18) are the variables with the greatest influence on runoff. Four multiple equations were generated, and the equation 2, whose input parameters are the volume of rain and amount of litter on the soil surface, was presented the best estimate of the runoff of a data set than the one that gave its origin. The SIMDualKc Model requires adjustments to estimate runoff and effective rainfall during the crop cycle of beans and maize, so consider the benefits of straw on the soil surface in reducing runoff. Thus, the suggested value of CN (CN=75) was changed to 71 and 87 to the black bean crop, and 56 and 79 for the maize crop for the soil with and without straw on the surface, respectively. / Os sistemas de manejo do solo modificam o seu balanço hídrico e para o correto manejo da irrigação é de fundamental importância a determinação do escoamento superficial e da chuva efetiva, o que contribui para maximizar o uso da água das chuvas e minimiza a utilização de irrigação suplementar. O objetivo do presente trabalho foi determinar, modelar e estimar o escoamento superficial e a chuva efetiva durante o ciclo de desenvolvimento das culturas do feijão e milho, cultivados em solo com e sem palha na superfície, em diferentes declividade do terreno e intensidades de chuvas simuladas, utilizando experimentos a campo, equações multivariadas, o método Curva Número (CN) e o modelo SIMDualKc. Foram realizados dois experimentos à campo, com as culturas do feijão e milho, em que foram aplicadas diferentes intensidades de chuvas simuladas (35, 70 e 105 mm h-1), em diferentes momentos do ciclo das culturas (cobertura do solo de 0, 28, 63 e 100% pelo dossel vegetativo do feijão; 0, 30, 72 e 100% pelo dossel vegetativo do milho) e distintas declividade do terreno (1, 5 e 10%), em solo sem e com (5 Mg ha-1) palha de aveia preta na superfície. Os valores de escoamento superficial observados foram comparados com os estimados pelo método CN, sugerindo-se novos valores de CN para melhorar a estimativa. A partir do conjunto de dados coletados a campo, foram realizadas análises de regressão linear múltiplas para a estimativa do escoamento superficial e, simulações com o modelo SIMDualKc para estimativa do escoamento superficial e da chuva efetiva. O tempo de início do escoamento, a taxa constante de escoamento, o escoamento total e a porcentagem de escoamento em relação ao volume da chuva foram pouco influenciados pelo crescimento do dossel vegetativo das plantas de feijão e milho. Reduções no escoamento superficial foram proporcionadas pela presença de palha na superfície do solo, em até 45 e 48% para as culturas do feijão e milho, respectivamente. O método CN para a cultura do feijão subestimou o escoamento superficial em até 10% para o solo sem palha na superfície e, superestimou em até 17% para o solo com palha. Para a cultura do milho, o método CN superestimou o escoamento superficial em até 32,4% no solo com palha e 12% no solo sem palha. Para melhorar a estimativa do método CN, foram propostos novos valores de CN, considerando a cultura, a presença ou não de palha na superfície do solo e a intensidade da chuva. A utilização de análises de regressão linear múltiplas indicaram que o volume da chuva (R2=0,52) e a cobertura do solo por palha (R2=0,18) são as variáveis com maior influência sobre o escoamento superficial. Foram geradas quatro equações múltiplas, sendo que a equação 2, cujos parâmetros de entrada são o volume da chuva e quantidade de palha na superfície do solo, foi a que apresentou a melhor estimativa do escoamento superficial de um conjunto de dados diferente daquele que lhe deu origem. O modelo SIMDualKc necessita de ajustes para estimar o escoamento superficial e a chuva efetiva durante o ciclo das culturas de feijão e milho, de modo que considere os benefícios da palha na superfície do solo na redução do escoamento superficial. Desta forma, o valor sugerido de CN (CN=75) foi alterado para 71 e 87 para a cultura do feijão e, 56 e 79 para a cultura do milho, para o solo com e sem palha na superfície, respectivamente.