Effect of rainfall variability and land use on runoff and sediment in the pipiripau river basin, in the Distrito Federal, Brazil

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da variabilidade da precipitação sobre o escoamento direto e sobre o aporte de sedimento na bacia do rio Pipiripau (A = 235 km2), no Distrito Federal. Cinco anos típicos da série de precipitação foram selecionados: o ano mais úmido, o ano mais seco, o ano médio e dois anos que representaram os desvios-padrão da série (médio-seco e médio-úmido). Depois de o modelo ser calibrado com dados diários de chuva e vazão da bacia, simulações foram realizadas para cada evento chuvoso de cada um dos cinco anos selecionados da série, e o escoamento direto e o aporte de sedimento da bacia foram calculados com a MUSLE em três diferentes cenários de uso e manejo do solo: o cenário atual, onde predomina o preparo convencional do solo (PC) nas áreas de agricultura da bacia; o passado recente, em que predominava o Cerrado nativo (CER); e o cenário de plantio direto (PD), nas áreas de agricultura da bacia. Apesar de as vazões médias anuais observadas terem apresentado relação linear com os volumes de precipitação pluvial anual, em todos os cenários, o escoamento direto e o aporte de sedimento apresentaram aumento exponencial com o aumento da precipitação pluvial anual, sendo esse mais pronunciado na condição de preparo convencional (PC) do que nos outros cenários estudados (CER e PD). O aumento observado pode ser explicado pela não-linearidade do modelo MUSLE ao volume de precipitação e ao volume de escoamento. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe objective of this study was to evaluate the effect of the rainfall variability on the runoff and sediment amount in the Pipiripau river basin (A = 235 km2), in the Distrito Federal, Brazil. To represent the climatic variability of the historic precipitation series, 5 years were selected: the moistest, the driest, an average, and 2 years representing the standard deviations from the series (half-wet and half-dry). After the calibration of the model with basin rainfall and runoff data, each rainfall event was simulated in each one of the selected years, and sediment yields were computed using software MUSLE for three different land-use and management situations: (a) The present conditions, with predominantly conventional agriculture in the agricultural areas (PC); (b) The former scenario, where native (Cerrado) vegetation existed in the basin (CER); and (c) no-till in the agricultural areas (PD). Although the relationship of the mean annual flow rates with the annual rainfall volume was linear, there was an exponential increase in runoff volume and sediment yield with precipitation in all scenarios; the most significant increases were observed for PC, followed by PD and CER. The exponential increase can be explained by the non-linearity of the MUSLE model regarding both precipitation and runoff volume