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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
DEPARTAMENTO DE SOLOS
RELATÓRIO DE ATIVIDADES DE BOLSA PÓS-DOUTORADO DADOS GERAIS: Titulo do Projeto: Estudo de processos hidrossedimentológicos em bacias rurais através da aplicação da modelagem matemática. Bolsista: Jean Paolo Gomes Minella Supervisor: José Miguel Reichert, PhD Professor Titular Física do Solo Período de Vigência: Outubro 2007 – Setembro 2008
1. INTRODUÇÃO Esse projeto de pesquisa teve como objetivo estudar os efeitos do uso e manejo dos
solos em bacias rurais sobre os processos hidrossedimentológicos através da aplicação de
um modelo distribuído e de base física que simula os processos erosivos e a produção de
sedimentos. A importância dessa pesquisa se deve a necessidade da compreensão dos
fatores relacionados com a produção de sedimentos que são alterados pelo uso e manejo
dos solos. Devido a grande complexidade de fatores que interagem na produção de
sedimentos (combinação de clima, relevo, cobertura vegetal e propriedades hidráulicas do
solo), só é possível conhecer sua inter-relação através da modelagem apoiada em estudos de
campo.
Entretanto, para que a aplicação de um modelo seja adequada e os seus resultados
representativos, o modelo foi calibrado e validado com dados representativos. Este projeto
tem como proposta a utilização do modelo LISEM (Limburg Soil Erosion Model) para
simular a hidrologia e os processos erosivos em bacias rurais. O modelo LISEM se
distingue dos demais, pois é um modelo de base física e distribuído e incorpora os efeitos
das alterações no solo pelos diferentes sistemas de uso e manejo.
O estudo foi realizado numa bacia experimental que possui um banco de dados
significativo de eventos com dados de precipitação, vazão, concentração de sedimentos em
suspensão e identificação das fontes de sedimentos. Além dos dados já existentes, o estudo
realizou um levantamento detalhado das propriedades físicas do solo para representar
adequadamente o movimento da água no solo e erosão pelo modelo. Também foram
instaladas duas seções de monitoramento, possibilitando estudar duas sub-bacias de 0,1 km2
embutidas, melhorando a discretização espacial do estudo do impacto dos sistemas agrícola
sobre a hidrologia e do processo erosivo numa escala de maior controle dos fatores
interferentes.
Para avaliar a eficiência do modelo LISEM foi utilizado dois enfoques: (i) validação
dos resultados no exutório da bacia e (ii) validação dos resultados do processo erosivo
dentro da bacia. No primeiro caso o método utilizou os dados de vazão e concentração de
sedimentos para comparar com os dados simulados pelo modelo. No segundo caso, foi feita
a comparação dos mapas distribuídos de erosão gerados pelo modelo com os resultados do
método fingerprinting de identificação de fontes de sedimentos, que utiliza traçadores
naturais para adereçar a origem dos sedimentos.
O estudo vem de encontro a uma grande demanda de informações sobre a eficiência
de medidas de conservação do solo no controle a erosão, e perda e transferência de
nutrientes para os corpos de água. Com base nisso será possível o desenvolvimento e a
implementação de medidas conservacionistas capazes de conciliar a necessidade de
produção agrícola com a gestão de qualidade dos recursos naturais, especialmente as
questões relacionadas com a qualidade das águas.
2. OBJETIVOS PRINCIPAIS DO PROJETO
Os objetivos principais do projeto foram:
(a) Aplicar um modelo de erosão de base física em bacia com grande complexidade de
relevo, uso e manejo do solo, por meio do estudo detalhado da base conceitual deste
modelo, da sua integração com o sistema de informação geográfica e do seu
funcionamento.
(b) Gerar um conjunto de dados representativos para permitir a aplicação e calibração do
modelo. Isto é realizado a partir: (i) de uma rede de monitoramento hidrossedimentométrica
em três seções dentro de uma mesma bacia; (ii) de um levantamento detalhado da
topografia, uso e manejo do solo; (iii) de um levantamento detalhado das características
físicas dos solos, e (iv) da identificação das fontes de sedimentos.
(c) Calibração e validação do modelo em duas escalas espaciais, considerando os processos
hidrossedimentológicos observados nos exutórios de três bacias e considerando a
variabilidade espacial interna dos processos erosivos e deposicionais.
3. DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES PREVISTAS E DESENVOLVIDAS
3.1 Estudo do modelo
A primeira etapa do projeto foi o estudo aprofundado da base teórica do modelo de LISEM,
bem como o funcionamento dos programas computacionais. Por meio do estudo do manual
e de revisão bibliográfica, o estudo do modelo foi finalizado, com a compreensão de todos
os parâmetros e variáveis de entrada. Esta compreensão significa as metodologias
necessárias para a obtenção dos mesmos, o processamento dos dados para inserção no
programa e a inserção e uso dentro do programa LISEM. Dentro desta primeira etapa, outro
procedimento necessário foi a compreensão e programação do programa de
geoprocessamento PCraster, que é responsável pelo tratamento dos dados iniciais e criação
dos mapas de todas as variáveis necessárias para o uso no programa LISEM.
A compreensão e manipulação do modelo LISEM permitiu a criação de uma nova linha de
pesquisa dentro do grupo de trabalho. Atualmente, iniciou-se uma tese de doutorado para
explorar o potencial do modelo na descrição de processos hidrossedimentológicos em áreas
com alteração do manejo do solo, bem como estudos paralelos para avaliar a funcionalidade
e limitações do mesmo.
3.2 Infra-estrutura de monitoramento
A montagem da infra-estrutura de monitoramento foi completamente finalizada estando em
operação todos os equipamentos para o acompanhamento e coleta de dados de eventos de
chuva nas duas escalas de trabalho: uma seção de 1km2 e duas seções de 0,1km2,
aproximadamente (sub-bacias 1 e 2). Foram instalados na bacia de três estações de turbidez
(seção de 1 km2, sub-bacia 1 e sub-bacia 2), instalação de calha parshall e linígrafo em cada
uma das sub-bacias; construção e instalação de amostradores semi-automáticos de
sedimentos nas três seções; construção e instalação de amostradores torpedo para acúmulo
de sedimentos para análise química; conserto e instalação de duas estações meteorológicas;
instalação e monitoramento de 16 tensiômetros (20 e 40 cm de profundidade).
Foram realizadas viagens freqüentes para a área de estudo para a manutenção de linígrafos,
pluviógrafos, turbidímetros, estações meteorológicas e amostradores de sedimentos.
Foi necessário realizar um estudo adicional de calibração de turbidímetros para permitir a
coleta de dados contínuos para a estimativa da concentração de sedimentos em suspensão.
Estes foram instalados nas três seções, permitindo a coleta automática de dados para
concentração de sedimentos. A calibração envolveu dois procedimentos (uso substância
padrão e uso de sedimentos finos coletados na bacia), e permitiu estabelecer uma
metodologia eficiente de calibração deste tipo de equipamento. O resultado deste estudo foi
publicado (ver relação de artigos).
O período de maior potencial erosivo é de setembro a novembro, devido às características
da chuva e da baixa cobertura do solo esta última decorrente do plantio do fumo. Desta
forma, estes são os meses com maior probabilidade de obter hidrogramas e
sedimentogramas de grande magnitude nas três seções para a calibração e validação do
modelo. Entretanto, nos meses de setembro a novembro de 2007, no início deste projeto, a
estrutura de monitoramento estava sendo instalada e durante o verão não houve
precipitações significativas. Apenas ocorreram eventos de pequena magnitude os quais
foram monitorados, mas apresentaram pequeno transporte de sedimentos. Este fato
prejudicou um pouco a obtenção de hidrogramas e sedimentogramas para a calibração do
modelo nesta escala. Mesmo assim e independente do término desta bolsa de pós-
doutorado, a equipe tem mantido o monitoramento para a obtenção destes dados e realizar
um estudo mais aprofundado.
3.3 Mapeamento do uso e manejo do solo e elaboração do Modelo Numérico de
Elevação (MNE)
Em relação à caracterização da bacia e das sub-bacias o projeto finalizou todas as etapas. O
modelo numérico de elevação foi estabelecido com grande discretização espacial, baseado
na restituição de fotos aéreas na escala de 1:10000, gerando curvas de níveis com 5m de
eqüidistância. Adicionalmente, foi levantada com detalhe a topografia das estradas com uso
de estação total, já que esta assume papel importante no processo erosivo e propagação de
escoamento e sedimentos. O mapeamento do uso e manejo do solo foi realizado para a
bacia e para as sub-bacias, os quais são dados fundamentais na espacialização dos dados de
cobertura no modelo. O levantamento feito com GPS determinou os limites de todas as
unidades de vegetação e uso da bacia (floresta, reflorestamento, pastagens, pousio,
lavouras, drenagem, estradas). Em relação às lavouras foi determinado o sistema de cultivo
utilizado (cultivo tradicional, cultivo mínimo ou plantio direto).
3.4 Caracterização física dos solos e fontes de sedimentos
O levantamento das características físicas do solo também foi realizado com a coleta de,
aproximadamente, 600 amostras em toda a extensão da bacia e com maior discretização nas
sub-bacias. As amostras foram caracterizadas para determinar os parâmetros de entrada do
modelo LISEM, principalmente a condutividade hidráulica saturada (Ksat), a qual afeta
sensivelmente os resultados do modelo. A coleta de amostras para o Ksat abrangeu todas as
unidades de solo, vegetação e topografia para estabelecer uma malha representativa desta
variável, isso possibilitou avaliar que o modelo responde ao nível de discretização desta
variável. O Ksat mostrou-se altamente variável entre os pontos e entre as repetições de cada
ponto (seis amostras) o que estimulou ao grupo de pesquisa a inicialização de uma nova
investigação para avaliar as razões que levam a esta variabilidade.
Em relação ao estudo de identificação das fontes de sedimento, as amostras de solo das
fontes foram coletadas, pré-processadas e analisadas as concentrações dos traçadores para a
aplicação do modelo fingerprinting. Os resultados da identificação da fontes de sedimentos
mantiveram a tendência já encontrada nos estudos anteriores, que foi de 60% de
contribuição das lavouras, 20% das estradas e 10% de contribuição da rede de drenagem
para ambas as bacias.
3.5 Calibração e validação do modelo
Em relação ao terceiro objetivo, o modelo LISEM foi utilizado para calibrar os eventos na
escala de 1 km2. Os dados de precipitação, vazão e concentração de sedimentos durante
eventos significativos presentes no banco de dados para esta escala foram organizados para
permitir rodar o modelo e calibrá-lo com os resultados de vazão e concentração medidos. A
partir destas análises foram identificados as principais potencialidades e os principais
problemas do modelo. Como resultados positivos foi verificado que com a base de dados
disponíveis (MNE, tipo de solos, uso e cobertura vegetal, características físicas do solo,
precipitação) é possível rodar o modelo para a bacia gerando os hidrogramas,
sedimentogramas, mapas de erosão e deposição, resumo dos valores totais do escoamento,
perda de solo, etc. Com ajuste no Ksat foi possível encontrar valores de produção de
sedimentos na mesma ordem de magnitude dos valores medidos (ver exemplos Anexo I). O
principal problema encontrado foi a dificuldade do modelo em representar a defasagem
entre o pico do hidrograma e o pico do sedimentograma. Isso afeta sensivelmente os
valores totais de produção de sedimentos, já que a máxima vazão coincide com a máxima
concentração de sedimentos. As principais causas de ineficiência do modelo para essa
característica são a não representação da diferença entre inércia da descarga líquida e sólida
e o efeito da escala da magnitude dos eventos.
Estes novos problemas que surgiram, foi outra oportunidade de pesquisa que
apareceu a partir deste projeto. Para tanto, novos estudos estão sendo iniciados para que se
possa investigar o funcionamento do modelo que afeta a característica dos resultados.
Como potenciais chances de resposta estão: (i) a investigação das diferenças na inércia da
vazão e dos sedimentos (ii) a influência da magnitude do evento.
Para a escala de 0,1 km2, como foi citado anteriormente, a infra-estrutura de monitoramento
(calha parshall, linígrafos, pluviógrafo, turbidímetro, amostradores de sedimentos, torpedos,
tensiômetros) foi instalada, mas foram obtidos poucos eventos de magnitude significativa
para permitir a validação do modelo nesta escala. Houve uma estiagem de grande
intensidade no segundo semestre do projeto não havendo precipitações que gerasse
escoamento superficial com magnitude média e grande. Mesmo assim, alguns eventos
forma monitorados e para estes o modelo foi calibrado. Na primavera e verão de 2008/2009
o monitoramento será mantido e os resultados desejados serão alcançados, independentes
do término da bolsa.
4. DIFICULDADES ENCONTRADAS O principal problema encontrado no desenvolvimento do projeto dentro do prazo
estabelecido pela vigência da bolsa foi o número insuficiente de eventos de chuva de média
e grande magnitude nas sub-bacias de 0,1km2 durante o segundo semestre do projeto (abril
a setembro de 2008). A ausência de eventos de significativa magnitude prejudicou a
validação do modelo nesta escala de bacia. Entretanto, em função da infra-estrutura de
monitoramento instalada nas bacias e o interesse da equipe pela continuidade da pesquisa, o
projeto continuará sendo executado.
5. CONCLUSÃO
Os resultados mostrados relatório demonstram a contribuição de um projeto de
monitoramento e modelagem de processos hidrossedimentológicos na escala de bacia para
áreas rurais. O estudo possibilitou melhorar significativamente a infra-estrutura de
monitoramento da bacia experimental de Arvorezinha e permitiu avançar nas técnicas de
modelagem da erosão e da produção de sedimentos.
O estudo realizado pelo projeto de pesquisa explorou um modelo de base física e
distribuído denominado LISEM utilizando um banco de dados completo. Os resultados
obtidos demonstraram que o modelo é eficaz desde que existam dados e informações
suficientes para a sua calibração e validação (hidrogramas, sedimentogramas e dados de
física de solo). Nestes casos o modelo foi capaz de descrever os processos no exutório e
também a distribuição interna (espacial) do processo erosivo
O estudo permitiu a implementação de uma linha de pesquisa com este tipo de modelos,
delineando técnicas de monitoramento, processamento de dados e de modelagem para
estudos de erosão e produção de sedimentos em bacias rurais com uma grande dinâmica de
alteração de uso e manejo do solo.
Este projeto de pesquisa em conjunto com outros realizados na bacia experimental de
Arvorezinha têm gerado importantes resultados na análise de processos
hidrossedimentológicos, principalmente na área de monitoramento e modelagem da erosão
na escala de bacia. Este projeto em particular foi um passo fundamental para o nosso grupo
de pesquisa na aplicação e interpretação de modelos de base física. Os trabalhos gerados
têm permitido, também, a integração com outros grupos de pesquisa em erosão e
modelagem no país e no exterior. Isso contribui com trocas de experiências e trabalhos em
conjunto.
6. RESUMO DAS ATIVIDADES PREVISTAS NO PROJETO E RESULTADOS
OBTIDOS
Atividade prevista Situação Final
Organização das informações já existentes para permitir o trabalho de modelagem. Organização dos hidrogramas, sedimentogramas, hietogramas, dados de identificação de fontes.
Finalizado
Organização dos mapas anuais de uso e manejo do solo de 2002 a 2007 no novo programa de geoprocessamento específico do modelo LISEM (PCraster). Espacialização dos atributos de física e química do solo já existentes no banco de dados no programa PCraster.
Finalizado
Infra-estrutura de monitoramento. Manutenção de linígrafo e pluviógrafos já existentes. Calibração e instalação de três estações de turbidez (seção de 1 km2, sub-bacia 1 e sub-bacia 2), instalação de calha parshall e linígrafos nas duas sub-bacias; construção e instalação de amostradores semi-automáticos de sedimentos nas três seções; construção e instalação de amostradores torpedo para acúmulo de sedimentos para análise química; conserto e instalação de duas estações meteorológicas; instalação e monitoramento de 16 tensiômetros (20 e 40 cm de profundidade).
Finalizado nas duas escalas 1km2 e 0,1km2 (sub-bacias). Equipamentos em operação, manutenção contínua e acompanhamento dos trabalhos do hidrotécnico. Acompanhamento das atividades do hidrotécnico no campo.
Monitoramento hidrológico e sedimentológico. Acompanhamento automático das precipitações, vazão e turbidez, e coleta de amostras do escoamento para análise de concentração de sedimentos por parte do hidrotécnico durante os eventos para compor um conjunto significativo de eventos nas três seções de monitoramento.
Necessitando um número maior de eventos, principalmente de média e grande magnitude nas sub-bacias (escala 0,1km2)
Atualização dos levantamentos de uso e manejo do solo. Realização de novos mapas de uso e manejo com grande discretização espacial, principalmente nas sub-bacias, considerando também as estradas e a rede de drenagem.
Finalizado
Atividade prevista Situação atual
Organização das informações já existentes para permitir o trabalho de modelagem. Organização dos hidrogramas, sedimentogramas, hietogramas, dados de identificação de fontes.
Finalizado
Organização dos mapas anuais de uso e manejo do solo de 2002 a 2007 no novo programa de geoprocessamento específico do modelo LISEM (PCraster). Espacialização dos atributos de física e química do solo já existentes no banco de dados no programa PCraster.
Finalizado
Infra-estrutura de monitoramento. Manutenção de linígrafo e pluviógrafos já existentes. Calibração e instalação de três estações de turbidez (seção de 1 km2, sub-bacia 1 e sub-bacia 2), instalação de calha parshall e linígrafos nas duas sub-bacias; construção e instalação de amostradores semi-automáticos de sedimentos nas três seções; construção e instalação de amostradores torpedo para acúmulo de sedimentos para análise química; conserto e instalação de duas estações meteorológicas; instalação e monitoramento de 16 tensiômetros (20 e 40 cm de profundidade).
Finalizado. A pesquisa continua sendo realizada. Equipamentos em operação, manutenção contínua e acompanhamento dos trabalhos do hidrotécnico.
Monitoramento hidrológico e sedimentológico. Acompanhamento automático das precipitações, vazão e turbidez, e coleta de amostras do escoamento para análise de concentração de sedimentos por parte do hidrotécnico durante os eventos para compor um conjunto significativo de eventos nas três seções de monitoramento.
A pesquisa continua sendo realizada. Necessitando um número maior de eventos, principalmente de média e grande magnitude nas sub-bacias (escala 0,1km2)
Atualização dos levantamentos de uso e manejo do solo. Realização de novos mapas de uso e manejo com grande discretização espacial, principalmente nas sub-bacias, considerando também as estradas e a rede de drenagem.
Finalizado
Levantamento topográfico detalhado. Construção de um modelo numérico de elevação com maior detalhamento altimétrico. Levantamento altimétrico das estradas e integração com o MNE da bacia. Levantamento do padrão topográfico dos camalhões de plantio do fumo.
Finalizado
Identificação das fontes de sedimentos. Coleta de amostras nas fontes e de amostras de sedimentos em suspensão, processamento, análise física, análise química, aplicação do modelo fingerprinting
Finalizado a coleta de amostras, processamento e análise física. Determinação das concentrações dos traçadores em análise.
Levantamento das propriedades físicas do solo. Estabelecimento de uma malha detalhada de pontos de amostragem na bacia com maior discretização nas sub-bacias. Coleta de amostra para determinação de características físicas no laboratório (textura, porosidade, etc.), coleta de amostra não deformadas para análise do Ksat (~500amostras)
Finalizado Pesquisa futura: Estudo da variabilidade espacial do Ksat
Aplicação do modelo – Dados de entrada. Compreensão do funcionamento do modelo. Preparação dos dados e mapas necessários para rodar o modelo LISEM utilizando o programa PCraster. Delimitação das sub-bacias e preparação dos mapas correspondentes (MNE, uso, solo, rede de drenagem, estradas, etc.)
Finalizado Pesquisa futura: Necessidade de aprofundar o estudo para estabelecer uma metodologia de espacialização dos valores de Ksat e outros parâmetros físicos
Aplicação do modelo – Validação. Rodar o programa com os parâmetros ajustados na etapa anterior e comparar com os hidrogramas e sedimentogramas medidos.
Finalizado na escala de 1 km2
Resultados parciais na escala de 0,1km2
Pesquisa futura: Problemas na propagação da onda de cheia e superestimativa.
Participação em outros estudos. Aplicação de diferentes modelos em diferentes escalas de bacia; técnicas de estimativa da concentração de sedimentos através da turbidez; medição e modelagem do sedimento do leito; aplicação do método de identificação de fontes de sedimentos.
O bolsista trabalhou com outros estudantes no desenvolvimento de diferentes estudos de modelagem da erosão e produção de sedimentos em bacias.
7. ANEXOS 7.1. INFRA-ESTRUTURA DE MONITORAMENTO NAS SUB-BACIAS
Localização da bacia, das sub-bacias e curvas de nível.
Instalação de equipamentos na seção da sub-bacia 1 e na sub-bacia 2.
7.2. EXEMPLO DE ANÁLISE GRANULOMÉTRICAS DAS FONTES DE SEDIMENTOS.
Distribuição granulométrica de amostras de solo para determinação de parâmetros de entrada no modelo LISEM.
7.3 EXEMPLO DOS RESULTADOS DAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DAS AMOSTRAS DE SOLO.
Caracterização física das amostras de solo utilizadas na espacialização dos parâmetros necessários do modelo LISEM.
7.4 EXEMPLO DE MAPAS GERADOS PELO SOFTWARE PCRASTER NECESSÁRIOS PARA O LISEM
Mapas de Arvorezinha no formato matricial ou raster (esquerda para direita): uso do solo, tipo de solo, localização de estradas.
Mapas de Arvorezinha no formato matricial ou raster (esquerda para direita): modelo numérico de elevação (MNE), área acumulada, direção de fluxo.
Mapas de Arvorezinha no formato matricial ou raster (esquerda para direita): declividade, elevação do canal, variabilidade espacial do Ksat.
7.5 EXEMPLO DOS RESULTADOS TABULAGERS GERADOS PELO MODELO LISEM
MEDIDO NA BACIA (OBSERVADO) PREDITO PELO MODELO
min Dia e hora Vazão (l/s) Conc. Sedimentos Sedimentos (g/l)
Produção de Sedimentos (t) Vazão (l/s)
Conc. Sedimentos Suspensão (g/l)
Produção de Sedimentos (t)
100 25/10/2002 07:37 100 103 25/10/2002 08:10 248,33 2,426 0,108 103 507,84 5,241 0,479 106 25/10/2002 08:13 381,84 2,479 0,170 106 582,37 6,145 0,644 108 25/10/2002 08:15 470,84 2,683 0,152 108 628,16 6,689 0,504 110 25/10/2002 08:17 559,85 2,887 0,194 110 670,04 7,165 0,576 111 25/10/2002 08:18 588,55 5,538 0,196 111 689,19 7,367 0,305 113 25/10/2002 08:20 645,96 7,399 0,574 113 723,67 7,702 0,669 118 25/10/2002 08:25 789,49 4,893 1,159 118 785,60 8,161 1,923 125 25/10/2002 08:32 790,50 4,178 1,387 125 812,92 8,010 2,735 129 25/10/2002 08:36 745,38 3,462 0,619 129 801,62 7,589 1,460 137 25/10/2002 08:44 734,10 2,416 0,851 137 740,19 6,304 2,240 143 25/10/2002 08:50 712,56 1,641 0,421 143 678,25 5,218 1,274 151 25/10/2002 08:58 662,29 1,406 0,447 151 599,31 3,931 1,131 163 25/10/2002 09:10 641,59 1,469 0,679 163 522,22 2,629 0,988 173 25/10/2002 09:20 583,25 1,233 0,432 173 489,76 1,935 0,568 183 25/10/2002 09:30 540,44 0,961 0,311 183 457,11 1,390 0,381 193 25/10/2002 09:40 476,67 0,887 0,254 193 410,40 0,959 0,236 203 25/10/2002 09:50 415,94 0,758 0,189 203 354,05 0,641 0,136 218 25/10/2002 10:05 352,50 0,659 0,209 218 270,36 0,335 0,082 233 25/10/2002 10:20 311,71 0,483 0,135 233 201,53 0,173 0,031 253 25/10/2002 10:40 267,68 0,369 0,119 253 135,89 0,074 0,012 283 25/10/2002 11:10 243,00 0,261 0,114 283 77,87 0,023 0,003 313 25/10/2002 11:40 219,23 0,199 0,078 313 47,45 0,008 0,001 353 25/10/2002 12:20 189,82 0,141 0,064 353 27,02 0,002 0,0001 Produção de Sedimentos total no evento = 8,863 t Produção de Sedimentos total no evento = 16,379 t
7.5 EXEMPLO DE RESULTADO OBTIDO PELA SIMULAÇÃO DO MODELO LISEM – GRÁFICOS DOS SEDIMENTOGRAMAS E HIDROGRAMAS MEDIDOS E SIMULADOS
Resultados dos hidrogramas e sedimentogramas gerados pelo modelo LISEM (predito) e a comparação com os valores medidos na bacia (observado).
7.6 MAPAS GERADOS PELO SOFTWARE LISEM A RESPEITO DA EROSÃO E DA SEDIMENTAÇÃO NA BACIA
Resultados da erosão e deposição obtidos do evento n. 4
Resultados da erosão e deposição obtidos do evento n. 23
Resultados da erosão e deposição obtidos do evento n. 33
Resultados da erosão e deposição obtidos do evento n. 43
8. PUBLICAÇÕES 8.1 Trabalhos completos publicados MINELLA, J. P. G., MERTEN, G. H., CLARKE, R. T., REICHERT, J. M. Estimating suspended sediment concentrations from turbidity measurements and the calibration problem. Hydrological Processes, v.22, p.1819-1830, 2007.
MINELLA, J. P. G.; MERTEN, G. H., REICHERT, J. M., SANTOS, D. R. Identificação e implicações para a conservação do solo das fontes de sedimentos em bacias hidrográficas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.31, n.6, p.1637-1646, 2007. MINELLA, J. P. G., WALLING, D. E., MERTEN, G. H. Combining traditional monitoring and sediment source tracing techniques to assess the impact of improved land management on catchment sediment yields. Journal of Hydrology, v.348, p.546 -563, 2008. MINELLA, J. P. G.; CLARKE, R.T. MERTEN, G. H. ; WALLING, D. E. . Sediment source fingerprinting: testing hypotheses about contributions from potential sediment sources. In: Sediment dynamics in changing environments, Wallingford: IAHS Press, 2008. Este artigo foi aceito para apresentação oral no “International ICCE Symposium” em Christchurch, NZ, 1 - 5 Dezembro 2008. O artigo foi aceito para ser publicado no livro ‘Sediment dynamics in changing environments’ da IAHS Press (International Association Hydrological Science). MINELLA, J. P. G.; MERTEN, G. H.; REICHERT, J. M.; ROLOFF, O. ABREU, A. Aspectos da calibração de turbidímetros para a estimativa da concentração de sedimentos em suspensão. VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro, 2008 (Completo). MERTEN, G. H.; MINELLA, J. P. G.; CUNHA, R.B.; GOMES, S.T. Avaliação da descarga sólida do leito em rio de montanha com uso do amostrador BLH-84. VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro, 2008 (Completo). VIEIRO, A.C.; MERTEN, G. H.; MINELLA, J. P. G.. Estimativa da produção de sedimentos em uma pequena bacia rural através do modelo WaTEM/SEDEM. VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro, 2008 (Completo). BONUMÁ, N.B.; MINELLA, J. P. G.; REICHERT, J. M. Avaliação e comparação do desempenho do manejo no controle da erosão em duas bacias hidrográficas. VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro, 2008. (Completo).
8.2 Trabalhos aceitos para publicação MINELLA, J. P. G.; MERTEN, G. H.; WALLING, D. E.; REICHERT, J. M. . Changing Sediment yield as an indicator of improved soil management practices in southern Brazil. Catena, v. p. 2009 (IN PRESS). POLETO, C.; MERTEN, G. H.; MINELLA, J. P. G. The Identification of Sediment Sources in a Small Urban Watershed in Southern Brazil: An Application of Sediment Fingerprinting. Revista Brasileira de Recursos Hídricos. v. , p. . 2009 (IN PRESS) MINELLA, J. P. G.; MERTEN, G. H.; CLARKE, R. T. Método "fingerprinting" para identificação de fontes de sedimentos em bacia hidrográfica rural. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. , p. . 2009 (IN PRESS) 8.3 Trabalhos em fase de submissão MINELLA, J. P. G.; MERTEN, G. H.; REICHERT, J. M. Aplicação de modelo de base física (LISEM) para a análise dos efeitos de uso e manejo do solo em bacia rural. Journal of Hydrology MINELLA, J. P. G.; REICHERT, J. M.; MERTEN, G. H. Análise de sensibilidade de modelo de base física (LISEM) aos parâmetros de física do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo. MINELLA, J. P. G.; WALLING, D.E.; MERTEN, G. H.; REICHERT, J. M. Modelagem de redistribuição de sedimentos erodidos em pendentes de relevo complexo utilizando o traçador Césio-137 e o modelo de base física LISEM. Catena. 8.4 Aulas e Palestra Aulas: Disciplina Erosão e Sedimentação (HIP-19) no programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. (03/2008- atual) Aulas: Disciplina Erosão e Sedimentação dentro da disciplina Estudos Especiais em Solos (SOL 822) no programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo da Universidade Federal de Santa Maria. (08/2008- atual) Palestra: “Processos e Modelagem da Erosão e Escoamento Superficial: da Parcela à Bacia Hidrográfica”. Proferida na XVII Reunião Brasileira de Manejo e Conservação do solo e da água, Rio de Janeiro, 2008.
9. DESCRIÇÃO DOS TRABALHOS PUBLICADOS a) Artigo publicado na revista Hydrological Processes Estimating suspended sediment concentrations from turbidity measurements and the calibration problem
Jean P. G. Minella, Gustavo H. Merten, José M. Reichert, Robin Thomas Clark ABSTRACT Turbidity meters are widely used for continuous measurement of suspended sediment concentration in rivers. However the usefulness of the information obtained depends in part on the calibration procedure that relates actual suspended sediment concentration to the turbidity meter’s signal. This study compares two calibration methods in which turbidity readings were compared with direct measurements obtained using a US-DH 48 suspended sediment sampler during eight flood events in a small rural catchment (1.19 km2) in southern Brazil. The first method associated turbidity with sediment concentration measured in situ during flood events, while the second was based on sediment concentrations using soils collected in the catchment. Error rates were ± 122 mg l-1 and + 601 mg l-1, respectively. Overall, there was good correlation between the turbidity variable registered by the turbidity meter and conventionally measured sediment concentrations. KEY WORDS: turbidity; suspended sediment; sediment transport; particle size; calibration. b) Artigo publicado na Revista Brasileira de Ciência do Solo IDENTIFICAÇÃO E IMPLICAÇÕES PARA A CONSERVAÇÃO DO SOLO DAS FONTES DE SEDIMENTOS EM BACIAS HIDROGRÁFICAS1
Jean P. G. Minella, Gustavo H. Merten, José M. Reichert, D. S. Rheinheimer RESUMO - Os sedimentos oriundos de áreas agrícolas são importante fonte de poluentes para os ecossistemas aquáticos. Existem várias fontes de sedimentos na escala de uma bacia hidrográfica rural, tal como lavouras, pastagens, florestas, rede fluvial e nas estradas. Cada uma tem características diferentes na magnitude de contribuição e potencial de contaminação. Identificar a origem dos sedimentos é fundamental na compreensão da taxa de emissão de sedimentos e no manejo dos sedimentos erodidos na escala de bacia. Este trabalho foi desenvolvido com o propósito de identificar as principais fontes de sedimentos de duas bacias rurais de cabeceira no sul do Brasil, as quais são representativas do sistema agrário e das características fisiográficas da região. A metodologia é baseada na comparação entre os solos de diferentes fontes e os sedimentos em suspensão usando traçadores naturais. A análise discriminante encontrou um grupo de variáveis capazes de distinguir as fontes de sedimentos. Baseado na análise de classificação, as contribuições relativas de cada fonte nas bacias de Agudo e Arvorezinha foram, respectivamente: lavouras 68,3 e 55,5%; estradas 28,1 e 37,6% e rede fluvial 3,6 e 6,9%. Os resultados
obtidos mostram que além da contribuição predominante das lavouras, as erosões nas estradas e na rede fluvial contribuem significativamente para a produção total de sedimentos nas bacias, demonstrando a importância dessa informação para o controle da erosão do solo e manejo dos sedimentos na escala de bacia hidrográfica. Termos de Indexação: erosão hídrica, traçadores naturais, produção de sedimentos. c) Artigo publicado na revista Journal of Hydrology Combining traditional monitoring and sediment source tracing techniques to assess the impact of improved land management on catchment sediment yields
Jean P.G. Minella, Des E.Walling, Gustavo H. Merten
Abstract This paper demonstrates how traditional monitoring can be combined with sediment source tracing techniques to document the effects of improved land management in reducing soil erosion and sediment delivery and the suspended sediment yield from a catchment. The main purpose of the study was to demonstrate the potential value of incorporating sediment source fingerprinting studies into the traditional monitoring approaches. The study was undertaken in a small (1.19 km2) agricultural catchment in southern Brazil, which was monitored before and after the implementation of improved land management practices. Attention focussed on 50 storm events that occurred between May 2002 and March 2006. The minimum-till cultivation practices and the maintenance of good crop cover were introduced in early 2003. The traditional monitoring provided a basis for evaluating the changes in storm runoff volume, storm hydrograph peak and storm-period sediment load and mean suspended sediment concentration. The results indicate that both storm runoff volumes and peak flows associated with a given amount of rainfall showed a significant decrease after the introduction of improved land management. Storm period sediment loads showed a similar reduction, with a reduction by as much as 80% for low magnitude events and of ca. 40% for events of intermediate magnitude. However, there was no significant change in mean suspended sediment concentrations, indicating that the reductions in sediment load were primarily the result of the reduced storm runoff volume. The sediment source fingerprinting approach was used to explore the changes in the relative and absolute contributions to the storm sediment loads from the three major sources, namely the surface of the fields under crops, the unpaved roads and the stream channels. A comparison of the load-weighted mean contributions for the pre- and post-treatment periods indicated that the contribution from the field surfaces and unpaved roads decreased from 63% and 36% to 54% and 24%, respectively, whereas the contribution from the stream channels increased from ca. 2% to 22%. By relating the absolute amounts of sediment mobilized from each individual source groups to variables representing the runoff and precipitation associated with the events, it was possible to identify changes in the response of the individual sediment sources to the changes in land management that occurred within the catchment. Sediment mobilisation from the stream channel during
individual events increased substantially over the whole range of flows after the introduction of improved land management in the study catchment, whereas the amounts of sediment mobilized from the surfaces of the fields and the unpaved roads showed a significant decrease during events of low and intermediate magnitude. Even with some limitations on results due to the short monitoring period and temporal climatic variability, the coupling of sediment source tracing and more traditional monitoring techniques provided an improved the understanding of the effects of improved management practices on the sediment response of a catchment as well as important information to inform the design and implementation of effective sediment management and control measures. Key words: soil erosion, sediment yield, sediment sources, fingerprinting, soil conservation, southern Brazil d) Artigo aceito em fase de editoração a ser publicado na revista Catena. Changing sediment yield as an indicator of improved soil management practices in southern Brazil
Minella, J.G.M.; Merten, G.H.; Walling, D.E.; Reichert, J.M. Abstract: Catchment-level soil and water conservation programmes have been widely employed in Brazil. An important component of these programmes is the implementation of water and sediment monitoring projects to evaluate the impact of changes in soil management on water resources. In general, results from monitoring projects have been inconclusive, due to a series of difficulties associated with data collection and limited timeframes. This study presents results from a hydrosedimentological monitoring project undertaken in a small (1.19 km2) rural catchment in Southern Brazil before and after the introduction of conservation tillage practices implemented by the RS-RURAL Program Against Rural Poverty. These practices, including use of winter cover crops and no-till tobacco cultivation, were gradually adopted by local farmers. Data on precipitation, runoff volume, maximum flow and sediment yield were assembled for representative storm events, occurring between May 2002 and March 2006 and analyzed, to identify changes in the storm runoff and storm-period sediment response of the study catchment. The results provide evidence of significant reductions in storm runoff, maximum flow rate and sediment yield after implementation of the conservation practices. Sediment sources were also investigated using the fingerprinting technique and this work demonstrated a significant reduction over the study period in the proportion of the sediment contributed by fields (62% to 54%) and unmetalled roads (36% to 24%). This reduction was offset by an increased contribution of sediment from channel sources (2% to 22%). The increased proportion of sediment mobilized from the channel is in part a function of the reduced contribution from the two other sources, but it also reflects the reduction in sediment inputs
to the channel from the fields and unmetalled roads, which results in an increases in the energy available for channel scour. The problems introduced into this attempt to establish the impact of improved soil management practices on the storm runoff and sediment response of the study catchment by climate variability, the short monitoring period and the occurrence of a low frequency high magnitude event during the study period are also discussed. Key-words: monitoring, catchments, soil conservation, suspended sediment, fingerprinting approach, Brazil. e) Artigo aceito para apresentação oral no “International ICCE Symposium” e para ser publicado no livro ‘Sediment dynamics in changing environments’ da IAHS Press (International Association Hydrological Science). Sediment source fingerprinting: testing hypotheses about contributions from potential sediment sources
Minella, J.G.M.; Clarke, R.T.; Merten, G.H.; Walling Abstract Techniques involving composite fingerprints and multivariate mixing models are being increasingly used in catchment studies to establish the relative contributions of potential sources to the suspended sediment output. Such information is important both for understanding the fine sediment dynamics of a catchment and for targeting remediation measures required to reduce sediment-related environmental problems. A multivariate mixing model algorithm, which compares the concentrations of a range of geochemical properties of the suspended sediment load with those of a number s of potential sources, is commonly used to provide estimates of the relative contributions (P1, P2,..., Ps) of those sources to the suspended sediment load. However, such models do not provide measures of the uncertainty associated with the P-values. This paper describes how the usual mixing model can be modified, such that the optimization procedure used to estimate the sediment proportions P1, P2… contributed by different sources also provides measures of their uncertainty. This approach allows hypotheses concerning the P values to be tested, such as: (i) whether the individual P-values differ significantly from zero, and (ii) whether the P-values change significantly between events. To calculate the uncertainty associated with a P-value, a statistical model which considers the correlation between the tracer variables is used. This approach has been tested using data from a small rural catchment in southern Brazil where a sediment source investigation is in progress. Sediment samples collected during 48 storm events were used to establish the source contributions. Key words suspended sediment; source fingerprinting technique; multivariate mixing model; uncertainty analysis; optimization; soil management; Brazil.
f) Artigo aceito em fase de editoração a ser publicado na Revista Brasileira de Recursos Hídricos. The identification of sediment sources in a small watershed in southern brazil: an application of sediment fingerprinting
Cristiano Poleto, Gustavo H. Merten and Jean P. Minella
ABSTRACT - Detritus eroded from the land surface and transported into rivers by runoff is considered one of the main components of nonpoint-source pollution in urban watersheds. This material also serves as a vector for a wide variety of both organic and inorganic constituents. As a result, the identification of sediment sources in an urban watershed is necessary not only to understand erosion dynamics, but also to help implement more effective measures to control and/or remediate nonpoint source pollution. The present study employs sediment ‘fingerprinting’ to determine the main sediment sources in a small residential urban watershed (0.83 km2) on the outskirts of Porto Alegre, in southern Brazil. Based on an evaluation spanning 12 rainfall events, the results show that paved and unpaved roads, and the stream channel itself, contribute, on average, 50%, 20%, and 30%, respectively, to the suspended sediment flux in the watershed. Further, the source contributions varied both between events and over the course of a single event. This appears to imply that source contributions, at least to some extent, depend on precipitation history/patterns. Results showed that the number of physical and/or chemical properties used as tracers were not totally satisfactory because the level of uncertainty declines with increasing numbers of tracers, confirming the need to use a larger number of tracers when applying the fingerprinting technique to urban watersheds. Keywords: sediment sources, urban hydrology, sediment chemistry, trace elements, fingerprinting g) Artigo aceito em fase de editoração a ser publicado na Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. Método "fingerprinting" para identificação de fontes de sedimentos em bacia hidrográfica rural.
Jean P. G. Minella, Gustavo H. Merten & Robin T. Clarke
Resumo: Este trabalho se refere a um estudo de identificação de fontes de sedimentos,
realizado em uma bacia rural localizada em uma região montanhosa, no sul do Brasil. A
bacia representa um ecossistema típico de exploração agrícola, realizado por pequenos
agricultores que cultivam fumo em áreas marginais, com conseqüências severas aos
recursos naturais. A identificação das fontes de sedimentos, baseada na análise dos
sedimentos transportados em suspensão, possibilita avaliar as áreas que contribuem para a
sua produção e fazer inferências sobre o potencial poluidor desses sedimentos. A
metodologia utilizada foi a técnica “fingerprinting”, através da qual foram exploradas as
principais limitações da metodologia e as potencialidades na identificação das fontes de
sedimentos. A classificação possibilitou a identificação da contribuição relativa das fontes,
considerando-se preponderantes as lavouras e as estradas. Os resultados mostraram que a
contribuição das duas fontes foi variável no tempo e a proporção relativa da contribuição de
cada fonte variou de acordo com o manejo e a cobertura do solo que ocorreu nas lavouras e
das obras de manutenção realizadas nas estradas. A contribuição das fontes mostrou que as
lavouras e as estradas contribuíram com 64 e 36%, respectivamente.
Palavras-chave: produção de sedimentos, aproximação “fingerprinting”, monitoramento e
modelagem de bacias hidrográficas
h) Artigo completo a ser publicado no VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro de 2008 Aspectos da calibração de turbidímetros para a estimativa da concentração de sedimentos em suspensão
Jean P.G. Minella; Gustavo H. Merten; José M. Reichert; Otto A. Roloff; Aline S. Abreu
RESUMO --- A obtenção de dados contínuos da concentração de sedimentos em suspensão (CSS) é uma informação necessária para diminuir as incertezas relacionadas com o cálculo do fluxo de sedimentos em rios. O turbidímetro é um equipamento que possibilita esta condição, ainda que a CSS seja determinada de forma indireta através de uma relação a ser estabelecida entre a turbidez da água e a CSS. Uma das limitações encontradas com o uso desta tecnologia diz respeito ao procedimento de calibração do turbidimetro para estabelecer a relação entre o sinal do equipamento relativo à turbidez da água e a CSS a ser estimada. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar diferentes procedimentos de calibração realizados em laboratório, utilizando-se solos e sedimentos para compor CSS sintéticas, e de calibração realizada com amostras coletadas diretamente no rio. Para avaliar a adequação dos três métodos, os dados de CSS estimados através do uso do turbidimetro foram comparados com dados de CSS determinados diretamente no rio através de amostragens padrões. Os resultados mostraram que a calibração realizada no laboratório onde foram utilizados solos superestimou significativamente a CSS observada no rio, enquanto que a calibração realizada com sedimentos em laboratório mostrou-se mais adequada. Já a calibração em que foram utilizadas amostras coletadas no rio mostrou-se superior aos demais procedimentos.
Palavras-chave: turbidimetria, fluxo de sedimentos, monitoramento.
i) Artigo completo a ser publicado no VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro de 2008 Avaliação e comparação do desempenho do manejo no controle da erosão em duas bacias hidrográficas. Nadia Bernardi Bonumá; Jean Minella & José Miguel Reichert RESUMO --- O objetivo deste trabalho foi aplicar um modelo que incorpora os processos de transferência de energia e massa baseado na termodinâmica. O estudo foi realizado em duas bacias hidrográficas rurais no sul do Brasil cultivadas com fumo e com grande degradação ambiental devido à erosão hídrica. A bacia do Arroio Lino, localiza-se em Agudo e apresenta área de drenagem de 3,32 km2 e a bacia do Lageado Ferreira, localiza-se em Arvorezinha e tem 1,19 km2. Para avaliação do desempenho do manejo no controle da erosão foi aplicada a metodologia descrita por D’Agostini (1999). Foram escolhidos 10 eventos significativos na bacia do Arroio Lino e 5 na bacia do Lageado Ferreira. Os resultados mostraram uma alta variabilidade entre eventos na mesma bacia e entre as duas bacias. O valor do coeficiente de eficiência de conversão de potencial energético em trabalho erosivo (�) variou de 0,5 a 170,83 para o Arroio Lino e de 0,11 a 27,5 para o Lageado Ferreira. Foi constatado que para a bacia de maior declividade o valor médio de � foi maior. Em relação ao uso e manejo do solo, os valores sugerem que o � aumenta nas condições de maior exposição do solo e manejo inadequado. Palavras-chave: Erosão; transferência de energia, bacia hidrográfica; j) Artigo completo a ser publicado no VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro de 2008 Estimativa da produção de sedimentos em uma pequena bacia rural através do modelo watem/sedem Ana Claudia Viero; Gustavo H. Merten; Jean P.G. Minella RESUMO --- Estimativas das taxas de erosão e a sua distribuição espacial são informações importantes para o desenvolvimento de políticas públicas, planejamento conservacionista e projetos de engenharia. O WaTEM/SEDEM é um modelo espacialmente distribuído de estimação da produção de sedimentos (PS). O modelo foi testado sem calibração em uma pequena bacia rural monitorada situada na região centro-norte do Estado do Rio Grande do Sul, considerando dois cenários de sistemas de manejos e preparo do solo. Resultados mostraram que a PS estimada pelo modelo (16.085 t km2 ano-1 para cenário Plantio Tradicional - PT e 2.381 t km2 ano-1 para cenário Cultivo Mínimo - CM), superestimou o
valor médio de PS medido durante o monitoramento (150 t km2 ano-1). O desempenho do modelo possivelmente foi comprometido pela qualidade do MNT e a pela não representação dos camalhões das lavouras de fumo. Em relação aos valores distribuídos da EB, verificou-se que as mais altas taxas são encontradas nas áreas onde o fator LS apresenta valores mais elevados. A comparação dos resultados dos cenários simulados mostra que o CM foi capaz de reduzir significativamente as áreas da classe de erosão muito alta evidenciando assim a importância da implementação de práticas adequadas de conservação e manejo de solos para reduzir a PS da bacia. l) Artigo completo a ser publicado no VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimento, Campo Grande, novembro de 2008 Avaliação da descarga sólida do leito em rio de montanha com uso do amostrador blh-84 Gustavo H. Merten; Jean P.G. Minella; Rosália B. Cunha; Sandro T. Gomes. RESUMO --- Medições da descarga sólida do leito são importantes não só para quantificar a contribuição desta parcela sobre a descarga total do fluxo de sedimentos em rios, mas também para auxiliar na seleção de equações que estimam a descarga sólida do leito. Este trabalho foi realizado com o propósito de caracterizar a descarga sólida do leito de um rio de montanha (tipo step-pool) localizado na região nordeste do Rio Grande do Sul, utilizando-se um amostrador portátil do tipo BLH-84. Resultados mostraram que a descarga sólida do leito, considerando todas as classes granulométricas de sedimentos, variou de um mínimo de 0,73 g s-1 m-1 para uma vazão de 0,4 m3 s-1 até um máximo de 42,42 g s-1 m-1 para uma vazão de 1,3 m3 s-1 sendo observado um aumento acentuado da descarga sólida a partir da vazão de 0,8 m3 s-1. Valores mais elevados referentes às descargas sólidas foram verificados (especialmente para a fração areia) quando as diferentes classes granulométricas que compunham a descarga sólida foram analisadas separadamente. Também foi possível verificar que o valor do D50 dos sedimentos transportados foi bem inferior ao valor do D50 representativo dos sedimentos encontrados no leito. Palavras-chave: descarga sólida do leito, amostrador BLH-84.
10. ATIVIDADE DE DOCÊNCIA
no segundo semestre de 2008 foi ministrado dentro da disciplina SOL 822 – Estudos
Especiais em Solos, junto ao Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo um curso de
“Erosão e Sedimentação” de aproximadamente 40 horas de aula. As aulas ministradas
foram:
Dias 8 e 9 de setembro: Aula 1 Teórica: Apresentação da disciplina e aula introdutória. Aula 2 Teórica: Processos de formação do solo. Aulas 3 e 4 Teórica: A resistência do solo ao processo erosivo.
Dias 18 e 19 de setembro: Aulas 5 e 6 Teórica: Processos e mecanismos de erosão. Prática: Modelagem matemática dos processos erosivos: conceitos básicos da modelagem.
Dias 2 e 3 de outubro: Aulas 7 e 8 Teórica: Fatores influenciando a erosão. Prática: Modelagem matemática dos processos erosivos: Aplicação do modelo. Aula 9 Teórica: Estratégias para controle da erosão.
Dias 23 e 24 de outubro: Aula 10 Teórica: Estratégias para controle da erosão. Aula 11 Teórica: Produção de sedimentos em bacias. Prática: Modelagem matemática dos processos erosivos: Aplicação do modelo. Aula 12 Teórica: Análise e cálculo de assoreamento de reservatórios.
