Introdução: A qualidade e quantidade das águas superficiais estão diretamente relacionadas com as atividades econômicas presentes nas bacias hidrográficas e seus níveis de preservação. O aumento no uso de agrotóxicos pode contribuir para a contaminação do solo e da água, sobretudo em bacias hidrográficas agrícolas. A prevenção da contaminação dos mananciais é essencial para garantir a qualidade da água e diminuir os riscos à saúde humana, para tanto é preciso identificar como o uso e a ocupação do solo impactam os recursos hídricos, sua qualidade e seu equilíbrio hidrológico. Objetivo: Caracterização ambiental de duas bacias de mananciais de abastecimento público de forma a identificar áreas vulneráveis quanto à contaminação de agrotóxicos. Método: Aplicação do modelo hidrológico SWAT para caracterização da bacia e para simulação do ciclo hidrológico. Divisão da bacia hidrográfica em subbacias de acordo com o predomínio da ocupação do solo. Trabalho de campo para identificação de fontes pontuais de contaminação. Resultados: Foi verificado o impacto do uso e ocupação do solo no balanço hídrico das bacias. O escoamento superficial foi um dos principais meios de contaminação dos corpos dágua e esteve relacionado a presença de vegetação. Áreas de maior preservação apresentaram menor escoamento superficial enquanto àquelas com predomínio de agricultura e de solo exposto apresentaram valores maiores. A partir desses dados foram identificadas as áreas prioritárias para melhor gestão do uso de agrotóxicos por apresentarem potencial de contaminação dos corpos dágua. Conclusão: O modelo SWAT e as ferramentas de geoprocessamento se mostraram adequadas para a caracterização do uso do solo e os resultados fornecem subsídios para melhoria das ações de vigilância da qualidade da água nos municípios / Introduction: The surface waters quality and quantity are directly related to the economic activities present in the river basins and their levels of preservation. The increase in the use of pesticides can contribute to the contamination of soil and water, especially in agricultural watersheds. Preventing the contamination of water sources is essential to guarantee water quality and reduce risks to human health. Therefore, it is necessary to identify how the land use impacts water resources, their quality and their hydrological balance. Objective: Environmental characterization of two watersheds of public supply sources in order to identify vulnerable areas for the contamination of pesticides. Method: Application of the SWAT hydrological model for basin characterization and simulation of the hydrological cycle. Division of watershed in subbasins according to the predominance of the land use. Fieldwork to identify point sources of contamination. Results: The impact of land use and occupation on the water balance of the watersheds was verified. Surface runoff was one of the main means of contamination of water bodies and was related to the presence of vegetation in the area. Areas of greater preservation presented lower surface runoff while those with predominance of agriculture and exposed soil showed higher values. Priority areas for better use of agrochemicals were identified because they present potential for contamination of water bodies. Conclusion: The SWAT model and spatial tools were adequate for the characterization of land use and the results provide subsidies for the improvement of water quality monitoring actions in municipalities

Submitted by Aline Aparecida dos Santos (aline.ap.as@gmail.com) on 2018-10-10T01:15:53Z No. of bitstreams: 1 aline_dissertacao.pdf: 8818019 bytes, checksum: 897bb26d3f8580354f5b2342a1440b38 (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-10-10T13:23:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_aa_me_prud.pdf: 8718423 bytes, checksum: 3f9bede63b8caf8fad50c6a69dd1d1a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-10T13:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_aa_me_prud.pdf: 8718423 bytes, checksum: 3f9bede63b8caf8fad50c6a69dd1d1a7 (MD5) Previous issue date: 2018-07-05 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho pretendeu estimar por meio de um modelo hidrológico os processos de escoamento superficial na região do Pontal do Paranapanema-SP em diferentes períodos hidrológicos, considerando as mudanças na cobertura e uso da terra na região ao longo dos anos. Para tanto, foi utilizado o modelo hidrológico Curve Number, que estima o escoamento superficial a partir da precipitação, da umidade antecedente do solo e da relação entre a cobertura da terra e a capacidade de infiltração do solo. Para gerar o modelo, definiram-se os anos de 1962 e 2014 com base em períodos hidrológicos já estabelecidos pela literatura. Na elaboração do modelo, foram utilizados os totais anuais de precipitação da região para os anos escolhidos, o mapa pedológico e os mapas de cobertura e uso da terra do período. O modelo foi gerado através de álgebra de mapas com o auxílio de um SIG. A análise dos mapas de escoamento superficial permitiu identificar áreas da bacia que sofreram alterações no escoamento superficial em função das mudanças da cobertura e uso da terra, bem como indicar as áreas que tiveram maior grau de escoamento. / Considering the changes in Pontal do Paranapanema land use over the years, this dissertation aimed to estimate the surface runoff processes in the region in different hydrological periods through a hydrological model. In order to do so, it was used the Curve Number hydrological model, which estimates the surface runoff create by precipitation, soil moisture and the relationship between land cover and soil infiltration capacity. It were defined 1962 and 2014 years to generate the model, based on hydrological periods already established in the literature. In the elaboration of the model, the annual precipitation totals for the selected years, the pedological map and the land use maps of the period were used. The model was generated through map algebra technic with the aid of a GIS. The surface runoff maps analysis allowed to identify areas of the basin that suffered changes in the surface runoff due to changes in land use, and to indicate the areas that had the highest surface runoff. / FAPESP: 2012/23959-9

SANTOS, Julio Cesar Neves dos. Mensuração da erosão do solo no semiárido em diferentes usos de terras e escalas espaciais. 2012. 101 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-23T19:47:50Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jcnsantos.pdf: 4343468 bytes, checksum: 5ee39cc973c0eeaceece6e81a3db3ed2 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:17:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jcnsantos.pdf: 4343468 bytes, checksum: 5ee39cc973c0eeaceece6e81a3db3ed2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jcnsantos.pdf: 4343468 bytes, checksum: 5ee39cc973c0eeaceece6e81a3db3ed2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Obtaining data of soil erosion on different spatial scales is of fundamental importance, especially in the semi-arid regions of northeastern Brazil where such data are scarce. The semi-arid region is vulnerable to water erosion, mainly due to its climatic and edaphic characteristics, and the unsustainable land use practices, which result in the impoverishment of agricultural soils, and compromise the water quality of the surface reservoirs (the main water resources of the region). The main goal of this study was generate basic data flow, sediment yield and analyze the main process and sources of variation in soil loss at different scales in semi-arid region. It analyzed the natural process that is operating in each one scale and the land use effects in the conservation of the environment. The study area is located in the semi-arid region of the state of Ceará, in the watershed of the Upper Jaguaribe in the Iguatu County, in the south central area of the state. Studies of erosion and surface runoff were conducted on three scale levels: watersheds with areas of around 1 to 3 ha, erosion plots of 20 m2, and plots of 1 m2, all under natural-rainfall conditions. In all, four experimental watersheds were installed together with six erosion plots of 20 m2 and six plots of 1m2 with different types of land use; native Caatinga; thinned Caatinga; deforestation followed by bunching and the cultivation of corn, and deforestation, burning and the cultivation of pasture. The study was carried out from 2009 to 2011, with rainfall concentrated in the months of January to June, corresponding to the rainy season in the region. Samples to quantify the volume of surface runoff, and samples to determine sediment loss, were taken for each erosive-rain event in an accumulated period of 24 hours. There were higher runoff coefficients and soil losses on the 20 m2 scale than on the 1 m2 and watershed scales: on the scale of 1 m², the plot of 20 m² causes an increase in flow velocity down slopes, also increasing transport capacity; on the scale of the watershed, places with low slopes acted as receiving areas for sediment. In the area with native Caatinga vegetation, the presence of points of high erodibility and of bare soil, on the watershed scale, is responsible for most of the soil loss, a fact that is not present on the small scale of the plots. The area which was thinned out, however, presented a lower runoff coefficient and less soil-loss on the watershed scale, in relation to the area of native Caatinga. After deforestation, bunching of the plant remains, and planting of corn, an increase in the runoff coefficient and soil loss can be seen in relation to the previous period with a coverage of native Caatinga. The treatment of deforestation, burning and the cultivation of pasture (Andropogon gayanus Kunt) resulted in the greatest soil and water losses in relation to the other management strategies studied. / A obtenção de dados de erosão do solo em diferentes escalas espaciais é de fundamental importância, principalmente no semiárido do Nordeste brasileiro onde esses dados são escassos. O semiárido brasileiro é vulnerável à erosão hídrica, principalmente devido às suas características climáticas, edáficas e às práticas de explorações insustentáveis, resultando no empobrecimento dos solos agrícolas e comprometendo a qualidade das águas dos reservatórios superficiais (principais reservas hídricas da região). Nesse sentido, o presente estudo objetivou gerar dados básicos de escoamento, produção de sedimento e analisar os principais processos e fontes de variação na perda de solo em diferentes escalas espaciais em região semiárida, bem como os processos naturais atuantes em cada escala, e os efeitos do uso do solo na conservação do meio. A área de estudo está localizada no semiárido cearense, na bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe no município de Iguatu, no Centro Sul do Estado do Ceará. Os estudos de erosão e escoamento superficial foram conduzidos em três níveis de escala: microbacias com áreas em torno de 1 a 3 ha, parcelas de erosão de 20 m2 e parcelas de 1 m2, todas sob condições de chuvas naturais. Ao todo, foram instaladas quatro microbacias experimentais, seis parcelas de erosão de 20 m2 e seis parcelas de 1 m2, sob diferentes usos do solo; Caatinga nativa; Caatinga raleada; desmatamento seguido de enleiramento e cultivo de milho; e desmatamento, queima com cultivo de pastagem. O estudo ocorreu durante os anos de 2009, 2010 e 2011, com chuvas concentradas de janeiro a junho, correspondendo à estação chuvosa da região. As coletas para quantificação do volume escoado superficialmente e de amostras para determinação da perda de sedimentos foram realizadas a cada evento de chuva erosiva, no acumulado de 24 horas. Ocorreram maiores coeficientes de escoamento e perdas de solo na escala de 20 m² que nas escalas de 1 m² e de microbacia: em relação à escala de 1 m², a parcela de 20 m² provoca um aumento da velocidade de escoamento ao longo da vertente, aumentando também a capacidade de transporte; na escala de microbacia, a presença de áreas com baixas declividades atuaram como zonas receptoras de sedimentos. Na área com cobertura de Caatinga Nativa, a presença de pontos de alta erodibilidade e com solo nu, na escala de microbacia, é responsável pela maior parte das perdas de solo, fato que não pode ser representado na pequena escala de parcela. Já a área que recebeu o tratamento de raleamento, apresentou na escala de microbacia menor coeficiente de escoamento superficial e menores perdas de solo em relação à área Caatinga Nativa. O manejo de desmatamento e enleiramento dos restos vegetais e cultivo de milho, proporcionou incremento no coeficiente de escoamento superficial e nas perdas de solo em relação ao período anterior, com cobertura de Caatinga nativa. O tratamento de desmatamento, queimada e cultivo de pastagem (Andropogon gayanus Kunt), resultou nas maiores perdas de solo e água em relação aos demais manejos estudados.

Riparian buffers in agricultural landscapes are designed to trap pollutants in overland flow by slowing, filtering, and infiltrating surface runoff entering the buffer via sheet flow. However, observational evidence suggests that concentrated flow is prevalent from agricultural fields. Also, over time sediment can accumulate in riparian buffers forming berms that restrict sheet flow from moving into the buffers; these berms ultimately back up surface runoff, resulting in an eventual breakthrough which concentrates runoff. Breakthrough by concentrated flow can lead to gully formation that may reduce the filtering capacities of buffer systems by providing direct conduits to stream channels. This study explores the frequency of concentrated flow paths in riparian buffers at both the field and watershed scale. At the field scale, intensive topographic surveys were conducted at 10 field sites in southern Illinois to characterize concentrated flow paths, accumulated berm sediments, and field area drained by concentrated flow. Detailed digital elevation models (DEMs) were created for each site and riparian buffer and agriculture field characteristics were analyzed to assess the development and occurrence of concentrated flow paths. At each site, soil samples were analyzed to characterize sediment deposition patterns within the buffer. To assess the prevalence of concentrated flow paths at the watershed scale, three watersheds in southern Illinois were selected for walking stream surveys. Five stream segments, approximately 1000 m long, were randomly selected within each watershed and surveyed for the occurrence and size of concentrated flow paths. These data were analyzed with respect to riparian buffer vegetation, buffer width, and surrounding land cover data. Concentrated flow paths were identified in all topographic surveys and all walking stream surveys indicating a common occurrence in agricultural watersheds of southern Illinois. Among field scale sites, concentrated flow accounted for 82.5-100% of the drainage areas contributing to riparian buffers. Results from the watershed scale analysis suggest that concentrated flow paths are significantly more abundant in agricultural land cover, than forested land. Current riparian buffer design principles are based on the assumption that sheet flow is the primary form of surface runoff entering buffers. Furthermore, buffers are installed and not maintained which can lead to berm accumulation and buffer failure. Results from this study indicate that concentrated flow was the prevalent form of runoff at field scale sites. Managers need to consider the occurrence of concentrated flow paths when designing riparian buffers to protect stream water quality.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-13T17:34:56Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO MIQUÉIAS SOUSA NUNES – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 6096167 bytes, checksum: 209e0b24de3463f67f79ee188f4a1bc5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO MIQUÉIAS SOUSA NUNES – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 6096167 bytes, checksum: 209e0b24de3463f67f79ee188f4a1bc5 (MD5) Previous issue date: 2018-02 / Capes / O crescimento populacional desordenado juntamente com a intensificação das atividades humanas estão acelerando as modificações dos ecossistemas naturais acarretando vários problemas ambientais, em particular , aos recursos hídricos. A necessidade da humanidade por esse recurso vem crescendo de forma rápida e incompatível com a capacidade de recuperação da natureza, causando a escassez e prejuízo na sua qualidade. Além disso, as diversas finalidades para as quais esses recursos são utilizados têm gerado um grande número de conflitos do uso e também degradação qualitativa e quantitativa dos corpos hídricos.No semiárido brasileiro, a situação de escassez hídrica compromete o desenvolvimento econômico e social da região. Assim, torna-se necessário desenvolver ferramentas adequadas para apoiar a tomada de decisão quanto ao uso dos recursos hídricos. Alterações no uso e na ocupação do solo afetam o comportamento do escoamento superficial, e a análise das tendências na vazão dos cursos d’água é importante para o planejamento do uso dos recursos hídricos e do solo. As variações no regime pluviométrico devido às mudanças climáticas também afetam a disponibilidade hídrica nas bacias hidrográficas.Este trabalho tem por objetivomodelar os processos de geração de escoamento superficial, erosão do solo e a recarga potencial subterrânea na bacia do Rio Sucuru a jusante da barragem de Sumé-PB utilizando o modelo SWAT. Foram utilizados dados de precipitação, temperatura, do período de 1994 a 2015, além de mapas de tipos de solo, uso e ocupação do solo com as mudanças observadas no período.Os parâmetros CANMAX, GWQMN, GW_REVAP, ESCO, EPCO e CN foram identificados como os mais influentes sobre o processo de geração de escoamento superficial. O valor do parâmetro GWQMN foi fixado em 2000 mm, pois nenhuma sondagem realizada na bacia indica uma profundidade do solo maior que 2,0 m. Os parâmetros CANMX, ESCO, EPCO e CN se mostraram muito influentes, pois qualquer pequena alteração para mais ou para menos, provocava uma superestimação e/ou subestimação da lâmina escoada, necessitando assim de muitas tentativas antes de obter seus valores finais. Os resultados demosntram a eficiência do modelo SWAT em quantificar e avaliar comparativamente os processos hidrossedimentologicos na região do cariri paraibano. A contribuição deste trabalho se dá pela formulação de uma metodologia para a realização de estudos hidrossedimentologicos em regiões onde não existem dados de escoamento superficial ou de produção de sedimento pela erosão. / Disorganized population growth coupled with the intensification of human activities is accelerating changes in natural ecosystems, leading to a number of environmental problems, in particular water resources. The need of mankind for this resource has been growing rapidly and incompatible with nature's capacity for recovery, causing scarcity and damage in its quality. In addition, the various purposes for which these resources are used have generated a large number of use conflicts and also qualitative and quantitative degradation of water bodies. In the Brazilian semi-arid, the situation of water scarcity compromises the economic and social development of the region. Thus, it is necessary to develop adequate tools to support the decision making regarding the use of water resources. Changes in soil use and occupation affect the behavior of surface runoff, and the analysis of trends in water flow is important for planning the use of water resources and soil. Variations in pluviometric regime due to climate change also affect water availability in river basins. This work aims to model the processes of generation of runoff, soil erosion and potential underground recharge in the Sucuru River basin downstream of the Sumé-PB dam using the SWAT model. Precipitation and temperature data were used from 1994 to 2015, as well as maps of soil types, land use and occupation with changes observed in the period. The parameters CANMAX, GWQMN, GW_REVAP, ESCO, EPCO and CN were identified as the most influential on the process of generation of surface runoff. The value of the GWQMN parameter was set at 2000 mm, since no survey conducted in the basin indicates a soil depth greater than 2.0 m. The parameters CANMX, ESCO, EPCO and CN were very influential, because any small changes for more or less, caused an overestimation and / or underestimation of the drained sheet, thus requiring many attempts before obtaining their final values. The results demonstrate the efficiency of the SWAT model in quantifying and comparing the hydrosedimentological processes in the Paraíba region. The contribution of this work is given by the formulation of a methodology for the realization of hydrosedimentological studies in regions where there is no data of surface runoff or sediment production.

The purpose of this work was to present the computer supported hydrological simulation. The methods are demonstrated on the Jenínský stream catchment, which serves as an experimental catchment of the Depatment of Land Adjustement, Faculty of Agriculture, University of South Bohemia since 2004. The hydrological analyses are solved in the ArcGIS 9.2 software, ArcView level and its extension ArcHydro. Digitized contour lines layers, watershed divide and the stream were used as a basis for functionality testing. Subsequently the results were compared with the reality, and the possible differences were discussed. The result is evaluation of the use of particular tools of the mentonioned software for the tasks solved in catchment hydrology. This work will also be used as a guideline for the use of ArcHydro for the extension of the education of modelling in the subjects concerning catchment hydrology.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As regiÃes semiÃridas compreendem Ãreas muito sensÃveis Ãs alteraÃÃes do seu ambiente natural. O semiÃrido brasileiro, por ser um dos mais populosos do mundo, està mais susceptÃvel Ãs atividades antrÃpicas, como o desmatamento para atividades agrosilvopastoris. Esta pesquisa foi desenvolvida no Ãmbito do projeto âEstudos dos processos de degradaÃÃo/desertificaÃÃo e suas relaÃÃes com o uso da terra em sistemas de produÃÃo no semiÃrido cearense: o caso da microrregiÃo de Sobral â CearÃâ. A Ãrea experimental localiza-se no municÃpio de IrauÃuba, inserida em um dos nÃcleos de desertificaÃÃo do semiÃrido brasileiro. O clima da regiÃo à do tipo quente e semiÃrido com chuvas de verÃo (mÃdia anual de 530 mm) e Ãndice de aridez 0,34. O solo à do tipo Planossolo NÃtrico Ãrtico tÃpico, A fraco; e a vegetaÃÃo nativa à do tipo Caatinga arbustiva aberta. A principal atividade econÃmica da regiÃo à a pecuÃria extensiva (bovino e ovino) em sobrepastejo, sem uso de prÃticas conservacionistas. O presente trabalho tem como objetivo comparar os processos hidrossedimentolÃgicos de duas encostas em ambiente semiÃrido: uma (370 mÂ) està submetida à prÃtica de pousio desde 2000; enquanto que a outra (468 mÂ) se encontra degradada, sendo usada como Ãrea de pastagem hà mais de vinte anos. As duas encostas possuem as mesmas condiÃÃes de solo, clima e relevo, diferenciando-se somente quanto ao uso e à cobertura do solo. SÃo comparadas analiticamente variÃveis hidrolÃgicas e sedimentolÃgicas. Os experimentos foram realizados entre 01 de janeiro de 2010 e 15 de abril de 2011. Para promover essa comparaÃÃo foram coletados dados de precipitaÃÃo (lÃmina e intensidade), escoamento superficial e perda de solo. A precipitaÃÃo foi de 264 mm em 2010 e de 445 mm atà 15 de abril de 2011, tendo sido registrados 55 eventos nos 16 meses. As chuvas de IrauÃuba demonstraram alta variabilidade espacial: hà diferenÃa estatÃstica (nÃvel de significÃncia de 5%) entre os dois pluviÃmetros usados na pesquisa, embora estejam a uma distÃncia de apenas 200 m. O padrÃo hidrolÃgico das chuvas na regiÃo à de intermediÃrio a atrasado (70% dos eventos), o que causa maior potencial erosivo. Conclui-se, a partir da anÃlise comparativa, que os dez anos de pousio reduziram em 60% o escoamento superficial em relaÃÃo à encosta degradada. A menor precipitaÃÃo capaz de gerar escoamento superficial foi 7,2 mm na encosta degradada, enquanto que esse valor foi de 8,6 mm para a encosta em pousio. Isso demonstra o incremento de abstraÃÃo inicial da encosta preservada, ou seja, sua maior capacidade de retenÃÃo de umidade. O incremento da capacidade de retenÃÃo se dà atravÃs da interceptaÃÃo vegetal, da serrapilheira e da camada superficial do solo. No entanto, observou-se que a maior precipitaÃÃo incapaz de gerar escoamento superficial foi idÃntica (17 mm) nas duas encostas. A explicaÃÃo para tal resultado à que o parÃmetro dominante nesse processo à a estrutura do solo: embora haja diferenÃas na superfÃcie dos solos, os dez anos de pousio ainda nÃo foram capazes de alterar sua estrutura, conforme avaliou Sousa em pesquisa independente. Observou-se que a taxa de decaimento da vazÃo foi sensivelmente afetada pela prÃtica de pousio: a taxa, de 0,107 min-1 na encosta degrada, decresceu para 0,045 min-1 na encosta preservada. A menor taxa de decaimento de vazÃo na encosta em pousio indica o inÃcio da recuperaÃÃo de seu escoamento de base, o que favorece maior permanÃncia da Ãgua no corpo hÃdrico. Os dez anos de pousio tambÃm foram capazes de reduzir a perda de solo. Essa reduÃÃo, de 83% em relaÃÃo à encosta degradada, induz à melhoria das condiÃÃes fÃsicas, quÃmicas e biolÃgicas do solo, responsÃveis pelo incremento da produÃÃo vegetal. Conclui-se, com base nos experimentos aqui realizados, que os dez anos de pousio melhoraram, de modo mensurÃvel, as condiÃÃes hidrolÃgicas e sedimentolÃgicas na encosta semiÃrida. A prÃtica de pousio, portanto, pode ser adotada para fins de recuperaÃÃo de Ãreas de Caatinga degradada. Sugere-se que sejam realizadas novas investigaÃÃes, que avaliem a associaÃÃo dessa prÃtica a outras, a fim de intensificar o processo de recuperaÃÃo de Ãreas degradadas no semiÃrido

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A obtenÃÃo de dados de erosÃo do solo em diferentes escalas espaciais à de fundamental importÃncia, principalmente no semiÃrido do Nordeste brasileiro onde esses dados sÃo escassos. O semiÃrido brasileiro à vulnerÃvel à erosÃo hÃdrica, principalmente devido Ãs suas caracterÃsticas climÃticas, edÃficas e Ãs prÃticas de exploraÃÃes insustentÃveis, resultando no empobrecimento dos solos agrÃcolas e comprometendo a qualidade das Ãguas dos reservatÃrios superficiais (principais reservas hÃdricas da regiÃo). Nesse sentido, o presente estudo objetivou gerar dados bÃsicos de escoamento, produÃÃo de sedimento e analisar os principais processos e fontes de variaÃÃo na perda de solo em diferentes escalas espaciais em regiÃo semiÃrida, bem como os processos naturais atuantes em cada escala, e os efeitos do uso do solo na conservaÃÃo do meio. A Ãrea de estudo està localizada no semiÃrido cearense, na bacia hidrogrÃfica do Alto Jaguaribe no municÃpio de Iguatu, no Centro Sul do Estado do CearÃ. Os estudos de erosÃo e escoamento superficial foram conduzidos em trÃs nÃveis de escala: microbacias com Ãreas em torno de 1 a 3 ha, parcelas de erosÃo de 20 m2 e parcelas de 1 m2, todas sob condiÃÃes de chuvas naturais. Ao todo, foram instaladas quatro microbacias experimentais, seis parcelas de erosÃo de 20 m2 e seis parcelas de 1 m2, sob diferentes usos do solo; Caatinga nativa; Caatinga raleada; desmatamento seguido de enleiramento e cultivo de milho; e desmatamento, queima com cultivo de pastagem. O estudo ocorreu durante os anos de 2009, 2010 e 2011, com chuvas concentradas de janeiro a junho, correspondendo à estaÃÃo chuvosa da regiÃo. As coletas para quantificaÃÃo do volume escoado superficialmente e de amostras para determinaÃÃo da perda de sedimentos foram realizadas a cada evento de chuva erosiva, no acumulado de 24 horas. Ocorreram maiores coeficientes de escoamento e perdas de solo na escala de 20 m que nas escalas de 1 m e de microbacia: em relaÃÃo à escala de 1 mÂ, a parcela de 20 m provoca um aumento da velocidade de escoamento ao longo da vertente, aumentando tambÃm a capacidade de transporte; na escala de microbacia, a presenÃa de Ãreas com baixas declividades atuaram como zonas receptoras de sedimentos. Na Ãrea com cobertura de Caatinga Nativa, a presenÃa de pontos de alta erodibilidade e com solo nu, na escala de microbacia, à responsÃvel pela maior parte das perdas de solo, fato que nÃo pode ser representado na pequena escala de parcela. Jà a Ãrea que recebeu o tratamento de raleamento, apresentou na escala de microbacia menor coeficiente de escoamento superficial e menores perdas de solo em relaÃÃo à Ãrea Caatinga Nativa. O manejo de desmatamento e enleiramento dos restos vegetais e cultivo de milho, proporcionou incremento no coeficiente de escoamento superficial e nas perdas de solo em relaÃÃo ao perÃodo anterior, com cobertura de Caatinga nativa. O tratamento de desmatamento, queimada e cultivo de pastagem (Andropogon gayanus Kunt), resultou nas maiores perdas de solo e Ãgua em relaÃÃo aos demais manejos estudados. / Obtaining data of soil erosion on different spatial scales is of fundamental importance, especially in the semi-arid regions of northeastern Brazil where such data are scarce. The semi-arid region is vulnerable to water erosion, mainly due to its climatic and edaphic characteristics, and the unsustainable land use practices, which result in the impoverishment of agricultural soils, and compromise the water quality of the surface reservoirs (the main water resources of the region). The main goal of this study was generate basic data flow, sediment yield and analyze the main process and sources of variation in soil loss at different scales in semi-arid region. It analyzed the natural process that is operating in each one scale and the land use effects in the conservation of the environment. The study area is located in the semi-arid region of the state of CearÃ, in the watershed of the Upper Jaguaribe in the Iguatu County, in the south central area of the state. Studies of erosion and surface runoff were conducted on three scale levels: watersheds with areas of around 1 to 3 ha, erosion plots of 20 m2, and plots of 1 m2, all under natural-rainfall conditions. In all, four experimental watersheds were installed together with six erosion plots of 20 m2 and six plots of 1m2 with different types of land use; native Caatinga; thinned Caatinga; deforestation followed by bunching and the cultivation of corn, and deforestation, burning and the cultivation of pasture. The study was carried out from 2009 to 2011, with rainfall concentrated in the months of January to June, corresponding to the rainy season in the region. Samples to quantify the volume of surface runoff, and samples to determine sediment loss, were taken for each erosive-rain event in an accumulated period of 24 hours. There were higher runoff coefficients and soil losses on the 20 m2 scale than on the 1 m2 and watershed scales: on the scale of 1 mÂ, the plot of 20 m causes an increase in flow velocity down slopes, also increasing transport capacity; on the scale of the watershed, places with low slopes acted as receiving areas for sediment. In the area with native Caatinga vegetation, the presence of points of high erodibility and of bare soil, on the watershed scale, is responsible for most of the soil loss, a fact that is not present on the small scale of the plots. The area which was thinned out, however, presented a lower runoff coefficient and less soil-loss on the watershed scale, in relation to the area of native Caatinga. After deforestation, bunching of the plant remains, and planting of corn, an increase in the runoff coefficient and soil loss can be seen in relation to the previous period with a coverage of native Caatinga. The treatment of deforestation, burning and the cultivation of pasture (Andropogon gayanus Kunt) resulted in the greatest soil and water losses in relation to the other management strategies studied.

Le ruissellement pluvial est à l’origine de phénomènes violents tels que des inondations, de l’érosion ou des coulées de boue. Les voies ferrées interceptent les écoulements de surface, ce qui peut engendrer une dégradation précoce de l’infrastructure ou la destruction d’éléments, tels que la plateforme ou les talus. La méthode IRIP, « Indicateur de Ruissellement Intense Pluviale », permet de représenter le ruissellement en trois cartes, la production, le transfert et l’accumulation. La méthode IRIP se veut simple et robuste, pour un usage sur tous types de territoires et sans calage. Comme tout modèle de ruissellement, l’évaluation de la méthode IRIP se heurte au manque de données. Pourtant, l’évaluation est une étape cruciale dans le développement de modèles. Pour un usage opérationnel ou pour poursuivre les développements, il est nécessaire d’estimer la valeur et la fiabilité des informations produites. L’objectif de la thèse est donc de proposer une méthode d’évaluation de la méthode IRIP par comparaison à des données d’impacts sur les voies ferrées. La difficulté réside dans la différence de fond et de forme des données à comparer et dans la nécessité de prendre en compte la vulnérabilité de l’infrastructure. La méthode d’évaluation proposée est basée sur le calcul de tableaux de contingence et d’indicateurs de performance, couplé à des analyses détaillées d’incidents. Après une estimation de la performance de la méthode IRIP, des développements sont testés et évalués grâce à la méthode d’évaluation élaborée. La lisibilité des cartes est finalement améliorée, tout en gardant de bons scores de performance. En appliquant la méthode IRIP à des contextes opérationnels, il est montré en quoi IRIP peut être considéré comme un outil d’aide à l’expertise. Différentes tâches du processus de gestion des risques sont testées, telles que les diagnostics de risques sur les voies ferrées, les retours d’expérience post-évènement ou encore la réalisation de zonage règlementaire. De manière générale, cette thèse contribue à l’amélioration des connaissances sur le phénomène du ruissellement et propose des méthodes pour améliorer la gestion des risques liés au ruissellement. / Surface runoff is the source of severe hazards such as floods, erosion or mudflows. Railways can disturb natural surface water flow path, which can generate accelerated deterioration of the infrastructure, or the destruction of railway elements, such as the roadbed or the embankments. The IRIP method ‘Indicator of Intense Pluvial Runoff’ (French acronym) allows mapping surface runoff through three maps, generation, transfer and accumulation. The IRIP method aims to be simple and reliable, in order to be used on all types of lands, without calibration stage. As for others surface runoff models, the IRIP method evaluation faces the lack of data. However, evaluation is a crucial stage for the development of models. In the perspective of an operational use, or simply for the model development, it is essential to estimate the value and the reliability of the model outputs. The thesis objective is to provide an evaluation method using surface runoff impacts on railways. Difficulties lie in the fact that data to be compared differ in terms of form and content. Moreover, the infrastructure vulnerability must be characterized. The proposed evaluation method is based on the computation of contingency tables and of verification indicators, together with detailed analysis of specific impacts. After an estimation of the IRIP method performance, further developments can be tested and evaluated thanks to the proposed evaluation method. Finally, maps comprehensibility is enhanced, while preserving satisfying performance scores. By applying the IRIP method to operational contexts, it has been shown how the IRIP method can be used as a tool in expert appraisals. Different tasks of the risk management process have been studied such as risk analysis on railways, post-event investigation or the realisation of regulatory zonings. More generally, this thesis contributes to improve knowledge about surface runoff and provide methods for improving the risk management.

The subject of the Master´s thesis is to design comprehensive flood control measures in the catchment Lhotecký stream in the built up areas of Nová Lhota village, who for several years struggling with the problem of water entering into the urban area during heavy rainfall. On the basis of this Master´s thesis, was created study of resolving the issue of flooding in the village, to a lesser extent, soil erosion and not least improve the ecological stability of the landscape around. For the analysis of the current situation was used digital maps in the GIS and subsequent application of the calculated values to the model DesQ. Through the standard formulas for dimensioning was created for a comprehensive protection of the village. This proposal will in the future serve as a basis for comprehensive land consolidation.