Planejamento conservacionista em estradas não pavimentadas em escala de bacia hidrográfica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/21999 |
Resumo: | On a catchment scale, beyond land use and soil management, unpaved rural roads take an important role on controlling erosive processes on hillslopes and drainage network, processes which are amplified by its inadequate allocation and management. The solutions for runoff managing in unpaved rural roads focus mainly on its storage in detention and retention pounds and/or conduction to infiltration terraces. However, few studies address conditions of shallow and steep soils, which hinder the storage of surface runoff, in addition to choosing the best route to runoff regulation. To this end, the techniques of monitoring and modelling erosive and hydrological processes on a catchment scale is used as one of the strategies for choosing the most effective and least costly conservationist practices, optimizing management’s financial resources. Runoff and sediment yield reflect changes in land use, as well soil and water management practices, including the unpaved roads. Given this, the aim of this study is to comprehend the impact of conservationist practices on unpaved roads and its effect on the hydrological and erosive dynamic on the scale of a small order catchment. For this purpose, a study took place on the experimental catchment of stream Lajeado Ferreira in Arvorezinha – RS, combining monitoring and mathematical modeling techniques. We calibrated LISEM (Limburg Soil Erosion Model) model with eight rainfall events with water discharge and suspended sediment concentration data from the years 2014 to 2017. From that, three conservationist scenarios were created: low (BI), medium (MI) and high (AI) intervention. BI represents more cost-efficient practices comprehending dry creek bed and diversion weirs along the roads. On MI, besides the pervious practices, there are spillways grass for channel road protection to conduct the runoff until the stream. On AI were added grass strips on cropfields that contribute with runoff to roads in addition to the MI practices. The runoff reduced 17% on BI to 307% on AI. Peak flow varied from +0,9% on BI to -320,3% on AI. Sediment yield varied from +9,4% on BI scenarios to -847,8% on AI. Results obtained from the scenarios show that, through monitoring and modeling, it is possible to investigate the hydrological and erosive behavior of roads on a catchment scale and that monitoring combined to modeling allowed evaluating the scenario’s efficiency. |
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Planejamento conservacionista em estradas não pavimentadas em escala de bacia hidrográficaUnpaved roads conservationist planning at catchment scaleMonitoramentoModelagem matemáticaLISEMMonitoringMathematical modelingCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOOn a catchment scale, beyond land use and soil management, unpaved rural roads take an important role on controlling erosive processes on hillslopes and drainage network, processes which are amplified by its inadequate allocation and management. The solutions for runoff managing in unpaved rural roads focus mainly on its storage in detention and retention pounds and/or conduction to infiltration terraces. However, few studies address conditions of shallow and steep soils, which hinder the storage of surface runoff, in addition to choosing the best route to runoff regulation. To this end, the techniques of monitoring and modelling erosive and hydrological processes on a catchment scale is used as one of the strategies for choosing the most effective and least costly conservationist practices, optimizing management’s financial resources. Runoff and sediment yield reflect changes in land use, as well soil and water management practices, including the unpaved roads. Given this, the aim of this study is to comprehend the impact of conservationist practices on unpaved roads and its effect on the hydrological and erosive dynamic on the scale of a small order catchment. For this purpose, a study took place on the experimental catchment of stream Lajeado Ferreira in Arvorezinha – RS, combining monitoring and mathematical modeling techniques. We calibrated LISEM (Limburg Soil Erosion Model) model with eight rainfall events with water discharge and suspended sediment concentration data from the years 2014 to 2017. From that, three conservationist scenarios were created: low (BI), medium (MI) and high (AI) intervention. BI represents more cost-efficient practices comprehending dry creek bed and diversion weirs along the roads. On MI, besides the pervious practices, there are spillways grass for channel road protection to conduct the runoff until the stream. On AI were added grass strips on cropfields that contribute with runoff to roads in addition to the MI practices. The runoff reduced 17% on BI to 307% on AI. Peak flow varied from +0,9% on BI to -320,3% on AI. Sediment yield varied from +9,4% on BI scenarios to -847,8% on AI. Results obtained from the scenarios show that, through monitoring and modeling, it is possible to investigate the hydrological and erosive behavior of roads on a catchment scale and that monitoring combined to modeling allowed evaluating the scenario’s efficiency.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNa escala de bacia hidrográfica, além do uso e do manejo do solo, as estradas rurais assumem papel de destaque no controle dos processos erosivos nas encostas e na rede de drenagem, os quais são amplificados pela alocação e manejo inadequados das estradas rurais. As soluções para o controle do escoamento em estradas rurais têm foco principal no seu armazenamento em bacias de detenção e retenção e/ou condução para terraços de infiltração. Porém poucos trabalhos abordam condições com solos rasos e declivosos, as quais dificultam o armazenamento do escoamento superficial, além da escolha das melhores rotas para o disciplinamento do escoamento. Para essa finalidade, técnicas de monitoramento e de modelagem dos processos hidrológicos e erosivos na escala de bacia hidrográfica podem ser utilizadas como uma das estratégias para a escolha das práticas conservacionistas mais eficazes e menos onerosas, otimizando os recursos financeiros da gestão. Uma vez que, a vazão e a produção de sedimentos refletem as alterações no uso do solo, bem como nas práticas de manejo do solo e da água, incluindo as estradas. O objetivo do estudo é compreender a influência das práticas conservacionistas nas estradas não pavimentadas e seu efeito na dinâmica hidrológica e erosiva na escala de bacia hidrográfica rural de pequena ordem. Para tanto, foi realizado um estudo na bacia experimental do Arroio Lajeado Ferreira em Arvorezinha – RS combinando as técnicas de monitoramento e modelagem matemática. O modelo LISEM (Limburg Soil Erosion Model) foi calibrado com oito eventos de chuva com dados de vazão e produção de sedimentos provenientes nos anos de 2014 a 2017. Com base nisto, foram criados três cenários conservacionistas para as estradas: baixa (BI), média (MI) e alta (AI) intervenção. O BI foi baseado em práticas conservacionistas mais econômicas envolvendo enrrocamento e vertedores defletores ao longo das estradas. O MI, além das práticas anteriores, envolveu a proteção vegetal da sarjeta das estradas e canais escoadouros para a condução do excesso de escoamento até a rede de drenagem e faixas de retenção. Na AI, além das práticas anteriores, foi incorporada cordões vegetais nas áreas de lavoura que contribuem com escoamento para as estradas. O volume de escoamento superficial teve uma redução de 17% na BI, 307% na AI. A vazão máxima variou de +0,9% no cenário de BI a -320,3% no AI. A produção de sedimento variou de +9,4% nos cenários de BI a -847,8% no de AI. Os resultados obtidos demonstraram a contribuição do monitoramento e da modelagem na análise do comportamento hidrológico e erosivo das estradas em escala de bacia, possibilitando avaliar a eficiência dos respectivos cenários.Universidade Federal de Santa MariaBrasilAgronomiaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Ciência do SoloCentro de Ciências RuraisMinella, Jean Paolo Gomeshttp://lattes.cnpq.br/3194231720402587Tassi, RutinéiaBarros, Claudia Alessandra Peixoto deSilva, Cristiano Carvalho da2021-08-19T13:10:00Z2021-08-19T13:10:00Z2019-08-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/21999porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2021-08-20T06:00:45Zoai:repositorio.ufsm.br:1/21999Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2021-08-20T06:00:45Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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