Combined use of hydrosedimentometric techniques and sediment source identification to evaluate effect of land use and management on water resources of a watershed on Rio Grande do Sul state

Programas de conservação do solo e da água que utilizam a bacia hidrográfica como unidade de planejamento têm sido amplamente empregados nos estados do sul do Brasil, com bons resultados. Um componente importante de seguimento desses programas se refere à implantação de projetos de monitoramento hidrossedimentométrico e de qualidade de água para avaliar o impacto nos recursos hídricos das práticas introduzidas. De uma maneira geral, os resultados obtidos pelos projetos de monitoramento têm sido pouco conclusivos. Isso devese, principalmente, a limitações dos procedimentos experimentais adotados. Este estudo propõe uma metodologia de avaliação que combina técnicas tradicionais de monitoramento com técnicas de identificação de fontes de sedimentos. O trabalho foi realizado numa pequena bacia rural (1,19 km2) localizada no sul do Brasil, a qual foi monitorada antes e depois da implementação de práticas conservacionistas através do Programa de Combate à Pobreza Rural (RS-RURAL). Foram utilizados, neste trabalho, cinqüenta eventos de precipitação que ocorreram entre maio de 2002 e março 2006. As práticas conservacionistas implantadas pelo programa, como a adubação verde de inverno e o cultivo mínimo do fumo, foram progressivamente adotadas pelos agricultores. Avaliações hidrossedimentométricas foram realizadas através de medições de precipitação, volume escoado superficialmente, vazão máxima e produção de sedimentos dos eventos. Os resultados indicaram que tanto o volume de escoamento superficial como a vazão máxima diminiu significativamente depois da implementação das práticas conservacionistas. Já em relação à produção de sedimentos nos eventos, verificou-se uma redução de, aproximadamente, 80% para os eventos de baixa magnitude e cerca de 40% para os eventos de média magnitude. Com relação à aplicação da técnica de identificação das fontes de sedimentos, verificou-se para os períodos pré- e pósimplementação uma diminuição da contribuição das lavouras e estradas de 62% e 36% para 54% e 24%, respectivamente, enquanto a contribuição dos canais de drenagem aumentou de 2% para 22%. O acoplamento das técnicas de identificação de fontes de sedimentos com técnicas tradicionais de monitoramento hidrossedimentométrico foi eficaz em elucidar não apenas os efeitos das práticas conservacionistas na produção de sedimentos da bacia, mas também a inter-relação dinâmica entre as fontes.Soil and water conservation programs that use catchments as planning units have been widely and successfully used in the southern states of Brazil. An important follow-up component of these programs is the installment of hydrosedimentometric and water quality monitoring projects to evaluate the impact of the practices introduced on water resources. In general, these monitoring projects have yielded inconclusive results, mostly due to procedural limitations. This study proposes a method that combines traditional monitoring techniques with sediment source identification. The study was carried out in a small rural basin (1.19 km2) located in southern Brazil, which was monitored before and after the introduction of conservation practices by the Program to Combat Rural Poverty (RS-RURAL). Fifty rainfall events occurring between May 2002 and March 2006 were included in the study. The conservation practices, such as green manure and reduced tillage tobacco production, were progressively adopted by local farmers. Hydrosedimentometric evaluations were performed using rainfall measurements, surface runoff volume, peak flow and sediment yield for the rainfall events. Results indicate that both runoff volume and peak flow declined significantly after implementation of conservation practices. Sediment yield was reduced by approximately 80% for low magnitude events and around 40% for medium magnitude events. Regarding sediment source identification, the sediment contribution from fields and roads declined from 62% and 36%, before implementation, to 54% and 24%, respectively, after implementation. The contribution from drainage channels increased from 2% to 22%, however, during the same period. The combination of sediment source identification and traditional sediment monitoring techniques demonstrated not just the impact of conservation practices on sediment yield in the catchment, but also the dynamic interactions between sediment sources