Modeling sediment yield on hillslopes under no-till farming
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29206 |
Resumo: | A geração e o desenvolvimento do escoamento superficial dependem de vários fatores que controlam a infiltração de água no solo e a propagação do escoamento superficial. A quantidade de água que não é infiltrada tem o potencial de se transformar em escoamento superficial e se propagar pala superfície e com isso causar a processos erosivos e deposicionais e a transferência de sedimentos para os corpos de água. O entendimento destes fenômenos são essenciais para a determinação de práticas conservacionistas que buscam minimizar as perdas de água e do solo. Porém o processo de geração e o desenvolvimento do escoamento superficial é muito complexo e dependente das condições de solo, da superfície e das chuvas, que estão em constante mudanças. Para auxiliar no entendimento da geração e propagação do escoamento superficial o uso da modelagem matemática é essencial, pois permite compreender a influência de características fundamentais do solo na descrição dos processos hidrológicos e erosivos na paisagem. Entretanto, para simular esses processos de acordo com a dinâmica observada na paisagem são necessárias informações na escala espaço-temporal apropriada. Para tanto é necessário dados de chuva, vazão e concentração de sedimentos de alta resolução temporal na escala de encosta e bacias de ordem-zero. Com base nisso, o objetivo do trabalho é compreender a geração e a propagação do escoamento superficial e a produção de sedimentos com auxílio da modelagem matemática em encostas agrícolas sob plantio direto. O estudo foi realizado no platô meridional do sul do Brasil, região central do Rio Grande do Sul com sistema de produção característico das áreas de produção de grãos no sul do Brasil sob plantio direto. O monitoramento foi conduzido em quatro macroparcelas (0.6 ha) e uma bacia de ordem-zero (2.4 ha) com a medição das variáveis hidrológicas em eventos de chuva natural com alta resolução temporal. A partir de um amplo conjunto de eventos, foi determinado a infiltração aparente real e parâmetros que representam a resistência ao escoamento. Esses estudos contribuíram para balizar a utilização dos modelos hidrológicos: LISEM e WATERSED. Ambos os modelos foram eficientes em reproduzir os processos de geração e propagação do escoamento superficial e a produção de sedimento, sendo que o LISEM apresentou resultados relativamente melhores. O estudo demonstra o potencial do acoplamento entre o monitoramento e a modelagem de processos hidrológicos de encostas agrícolas para o planejamento conservacionistas com vistas ao uso eficiente da água e redução dos problemas de degradação |
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Modeling sediment yield on hillslopes under no-till farmingModelagem da produção de sedimentos em encostas cultivadas sob plantio diretoSoil and water conservationFlow resistanceInfiltrationErosionLand managementConservação do solo e águaResistência do escoamentoInfiltraçãoErosãoManejo do soloCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOA geração e o desenvolvimento do escoamento superficial dependem de vários fatores que controlam a infiltração de água no solo e a propagação do escoamento superficial. A quantidade de água que não é infiltrada tem o potencial de se transformar em escoamento superficial e se propagar pala superfície e com isso causar a processos erosivos e deposicionais e a transferência de sedimentos para os corpos de água. O entendimento destes fenômenos são essenciais para a determinação de práticas conservacionistas que buscam minimizar as perdas de água e do solo. Porém o processo de geração e o desenvolvimento do escoamento superficial é muito complexo e dependente das condições de solo, da superfície e das chuvas, que estão em constante mudanças. Para auxiliar no entendimento da geração e propagação do escoamento superficial o uso da modelagem matemática é essencial, pois permite compreender a influência de características fundamentais do solo na descrição dos processos hidrológicos e erosivos na paisagem. Entretanto, para simular esses processos de acordo com a dinâmica observada na paisagem são necessárias informações na escala espaço-temporal apropriada. Para tanto é necessário dados de chuva, vazão e concentração de sedimentos de alta resolução temporal na escala de encosta e bacias de ordem-zero. Com base nisso, o objetivo do trabalho é compreender a geração e a propagação do escoamento superficial e a produção de sedimentos com auxílio da modelagem matemática em encostas agrícolas sob plantio direto. O estudo foi realizado no platô meridional do sul do Brasil, região central do Rio Grande do Sul com sistema de produção característico das áreas de produção de grãos no sul do Brasil sob plantio direto. O monitoramento foi conduzido em quatro macroparcelas (0.6 ha) e uma bacia de ordem-zero (2.4 ha) com a medição das variáveis hidrológicas em eventos de chuva natural com alta resolução temporal. A partir de um amplo conjunto de eventos, foi determinado a infiltração aparente real e parâmetros que representam a resistência ao escoamento. Esses estudos contribuíram para balizar a utilização dos modelos hidrológicos: LISEM e WATERSED. Ambos os modelos foram eficientes em reproduzir os processos de geração e propagação do escoamento superficial e a produção de sedimento, sendo que o LISEM apresentou resultados relativamente melhores. O estudo demonstra o potencial do acoplamento entre o monitoramento e a modelagem de processos hidrológicos de encostas agrícolas para o planejamento conservacionistas com vistas ao uso eficiente da água e redução dos problemas de degradaçãoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESRunoff generation and formation depend on several factors that control water infiltration in the soil and runoff propagation. The amount of water that is not infiltrated can transform into runoff and propagate to the surface, thus causing soil and water degradation. Understanding the phenomena, generation, and propagation of surface runoff are essential to determine conservationist practices that seek to minimize water and soil losses. However, runoff generation and formation are highly complex and rely on soil, surface, and rainfall conditions, which are constantly changing. To better understand runoff generation and propagation, mathematical modeling is essential, as it helps better grasp the influence of fundamental characteristics of the soil to describe the hydrological and erosive processes in the landscape. Nevertheless, simulating these processes according to the dynamics observed in the landscape requires information of the appropriate space-time scale. Therefore, data of rain, flow, and sediment concentration of high temporal resolution are necessary at the slope and zero-order catchment scales. Hence, this study aimed to understand runoff generation and propagation and sediment production using mathematical modeling on slopes under no-till. This experiment was carried out in the southern plateau of southern Brazil, in the central region of Rio Grande do Sul State, which has a production system characteristic to grain production areas of southern Brazil under no-till. Monitoring was carried out in four macroplots (0.6 ha) and a zero-order catchment (2.4 ha) to measure hydrological variables in natural rainfall events with high temporal resolution. The apparent infiltration was determined from a wide range of events and parameters that represent flow resistance. These analyses contributed to guide the use of hydrological models (LISEM and WATERSED). Both models were efficient in reproducing the processes runoff generation and propagation and sediment production, with LISEM providing relatively better results. This study demonstrates the potential of coupling monitoring and modeling of hydrological processes on agricultural slopes for conservationist planning with a view of efficient water use and reduced degradation problems.Universidade Federal de Santa MariaBrasilAgronomiaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Ciência do SoloCentro de Ciências RuraisMinella, Jean Paolo Gomeshttp://lattes.cnpq.br/3194231720402587Merten, Gustavo HenriqueKaiser, Douglas RodrigoKoppe, EzequielCerdan, OlivierSchneider, Fabio José Andres2023-05-26T10:46:38Z2023-05-26T10:46:38Z2021-05-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29206engAttribution-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:UFSM2023-05-26T10:46:39Zoai:repositorio.ufsm.br:1/29206Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-05-26T10:46:39Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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