CARACTERIZAÇÃO DE VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS EM FUNÇÃO DO USO DA TERRA E DO REPRESAMENTO FLUVIAL

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLEGIO POLITECNICO DA UFSM CURSO TÉCNICO EM GEOPROCESSAMENTO CARACTERIZAÇÃO DE VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS EM FUNÇÃO DO USO DA TERRA E DO REPRESAMENTO FLUVIAL RELATÓRIO DE ESTÁGIO Eduardo André Kaiser Santa Maria, RS, Brasil, 2015

2 CARACTERIZAÇÃO DE VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS EM FUNÇÃO DO USO DA TERRA E DO REPRESAMENTO FLUVIAL Eduardo André Kaiser Relatório de Estágio apresentado ao Curso Técnico em Geoprocessamento do Colégio Politécnico da UFSM, como requisito parcial para obtenção de grau de Técnico em Geoprocessamento. Orientador: Diogo Belmonte Lippert Santa Maria, RS, Brasil, 2015

3 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLEGIO POLITECNICO DA UFSM CURSO TÉCNICO EM GEOPROCESSAMENTO CARACTERIZAÇÃO DE VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS EM FUNÇÃO DO USO DA TERRA E DO REPRESAMENTO FLUVIAL Elaborado por Eduardo André Kaiser Como requisito parcial para obtenção do título de Técnico em Geoprocessamento COMISSÃO EXAMINADORA: Diogo Belmonte Lippert, Dr. (Orientador) Waterloo Pereira Filho, Dr. (UFSM) Ana Caroline Paim Benedetti, Dra. (UFSM) Santa Maria, 09 de dezembro de 2015

4 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLEGIO POLITECNICO DA UFSM CURSO TÉCNICO EM GEOPROCESSAMENTO CARACTERIZAÇÃO DE VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS EM FUNÇÃO DO USO DA TERRA E DO REPRESAMENTO FLUVIAL Elaborado por Eduardo André Kaiser Diogo Belmonte Lippert, Dr. (Orientador) Waterloo Pereira Filho (Supervisor do laboratório) Eduardo André Kaiser (Estagiário) Santa Maria, 09 de dezembro de 2015.

5 RESUMO Relatório de Estágio Colégio Politécnico da UFSM Universidade Federal de Santa Maria CARACTERIZAÇÃO DE VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS EM FUNÇÃO DO USO DA TERRA E DO REPRESAMENTO FLUVIAL AUTOR EDUARDO ANDRE KAISER ORIENTADOR: DIOGO BELMONTE LIPPERT Santa Maria, 09 de outubro de O Estágio Supervisionado, de 200 horas, como requisito parcial para a formação no curso técnico em Geoprocessamento do Colégio Politécnico da UFSM, foi desenvolvido no Laboratório de Geotecnologias - LABGEOTEC, localizado na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), e teve como objetivo apresentar as atividades exercidas durante o período de vivencia no laboratório. Para efetivação do estágio, estabeleceu-se como objetivo relacionar a influencia do uso da terra sobre os totais de sólidos suspensos da água do Lajeado Monjolo localizado no município de Santo Cristo e identificar as variações nas características da a gua ao longo do baixo curso do Rio Jacuí considerando a distribuição espacial dos pontos de coleta. Sobre a metodologia exposta, os resultados demonstraram elevações nas medidas das variáveis em função da exposição do solo e entrada de afluentes respectivamente nas duas áreas de estudo. Palavras-chaves: Geoprocessamento, SIG, Uso do solo, Limnologia.

6 LISTA DE TABELAS Tabela 1- Medidas das classes de uso da terra... 24

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1- Figura 2- Figura 3- Figura 4- Figura 5- Figura 6- Figura 7- Figura 8- Mapa de localização da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo Mapa de localização das estações amostrais no Rio Jacuí Desempenho médio determinado pela análise das amostras verificadas nas imagens de satélite Mapa de uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo em 14 de fevereiro de Mapa de uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo em 09 de agosto de Medidas de Totais de Sólidos Suspensos do Lajeado Monjolo em fevereiro de Medidas de Totais de Sólidos Suspensos do Lajeado Monjolo em agosto de Variáveis limnológicas analisadas a partir de dados amostrais do Rio Jacuí... 28

8 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Justificativa Apresentação do laboratório Objetivo Geral Objetivos Específicos REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Uso e cobertura do solo Limnologia MATERIAL E MÉTODOS Bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo Caracterização da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo Caracterização da área de estudo Rio Jacuí Totais de Sólidos Suspensos Rio Jacuí RESULTADOS E DISCUSSÃO Uso e cobertura do solo: bacia do Lajeado Monjolo Totais de Sólidos Suspensos Coleta em 28 de fevereiro de Coleta em 02 de agosto de Variáveis limnológicas e sua distribuição espacial: Rio Jacuí CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS... 32

9 9 1 INTRODUÇÃO O presente relatório de estágio tem por finalidade apresentar as atividades exercidas durante o período de 15 de outubro de 2015 até 04 de dezembro de 2015, no Laboratório de Geotecnologias da Universidade Federal de Santa Maria. O estágio teve como finalidade atender a prática de todo conhecimento adquirido no decorrer do curso Técnico em Geoprocessamento, com a orientação do professor Dr. Diogo Belmonte Lippert e do professor Dr. Waterloo Pereira Filho como supervisor das atividades realizadas. Numa abordagem geral sobre o laboratório onde foi desenvolvido o estágio, cabe destacar os inúmeros projetos de ensino, pesquisa e extensão desenvolvidos, principalmente na área de hidrogeografia, utilizando recursos de Sensoriamento Remoto, Sistema de informações Geográficas e Geoprocessamento. Os projetos de pesquisa abordam questões ambientais principalmente associadas à caracterização da Geografia Física em bacias hidrográficas e sua relação com o sistema aquático, com abordagem espaço-temporal. Diante a perspectiva do estágio, o laboratório atende os objetivos a medida que é equipado com computadores e softwares capazes de gerar dados relacionados ao geoprocessamento, atividades de campo do ambiente terrestre e de coleta de variáveis limnológicas e espectrais.

10 Justificativa O período de realização do estágio curricular supervisionado tem por finalidade a obtenção do grau de Técnico em Geoprocessamento, abordando de maneira prática o conhecimento prévio obtido no decorrer do curso, estabelecendo de maneira dinâmica uma interação com o exercício profissional e sua realidade, intercalando experiências e conhecimentos, com ênfase na utilização de Sistemas Informação Geográficas (SIG) e Cartografia para estudos de bacias hidrográficas e drenagens, no caso, no Lajeado Monjolo-Santo Cristo e no Rio Jacuí, RS. A integração de técnicas de cartografia e geoprocessamento se dá por meio dos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), apropriados de ferramentas responsáveis por fornecer informações sobre a superfície terrestre e assim contribuindo para o monitoramento de áreas em diferentes escalas de mapeamento: local, regional e global. Nesse sentido, a utilização destas geotecnologias vem evoluindo de forma significativa recentemente, favorecendo o controle e manipulação por parte da administração municipal, infraestrutura, gestão ambiental, educação, entre outras. Diante a temática escolhida para realização do estágio no laboratório, cabe ressaltar que referente aos processos de interação do ambiente terrestre e aquático tornase necessário o conhecimento sobre o uso da terra e suas consequências nas variáveis limnológicas em termos de concentração dos constituintes opticamente ativos indicadores da qualidade da água, no âmbito da bacia hidrográfica. A importância do geoprocessamento surge, segundo Dias et al. (2007), a medida que permite realizar investigações que resultam em produtos digitais básicos e aplicados possibilitando diagnóstico das mais distintas situações do meio ambiente. Assim, torna-se viável o tratamento de situações e fenômenos que ocorrem no espaço, gerando informações espacializadas e integradas favorecendo a tomada de decisão. Assim sendo, o geoprocessamento surge como uma ferramenta de significativa importância já que possibilita a integração e manipulação de dados espaciais obtidos tanto em trabalho de campo quanto por meio de imagens de satélite. Diante a perspectiva de estudos limnológicos efetuados pelos integrantes do laboratório, o geoprocessamento possibilita a caracterização e espacialização de feições da superfície terrestre, a partir de mapas de uso e cobertura do solo, que exercem influencia sobre variáveis limnológicas de drenagens abastecidas pelas vertentes.

11 Apresentação do laboratório O estágio foi efetuado no Laboratório de Geotecnologias (LABGEOTEC) localizado Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) Centro Regional Sul (CRS), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Sala 2048, Avenida Roraima, n 1000 Bairro Camobi, na região central do município de Santa Maria, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O Laboratório de Geotecnologias da Universidade Federal de Santa Maria, vinculado ao Departamento de Geociências e sediado na sala 1136, foi concretizado no início de Na época havia, dois computadores e uma mesa digitalizadora, quando iniciaram os trabalhos utilizando geoprocessamento, tendo como participantes: alunos de graduação em geografia (iniciação científica) e especialização em geociências. 1.3 Objetivo Geral O objetivo geral do estágio foi desenvolver uma atividade de pesquisa com intuito de relacionar a influência do uso e cobertura do solo sobre os totais de sólidos suspensos da água do Lajeado Monjolo localizado no município de Santo Cristo e identificar as variações nas características da água ao longo do baixo curso do Rio Jacuí considerando a distribuição espacial dos pontos de coleta Objetivos Específicos Caracterizar o uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica correspondente ao alto curso do Lajeado Monjolo, Santo Cristo; Analisar a influência do uso e cobertura do solo sobre os Totais de Sólidos Suspensos da água do Lajeado Monjolo, Santo Cristo; Verificar a influência das distancias entre estações amostrais e presença de tributários sobre as variáveis limnológicas Totais de Sólidos Dissolvidos (TDS),

12 12 Condutividade Elétrica (CE), Potencial Hidrogeniônico (Ph) e Turbidez na seção do Rio Jacuí amostrada. 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Uso e cobertura do solo O uso de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento para a manutenção de registros do uso e cobertura do solo se faz necessária a medida que possibilita o tratamento espacial e principalmente temporal de dados e informações geográficas (CAMPOS, S. et al., 2004). O autor destaca a importância das imagens de satélite, em forma digital ou papel, já que permitem avaliar as mudanças decorrentes da paisagem num dado período, registrando os tipos de cobertura em cada momento. Pinto et al. (2005) afirma que o processo de uso e ocupação das terras é responsável por provocar modificações e alterações nas dinâmicas naturais do meio ambiente, com implicações e consequências voltadas para diminuição da infiltração no solo, erosão, voçorocamento, transporte de materiais do solo, alteração da fauna e da flora e a degradação da qualidade de vida em geral. De acordo com Moura et al. (2010), uma bacia hidrográfica é caracterizada por diversos tributários que convergem para um curso principal e, com isso, áreas inseridas em um núcleo agrícola recebem influência na qualidade da água e carregam boa quantidade de materiais derivados de atividades antrópicas, na forma de resíduos químicos ou biológicos ou sedimentos de solo pelos processos naturais como o escoamento superficial. Referente aos processos de interação do ambiente terrestre e aquático faz se necessário o conhecimento sobre o uso da terra e as respectivas consequências nas características das variáveis limnológicas dentro da bacia hidrográfica. As atividades antropogênicas destacam-se como principais responsáveis pelo uso da terra no que diz respeito às diferentes práticas e manejo do solo. A utilização intensa de fertilizantes, técnicas de plantio convencional (preparação do solo para aração e gradagem) e descarga de esgoto acabam influenciando na carga de nutrientes encontrados na

13 13 drenagem (Tundisi e Straskraba,1999). Além do uso do solo para desempenhar a atividade agrícola, a ocupação residencial também pode acarretar a degradação do sistema aquático. 2.2 Limnologia Devido ao alto potencial hidráulico no Brasil, pode-se observar que cada vez mais a atual sociedade moderna vem se apropriando desse recurso para fins hidroelétricos com objetivo de abastecer a demanda energética da população. Essa apropriação acaba muitas vezes alterando as características da fauna e flora ambiental, principalmente de ambientes aquáticos propiciados pelo barramento e modificação do curso normal da água (TUNDISI et al., 2006). Esteves (2011) aborda a avaliação de parâmetros limnológicos como uma importante ferramenta de estudos direcionados a problemas ambientais em sistemas aquáticos. Sobretudo, o estudo contribui para o desenvolvimento de mecanismos que viabilizam a compreensão do funcionamento de ecossistemas fluviais, de modo a favorecer a gestão, monitoramento e recuperação da qualidade da água. A necessidade de monitorar esses ambientes está associada ao gerenciamento dos recursos hídricos exigindo informações a respeito das características da água. Diante esse pressuposto surgem as variáveis limnológicas como representantes das características físicas, químicas biológicos e geológicas da água (REBOUÇAS et al, 2006, TUNDISI & TUNDISI, 2008). O motivo do aumento de estudos recentes relacionados a limnologia está associado a ampliação significativa da degradação dos ecossistemas de águas continentais, principalmente pelos despejos de vários tipos de resíduos e por efeito do desmatamento das bacias hidrográficas. Deve ser ressaltado que o manejo adequado desses ecossistemas é importante para a melhoria do aproveitamento dos recursos existentes em lagos, rios e represas (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; TUNDISI; TUNDISI, 2008).

14 14 3 MATERIAL E MÉTODOS Atualmente, o LABGEOTEC desenvolve projetos e pesquisas nas áreas de hidrogeografia, Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento, com uma ampla estrutura de equipamentos disponíveis para trabalho em campo e em laboratório: Computadores: utilizado principalmente para realização de trabalhos de pesquisa, mapeamentos temáticos, processamento de imagens de satélite e construção de banco de dados geográficos; Viatura, Barco, Motor e Reboque: suporta a coleta de dados de campo em reservatórios; GPS: utilizado para georreferenciamento dos pontos de coleta e sua localização, contudo para a reambulação terrestre; Condutivímetro Orion: Mede a condutividade elétrica, temperatura, sais e totais de sólidos dissolvidos da água; Phmetro: mede ph da água; Conjunto para filtração: a partir do uso de membranas, é possível a realização de filtragem de amostras de água para a realização do total de sólidos em suspensão; Estufa: utilizada na esterilização e secagem de amostras. Balança analítica: utilizada, principalmente para a pesagem de filtros durante a medida do totais de sólidos em suspensão. Sonda Multiparâmetro Horiba U-53 Sonda Trilux. 3.1 Bacia Hidrográfica do Lajeado Monjolo Para a verificação do uso da terra na área da bacia hidrográfica do reservatório foram classificadas no software Spring 4.3, imagens do sensor OLI/LANDSAT 8 (224/79 de 14 de fevereiro de 2015 e 09 de agosto de 2015, disponibilizadas

15 15 gratuitamente pela National Aeronautics and Space Administration (NASA) através do site norte americano U.S. Geological Survey. A classificação do uso da terra, na imagem de satélite, foi realizada pelo método supervisionado a partir do classificador Maxver. Partindo desse pressuposto, o classificador Máxima Verossimilhança (MAXVER) se baseia em um algoritmo paramétrico, cuja função está vinculada a associação de classes a partir de pontos individuais da imagem, determinando a distribuição normal dessas classes associados a parâmetros definidos e a respectiva amostra adquirida anteriormente, computando então a probabilidade estatística de um pixel indeterminado pertencer a determinada classe (LEITE E ROSA, 2012; SILVA et al., 2011). South et al., 2004, afirma que o algoritmo incorpora tanto a média quanto a variância do conjunto de dados, obtidos a partir das amostras, para a compor a classificação da imagem. A partir dessa classificação foram estabelecidas cinco classes para o uso da terra sobre a área de estudo da bacia hidrográfica, sendo elas: cobertura florestal, solo exposto, agricultura, área urbana e água. Cabe ressaltar que a área urbana foi delimitada a partir da interpretação visual. Para obtenção das amostras, na imagem de satélite, utilizou-se o método de amostragem estratificada aleatória partindo de uma análise visual para identificar a que classe elas representavam, levando em consideração a cor, tonalidade, textura, forma, o tamanho, padrão, presentes na imagem, bem como, a época de tomada da mesma Caracterização da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo A bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo, objeto de estudo executado durante o período de estágio, está localizado no município de Santo Cristo, Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, abrangendo uma área de 1159,8 hectares, sendo sua morfologia compreendida pela província geomorfológica do Planalto Meridional sob coordenada O ,11 e S ,87. A área de estudo compreende a Bacia U-30 do Rio Turvo-Santa Rosa-Santo Cristo que abastece o Rio Uruguai, sendo Lajeado Monjolo um dos seus principais afluentes. A bacia hidrográfica da área de estudo abrange a parte mais a montante do

16 16 lajeado, cujo estão localizados a maior parte da área urbana e inclusive a nascente do rio. Figura 1 - Mapa de localização da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo, Santo Cristo, RS. A área municipal compreende 362,6 Km², onde vivem habitantes (IBGE, 2010) sendo que apenas 3,2 % da área pertencem a bacia hidrográfica da área de estudo. Cabe ressaltar que aproximadamente 78,7% da área urbana do município de Santo Cristo se encontra localizada na bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo, objeto do presente estudo. 3.2 Caracterização da área de estudo Rio Jacuí A área de estudo que abrange as estações de coleta para amostragem da água está localizada na região centro-norte do estado do Rio Grande do Sul, com os pontos determinados em acessos próximos a pontes rodoviárias localizados no baixo-jacuí.

17 17 Figura 2. Mapa de localização das estações amostrais no Rio Jacuí. De acordo com a classificação climática de Strahler, o centro do Estado do RS, onde se localizam as estações amostrais, está totalmente incluído na Zona Subtropical Sul, cujo clima é controlado por massas de ar de origem tropical marítima (mt) no verão e polar marítima (mp) no inverno. O outono e a primavera com pouca participação são períodos de transição, com a consequente entrada de massas quentes e úmidas (mt) e massas frias e instáveis (mp) (MAGNA, CEEE e SUG, 1989, apud FRIEDRICH, 1993). Em relação à geomorfologia, as estações amostrais encontram-se inserido em uma faixa de transição, situada entre o Planalto Meridional do Sul do Brasil (Planalto e Rebordo) e a Depressão Central (CEEE, 1989, apud FARENZENA, 2006). A área compreende, essencialmente, rochas vulcânicas (Formação Serra Geral) relacionadas ao final da evolução da Bacia do Paraná, no Mesozóico. Estas rochas se sobrepõem aos sedimentos arenosos e areno-siltosos das formações Botucatu e Rosário do Sul e são sobrepostas pelos sedimentos heterogêneos da formação Tupanciretã, de idade mais

18 18 recente e de ocorrência restrita à porção centro-oeste do Planalto Brasileiro e incluem a área de abrangência (MAGNA, CEEE e SUG, 1989 apud FRIEDRICH, 1993). 3.3 Totais de Sólidos Suspensos Para obtenção dos valores de Totais de Sólidos Suspensos (TSS) em laboratório foi realizado com método de filtragem da água conforme apresentado em APHA (2005). O processo consiste na filtragem da água com o uso de uma bomba de vácuo. O filtro empregado para filtragem é composto por celulose (indicado para análises microbiológicas, Marca Millipore-HAWG04700) constituído por membranas HA em Ester de celulose com porosidade certificada de 0,45 µm e diâmetro de 47 mm (Millipore, 2008). O volume de água utilizado no processo da filtragem correspondeu a 150 ml. O procedimento consiste na secagem inicial dos filtros durante 24 horas em uma estufa a 50 de temperatura afim de anular a presença de umidade, resultando assim o Peso Inicial (Pi). Posteriormente os filtros serão pesados em uma balança analítica da marca Bel Engineering (acurácia de 0,0001 g) e encaminhados para filtragem. Por último serão novamente conduzidos para estufa sobre as mesmas condições de temperatura e tempo e finalmente pesados, obtendo assim o Peso Final (Pf). Contudo, determina-se o TSS na unidade mg/l com base na seguinte equação: Pf Pi TSS = ( ) 1000 V Onde: TSS é o Total de Sólidos em Suspensão; Pf é o Peso Final (g); Pi é o Peso Inicial (g); V é o Volume filtrado (L). 3.4 Rio Jacuí A metodologia desenvolvida compreendeu a coleta de dados em campo, os quais foram coletados em áreas que permitam o acesso próximo as pontes existentes ao longo do curso do Rio Jacuí.

19 19 Os dados coletados compreenderam três amostras de água extraídas diretamente do rio, definidas no sentido do fluxo da água: estação 1, próxima a cidade de Dona Francisca e o ponto mais próximo da última barragem da série de represas do rio Jacuí, coordenadas S 29 37'41,3" e W 53 21'14,1"; estação 2, próximo a BR 287 no município de Agudo, coordenadas S 29 41'57,1" e W 53 17'05,0", estação 3, cujo ponto amostral foi coletado próximo a cidade de Cachoeira do Sul, coordenada S 30 03'47,3" e W 52 53'44,5" caracterizado como a estação amostral localizada mais distante a jusante da última represa. Cabe ressaltar que as amostras foram armazenadas em recipientes próprios a esta metodologia e que visam manter as características da amostra até a sua análise em laboratório. Destas amostras foram extraídos os dados referentes aos totais de sólidos dissolvidos, condutividade elétrica, potencial Hidrogeniônico e turbidez. Após a coleta das amostras, em laboratório foi realizada a obtenção dos dados limnológicos já citados. Nessa linha, para identificar os valores do Potencial Hidrogeniônico (ph) e de Condutividade Elétrica foram utilizados aparelho peagâmetro digital portátil ph Teh PH100 e o condutivímetro ORION 815, calibrados previamente com as respectivas soluções padrão: ph 4 e ph 7 e solução 1413 µs/cm. Medidas de Totais de Sólidos Dissolvidos (TSD) também serão obtidas por meio do condutivímetro. Para aquisição dos valores de Turbidez, foi utilizada a sonda multiparâmetros da marca Horiba com resolução de 0,01 NTU, modelo U-52G, por ser um instrumento disponível no Laboratório de Geotecnologias da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Com a utilização de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), mais especificamente o software Spring versão e cartas topográficas da área de estudo foram identificadas as distâncias entre os pontos amostrais a fim de verificar o número de tributários contribuintes ao longo do rio. Os valores associados às condições da água foram tabelados e analisados sob o formato de gráficos os quais possibilitaram a aquisição de dados referentes às características da água na secção do Rio Jacuí analisada.

20 20 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Para determinação dos resultados no estudo realizado na bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo foi efetivada uma análise qualitativa considerando os mapas classificados e trabalhos de campo realizados. Enquanto que no Rio Jacuí o enfoque esteve basicamente direcionado as variáveis limnológicas e distribuição das estações amostrais. 4.1 Uso da terra Para a elaboração dos mapas de uso da terra as imagens de satélite LandSat 8 do sensor OLI constituíram-se em importantes ferramentas e fonte de dados espaciais. Cabe destacar a veracidade das amostras obtidas na imagem de satélite referente a cada classe de uso e cobertura do solo em processo que antecede a classificação supervisionada através do classificador MAXVER (Máxima Verossimilhança). A figura 3 abaixo representa o desempenho médio igual a 100% caracterizado pela ferramenta de análise das amostras disponibilizada pelo software SPRING 4.3.

21 21 Figura 3. Desempenho médio determinado pela análise das amostras verificadas nas imagens de satélite. Os mapas de uso da terra da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo são apresentados nas Figuras 4 e 5 e as suas características descritas a seguir.

22 Figura 4. Mapa de uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo em 14 de fevereiro de

23 Figura 5. Mapa de uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo em 09 de agosto de

24 24 De acordo com a classificação das imagens de satélite pode-se determinar os diferentes usos da terra na bacia hidrográfica em que se localiza o Lajeado Monjolo. Cabe ressaltar que as classes de solo exposto e agricultura se relacionam com os diferentes manejos do solo respeitando o calendário agrícola, propiciando então, o cultivo das três culturas dominantes, soja, milho e trigo, e também a pecuária leiteira desenvolvida na área. Datas 14 de fevereiro de de agosto de 2015 Classes Área (ha) Porcentagem (%) Área (ha) Porcentagem (%) Florestal 135,6 11,7 134,8 11,6 Solo exposto 72,5 6,1 609,9 52,7 Agricultura 671,6 58,2 136,9 11,8 Área urbana 259,7 22,3 259,7 22,3 Agua 20 1,7 18 1,6 Tabela 1. Medidas das classes de uso da terra. Fonte: Elaboração própria sobre dados obtidos pelo software Spring No mês de fevereiro verifica-se extensa área de agricultura devido a predominância das culturas de soja e milho desenvolvidas em larga escala, com destaque para essa última cujo é cultivado em duas safras anuais. Segundo o mapa da figura 4 verifica-se que 58,2% da área estudada representa o desenvolvimento de culturas agrícolas, correspondendo a 671,6 hectares da área total. Referente a classe de solo exposto, verificou-se 6,1% da área que apresenta a exposição do solo, sendo essa caracterizada pelo preparo do solo para plantio ou então um ambiente pós colheita em que a palhada se encontra em decomposição deixando o solo a amostra. No dia 09 de agosto nota-se a inversão das predominâncias de agricultura e solo exposto registradas na data de 14 de fevereiro de 2015 verificadas na figura 5. Como consequência do preparo do solo para o plantio de culturas agrícolas, do milho principalmente e aplicação de herbicida para dessecação, observa-se que mais da metade da área de estudo é composta pela classe de solo exposto, correspondendo a 52,7% da totalidade da área, representada por 609,9 hectares de solo descoberto. Levando em consideração os trabalhos de campo realizados na área de estudo, em propriedades onde verificava-se solo descoberto e agricultura, e as imagens de satélite com suas respectivas datas, cabe destacar a abrangência da classificação do solo exposto que associa não só a superfície arada, mas também a cobertura vegetal em

25 25 decomposição ou em fase inicial de crescimento, caracterizando áreas de tonalidade escura que favorecem a absorção da radiação. Por sua vez, a classe agricultura determinada a partir da classificação, representou apenas 11,8% da área total. Esse valor consideravelmente menor comparado a fevereiro do mesmo ano justifica-se pela predominância de solo descoberto justamente por ser uma época de plantio do milho na região, sendo que essa ocorrência, mesmo que em pequena escala de abrangência, se dá devido ao cultivo de pastagens para fins pecuários. A cobertura florestal, área urbana e água, como esperado, apresentaram praticamente o mesmo percentual nas duas datas, correspondendo a aproximadamente 11,6%, 22,3% e 1,6% respectivamente. 4.2 Totais de Sólidos Suspensos A partir das amostras de água obtidas em trabalho de campo, pode-se determinar os valores de Totais de Sólidos Suspensos de cinco estações amostrais distribuídas no Lajeado Monjolo, representadas por meio da utilização de gráficos nas figuras 6 e Coleta em 28 de fevereiro de 2015

26 TSS (mg/l) Totais de Sólidos Suspensos Estações Amostrais Figura 6. Medidas de Totais de Sólidos Suspensos do Lajeado Monjolo em fevereiro de Fonte: Elaboração própria sobre dados amostrais da água do rio. Conforme os valores observados, verifica-se uma certa gradação das medidas entre cada estação amostral, caracterizando o aumento das concentrações de material suspenso da nascente (estação amostral 1) até o último ponto de coleta (estação amostral 5). Justifica-se os menores valores na primeira estação amostral devido as características que apresentam a água de nascentes: potabilidade, pouca ou nenhuma presença de impurezas e material suspenso, transparência, entre outras. Seguindo a ordem dos pontos de coleta e conforme ocorre a entrada de tributários, as consequências implicam o aumento de sólidos suspensos, com a máxima presença no último ponto de coleta. Tal resultado esteve associado a entrada de um afluente cuja bacia hidrográfica tem predominância do desenvolvimento intenso da pecuária leiteira, responsável por revolver o solo com mais frequência comparado aos cultivos agrícolas. A segunda, terceira e quarta estações amostrais apresentaram valores semelhantes justificados pela presença do espaço urbano dentro da bacia hidrográfica, de maneira que não havendo incidência pluviométrica, o transporte de detritos ocorre em menor volume. Associada a classificação do uso da terra averiguada em 14 de fevereiro de 2015, esses valores mais baixos de TSS justificam-se pela elevada presença de cobertura vegetal desempenhadas pelos cultivos agrícolas vigentes na época.

27 TSS (mg/l) Coleta em 02 de agosto de Totais de Sólidos Suspensos Estações Amostrais Figura 7. Medidas de Totais de Sólidos Suspensos do Lajeado Monjolo em agosto de Fonte: Elaboração própria sobre dados amostrais da água do rio. Comparada aos dados obtidos a partir das coletas efetuadas em fevereiro do mesmo ano, os valores de TSS com exceção da estação amostral 5 foram mais elevados. A média das medidas verificadas para cada ponto de coleta foi igual a 7mg/L, ou seja, mais que o dobro resultante da média (2,6mg/L) observada em fevereiro do mesmo ano. Conforme a figura 7 pode-se constatar a influência do espaço urbano sobre os Totais de Sólidos Suspensos da água do Lajeado Monjolo. As estações amostrais 2, 3 e 4 apresentaram os valores mais elevados comparadas as demais, podendo ser explicada por alguma participação pluviométrica incidente em período antecedente as coletas de água. Cabe ressaltar que estes valores mais elevados de TSS estão diretamente relacionados a maior ocorrência de superfícies descobertas verificada pela classe de solo exposto qualificada no mapa da figura 5. Em estudo semelhante, Toledo e Niconella (2002) e Vanzela et al. (2010) afirmaram a relação da água extremamente associada ao uso da terra nas áreas de entorno dos corpos hídricos. Foi verificado em seu estudo o aumento na concentração dos sólidos e redução de ph na água, relacionados com a presença de áreas agricultáveis

28 28 (culturas perenes, culturas perenes irrigadas e culturas anuais), habitadas (área urbana e moradias rurais) ou em matas degradadas. 4.3 Variáveis limnológicas e sua distribuição espacial: Rio Jacuí Os resultados obtidos mostraram variações em todas as medidas e em todas as estações amostrais, o que indica a ocorrência de alterações nas características da água ao longo da secção amostrada do Rio Jacuí. Figura 8. Variáveis limnológicas analisadas a partir de dados amostrais do Rio Jacuí. De maneira geral observa-se um aumento nas medidas obtidas de cada variável limnológica concordante ao fluxo do rio. Os dados amostrados na estação próxima a UHE Dona Francisca, localizada mais a montante das demais, apontaram valores mais

29 29 baixos em relação às demais estações e demais variáveis caracterizando a influência da série de reservatórios sobre as características da água do rio. Levando em consideração a secção do rio amostrada, foram observados num total de doze afluentes caracterizados de médio a grande potencial para transporte de sedimentos. Entre as estações amostrais 1 e 2 foram localizados 2 afluentes e entre as estações amostrais 2 e 3 foram localizados os 7 restantes. A maior predominância de afluentes contribuintes entre as estações mais a jusante das represas (2 e 3) é resultado da maior distância entre as mesmas, calculado em aproximadamente 103km, enquanto entre as estações mais próximas as represas, são apenas aproximadamente 17,5km. Sobre a perspectiva de distancias entre o reservatório e cada estação amostral, foi verificado o aumento das medidas obtidas referente a cada variável limnológica conforme a Figura 6. A primeira estação amostral localizada a aproximadamente 34,9 km da represa da UHE Dona Francisca e sobre predominância de 3 afluentes na seção caracterizou as menores medidas de cada variável amostrada, com exceção do ph. A segunda estação amostral localizada a aproximadamente 52,4 km da represa apresentou valores intermediários das variáveis observadas, sobre influência de 5 tributários. A terceira e última estação amostral da seção estudada localizada a 155,4 km apresentou os maiores valores, demonstrando a influência não só da distância do reservatório, mas também dos afluentes.

30 30 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Diante os estudos realizados tanto na bacia hidrográfica do Lajeado Monjolo quanto na seção do Rio Jacuí, pode-se dizer que foram alcançados os objetivos propostos. O uso de técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto demonstraram ser uma importante ferramenta para os trabalhos efetuados, de maneira que possibilitaram a efetivação de análises espaciais tanto dos usos e da terra da bacia hidrográfica do lajeado quanto do número de afluentes e disponibilização dos pontos de coleta do Rio Jacuí sobre o conjunto das variáveis limnológicas Totais de sólidos suspensos, Totais de sólidos dissolvidos, Potencial hidrogeniônico, Turbidez e Condutividade elétrica. De acordo com a classificação das imagens de satélite pode-se determinar os diferentes usos da terra na bacia hidrográfica em que se localiza o Lajeado Monjolo. Cabe ressaltar que as classes de solo exposto e agricultura se relacionam com os diferentes manejos do solo comprometidos com o calendário agrícola. Sob a conjuntura dos dados obtidos a partir dos mapas de uso da terra e cronologia das informações referentes as classes designadas, observou-se uma gradação crescente das áreas de solo exposto e regressão da áreas cobertas por culturas agrícolas, na ordem de 14 de fevereiro e 09 de agosto de Diante os dados amostrados na água de uma seção do Rio Jacuí em ambiente jusante de uma série de represas, verificou-se medidas de Condutividade Elétrica, Totais de Sólidos Dissolvidos, Potencial Hidrogenionico e Turbidez baixas na estação amostral mais próxima da última represa quando comparada as demais estações amostrais localizadas mais a jusante, com destaque para última estação amostral que apresentou os valores mais elevados, com exceção do ph. Sobre a concretização do estágio realizado no Laboratório de Geotecnologias, cabe ressaltar a importância dos conhecimentos adquiridos ao longo do curso Técnico em Geoprocessamento. Como o laboratório trabalha principalmente com estudos limnológicos e espectrais da água relacionados a técnicas geográficas, dentre as demais disciplinas, a Cartografia, Sensoriamento Remoto e GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite) estiveram mais diretamente relacionadas a temática dos estudos realizados no período do estágio. Destaque para a manipulação de softwares como

31 31 Spring e Arcgis que só se tornou possível, devido as noções adquiridas durante o desempenho das aulas no curso técnico. De maneira geral, pode-se concluir uma experiência positiva não só durante a efetivação do curso técnico, mas também da prática supervisionada em laboratório.

32 REFERÊNCIAS APHA - American Public Health Association. Standard Methods for the examination of Water and Wasterwater. 21. ed. Sprimgfield: Byrd Prepress, CAMPOS, S. et al. Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento aplicados ao uso da terra em microbacias hidrográficas, Botucatu SP. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.24, n.2, p , maio/ago, DIAS, J. E. et al. Geoprocessamento aplicado a análise ambiental: o caso do município de Volta Redonda- RJ. In: SILVA, J. X.; ZAIDAN, R. T. (Org.). Geoprocessamento & análise ambiental: aplicações. 2. Ed. Rio de Janeiro, Brasil, ESTEVES, Francisco de Assis (Org.). Fundamentos de Limnologia. 3ª Rio de Janeiro: Interciência, 826 p FRIEDRICH, J. N. Mapeamento do uso da terra por compartimento geomorfológico da subbacia da barragem Dona Francisca RS com imagens multiespectrais TM do LANDSAT f. Monografia (Especialização em interpretação de imagens orbitais e suborbitais). Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, MOURA, L. H. A.; BOAVENTURA, G. R.; PINELLI, M. P. A qualidade de água como indicador de uso e ocupação do solo: Bacia do Gama, Distrito Federal. Quimica Nova, v.33, n.1, p , PINTO, L. V. A.; FERREIRA, E.; BOTELHO, S. A.; DAVIDE, A. C.; Caracterização física da bacia hidrográfica do Ribeirão Santa Cruz, Lavras, MG e uso conflitante da terra em suas áreas de preservação permanente. Lavras. Revista Cerne. V. 11, n.1, Jan/Mar 2005, p SOUTH, S.; JIAGUO Qi; LUSCH, D. P. Optimal classification methods for mapping agricultural tillage practices. Remote Sensing of Environment, v.91, n.90-97, TOLEDO, L. G.; NICONELLA, G. Índice de qualidade de água em microbacia sob uso agrícola e urbano. Scientia Agricola, v.59, n.1, p , TUNDISI, J. G.; TUNDISI, T. M. Limnologia. São Paulo: Oficina de Textos, VANZELA, L. S.; HERNANDEZ, F. B. T.; FRANCO, R. A. M. Influência do uso e ocupação do solo nos recursos hídricos do córrego Três Barras, Marinópolis. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, n.1, p.55-64, WETZEL, R. G. Limnology: Lakes and River Ecossystems. 3 ed. San Diego, CA Academic Press, 2001.