ABSTRACT The adoption of measures to prevent and control erosive processes requires information about the factors affecting the erosion and the sediment transport conditions. However, the sediment yield of a basin depends on the availability of eroded material and the sediment transport capacity. Thus, the objective of this study was to identify the factors that affect the sediment transport capacity at different spatial scales in an area with caatinga vegetation. The study was carried out in the Iguatu Experimental Basin, in the state of Ceará, Brazil, from 2009 to 2014, by monitoring two scale levels: watershed with 2.06 ha, and erosion plot with 20 m². The variables evaluated for the rainfall events were precipitation, intensity of rainfall, antecedent soil moisture, precipitation of the antecedent five days, consecutive dry days, peak flow, runoff depth, and sediment yield. During the study period, 263 rainfall events (>2 mm) and 86 events generating runoff were recorded. Three Principal Components (PC) were developed using the Principal Component Analysis, which explained more than 79% of the total variance. Variables connected to the kinetic energy capacity of the rainfall to disaggregate soil particles, the energy for sediment transport, and the soil water content were framed in the CP1, CP2, and CP3, respectively. In the evaluated scales, the sediment yield presented a high correlation with the runoff depth, which indicates limiting conditions for sediment yield by the mass flow energy. | RESUMO A adoção de medidas preventivas ou de controle dos processos erosivos requer um entendimento não somente dos fatores que influenciam a erosão, mas também das condições de transporte. Contudo a produção de sedimentos de uma bacia é função da disponibilidade de material erodido e da capacidade de transporte. Assim, objetivou-se com esse estudo identificar os fatores relacionados com a capacidade de transporte de sedimentos em área com vegetação de caatinga, em escalas espaciais distintas. O estudo foi desenvolvido na Bacia Experimental de Iguatu, Ceará, com monitoramento nas escalas de microbacia com 2,06 ha e parcela de 20 m2. As variáveis investigadas no período de 2009 a 2014 foram: altura pluviométrica, intensidades das chuvas, umidade antecedente do solo, precipitação antecedente dos últimos 5 dias, dias consecutivos secos, vazão de pico, lâmina escoada e produção de sedimentos. No período de estudo foram registrados 263 eventos de chuvas (> 2 mm) e 86 eventos geradores de escoamento. Com auxílio de Análises das Componentes Principais, foram formadas três Componentes Principais (CP) explicando mais de 79 % da variância total. Nas CP1, CP2 e CP3 foram enquadradas, respectivamente, variáveis relacionadas ao poder energético da chuva em desagregar partículas de solo; a energia para o transporte de sedimentos e ao conteúdo de água no solo. Nas escalas estudadas a produção de sedimentos apresentou elevada correlação com a lâmina escoada, indicando condições limitantes de produção de sedimento pela energia do fluxo de massa.

RESUMO O presente estudo objetivou investigar a influência da ação antrópica na precipitação efetiva (Pe) e nas perdas de solo em microbacias submetidas a diferentes usos do solo em região de floresta tropical seca. A área experimental está localizada na parte central do estado do Ceará, Brasil. Os usos do solo investigados foram: Caatinga em Pousio (CP), Caatinga Raleada (CR) e manejo de Desmatamento da Caatinga seguido de Queima e cultivo de Pastagem (DQP). O monitoramento foi realizado na estação chuvosa (janeiro a maio) de 2010, com uma ocorrência de 57 eventos naturais de chuva, totalizando 941 mm precipitados. Na quantificação da Pe e produção de sedimentos foi feito um somatório para todos os eventos ocorridos no período de estudo e nas perdas de solo consideraram-se os sedimentos em suspensão e em arraste. Em condições de pousio, a Pe e a produção de sedimentos foram de 15,13 mm e 167,81 kg ha-1 respectivamente. Os menores valores de Pe (11,28 mm) ocorreram na microbacia cujo uso da terra era o CR, cujas perdas de solo totalizaram 42,04 kg ha-1. No uso da terra DQP foi registrada a maior Pe anual com 112,88 mm ano-1 de lâmina escoada acumulada, bem como as maiores perdas de solo anual (3.114,97 kg ha-1). A maior inferência da cobertura vegetal nos dois processos investigados ocorreu para os primeiros eventos, quando o estrato herbáceo ainda não estava desenvolvido. | ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the influence of anthropic activities on the effective precipitation (eP) and soil loss in watersheds under different land uses in a tropical dry forest region. The experimental area was located in the central part of the State of Ceará, Brazil. The land uses evaluated were: fallow Caatinga (FC), thinned Caatinga (TC) and deforested Caatinga followed by a burning procedure and pasture cultivation (DBP). The areas were monitored in the rainy season (January to May, 2010), when 57 natural rainfalls occurred, totaling 941 mm of precipitation. The eP and sediment productions were quantified by the sum of all occurrences during the study period, and the soil loss was represented by suspended and dragged sediments. The eP was 15.13 mm and sediment produced was 167.81 kg ha-1 in FC conditions. The eP values was smaller (11.28 mm) in the watershed with TC, which had soil loss sum of 42.04 kg ha-1. The largest annual eP was found in the DBP area, with 112.88 mm yr-1 of accumulated water depth, which also showed the greater annual soil loss (3114.97 kg ha-1). The greatest interference of plant cover in the two variables evaluated occurred in the first precipitation events, when the plants were not yet fully developed.

ABSTRACT Knowing determinant factors of erosive process is essential to adopt soil conservationist and loss-mitigation measures. Therefore, the objective of this work was to assess the correlation between rainfall characteristics and sediment transport in the Semiarid region of Brazil. The study was conducted at the Iguatu Experimental Basin in the state of Ceará, Brazil, in a watershed with area of 1.15 ha. The vegetation was thinned by removal of plants with diameters below 10 cm, and the area remained with an arboreous cover of 60%. The following variables were evaluated from 2012 to 2016: rainfall depth (mm), rainfall duration (hours), maximum rainfall intensity in 5, 10, 15, 20, 30, 45, and 60 minutes (mm h-1), mean rainfall intensity (mm h-1), rainfall depth in the previous 5 days (mm), runoff depth (mm), and transported sediment (kg ha-1). The records showed 158 rainfall events, 27 with surface runoff and 24 with sediment transport. The correlations were investigated by multivariate analysis of principal components (PC). The model explained 84% of total variance with four PC-PC1, PC2, PC3, and PC4 were formed, respectively, for disaggregating power of rainfall on soil particles, represented by the rainfall intensities; soil water content; runoff depth and sediment transport; and rainfall duration and interval between rainfalls. The highest factorial weight was found for the maximum intensity in 20 minutes, indicating the need for further hydrological studies focused on this variable at basin scale in areas of the Semiarid region of Brazil subjected to thinning of the vegetation. | RESUMO Conhecer os fatores determinantes no processo erosivo é essencial na adoção de medidas conservacionistas e mitigadoras das perdas do solo. Portanto, objetivou-se com essa pesquisa entender a relação existente entre as características da chuva e a produção de sedimentos no semiárido brasileiro. O estudo ocorreu na Bacia Experimental de Iguatu, Ceará, em uma microbacia com área de 1,15 ha. No raleamento eliminou -se os indivíduos vegetais com diâmetros < 10 cm, ficando a área com uma cobertura arbórea de 60%. As variáveis investigadas no período (2012 a 2016) foram: Precipitação (PPT - mm); Duração da Precipitação (Dur. PP - h); Intensidade máxima de 5 a 60 min (mm h-1); Intensidade média da Precipitação (INT PPT - mm h-1); Precipitações antecedentes dos últimos 5 dias (P.A1 a P.A5 - mm); Lâmina escoada (Lesc. - mm) e Produção de sedimentos (PS - kg ha-1). Foram registrados 158 eventos pluviométricos, 27 com escoamento superficial e 24 com produção de sedimentos. As relações foram investigadas pela análise multivariada de componentes principais. O modelo explicou 84% da variância total em quatro componentes. As componentes (CP1, CP2, CP3 e CP4) foram formadas, respectivamente, pelo poder desagregador da chuva, representada pelas intensidades; pelo conteúdo de água no solo; lâmina escoada e produção de sedimentos e pela duração e intervalo sem precipitação. O maior peso fatorial foi atribuído ao I20, sugerindo maior atenção em estudos hidrológicos para esta variável em escalas de microbacias na região semiárida brasileira submetidas ao manejo de raleamento.