Erosão Hídrica de Solos Caso de Estudo do Concelho de Tarouca

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território, área de especialização em Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica.

Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão

TEIXEIRA, José João Lopes. Departamento de Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, Agosto de 2011. Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão, Cabo Verde. Orientador: José Carlos de Araújo. Examinadores: George Leite Mamede, Pedro Henrique Augusto Medeiros. O Arquipélago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influência do deserto de Saara tornando o clima caraterizado por pluviometria muito baixa e distribuída irregularmente no espaço e no tempo. As chuvas são muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hídrica requer além da construção e manutenção de infraestrutura de captação e conservação de águas pluviais, uma gestão eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratégicos da política do estado de Cabo Verde, a captação, armazenamento e mobilização de águas superficiais através de construção de barragens. Estudos do comportamento hidrológico e sedimentológico do reservatório e da sua bacia de contribuição constituem premissas básicas para um ótimo dimensionamento, gestão e monitoramento da referida infraestrutura. É neste sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informações hidrológicas e sedimentológicas da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão (BP) e apresentar proposta operacional de longo prazo. A área de estudo ocupa 28 km² a montante da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, até 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados, série pluviométrica de 1973 a 2010, registos de vazão instantânea do período 1984 a 2000 e registos agroclimáticos da área de estudo (1981 a 2004). Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sólida em suspensão, foi utilizado o método de curva chave. Para estimativa de produção de sedimentos na bacia, aplicou-se a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) e a razão de aporte de sedimentos (SDR). O índice de retenção de sedimentos no reservatório foi estimado pelo método de Brune e a distribuição de sedimento pelo método empírico de redução de área descrito por Borland e Miller e, revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazão versus garantia foi utilizado código computacional VYELAS, desenvolvido por Araújo e baseado na abordagem de Campos. Também foi avaliada a redução da vazão de retirada do período 2006 a 2026, provocado pelo assoreamento do reservatório. Concluiu-se que em média a precipitação anual é de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuição apresenta como valor um número de curva (CN) de 76, com abstração inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e uma vazão anual afluente de 1,7 hm³(cv= 0,73); a disponibilidade hídrica para uma garantia de 85% é avaliada em 0,548 hm³/ano e não 0,671 hm³/ano como indica o projeto original. Com uma descarga sólida estimada em 22.185 m³/ano conclui-se que até o ano de 2026, a capacidade do reservatório reduz a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma redução de 41% da disponibilidade hídrica inicial. Nessa altura, as perdas por evaporação e sangria serão da ordem de 81% da vazão afluente de entrada no reservatório. Na base desses resultados se apresentou proposta de operação da BP.

Hidrossedimentologia e Disponibilidade Hídrica da Bacia Hidrográfica da Barragem de Poilão - Cabo Verde

O Arquipélago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influência do deserto de Saara tornando o clima caraterizado por pluviometria muito baixa e distribuída irregularmente no espaço e no tempo. As chuvas são muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hídrica requer além da construção e manutenção de infraestrutura de captação e conservação de águas pluviais, uma gestão eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratégicos da política do estado de Cabo Verde, a captação, armazenamento e mobilização de águas superficiais através de construção de barragens. Estudos do comportamento hidrológico e sedimentológico do reservatório e da sua bacia de contribuição constituem premissas básicas para um ótimo dimensionamento, gestão e monitoramento da referida infraestrutura. É neste sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informações hidrológicas e sedimentológicas da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão (BP) e apresentar proposta operacional de longo prazo. A área de estudo ocupa 28 km² a montante da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, até 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados, série pluviométrica de 1973 a 2010, registos de vazão instantânea do período 1984 a 2000 e registos agroclimáticos da área de estudo (1981 a 2004). Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sólida em suspensão, foi utilizado o método de curva chave. Para estimativa de produção de sedimentos na bacia, aplicou-se a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) e a razão de aporte de sedimentos (SDR). O índice de retenção de sedimentos no reservatório foi estimado pelo método de Brune e a distribuição de sedimento pelo método empírico de redução de área descrito por Borland e Miller e, revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazão versus garantia foi utilizado código computacional VYELAS, desenvolvido por Araújo e baseado na abordagem de Campos. Também foi avaliada a redução da vazão de retirada do período 2006 a 2026, provocado pelo assoreamento do reservatório. Concluiu-se que em média a precipitação anual é de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuição apresenta como valor um número de curva (CN) de 76, com abstração inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e uma vazão anual afluente de 1,7 hm³(cv= 0,73); a disponibilidade hídrica para uma garantia de 85% é avaliada em 0,548 hm³/ano e não 0,671 hm³/ano como indica o projeto original. Com uma descarga sólida estimada em 22.185 m³/ano conclui-se que até o ano de 2026, a capacidade do reservatório reduz a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma redução de 41% da disponibilidade hídrica inicial. Nessa altura, as perdas por evaporação e sangria serão da ordem de 81% da vazão afluente de entrada no reservatório. Na base desses resultados se apresentou proposta de operação da BP.

Fator erosividade da chuva de Piraju (SP): distribuição, probabilidade de ocorrência, período de retorno e correlação com o coeficiente de chuva

Foram selecionadas 874 chuvas individuais erosivas, de uma série contínua de 23 anos de registros de dados pluviográficos. As chuvas selecionadas foram cotadas, digitalizadas e, posteriormente, analisadas. O índice de erosividade, EI30, médio anual calculado foi de 7.074 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Espera-se que este índice ocorra no local pelo menos uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92%. Os valores dos índices anuais de erosividade de Piraju, esperados nos períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram, respectivamente, de 6.696, 8.730, 10.076, 11.367, 13.039 e 14.292 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Foi observada uma distribuição de 78,5% do total da erosividade anual durante o semestre de outubro a março, indicando que, nesse período, era esperada a maior parte das perdas de solo por erosão. Observou-se elevada correlação entre o índice de erosividade, EI30, médio mensal e o coeficiente de chuva. Portanto, a equação de regressão determinada permite que seja estimado, com boa margem de segurança, o EI30 para outros locais que não possuam dados pluviográficos, mas que disponham de dados pluviométricos e condições climáticas semelhantes às de Piraju (SP).

Erosividade das chuvas e sua distribuição entre 1989 e 1998 no município de Lages (SC)

A erosão hídrica resulta da erosividade das chuvas e da erodibilidade dos solos. O conhecimento da erosividade, portanto, torna-se um guia valioso na recomendação de práticas de manejo e conservação do solo que visem à redução da erosão hídrica. O objetivo do trabalho foi identificar e quantificar o fator de erosividade das chuvas naturais de Lages (SC), bem como conhecer sua distribuição temporal. A pesquisa foi realizada em 2000, utilizando dados de chuvas e perdas de solo do período entre 1989 e 1998, no Centro de Ciências Agroveterinárias de Lages (SC), situado a 27º 49' de latitude Sul e 50º 20' de longitude Oeste, a 937 m de altitude média, na região do Planalto Sul Catarinense. Foram estudados diversos fatores de erosividade, utilizando os métodos de Wischmeier & Smith e de Wagner & Massambani, de 437 chuvas erosivas, num total de 966 chuvas, compreendendo um volume médio anual de 1.301 mm de chuvas erosivas, num total médio anual de 1.549 mm de chuvas. O EI30 é o fator de erosividade (fator R da Equação Universal de Perda de Solo - EUPS) recomendado para Lages, cujo valor médio anual é de 5.790 MJ mm ha-1 h-1; 63 % do qual ocorre na primavera-verão; 76 % no período de setembro a março e, no período crítico, outubro, janeiro e fevereiro, 41 % do referido fator. Considerando o número e o volume das chuvas, 45 e 84 %, respectivamente, são erosivas.

Erodibilidade de um cambissolo húmico alumínico léptico, determinada sob chuva natural entre 1989 e 1998 em Lages (SC)

O fator de erodibilidade do solo (fator K) da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS) refere-se à susceptibilidade natural do solo à erosão e representa a quantidade de solo perdida por unidade de erosividade da chuva (fator R), sendo o seu conhecimento importante no planejamento conservacionista. Utilizando dados de perda de solo, obtidos sob condições de chuva natural, em tanques coletores de escoamento superficial, e de erosividade (EI30) das chuvas naturais, no período de 1989 a 1998, em Lages (SC), calculou-se, pelo quociente entre essas variáveis e por regressão linear simples entre elas, o fator de erodibilidade do solo para um Cambissolo Húmico alumínico léptico com 0,102 m m-1 de declividade média. Com este objetivo, foram utilizados valores de erosividade (EI30) de 437 eventos de chuva e de perdas de solo, obtidas em parcelas de 3,5 x 22,1 m desprovidas de vegetação e crosta superficial. O preparo do solo, executado no sentido paralelo ao declive duas vezes ao ano, consistiu de uma aração e duas gradagens. Os valores de erodibilidade médios anuais, estimados pelo quociente e por regressão linear simples entre as perdas de solo e as erosividades, foram de 0,0115 e 0,0151 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, respectivamente. Pelos respectivos modos de obtenção, os valores de erodibilidade médios estacionais estimados foram de 0,0105 e 0,0121 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, para a primavera-verão, e de 0,0132 e 0,0220 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, para o outono-inverno.

Erodibilidade de um nitossolo háplico alumínico determinada em condições de campo

O termo erodibilidade do solo (fator K na Equação Universal de Perda de Solo - EUPS) expressa a suscetibilidade natural do solo à erosão hídrica. O fator K representa a taxa de perda de solo por unidade de erosividade da chuva (fator R na EUPS). O conhecimento do fator K, juntamente com os demais fatores do modelo EUPS, é importante no planejamento conservacionista, pois, por meio desse modelo, estimam-se as perdas médias anuais de solo esperadas para determinadas condições. Dados de perda de solo, obtidos em campo em solo sem cultivo e com preparo convencional, sob condições de chuva simulada, no período de novembro de 2001 a março de 2004, no sul do Planalto Catarinense, foram utilizados para calcular o fator K de um Nitossolo Háplico alumínico típico, com declividade média de 0,15 m m-1. O fator K foi calculado pela razão entre as perdas de solo e a erosividade das chuvas e, ainda, estimado por análise de regressão linear simples entre estas duas variáveis. Foram utilizados valores de erosividade das chuvas (EI30) de 11 testes de chuva simulada e suas respectivas perdas de solo, obtidas em parcelas de 3,5 x 11,0 m, desprovidas de vegetação e de crosta superficial, após terem sido mantidas sem cultivo e sob preparo de solo contínuo por dois anos. O preparo do solo, executado no sentido do declive, duas vezes ao ano, consistiu de uma aração e duas gradagens. A crosta superficial e as plantas espontâneas eram mecanicamente eliminadas por meio de escarificação e de capina manual com enxada. O fator erodibilidade do solo determinado para o Nitossolo Háplico alumínico foi de 0,011 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1 quando calculado por meio da razão entre os valores anuais de perda de solo e do índice de erosividade das chuvas e de 0,012 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1 quando estimado por meio de regressão linear simples entre estas duas variáveis.

NetErosividade MG: erosividade da chuva em Minas Gerais

A erosividade da chuva é um índice numérico que expressa a capacidade das chuvas em provocar erosão hídrica no solo. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um programa computacional para estimar os valores da erosividade da chuva no Estado de Minas Gerais com base em redes neurais artificiais (RNAs). O valor anual da erosividade da chuva é obtido pelo somatório dos valores mensais dos índices de erosividade EI30 ou KE > 25. Foram utilizados para cálculo de cada um desses índices dois métodos de obtenção da energia cinética de precipitação pluvial. Dessa maneira, obtiveram-se quatro valores de erosividade para cada mês, totalizando o desenvolvimento de 48 redes. As RNAs desenvolvidas foram implementadas no ambiente de programação Borland Delphi 7.0. O programa computacional desenvolvido foi denominado NetErosividade MG. O programa fornece, de forma fácil e rápida, os valores mensais e anual da erosividade da chuva para qualquer localidade do Estado de Minas Gerais.

Erodibilidade, fatores cobertura e manejo e práticas conservacionistas em argissolo vermelho-amarelo, sob condições de chuva natural

Os modelos de predição de perda de solo têm se tornado importantes ferramentas no planejamento conservacionista, sendo, para tanto, fundamental a estimativa local dos parâmetros que influenciam o processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi determinar a erodibilidade (fator K) e os fatores manejo e cobertura (fator C) e práticas conservacionistas de suporte (fator P) da Equação Universal da Perda de Solo (USLE), em um Argissolo Vermelho-Amarelo. Foram avaliadas as perdas de solo (PS) ocorridas em parcelas-padrão de Wischmeier, no período de 2006 a 2011, com seus respectivos índices de erosividade (EI30). Valores de erodibilidade foram calculados pelo quociente entre PS e EI30 das chuvas anuais (Ka) e total no período (Kt) e pelo coeficiente angular gerado pela análise de regressão linear entre esses mesmos parâmetros (Kci e Kct). Os fatores C e P foram estimados para a cultura do milho, durante três anos de cultivo em nível (MN). Os valores de Kt e Kct obtidos foram de 0,0090 e 0,0106 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, respectivamente. Os valores médios calculados para os fatores C e P são de 0,0070 Mg ha Mg-1 ha-1 e de 0,45, respectivamente, indicando redução de 55 % na perda de solo do MN, em relação ao MMA. Os valores dos fatores K, C e P encontrados podem ser usados como primeira aproximação para estudos de manejo e conservação do solo e da água na região.

Modelo multicritério aditivo na geração de mapas de suscetibilidade à erosão em área rural

O objetivo deste trabalho foi avaliar a geração de um mapa de suscetibilidade à erosão, em área rural, no Município de Guararapes, SP, por meio de modelo multicritério aditivo. Foram utilizados mapas digitais dos temas: relevo (declividade e comprimento das rampas); pedologia (obtida em campo); uso e cobertura das terras da região; e interpretação do modelo digital de elevação. Os mapas digitais foram tratados em ambiente de sistema de informação geográfica, por meio do método multicritério aditivo, e validados pelo modelo da equação universal de perda de solo (USLE). Foram geradas cinco classes de suscetibilidade à erosão: baixa, moderada, alta, muito alta e altíssima. O mapa de risco obtido por multicritério aditivo teve boa correspondência com o modelo USLE. O mapa de suscetibilidade à erosão pode ser aplicado ao planejamento agrícola e ambiental da área rural do Município de Guararapes.

Potencial de erosão da bacia do Rio Uberaba

Este trabalho teve por objetivo identificar qualitativamente as áreas suscetíveis à erosão laminar na bacia do Rio Uberaba, localizada em Uberaba -MG, apoiado no modelo matemático da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS). Foram utilizadas cartas de: solos, uso e ocupação das terras, redes de drenagem, declividade e dados pluviográficos, utilizando-se de um Sistema de Informação Geográfica (SIG -IDRISI). A espacialização do potencial de erosão só foi possível a partir da estimativa da tolerância às perdas laminares para cada tipo de solo da bacia, e da profundidade dos solos, por entender que as perdas são mais significativas em solos mais rasos do que em solos muito profundos. Na análise dos resultados, verificou-se que 37% da área total da bacia do Rio Uberaba (905,24 km²) sofrem perdas de solos acima do limite de tolerância, sendo 12% em solos profundos e 25% em muito profundos, e a espacialização deste evento favorece a adoção de ações efetivas quanto à conservação dos solos da bacia.

Potencial de erosão da bacia do Rio Uberaba

Este trabalho teve por objetivo identificar qualitativamente as áreas suscetíveis à erosão laminar na bacia do Rio Uberaba, localizada em Uberaba -MG, apoiado no modelo matemático da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS). Foram utilizadas cartas de: solos, uso e ocupação das terras, redes de drenagem, declividade e dados pluviográficos, utilizando-se de um Sistema de Informação Geográfica (SIG -IDRISI). A espacialização do potencial de erosão só foi possível a partir da estimativa da tolerância às perdas laminares para cada tipo de solo da bacia, e da profundidade dos solos, por entender que as perdas são mais significativas em solos mais rasos do que em solos muito profundos. Na análise dos resultados, verificou-se que 37% da área total da bacia do Rio Uberaba (905,24 km²) sofrem perdas de solos acima do limite de tolerância, sendo 12% em solos profundos e 25% em muito profundos, e a espacialização deste evento favorece a adoção de ações efetivas quanto à conservação dos solos da bacia.

A dinâmica erosiva na Bacia do Córrego Ibitinga - Rio Claro (SP): uma abordagem empírico-dedutiva

Pós-graduação em Geografia - IGCE

Aplicação da RUSLE a uma pequena bacia hidrográfica da Amazônia

A Amazônia vem sofrendo severas mudanças provocadas por atividades antrópicas, dentre as quais se destaca a transformação de áreas de floresta em áreas de uso agropecuário, resultando na intensificação dos processos erosivos. A erosão, com destaque ao arraste de partículas pelo escoamento superficial, causa redução da fertilidade do solo, prejudicando a produtividade agrícola, além de impactar a qualidade e quantidade dos recursos hídricos superficiais, fato agravado pelo forte regime pluviométrico e solos naturalmente pobres da região. Nesse contexto, o conhecimento dos processos erosivos, através da utilização de modelos matemáticos para predição da perda de solo, auxilia na determinação de práticas de manejo para o uso sustentável dos recursos naturais. A presente pesquisa buscou avaliar a aplicabilidade do modelo empírico RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) na região, o qual considera a interação entre a energia da chuva, as características de solo e relevo, assim como os usos e manejos praticados. A pesquisa aplicou a RUSLE no trecho superior da bacia do igarapé da Prata, com uma área aproximada de 37 km^², que fica localizada no município de Capitão Poço/PA, aproximadamente 160 km da capital Belém, na Meso Região Nordeste Paraense. A metodologia empregada constou da construção de uma base de dados georreferenciada, formada a partir de fontes públicas, que passaram por adequações para inserção no ambiente SIG, que quando combinados permitiram a geração de um mapa de perda de solo da área de estudo. A pequena bacia do igarapé da Prata apresentou valores da perda de solo que variaram entre 0,004 e 72,48 t/ha.ano, com uma média de 5,12 e desvio padrão de 6,97, onde aproximadamente 12% de sua área total apresentam riscos ambientais devido aos processos erosivos. E o percentual restante, para não sofrer riscos, depende de boas práticas conservacionistas.