Aplicabilidade do lisem (limburg soil erosion) para simulação hidrológica em uma bacia hidrográfica tropical

As variáveis de entrada do modelo LISEM, mais importantes do ponto de vista da gênese do escoamento superficial direto (umidade do solo antecedente aos eventos de precipitação pluvial (θap) e espessura da camada de solo considerada no balanço hídrico) foram calibrados para eventos individuais de precipitação pluvial ocorridos na bacia hidrográfica do ribeirão Marcela, da região Alto Rio Grande, MG. Avaliou-se, também, a influência de diferentes cenários nas variáveis do escoamento superficial direto. O modelo apresentou elevada sensibilidade à umidade do solo, sendo este sua principal variável de calibração. A influência da camada de balanço hídrico esteve associada à umidade de calibração, observando-se que, quanto maior a profundidade, maior a umidade requerida para calibrar o modelo. Os cenários mata natural, eucalipto e café, aos 35 meses após o plantio, atenuaram as vazões máximas de 37,6; 42,2; e 28,0 %, cuja intensidade de precipitação pluvial foi de 48,0 mm h-1. O modelo hidrológico LISEM apresentou resultados satisfatórios na simulação hidrológica do escoamento superficial direto, mostrando que pode ser aplicado para previsão do comportamento hidrológico de bacias hidrográficas tropicais, desde que devidamente calibrado.

Estimativa do escoamento superficial em uma bacia hidrográfica com base em modelagem dinâmica e distribuída

A estimativa do escoamento superficial em bacias hidrográficas é de suma importância para conservação dos recursos naturais; entretanto, esse é um processo complexo e dinâmico, principalmente no contexto de sua variabilidade espacial. Dessa forma, torna-se adequada a aplicação dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) usando pequenas células de informação, pois assim é possível considerar o comportamento espacial das variáveis associadas à origem do escoamento superficial. Este trabalho teve como objetivo implementar os modelos hidrológicos Curva Número (CN-SCS) e Curva-Número Modificado (CN-MMS), com base na linguagem de programação do SIG PCRaster e em uma base de dados reduzida, de forma distribuída e dinâmica, com o intuito de estimar as lâminas de escoamento superficial geradas numa bacia hidrográfica de Latossolos, localizada no município de Nazareno, região dos Campos das Vertentes, Minas Gerais. Para aplicação do modelo CN-SCS foi preciso desenvolver um mapa com valores de CN no formato do PCRaster, enquanto para o modelo CN-MMS foram necessários os seguintes mapas: umidade volumétrica de saturação do solo, umidade volumétrica inicial do solo e profundidade de solo. Para simulação e avaliação de ambos os modelos, foram aplicados 18 eventos de chuva natural que provocaram escoamento superficial, durante o ano hidrológico 2004-2005, e suas respectivas lâminas de escoamento observadas. A análise do desempenho dos modelos foi feita aplicando-se análise de sensibilidade baseada no erro médio e na Raiz do Erro Quadrático (REQ). Tendo-se como referência essas estatísticas de precisão, pôde-se constatar que o modelo CN-MMS apresentou melhor calibração quando comparado ao modelo CN-SCS, devido à consideração direta da umidade inicial do solo. Contudo, a estruturação dos modelos no SIG PCRaster possibilitou o desenvolvimento de uma ferramenta computacional eficaz e útil para simulação do escoamento superficial, visto que propicia estruturação de rotinas computacionais considerando os problemas associados à variabilidade espacial dos dados de entrada dos modelos.

Estabilidade temporal do conteúdo de água em três condições de uso do solo, em uma bacia hidrográfica da região da Serra da Mantiqueira, MG

A descrição de processos hidrológicos é relativamente complexa, principalmente da variação do conteúdo de água no solo, devido à influência de fatores edáficos, topográficos, climáticos e de vegetação. Em condições de campo, a estimativa do conteúdo de água no solo requer um plano de amostragem adequado, considerando as variações no tempo e no espaço. Visando representar adequadamente o conteúdo de água no solo com reduzido esforço amostral e custo, o conceito de estabilidade temporal tem sido muitas vezes empregado. Este estudo foi realizado com o objetivo de analisar a estabilidade temporal do conteúdo de água na camada superficial do solo (0-0,20 m de profundidade), sob diferentes usos do solo, em uma bacia hidrográfica experimental da região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais, nos períodos de estiagem e chuvoso, estimando os pontos mais representativos para essa determinação. Houve maior estabilidade temporal do conteúdo de água no solo na área de vegetação de várzea, menor na área ocupada por Mata Atlântica e intermediária na área de pastagem. Ocorreram, também, variações significativas da diferença relativa média entre os períodos de medição, concluindo-se que as características de cada área devem ser consideradas particularmente para escolha dos pontos. Na área de pastagem, foi possível identificar apenas um ponto para monitoramento tanto para o período chuvoso como para o de estiagem. Por outro lado, nas áreas de Mata Atlântica e vegetação de várzea foram identificados dois pontos, sendo um especificamente para o período chuvoso e outro para o período de estiagem, sendo recomendada uma análise individual específica para cada estação.

Valores de referência de qualidade para metais pesados em solos no Estado do Espírito Santo

Valores de referência de qualidade (VRQ) para metais pesados em solos, em âmbito mundial, são bastante heterogêneos. No Brasil, poucos estudos para estabelecer esses valores foram concluídos. Na ausência de VRQ para metais pesados em solos, estabelecidos para as condições do Estado do Espírito Santo, utilizam-se valores genéricos internacionais ou desenvolvidos para outros Estados. Entretanto, deve-se ressaltar que o uso desses valores pode levar a avaliações inadequadas, já que existem diferenças nas condições técnicas e variáveis ambientais de cada região, em especial das condições geológicas, hídricas e pedológicas. Essas diferenças justificam o desenvolvimento de uma tabela própria com VRQ para metais pesados em solos, adequada às condições do Estado do Espírito Santo. Nesse sentido, o presente estudo buscou obter os teores naturais de 10 metais pesados e verificar a distribuição desses elementos nos solos das bacias hidrográficas Riacho, Reis Magos e Santa Maria da Vitória, no Estado do Espírito Santo, tendo em vista o estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade (VRQ). Para isso, foram determinados os teores totais por ataque ácido, com digestão em forno micro-ondas, conforme o método SW-846 3052 da Environmental Protection Agency (USEPA) e dosagem por espectrofotometria de emissão óptica com plasma induzido (ICP- OES). Os teores totais extraídos nos solos dessas bacias hidrográficas são relativamente baixos e inferiores aos reportados para solos de regiões brasileiras e de outros países. Os teores de cádmio ficaram abaixo do limite de detecção (LD) do método para todas as amostras. Em consequência, os VRQ obtidos para 12 metais pesados no Estado do Espírito Santo foram semelhantes ou inferiores aos obtidos para outras regiões do Brasil e do mundo. Os VRQ obtidos a partir do percentil 75 (quartil superior) para As (< 12,83), Cd (< 0,13), Co (10,21), Cr (54,13), Cu (5,91), Mn (137,80), Mo (1,74), Ni (9,17), Pb (< 4,54), V (109,96) e Zn (29,87), em mg kg-1; encontram-se próximos ou abaixo daqueles obtidos para o Estado de São Paulo e para solos brasileiros, de modo geral.

Calibração e validação da equação universal de perda de solos modificada (MUSLE) utilizando dados hidrossedimentológicos locais

Modelos hidrossedimentológicos são úteis na análise ambiental de bacias hidrográficas não monitoradas. Entretanto, para que as suas predições sejam confiáveis, é necessário que os modelos sejam adequadamente calibrados e validados para as condições locais. O objetivo do presente trabalho foi calibrar o coeficiente a da MUSLE para as condições da bacia do ribeirão Pipiripau, usando dados hidrossedimentológicos locais, bem como validar a equação calibrada, com uma série de dados diferente da usada na calibração. O coeficiente a da MUSLE foi calibrado por meio do ajuste entre os valores observados e calculados de aporte de sedimento de eventos individuais, correspondentes ao período entre 1999 e 2005, usando dados hidrológicos (Q e q p) observados. Para validação do modelo calibrado, a série usada correspondeu aos anos de 1998 e 2006-2009 (N.A.: dados corretos, ver p. 12), onde apenas os dados pluviométricos locais e os fatores CN, K, L, S, C e P da bacia, previamente obtidos, foram usados. Os resultados indicam que a MUSLE calibrada apresenta melhor acurácia na estimativa do aporte de sedimento total anual (R² = 0,68 e E = 0,61) do que em nível mensal (R² = 0,44 e E = 0,43). Como o coeficiente de ajuste a da MUSLE foi proporcional ao volume de precipitação pluvial anual, este poderá ser usado para melhorar as predições do modelo.

Propriedades de solos sob vegetação nativa em Minas Gerais: distribuição por fitofisionomia, hidrografia e variabilidade espacial

A distribuição das formações vegetais nativas depende dos fatores de formação do solo, entre outros aspectos. Dessa forma, solos sob vegetação nativa podem informar muito sobre uma região e sua fertilidade natural, constituindo um testemunho das condições encontradas antes da ocupação agrossilvopastoril. O objetivo deste estudo foi avaliar propriedades químicas e textura dos solos sob fragmentos de Cerrado e florestas nativas amostrados durante o Inventário Florestal de Minas Gerais, por meio de análises de fertilidade do solo, textura e estatística espacial. Em geral, houve grande variabilidade em todas as propriedades analisadas, exceto em Al trocável. Os solos sob Campo Cerrado apresentaram maiores teores de matéria orgânica, comparados aos sob Cerradão e Cerrado stricto sensu. As Florestas Estacionais ocorreram, em geral, em solos de melhor fertilidade natural do que aqueles sob Cerrado, enquanto as florestas sob clima chuvoso ocorreram nos solos mais ácidos e com maiores teores de matéria orgânica, entre todas as fitofisionomias. Análises de regressão linear indicaram que a importância da matéria orgânica na CTC a pH 7,0 variou entre as diferentes fitofisionomias, sendo não significativa para as Florestas Deciduais. A estratificação por bacias hidrográficas, interpretada em conjunto com a fitofisionomia, permitiu também concluir sobre um provável efeito dos materiais de origem nas propriedades do solo, especialmente a textura. Por meio de análise geoestatística, foi possível construir, por krigagem ordinária, mapas do Estado com a distribuição de teores de carbono orgânico do solo, argila e pH, mas não para CTC a pH 7,0. A análise de solos sob fragmentos de vegetação nativa oferece potencial para uso como referência do padrão de fertilidade natural dos solos e é uma iniciativa que poderia ser empreendida em outras unidades da federação.

Avaliação do efeito da urbanização na produção de sedimentos da bacia do rio Jacarecica/AL mediante uso de modelo hidrossedimentológico distribuído

A urbanização sem planejamento ao longo da bacia do rio Jacarecica, em Maceió, AL, causa grandes impactos ambientais. A substituição de áreas vegetadas por áreas urbanizadas agrava esses impactos. No entanto, o potencial efeito dessas modificações na produção de sedimentos é desconhecido. Neste trabalho, avaliaram-se mudanças da produção de sedimentos na bacia do rio Jacarecica, no ano de 2010, em razão da alteração de parte da cobertura do solo por urbanização, por meio de modelagem matemática. Os resultados evidenciaram que o mês com maior produção produziu mais de 120 t/ha/mês, perfazendo o total de 131 t, correspondente a uma área de 24,5 km² da área total da bacia, revelando que grande parte da bacia é realmente susceptível ao processo de erosão. Este trabalho apresenta que a aplicação do modelo KINEROS2 é viável e o seu acoplamento ao SIG é de grande valia para identificação e análise das principais áreas de produção de sedimentos na bacia deste rio, podendo ser considerado ferramenta promissora para simulação da produção de sedimentos em bacias hidrográficas do nordeste brasileiro.

Análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo SWAT e simulação dos processos hidrossedimentológicos em uma bacia no agreste nordestino

O processo erosivo constitui-se na principal causa de degradação dos solos e é acelerado por intervenções humanas nas bacias hidrográficas, resultando em prejuízos ao setor agrícola e ao meio ambiente. Para a previsão dos impactos de ações antrópicas ou de mudanças climáticas sobre os processos hidrossedimentológicos, os modelos distribuídos e de base física têm sido bastante eficazes. Neste estudo, aplicou-se o modelo SWAT à sub-bacia do Rio Japaratuba Mirim, em Sergipe, nas seções de medição das estações Fazenda Pão de Açúcar (PA) e Fazenda Cajueiro (CJ), com áreas de contribuição respectivamente de 137,3 e 277,8 km², visando à parametrização das duas bacias aninhadas por meio dos processos de calibração e de validação. Foram realizadas simulações do escoamento na bacia menor (PA), a partir dos parâmetros calibrados na bacia maior (CJ), e, reciprocamente, do escoamento na bacia maior (CJ). Em seguida, foram também realizadas simulações do escoamento e da produção de sedimentos para o período de dados de vazão disponíveis (1985 a 2000), para a seção CJ. Os resultados evidenciaram que o modelo calibrado simulou bem o escoamento superficial e conseguiu prever, de forma coerente, a produção de sedimentos com base nos 12 parâmetros mais sensíveis do modelo. A transposição dos parâmetros da bacia maior para a menor e, vice-versa, resultou em índices de Eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) e de Tendência Percentual (PBIAS), considerados satisfatórios para o primeiro caso e insatisfatório para o segundo.

SELEÇÃO DE DENSIDADE DE AMOSTRAGEM COM BASE EM DADOS DE ÁREAS JÁ MAPEADAS PARA TREINAMENTO DE MODELOS DE ÁRVORE DE DECISÃO NO MAPEAMENTO DIGITAL DE SOLOS

Para estudar técnicas de amostragem, úteis ao mapeamento digital de solos (MDS), objetivou-se avaliar o efeito da variação da densidade de pontos amostrais com base em dados de áreas já mapeadas por métodos tradicionais na acurácia dos modelos de árvores de decisão (AD) para a geração de mapas de solos por MDS. Em duas bacias hidrográficas no noroeste do Rio Grande do Sul, usou-se, como referência, antigos mapas convencionais de solos na escala 1:50.000. A partir do modelo digital de elevação do terreno e da rede hidrográfica, foram gerados mapas das variáveis preditoras: elevação, declividade, curvatura, comprimento de fluxo, acúmulo de fluxo, índice de umidade topográfica e distância euclideana de rios. A escolha dos locais dos pontos amostrais foi aleatória e testaram-se densidades amostrais que variaram de 0,1 a 4 pontos/ha. O treinamento dos modelos foi realizado no software Weka, gerando-se modelos preditores usando diferentes tamanhos do nó final da AD para obter AD com tamanhos distintos. Quando não se controlou o tamanho das AD, o aumento da densidade de amostragem resultou no aumento da concordância com os mapas básicos de referências e no aumento do número de unidades de mapeamento preditas. Nas AD com tamanho controlado, o aumento da densidade de amostragem não influenciou a concordância com os mapas de referência e interferiu muito pouco no número de unidades de mapeamento preditas.

Diagnóstico da Educação Ambiental no ensino de Geografia: Piracicaba, Capivari and Jundiaí hidrographic basins

Este estudo objetivou buscar a integração entre a questão ambiental e o sistema educacional, detectando as potencialidades disponíveis nas escolas públicas de 1º grau, localizadas nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí no Estado de São Paulo, para o desenvolvimento de um processo educativo que inclua a temática ambiental. Analisando qualitativamente as atividades da chamada Educação Ambiental, faz o seu diagnóstico na rede oficial de ensino, levantando, registrando e analisando, através de questionários e entrevistas, as atividades desenvolvidas pelos professores que ensinam Geografia para detectar suas visões de crise ambiental e da própria Educação Ambiental. Procurando contribuir com a capacitação dos professores e a melhoria da qualidade de ensino, oferece sugestões para o desenvolvimento de programas interdisciplinares que permitam maior compreensão dos problemas ambientais da região, uma vez que esses envolvem tanto os aspectos do meio físico como também os socioeconômicos, políticos e culturais. Visa contribuir, sobretudo, para a construção da cidadania e a promoção de ações educativas mais adequadas à busca de soluções dos problemas ambientais das comunidades onde as escolas estão inseridas.

Variabilidade genética e ecológica de Stylosanthes macrocephala determinadas por RAPD e SIG

Stylosanthes macrocephala M. B. Ferr. et S. Costa é uma leguminosa utilizada sob consorciação em pastagens, adubação e recuperação de áreas degradadas. A falta de características morfológicas e agronômicas estáveis e de informações ecogeográficas dos locais de coleta dos acessos tem dificultado o melhoramento genético da espécie. A fim de obter descritores ecológicos, moleculares e avaliar a variabilidade genética da coleção de S. macrocephala, 87 acessos foram analisados com o auxílio do Sistema de Informações Geográficas (SIG) e de marcadores moleculares RAPD. Os acessos provieram de sete Estados, cinco bacias hidrográficas, sete tipos de vegetação e sete tipos de solos. As altitudes dos locais de coleta variaram de 1 a 1.298 m e a pluviometria anual média de 550 a 2.870 mm. A variabilidade de descritores ecológicos sugeriu diversidade adaptativa na coleção. Com base em 161 marcadores RAPD, verificou-se que as distâncias genéticas entre os acessos de S. macrocephala variaram entre 0,02 e 0,42. Com base nessas distâncias, dez grupos de similaridade genética foram estabelecidos. Observou-se tendência de separação por bacias hidrográficas e elevada variabilidade genética entre os acessos coletados nos estados da Bahia e de Minas Gerais. A alta variabilidade genética da coleção de S. macrocephala evidencia a importância desses acessos para futuros trabalhos de melhoramento genético.

Indicadores geoespaciais para avaliação do impacto ambiental da suinocultura no licenciamento em âmbito municipal

Resumo: O objetivo deste trabalho foi propor e avaliar indicadores geoespaciais para analisar o impacto ambiental da atividade suinícola no licenciamento em âmbito municipal. O estudo foi conduzido no Município de Quinze de Novembro, RS. Foram avaliados indicadores ambientais em glebas agrícolas e bacias hidrográficas. Uma base de dados geoespacial foi criada, com uso de Sistemas de Informações Geográficas e de levantamento sistemático dos suinocultores e das glebas que recebem dejetos líquidos de suínos, o que incluiu propriedades suinícolas, uso atual das terras, tipos de solos, rede de drenagem e modelo digital do terreno. Os indicadores geoespaciais obtidos com as ferramentas de geoprocessamento foram: áreas da bacia com aplicação de dejetos suínos; áreas de preservação permanente existentes e a serem recuperadas; taxa de aplicação de dejetos; declividade; resistência à degradação; distância entre glebas com aplicação de dejetos e curso d'água; largura da faixa com potencial de amortecimento para dejetos entre glebas e curso d'água; distância entre instalação suinícola e curso d'água; conflito de instalações com área de preservação; e áreas que requerem recuperação ambiental. A interpretação desses indicadores possibilita avaliar os impactos ambientais potenciais da atividade suinícola nas propriedades rurais e nas bacias em que estão localizadas, o que permite identificar os locais de maior risco e subsidiar o licenciamento ambiental da atividade.

Relações entre qualidade da água e uso do solo em Goiás: uma análise à escala da bacia hidrográfica

Este trabalho teve por objetivo principal investigar possíveis relações entre qualidade da água e uso do solo em bacias hidrográficas de abastecimento público em Goiás. Nesse sentido, foram compilados dados de 174 captações, operadas pelo Saneamento de Goiás entre janeiro/2002 e dezembro/2004. Médias anuais de seca e de cheia, de turbidez, cor aparente, pH, cloretos e índices de coliforme total e fecal foram relacionadas, por análise de componentes principais, em um índice de qualidade de água (IQA). Com base no mapa de cobertura e uso do solo de Goiás, à escala de 1:250.000, e um mosaico de imagens SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), foram delimitadas as bacias de 89 das captações, para as quais foi calculado um Índice Normalizado de Vegetação Remanescente (NRVI). Cor aparente, turbidez, pH, ICT e ICF estiveram aquém dos padrões legalmente requeridos em até 62,43% das captações analisadas, principalmente nos períodos de cheia, quando os piores valores de IQA são observados. Os resultados indicaram que o IQA utilizado é sensível às variações sazonais e responde ao aporte de sedimentos e matéria orgânica por escoamento superficial. Da mesma forma, esse índice se relaciona, ainda que de forma tênue, às variações regionais nos valores de NRVI. Assim, novos estudos, levando-se em conta outros parâmetros de qualidade da água (como nitrogênio e fósforo) e diferentes escalas da paisagem (ex. zona ripária), são necessários, com vistas a uma melhor determinação dessas relações.

Composição e configuração da paisagem da sub-bacia do arroio jacaré, Vale do Taquari, RS, com ênfase nas áreas de florestas

A conversão de áreas com cobertura florestal contínua por fragmentos florestais vem contribuindo para a diminuição da diversidade biológica, em função da perda de micro-habitats únicos, mudanças nos padrões de dispersão e migração, isolamento de habitats e erosão do solo. A solução desses problemas está intimamente vinculada ao planejamento e manutenção de bacias hidrográficas. A sub-bacia do Arroio Jacaré, localizada no Vale do Taquari, RS, compreende uma área de 538,98 km², onde estão parcial ou totalmente inseridos nove municípios. Essa bacia se encontra em uma região de ecótono entre as formações vegetais do tipo Floresta Estacional Decidual (FED) e Floresta Ombrófila Mista - Mata de Araucária (FOM). Foram elaboradas e analisadas informações relacionadas às características estruturais das classes de mata na região (FED, FOM e vegetação secundária), utilizando-se imagem do satélite Landsat 7 ETM+, referente à passagem 04/02/2002 e software de Sistemas de Informações Geográficas (SIG) Idrisi, 3.2, software de Ecologia de Paisagem Fragstats 3.3. Os resultados indicaram que a região apresenta aproximadamente 50% de suas matas nativas conservadas ou em estágio de regeneração, porém de forma altamente fragmentada, com 87,82% dos fragmentos menores que 1 ha. Considerando um efeito de borda de 50 m, em torno de 40% dos fragmentos ainda apresentam área nuclear.

Nascentes da sub-bacia hidrográfica do rio Poxim, estado de Sergipe: da degradação à restauração

Estudos ambientais em bacias hidrográficas são fundamentais para o entendimento do uso dos recursos naturais e dos problemas relacionados à ocupação do espaço. Em Sergipe, há necessidade de se obter informações para fins de planejamento e gestão futura de suas bacias hidrográficas, uma vez que gradualmente observa-se uma redução do volume produzido nos cursos d'água e da qualidade de suas águas, que são imprescindíveis para o abastecimento humano, a utilização na agricultura e na indústria. Devido ao acelerado processo de supressão da vegetação na sub-bacia hidrográfica do rio Poxim, formada pelos rios Poxim-mirim, Poxim-açu, e Pitanga e seus pequenos tributários, foi realizado um diagnóstico para se verificar o estado de conservação das suas principais nascentes, a situação quanto ao fluxo de água, as formas de uso e ocupação do solo no entorno destas e os tipos fisionômicos de vegetação remanescentes. As informações obtidas serão úteis para a realização de projetos de restauração ambiental, a promoção de melhorias no ambiente e nas comunidades rurais e resgate da diversidade da flora e fauna nestas áreas. Observou-se que as 20 principais nascentes dos rios e tributários que compõem a sub-bacia hidrográfica do rio Poxim, apresentam alterações decorrentes da acelerada antropização (90%), a maioria delas (65%) com elevada degradação (sem raio mínimo de 50m de vegetação) e ocupadas por agricultura (50%) e pastagens (35%). Somente duas nascentes encontram-se preservadas. Quanto à composição florística, as espécies identificadas (43) podem ser utilizadas em projetos futuros para restauração das nascentes e dos cursos d'água nesta sub-bacia hidrográfica.