As bacias de cabeceira de regiões tropicais são fundamentais na gestão hídrica para suprir o abastecimento em regiões densamente povoadas. No entanto, a gestão sustentável dos recursos hídricos depende do entendimento dos processos hidrológicos em escala de bacias hidrográficas, principalmente em pequena escala, que pode ser alcançado com o monitoramento em campo. Assim, o objetivo deste trabalho foi entender o regime funcional hidrológico de uma pequena bacia hidrográfica (12 km2) cobertura predominantemente por pastagem, a bacia do Ribeirão das Posses, e de suas outras 4 sub-bacias, Q1, Q2, Q3 e Q4 ( 0.4 a 3.4 km2) na região de clima subtropical da Serra da Mantiqueira, no Sudeste do Brasil. Para tanto, foi utilizada a investigação experimental com uma abordagem multiinstrumental durante aproximadamente quatro anos hidrológicos. Foram estimadas: precipitação, vazão, umidade do solo, nível do aquífero, além de estimativas de escoamento básico e escoamento direto, de evapotranspiração (ET) com métodos micrometeorológicos (Eddy covariancee (EC) e Razão de Bowen (BR)), correções de fechamento de balanço de energia e modelagem baseada no balanço hídrico. Na análise temporal hidrológica, o escoamento básico respondeu pela maior parte da vazão durante a estação seca, e cerca de metade nos meses mais úmidos, atingindo picos em março, altamente covariado com o a resposta do lençol freático. O coeficiente de escoamento médio variou de 23 a 37% entre as bacias e o índice de escoamento básico de 62% a 75%. A umidade do solo apresentou uma memória anual mais longa em relação a vazão superficial, se recuperando da estiagem cerca de três meses antes e deplecionando cerca de dois meses depois. Na escala de evento de chuva-vazão, todas as bacias apresentaram limiares de resposta ao escoamento direto, abaixo dos quais o escoamento direto foi modesto, sendo de precipitação de 10 mm, umidade do solo de 45% a 57% e nível do aquífero de 135 cm. Para as estimativas de balanço de energia, foi obtido um fechamento insatisfatório para o método EC e BR, sendo assim, aplicados três métodos de correção para EC. A comparação da ET média anual entre 3 métodos de correção com o balanço hídrico mostrou uma concordância na faixa de 2,6 a 2,9 mm dia1, que foi particularmente atendida pelas abordagens de Mauder e Twine, de 2,8 mm dia1. Essas correções respeitaram os limites superiores da ET potencial, superestimaram a energia disponível em aproximadamente menos de 5% e mostraram uma variabilidade sazonal da ET do mínimo de 1,3 mm dia-1 em julho e altos fluxos na estação chuvosa durante cerca de 5 meses de 3,5 mm dia-1. O índice evaporativo médio anual em todas as bacias foi mais bem estimado, variando de 59% a 80%. O fluxo máximo de calor sensível (H) em setembro indicou como o início das chuvas e a rápida resposta da recuperação da umidade do solo impediram que H aumentasse no ritmo da radiação. A umidade do solo pareceu desempenhar um papel fundamental não apenas na ET, mas no controle da partição de energia. Com estes resultados foi possível observar padrões de resposta de chuva e escoamento direto e de evapotranspiração que podem ajudar no gerenciamento das bacias hidrográficas, principalmente no que tange os recursos hídricos e a restauração florestal.

Tropical headwater basins are key in water management for meeting the supply in densely populated regions. However, the sustainable management of water resources depends on the understanding of hydrological processes at the scale of watersheds, especially on a small scale, which can be achieved with field monitoring. Thus, the objective of this study was to understand the functional hydrological regime of a small basin (12 km2) covered predominantly by pasture, the Ribeirão das Posses basin, and its 4 other sub-basins, Q1, Q2, Q3 and Q4 ( 0.4 to 3.4 km2) in the subtropical region of Serra da Mantiqueira, in Southeast Brazil. For this, was used the experimental research with a multi-instrumental approach for approximately four hydrological years. Were estimated: precipitation, streamflow, soil moisture, aquifer level, in addition to estimates of baseflow and direct runoff, evapotranspiration (ET) with micrometeorological methods (Eddy covariance (EC) and Bowen ratio (BR)), energy balance closure correction and basin water budgets. In the hydrological temporal analysis, baseflow accounted for most of the streamflow during the dry season, and about half in the wetter months, peaking in March, highly covariate with the groundwater response. The average runoff coefficient ranged from 23 to 37% between basins and the baseflow index from 62% to 75%. Soil moisture showed a longer annual memory in relation to streamflow, recovering from the drought about three months before and depleting about two months later. At the event scale, all basins presented stormflow response thresholds, below which stormflow was modest, with precipitation of 10 mm, soil moisture of 45% to 57% and aquifer level of 135 cm. For energy balance estimates, an unsatisfactory closure was obtained for the EC and BR method, thus, three correction methods for EC were applied. The comparison of the mean annual ET among 3 correction methods with the basin water budget showed an agreement in the range from 2.6 to 2.9 mm day1, that was met together particularly by the approaches of Mauder and Twine, of 2.8 mm day1. These corrections respected upper limits of potential ET, overestimated the available energy by roughly less than 5%, and showed a seasonal variability of ET from the minimum of 1.3 mm day-1 in July, and high fluxes in the wet season during about 5 months of 3.5 mm day-1. The mean annual evaporative index across the basins was best estimated to vary from 59% to 80%. The maximum sensible heat flux (H) in September indicated how the onset of rainfall and the quick response of soil moisture recovery prevented H to increase onwards on the rhythm of radiation. Soil moisture appeared to play a key role in not only ET but in controlling the energy partition. With these results was possible to observe patterns of precipitation and stormflow response and evapotranspiration that can help in the management of hydrographic basins, especially with regard to water resources and forest restoration.