Performance models of infiltration within the sub-basin of the river Marcela, on the upper Rio Grande-MG / Desempenho de modelos de infiltração na sub-bacia hidrográfica do ribeirão Marcela, na região do alto Rio Grande-MG

Management of natural resources have been affected by the economical character of present environmental laws applied in Brazil. Use of such resources, especially at agriculture, livestock and forest, has challenged managers in their task to maximize yield less devastating to environment. Various are the impacts brought by human activities and an important one is soil erosion. At this research, water infiltration in soils were evaluated by empirical methods and theoretical approaches, by simulating precipitation with different intensities at experimental plots. Plot 1 was installed at a dark red latosol (LVd) with pasture; plot 2 at same soil but covered with native pasture; plot 3 at distrofic cambisoil (Cd) with native pasture but significantly devastated. Plot 4 was in a red yellow latosol with devastated pasture and plot 5, at same soil, covered with devastated forest. Through infiltration behavior analysis, it could be observed that all models fitted well the observed values of infiltration. When initial infiltration was analyzed separately, distrofic red latosol was different. Soil saturation time was close to graphic origin for all precipitation events.

No Brasil o gerenciamento dos recursos naturais tem sua eficiência comprometida pelo caráter econômico da legislação ambiental vigente. A utilização desses recursos, dentro da agricultura, pecuária e silvicultura, tem desafiado os órgãos gestores de forma a maximizar a produtividade, gerando consequências menos degradantes ao meio ambiente. Diversos são os impactos ambientais significativos gerados pela atividade antrópica, dentre eles, pode-se destacar a erosão do solo. Objetivou-se com este trabalho estimar a infiltração de água no solo por meio de modelos empíricos e teóricos ajustados, por meio de precipitação artificial com diferentes intensidades em parcelas experimentais. A Parcela 1 foi instalada sobre Latossolo Vermelho distrófico típico (LVd) com pastagem; Parcela 2 em Latossolo Vermelho distrófico típico (LVd) ocupada por pastagem nativa; Parcela 3 em Cambissolo distrófico (Cd) ocupada por pastagem nativa degradada com exposição parcial do solo; Parcela 4 em LVAd com pastagem degradada; e Parcela 5 em LVAd ocupada por mata nativa em avançado grau de antropização. Analisando o comportamento da infiltração, observou-se que todos os modelos obtiveram bom ajuste aos dados observados. Todos os solos mostraram semelhança no comportamento da infiltração inicial exceto o Latossolo Vermelho distrófico. Os valores de tempo de saturação ficaram próximos à origem do gráfico para

Performance models of infiltration within the sub-basin of the river Marcela, on the upper Rio Grande-MG / Desempenho de modelos de infiltração na sub-bacia hidrográfica do ribeirão Marcela, na região do alto Rio Grande-MG

Management of natural resources have been affected by the economical character of present environmental laws applied in Brazil. Use of such resources, especially at agriculture, livestock and forest, has challenged managers in their task to maximize yield less devastating to environment. Various are the impacts brought by human activities and an important one is soil erosion. At this research, water infiltration in soils were evaluated by empirical methods and theoretical approaches, by simulating precipitation with different intensities at experimental plots. Plot 1 was installed at a dark red latosol (LVd) with pasture; plot 2 at same soil but covered with native pasture; plot 3 at distrofic cambisoil (Cd) with native pasture but significantly devastated. Plot 4 was in a red yellow latosol with devastated pasture and plot 5, at same soil, covered with devastated forest. Through infiltration behavior analysis, it could be observed that all models fitted well the observed values of infiltration. When initial infiltration was analyzed separately, distrofic red latosol was different. Soil saturation time was close to graphic origin for all precipitation events.

No Brasil o gerenciamento dos recursos naturais tem sua eficiência comprometida pelo caráter econômico da legislação ambiental vigente. A utilização desses recursos, dentro da agricultura, pecuária e silvicultura, tem desafiado os órgãos gestores de forma a maximizar a produtividade, gerando consequências menos degradantes ao meio ambiente. Diversos são os impactos ambientais significativos gerados pela atividade antrópica, dentre eles, pode-se destacar a erosão do solo. Objetivou-se com este trabalho estimar a infiltração de água no solo por meio de modelos empíricos e teóricos ajustados, por meio de precipitação artificial com diferentes intensidades em parcelas experimentais. A Parcela 1 foi instalada sobre Latossolo Vermelho distrófico típico (LVd) com pastagem; Parcela 2 em Latossolo Vermelho distrófico típico (LVd) ocupada por pastagem nativa; Parcela 3 em Cambissolo distrófico (Cd) ocupada por pastagem nativa degradada com exposição parcial do solo; Parcela 4 em LVAd com pastagem degradada; e Parcela 5 em LVAd ocupada por mata nativa em avançado grau de antropização. Analisando o comportamento da infiltração, observou-se que todos os modelos obtiveram bom ajuste aos dados observados. Todos os solos mostraram semelhança no comportamento da infiltração inicial exceto o Latossolo Vermelho distrófico. Os valores de tempo de saturação ficaram próximos à origem do gráfico para

Spatial distribution of top soil water content in an experimental catchment of Southeast Brazil

Soil water content is essential to understand the hydrological cycle. It controls the surface runoff generation, water infiltration, soil evaporation and plant transpiration. This work aims to analyze the spatial distribution of top soil water content and to characterize the spatial mean and standard deviation of top soil water content over time in an experimental catchment located in the Mantiqueira Range region, state of Minas Gerais, Brazil. Measurements of top soil water content were carried out every 15 days, between May/2007 and May/2008. Using time-domain reflectometry (TDR) equipment, 69 points were sampled in the top 0.2 m of the soil profile. Geostatistical procedures were applied in all steps of the study. First, the spatial continuity was evaluated, and the experimental semi-variogram was modeled. For the development of top soil water content maps over time a co-kriging procedure was used having the slope as a secondary variable. Rainfall regime controlled the top soil water content during the wet season. Land use was also another fundamental local factor. The spatial standard deviation had low values under dry conditions, and high values under wet conditions. Thus, more variability occurs under wet conditions.

A umidade do solo é essencial para o entendimento do ciclo hidrológico, uma vez que controla a geração do escoamento superficial, infiltração de água no solo, evaporação do solo e transpiração das plantas. Este trabalho objetivou analisar os padrões espaciais da umidade superficial do solo e caracterizar a média e o desvio padrão espaciais da mesma ao longo do tempo em uma bacia hidrográfica experimental localizada na Serra da Mantiqueira, MG. As medidas da umidade superficial do solo foram conduzidas a cada 15 dias, entre Maio/2007 e Maio/2008, usando um equipamento TDR portátil, em 69 pontos amostrados na camada de 0-20 cm. Procedimentos geoestatísticos foram aplicados em todas as etapas do trabalho. Primeiramente, a continuidade espacial foi avaliada modelando-se o semivariograma experimental. Mapas de umidade do solo foram desenvolvidos com base na cokrigagem usando o padrão de declividade como variável secundária. O regime de chuvas controlou a umidade superficial do solo durante o período úmido, devido aos altos conteúdos de umidade. O uso do solo também foi outro fator fundamental na distribuição espacial da umidade do solo. O desvio padrão espacial apresentou baixos valores sob condições secas e valores mais altos sob condições úmidas.

Spatial distribution of top soil water content in an experimental catchment of Southeast Brazil

Soil water content is essential to understand the hydrological cycle. It controls the surface runoff generation, water infiltration, soil evaporation and plant transpiration. This work aims to analyze the spatial distribution of top soil water content and to characterize the spatial mean and standard deviation of top soil water content over time in an experimental catchment located in the Mantiqueira Range region, state of Minas Gerais, Brazil. Measurements of top soil water content were carried out every 15 days, between May/2007 and May/2008. Using time-domain reflectometry (TDR) equipment, 69 points were sampled in the top 0.2 m of the soil profile. Geostatistical procedures were applied in all steps of the study. First, the spatial continuity was evaluated, and the experimental semi-variogram was modeled. For the development of top soil water content maps over time a co-kriging procedure was used having the slope as a secondary variable. Rainfall regime controlled the top soil water content during the wet season. Land use was also another fundamental local factor. The spatial standard deviation had low values under dry conditions, and high values under wet conditions. Thus, more variability occurs under wet conditions.

A umidade do solo é essencial para o entendimento do ciclo hidrológico, uma vez que controla a geração do escoamento superficial, infiltração de água no solo, evaporação do solo e transpiração das plantas. Este trabalho objetivou analisar os padrões espaciais da umidade superficial do solo e caracterizar a média e o desvio padrão espaciais da mesma ao longo do tempo em uma bacia hidrográfica experimental localizada na Serra da Mantiqueira, MG. As medidas da umidade superficial do solo foram conduzidas a cada 15 dias, entre Maio/2007 e Maio/2008, usando um equipamento TDR portátil, em 69 pontos amostrados na camada de 0-20 cm. Procedimentos geoestatísticos foram aplicados em todas as etapas do trabalho. Primeiramente, a continuidade espacial foi avaliada modelando-se o semivariograma experimental. Mapas de umidade do solo foram desenvolvidos com base na cokrigagem usando o padrão de declividade como variável secundária. O regime de chuvas controlou a umidade superficial do solo durante o período úmido, devido aos altos conteúdos de umidade. O uso do solo também foi outro fator fundamental na distribuição espacial da umidade do solo. O desvio padrão espacial apresentou baixos valores sob condições secas e valores mais altos sob condições úmidas.

Desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência para a região da Serra da Mantiqueira, MG

The objective of this research was to evaluate the performance of reference evapotranspiration (ETo) estimating methods, in daily and monthly intervals, considering the rainy-summer (October to March) and dry-winter (April to September) seasons, in 2007 and 2008, in Mantiqueira range region, MG. To evaluate the performance methods were considered: the correlation (r) and determination (r²) coefficients, Willmott agreement (d), e Camargo & Sentelhas performance (c) and standard error estimate (SEE), taking Penman-Monteith-FAO as reference. It was verified that the methods based on solar radiation were more accurate than those based only on air temperature. Jensen-Haise, Radiation FAO, Penman and Blaney-Criddle FAO have produced better estimates in both seasons, obtaining good reliability on ETo estimate for the region, presenting "high" and "very good" performance. Jensen-Haise, Radiation FAO and Blaney-Criddle FAO are the most indicated methods in daily scale to the Mantiqueira range region due to present simpler mathematical structure and good performance, while the Jensen-Haise method presented the smallest standard error for the monthly scale.

Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar o desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência (ETo) nas escalas diária e mensal, durante os períodos chuvoso (outubro a março) e seco (abril a setembro), nos anos de 2007 e 2008, para a bacia hidrográfica do ribeirão Lavrinha, região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais (MG). O método de Penman-Monteith-FAO foi utilizado como referência. Para avaliação do desempenho dos métodos, foram considerados os coeficientes de correlação (r) e determinação (r²), concordância de Willmott (d), desempenho (c) de Camargo & Sentelhas e erro padrão de estimativa (EPE). Em geral, verificou-se que os métodos que envolvem radiação solar foram mais precisos na estimativa da ETo em relação aos métodos que envolvem apenas a temperatura do ar. Foram obtidas melhores estimativas pelos métodos de Jensen-Haise, FAO Radiação, Penman e Blaney-Criddle FAO para ambos os períodos, com coeficientes de desempenho entre "ótimo" e "muito bom". Os métodos Jensen-Haise, FAO Radiação e Blaney-Criddle FAO são mais indicados para estimativas em escala diária, para a região da Serra da Mantiqueira, por apresentarem maior precisão e formulações mais simples, enquanto que o método de Jensen-Haise apresentou o menor EPE nas estimativas em escala mensal.

Desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência para a região da Serra da Mantiqueira, MG

The objective of this research was to evaluate the performance of reference evapotranspiration (ETo) estimating methods, in daily and monthly intervals, considering the rainy-summer (October to March) and dry-winter (April to September) seasons, in 2007 and 2008, in Mantiqueira range region, MG. To evaluate the performance methods were considered: the correlation (r) and determination (r²) coefficients, Willmott agreement (d), e Camargo & Sentelhas performance (c) and standard error estimate (SEE), taking Penman-Monteith-FAO as reference. It was verified that the methods based on solar radiation were more accurate than those based only on air temperature. Jensen-Haise, Radiation FAO, Penman and Blaney-Criddle FAO have produced better estimates in both seasons, obtaining good reliability on ETo estimate for the region, presenting "high" and "very good" performance. Jensen-Haise, Radiation FAO and Blaney-Criddle FAO are the most indicated methods in daily scale to the Mantiqueira range region due to present simpler mathematical structure and good performance, while the Jensen-Haise method presented the smallest standard error for the monthly scale.

Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar o desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência (ETo) nas escalas diária e mensal, durante os períodos chuvoso (outubro a março) e seco (abril a setembro), nos anos de 2007 e 2008, para a bacia hidrográfica do ribeirão Lavrinha, região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais (MG). O método de Penman-Monteith-FAO foi utilizado como referência. Para avaliação do desempenho dos métodos, foram considerados os coeficientes de correlação (r) e determinação (r²), concordância de Willmott (d), desempenho (c) de Camargo & Sentelhas e erro padrão de estimativa (EPE). Em geral, verificou-se que os métodos que envolvem radiação solar foram mais precisos na estimativa da ETo em relação aos métodos que envolvem apenas a temperatura do ar. Foram obtidas melhores estimativas pelos métodos de Jensen-Haise, FAO Radiação, Penman e Blaney-Criddle FAO para ambos os períodos, com coeficientes de desempenho entre "ótimo" e "muito bom". Os métodos Jensen-Haise, FAO Radiação e Blaney-Criddle FAO são mais indicados para estimativas em escala diária, para a região da Serra da Mantiqueira, por apresentarem maior precisão e formulações mais simples, enquanto que o método de Jensen-Haise apresentou o menor EPE nas estimativas em escala mensal.