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.

O uso de sistema de informação geográfica na avaliação de diferentes alternativas de geração de cartas de suscetibilidade à erosão

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Auxílio do geoprocessamento para a geração do mapa de suscetibilidade à erosão: o caso do córrego Mandu, Rio Claro/SP

The mining of sand, currently, is essential for urban growth, by providing input for the building industry. The consequences of this mining activity to environmental triggers may be severe and irreversible. Among the major impacts caused by sand mining the riparian vegetation removal is detached. The riparian vegetation is essential for balance and maintaining the local ecosystem. For all that had been shown, is possible to verify the importance of environmental studies in areas wich there are mining. This study aimed specially to assess environmental impacts triggered by a mining, located near the headwaters of the stream Mandu, situated in Ajapi, District of Rio Claro-SP. For this purpose, we used remote sensing techniques and GIS to produce thematic maps of slope, pedology, geology, land use and occupation of the soil, and riparian vegetation, using the capabilities of GIS / ArcGIS. The slope map was based on data from the Cartographic IGC 1979, scale 1:10,000. For the production of pedological and geological maps were used Semi-Detailed soil survey of the state of São Paulo, 1981 (1:100,000) and the Geological Map of Zaine (1994), scale 1:50,000, respectively. Since the maps of Use and Land Occupation and Riparian Forest were obtained by visual interpretation of the image of CBERS 2010 following the merger between the HRC and CCD images. From these mappings, and through multi-criteria analysis, map of susceptibility to erosion was made, which supported the environmental assessment of the studied area, indicating susceptible and unsuitable areas for the deployment of economic activities and urban sprawl. This study serves as a model can be replicated in other watersheds, assisting in the proper use planning and land use, aiming at the rational use of natural resources

Diagnóstico da suscetibilidade à erosão linear, fluvial e assoreamento em trecho da Bacia do Rio Passa Cinco, Ipeúna-SP

Este trabalho teve como tema principal o mapeamento geológico-geotécnico de determinado trecho da Bacia do rio Passa Cinco, e sua suscetibilidade a processos erosivos lineares, fluviais e de assoreamento. A área tem 129km2 e está situada principalmente no município de Ipeúna, estado de SP. O estudo foi desenvolvido a partir de análise por sensoriamento remoto (land systems) de fotos aéreas e associação a mapas geológicos, geomorflógicos, pedológicos e perfis de alteração. Esta análise integrada permitiu a divisão da área em dez Unidades Básicas de Compartimentação (UBCs), com base na metodologia apresentada por VEDOVELLO em diversos trabalhos. Foram obtidas dez Unidades Básicas de Compartimentação, apresentadas na ordem de ocorrência na Depressão Periférica (6 Unidades) e no relevo escarpado (4 Unidades). A partir desta compartimentação, verificações em campo e imagens de satélite foram adotados parâmetros para a análise quanto a suscetibilidade a aos processos erosivos lineares, fluviais e de assoreamento, obtendo-se três Unidades com alta suscetibilidades a processos erosivos lineares, e uma Unidade com alta suscetibilidade a processos erosivos fluviais e assoreamento. Como produto foi gerado um Mapa geológico–geotécnico em escala 1:50.000, com perfil representativo da área e uma tabela-síntese com as principais características e análise de suscetibilidade aos processos analisados

Aplicação de índice comparativo na avaliação do risco de degradação das terras

A determinação do risco de degradação das terras em uma microbacia hidrográfica constitui importante subsídio para o planejamento agrícola e ambiental. A tendência atual é que as informações necessárias para a avaliação das terras sejam compatíveis com técnicas de geoprocessamento e tratadas de forma menos subjetiva. Todavia, critérios ou parâmetros que avaliem quantitativamente o risco de degradação das terras e que sejam compatíveis com a escala de microbacia hidrográfica e aplicáveis por meio de Sistemas de Informação Geográfica (SIGs) ainda precisam ser mais bem definidos. O objetivo deste trabalho, realizado no segundo semestre de 1996, foi elaborar um método de avaliação comparativa do risco de degradação das terras na bacia hidrográfica dos Marins (Piracicaba, SP), sob diferentes cenários de uso, utilizando SIG. Os mapas de risco de degradação foram gerados com base em matrizes de decisão para os seguintes cenários de uso: (a) sem cobertura vegetal; (b) uso atual da terra; (c) uso único; (d) uso redistribuído; (e) uso planejado. Os resultados foram comparados por um índice denominado "Índice Ponderado de Risco de Degradação (IP D)". Por meio desse índice foi possível comparar quantitativamente o risco de degradação para os cenários de uso propostos. Os resultados mostraram que a tentativa de alterar apenas a distribuição espacial dos usos da terra não foi suficiente para diminuir o risco de degradação final da área, caracterizando, assim, a superutilização das terras da microbacia. Para diminuir os impactos causados por essa superutilização, faz-se necessária a definição de critérios de restrição de ocupação que conciliem áreas de maior suscetibilidade à erosão com usos que ofereçam maior proteção ao solo, levando à diminuição da área ocupada com culturas anuais e semiperenes.

Relação entre a erodibilidade em entressulcos e estabilidade dos agregados

A erodibilidade do solo é uma característica utilizada nos planejamentos conservacionistas, especialmente, quando áreas agrícolas são utilizadas intensivamente. As práticas de conservação devem ser mais intensas em solos com erodibilidade alta do que em áreas com erodibilidade baixa. Como a determinação da erodibilidade do solo é difícil de ser realizada no campo, avaliou-se a relação entre os índices de expressão de estabilidade dos agregados e a erodibilidade do solo em entressulcos, utilizando amostras de solos do Rio Grande do Sul com propriedades químicas, físicas e mineralógicas diferentes. Foram medidas em laboratório a estabilidade dos agregados e a erodibilidade do solo em entressulcos, servindo-se de chuva simulada. Os coeficientes de determinação (R²) entre diferentes índices de estabilidade dos agregados e a erodibilidade do solo em entressulcos foram significativos (p < 0,01), indicando que esses índices foram adequados para predizer a erodibilidade do solo em entressulcos. Alguns índices que usam o diâmetro médio ponderado para expressar a estabilidade dos agregados também foram significativos (p < 0,05). A estabilidade dos agregados mostrou-se adequada para estimar a suscetibilidade dos solos à erosão hídrica em entressulcos.

Avaliação da aptidão agrícola de solos do Acre por diferentes especialistas

Os sistemas de avaliação da aptidão ou do potencial agrícola das terras têm sido utilizados nas diversas regiões do Brasil, por várias equipes e com múltiplas aplicações. O objetivo deste trabalho foi avaliar, para solos no Estado do Acre, como diferentes especialistas percebem a importância relativa dos indicadores de um sistema de aptidão agrícola e como eles interpretam esses atributos para a definição das diferentes classes de aptidão. Foram utilizados 10 perfis de solos analisados para a IX Reunião Brasileira de Classificação e Correlação de Solos, localizados entre os municípios de Rio Branco e Cruzeiro do Sul, Amazônia - região caracterizada por sedimentos da Formação Solimões como material de origem dos solos. As interpretações da aptidão agrícola dos solos foram feitas por seis especialistas, os quais avaliaram os indicadores de aptidão agrícola, aplicando cinco graus dos fatores de limitação: deficiência de fertilidade, deficiência de água, deficiência de oxigênio, suscetibilidade à erosão e impedimentos à mecanização. A partir desses fatores, foram estabelecidas as classes e os grupos de aptidão para cada perfil de solo, que foram comparados usando análise discriminante e por similaridade. Os resultados indicaram que as variáveis relacionadas a estoque de nutrientes, tipo de argila, classe textural e de drenagem e relevo local foram as mais relevantes na distinção dos ambientes pelos especialistas. A interpretação da aptidão agrícola por especialistas não foi inteiramente reproduzível para todos os solos, estando sujeita a variações decorrentes da experiência dos avaliadores e de seu conhecimento sobre o ambiente e os diferentes tipos de uso da terra.

Erodibilidade de um Cambissolo Húmico sob chuva natural

A estimativa de perdas de solo é fundamental para o planejamento conservacionista. Com essa finalidade, destaca-se no Brasil o uso da Equação Universal de Perdas de Solo (USLE), para cuja utilização há escassez de dados obtidos de acordo com o método-padrão desse modelo. Entre os fatores que compõem a USLE, a erodibilidade do solo (fator K) é de difícil obtenção em razão da necessidade de conduzir experimentos em campo por longo tempo sob chuva natural. Com o objetivo de quantificar a erodibilidade do solo em um Cambissolo Húmico em Lages, SC, utilizando-se do método-padrão da USLE, quantificaram-se a erosividade (EI30) das chuvas naturais e as respectivas perdas de solo durante o período de 1993 a 2012. A erodibilidade foi determinada pelo quociente entre essas variáveis e pela regressão linear simples dessas. O valor de erodibilidade anual estimado pelo quociente e pela regressão linear simples entre as perdas de solo e as erosividades foi respectivamente de 0,0175 e 0,0172 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1. A erodibilidade nos períodos de primavera-verão e outono-inverno apresentou pequenas variações em relação à média anual. A erodibilidade mensal variou de 0,0083 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1 no mês de dezembro a 0,0241 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1, no mês de abril. Ao longo do período de tempo avaliado, a erodibilidade anual evidenciou maior incremento nos anos iniciais e menor incremento nos anos finais.

ATRIBUTOS QUÍMICOS E FÍSICOS DE SOLO CULTIVADO COM OLERÁCEAS EM MICROBACIA HIDROGRÁFICA, APÓS DESASTRE AMBIENTAL

RESUMO A matéria orgânica do solo é uma importante fonte primária de nutrientes às plantas e influencia a infiltração, retenção de água, suscetibilidade à erosão e agregação do solo. No entanto, esse processo está condicionado à qualidade e quantidade da matéria orgânica aportada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do desastre ambiental causado pela chuva em áreas de produção de oleráceas na região Serrana do Rio de Janeiro. Foram selecionadas as seguintes áreas: A1: sem impacto (testemunha); A2: soterramento total e cultivo de aveia + ervilhaca; A3: transbordamento do rio e cultivo de milheto + girassol; A4: transbordamento do rio e grande deposição de areia com cultivo de aveia-preta; A5: transbordamento do rio com grande deposição de areia e sem cultivo; e A6: transbordamento do rio em pequena escala e sem cultivo. As propriedades edáficas analisadas foram: textura; densidade do solo (Ds); densidade de partículas (Dp); diâmetro médio ponderado (DMP) e diâmetro médio geométrico (DMG) de agregados estáveis em água; pH(H2O), Al3+, Ca2++Mg2+, Na+, H+Al, K, P e carbono orgânico total (COT); e frações granulométricas e químicas da matéria orgânica. Os maiores valores de DMP e DMG foram observados nas áreas A3 e A6, que seguem a mesma tendência dos maiores teores de argila. Os teores de COT e suas frações químicas e físicas apresentaram diferenças em relação à testemunha com os menores valores verificados nas áreas que foram submetidas ao impacto pelo transbordamento do rio e grande deposição de areia. As áreas que foram impactadas pelo soterramento com predomínio da fração argila apresentaram valores semelhantes ou superiores aos da testemunha. As variáveis foram selecionadas e avaliadas por meio da análise de componentes principais, que evidenciou distinção entre as áreas estudadas, com separação entre elas associada à textura do solo e densidade de partículas.

Propriedades físicas do solo relacionadas a diferentes níveis de oferta de forragem de capim-elefante-anão cv. Mott

O excesso de carga animal ocasionado por diferentes lotações sobre as pastagens pode afetar algumas propriedades do solo, aumentar a suscetibilidade à erosão hídrica e diminuir sua capacidade produtiva. A pesquisa, realizada em 1996, na Estação Experimental da EPAGRI, Ituporanga, SC, objetivou avaliar as alterações na densidade do solo, porosidade, diâmetro médio ponderado dos agregados e taxa de infiltração de água no solo submetido a diferentes níveis de oferta de forragem numa pastagem de capim-elefante-anão (Pennisetum purpureum Schum.) cv. Mott. Foram estudados os níveis de oferta de forragem: 4,0, 8,0, 12,0 e 16,0%, além de uma área de campo natural sem pastejo e uma área de mata nativa (testemunha), em Cambissolo álico. Os resultados indicaram uma diminuição da densidade, com conseqüente aumento da porosidade e do diâmetro médio dos agregados com o aumento da oferta de forragem equivalente à diminuição da pressão de pastejo. A taxa inicial de infiltração de água no solo tendeu a diminuir com o aumento da oferta de forragem. Abaixo do nível crítico de 12,0% de oferta de forragem, as propriedades físicas do solo foram fortemente afetadas pelas altas pressões de pastejo.

Identificação de áreas para recomposição florestal com base em princípios de ecologia de paisagem

O manejo de áreas florestais com base em princípios de ecologia da paisagem é uma tendência do setor florestal, que tem como proposta o gerenciamento integrado dos aspectos econômicos, sociais e ambientais da atividade produtiva, envolvendo decisões complexas que podem ser auxiliadas pelas técnicas de geoprocessamento. No presente trabalho objetivou-se o desenvolvimento de uma metodologia para aplicação dos conceitos de ecologia de paisagem no planejamento do uso da terra em áreas de reflorestamento, por meio da utilização de um sistema de informações geográficas. Para tal, utilizou-se como área de estudo uma fazenda de reflorestamento da International Paper do Brasil, tendo sido estabelecidos cinco critérios para determinação de áreas para recomposição: fertilidade dos solos, mata nativa existente, corpos d'água, declividade e suscetibilidade à erosão. Esses fatores foram analisados, empregando-se os recursos de decisão multicritérios, em ambiente SIG. Como resultado foi obtido um mapa com áreas adequadas à recomposição florestal, segundo os critérios adotados. Com este mapa realizou-se uma simulação, alocando uma nova área de floresta nativa, e o resultado foi avaliado em nível de paisagem por meio de índices apropriados.

Incorporação de indicadores de sustentabilidade na priorização de áreas para restauração florestal na bacia do rio Corumbataí, SP

Na bacia do rio Corumbataí, a vegetação natural ocupa menos de 3% de sua área total, e a ausência dessa vegetação florestal tem levado ao aumento dos processos erosivos e ao desequilíbrio do regime hídrico de seus rios, causando diversos problemas no abastecimento de água de várias cidades, como Piracicaba e Rio Claro. Desse modo, existe a necessidade de um reflorestamento criterioso em áreas dessa bacia. No entanto, devido à limitação de recursos, é necessário que sejam realizados estudos de seleção de áreas prioritárias para que, com os recursos disponíveis, o ganho ambiental das áreas restauradas seja máximo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de priorização de áreas para restauração florestal baseado no uso de indicadores de sustentabilidade em microbacias. Cinco indicadores foram utilizados: porcentagem de mata nativa na APP; descontinuidade da vegetação nativa na bacia; diversidade da paisagem; variação média do uso da terra; e suscetibilidade à erosão. A seleção das microbacias para restauração das áreas de APP foi realizada por meio da ponderação linear dos indicadores e ordenamento das microbacias. Simulação inicial foi realizada para a seleção de 1.000 ha para restauração, e os resultados indicaram que os indicadores representam diferentes aspectos de sustentabilidade das microbacias. O método foi considerado útil na seleção de microbacias em condições extremas, diferenciando aquelas que necessitam de ações de conservação daquelas que necessitam de ações de restauração.

Integração de dados por meio de geoprocessamento, para a elaboração de mapas geotécnicos, análise do meio físico e suas interações com a mancha urbana : o caso de Porto Alegre (RS)

A elaboração de diagnósticos e a tomada de decisões sobre o meio físico, com a finalidade de estabelecer diretrizes para a ocupação racional do solo, são cada vez mais prementes, especialmente, no que diz respeito ao direcionamento da expansão urbana para áreas mais favoráveis. Da mesma forma, a facilidade de acesso aos parâmetros geotécnicos de uma região constituí um inestimável recurso nas etapas preliminares dos projetos de Engenharia, no planejamento de atividades extrativas e nos programas de preservação ambiental. A cartografia geotécnica, nesse sentido, tem sido um dos instrumentos mais eficientes para a avaliação do meio físico nas últimas décadas. Entretanto, o desenvolvimento de um mapa geotécnico requer a análise de um grande número de informações que precisam ser tratadas e combinadas com rapidez. Esta tese apresenta uma metodologia para a integração de dados, por meio da ferramenta básica geoprocessamento, visando agilizar, na fase de escritório, a elaboração de mapas geotécnicos e a análise de determinados aspectos do meio físico sob o ponto de vista da Geotecnia, bem como suas interações com a mancha urbana existente. A área teste escolhida é o município de Porto Alegre (RS) situado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul, à margem esquerda do Lago Guaiba, cuja paisagem é marcada pela diversidade de cenários naturais formados por terrenos de coxilhas, morros, cristas, lagos e planícies. A metodologia envolve a captura, o processamento e a integração de informações provenientes de fontes diversas como mapas temáticos, levantamento aerofotogramétrico, cartas topográficas, fotografias aéreas, imagens de satélite, boletins de sondagens SPT (Standart Penetration Test), dissertações e teses acadêmicas. Para isso, é constituída por nove etapas distintas, que utilizam: a) sistema de digitalização para a conversão de informações analógicas para o meio digital; b) modelagem digital do terreno (MDT) para o modelamento e a identificação do relevo, a determinação de declividades, o mapeamento de áreas com isodeclividades e o cálculo do fator topográfico, esse último objetivando a determinação da suscetibilidade à erosão laminar; c) técnicas de processamento e classificação de imagens orbitais para os mapeamentos das áreas inundáveis e da mancha urbana; d) Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) para o processamento e a integração de informações georreferenciadas no computador; e) banco de dados digital para o armazenamento de dados descritivos sobre o meio físico e parâmetros geotécnicos obtidos em laboratório, sondagens e outras formas de investigação in situ. A estimativa das unidades geotécnicas é procedida com base na proposta metodológica para mapeamento geotécnico desenvolvida por Davison Dias (1995), na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Além da elaboração do mapa geotécnico, a metodologia propõe a análise e o cruzamento de vários fatores do meio físico com a mancha urbana existente, ou com uma subárea pertencente à região de estudo, a geração de mapas de aptidão do solo para diferentes usos e a identificação das áreas consideradas de eventos perigosos e de risco geológico. Os principais softwares empregados são o AutoCAD@, o SURFER@, ACESS@ e o IDRISI 2.0@, desenvolvido pela Clark University, USA. Os resultados obtidos a partir da implementação da metodologia demonstraram a importância e a contribuição que a ferramenta básica geoprocessamento pode trazer aos estudos geotécnicos. Os diferentes sistemas de geoprocessamento utilizados para a manipulação e tratamento das informações espaciais mostraram-se adequados e eficientes quando aplicados na coleta, processamento e integração de dados geotécnicos. Para a área teste foram identificadas trinta e sete unidades com perfis de solos com comportamento geotécnico praticamente similar frente ao uso e à ocupação do solo, cujas informações descritivas sobre o meio físico puderam ser facilmente acessadas e visualizadas, no computador, por meio da integração banco de dados geotécnicos com Sistema de Informações Geográficas. Por outro lado, o emprego de técnicas de processamento e classificação de imagens digitais revelou-se um recurso importante para a obtenção de informações sobre o meio físico, enquanto o uso de modelagem digital do terreno (MDT) agilizou o mapeamento das declividades e o cálculo da suscetibilidade potencial à erosão laminar, além de permitir a geração do relevo em perspectiva da região estudada.

Avaliação da produção de sedimento na bacia hidrográfica do rio Potengi através do modelo SWAT

Anthropic disturbances in watersheds, such as inappropriate building development, disorderly land occupation and unplanned land use, may strengthen the sediment yield and the inflow into the estuary, leading to siltation, changes in the reach channel conformation, and ecosystem/water quality problems. Faced with such context, this study aims to assess the applicability of SWAT model to estimate, even in a preliminary way, the sediment yield distribution along the Potengi River watershed, as well as its contribution to the estuary. Furthermore, an assessment of its erosion susceptibility was used for comparison. The susceptibility map was developed by overlaying rainfall erosivity, soil erodibility, the slope of the terrain and land cover. In order to overlap these maps, a multi-criteria analysis through AHP method was applied. The SWAT was run using a five year period (1997-2001), considering three different scenarios based on different sorts of human interference: a) agriculture; b) pasture; and c) no interference (background). Results were analyzed in terms of surface runoff, sediment yield and their propagation along each river section, so that it was possible to find that the regions in the extreme west of the watershed and in the downstream portions returned higher values of sediment yield, reaching respectively 2.8 e 5.1 ton/ha.year, whereas central areas, which were less susceptible, returned the lowest values, never more than 0.7 ton/ha.ano. It was also noticed that in the west sub-watersheds, where one can observe the headwaters, sediment yield was naturally forced by high declivity and weak soils. In another hand, results suggest that the eastern part would not contribute to the sediment inflow into the estuary in a significant way, and the larger part of the sediment yield in that place is due to anthropic activities. For the central region, the analysis of sediment propagation indicates deposition predominance in opposition to transport. Thus, it s not expected that isolated rain storms occurring in the upstream river portions would significantly provide the estuary with sediment. Because the model calibration process hasn t been done yet, it becomes essential to emphasize that values presented here as results should not be applied for pratical aims. Even so, this work warns about the risks of a growth in the alteration of natural land cover, mainly in areas closer to the headwaters and in the downstream Potengi River

Utilização de índices de vegetação para estimativa da proteção do solo pela cobertura vegetal: uma contribuição para o uso da equação universal das perdas de solo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)