Sistema de informação geográfica e sensoriamento remoto na avaliação do processo de mudança de uso da terra para subsidiar o planejamento de bacias hidrográficas

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Areas hidrologicamente homogêneas como subsídio ao manejo de bacias hidrográficas

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Comportamento de sistemas de informações geográficas por meio de classificação supervisionada em diferentes bacias hidrográficas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

PRÁTICAS conservacionistas recuperam bacias hidrográficas: programa 19: Centro-Oeste/Sudeste.

As Práticas conservacionistas são importantes para recuperação de bacias hidrográficas. A água que escorre superficialmente pelo solo provoca perda de nutrientes nas propriedades rurais, aumenta os processos erosivos e causa o assoreamento dos rios e nascentes. A adoção de práticas conservacionistas em propriedades rurais melhora a qualidade da água e aumenta a sua vazão. O engenheiro agrícola e pesquisador da Embrapa Cerrados Jorge Werneck Lima e o engenheiro agrônomo e extensionista da Emater Distrito Federal Sumar Magalhães Ganen trazem mais informações sobre as Práticas conservacionistas que recuperam bacias hidrográficas.

Vulnerabilidade de sub-bacias hidrográficas por meio da equação universal de perda de solo e da integração de parâmetros morfométricos, topográficos, hidrológicos e de uso/cobertura da terra no estado do Rio de Janeiro, Brasil.

Sub-bacias delimitadas para o estado do Rio de Janeiro foram parametrizadas por meio de duas metodologias que indicam vulnerabilidade, a equação universal de perda de solo que estima a perda de solo em toneladas por hectare/ano; e a integração temática de parâmetros morfométricos, topográficos, hidrológicos e de uso/cobertura da terra, que resulta em um índice de vulnerabilidade adimensional. Os parâmetros de cada método e os resultados foram analisados e comparados para verificação do grau de associação entre as metodologias, concluindo-se que os métodos são complementares para indicar vulnerabilidade de sub-bacia.

Metodologia para avaliação ambiental de bacias hidrográficas com uso de sistemas de suporte à decisão espacial e do indicador pegada ecológica

No atual contexto ambiental é grande a demanda por informações consistentes que subsidiem o planejamento territorial, permitindo realizar avaliações ambientais e desta forma, subsidiar os setores público e privado. Essa demanda pode ser satisfeita com a integração de informações em um sistema, com propriedades e funções de processamento, possibilitando sua utilização em ambiente integrado. Assim, nesta dissertação é proposta uma metodologia para a avaliação ambiental de bacias hidrográficas que atua desde a escolha de indicadores e definição dos pesos de sua contribuição, até a execução de avaliações e espacialização de resultados em ambiente SIG. Esta metodologia é composta por duas fases distintas: avaliação da vulnerabilidade ambiental da bacia hidrográfica a partir do uso de sistemas de suporte à decisão espacial, e, avaliação da sustentabilidade da bacia através do cálculo do indicador Pegada Ecológica. Na primeira fase são adotados sistemas de suporte à decisão, bases de conhecimento, SIG e uma ferramenta que integra estes resultados permitindo a geração de avaliações, análises e/ou cenários prospectivos. Na segunda fase, a sustentabilidade da bacia é retratada a partir do cálculo da pegada ecológica que consiste na contabilização da área que uma população necessita para produzir os recursos consumidos e absorver os resíduos gerados. A comparação entre áreas mais vulneráveis e menos sustentáveis, pode nortear projetos de recuperação e conservação ambiental.

A degradação ambiental de bacias hidrográficas urbanas e as políticas públicas no Município de São Gonçalo/RJ

No presente trabalho, buscou-se identificar os conflitos de interesses existentes nos três níveis do poder executivo que dificultam a gestão integrada de políticas públicas voltadas para a recuperação ambiental dos rios urbanos, considerando-se, como área de estudo, o Município de São Gonçalo (RJ). A pesquisa exploratória consistiu em revisão bibliográfica e trabalho empírico. No referencial teórico de análise, abordou-se a formação do Estado brasileiro, as políticas públicas e as relações de poder entre os agentes na tomada de decisão e na administração da coisa pública. Através de revisão na literatura, levantou--se o contexto histórico da ocupação e da degradação dos rios de São Gonçalo e da Baixada Fluminense, os planos e projetos para o setor de saneamento da região, bem como se empreendeu a compilação das normas legais pertinentes à gestão do território, aos recursos hídricos e ao saneamento. O trabalho de campo consistiu em levantamento de dados sobre a degradação das bacias hidrográficas no Município de São Gonçalo e das inter-relações existentes nas políticas públicas referentes à Região Hidrográfica da Bacia da Baía de Guanabara, onde o município em comento se insere. O estudo do caso evidenciou que a degradação dos rios urbanos é resultante, entre outros fatores, da falta de articulação das três esferas de governo, da descontinuidade das ações públicas, de interesses políticos e financeiros desarticulados das demandas socioambientais, da falta de infraestrutura técnica e financeira dos municípios, da pouca participação social no planejamento e tomada de decisões face às relações desiguais de poder, além da inconsistência e desarticulação dos planos e projetos governamentais, a exemplo dos planos diretores de uso ocupação do solo. Conclui-se ser fundamental o fortalecimento dos comitês de bacia e das instituições que os integram, possibilitando a articulação entre as políticas públicas municipais e as do governo estadual e federal, em relação às condicionantes ambientais, bem como ao uso do solo e ao saneamento. A solução dos problemas relativos aos rios urbanos só será possível através da gestão integrada e participativa, envolvendo efetivamente os diferentes setores usuários da bacia hidrográfica. O controle social das ações é imprescindível para manter a coerência, a efetividade, a eficácia e a continuidade dos planos, projetos e políticas do Estado. Assim, poderá ser contido o processo contínuo de degradação ambiental, em particular, dos recursos hídricos em bacias urbanas como acontece no Município de São Gonçalo e em diversos outros municípios brasileiros. Espera-se que esse estudo contribua para o aprimoramento do conhecimento e de soluções no que concerne à morte iminente dos rios urbanos do país.

Metodologia para a determinação automática de parâmetros morfométricos de bacias hidrográficas.

O trabalho apresenta uma metodologia automatizada em Sistemas de Informações Geográficas que visa mensurar a topografia de bacias hidrográficas por meio da obtenção de parâmetros que denotam suas características geomorfológicas, fornecendo informações importantes sobre a capacidade de suporte das mesmas aos diversos usos da terra.

Diagnóstico ambiental das fontes pontuais de poluição das águas nas bacias hidrográficas do norte de Minas e do submédio São Francisco.

O presente estudo é uma contribuição para o diagnóstico das fontes pontuais de poluição das águas em duas importantes bacias hidrográficas do Semi-Árido nordestino, quais sejam, as bacias hidrográficas do Norte de Minas e do Submédio São Francisco. Para esse diagnóstico, empregou-se um aplicativo especialmente desenvolvido (Diagnóstico de Potencial de Poluição das Águas), que consiste em um banco de dados interativo no qual os estabelecimentos potencialmente geradores de carga poluente são cadastrados, e os efluentes potenciais inseridos e expressos por Coeficientes de Carga Poluente Potencial. Este banco de dados permite o armazenamento e a atualização das informações, bem como a inclusão de estabelecimentos novos ou que tenham sido omitidos quando da realização do levantamento de campo a que se refere o presente estudo. Empregando-se os comandos de emissão de relatórios, obtém-se uma classificação das principais fontes pontuais de poluição das águas, contribuindo para a gestão ambiental dos recursos hídricos nas regiões estudadas. A principal vantagem comparativa do método apresentado neste trabalho é permitir, além do levantamento e qualificação das fontes de poluição, a quantificação do seu potencial de contaminação, de acordo com os efluentes gerados.

Inventário hidrogeológico e dos potenciais focos de contaminação nas bacias hidrográficas da Asprela e Massarelos: implicações no ciclo hidrológico urbano

O desenvolvimento incessante em áreas urbanas ameaça a qualidade e quantidade das águas subterrâneas. O Porto é uma cidade densamente urbanizada, dominada por granitos, os quais constituem um meio fraturado anisotrópico e heterogéneo. O principal objetivo desta dissertação foi realçar a importância da cartografia hidrogeológica, bem como a relevância de realizar inventários hidrogeológicos e de potenciais focos de contaminação para compreender a vulnerabilidade dos sistemas aquíferos na cidade do Porto. Para tal, foram selecionadas as bacias hidrográficas da Asprela e de Massarelos. Assim, foram levados a cabo dois inventários, um hidrogeológico e outro das potenciais atividades de contaminação. O estudo foi apoiado pelos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), os quais foram fundamentais para um melhor conhecimento e integração nas áreas de estudo. Previamente à implementação dos inventários foi feita uma caracterização das duas bacias, em termos geográficos, hidroclimatológicos, de ocupação do solo, geomorfológicos e hidrogeológicos. As duas bacias desenvolvem‐se, principalmente, na unidade hidrogeológica do granito de grão médio a fino, por vezes com saprólito. O inventário hidrogeológico contemplou principalmente fontanários e nascentes, tendo incluído, respetivamente, 8 e 21 pontos de água nas bacias da Asprela e de Massarelos. As águas subterrâneas são límpidas, sem turvação ou cheiro, ácidas, com mineralizações baixas a médias, temperaturas baixas e caudais muito pequenos. Quanto aos potenciais focos de contaminação, na bacia da Asprela foram reconhecidos 61, enquanto que na bacia de Massarelos foram identificados 78. A maioria destas atividades é pontual correspondendo, nomeadamente, a estabelecimentos de ensino e estações de serviço/oficinas de automóveis. Contudo, os focos lineares apresentam uma difusão significativa nas duas bacias hidrográficas. Apesar de a vulnerabilidade intrínseca à contaminação das águas subterrâneas nestas áreas ser baixa a moderada, a localização dos potenciais focos de contaminação poderá ser responsável pelo aumento da vulnerabilidade nas duas bacias estudadas. Esta metodologia demonstrou ser extremamente importante para um melhor conhecimento dos sistemas de água subterrânea do Porto e, ainda, da hidrogeologia de áreas urbanas.

Elaboração de índice ambiental urbano através da análise de densidade populacional e superfície impermeável em bacias hidrográficas

O planejamento urbano possui um vasto campo a ser descoberto no que se refere às exigências mundiais ambientais existentes atualmente. Não apenas existem novas diretrizes a serem alcançadas, mas as cidades estão em constante evolução e, assim, a complexidade das mesmas também se torna um desafio. A partir dessas questões, o presente trabalho vem contribuir na elaboração de uma metodologia que facilite a construção de indicadores urbanos, principalmente naqueles que possam avaliar os limites do crescimento das cidades, representados aqui através da integração entre impermeabilização do solo urbano e densidade populacional. A escolha de indicadores é função de cada pesquisador que possui conhecimento sobre os problemas, ambientais ou não, existentes nas cidades. Qualquer cidade, de qualquer porte, em qualquer lugar do planeta pode estar apresentando um problema ambiental relacionado às funções urbanas. Muitos podem ser os indicadores ambientais urbanos, mas nesta pesquisa são relacionados dois tipos de indicadores: a densidade populacional e as superfícies impermeáveis urbanas, pois acredita-se que com o crescente aumento de construções urbanas, um descompasso é causado na capacidade de absorção do solo durante períodos de chuva. A impermeabilização do solo gera problemas de enchentes que, muitas vezes, causa inúmeros impedimentos como alagamentos de vias ou nas próprias construções urbanas que afetam a população, causando inclusive mortalidade no caso de pessoas e carros arrastadas pela forte corrente das águas Uma metodologia simples pode facilitar o trabalho de planejamento de cidades como a utilização de procedimentos normalmente aplicados em estudos de recursos hídricos com o acréscimo de indicadores que também refletem as condições urbanas de bacias hidrográficas. As ferramentas utilizadas por esta pesquisa são: a) programas computacionais de geoprocessamento que agilizam e possibilitam a interconexão de diferentes informações urbanas localizadas no espaço; b) programas de sensoriamento remoto que atualizam informações cadastrais sobre a cidade utilizando imagens de satélite compatíveis; e, finalmente, c) modelos geoestatísticos que estimam valores próximos à realidade para toda a superfície urbana estudada, pois, muitas vezes, os dados disponíveis não cobrem toda a extensão da área em estudo Os resultados fornecidos através desses procedimentos metodológicos se mostraram satisfatórios no que se refere a análise da transformação das condições naturais de drenagem da bacia hidrográfica estudada. Foram percebidas alterações que prejudicam o desempenho de drenagem urbana em locais onde a própria topografia da região, juntamente com os dados de impermeabilização do solo e de densidade populacional contribuem para situações de alagamentos. Com essas informações é possível prever esses locais problemáticos e, então, melhorar as propostas de planejamento urbano dessas regiões. Considera-se que a pesquisa estimula a utilização de bacias hidrográficas como unidades de planejamento ambiental em cidades, pois é através delas que se pôde compreender os efeitos dos adensamentos urbanos como as enchentes urbanas que são atualmente um grande problema enfrentado nas cidades brasileiras.

Uma metodologia multicritério construtivista de avaliação de alternativas para o planejamento de recursos hídricos de bacias hidrográficas

De acordo com a Lei Federal n° 9.433/97, que instituiu a Política e o Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos Hídricos, o planejamento de recursos hídricos deve ter um enfoque sistêmico, de uso múltiplo das águas e descentralização das decisões, adotando a bacia hidrográfica como unidade de gestão. Dentro deste contexto, de descentralização de decisões e participação de grandes grupos no processo de tomada de decisão sobre a gestão dos recursos hídricos, os procedimentos clássicos de avaliação de alternativas para planejar o uso, controle e proteção das águas tornam-se limitados por sua impossibilidade de incluir outros critérios, além da minimização dos custos ou da maximização dos benefícios, e por não considerarem a subjetividade inerente ao processo de tomada de decisão, que corresponde ao sistema de valores dos atores envolvidos na tomada de decisões. Assim, este trabalho apresenta um Método Multicritério em Apoio à Decisão para o planejamento de recursos hídricos de bacias hidrográficas, que além de incorporar vários critérios na avaliação de alternativas, por adotar uma abordagem construtivista, propicia a participação de todos os atores envolvidos no processo de tomada de decisão. Para testar a aplicabilidade prática do método proposto foi escolhida a bacia hidrográfica do rio dos Sinos, localizada no estado do Rio Grande do Sul, sendo construído um Modelo Multicritério de Avaliação de Alternativas para o Plano da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos. Os resultados do trabalho demonstraram a robustez da proposta que, ao possibilitar a geração e avaliação de alternativas para o Plano da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos, a partir de diversos critérios, e levando em conta o sistema de valores dos decisores, se constituiu em um diferencial capaz de conferir maior legitimidade ao processo de tomada de decisões sobre o planejamento de recursos hídricos de bacias hidrográficas.

Aprimoramento estatístico da regionalização de vazões máximas e médias. Aplicação a bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul e Santa Catarina

Os registros de vazões líquidas obtidos das estações fluviométricas são válidos, unicamente, para o local de onde foram coletados ou muito próximo a ele. Na maioria das vezes, a região de influência deste não inclui o local de interesse para o desenvolvimento de projetos de recursos hídricos. Este inconveniente, geralmente, pode ser resolvido através do uso de métodos de regionalização hidrológica. Para determinar os coeficientes da equação de regionalização, o procedimento mais usado consiste em: i) estabelecer uma relação do tipo exponencial multivariada entre a variável dependente (vazão média de longo prazo ou média anual de cheia) e as covariáveis (variáveis climáticas e fisiográficas da bacia hidrográfica); ii) linearizar a equação anterior mediante a transformação logarítmica de ambos os membros; iii) utilizar modelos lineares de regressão para estimar os coeficientes, geralmente, o método dos mínimos quadrados ordinários; e iv) aplicar a transformação inversa para definir a equação. A aplicação deste procedimento implica assumir certas propriedades dos dados (assimetria positiva, registros da mesma extensão e que os mesmos possuem o mesmo período de início e fim, entre outros) que dificilmente podem ser atendidas, prejudicando a verificação das hipóteses nas quais estão baseados os métodos lineares de regressão e, em conseqüência, seu adequado uso, bem como a confiabilidade dos resultados obtidos. Esta pesquisa apresenta um aprimoramento dos métodos de regionalização de vazões geralmente empregados, incluindo-se técnicas que levam em consideração as limitações anteriores. Estas técnicas foram: i) uso da transformada de Box-Cox na linearização da equação exponencial multivariada; ii) determinação dos coeficientes da equação de regionalização usando mínimos quadrados ponderados; e iii) verificação se os resíduos da regressão estão correlacionados ou não. Para o desenvolvimento e verificação da metodologia proposta foram usados somente registros fluviométricos de Bacias Hidrográficas Brasileiras, que drenam suas águas para o Rio Grande do Sul e/ou que estejam localizadas dentro dele. Geograficamente, a área de estudo inclui a totalidade do estado do Rio Grande do Sul e parte de Santa Catarina. As equações de regionalização foram definidas usando dados de vazões médias de longo prazo e média de cheia, para tempo de retorno de 2,33 e 50 anos. Neste último caso, as freqüências foram estimadas através do método dos momentos-L.Comparando os resultados obtidos utilizando o modelo de regionalização hidrológica proposto neste trabalho (transformada de Box-Cox / mínimos quadrados ponderados) junto a seus similares gerados usando a metodologia convencional (transformada logarítmica / mínimos quadrados ordinários) e de modelos intermediários (transformada logarítmica / mínimos quadrados ponderados e transformada de Box-Cox / mínimos quadrados ordinários), os mesmos podem ser considerados satisfatórios, visto que em todas as simulações realizadas o modelo proposto forneceu melhores resultados que aqueles obtidos com os outros modelos, sendo utilizado como padrão de comparação: 1) a qualidade do ajuste, 2) o grau de verificação das hipóteses dos métodos lineares de regressão e 3) os erros na estimativa das descargas, em termos de vazão específica. Nas simulações realizadas usando os modelos intermediários, observou-se que: i) na regionalização de vazões médias, o ganho de considerar a heterogeneidade temporal dos dados é maior do que corrigir a assimetria dos mesmos; ii) quando são usadas séries de descargas máximas, ocorre o efeito contrário, visto que o ganho de corrigir a assimetria das séries é maior do que o efeito da heterogeneidade temporal dos dados. Com relação aos resíduos da regressão, contrariamente ao esperado, os mesmos não sugerem estar correlacionados; isto pode ser conseqüência de utilizar como variável dependente um único registro por estação (vazão média de longo prazo ou média anual de cheia).

Análise da alteração do uso do solo em bacias hidrográficas

O planejamento dos recursos hídricos é uma tarefa complexa pois trata diretamente dos interesses de diversos setores da sociedade e gera freqüentemente conflitos pelo uso. Em se tratando de bacias hidrográficas esta relação de interesses se mostra bastante latente pois verifica-se toda a sorte de atividades humanas que se distribuem no espaço, ao mesmo tempo em que se observa o declínio dos recursos ambientais. Assim sendo torna-se evidente a necessidade de se compreender as inter-relações entre as forças que estimulam o processo produtivo na bacia hidrográfica. A tarefa exige um estudo mais amplo da bacia, no qual se considere as relações entre as diversas ações empreendidas pelo homem nesta unidade do espaço geográfico. Neste sentido a alteração do uso do solo se apresenta como um indicador das principais forças que promovem o desenvolvimento de uma região. Compreender como se dá este processo e capturar o padrão de evolução destas atividades no espaço da bacia significa, dentro do contexto dos recursos hídricos, possibilitar um melhor planejamento e gerenciamento das águas, tanto no aspecto qualitativo quanto quantitativo. Esta dissertação discute uma metodologia para simular o padrão de alteração de classes de uso do solo em uma bacia hidrográfica de médio porte. Para isso foram utilizadas técnicas de geoprocessamento, sensoriamento remoto e modelagem matemática. Foram considerados agentes motivadores da alteração do uso do solo a declividade do terreno e as distâncias das rodovias, dos centros urbanos e dos cursos d’água. Os resultados obtidos mostraram que a bacia de estudo avança no sentido de uma ação de degradação cada vez mais intensa em algumas regiões, caracterizada pela ocupação de áreas nativas e pela provável remoção da mata ciliar ao longo dos cursos d’água. Observou-se também que existe uma inércia maior com relação às alterações justamente nas regiões mais afastadas do centro urbano e das rodovias federais.

Caracterização da comunidade de plantas aquáticas de dezoito reservatórios pertencentes a cinco bacias hidrográficas do Estado de São Paulo

O objetivo deste trabalho foi o de avaliar e comparar a composição florística de 18 reservatórios pertencentes a cinco bacias hidrográficas do Estado de São Paulo. Os levantamentos foram realizados no período de fevereiro a setembro de 2002, com o auxílio de um barco. Percorreu-se a margem dos reservatórios das bacias hidrográficas dos rios Paraíba, Paraná, Paranapanema, Grande e Tietê, à velocidade de 30 km h-1. A cada 20 minutos, estabeleceu-se um ponto de amostragem, determinando-se sua posição por meio de GPS. em cada ponto, em área de 1.000 m², identificaram-se as espécies ocorrentes e respectivas densidades, em porcentagem da área amostrada. Foram identificadas 39 espécies, distribuídas em 21 famílias, destacando-se as flutuantes Salvinia auriculata, Eichhornia crassipes, Eichhornia azurea e Pistia stratiotes e as emersas Polygonum lapathifolium, Brachiaria arrecta,Brachiaria mutica, Cyperus sp. e Typha latifolia, considerando as quatro espécies com maior freqüência em cada bacia. O maior índice de similaridade (0,71) ocorreu entre as bacias dos rios Paranapanema e Grande, e o menor (0,49), entre as bacias dos rios Paraíba e Tietê.