EQUAÇÕES DE INTENSIDADE – DURAÇÃO – FREQUÊNCIA DE CHUVAS PARA AS LOCALIDADES DE FORTALEZA E PENTECOSTE, CEARÁ

In this work data sets with 19 e 30 years were used for Pentecoste and Fortaleza - CE, respectively, with the aim to establish a relationship between rainfall intensity, duration and frequency. The theoretical model used was the Gumbel probability distribution. The maximum intensity rainfall was evaluated to 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 360, 720 e 1440 minutes using rainfall gauge graphic. The fitted probabilistic model was tested by the Kolmogorov-Smirnov adherence test. The result showed that, the Gumbel model adjusted of data maximum intensity at a significance level of 20% in the all studied durations to Pentecoste station. The estimated values by general equation can show errors up to 40% for the location Pentecoste. This fact confirms the necessity of distinct equations for each return period. The values of probable maximum intensity calculated by developed equation can be used to estimate the rainfall intensity, except for 5 minutes duration in station of Fortaleza, which presented a tendency to underestimated the predictable values.Analisaram-se séries históricas de chuvas de 30 e 19 anos de duração, com dados coletados em duas estações meteorológicas nos municípios de Pentecoste e Fortaleza – CE, respectivamente, com o objetivo de ajustar o modelo teórico de distribuição de probabilidades de Gumbel aos dados, e estabelecer uma relação funcional entre intensidade, duração e freqüência de chuvas para essas localidades. Utilizando pluviogramas determinaram-se as intensidades pluviométricas máximas para as durações de 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 360, 720 e 1440 min. O modelo probabilístico ajustado foi testado pelo teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov, evidenciando ajuste em nível de 20% de significância, em todas as durações para a estação de Pentecoste. Os valores estimados pela equação geral podem apresentar erros de até 40% para a localidade de Pentecoste, confirmando a necessidade de equações distintas para cada período de retorno. Os dados ajustados aproximaram-se dos valores obtidos pela equação de Gumbel, evidenciando que as equações desenvolvidas podem ser empregadas na estimativa das intensidades de chuvas, com exceção da duração de 5 min na estação de Fortaleza, pois há tendência em subestimar os valores esperados

Similaridade da composição hidroquímica das águas freáticas do perímetro irrigado do Baixo Acaraú, Ceará, Brasil

Devido ao constante risco de contaminação das águas freáticas pela lixiviação de sais e substâncias tóxicas como resíduos de fertilizantes e pesticidas, torna-se necessário o conhecimento da dinâmica na qualidade das águas, e assim elaborar um planejamento de uso sustentável desse recurso. Tendo-se por base esta premissa elaborou-se uma investigação das águas freáticas do Perímetro Irrigado do Baixo Acaraú (DIBAU) com o objetivo de classificar a qualidade das águas quanto à sua composição hidroquímica bem como identificar os elementos determinantes da qualidade das mesmas. As coletas de água foram realizadas mensalmente por um período de 27 meses (dez/2003 a nov/2005; nov/2006 e março e abr/2007) em 10 poços rasos distribuídos aleatoriamente sobre o DIBAU. Neste estudo foram considerados os cátions (Ca2+, Mg2+, Na+ e K+) e os ânions (Cl-, HCO3- e SO4-2). A composição hidroquímica foi definida pelo do Diagrama de Piper, e a similaridade da qualidade das águas foi efetuada pela análise multivariada (análise de agrupamento). As águas dos poços investigados se agruparam sem apresentar continuidade geográfica, sendo o sódio e o cloreto os elementos determinantes dos quatro grupos formados. A similaridade das águas dos poços que formaram o Grupo 4, permitem uma redução no número de poços amostrados, o que minimiza os custos de monitoramento. Embora tenha ocorrido a formação de quatro grupos, pelo Diagrama de Piper, todas as águas foram classificadas como cloretadas sódicas. A análise de agrupamento identificou os elementos determinantes de cada grupo, enquanto o Diagrama de Piper classificou as águas sem identificar a maior ou menor contribuição de um determinado elemento

CLASSIFICAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DAS UNIDADES DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA NO PERÍMETRO IRRIGADO ARARAS NORTE, CEARÁ

The aim of this study was to identify the determinant sustainability factors in agricultural production units in the Araras North Irrigated District, as well as to develop a sustainability index applying multivariate statistical technique. The approach was based on a cross-over form applied to 47 irrigators that live in the Araras North Irrigated District located in the uplands of the Acaraú watershed, Ceará, Brazil. According to the results the family education level was the major factor in determining the sustainability of the agricultural production units in the Araras North Irrigated District. The second factor was mainly related to the trade processes (selling difficulties and production transportation); while the third one was defined by the variables that express the irrigator’s family condition (the youth of the community involvement and their interest in continuing the agricultural activities). The last factor was pointed out by variables related to natural resources conservation technique. The developed Sustainability Index from selected determinant factors registered that 27.7% of the agricultural production units were classified as sustainables, 25.5% presented a threatened sustainability and 14.9% had a compromised sustainability. Among the 47 units, 11 were classified as unsustainable, which represents 23.4% of them.Este estudo teve como objetivo identificar os fatores determinantes da sustentabilidade das unidades de produção agrícola do Perímetro Irrigado Araras Norte, utilizando um índice de sustentabilidade pelo emprego de estatística multivariada. Os dados empregados nesta pesquisa foram originários de questionários aplicados a 47 irrigantes do Perímetro Irrigado Araras Norte, localizado na parte alta da bacia do rio Acaraú, Ceará, Brasil. De acordo com os resultados obtidos, o nível sócio-educacional das famílias irrigantes foi identificado como o fator de maior peso na definição da sustentabilidade das unidades de produção agrícola do Perímetro Irrigado Araras Norte. O segundo fator foi determinado por variáveis relacionadas com o processo de comercialização (dificuldades de venda e transporte da produção); enquanto que o terceiro foi definido por variáveis que expressam a situação da agricultura familiar (participação dos filhos e o interesse desses em dar continuidade às atividades agrícolas). O último fator foi apontado por variáveis relacionadas com as técnicas de conservação dos recursos naturais. O índice de sustentabilidade desenvolvido a partir dos fatores determinantes selecionados registrou que 27,7% das unidades de produção agrícola foram classificadas com sustentáveis, 25,5% apresentaram a sustentabilidade ameaçada e 14,9% sustentabilidade comprometida. Das 47 unidades, 11 foram classificadas como insustentáveis ou seriamente insustentáveis, o que corresponde a 23,4%

O uso da terra e a resposta hidrossedimentolÃgica em pequenas bacias hidrogrÃficas semiÃridas

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgicoThis work was carried out to evaluate and to compare the hydrologic and sedimentologic behaviour of small rural catchments in the semiarid Northeast of Brazil, as well as to asses the influence of the anthropogenic action over soil and water resources. The study of theses processes is very important for the definition of strategies to a better management of small watersheds and the definition of sustainability plans. The study area is located in the Alto Jaguaribe basin, in the Iguatu County, State of CearÃ, Brazil. Four small catchments B1, B2, B3 and B4, neibor to each other, were delimited and equipped with Parshall flumes, water level sensors, rain-gauges and automatic sediment samplers, aiming hydrossedimentologic studies under natural rainfall conditions. In this research, the areas of studied catchments areas are smaller than three ha. In the B1 part of cover vegetation was cut, making it possible to assess the influence of changes in the vegetation cover over runoff, peak discharge and sediment yield. In the others catchments (B2, B3 and B4), cover vegetation was keeping in undisturbed condition, representing the natural condition in the semiarid region of northeast Brazil. The data analysed comprises the hydrologic year of 2009 on the four experimental unities and some events on the months of January, February and March of 2008 on the small catchment B2. Despite the proximity of the monitored unities, the results show high spatial and temporal variability of the hydrossedimentologic answer, and the antecedent soil moisture as the main variable responsible for such modifications. It was observed that lowering the density of the Caatinga vegetation influenced runoff and sediment yield, with greater effects over the first events. Accumulated sediment yield reached values of 1.45, 1.39 and 0.12 ton.ha-1 for the micro-catchments B1, B2 e B4, respectively, at the end of the year 2009. Among all investigated catchments, B3 presented the highest values of runoff and peak discharges, with runoff coefficient average around 28%. The B4 experimental unit had a hydrossedimentologic behaviour very different from the other catchments, showing the lowest values of peak discharge, runoff and sediment yield, and this behaviour can be explained to the soil characteristics. The results presented in this study contribute with important information for the hydrossedimentologic study of semiarid regions, and can be used to guide further research in small catchments with ephemeral regime.O objetivo central desse trabalho foi avaliar e comparar o comportamento hidrolÃgico e sedimentolÃgico em pequenas bacias rurais no semiÃrido nordestino, verificando a influÃncia da aÃÃo antrÃpica sobre os recursos solo e Ãgua. O estudo desses processos à de suma importÃncia na definiÃÃo de estratÃgias para o melhor gerenciamento de pequenas bacias hidrogrÃficas e na definiÃÃo de planos de sustentabilidade. A Ãrea de investigaÃÃo localiza-se na bacia do Alto Jaguaribe, mais precisamente no municÃpio de Iguatu, na regiÃo conhecida como Centro Sul do estado do CearÃ. A Ãrea experimental à composta por quatro microbacias com denominaÃÃo de B1, B2, B3 e B4 localizadas prÃximas entre si, foram delimitadas e equipadas com calhas Parshall, sensores de nÃvel de Ãgua, pluviÃgrafos e coletores automÃticos de sedimentos visando estudos hidrossedimentolÃgicos em condiÃÃes de chuva natural. Nessa pesquisa as Ãreas das bacias em avaliaÃÃo nÃo excederam 3 hectares, sendo na microbacia B1 aplicado um tratamento (raleamento), que permitiu avaliar a influÃncia da alteraÃÃo na cobertura vegetal da Caatinga sobre o escoamento superficial, descarga mÃxima e produÃÃo de sedimentos. As demais microbacias experimentais B2, B3 e B4 foram mantidas inalteradas, sem intervenÃÃo antrÃpica, representando condiÃÃes naturais de pequenas bacias rurais do semiÃrido do nordeste. Os dados analisados abrangem toda a estaÃÃo chuvosa de 2009 nas quatro unidades experimentais e alguns eventos nos meses de janeiro, fevereiro e marÃo de 2008 na microbacia B2. Apesar da proximidade entre as unidades de monitoramento, os resultados revelaram grande variabilidade espaÃo-temporal das respostas hidrossedimentolÃgicas, sendo a umidade anterior do solo a variÃvel de destaque na modificaÃÃo destas. Os resultados mostraram que a prÃtica de raleamento da Caatinga teve influÃncia na alteraÃÃo do escoamento superficial e produÃÃo de sedimentos, sendo os efeitos maiores sobre os primeiros eventos. A produÃÃo acumulada de sedimentos atingiu ao final de 2009 valores de 1,45; 1,39 e 0,12 ton ha-1 para as microbacias B1, B2 e B4, respectivamente. De todas as microbacias investigadas, B3 apresentou os maiores valores de escoamento superficial, e descargas mÃximas, com coeficiente de escoamento mÃdio em torno de 86%. A unidade experimental B4 mostrou-se com comportamento hidrossedimentolÃgico bastante diferenciado das demais microbacias, sendo nesta encontrado as menores magnitudes de descarga mÃxima, escoamento superficial e produÃÃo de sedimentos, comportamento este associado principalmente Ãs caracterÃsticas fÃsicas do solo da microbacia. Os resultados encontrados fornecem elementos importantes no campo hidrossedimentolÃgico em regiÃes semiÃridas, podendo ser empregados para nortear pesquisas futuras em microbacias com escoamento efÃmero

Similaridade da composição hidroquímica das águas freáticas do perímetro irrigado do Baixo Acaraú, Ceará, Brasil. = The hydrochemical similarity of water table at Baixo Acaraú irrigated district, Ceará, Brazil.

Devido ao constante risco de contaminação das águas freáticas pela lixiviação de sais e substâncias tóxicas como resíduos de fertilizantes e pesticidas, torna-se necessário o conhecimento da dinâmica na qualidade das águas, e assim elaborar um planejamento de uso sustentável desse recurso. Tendo-se por base esta premissa elaborou-se uma investigação das águas freáticas do Perímetro Irrigado do Baixo Acaraú (DIBAU) com o objetivo de classificar a qualidade das águas quanto à sua composição hidroquímica bem como identificar os elementos determinantes da qualidade das mesmas. As coletas de água foram realizadas mensalmente por um período de 27 meses (dez/2003 a nov/2005; nov/2006 e março e abr/2007) em 10 poços rasos distribuídos aleatoriamente sobre o DIBAU. Neste estudo foram considerados os cátions (Ca2+, Mg2+, Na+e K+) e os ânions (Cl-, HCO3-e SO4-2). A composição hidroquímica foi definida pelo do Diagrama de Piper, e a similaridade da qualidade das águas foi efetuada pela análise multivariada (análise de agrupamento). As águas dos poços investigados se agruparam sem apresentar continuidade geográfica,sendo o sódio e o cloreto os elementos determinantes dos quatro grupos formados. A similaridade das águas dos poços que formaramo Grupo 4, permitem uma redução no número de poços amostrados, o que minimiza os custos de monitoramento. Embora tenha ocorrido a formação de quatro grupos, pelo Diagrama de Piper, todas as águas foram classificadas como cloretadas sódicas. A análise de agrupamento identificou os elementos determinantes de cada grupo, enquanto o Diagrama de Piper classificou as águas semidentificar a maior ou menor contribuição de um determinado elemento. = It is constant the risk of contamination in the water table by leachining of salts and toxic waste, such as fertilizer andpesticides. Therefore, it is necessary to understand the dynamics of the quality of waters and devise a plan of sustainable water use consequently a study was conducted at the water table basin located at the Perímetro Irrigado do Baixo Acaraú (DIBAU). The objective of this study was to classify the water quality relative to its hydrochemical composition and to identify the determinants ofthese qualities samples of water table were collected monthly for 27 months (from Dec/2003 to Nov/2005, Nov/2006, March and Apr/2007) from 10 shallow wells randomly distributed on DIBAU. During this study the cations (Ca2+, Mg2+, Na+e K+) and anions (Cl-, HCO3-e SO4-2) contained in these samples were evaluated. The hydrochemical composition was defined by the Piper diagram,and the similarity of water quality was performed by multivariable analysis (cluster analysis). The results revealed that waters fromthe wells analyzed were grouped without presenting any geographical continuity. While sodium and chloride were the elements that determined the four groups obtained. The similarity of water from wells that formed group four resulted in a reduction in the number of wells to be sampled thereby minimizing the costs of monitoring. Although four groups were formed the Piper diagram demonstrated that all the waters were classified as chlorinated sodium. The cluster analysis identifi ed the key elements in each group while the Piper diagram classified the waters without identifying the largest or smallest contribution of a particular element

IDENTIFICATION OF GROUNDWATER QUALITY SIMILARITY USING MULTIVARIABLE ANALYSIS

A identificação das similaridades na qualidade das águas subterrâneas pode ajudar a reduzir o número de postos de monitoramento utilizados nos corpos hídricos. O objetivo desta pesquisa foi identificar similaridades na qualidade da água subterrânea usando a técnica de estatística multivariada conhecida como análise de agrupamento, no Distrito de Irrigação do Baixo Acaraú (DIBAU), no estado do Ceará. Dez poços rasos distribuídos aleatoriamente no DIBAU foram monitorados regularmente por um período de 27 meses (dez/2003 a nov/2005, nov/2006, mar e abr/2007). Para cada amostra foram analisados pH, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, CO3 2-, HCO3 -, SO4 2-, PO4 3-, NH4 +, NO3 -, condutividade elétrica (CE) e razão de adsorção de sódio (RAS). A estatística descritiva, a análise de agrupamento hierárquica e o t-test (1%) foram avaliados utilizando o software SPSS 16.0. No geral, com exceção de dois poços, a água foi classificada como ácida e o pH médio foi menor do que cinco. A concentração de fósforo foi sempre acima do limite recomendado para o consume humano (0,1 mg L-1). Além disso, a qualidade da água subterrânea foi utilizada para definir quatro agrupamentos que foram independentes da posição geográfica dos poços. Os valores de CE e as concentrações de sódio e cloreto distinguiram dois poços (P1 e P7) dos demais, e o pH, o Mg2+ e a RAS determinaram a dissimilaridade dos dois poços entre si

CLASSIFICAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DAS UNIDADES DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA NO PERÍMETRO IRRIGADO ARARAS NORTE, CEARÁ

The aim of this study was to identify the determinant sustainability factors in agricultural production units in the Araras North Irrigated District, as well as to develop a sustainability index applying multivariate statistical technique. The approach was based on a cross-over form applied to 47 irrigators that live in the Araras North Irrigated District located in the uplands of the Acaraú watershed, Ceará, Brazil. According to the results the family education level was the major factor in determining the sustainability of the agricultural production units in the Araras North Irrigated District. The second factor was mainly related to the trade processes (selling difficulties and production transportation); while the third one was defined by the variables that express the irrigator’s family condition (the youth of the community involvement and their interest in continuing the agricultural activities). The last factor was pointed out by variables related to natural resources conservation technique. The developed Sustainability Index from selected determinant factors registered that 27.7% of the agricultural production units were classified as sustainables, 25.5% presented a threatened sustainability and 14.9% had a compromised sustainability. Among the 47 units, 11 were classified as unsustainable, which represents 23.4% of them.Este estudo teve como objetivo identificar os fatores determinantes da sustentabilidade das unidades de produção agrícola do Perímetro Irrigado Araras Norte, utilizando um índice de sustentabilidade pelo emprego de estatística multivariada. Os dados empregados nesta pesquisa foram originários de questionários aplicados a 47 irrigantes do Perímetro Irrigado Araras Norte, localizado na parte alta da bacia do rio Acaraú, Ceará, Brasil. De acordo com os resultados obtidos, o nível sócio-educacional das famílias irrigantes foi identificado como o fator de maior peso na definição da sustentabilidade das unidades de produção agrícola do Perímetro Irrigado Araras Norte. O segundo fator foi determinado por variáveis relacionadas com o processo de comercialização (dificuldades de venda e transporte da produção); enquanto que o terceiro foi definido por variáveis que expressam a situação da agricultura familiar (participação dos filhos e o interesse desses em dar continuidade às atividades agrícolas). O último fator foi apontado por variáveis relacionadas com as técnicas de conservação dos recursos naturais. O índice de sustentabilidade desenvolvido a partir dos fatores determinantes selecionados registrou que 27,7% das unidades de produção agrícola foram classificadas com sustentáveis, 25,5% apresentaram a sustentabilidade ameaçada e 14,9% sustentabilidade comprometida. Das 47 unidades, 11 foram classificadas como insustentáveis ou seriamente insustentáveis, o que corresponde a 23,4%

Classificação da sustentabilidade das unidades de produção agrícola no perímetro irrigado Araras Norte, Ceará

The aim of this study was to identify the determinant sustainability factors in agricultural production units in the Araras North Irrigated District, as well as to develop a sustainability index applying multivariate statistical technique. The approach was based on a cross-over form applied to 47 irrigators that live in the Araras North Irrigated District located in the uplands of the Acaraú watershed, Ceará, Brazil. According to the results the family education level was the major factor in determining the sustainability of the agricultural production units in the Araras North Irrigated District. The second factor was mainly related to the trade processes (selling difficulties and production transportation); while the third one was defined by the variables that express the irrigator’s family condition (the youth of the community involvement and their interest in continuing the agricultural activities). The last factor was pointed out by variables related to natural resources conservation technique. The developed Sustainability Index from selected determinant factors registered that 27.7% of the agricultural production units were classified as sustainables, 25.5% presented a threatened sustainability and 14.9% had a compromised sustainability. Among the 47 units, 11 were classified as unsustainable, which represents 23.4% of themEste estudo teve como objetivo identificar os fatores determinantes da sustentabilidade das unidades de produção agrícola do Perímetro Irrigado Araras Norte, utilizando um índice de sustentabilidade pelo emprego de estatística multivariada. Os dados empregados nesta pesquisa foram originários de questionários aplicados a 47 irrigantes do Perímetro Irrigado Araras Norte, localizado na parte alta da bacia do rio Acaraú, Ceará, Brasil. De acordo com os resultados obtidos, o nível sócio-educacional das famílias irrigantes foi identificado como o fator de maior peso na definição da sustentabilidade das unidades de produção agrícola do Perímetro Irrigado Araras Norte. O segundo fator foi determinado por variáveis relacionadas com o processo de comercialização (dificuldades de venda e transporte da produção); enquanto que o terceiro foi definido por variáveis que expressam a situação da agricultura familiar (participação dos filhos e o interesse desses em dar continuidade às atividades agrícolas). O último fator foi apontado por variáveis relacionadas com as técnicas de conservação dos recursos naturais. O índice de sustentabilidade desenvolvido a partir dos fatores determinantes selecionados registrou que 27,7% das unidades de produção agrícola foram classificadas com sustentáveis, 25,5% apresentaram a sustentabilidade ameaçada e 14,9% sustentabilidade comprometida. Das 47 unidades, 11 foram classificadas como insustentáveis ou seriamente insustentáveis, o que corresponde a 23,4%

Impacto da lixiviação de nitrato e cloreto no lençol freático sob condições de cultivo irrigado Nitrogen and chloride impact on water table under irrigated condition

Os impactos ambientais provocados pelos fertilizantes nitrogenados, pesticidas e sais presentes nas áreas irrigadas vêm se tornando uma preocupação crescente, uma vez que estes podem se mover no solo desde a zona radicular até atingirem águas subterrâneas. Esta pesquisa teve como objetivo identificar a influência do manejo da irrigação e das chuvas sobre a dinâmica dos íons cloreto e nitrato ao longo dos perfis dos solos, bem como o seu impacto nas águas do lençol freático do Distrito Irrigado do Baixo Acaraú - DIBAU, Ceará. As amostras de solo foram coletadas a cada 50cm de profundidade, da superfície até a zona de saturação do lençol freático (7m) em duas áreas distintas, sendo uma irrigada com a cultura do coco (S1) e a outra uma mata nativa (S2). As amostras dos solos foram realizadas em período de plena atividade da irrigação (nov/06) e ao final da estação chuvosa (mai/07). As medições dos níveis e as coletas de água do lençol freático foram efetuadas, mensalmente, em quatro poços rasos, sendo dois inseridos na área irrigada e dois na área de mata nativa, no período de dez/2003 a nov/2005, nos meses de nov/2006, março e abril/2007. As maiores concentrações de cloreto nos perfis dos solos foram registradas durante a estação chuvosa, sugerindo a influência das chuvas no aporte de cloreto oriundo de aerossóis de sais marinhos. Já as maiores concentrações de nitrato ocorreram durante o período da irrigação. Os resultados também mostraram um aumento preocupante dos teores de nitrato nas águas dos poços influenciados diretamente pela agricultura irrigada, variando de 1,52 a 19,3mg L-1, excedendo significativamente os limites máximos aceitáveis pela Portaria n&deg; 518/2004 para consumo humano e pela Resolução 357/05.<br>Environmental impacts of nitrogenous fertilizers, pesticides and salts contained in irrigation are becoming an increasing concern, because they may move with soil water from root zone to groundwater. The aim of this research was to identify the irrigation management and the rainfall depth influence over nitrate and chloride concentration in the soil profiles, as well as the risk of water table pollution in the Irrigated District of Baixo Acaraú (DIBAU), Ceará, Brazil. Soil samples were taken each 50cm deep soil profiles until to saturated zone (7m) in two different types of land use: irrigated area (S1) and native area (S2). Samples occurred during irrigation activities (Nov/06) and rainfall season (May/07). The water table was measured, monthly, from Dec/2003 to Nov/2005, Nov/2006, Mar and April/2007 in four shallow wells, two located in irrigated fields and the others in native. The greatest chloride concentration in the soil profiles was registered during rainfall season, suggesting the effect of sea-salt aerosols influence on chloride soil content. The greatest nitrate concentration occurred under irrigation period. Also, the results show that irrigation caused the groundwater concentration of NO3-N to increase from 1.52 to 19.3mgL-1, thereby, exceeding the standards on Regulation MS number 518/2004 and 357/2005 Resolution