Evolução morfotectônica da porção centro-sul da Bacia Paraíba

Recent endogenous processes provide dynamic movements in the lithosphere and generate the varied forms of relief, even in areas of passive continental margins, such as the research area of this work located in northeastern Brazil. The reactivation of Precambrian basement structures, after the breakup between South America and Africa in the Cretaceous played an important role in the evolution of basins, which provided generated forms of relief. These morphodynamic characteristics can be easily observed in marginal basins that exhibit strong evidence fault reactivations. The purpose of this study is to investigate the influence of morphotectonic processes in the landscape structuring of Paraíba Basin. Therefore, we used aeromagnetic, high–resolution images of the Shuttle Radar Topographic Mission–SRTM, structural geological data, deep well data and geological field data. Based on the results of the data was observed that some preexisting structures in the crystalline basement coincide with magnetic and topographic lineaments interpreted as fault reactivation of the Post–Miocene units in the Paraíba Basin. Faults that offset lithostratigraphic units provided evidence that tectonic activity associated with the deposition and erosion in the Paraíba Basin occurred from Cretaceous to the Quaternary. The neotectonic activity that occurred in Paraíba Basin was able to influence the deposition of sedimentary units and landforms. It indicates that the deposition of post–Cretaceous units was influenced by reactivation of Precambrian basement structures in this part of the Brazilian continental margin.

Contribution to the stratigraphy of the onshore Paraíba Basin, Brazil

Several publications have contributed to improve the stratigraphy of the Paraíba Basin in northeastern Brazil. However, the characterization and distribution of sedimentary units in onshore areas of this basin are still incomplete, despite their significance for reconstructing the tectono-sedimentary evolution of the South American passive margin. This work provides new information to differentiate among lithologically similar strata, otherwise entirely unrelated in time. This approach included morphological, sedimentological and stratigraphic descriptions based on surface and sub-surface data integrated with remote sensing, optically stimulated luminescence dating, U+Th/He dating of weathered goethite, and heavy mineral analysis. Based on this study, it was possible to show that Cretaceous units are constrained to the eastern part of the onshore Paraíba Basin. Except for a few outcrops of carbonatic rocks nearby the modern coastline, deposits of this age are not exposed to the surface in the study area. Instead, the sedimentary cover throughout the basin is constituted by mineralogically and chronologically distinctive deposits, inserted in the Barreiras Formation and mostly in the Post-Barreiras Sediments, of early/middle Miocene and Late Pleistocene-Holocene ages, respectively. The data presented in this work support tectonic deformation as a factor of great relevance to the distribution of the sedimentary units of the Paraíba Basin.

Interaction between GIS and hydrologic model: a preliminary approach using ArcHydro Framework Data Model

In different regions of Brazil, population growth and economic development can degrade water quality, compromising watershed health and human supply. Because of its ability to combine spatial and temporal data in the same environment and to create water resources management (WRM) models, the Geographical Information System (GIS) is a powerful tool for managing water resources, preventing floods and estimating water supply. This paper discusses the integration between GIS and hydrological models and presents a case study relating to the upper section of the Paraíba do Sul Basin (Sao Paulo State portion), situated in the Southeast of Brazil. The case study presented in this paper has a database suitable for the basin's dimensions, including digitized topographic maps at a 50,000 scale. From an ArcGIS®/ArcHydro Framework Data Model, a geometric network was created to produce different raster products. This first grid derived from the digital elevation model grid (DEM) is the flow direction map followed by flow accumulation, stream and catchment maps. The next steps in this research are to include the different multipurpose reservoirs situated along the Paraíba do Sul River and to incorporate rainfall time series data in ArcHydro to build a hydrologic data model within a GIS environment in order to produce a comprehensive spatial-temporal model.

SAQUA - sistema baseado em software livre para análise do comportamento da qualidade das águas fluviais: aplicado à bacia do rio Paraíba do Sul.

Nesta dissertação foi desenvolvido o sistema SAQUA (Sistema para Análise da Qualidade das Águas Fluviais), que permite o acompanhamento dos dados de séries históricas de parâmetros físico-químicos para análise da qualidade de águas fluviais. A alimentação do sistema SAQUA se dá a partir do arquivo tipo texto gerado no Hidroweb, sistema de banco de dados hidrológicos da ANA (Agência Nacional de Águas), disponibilizado na internet. O SAQUA constitui uma interface que permite a análise espaço-temporal de parâmetros de qualidade da água específicos definidos pelo usuário. A interface foi construída utilizando o servidor de mapas Mapserver, as linguagens HTML e PHP, além de consultas SQL e o uso do servidor Web Apache. A utilização de uma linguagem dinâmica como o PHP permitiu usar recursos internos do Mapserver por meio de funções que interagem de forma mais flexível com códigos presentes e futuros, além de interagir com o código HTML. O Sistema apresenta como resultado a representação gráfica da série histórica por parâmetro e, em mapa, a localização das estações em análise também definidas pelo usuário, geralmente associadas a uma determinada região hidrográfica. Tanto na representação gráfica da série temporal quanto em mapa, são destacados a partir de código de cores a estação de monitoramento e a observação em que os limites estabelecidos na resolução CONAMA 357/05 não foi atendido. A classe de uso da resolução CONAMA que será usada na análise também pode ser definida pelo usuário. Como caso de estudo e demonstração das funções do SAQUA foi escolhida a bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, localizada na região hidrográfica Atlântico Sudeste do Brasil. A aplicação do sistema demonstrou ótimos resultados e o potencial da ferramenta computacional como apoio ao planejamento e à gestão dos recursos hídricos. Ressalta-se ainda, que todo o sistema foi desenvolvido a partir de softwares disponibilizados segundo a licença GPL de software livre, ou seja, sem custo na aquisição de licenças, demonstrando o potencial da aplicação destas ferramentas no campo dos recursos hídricos.

Informação, participação e cobrança pelo uso da água: um relato do processo no comitê para integração da bacia do rio Paraíba do Sul

Esta dissertação relata o uso da informação no processo decisório havido na bacia do rio Paraíba do Sul em torno da implementação da cobrança pelo uso da água bruta,instituída pela Política Nacional de Recursos Hídricos. De grande importância no cenárionacional essa bacia hidrográfica foi escolhida como foco de estudo por se tratar de umaexperiência pioneira de implementação de um Sistema de Gestão de Recursos Hídricosem rios de domínio da União, tendo como pano de fundo a complexidade do federalismobrasileiro e a falta de tradição em processos participativos para tomada de decisão nestecampo. O estudo mostra, ainda, como a cobrança pelo uso da água foi um fator deaglutinação dos atores da bacia, como o capital social acumulado foi fundamental para oprocesso de negociação, e finalmente, como o uso da informação técnica, ao contráriodo que se imaginava, proporcionou avanços significativos na metodologia e critériospropostos para implementação desse importante instrumento de gestão das águas.

Sistemas de informações sobre recursos hídricos e a dupla dominialidade das águas: o caso da integração do sistema nacional e dos sistemas estaduais de recursos hídricos na Bacia do Rio Paraíba do Sul

The National Water Management Policy was defined by Law 9.433/97 (Water Act), establishing the hydrographic basin as the management unity, independently of geographic limits and respective federal organisms. Nevertheless, water management entities and instruments are directly associated to different federal entities located within the same basin, and depend on them for being effective. The absence of law mechanisms that conciliate the various requisitions of federal organisms located in the same basin is a challenge still without brazilian law support. This study describes the integration process of information systems in Paraíba do Sul river basin. It also emphasizes integration restrictions of these systems, the cooperation level and the instruments used by the various actors and federal organisms in order to meet National Water Management Policy objectives. The management instrument Water Management Information System is presented as an important component that helps the stakeholders decision making process involved in water management, respecting federalism and the water domains defined in the brazilian constitution, and according to the policy established in the Water Act. In theoretical aspects, this work presents the basic concepts of National Water Management Policy institutional arrangement, considering the network aspects in public policy, the limits imposed by federalism and the way that the water domains is defined in the brazilian constitution and according to the brazilian Water Act. Besides, it identifies the most significant questions related with information systems implementation in public administration and water management. It also illustrates how cooperative federalism and information systems may create conditions that do guarantee the National Water Management Policy management instruments operationality within a hydrographic basin. The action research method was used to develop the research and the selected entity was the Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas (Serla). Serla was the water management entity in Rio de Janeiro state, at the research beginning. Others methods as bibliographic and documentary research were also used, aiming to describe the hydrographic basin, as well as the processes and systems concerned with the implementation of the National Water Management Policy in Paraíba do Sul basin.

Modelagem gravimétrica da Bacia de Taubaté-vale do Rio Paraíba do Sul, leste do estado de São Paulo

This paper presents the gravity survey refinement of the Paraíba do Sul river valley, east region of São Paulo state, by acquisition of 646 gravity stations. Further than the traditional Free-Air and Bouguer corrections, it was necessary to apply the Terrain Correction due the proximity of the Mantiqueira and Mar mountain ranges. An enhanced understanding of Taubaté Basin structural framework was the main objetive of this work. As result, we present the Bouguer Gravity Map of the east region of São Paulo State and the Residual Bouguer Gravity Map generated by Upward Continuation and High-pass filtering. The 2D Gravity Modeling was applied in 4 sections, using bi-dimensional models for the bodies that produced the anomalies (Talwani Method). After integrating the gravity data with the interpretation of 11 seismic sections, it was possible to delineate the Taubate Basin structural framework, which shows an utmost sedimentary thickness of 800 m in the depocenters. It was also interpreted an ultramaphic alkaline plug in the subsurface of Caçapava city.

Comparação entre dois sistemas de informação geográfica (ARCGIS e GVSIG) na elaboração de um mapa de potencialidade para a silvicultura baseado em elementos do meio físico: a bacia do Paraíba do Sul (Porção Paulista)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metodologia para a Elaboração de Mapa de Potencialidade para a Silvicultura com Base em Álgebra de Mapas - a Porção Paulista da Bacia do Rio Paraíba do Sul, Brasil

Este estudo desenvolveu uma metodologia com o objetivo de identificar as áreas mais apropriadas para silvicultura baseada na interação entre elementos do meio físico utilizando um sistema de informação geográfica (SIG). A área de estudo corresponde a bacia do rio Paraíba do Sul (sudeste do Brasil) a qual foi escolhida por ter tido uma significativa ampliação de área de silvicultura nas últimas décadas. A bacia compreende aproximadamente 15.300 km2 sendo caracterizada por uma paisagem heterogênea e complexa. A análise do meio físico considerou os mapas temáticos regionais de geologia, geomorfologia e pedologia os quais foram obtidos em formato AutoCAD e depois convertidos e ajustados no ambiente ArcGIS®. Para cada elemento da paisagem (rocha e estruturas, relevo e solo) foram aplicados critérios de ponderação do mais adequado (5) para o menos adequado (1) no sentido de evitar o avanço dos processos erosionais e escorregamentos. O mapa de integração final foi o Mapa de Potencialidade à Silvicultura que possibilitou indicar as áreas mais favoráveis para a silvicultura. As áreas mais adequadas estão associadas a um conjunto de fatores que incluem rochas sedimentares, relevos suaves e solos espessos e homogêneos (latossolos). As menos favoráveis estão associadas com dois tipos de ambientes físicos: a) áreas de relevos de serras com substrato formado por rochas graníticas e solos pouco espessos (cambissolos) e b), áreas formadas por solos hidromorfos e nível freático próximo à superfície. Os resultados mostraram que cerca de 80% da área total poderia ser considerada adequada ou muito adequada para a silvicultura do ponto de vista do meio físico. A maioria das áreas adequadas representa vastas regiões formadas por rochas migmatíticas associadas a relevos de morros e solos relativamente pouco espessos. O Mapa de Potencialidade à Silvicultura constitui uma importante ferramenta para o gerenciamento da atividade de silvicultura, particularmente em áreas com elevada diversidade geológica e geomorfológica.

Fauna edáfica na dinâmica sucessional da Mata Atlântica em floresta estacional semidecidual na Bacia do Rio Paraíba do Sul - RJ

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização ambiental da bacia hidrogáfica do Rio São Domingos a partir da análise geoquímica e isotópica Pb/Pb

A bacia hidrográfica do rio São Domingos constitui uma das sub-bacias do rio Muriaé pertencente ao sistema Paraíba do Sul e, tem seus limites coincidentes com os limites do município de São José de Ubá, sendo este o segundo maior produtor de tomate do estado do Rio de Janeiro, com sua principal fonte econômica baseada na agropecuária. Este tipo de atividade resulta em utilização de produtos químicos nas lavouras e juntamente a ocupação inadequada resulta em modificação das paisagens e da mata nativa, resultando em diversos tipos de impactos no ambiente. Neste estudo foram abordados os impactos relacionados a concentração de metais e sua proveniência através das assinaturas isotópicas Pb/Pb, utilizando para tal o procedimento analítico de lixiviação dos sedimentos de corrente e abertura total de rochas para a obtenção de razões isotópicas e concentrações de metais por ICP-MS. Os resultados mostraram que as contribuições nos sedimentos de corrente se dão a partir de cinco fontes compreendidos no intervalo de assinatura isotópica 206Pb/207Pb 1,1229 e 1,1949, representadas em intervalos bem definidos. Por correlação com as respectivas concentrações se observa que, preferencialmente, existe maior influência das rochas do embasamento, seguido de atividade antrópicas como a urbanização e disposição de lixo doméstico. As maiores concentrações estão associadas ao cobre, chumbo, estrôncio, níquel e zinco. Contudo todas as concentrações de metais obtidas se encontram abaixo da legislação vigente. Desta forma a contaminação antrópica é limitada a regiões de maior densidade populacional e as influências naturais predominam na área da bacia.

Caracterização espaço-temporal de plumas de sedimentos por sensoriamento remoto: um estudo de caso na foz do rio Paraíba do Sul.

Sedimentos em suspensão representam um dos principais fatores que afetam a qualidade dos sistemas aquáticos no mundo; influenciam os processos geomórficos de construção da paisagem e podem indicar problemas de erosão e perda de solo na bacia hidrográfica contribuinte. O seu monitoramento espacial e temporal é fundamental nas atividades de gestão ambiental de áreas costeiras. Nesse sentido, a hipótese básica desta pesquisa é que o padrão espacial e temporal de plumas de sedimentos costeiras associado ao regime hidrológico do rio pode ser caracterizado a partir de imagens orbitais de média resolução espacial. Para comprová-la, elegeu-se a foz do rio Paraíba do Sul como área de estudo para definição e teste metodológico, e formulou-se como principal objetivo mapear qualitativamente a pluma costeira deste rio a partir de imagens Landsat 5 e CBERS-2, ao longo do período compreendido entre 1985 e 2007. As datas avaliadas foram criteriosamente definidas através de três estratégias de análise, totalizando cinqüenta imagens. Pesquisa bibliográfica e avaliação da resposta espectral da feição de interesse nas imagens selecionadas consistiram nas etapas principais da definição da metodologia. As plumas foram então identificadas, mapeadas e extraídas; posteriormente, suas características espaciais e temporais foram analisadas por intermédio de sistemas de informação geográfica e avaliadas em conjunto com dados históricos de vazão. Os resultados indicam que a banda do vermelho forneceu uma melhor discriminação interna da pluma, sendo, portanto, utilizada como base para as análises realizadas neste trabalho. Com exceção do procedimento de correção atmosférica, a metodologia proposta consiste na utilização de técnicas simples de processamento digital de imagens, baseadas na integração de técnicas semi-automáticas e de análise visual. A avaliação do padrão dos sedimentos e dos mapas temáticos qualitativos de concentração de sedimentos em suspensão indica a forte diferenciação existente entre cenários representativos de épocas de cheia e seca do rio. Análises espaciais do comportamento da pluma contribuem ainda para um maior conhecimento do espaço geográfico, fornecendo subsídios aos mais variados setores do planejamento e gestão ambiental.

Planejamento de recursos hídricos de áreas rurais degradadas: aplicação do modelo SWAT em bacia hidrográfica experimental na região Noroeste do Estado do Rio de Janeiro.

A degradação ambiental do Noroeste do Estado do Rio de Janeiro tem se intensificado nas últimas décadas devido às práticas agrícolas não preservacionistas. Esta situação, que decorre do uso inadequado do solo, tem implicado em mudanças na oferta hídrica em grau variável nos municípios da região com prejuízos econômicos nas atividades dos pequenos e médios proprietários rurais e na qualidade de vida. A abordagem para enfrentar problemas deste tipo depende da participação efetiva das instâncias de governo e dos órgãos responsáveis pela gestão dos recursos hídricos. No âmbito da hidrologia os modelos hidrológicos com base no uso e ocupação do solo são ferramentas que podem auxiliar com ótimo custo e benefício a geração de informações em bacias hidrográficas, instrumentadas ou não. Os modelos são úteis ao planejamento e à tomada de decisão por possibilitarem a previsão de vazões e simulação de cenários sobre o uso do solo e qualidade da água. Neste sentido, o presente estudo pretende dar sua contribuição ao avaliar a adequabilidade do modelo SWAT simular o processo chuva-vazão na microbacia experimental de Santa Maria e Cambiocó, com 13,5 km2, localizada na região hidrográfica do rio Muriaé, afluente do rio Paraíba do Sul. O SWAT tem sido empregado em bacias agrícolas nos EUA, na Europa e, atualmente, na China, sudeste asiático e Irã, entre outros países, e na última década maior inserção no meio acadêmico brasileiro. A versão 2005 do modelo foi utilizada por meio da sua interface SIG para simular as vazões médias diárias com base na precipitação medida no intervalo de 15 minutos no período de 2005/2006. As vazões simuladas foram comparadas com as vazões observadas no exutório da microbacia. Foram testadas as ferramentas de análise de sensibilidade e autocalibração. O método de calibração manual foi usado para o ajuste por tentativa e erro. Os parâmetros ajustados corresponderam ao CN2 e ESCO. Os valores obtidos na calibração para os coeficientes estatísticos R2, NSE, PBIAS e RSR foram 0,80, 0,80, 7,02 e 0,45, respectivamente, indicando escore muito bom, o que foi confirmado pela inspeção dos hidrogramas. As saídas validadas para período diferente da calibração forneceram para os mesmos coeficientes os valores 0,84, 0,80, 25,92 e 0,44. Os dois primeiros, com escore muito bom. O valor de PBIAS, no limite do satisfatório, e RSR, muito bom. O desempenho permitiu concluir que a simulação com o SWAT foi adequada. Em relação às pesquisas que têm sido realizadas no Brasil os valores obtidos para os indicadores foram semelhantes, indicando a capacidade do modelo para novos estudos nesta microbacia que considerem os usos consuntivos e cenários de uso do solo.