Análise de sensibilidade e calibração do modelo SWAT aplicado em bacia hidrográfica da região sudeste do Brasil

Estimativas da perda de água e solo por erosão têm sido realizadas ao redor do mundo, com base na utilização de modelos empíricos ou conceituais, como o SWAT (Soil and Water Assessment Tool). O SWAT, amplamente utilizado para predizer o impacto das alterações no uso e no manejo do solo, entre outros, sobre a perda de solo e a vazão de curso de água, é extremamente sensível à qualidade dos dados de entrada. Assim, antes da simulação é necessário que se realize uma análise de sensibilidade de tal forma que se possa dar ênfase maior à aquisição e refinamento de determinados dados, diminuir as incertezas e aumentar a confiança nos resultados gerados. O processo de calibração, embora demorado, deve ser sempre realizado a fim de garantir que os resultados da simulação sejam comparáveis aos dados obtidos em campo. O sucesso da aplicação do modelo nessa bacia, sem estudos desse tipo, possibilita que os resultados sejam extrapolados para bacias de características semelhantes. Neste trabalho, a partir dos resultados produzidos em 10 parcelas experimentais instaladas na bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, região Sudeste do Brasil, foram realizadas a análise de sensibilidade e a calibração do modelo SWAT. Os resultados foram satisfatórios, de acordo com o coeficiente de eficiência de Nash e Sutcliffe (COE), utilizado para avaliação do desempenho do modelo, sendo obtidos os valores de COE de 0,808 para a produção de sedimentos e 0,997 para a vazão, os quais representam modelos bem calibrados. A análise de sensibilidade não foi influenciada pela maior ou menor discretização da bacia, o que facilitou o processo de análise. A sensibilidade dos parâmetros foi variável em cada sub-bacia, de acordo com seu uso e ocupação, não podendo ser generalizada, isto é, as características das sub-bacias exercem influência na sensibilidade dos parâmetros.

Estimativa da infiltração de água no solo na escala de bacia hidrográfica

A variabilidade espacial das características do solo torna a estimativa da infiltração de água altamente dependente da escala de análise. Muitos trabalhos necessitam de informações da dinâmica da infiltração para descrever o mecanismo de outros processos associados à água, aos sedimentos ou aos solutos. O objetivo deste trabalho foi utilizar duas estratégias metodológicas para a estimativa da infiltração na escala de bacia. Os parâmetros de dois modelos de infiltração foram ajustados a um conjunto de dados coletados durante dois anos de monitoramento, em 77 eventos de chuva-vazão ocorridos sob diferentes condições de uso e manejo do solo numa bacia hidrográfica rural de 1,2 km². Os resultados dos ajustes para os dois modelos de infiltração na escala de bacia foram comparados com aqueles obtidos para dois métodos pontuais de estimativa da infiltração. Com o conjunto de dados do monitoramento, foi possível definir um modelo de infiltração para a bacia monitorada. Além disso, os resultados indicaram que a comparação realizada entre os valores dos modelos com os pontuais são fortemente dependentes da escala de análise; isto é, as medidas pontuais revelaram valores médios de taxa de infiltração alta para a bacia em estudo. Todavia, observações no campo indicaram baixa infiltração, principalmente nas áreas saturadas onde condicionam o escoamento superficial nessa bacia, ao contrário dos resultados pelos modelos de estimativa, que apresentaram menor ordem de magnitude dos valores estimados de infiltração, em razão, entre outros, da maior incorporação dos fatores controladores do processo em seu método.

Distribuição de mercúrio em diferentes solos da Bacia do médio Rio Negro-AM: influência da matéria orgânica no ciclo biogeoquímico do mercúrio

Soils play an important role in the biogeochemical cycle of mercury as a sink for and source of this metallic species to atmospheric and hydrological compartments. In the study reported here, various types of soil were evaluated to ascertain the influence of parameters such as pH, organic matter content, Fe, Al, sand, silt, clay, C/H, C/N, C/O atomic ratios, and cation exchange capacity on the distribution of Hg in Amazonia's mid-Negro River basin. The data obtained were interpreted by multivariate exploratory analyses (hierarchical cluster analysis and principal component analysis), which indicated that organic matter plays an important role in mercury uptake in the various soils studied. The soils in floodable areas were found to contain 1.5 to 2.8-fold higher Hg concentrations than those in non-floodable areas. Since these soils are flooded almost year-round, they are less available to participate in redox processes at the soil/atmosphere interface. Hence, floodable areas, which comprise humic-rich soils, accumulate more mercury than non-floodable soils, thus playing an important role in the biogeochemical cycle of Hg in Amazonia's mid-Negro River basin.

Emissões naturais e antrópicas de metais e nutrientes para a bacia inferior do rio de contas, Bahia

Emission factors of anthropogenic activities and natural processes were used to estimate nutrients and metals loads to the Contas River lower basin, Southern Bahia, Brazil. Among natural sources, emission from soil leaching is larger for N, Cu and Pb. Atmospheric deposition is the major natural source of P, Zn, Cd and Hg. Among anthropogenic sources, agriculture is the major source of N, Cu and P. Urban sources are the major contributors to the other elements. Present anthropogenic land uses are already responsible for 78 and 99% of total N and P loads and about 50% of total Cu and Hg.

Distribuição de Hg total e suas associações com diferentes suportes geoquímicos em sedimentos marinhos da margem continental brasileira: Bacia de Campos - Rio de Janeiro

Mercury distribution and geochemical support on the Continental Margin was evaluated at the Campos Basin, Rio de Janeiro state, Brazil. The average concentrations for all analyzed elements were, respectively, 20 ± 5 ng g-1 (Hg); 30 ± 14 mg g-1 (Al); 16 ± 6 mg g-1 (Fe), and 254 ± 83 µg g-1 (Mn). Silt and clay content, total carbonate and Hg, and organic carbon increased with depth. Finally, the relationship between Hg and silt clay showed significant positive correlation. Total Hg concentrations are the background level described primarily (~40 ng g-1).

Análise espacial e quimiométrica da distribuição de espécies metálicas em solos alagáveis e não alagáveis da Bacia do Médio Rio Negro, Amazônia

This study used chemometric tools and a Geographic Information System (GIS) to determine the influence of organic matter and anthropogenic activity on the distribution of metal species between two major communities of the Middle Negro River Basin-AM. Higher concentrations of metal species were determined in flooded regions. The chemometric analysis showed the affinity of organic matter for potentially toxic metals, indicating its selectivity. GIS spatial analysis has shown that proximity to urban areas is a variable that is likely to influence the pattern of concentration of organic matter, and consequently the distribution of metal species between flooded and non-flooded areas.

Estudo da vegetação como subsídios para propostas de recuperação das nascentes da bacia hidrográfica do ribeirão Santa Cruz, Lavras, MG

Os objetivos deste estudo foram conhecer a composição florística do estrato arbóreo e regenerativo das nascentes da bacia hidrográfica do ribeirão Santa Cruz e selecionar espécies para serem utilizadas na revegetação das nascentes degradadas e perturbadas da bacia. Os levantamentos florístico e estrutural foram realizados em 12 nascentes. Para a comparação do perfil florístico entre as nascentes, empregaram-se a análise de correspondência retificada (DCA) e a análise de agrupamento de Cluster. A vegetação do estrato arbóreo apresentou maior diversidade nas nascentes perturbadas em relação às degradadas, assim como nas nascentes pontuais em relação às difusas. A similaridade florística do estrato regenerativo entre as nascentes de mesma categoria permitiu inferir que se devem utilizar espécies preferenciais em cada estado de conservação (perturbado ou degradado) e condições do ambiente (solo úmido ou bem drenado) nos programas de recuperação das áreas de preservação permanente das nascentes da bacia hidrográfica do ribeirão Santa Cruz.

Análise hidrológica e socioambiental da bacia hidrográfica do córrego Romão dos Reis, Viçosa-MG

O objetivo deste trabalho foi analisar os aspectos hidrológico e socioeconômico da bacia hidrográfica do córrego Romão dos Reis, que se localiza no Município de Viçosa, na região da Zona da Mata do Estado de Minas Gerais. O estudo enfatizou o uso e ocupação da terra como fatores determinantes na análise da qualidade da água, além dos fatores físicos da bacia. Esta foi dividida em sub-bacias, o que possibilitou a escolha de locais representativos para coleta e análise de dados. Coletaram-se os dados referentes a vazão, qualidade da água, elevações, precipitação, uso do solo, tipo de solo e aspectos sociais e econômicos. Para a elaboração dos mapas, utilizou-se o modelo digitalizado, construído a partir de mosaicos e fotos aéreas da região, na escala de 1:30.000. As informações sobre o número de moradores e proprietários, assim como os seus respectivos sistemas de cultivos e ocupação na bacia, foram obtidas por meio de entrevistas semi-estruturadas, visando melhor compreender a organização social e o manejo de uso da terra das propriedades. Foram apontados indicadores de degradação, assim como estratégias de manejo adequadas à melhoria ambiental, que venham contribuir e garantir a sustentabilidade da bacia.

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.

Relevo e fertilidade do solo em diferentes estratos da cobertura vegetal na bacia hidrográfica da represa Vaca Brava, Areia, PB

Este trabalho foi realizado na Mesorregião do Agreste da Borborema, em uma área de 1.404 ha, correspondente à bacia hidrográfica da represa Vaca Brava, em Areia, PB. Para avaliar relevo e fertilidade do solo, 360 amostras simples de solo (0-20 cm) dessa bacia hidrográfica, representando combinações de quatro usos do solo e cinco posições no relevo, foram analisadas. As propriedades químicas estudadas foram: carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e pH. Com relação às propriedades físicas, avaliaram-se a granulometria e densidade do solo. Pela análise descritiva, constatou-se que os dados de densidade do solo e pH foram os que menos variaram, enquanto o fósforo, potássio e magnésio apresentaram as maiores variações. As propriedades químicas e físicas mostraram-se influenciadas pelo uso do solo, com aumento nos teores no sentido agriculturafloresta. Entretanto, em relação ao fósforo disponível, a variabilidade ocorreu no sentido contrário.

Mapeamento de áreas de preservação permanentes e identificação dos conflitos legais de uso da terra na bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu - MG

Este trabalho teve como objetivo delimitar, de maneira automática, as áreas de preservação permanentes e identificar as ocorrências de conflitos legais de uso da terra na bacia do ribeirão São Bartolomeu, situada no município de Viçosa, Minas Gerais. Aplicando-se a técnica clássica de fotointerpretação visual em tela a uma ortoimagem do satélite Ikonos II, foi possível mapear 9 classes de uso e cobertura da terra. O mapeamento automático das áreas de preservação permanentes, com base no Código Florestal brasileiro e respectivas Resoluções do CONAMA, resultou na identificação de 1.530,67 ha de áreas protegidas, distribuídas nas seguintes categorias: ao longo dos divisores d'água (1.037,32 ha), encostas com declividades superiores a 45 graus (5,51 ha), nascentes e suas respectivas áreas de contribuição (436,06 ha), zonas ripárias (325,96 ha) e no topo de morros (27,96 ha). Essas áreas especialmente protegidas correspondem a 54,15 % da área total da bacia estudada, que é de 2.826,83 ha. Identificaram-se 905,14 ha (59,70 %) de APPs ilegalmente utilizadas em empreendimentos agropecuários, sendo as classes de pastagem com 40,06% (613,12 ha) e de cafezal com 7,12 % (109,02 ha) as principais ocorrências.

Solos, manejo e aspectos hidrológicos na bacia hidrográfica do Araújos, Viçosa - MG

Ao comparar dados passados com os atuais a respeito da vazão no ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG, percebe-se uma desregularização nas últimas décadas. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência das características físicas dos solos (Latossolo Vermelho-Amarelo - LVA e Argissolo Vermelho - PV) sob pastagem e a implantação de práticas de manejo e conservação de solo e água no comportamento hidrológico em uma microbacia do ribeirão São Bartolomeu. Na microbacia foi realizado o monitoramento da precipitação, vazão do curso d'água e nível de água dos lençóis freáticos antes e após a implantação de técnicas de manejo e conservação. O teor de argila dos solos foi maior no LVA em comparação ao PV, não indicando correlação com os resultados de densidade e porosidade do solo, mas influenciando na retenção de água no solo e na condutividade hidráulica, onde, no LVA a retenção de água foi maior do que no PV. A variação do lençol freático foi mais sensível na área do PV, resultado associado às características físicas deste solo e às técnicas de manejo implantadas. Como resultado a vazão mínima de 2004 foi de 188 L min-1, que em comparação com a vazão mínima de 2002 de 80 L min-1, indica um acréscimo de 108 L min-1 (135%) o que confirma uma tendência da ação positivas das técnicas de conservação no abastecimento do lençol freático associado a importância de se conhecer as características do solo, o uso a que está sendo submetido e sua relação com o ciclo hidrológico.

Resistência mecânica do solo à penetração na bacia hidrográfica do Riacho Fundo, Felixlândia-MG

A compactação do solo devido ao tráfego de máquinas utilizadas no setor florestal causa modificações estruturais deste, podendo assim interferir na densidade do solo, velocidade e capacidade de infiltração de água e no desenvolvimento radicular das culturas. Objetivou-se, neste trabalho avaliar a resistência mecânica do solo à penetração na Bacia Hidrográfica do Riacho Fundo, Felixlândia-MG em área de uma empresa do setor florestal localizada no cerrado mineiro. Os testes de resistência à penetração foram realizados em fevereiro de 2011, em seis parcelas com plantios de eucalipto localizadas nos talhões 35, 36, 39, 40, 42 e 44, utilizando-se um penetrômetro de impacto. Os talhões apresentaram valores médios da resistência mecânica do solo acima de 4 MPa e esses altos valores podem estar associados ao uso do solo que antes dos plantios de eucalipto era pastagem e também devido a condição de baixo teor de umidade do solo no período em que foi realizada a determinação da resistência mecânica do solo.

Ecologia da paisagem de remanescentes florestais na bacia hidrográfica do Ribeirão das Pedras - Campinas -SP

A fragmentação dos extratos florestais e o uso de terras, muitas vezes sem os cuidados necessários para mitigação dos impactos decorrentes das atividades antrópicas, geram ecossistemas fragilizados por fenômenos como o efeito de borda, ou seja, alterações localizadas nas áreas de contato entre a matriz antropizada e o remanescente florestal. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivo estudar a fragilidade dos fragmentos encontrados na Bacia Hidrográfica do Ribeirão das Pedras, no Município de Campinas, SP, Brasil, utilizando técnicas de geoprocessamento. Com a base cartográfica do município, avaliaram-se o tamanho do fragmento e a tendência de formato alongado ou circular. Com base em dados cartográficos de 1962, 1972 e 2006, observou-se o declínio quantitativo e qualitativo dos fragmentos. Devido ao processo de urbanização não planejada do município, os fragmentos de menor área foram desmatados. Estes, apesar de não terem capacidade ecológica para sustentar níveis tróficos mais elevados, servem como "trampolins ecológicos", contribuindo para o fluxo biológico. De maneira análoga, os remanescentes maiores também foram desmatados e sua área, reduzida. De maneira geral, o formato dos fragmentos passou a tender para o formato alongado, o que sugere maior contato entre os remanescentes e a matriz antrópica, aumentando, assim, a vulnerabilidade dos fragmentos. Destaca-se o caso do remanescente de Cerrado encontrado no extremo nordeste da bacia que possui tendência de formato alongado (IC = 0,62) e área reduzida (0,38 ha), mostrando-se, assim, muito vulnerável às pressões antrópicas. Assim, conclui-se que os fragmentos florestais da bacia hidrográfica estudada estão altamente vulneráveis.

Qualidade da água de nascentes com diferentes usos do solo na bacia hidrográfica do córrego rico, São Paulo, Brasil

Com o objetivo de verificar a influência de remanescentes de vegetação ciliar e da ação antrópica na qualidade da água, estudaram-se quatro nascentes, sendo duas com a presença de vegetação natural remanescente e duas com predominância de atividades agrícolas. Essas nascentes fazem parte da bacia hidrográfica do Córrego Rico, estando localizadas nos municípios de Taquaritinga e de Guariba - SP, em duas classes de solo: Argissolo e Latossolo, respectivamente. Definiram-se pontos de coleta da água nas nascentes e ao longo dos cursos d'água (entre 0 a 50 m da nascente), em dois períodos (chuvoso e seco). Foram analisadas as seguintes variáveis: cor, pH, temperatura, turbidez, alcalinidade, dureza total, dureza em magnésio, dureza em cálcio, fósforo, nitrogênio e demanda bioquímica de oxigênio. De maneira geral, ocorreu agrupamento por nascentes e também por períodos, confirmando que os períodos de amostragem, assim como as características e diferentes usos do solo influenciam na qualidade da água das microbacias. As variáveis cor, turbidez, alcalinidade e nitrogênio total foram as que apresentaram maior importância relativa nas variáveis canônicas.