Exemplo de aplicação do geoprocessamento para o planejamento e manejo dos recursos naturais

Uma área de grande aplicação do geoprocessamento envolve a erosão hídrica e o armazenamento de água no solo. A erosão hídrica envolve além do movimento da água e dos sedimentos, também a mobilização do carbono e a propagação da poluição pontual e difusa (nutrientes e agroquímicos). Este é considerado o principal fenômeno relacionado com a perda do potencial produtivo das terras e a degradação dos recursos hídricos. Existe uma grande demanda por informações detalhadas no espaço, considerando os processos desde a origem do solo erodido até a sua presença nos corpos d’água, passando pelos depósitos e caminhos de transferência. Por isso, a escala de bacia tornou-se mais desejada, já que representa uma condição mais próxima da realidade. Entretanto, a escala de bacia incorpora uma complexidade maior, principalmente relacionada com a topografia.

Iremos demonstrar neste texto como são obtidas variáveis que podem ser calculadas para toda a bacia importantes para o planejamento ambiental. Estas são informações chave no planejamento agrícola das terras em função da disponibilidade hídrica, análise das áreas hidrologicamente e ecologicamente frágeis e na simulação do escoamento superficial.

O cálculo da erosão em bacias é baseado na determinação de fatores que controlam a erosão para todos os locais dentro da bacia. Os fatores a serem determinados são: a) a energia da chuva (R – erosividade), a resistência do solo (K – erodibilidade), da influência do relevo (LS – comprimento de rampa e declividade) e da cobertura do solo (CP – uso e manejo do solo). Cada um desses fatores é calculado por equações matemáticas específicas. Depois de estimado cada fator o cálculo da erosão é feito pela multiplicação dos valores desses fatores para cada local na bacia. Este modelo matemático é conhecido como Equação Universal de Perda de Solo (USLE em inglês Universal Soil Loss Equation). O resultado fornecido é a erosão bruta média (ton/ha/ano) de longo período.

Abaixo demonstramos a simulação da erosão com geoprocessamento numa bacia agrícola experimental de 119 ha caracterizada por uma topografia complexa e intensa atividade agrícola. O local é uma região afetada pela erosão hídrica com grande impacto sobre a produtividade e os recursos naturais.

A determinação da erosão bruta na escala de bacia hidrográfica, por meio da equação universal de perda de solo, é dependente da espacialização correta dos fatores controladores bem como da qualidade dos dados. Como foi visto anteriormente, para bacias hidrográficas, a variabilidade espacial da topografia representa uma limitação ao cálculo manual, sendo que esta limitação pode ser contornada por técnicas de geoprocessamento e a utilização de índices topográficos. Os dados básicos para gerar o mapa de erosão bruta na bacia do Lajeado Ferreira foram (Merten e Minella, 2005): a) curvas de nível geradas por restituição de foto aérea (1: 10.000); b) dados de precipitação diária das estações meteorológicas próximas à bacia (30 anos) e do posto de monitoramento dentro da bacia; c) levantamento detalhado das unidades de solo; e d) levantamento do uso e do manejo do solo com a utilização de GPS. A Figura 1 mostra o mapa com as curvas de nível digitalizadas (diferença de cota de 5 metros) e o correspondente Modelo Numérico de Elevação (MNE) formando uma superfície contínua de altitude.

Figura 1 – Mapa de curvas de nível e interpolação.

Na Figura 2 é mostrado o mapa de altitude e o fator topográfico de forma distribuída na bacia (Figura 2).

Figura 2 – Mapa de altitude e o fator topográfico.

Na Figura 3 (mapa da esquerda) é mostrado o mapa relativo à erodibilidade, que representa a susceptibilidade do solo à erosão, podendo ser definida como a quantidade de material que é removida por unidade de área, quando os demais fatores permanecem constantes. Na Figura 3 (mapa da direita) é mostrado o mapa relativo à erosividade que expressa a capacidade da chuva em provocar erosão, em uma área sem proteção, sendo o valor anual calculado de 6540 MJ mm ha-1 _h-1 _ano-1_{, classificada como erosividade moderada a forte. O valor de R é único para toda a} área, pois a bacia tem pequena área, não apresentando diferença no regime pluviométrico.

Figura 3 – Mapa de Erodibilidade e Erosividade.

Os fatores do uso e manejo do solo (C e P) foram determinados a partir do levantamento do uso e do manejo do solo na bacia. Para cada unidade de uso e de manejo foi calculado um valor correspondente de C e de P (Figura 4). O fator uso e manejo do solo é a relação entre a perda de solo de um terreno cultivado e a de um terreno mantido continuamente descoberto. O valor do fator P é expresso pela relação entre a perda de solo esperada usando uma determinada prática conservacionista e a perda quando a cultura é conduzida morro abaixo.

Figura 4 – Mapas de Uso do solo e Manejo do solo.

Tendo calculado todos os fatores necessários para a aplicação do modelo de erosão foi realizada a multiplicação dos fatores (mapas na forma matricial) e obtido o mapa final de erosão bruta (Figura 5). Neste mapa tem-se a informação de erosão bruta para todas as células que definem a bacia. A erosão bruta total na bacia foi de 1756,3 ton/ano, o que representa um valor médio por

hectare de 14,9 ton/ano.

Figura 5 – Erosão bruta (ton/ha/ano) na bacia.

Os resultados demonstram que a simulação do modelo de erosão com o geoprocessamento representa uma importante ferramenta no planejamento agrícola e ambiental na bacia, pois possibilita identificar as áreas com maior nível de degradação. A partir disso, é possível estabelecer uma estratégia de recuperação e manejo do solo considerando toda a bacia, mas priorizando as áreas críticas, por meio de medidas de conservação do solo (mecânicas ou cultivo) e/ou a alteração do uso.

Planejamento Paisagístico Ambiental

voltar ao topo

1. Qual a contribuição do mapeamento para o planejamento ambiental?

2. Desenhe um conjunto de mapas da bacia hidrográfica de sua comunidade. No primeiro mapa desenhe o formata da bacia, colocando a rede de drenagem, as estradas, as propriedades, as áreas de lavoura, floresta, pastagem, etc. No segundo mapa desta mesma bacia indique os locais com impacto ambiental e que poderiam ser recuperados no intuito de melhorar os recursos naturais.

3. Façam desenho em folha de papel com lápis de cor ou no computador usando programas de desenho (Corel, Paint, etc).

voltar ao topo

AULA 9