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Importantes características de chuva para a conservação do solo e da água no município de São Manuel (SP)

Important rainfall characteristics for soil and water conservation in São Manuel, State of São Paulo, Brazil

Resumos

Os modelos matemáticos preditivos da erosão do solo, como a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), são de muita valia no planejamento de uso agrícola da terra. Tal equação, desenvolvida para estimar as perdas médias anuais de solo esperadas em dado local, para determinado sistema de manejo, apresenta como variáveis os fatores erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento do declive (L), grau do declive (S), cobertura e manejo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Com o objetivo de contribuir para o planejamento conservacionista de uso do solo local, foi estimado, de forma simplificada, o fator erosividade da chuva (R) da EUPS para o município de São Manuel (SP), para uma série pluviométrica contínua de 49 anos de dados de chuva diária. Além disso, foram também calculados o período de retorno, a freqüência de ocorrência dos índices de erosividade anuais e as quantidades máximas diárias das chuvas necessárias para o dimensionamento mais adequado de canais de terraços agrícolas em nível. O valor calculado do fator R foi de 7.487 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, esperado ocorrer no local, pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92 %. Observou-se uma concentração de 81,48 % do valor total deste fator no semestre de outubro a março, indicando que, potencialmente, as maiores perdas anuais de solo por erosão são esperadas neste período. Os valores anuais do índice EI30, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram de 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente. Com relação às quantidades máximas de chuva diária, para os mesmos períodos de retorno, os valores foram de 73, 98, 115, 131, 151 e 167 mm, respectivamente.

precipitação pluviométrica; erosividade; período de retorno da chuva


Mathematical models for soil erosion prediction are of unquestionable validity for planning the use of agricultural soils. The Universal Soil Loss Equation (USLE) is an example of such models and estimates the expected annual mean losses of soil in a given site and for a given management system based on the parameters: rain erosivity (R), soil erodibility (K), slope length (L), steepness (S), soil cover and management (C), and conservation practices (P). With the objective of contributing to conservation planning in the use of local soils, the rain erosivity factor (R) of the USLE was estimated in simplified form for a 49 year daily rain series in the county of São Manuel, Brazil (22 º 45 ' S latitude; 48 º 30 ' W longitude). Besides, the return period, frequency of occurrence of the annual rain erosivity indexes, and the maximum daily rain values for the calculation of canal dimension of agricultural level terraces were also calculated. The calculated value of parameter R was 7,487 MJ mm ha-1 h-1 year-1, expected to occur at least once every 2.33 years at the site with a probability of 42.92%. A concentration of 81.48% of the total R value was observed from October through March, indicating that the greatest part of the annual erosion soil losses are expected to occur during this period. The values of the annual EI30 indexes for return periods of 2 , 5 , 10 , 20 , 50 , and 100 years, were 7,216; 8,675; 9,641; 10,568; 11,768 and 12,667 MJ mm ha-1 h-1 year-1, respectively. Maximum daily rain quantities were 73, 98, 115, 131, 151 and 167 mm, respectively, for the same return periods.

rain; erosivity; rain return period


SEÇÃO VI - MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA

Importantes características de chuva para a conservação do solo e da água no município de São Manuel (SP)(1 1 Trabalho realizado na disciplina de Manejo e Conservação do Solo do Curso de Pós-Graduação em Agronomia, Área de Concentração em Sistema de Produção, Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira – UNESP. 2 FOURNIER, F. Climate et Erosion. Paris, Press Universitaires de France, Paris, 1960. 201p. )

Important rainfall characteristics for soil and water conservation in São Manuel, State of São Paulo, Brazil

D. MoretiI; M. P. CarvalhoII; A. R. MannigelI; L. R. MedeirosI

IMestrando em Manejo e Conservação do Solo, Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira – UNESP. Caixa Postal 31, CEP 15.385-000 Ilha Solteira (SP). E-mail: dmoreti@carpa.ciagri.usp.br

IIProfessor Adjunto, Faculdade de Engenharia, UNESP. E-mail: morel@agr.feis.unesp.br

RESUMO

Os modelos matemáticos preditivos da erosão do solo, como a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), são de muita valia no planejamento de uso agrícola da terra. Tal equação, desenvolvida para estimar as perdas médias anuais de solo esperadas em dado local, para determinado sistema de manejo, apresenta como variáveis os fatores erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento do declive (L), grau do declive (S), cobertura e manejo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Com o objetivo de contribuir para o planejamento conservacionista de uso do solo local, foi estimado, de forma simplificada, o fator erosividade da chuva (R) da EUPS para o município de São Manuel (SP), para uma série pluviométrica contínua de 49 anos de dados de chuva diária. Além disso, foram também calculados o período de retorno, a freqüência de ocorrência dos índices de erosividade anuais e as quantidades máximas diárias das chuvas necessárias para o dimensionamento mais adequado de canais de terraços agrícolas em nível. O valor calculado do fator R foi de 7.487 MJ mm ha-1 h -1 ano-1, esperado ocorrer no local, pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92 %. Observou-se uma concentração de 81,48 % do valor total deste fator no semestre de outubro a março, indicando que, potencialmente, as maiores perdas anuais de solo por erosão são esperadas neste período. Os valores anuais do índice EI30, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram de 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h -1 ano-1, respectivamente. Com relação às quantidades máximas de chuva diária, para os mesmos períodos de retorno, os valores foram de 73, 98, 115, 131, 151 e 167 mm, respectivamente.

Termos de indexação: precipitação pluviométrica, erosividade, período de retorno da chuva.

SUMMARY

Mathematical models for soil erosion prediction are of unquestionable validity for planning the use of agricultural soils. The Universal Soil Loss Equation (USLE) is an example of such models and estimates the expected annual mean losses of soil in a given site and for a given management system based on the parameters: rain erosivity (R), soil erodibility (K), slope length (L), steepness (S), soil cover and management (C), and conservation practices (P). With the objective of contributing to conservation planning in the use of local soils, the rain erosivity factor (R) of the USLE was estimated in simplified form for a 49 year daily rain series in the county of São Manuel, Brazil (22 º 45 ' S latitude; 48 º 30 ' W longitude). Besides, the return period, frequency of occurrence of the annual rain erosivity indexes, and the maximum daily rain values for the calculation of canal dimension of agricultural level terraces were also calculated. The calculated value of parameter R was 7,487 MJ mm ha-1 h -1 year-1, expected to occur at least once every 2.33 years at the site with a probability of 42.92%. A concentration of 81.48% of the total R value was observed from October through March, indicating that the greatest part of the annual erosion soil losses are expected to occur during this period. The values of the annual EI30 indexes for return periods of 2 , 5 , 10 , 20 , 50 , and 100 years, were 7,216; 8,675; 9,641; 10,568; 11,768 and 12,667 MJ mm ha-1 h -1 year-1, respectively. Maximum daily rain quantities were 73, 98, 115, 131, 151 and 167 mm, respectively, for the same return periods.

Index terms: rain, erosivity, rain return period.

INTRODUÇÃO

A Equação Universal de Perda de Solo - EUPS (Wischmeier & Smith, 1978) tem por objetivo predizer a erosão, em t ha-1ano-1, que poderá ocorrer em determinada área agrícola, de forma que a magnitude da perda de solo fique situada dentro dos limites toleráveis. Esta equação relaciona, de forma combinada, todos os fatores que influenciam a erosão acelerada do solo, quais sejam: erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento e grau do declive (LS), cobertura e manejo do solo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Dessa forma, sua utilização é de fundamental importância para o estabelecimento do uso e manejo corretos do solo e, conseqüentemente, para a seleção das práticas conservacionistas de maior eficácia na redução da erosão hídrica.

O solo é o recurso natural mais intensamente utilizado na produção de alimentos, podendo, por isso, ter sua capacidade produtiva comprometida pela erosão, em decorrência de seu uso e manejo inadequados. Assim, o conhecimento das relações entre os fatores que causam as perdas de solo e os que permitem reduzi-las é de fundamental importância para o planejamento conservacionista da propriedade agrícola (Roque et al., 2001). Dentre os fatores, destaca-se a erosividade da chuva (fator R da EUPS), que denota o potencial da chuva e enxurrada associada em causar erosão do solo, sendo determinada pelo produto da energia cinética total da chuva com sua intensidade máxima em trinta minutos (Wischmeier & Smith, 1978).

Fundamentalmente, a erosividade, definida como o potencial da chuva em causar erosão do solo, depende de suas características físicas básicas, a saber: tamanho, forma e velocidade terminal de queda das gotas. Combinadamente, estas características determinam a energia cinética total da chuva.

Com o propósito de estudar este fator erosivo, a pesquisa tem demonstrado que as características da chuva que proporcionam as correlações mais elevadas com as perdas de solo são a intensidade e a energia cinética. Já com relação à enxurrada, basicamente são o seu volume e taxa máxima de descarga as características mais importantes (Hudson, 1973; Lombardi Neto, 1977; Wischmeier & Smith, 1978).

Founier2 1 Trabalho realizado na disciplina de Manejo e Conservação do Solo do Curso de Pós-Graduação em Agronomia, Área de Concentração em Sistema de Produção, Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira – UNESP. 2 FOURNIER, F. Climate et Erosion. Paris, Press Universitaires de France, Paris, 1960. 201p. , citado por Lombardi Neto (1977), verificou uma estreita correlação entre o que chamou de degradação específica ou total de erosão anual e o coeficiente de chuva c, expresso como:

sendo p a média mensal e pn a média anual de chuva. Com vistas em obter uma estimativa simplificada do índice EI30, uma vez que para muitos locais do estado de São Paulo não existem registros pluviográficos, Lombardi Neto (1977) estimou o índice de erosividade médio mensal no município de Campinas (SP) por meio de um coeficiente de chuva semelhante ao coeficiente da equação 1, utilizando, exclusivamente, registros pluviométricos e a seguinte equação:

sendo Rc o coeficiente de chuva, Pm a precipitação pluviométrica média mensal e Pa a precipitação pluviométrica média anual, em mm, resultando na seguinte expressão (r = 0,991):

sendo EI30 a estimativa (por meio da equação de ajuste) do índice de erosividade médio mensal, em MJ mm ha-1 h-1 . Portanto, pode-se deduzir que, para uma localidade com uma distribuição de chuva semelhante à de Campinas, com uma série pluviométrica contínua de, no mínimo, 20 anos, tal equação pode estimar com boa aproximação os valores médios mensais do EI30, usando-se apenas dados de quantidade de chuva, isto é, dados pluviométricos. Posteriormente, inúmeras equações foram usadas com o mesmo objetivo daquela (equação 3) de Lombardi Neto (1977), tanto para outras localidades paulistas, como para o resto do País, de forma geral (Pereira, 1983; Carvalho, 1987; Sosa, 1987; Morais et al., 1991; Bertol, 1993, 1994; Colodro, 1999; Roque et al., 2001; Coelho, 2001).

O período de retorno, definido como o intervalo de tempo, em anos, dentro do qual determinado evento hidrológico máximo será igualado ou ultrapassado, é outro importante parâmetro de chuva. Ele pode ser determinado pelo método de Gumbel, que apresenta, como base estatística, a teoria dos valores extremos. Dessa forma, os valores máximos anuais de determinado evento aproximam-se de um padrão definido de distribuição de freqüência quando o número de observações, em cada ano, torna-se o mais amplo possível (Schwab et al., 1966). No caso do terraceamento agrícola (Schwab et al., 1966; Lombardi Neto, 1989), tal evento hidrológico é calculado normalmente para um período de retorno de 10 a 15 anos.

Segundo Lombardi Neto (1989), no terraceamento em nível, o evento hidrológico máximo a ser utilizado é representado pela chuva máxima diária, enquanto, no terraceamento em desnível, é representado pela intensidade máxima de uma chuva com duração igual ao tempo de concentração da bacia. A escolha do período de retorno é necessária para a construção de obras hidráulicas de várias finalidades, incluindo as de grande porte, para garantir a segurança das populações ou áreas abaixo de onde elas serão construídas, uma vez que o princípio envolvido é o de eventos climatológicos extremos (Schwab et al., 1966).

Por ser o período de retorno utilizado para o terraceamento agrícola normalmente de 10 a 15 anos, pode-se, eventualmente, planejar tal prática conservacionista do solo com uma margem de segurança maior, visando solucionar problemas específicos, considerando os de ordem econômica e ecológica e os possíveis danos maiores presumíveis, adotando períodos de retorno mais convenientes, mesmo que superestimem a dimensão normal dos canais dos terraços, como de 20 a 50 anos (Carvalho, 1987).

Dentro do enfoque tratado, o objetivo do presente trabalho foi estudar algumas características de chuva para o município de São Manuel (SP), relacionadas com erosividade da chuva.

MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi realizado a partir de dados obtidos em pluviômetro, registrados para o município de São Manuel (SP), fornecidos pela Coordenadoria de Assistência Técnica Integral local (CATI/Secretaria da Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo). O município de São Manuel encontra-se próximo às coordenadas de 22 ° 45 ' de latitude sul e 48 ° 30 ' de longitude a oeste de Greenwich. Sua altitude média é de 520 m, com as temperaturas médias mínimas e máximas, no verão, 19 e 29 °C e, no inverno de 12 e 25 °C, respectivamente. O tipo climático predominante na região é o Cwa, de acordo com o critério de Köeppen, caracterizado como clima tropical de altitude, com inverno seco e verão quente (Nascimento & Pereira, 1988).

Foram acumulados os dados diários de precipitação pluviométrica da série compreendida entre 1950 e 1998 (49 anos). A precipitação mensal foi constituída do somatório das precipitações diárias que ocorreram em determinado mês, dentro de um ano qualquer. Da mesma forma, a precipitação anual foi constituída do somatório de seus totais mensais, efetuando-se o mesmo para todos os anos da série. Assim, puderam ser obtidos os valores médios mensais da precipitação pluviométrica, mês a mês, para todos os meses do ano. Procedeu-se à tabulação de tais dados de forma a obter, finalmente, a precipitação média anual do município de São Manuel, para a referida série de chuva.

Para obter uma estimativa aproximada do índice de erosividade mensal (EI30), uma vez que para muitos locais do estado de São Paulo não existem dados pluviográficos, Lombardi Neto (1977) estimou o mesmo para o município de Campinas (SP) por meio do coeficiente de chuva relacionado na equação 2, originado exclusivamente de dados pluviométricos (quantidade total de chuva). A correlação entre tal coeficiente e a precipitação média mensal resultou em elevado coeficiente de correlação para o modelo matemático do tipo potência, dado pela equação 3. Portanto, pode-se deduzir que, para uma localidade paulista que possua uma distribuição de chuva semelhante à de Campinas, com uma série pluviométrica contínua de, no mínimo, 20 anos, a equação 3 pode estimar com boa aproximação os valores médios mensais do índice EI30, usando apenas dados de quantidade total de chuva. Desta forma, tomando como base a metodologia de estimativa do índice EI30 por meio do coeficiente de chuva como o utilizado por Lombardi Neto (1977), os índices de erosividade médios mensais para o município de São Manuel (SP) foram obtidos por meio da seguinte expressão (r = 0,991), desenvolvida para o município de Mococa (SP) (Carvalho,1987), para o mesmo propósito como o da equação 3:

em que EI30 representa o índice de erosividade médio mensal em MJ mm ha-1h-1 , obtido mês a mês, e Rc o coeficiente de chuva, obtido pelo quociente entre o quadrado da precipitação pluviométrica média mensal e a precipitação pluviométrica média anual (equação 2). A validade de aplicação da equação obtida para Mococa aos dados de São Manuel foi previamente verificada, tanto por meio de regressão linear entre os dados de precipitação anual para a série de 1949 a 1998 das duas localidades, quanto por meio dos intervalos de confiança entre suas respectivas precipitações médias mensais, visando à extrapolação do uso da referida equação.

Os índices de erosividade, mês a mês, dentro de cada ano, foram estimados a partir do quadro geral de distribuição da precipitação pluviométrica para o município de São Manuel por meio de regra de três simples, da seguinte forma:

em que ei é o valor do índice de erosividade EI30 de um mês i contido num ano j da série de dados, PM é o total precipitado num mês i contido num ano j da série de dados, IE é o valor do índice de erosividade EI30 médio mensal, no qual o mês i está contido na série de dados, e PA é o valor da precipitação média mensal no qual o mês i está contido na série de dados.

A obtenção dos índices de erosividade mês a mês, dentro de cada ano, proporcionou o quadro final de índices de erosividade EI30 de São Manuel, para o período de 1949 a 1998. Para tanto, o somatório dos índices de erosividade mês a mês, dentro de cada ano, constituiu o índice de erosividade para determinado ano. Finalmente, o fator R das chuvas do município de São Manuel foi obtido pelo valor médio entre os 49 anos contidos na série estudada.

Foram analisados ainda a probabilidade de ocorrência e o correspondente período de retorno, tanto para os índices de erosividade EI30 anuais, como para as quantidades máximas de chuva diária, da série parcial estudada para o município de São Manuel, compreendida entre 1949 e 1998. Para tais análises, foram utilizadas as teorias de probabilidade logarítmica (Chow, 1951; 1954) e dos valores extremos (Gumbel, 1941; 1954), preconizadas por Schwab et al. (1966).

A estimativa do período de retorno (T, em anos) foi calculada por meio da seguinte expressão:

em que N representa o número de anos da extensão da série parcial de dados e m o número de ordem, quando os eventos climatológicos são relacionados em ordem decrescente de magnitude. Desta forma, a probabilidade em % (Pr), equivalente ao período de retorno, foi calculada como:

A estimativa do valor teórico do evento climático (Xc), para os índices de erosividade EI30 anuais e para as chuvas máximas diárias, foi efetuada com a seguinte expressão:

em que X representa a média aritmética dos eventos climáticos, Cv é o coeficiente de variação e k é o fator freqüência do evento climático, estimado para determinado período de retorno (T) e obtido com a expressão (Chow, 1954):

em que l é a constante de Euler (0,577).

Foi utilizado papel de probabilidade logarítmica para plotar os valores observados dos eventos climáticos, assim como para traçar a respectiva curva de probabilidade logarítmica, tanto dos índices de erosividade EI30 anuais, como das chuvas máximas diárias. As probabilidades de ocorrência de determinado evento climático e seu correspondente período de retorno foram relacionadas, respectivamente, nas abscissas (inferior e superior) do gráfico. Na ordenada, foram relacionadas as magnitudes dos eventos climáticos, sendo os índices de erosividade em unidades MJ mm ha-1 h-1 ano-1 e a quantidade de chuva máxima diária em unidades de mm.

A determinação da significância da extensão da série parcial estudada foi efetuada pela seguinte expressão (Schwab et al., 1966):

sendo Y o número aceitável de anos de registro da série parcial de eventos climáticos, t o valor estatístico de Student, a 10 % de significância, com (y - 6) graus de liberdade, e q é a relação entre as magnitudes do evento climático com período de retorno de 100 anos e aquele com período de retorno de 2 anos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O quadro 1 apresenta a distribuição mensal e anual da precipitação pluviométrica do município de São Manuel, representante da série de 49 anos de análise de dados (1950 a 1998) utilizada para o cálculo do fator R local. A precipitação média anual observada foi de 1557,7 mm, com desvio-padrão e erro-padrão da média de, respectivamente, 345,5 e 49,4 mm. O coeficiente de variação foi de 22,18 %. A adequação do número de anos de registro da série parcial de dados de precipitação anual revelou que, a 1 % de probabilidade, o tempo mínimo aceitável, obtido pela equação 10,contida em Schwab et al. (1966), é de 10,5 anos.


Desta forma, em relação à caracterização da chuva de regiões temperadas, este fato diferiu do relatado por Newman (1970), o qual recomendou a utilização de uma série parcial de dados climáticos com, pelo menos, 22 anos. Diferiu também dos relatos de Wischmeier & Smith (1978), que indicaram o tempo mínimo de 20 anos de dados para a série contínua destinada ao cálculo do fator R.

No entanto, em relação à caracterização da chuva de regiões tropicais, o resultado encontrado ficou de acordo com os de Lombardi Neto (1977), Carvalho (1987), Sosa (1987), Lima (1995), Carvalho et al. (1996, 1997), Colodro (1999), Roque & Carvalho (1999), Coelho (2001) e Roque et al. (2001), os quais relataram tempos menores do que 20-22 anos para a série pluviográfica contínua destinada ao cálculo do fator R.

A figura 1 apresenta os intervalos de confiança determinados para as precipitações médias mensais dos municípios de São Manuel e Mococa, no período de 1950 a 1998. O objetivo foi verificar a eficácia de utilização da equação 4 de Mococa (SP) para estimar os índices de erosividade médios mensais de outra localidade, desde que a distribuição de chuva seja semelhante. Pode-se observar que a referida equação é relativamente satisfatória para uso aos dados da precipitação de São Manuel (SP), uma vez que, para todos os meses do ano, com exceção de novembro e dezembro, percebeu-se, nas duas localidades, sobreposição dos intervalos de confiança obtidos para as precipitações médias mensais. O coeficiente de correlação (r) obtido da regressão linear com os dados médios anuais de precipitação de tais locais foi de 0,9163 (p < 0,00002), sendo, portanto, elevado.


Os quadros 2 e 3 e a figura 2 apresentam os valores médios mensais e anuais do fator erosividade da chuva (R) do município de São Manuel, avaliados para a série de dados entre os anos de 1950 a 1998. O fator R local foi de 7.487 MJ mm ha-1 h -1 ano-1, com desvio-padrão e erro-padrão da média de, respectivamente, 1.651 e 236 MJ mm ha-1 h -1 ano-1. O coeficiente de variação foi de 22,05 %.




O fator erosividade da chuva (R) do município de São Manuel de 7487 MJ mm ha-1 h -1 ano-1 (Quadros 2 e 3) foi superior aos de Mirandópolis, Piracicaba, Pindorama e Selvíria, calculados, respectivamente, por Kuratani (2001), Pereira (1983), Sosa (1987) e Carvalho et al. (1997). Por outro lado, foi inferior aos de Mococa, Barranquinho, Flexas e Bauru, calculados, respectivamente, por Carvalho (1987), Morais et al. (1991) e Lima (1995). Sua magnitude ficou um tanto em desacordo com o valor mostrado no mapa de linhas isoerosivas do estado de São Paulo, traçadas por Lombardi Neto et al. (1980), para o município de São Manuel, o qual está ao redor de 6.550 MJ mm ha-1 h -1 ano-1.

O estudo da distribuição do potencial erosivo da chuva, bem como da sua quantidade, é de grande importância para o manejo do solo e das culturas. No período de estudo, os valores anuais do índice de erosividade variaram de 4.707 a 10.729 MJ mm ha-1 h -1, respectivamente, para os anos de 1971 e 1997. Os valores mensais do índice de erosividade variaram de 105 e 1.766 MJ mm ha-1 h -1, respectivamente, para os meses de julho e janeiro (Quadro 3). Analisando os dados apresentados, pode-se observar que 81,48 % do índice de erosividade anual ocorreu nos meses de outubro a março, indicando que, neste período, era esperada a maior perda anual de solo por erosão no município de São Manuel (SP). Em contraposição, no semestre complementar (abril a setembro), esta quantidade foi de, apenas, 18,52 % e, no trimestre de junho a agosto, ela foi de 5,63 %. Tais valores, em termos de magnitude e época de ocorrência, concordam com os de pesquisas afins, realizadas em outras localidades do estado de São Paulo (Lombardi Neto, 1977; Sosa, 1987; Carvalho et al., 1989, 1996, 1997; Morais et al., 1991; Lima, 1995; Colodro, 1999, Roque et al., 2001 e Coelho, 2001).

A distribuição da precipitação pluviométrica anual no município de São Manuel (Figura 1) seguiu um padrão semelhante ao unimodal, conforme descrição apresentada por Hudson (1973). Esta distribuição se assemelhou à dos municípios de Mococa, Campinas, Piraju e Votuporanga, respectivamente, determinadas por Carvalho (1987), Lombardi Neto (1977), Roque et al. (2001) e Coelho (2001), que apresentaram um padrão de chuva com tendência ao tipo unimodal. No entanto, a distribuição foi diferente daquela do município de Teodoro Sampaio, determinada por Colodro (1999), a qual apresentou um padrão de chuva com tendência ao tipo bimodal.

A curva de distribuição da erosividade da chuva (Figura 2) fornece informações de grande importância para a determinação do fator cobertura e manejo (C) da Equação Universal de Perda de Solo e para a aplicação prática (Wischmeier & Smith, 1965, 1978; Lombardi Neto, 1977; Carvalho, 1987). Os valores da distribuição relativa dos valores de EI30 médios mensais (estabelecidos de julho a junho na figura 2, de acordo com o ano agrícola), que poderão oportunamente ser utilizados no cálculo do fator C local, foram de, respectivamente, 1,40; 1,44; 4,77; 9,31; 8,24; 16,38; 18,98; 17,16; 11,41; 3,97; 4,15 e 2,79 %.

No quadro 4, são apresentados a probabilidade de ocorrência e o período de retorno dos valores dos índices anuais de erosividade e das chuvas máximas diárias no município de São Manuel, durante o período de 1950 a 1998. Observa-se que os valores do período de retorno e da probabilidade de ocorrência, determinados para o maior valor do índice de erosividade anual observado (10.729 MJ mm ha-1 h -1 ano-1), assim como para o maior valor de chuva máxima diária (160 mm), foram de, respectivamente, 50 anos e 2 %. Da mesma forma, os valores menores para o menor índice de erosividade anual e chuva máxima diária (4.707 MJ mm ha-1 h -1 ano-1 e 31 mm) foram de, respectivamente, 1 ano e 98 %.


A distribuição da probabilidade de ocorrência, apresentada nas figuras 3 e 4, foi ajustada por meio da equação (8), de acordo com indicação de Schwab et al. (1966). Os valores dos índices anuais de erosividade e das chuvas máximas diárias, para qualquer período de retorno desejado, ou vice-versa, podem ser facilmente obtidos por meio de leitura direta nas curvas de distribuição de probabilidade apresentadas nas figuras 3 e 4, ou calculados por meio da aplicação da equação 8. Como exemplo, observa-se que o período de retorno do fator R (erosividade da chuva) do município de São Manuel é de 2,33 anos, para uma probabilidade de ocorrência de 42,92 %. Assim, pode-se dizer que, para o local estudado, é possível ocorrer, com uma probabilidade de 42,92 %, um valor anual do índice El30 de igual ou superior ao calculado (7.487 MJ mm ha-1 h -1 ano-1), pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos. Os valores dos índices anuais de erosividade, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, são, respectivamente, 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h -1 ano-1.



As curvas de distribuição de probabilidade dos valores dos índices anuais de erosividade e das chuvas máximas diárias do município de São Manuel (SP) (Figuras 3 e 4) seguiram o padrão lognormal, típico de eventos hidrológicos, de acordo com Wischmeier (1959), e corroborados por Lombardi Neto (1977), Carvalho (1987), Sosa (1987), Lima (1995), Carvalho et al. (1996, 1997), Colodro (1999), Roque et al. (2001) e Coelho (2001). Os valores dos índices anuais de erosividade e das chuvas máximas diárias do município de São Manuel, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, no geral, diferiram daqueles de outras localidades do estado de São Paulo, para as quais também foram realizados estudos semelhantes.

De acordo com os resultados constantes no quadro 4, o maior valor do índice anual de erosividade (10.729 MJ mm ha-1 h -1 ano-1) e o da quantidade de chuva máxima diária (160 mm), observados para São Manuel, apresentaram um período de retorno de 50 anos, equivalente a uma probabilidade de ocorrência de 2 %. Portanto, é esperado ocorrer neste local, com uma probabilidade de 2 %, um valor do índice anual de erosividade, ou valor da quantidade de chuva máxima diária, igual ou superior, respectivamente, a 10.729 MJ mm ha-1 h -1 ano-1 e 160 mm, pelo menos, uma vez a cada 50 anos.

De forma semelhante, para o menor índice anual médio de erosividade e a menor quantidade de chuva máxima diária, espera-se que ocorra, com uma probabilidade de 98 %, um valor do índice anual de erosividade, ou da chuva máxima diária, igual ou superior, respectivamente, a 4.707 MJ mm ha-1 h -1 ano-1 e 31 mm, pelo menos, uma vez a cada 1 ano.

Os valores médios das chuvas máximas diárias, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, l0, 20, 50 e 100 anos, foram, respectivamente, de 73,4; 98,4; 115,0; 130,8; 151,4 e 166,9 mm. O valor médio da chuva máxima diária (115 mm) para o período de retorno de 10 anos, utilizado no cálculo de área da seção transversal de terraços agrícolas em nível, conforme preceitos de Schwab et al. (1966) e Lombardi Neto (1989), concorda plenamente com o valor mostrado no mapa de isoietas previamente determinado para o estado de São Paulo, uma vez que o município de São Manuel situa-se na isoieta de 115,0 mm.

CONCLUSÕES

1. Os dados referentes ao fator R de São Manuel do presente trabalho devem ser aceitos com um nível de significância de 99,10 % de probabilidade de acerto. Isto porque, a equação de Mococa, que estimou a erosicidade da chuva de São Manuel, apresentou um coeficiente de correlação de 0,991.

2. A chuva máxima diária, calculada para o período de retorno de 10 anos e que é necessário ao terraceamento agrícola, foi de 115 mm. Entretanto, desejando-se trabalhar com maior segurança de tal prática conservacionista, podem ser utilizados valores mais consistentes, com períodos de retorno de 20, 50 e 100 anos, respectivamente de 130,8, 151,4 e 166,9 mm.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em dezembro de 2001 e aprovado em abril de 2003

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  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      20 Out 2003
    • Data do Fascículo
      Ago 2003

    Histórico

    • Aceito
      Abr 2003
    • Recebido
      Dez 2001
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