Levantamento de Dados

3.2.1 Dados Gráficos

3.2.1.1 MNT – Modelo Numérico do Terreno

O Modelo Numérico do Terreno – MNT foi gerado com as ferramentas do software ArcGis 9.2, aplicando-se o algoritmo de interpolação TIN – triangular irregular network sobre curvas de nível de 5 em 5 metros e pontos cotados, obtidos a partir da restituição de cartas topográficas do IBGE na escala 1:50.000, de 1980, e de fotos aéreas na escala 1:25.000, de 1978.

A malha triangular foi transformada em uma imagem raster com resolução espacial de 10m. Esta resolução, por imposição do modelo, foi utilizada também nas demais imagens, e é a mesma da imagem de satélite usada na classificação de uso do solo. Portanto, é a mínima resolução aplicável a este estudo, e é considerada adequada para bacias de pequena e média escala.

3.2.1.2 Hidrografia

A rede hidrográfica foi obtida a partir da mesma restituição descrita no item anterior.

3.2.1.3 Usos do solo

O mapa de uso e ocupação do solo da bacia do ribeirão Concórdia foi elaborado através de classificação supervisionada de uma imagem de alta resolução do satélite SPOT5, do dia 16/01/2006, com resolução espacial de 10 m em quatro bandas espectrais (verde, vermelho, infravermelho próximo e infravermelho médio) e 2,5 m no modo pancromático. Os softwares utilizados foram ENVI 4.3 e ArcGis 9.1.

A classificação original da área foi executada e apresentada por PINHEIRO et al. (2008), e precisou ser adequada às condições necessárias para sua utilização no modelo. As áreas não classificadas foram incorporadas a uma nova classe, denominada agricultura geral. Falhas oriundas da diferença entre o contorno da bacia utilizado na classificação original e o utilizado na modelagem foram preenchidas, atribuindo a estas falhas as classes adjacentes predominantes. Além disso, a classe eucalipto, por não estar disponível no banco de dados do modelo, foi incorporada à classe pinus, pois ambas são espécies usadas em reflorestamento, embora não possuam características idênticas.

Ao final, sete classes de uso e ocupação do solo foram adotadas: agricultura geral, pastagem, pinus, fumo, milho, mata nativa e água.

3.2.1.4 Tipos de solo

Neste trabalho, optou-se pela utilização de um mapa fisiográfico, com a identificação de seis subpaisagens, como forma de melhor representar a variabilidade espacial das características pedológicas relevantes a esta modelagem hidrológica. O mapa foi elaborado através de fotointerpretação e levantamento a campo pela Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina - EPAGRI, e faz parte do Inventário de Terras da Microbacia do Concórdia (ainda não publicado).

Segundo este estudo, a ocorrência das subpaisagens nesta região, e também suas características, comportamento e distribuição, estão estreitamente relacionados com os fatores formadores dos solos, além de outros, como declividade, profundidade efetiva, pedregosidade, suscetibilidade à erosão, fertilidade e drenagem.

Outro argumento que justifica esta escolha é o fato de que, no cruzamento entre os mapas disponíveis (tipo de solo x fisiográfico) e as amostras utilizadas para a caracterização dos solos, verificou-se uma melhor distribuição e representatividade das amostras entre as subpaisagens.

O mapa fisiográfico foi digitalizado e ajustado para que as classes extrapolassem os limites da bacia, condição necessária para evitar que áreas não classificadas surgissem após a delimitação automática do contorno da bacia.

Também foi necessário um ajuste nas classes de fundo de vale, para que coincidissem com a rede hidrográfica obtida através da restituição das cartas topográficas do IBGE. A digitalização e os ajustes foram feitos utilizando-se o software AutoCAD 2007. A partir daí, foi gerada uma imagem raster, com resolução espacial de 10 m.

As seis subpaisagens mapeadas são as seguintes:

Cumes erosionais planos (Ce): áreas localizadas junto aos divisores da bacia, com pouca ou nenhuma declividade, solos rasos e pedregosos, e limitadas por escarpas com grande declividade;

Encostas erosionais (Ee): áreas com forte declividade e grande suscetibilidade à erosão, apresentando rampas curtas e íngremes, afloramentos de rocha e desbarrancamentos nas áreas desmatadas;

Encostas erosionais coluviais (Eec): porção mais representativa da bacia, esta subpaisagem apresenta diferentes declividades e alternância entre áreas com processos erosivos, cujos solos são mais rasos, e coluviais, de solos mais profundos;

Encostas coluviais erosionais (Ece): caracterizadas pelo acúmulo de sedimentos com partículas de tamanho variado provenientes de erosão pluvial ou laminar, estas áreas se diferenciam das demais quanto à forma, profundidade dos solos, espessura e teor de matéria orgânica do horizonte A;

Fundos de vale coluviais aluviais (Fvca): áreas localizadas junto à foz do ribeirão Concórdia, com baixas declividades, lençol freático próximo à superfície, e apresentando deposição de partículas mais grossas na região aluvial (próxima ao ribeirão) e sedimentos mais finos e homogêneos na região coluvial, que é a predominante;

Fundos de vale erosionais (Fve): são as áreas no entorno dos cursos d’água, apresentando solos com pouca profundidade e grande pedregosidade.

3.2.2 Dados Tabulares

Dados diários de temperatura máxima e mínima, umidade relativa do ar e velocidade do vento foram obtidos da estação meteorológica da EPAGRI (lat. 27º25’07” - long. 49º38’46” - altit. 475 m), localizada na cidade de Ituporanga, SC, distante cerca de 30 Km da bacia do ribeirão Concórdia. Dados diários de radiação solar foram obtidos segundo a metodologia indicada por TUCCI e BELTRAME (2004), sendo calculados para um ano base e replicados para os outros anos da modelagem. O cálculo foi baseado na seguinte equação (1):

) ( ) 1 ( 97 , 0 ) 1 ( ) ( p a T4 c bp Rt qef (1)

onde qef é radiação solar efetiva (W.m-2), Rt é a radiação no topo da atmosfera (W. m-2), α e β são constantes que dependem de cada local, é a constante de Stefan- Boltzman (5,72.10-8 W.m-2.°K-4), T é a temperatura absoluta da superfície de radiação (°K), é o coeficiente de emissibilidade, e c+bp é um coeficiente para consideração da nebulosidade.

Os dados de precipitação utilizados foram os disponibilizados pela rede de monitoramento da EPAGRI, inicialmente composta por sete estações pluviométricas tipo PluvioLogger (uma telemétrica e seis de armazenamento). Posteriormente, duas novas estações pluviográficas foram implantadas. Devido ao período curto de funcionamento das seis estações de armazenamento (entre maio de 2006 e fevereiro de 2008) e ao grande número de falhas em seus registros, optou-se pelo uso de apenas um arquivo de dados representando uma única estação pluviométrica, com valores diários de precipitação fornecidos pela estação telemétrica denominada Sperandio (maio de 2006 a outubro de 2008) e complementados por uma das novas estações implantadas (novembro de 2008 a maio de 2009).

Para o cálculo dos parâmetros relacionados às séries históricas de clima, requeridos pelo modelo, foram utilizados dados para o período compreendido entre os anos de 2001 e 2008.

Dados referentes à caracterização física e hidrológica dos solos foram obtidos a partir dos estudos de TEIXEIRA (2008), que analisou o solo em 20 locais da bacia, coletando amostras em três faixas de profundidade (0-20 cm, 40-60 cm e 80-100 cm), num total de 60 amostras. Deste estudo, foram utilizados os valores resultantes para massa específica aparente, teores de argila, silte e areia, condutividade hidráulica saturada e carbono orgânico. Teixeira também concluiu que, em relação ao grupo hidrológico, os solos da bacia do ribeirão Concórdia podem ser enquadrados no grupo C.

Outro parâmetro necessário para a alimentação do modelo, o albedo foi calculado pela seguinte expressão (2):

114 , 0 069 , 0 COR ALBEDO (2)

onde COR é a cor do solo, determinada por comparação visual utilizando-se a carta de Munsell.

3.2.2.3 Fluviometria e qualidade da água

Os dados de vazão do ribeirão Concórdia foram obtidos a partir de uma estação fluviométrica com régua linimétrica e sensor de nível, implantada pela EPAGRI nas proximidades do exutório da bacia. Esta estação forneceu dados entre janeiro e outubro de 2006, apresentando problemas de funcionamento a partir de então. Em outubro de 2008 um novo sensor foi instalado. A bacia ainda possui implantados um vertedor de seção mista, com área de drenagem de 2,87 km2, e uma estação fluviométrica com sensor de nível para uma área de drenagem de 5,53 km2, mas os seus dados não foram utilizados neste estudo.

As concentrações de sedimentos foram determinadas com o uso do turbidímetro ANALITE MCV-CEP 9530-G, com resolução de 0 a 3000 NTU. Foram coletados dados diários a partir de outubro de 2008. Para os parâmetros de qualidade de água (nitrito, nitrato, ortofosfato e fósforo total), foram utilizados os resultados de ensaios de 28 a 30 amostras coletadas entre 31 de janeiro de 2006 e 18 de novembro de 2008, complementadas pelos dados apresentados por KAUFMANN et al. (2009), que analisaram o aporte de nutrientes em 12 eventos de cheia entre abril e novembro de 2008.

Figura 3.2: Estações e pontos de coleta na bacia do ribeirão Concórdia.