MODELAGEM DA EROSÃO HÍDRICA DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO PEDRA BRANCA NO MUNICÍPIO DE ALFENAS MG PELO MODELO EPM

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1 365 MODELAGEM DA EROSÃO HÍDRICA DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO PEDRA BRANCA NO MUNICÍPIO DE ALFENAS MG PELO MODELO EPM Augusto César Ferreira Guiçardi 1 augusto_guicardi@hotmail.com Prof. Dr. Marx Leandro Naves Silva 2 marx@dcs.ufla.br Dr. Sc. Velibor Spalevic 3 velibor.spalevic@gmail.com Prof. Dr. Ronaldo Luiz Mincato 4 ronaldo.mincato@unifal-mg.edu.br 1 Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade Federal de Alfenas -UNIFAL-MG. 2 Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras UFLA. 3 Department of Geography, Faculty of Philosophy, University of Montenegro, Montenegro. 4 Instituto 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).

2 A sub-bacia hidrográfica do Córrego Pedra Branca possui área de ha e percorre em eixo longitudinal toda a área urbana da cidade de. 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 (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 366

3 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 367

4 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: G yr = T H yr Z 3 R u Em que: G yr, é o rendimento específico de sedimento total induzida por erosão atingindo a confluência em m 3 ano -1 km -2 ; T, é o coeficiente de temperatura; H yr, é a precipitação média anual em mm; = 3,14; Z, é o coeficiente de erosão; e R u, é o coeficiente de retenção. Sendo que o coeficiente de erosão, Z, é calculado por: 368 R u = Z = Y X (φ + I sr) Em que, Y, X, e φ, são os coeficientes de erodibilidade, proteção do solo, e o grau de erosão, respectivamente, e I sr, 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, R u é calculado por: ( 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.

5 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 AYER, J.E.B.; OLIVETTI, D.; MINCATO, R.L.; SILVA, M.L.N. Erosão hídrica em Latossolos Vermelhos distróficos. Pesquisa Agropecuária Tropical, Goiânia, v.45, n.2, p , BRASIL. Lei nº de 8 de janeiro de Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Disponível em: < Acesso em: 03 mai CANIL, K. Metodologia para elaboração da carta de risco de erosão do município de Franca SP. VII Simpósio Nacional de Controle de Erosão. Goiânia, CORTEZ, N.; ABREU, M.M. Solos - A pele da Terra, in Mateus, A. (Coord.), Solo: Recurso natural a preservar. Departamento de Geologia FCUL, Lisboa, pp. 3-5, Disponível em: < Acesso em: 30/10/2015. CREPANI, E.; MEDEIROS, J, S.; FILHO, P. H.; FLORENZANO, T. G.; DUARTE, V.; BARBOSA, C. C. F. Sensoriamento remoto e geoprocessamento aplicados ao Zoneamento Ecológico-Econômico e ao ordenamento territorial. INPE. São José dos Campos, DECHEN, S, C, F.; TELLES, T, S.; GUIMARÃES, M, F.; DE MARIA, I, C. Perdas e custos associados à erosão hídrica em função de taxas de cobertura do solo. Bragantia, Campinas, v. 74, n. 2, p , FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS (FAO) Año Internacional de los Suelos. Disponível em: < Acesso em: 24/11/2015. GAVRILOVIC, Z. The use of empirical method (erosion potential method) for calculating sediment production and transportation in unstudied or torrential streams. Proceeding of the International Conference of River Regime, May, 18-20, Wallingford, England, 1988, p. GUERRA, A.J.T. Experimentos e monitoramento em erosão dos solos. In: Revista do Departamento de Geografia. São Paulo, n. 16, p ,

6 LEONARDO, H. C. L. Indicadores de qualidade de solo e água para a avaliação do uso sustentável da microbacia hidrográfica do Rio Passo Cue, região oeste do estado do Paraná. Dissertação de Mestrado. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Piracicaba, 2003, 121 p.: il. MAGALHÃES, R.A. Processos Erosivos e Métodos de Contenção CEEB, Ouro Preto, NEEDELMAN, B. A. What are Soils?. In: Nature Education Knowledge. Cambridge, USA, v. 4, n. 3, SPALEVIC, V., Impact of land use on runoff and soil erosion in Polimlje. Doctoral thesis, Faculty of Agriculture of the University of Belgrade, Serbia, p TANGESTANI, M. H. Comparison of EPM and PSIAC models in GIS for erosion and sediment yield assessment in a semi-arid environment: Afzar Catchment, Fars Province, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 2006, 27(5), p. 370