modelagem da erosão hídrica da sub-bacia hidrográfica - Unifal-MG

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MODELAGEM DA EROSÃO HÍDRICA DA SUB-BACIA
HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO PEDRA BRANCA NO MUNICÍPIO DE
ALFENAS – MG PELO MODELO EPM
Augusto César Ferreira Guiçardi1
[email protected]
Prof. Dr. Marx Leandro Naves Silva2
[email protected]
Dr. Sc. Velibor Spalevic3
[email protected]
Prof. Dr. Ronaldo Luiz Mincato4
[email protected]
1Mestrando
do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade Federal de
Alfenas -UNIFAL-MG.
2Departamento
3Department
de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras – UFLA.
of Geography, Faculty of Philosophy, University of Montenegro, Montenegro.
4Instituto
de Ciências da Natureza, Universidade Federal de Alfenas – UNIFAL-MG
1. Introdução e Justificativas
As paisagens são naturalmente alteradas pela ação dos fatores climáticos que
agem constantemente no modelado do relevo e, desta forma, os ecossistemas tendem
a estar em equilíbrio, apresentando taxas de pedogênese e morfogênese equilibradas.
Porém, quando adicionado o fator antrópico, este sistema torna-se potencialmente
mais propenso ao desequilíbrio, que culmina em degradação ambiental. Neste
contexto, as altas taxas de perda de solo têm chamado muita atenção, tanto que a
Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) intitulou o ano
de 2015 como o “Ano Internacional dos Solos”, visto que, segundo a organização, 33%
das terras do planeta estão degradadas, sendo que destas, 40% estão em zonas com
altos índices de pobreza. E as principais causas de degradação são a erosão hídrica,
o intenso uso de agrotóxicos e o desmatamento. (FAO, 2015).
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A sub-bacia hidrográfica do Córrego Pedra Branca possui área de 2.642 ha e
percorre em eixo longitudinal toda a área urbana da cidade de Alfenas – MG. Possui
relevante interesse ecológico, pois presta serviço ambiental à população e requer
atenção visto que são cultivadas plantações de batata, café, cana-de-açúcar,
eucalipto, milho, feijão, além de áreas destinadas às pastagens e à ocupação urbana,
portanto, sob forte pressão antrópica. A realização deste trabalho será de grande
importância para proposição de melhoria das práticas de manejo da área estudada,
com atenção especial para os fatores desencadeadores dos processos erosivos, uma
vez que estes provocam a redução da qualidade e da quantidade da água, devido à
presença de sedimentos e suas associações com insumos agrícolas, da ocorrência de
inundações causadas por alterações no regime fluvial, assim como assoreamento de
córregos e lagos diminuindo a oferta hídrica o que afeta a fauna, a flora e as atividades
humanas (GUERRA, 2005).
2. Objetivos
Avaliar áreas que superam o limite de Tolerância de Perda de Solo (TPS) para
determinação da intensidade da erosão em bacias hidrográficas, com base nas suas
características físico-geográficas e hidrológicas pelo Método da Erosão Potencial
(Erosion Potential Method - EPM) e comparar com os dados previamente obtidos pela
Equação Universal de Perda de Solo Revisada (Revised Universal Soil Loss Equation
- RUSLE). Visa ainda identificar as causas de degradação e recomendar medidas
relacionadas às práticas agrícolas que preservem o solo e seus atributos afim da
promoção da melhoria da produtividade agropecuária concomitante à conservação da
biodiversidade da região Sul de Minas Gerais.
3. Fundamentação Teórica
3.1 Bacia hidrográfica como unidade natural
À luz da gestão de recursos hídricos, é adotada a bacia hidrográfica como
unidade natural de estudo e gestão, pois é mais propícia para o planejamento físicoterritorial por se caracterizar também como uma rede de drenagem própria que segue,
por meio da força da gravidade, para o deflúvio no ponto mais baixo do terreno por
onde os cursos d’água seguem preferencialmente até desaguar no mar, não sofrendo
assim influência de áreas que vão além dos seus interflúvios, conforme a Política
Nacional de Recursos Hídricos, Lei nº 9.433 (BRASIL, 1997) Portanto, buscando maior
acuidade entre causa e efeito dos processos hidrossedimentológicos e considerando
os processos bióticos e abióticos, é possível dividi-la em sub-bacias, como unidades
de escala mais detalhada, que de acordo com Leonardo (2003) representam a ligação
entre a escala micro, em nível de análise, verificação, medição, monitoramento e
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intervenção in loco e a macro escala de análise, correspondente à paisagem, região,
nação, onde são direcionadas a legislação, as normas e as políticas públicas.
3.2 Solos e erosão
O solo é formado por uma coleção de partículas não consolidadas que cobre a
superfície da crosta terrestre constituído por matéria mineral e matéria orgânica e
vazios preenchidos por água e ar. É o substrato para as plantas e para a construção
civil, além de ser o habitat para vasta diversidade biológica. Integra o sistema de
suprimento e purificação das águas, recicla nutrientes e resíduos e regulam a
estocagem e liberação de gases. (NEEDELMAN, 2013). É um recurso natural não
renovável na escala de tempo humana, a formação dos solos se caracteriza por uma
taxa de formação muito lenta, com valores de 0,1 a 1,0 mm em média por ano e em
contrapartida pode-se perder até 30 cm de solo em um ano com práticas agrícolas
predatórias, ou seja, sem nenhuma prática conservacionista associada. (CORTEZ;
ABREU, 2008). Dechen et al. (2015) estimaram para o Brasil perdas de 616,5 milhões
de toneladas de terra ao ano, decorrentes do processo de erosão do solo em lavouras
anuais, e custos da ordem de US$ 1,3 bilhão ao ano, sem contar o prejuízo ambiental.
A erosão em si é um processo mecânico que age na superfície ou em
profundidade que se traduz na desagregação, transporte e deposição de partículas do
solo, subsolo e regolito pelo agente atuante podendo ser as águas ventos e geleiras
ou acelerada pelas ações antrópicas. (MAGALHÃES, 1995). O desmatamento e
consequente exposição do solo, propicia a desagregação e retirada de partículas do
solo por meio do salpicamento das gotas da chuva e carreação destas partículas por
meio do escoamento superficial, runoff. Toda esta descarga pluvial se transforma de
energia cinética em energia potencial, se intensificando de acordo com o relevo e a
impermeabilização do solo, causando movimentos de massa, enchentes e assim
depositando todo o material transportado nas áreas mais baixas, assoreando rios e
reservatórios. (CREPANI et al., 2001).
3.3 Método de Erosão Potencial e Tolerância de Perda de Solo
O Método da Erosão Potencial – EPM (GAVRILOVIC, 1988) tem por objetivo
estimar a produção e transporte anual de sedimentos, as formas e intensidade da
erosão, analisando as características físico-geográficas e hidrológicas da bacia
hidrográfica. É um modelo já bastante utilizado em algumas regiões da Europa na
produção de mapas de erosão, usado em planos de planejamento de bacias
hidrográficas. De acordo com Tangestani (2006) por meio do EPM pode-se estimar a
intensidade da erosão e quantificar a produção anual de sedimentos dos solos na
bacia hidrográfica. Para isso o modelo considera quatro fatores que influenciam na
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degradação dos solos: (a) área de drenagem, (b) precipitação total anual, (c)
temperatura média anual e (d) coeficiente de erosão, sendo que, para determina-lo é
necessário conhecer os tipos de solos, tipos de rocha, uso do solo e topografia da
área de estudo.
Neste contexto, a Tolerância de Perda de Solo (TPS) é usada como parâmetro
de medida, pois estabelece limites de tolerância para cada classe de solo, em que,
conforme Ayer et al. (2015), para o Brasil, é calculada pela média de metodologias que
consideram a densidade do solo, a profundidade efetiva, a relação textural entre os
horizontes B e A; o teor de argila do horizonte A, o grau de permeabilidade do solo e o
teor de matéria orgânica. Assim, as perdas de solo acima do limite da TPS indicam
degradação dos horizontes do solo originando sulcos erosivos que podem evoluir para
feições erosivas lineares como ravinas e voçorocas. (CANIL, 2001).
4. Metodologia
Primeiramente coletam-se os dados referentes aos atributos físico-geográficos e
hidrológicos da bacia hidrográfica requeridos pelo EPM, e só então é que se aplica o
modelo preditivo para simular a erosão do solo e produção de sedimentos na bacia
hidrográfica, o software Intensity of Erosion and Outflow (IntErO), (SPALEVIC, 2011),
que se baseia na seguinte equação de análise:
Gyr = T · Hyr ·
Z3 · Ru
Em que: Gyr, é o rendimento específico de sedimento total induzida por erosão
atingindo a confluência em m3 ano-1 km-2; T, é o coeficiente de temperatura; Hyr, é a
precipitação média anual em mm;
= 3,14; Z, é o coeficiente de erosão; e Ru, é o
coeficiente de retenção. Sendo que o coeficiente de erosão, Z, é calculado por:
Z = Y · X · (φ + Isr)
Em que, Y, X, e φ, são os coeficientes de erodibilidade, proteção do solo, e o
grau de erosão, respectivamente, e Isr, é a declividade média em percentagem,
calculada pelo comprimento total das curvas de nível da bacia multiplicada pelo
intervalo das linhas de contorno dividido pela área de drenagem. Já o coeficiente de
retenção, Ru é calculado por:
Ru =
(
0.2 · (L + 10)
Em que: O, é o perímetro da bacia em km, D, é a diferença média de elevação
da bacia em m, e L, é o comprimento dos cursos d’água da bacia de drenagem.
Assim então, baseado nos valores do coeficiente de erosão, Gavrilovic (1988)
dividiu os processos erosivos em cinco categorias de acordo com seu poder erosivo:
(I) Excessivo, (II) Forte, (III) Médio, (IV) Baixo e (V) Muito Baixo.
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5. Resultados esperados
A confiabilidade dos resultados de previsão hidrossedimentológica somente
poderá ser atestada mediante a comparação entre os dados observados e os
calculados, sendo que, a calibração e validação é de extrema importância visto que o
modelo EPM tem origem europeia e até o presente momento foi muito pouco utilizado
no Brasil. Entretanto, esperamos que com os ajustes necessários o modelo responda
bem às condições edafoclimáticas brasileiras no que tange a estimativa de perda de
solo dos Latossololos Vermelho distróficos mapeados na área de estudo. Esperamos
ainda, que comparado aos resultados previamente obtidos na mesma sub-bacia
hidrográfica por meio da RUSLE, o modelo EPM apresente boa confiabilidade e possa
se apresentar como alternativa metodológica à modelagem da erosão hídrica e assim
ser melhor disseminado na comunidade acadêmica servindo como ferramenta para
produtores e gestores comprometidos com a melhoria da produção agrícola associada
a conservação do meio ambiente.
Bibliografia
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