Acessibilidade / Reportar erro
Artigos • Rev. Ambient. Água 8 (3) • Dez 2013 • https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1236   copiar

Geração de escoamento superficial em uma microbacia com cobertura de cana-de-açúcar e floresta ripária

Surface runoff generation in a small watershed covered by sugarcane and riparian forest

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumos

Buscando compreender a geração de escoamento superficial, processo de suma importância em relação à conservação do solo, disponibilidade de água e manejo de uma bacia hidrográfica, o presente trabalho teve como objetivo entender o processo de geração de escoamento superficial em uma microbacia com cobertura de cana-de-açúcar e floresta ripária. Para tanto, foram utilizadas nove parcelas distribuídas em três porções da vertente (inferior, intermediária e superior), sendo a porção inferior coberta por floresta ripária. A média do coeficiente de escoamento superficial ao longo da vertente no presente estudo mostrou-se superior em relação a outros estudos com diferentes usos do solo. Ademais, as lâminas obtidas sob cana-de-açúcar apresentaram valores superiores se comparados aos obtidos em floresta ripária, principalmente após o corte da soqueira. Além do tipo de cobertura do solo, outros fatores tais como as características dos eventos de precipitação, a declividade do terreno e os atributos físicos do solo, como a densidade aparente e a condutividade hidráulica em condição de saturação influenciaram a geração de escoamento superficial.

escorrimento superficial; biocombustíveis; zona ripária; bacia hidrográfica

Since an understanding of how runoff is generated is of great importance to soil conservation, to water availability and to the management of a watershed, the objective of this study was to understand the generation of surface runoff in a watershed covered by sugarcane and riparian forest. Nine surface runoff plots were set up, evenly distributed on the lower, middle and upper slopes. The lower portion was covered by riparian forest. We showed that the average surface runoff coefficient along the slope in the present study was higher than in other studies under different land uses. Furthermore, the surface runoff was higher under sugarcane compared to the riparian forest, especially after sugarcane harvesting. Besides land cover, other factors such as the characteristics of rainfall events, relief and physical soil characteristics such as soil bulk density and saturated hydraulic conductivity influenced the surface runoff generation.

surface runoff; biofuel; riparian zone; catchment

  • AKBARIMEHR, M.; NAGHDI, R. Assessing the relationship of slope and runoff volume on skid trails (Case study: Nav 3 district) Journal of Forest Science, v. 58, p. 357-362, 2012.
  • ALEGRE, J. C.; CASSEL, D. K.; AMEZQUITA, E. Tillage systems and soil properties in Latin America. Soil and Tillage Research, v. 20, p. 147-163, 1991. http://dx.doi.org/10.1016/0167-1987(91)90037-X
  • BONELL, M. Runoff generation in tropical forests. In: BRUIJNZEEL, L. A. Forests, water and people in the humid tropics. Cambridge University Press: Cambridge, 2005. p. 314-406. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9780511535666
  • BONELL, M.; PURANDARA, B. K.; VENKATESHB, B.; KRISHNASWAMYCM, J.; ACHARYA, H. A. K.; SINGHE, U. V. et al. The impact of forest use and reforestation on soil hydraulic conductivity in the Western Ghats of India: Implications for surface and sub-surface hydrology. Journal of Hydrology, v. 391, p. 47- 62, 2010. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.004
  • CAMILOTTI, F.; ANDRIOLI, I.; DIAS, F. L. F.; CASAGRANDE, A. A.; SILVA, A. R.; MUTTON, M.; CENTURION, J. F. Efeito prolongado de sistemas de preparo do solo com e sem cultivo de soqueira de cana crua em algumas propriedades físicas do solo. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 25, n. 1, p. 189-98, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-69162005000100021
  • CASTILHO, S. C. P.; COOPER, M.; JUHÁSZ, E .P. Influence of crust formation under natural rain on physical attributes of soils with different textures. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, p. 1893-1905, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832011000600006
  • CHAVES, H. M. L.; PIAU, L. P. Efeito da variabilidade da precipitação pluvial e do uso e manejo do solo sobre o escoamento superficial e o aporte de sedimento de uma bacia hidrográfica do Distrito Federal. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, p. 333-343, 2008. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832008000100031
  • CHENG, J. D.; LIN, L. L.; LU, H. S. Influences of forests on water flows from headwater watersheds in Taiwan. Forest Ecology and Management, v. 165, p. 11-28, 2002. http://dx.doi.org/10.1016/S0378-1127(01)00626-0
  • CUNHA, T. J. F.; MADARI, B. E.; BENITES, V. M.; CANELLAS, L. P.; NOVOTNY, E. H.; MOUTTA, R. O. et al. Fracionamento químico da matéria orgânica e características de ácidos húmicos de solos com horizonte a antrópico da amazônia (Terra Preta). Acta Amazônica, v. 37, n. 1, p. 91-98, 2007. http://dx.doi.org/10.1590/S0044-59672007000100010
  • DOSSKEY, M. G. Toward quantifying water pollution abatement in response to installing buffers on crop land. Environmental Management, v. 28, p. 577- 598, 2001. http://dx.doi.org/10.1007/s002670010245
  • ELOBEID, A.; TOKGOZ, S. Removal of U.S. Ethanol Domestic and Trade Distortions: Impact on U.S. and Brazilian Ethanol Markets. Center for Agricultural and Rural Development (CARD), Working Paper 06-WP, p. 427, 2006.
  • FANG, H. Y.; CAI, Q. G.; CHEN, H.; LI, Q. Y. Effect of rainfall regime and slope on runoff in a gullied loess region on the loess plateau in China. Environmental Management, v. 42, p. 402-411, 2008. http://dx.doi.org/10.1007/s00267-008-9122-6
  • FERREIRA, E. V. O.; MARTINS, V.; INDA JUNIOR, A. V.; GIASSON, E. L.; NASCIMENTO, P. C. Ação dos térmitas no solo. Ciência Rural, v. 41, n.5, p. 804-811, 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782011005000044
  • FUJIEDA, M.; KUDOH, T.; CICCO,V.; CARVALHO, J. L. Hydrological processes at two subtropical forest catchments: the Serra do Mar, São Paulo, Brazil. Journal of Hydrology, Amsterdam, v. 196, p. 26 - 46, 1997. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(97)00015-2
  • GÓES, G. B. de; GREGGIO, T. C.; CENTURION, J. F.; BEUTLER, A. N.; ANDRIOLI, I. Efeito do cultivo da cana-de-açúcar na estabilidade de agregados e na condutividade hidráulica do solo. Irriga v. 10, n. 2, p. 116 - 122, 2005.
  • GROPPO, J. D. Caracterização hidrológica e dinâmica do Nitrogênio em uma microbacia com Cobertura Florestal (Mata Atlântica), no Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Santa Virgínia. 2010. 80f. Tese (Doutorado em Ciências) - Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Piracicaba, 2010.
  • HAMMAD, E. A.; DAWELBEIT, M. I. Effect of tillage and Field condition on soil physical properties, cane and sugar yields in vertisols of Kenana sugar estate, Sudan. Soil and Tillage Research, v. 62, p. 101-109, 2001. http://dx.doi.org/10.1016/S0167-1987(01)00221-5
  • HASSLER, S. K.; ZIMMERMANN, B.; VAN BREUGEL, M.; HALL, J. S.; ELSENBEER, H. Recovery of saturated hydraulic conductivity under secondary succession on former pasture in the humid tropics. Forest Ecology and Management, v. 261, p. 1634-1642, 2011. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2010.06.031
  • LI, S.; ZHANG, Q. Geochemistry of the upper Han River basin, China. 2: seasonal variations in major ion compositions and contribution of precipitationchemistry to the dissolved load. Journal of Hazardous Materials, v. 170, p. 605 - 611, 2009. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.05.022
  • LIMA, W. P. Importância das florestas para a produção de água. In: SIMPÓSIO SOBRE RECUPERAÇÃO DA COBERTURA FLORESTAL DA BACIA DO RIO CORUMBATAÍ, 3., 2000, Piracicaba. Piracicaba: IPEF;ESALQ, 2000. p. 8 - 13.
  • LIMA, W. P.; ZAKIA M. J. B. Hidrologia de matas ciliares In: RODRIGUES; R. R.; LEITÃO FILHO; H. F. (Ed.). Matas ciliares: conservação e recuperação. 2. ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2000. p. 33-43.
  • LOWRENCE, R.; TODD, R.; FAIL Jr, J.; HENRICKSON Jr, O.; LEONARD, R.; ASMUSSEN, C. Riparian forests as nutrient filters in agricultural water sluds. Bioscience, v. 34, n. 6, p. 374-377, 1984.
  • LOWRANCE, R.; VELLIDIS, G.;WAUCHOPE, R. D.; GAY, P.; BOSH, D. D. Herbicide transport in a managed riparianforest buffer system. Transactions of the ASAE, v. 40, p. 1047-1057, 1997.
  • LOWRANCE, R.; WILLIAMS, R. G.; INAMDAR, S. P.; BOSH, D. D.; SHERIDAN, J. M. Evaluation of coastal plain conservationbuffers using the riparian ecosystemmanagement model. Journal of the American Water Resources Association, v. 37, p. 1445-1455, 2001. http://dx.doi.org/10.1111/j.1752-1688.2001. tb03651.x
  • MACHADO, W.; TELLES, T. S.; TAVARES FILHO, J.; GUIMARÃES, M. F.; ALVES, G. B.; BORGES, J. L. B. Physical properties of a rhodic haplustox under two sugarcane harvesting systems. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, p. 1803-1809, 2010. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832010000600004
  • MEYNENDONCKX, J.; HEUVELMANS, G.; MUYS, B.; FEYEN, J. Effects of watershedand riparian zone characteristics on nutrient concentrations in the RiverScheldt Basin. Hydrology and Earth System Sciences, v. 10, p. 913 - 922, 2006. http://dx.doi.org/10.5194/hessd-3-653-2006
  • MORAES, J. M.; SCHULER, A. E.; DUNNE, T.; FIGUEIREDO, R.O.; VICTORIA, R.L. Water storage and runoff process in plinthic soils under forest and pasture in eastern Amazonia. Hydrological Process, Bristol, v. 20, p. 2509-2526, 2006. http://dx.doi.org/10.1002/hyp.6213
  • PINHO, A. P.; MATOS, A. T.; COSTA, L. M.; MORRIS, L. A.; JACKSON, R. C.; WHITE, W. et al. Retenção de atrazina, picloram e caulinita em zona ripária localizada em área de silvicultura. Engenharia na Agricultura, v. 12, n. 4, p. 260-270, 2004.
  • RANZINI, M. Modelagem hidrológica de uma microbacia florestada da Serra do Mar, SP, com o modelo TOPMODEL - simulação do comportamento hidrológico em função do corte raso. 2002. 116 f. Tese (Doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental) - Universidade de São Paulo, São Carlos, 2002.
  • SALEMI, L. F.; GROPPO, J. D.; TREVISAN, R.; MORAES, J. M.; LIMA, W. L.; MARTINELLI, L. A. Aspectos hidrológicos da recuperação florestal de áreas de preservação permanente ao longo dos corpos d'água. Revista do Instituto Florestal, v. 23, n. 1, p. 69 - 80, 2011.
  • SALEMI, L. F.; GROPPO, J. D. ; TREVISAN, R. ; MORAES, J.M. ; LIMA, W. P. ; MARTINELLI, L.A. Riparian vegetation and water yield: a synthesis. Journal of Hydrology, v. 454, p. 195-202, 2012a. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.05.061
  • SALEMI, L. F.; GROPPO, J. D.; TREVISAN, R.; SEGHESI, G. B.; MORAES, J. M.; FERRAZ, S. F. B. et al. Consequências hidrológicas da mudança de uso da terra de floresta para pastagem naregião da floresta tropical pluvial atlântica. Revista Ambiente e Água, Taubaté, v. 7, n. 3, p. 127 - 140, 2012b. http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.927
  • SCHEFFLER, R.; NEILL, C.; KRUSCHE, A. V.; ELSENBEER, H. Soil hydraulic response to land-use change associated with the recent soybean expansion at the Amazon agricultural frontier. Agriculture, Ecosystems & Environment, v. 144, p. 281-289, 2011. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2011.08.016
  • SCHULTZ, R. C.; ISENHART, T. M.; SIMPKINS, W. W.; COLETTI, J. P. Riparian forest buffers in agrosystems- lessons learned from the Bear Creek Watershed, Central Iowa, USA. Agroforestry Systems, v. 61. p. 35 - 50, 2004. http://dx.doi.org/10.1023/B :AGFO.0000028988.67721.4d
  • SIMMONS, R. C.; GOLD, A. J.; GROFFMAN, P. M. Nitrate dynamics in riparian forests: groundwater studies. Journal of Environmental Quality, v. 21, p. 659-665, 1992. http://dx.doi.org/10.2134/jeq1992.00472425002100040021x
  • SOARES, J. L. N.; ESPINDOLA, C. R.; FOLONI, L. L. Alteração física e morfológica em solos cultivados com citros e cana-de-açúcar, sob sistema tradicional de manejo. Ciência Rural, v. 35, v. 2, p. 353 - 359, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782005000200016
  • STRUDLEY, M. W.; GREEN, T. R.; ASCOUGH II, J. C. Tillage effects on soil hydraulic properties in space and time: State of the science. Soil and Tillage Research, v. 99, p. 4 - 48, 2008. http://dx.doi.org/10.1016/j.still.2008.01.007
  • TREVISAN, R.; SALEMI, L. F.; GROPPO, J. D.; SILVA, R. W. C.; MARTINELLI, L. A.; MORAES, J. M. Dinâmica da água em uma microbacia com cobertura florestas de eucalipto localizada na Serrado Mar no Vale do Paraíba do Sul. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 17, p. 207-216, 2012.
  • TUCCI, C. E. M.; CLARKE, R. T. Impacto das mudanças da cobertura vegetal no escoamento: Revisão. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 2, n. 1, p. 135 - 152, 1997.
  • TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 2. ed. Porto Alegre: UFRGS; ABRH, 2001. 943p. (Coleção ABRH de Recursos Hídricos)
  • TUNDISI, J. G.; TUNDISI, T. M. Potencial impacts of changes in the Forest Law in relation to water resources. Biota Neotropica, v. 10, n. 4, p. 67 - 75, 2010. http://dx.doi.org/ 10.1590/S1676-06032010000400010
  • WINE, M. W.; ZOU, C. B. Long-term streamflow relations with riparian gallery forest expansion into tallgrass prairie in the Southern Great Plains, USA. Forest Ecology and Management, v. 266, p. 170-179, 2012. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2011.11.014
  • ZIMMERMANN, B.; ELSENBEER, H.; MORAES, J. M. The influence of land-use changes on soil hydraulic properties: Implications for runoff generation. Forest Ecology and Management, v. 222, p. 29-38, 2006. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2005.10.070
  • ZIMMERMANN, B.; ELSENBEER, H. Spatial and temporal variability of soil saturated hydraulic conductivity in gradients of disturbance. Journal of Hydrology, v. 361, p. 78-95, 2008. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2008.07.027
  • ZIMMERMANN, A.; SCHINN, D. S.; FRANCKE, T.; ELSENBEER, H.; ZIMMERMANN, B. Uncovering patterns of near-surface saturated hydraulic conductivity in an overland flow-controlled landscape. Geoderma v. 195, n. 196, p. 1 - 11, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2012.11.002

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    22 Jan 2014
  • Data do Fascículo
    Dez 2013

Histórico

  • Recebido
    01 Nov 2013
  • Aceito
    11 Dez 2013
Creative Common - by 4.0
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Instituto de Pesquisas Ambientais em Bacias Hidrográficas Instituto de Pesquisas Ambientais em Bacias Hidrográficas (IPABHi), Estrada Mun. Dr. José Luis Cembranelli, 5000, Taubaté, SP, Brasil, CEP 12081-010 - Taubaté - SP - Brazil
E-mail: ambi.agua@gmail.com
Acompanhe os números deste periódico no seu leitor de RSS