Estimativa da Erosividade da chuva (R) na Bacia Hidrográfica do rio Manoel Alves Grande localizado no cerrado tocantinense. BARBOSA 1, Guilherme Silva; IOST 2, Caroline; SCHIESSL 3, Maikon Adão; MACIEL 4, Girlene Figueiredo RESUMO A erosividade da chuva (R) é uma variável da Equação Universal de Perda do Solo (EUPS) que expressa a erosão pluvial, produzida pelo impacto das gotas ao caírem sobre superfícies desprotegidas (CARVALHO, 2008). Destacado a importância deste fator para a EUPS, este trabalho objetivou estimar o fator R na bacia hidrográfica incremental do rio Manoel Alves Grande, localizado na região nordeste do estado do Tocantins. O método empregado baseouse na equação elaborada por Lombardi Neto & Moldenhauer (1980) e o resultado obtido mostrou que a erosividade média anual da chuva é 8.535,542 MJ.mm/ha.h.ano. Palavras chave: Erosividade da chuva (R); Perda de solo pela água; Dados pluviométricos. 1. Introdução A busca cada vez mais intensa por novas áreas para produção de alimentos decorrentes das pressões demográficas e a erosão excessiva tem conduzido índices preocupantes de redução dos solos mais produtivos podendo atingir em torno de 7% por década (MURCK et al, apud PAIVA, 2001). Com o solo exposto ou mal manejado a chuva se torna um fator importante para formação do processo erosivo, sendo esta abrangente em quase toda superfície terrestre, em especial nas áreas cujo clima é tropical, onde os totais pluviométricos são bem mais elevados. Segundo Mueller (2009), a erosão é um processo pelo qual ocorre o desprendimento, o transporte e a deposição de partículas de solo ou sedimentos, podendo causar diversos problemas ambientais, tais como assoreamento em rios e desnivelamento do solo. Vários fatores influenciam na estimativa de perda de solo, segundo a EUPS, estimada por Wischmeier & Smith,(1978) os fatores são 1) Erosividade das Chuvas (R), resultante da quantidade, intensidade e duração da chuva e é o potencial da chuva causar erosão; 2) Erodibilidade do Solo (K), que é função de características do solo, e reflete a capacidade que o solo tem em tolerar agentes erosivos; 3) Características da Vertente (LS), representada por seu comprimento (L) e declividade (S); 4) Manejo da terra (P); e 5) Presença e natureza da cobertura vegetal ( C)sendo estes interligados. Dada a complexidade da equação e importância do fator R para formação da erosão o presente trabalho objetivou estimar a erosividade da chuva numa bacia hidrográfica localizada no bioma cerrado. O estudo do fator R nesta região é importante devido a discrepância dos totais pluviométricos ao longo do ano, e para conhecer a capacidade e o potencial da chuva causar erosão no solo, para que assim se faça um manejo e ocupação correta do mesmo. 1 Bolsista Pibic-UNITINS/CNPQ-Graduando de Engenharia Ambiental-UFT; e-mail: guilherme1188@uft.edu.br 2 Profª./Pesquisadora Doutoranda em Engenharia Agrícola - UNITINS; e-mail: carolineiost@unitins.br 3 Graduando de Engenharia Ambiental-UFT; e-mail: maikonsch@uft.edu.br 4 Prof. Assistente Eng.Ambiental-UFT; e-mail:maciel@uft.edu.br
2. Material e Métodos 2.1 Caracterização da Área de Estudo A área em estudo localiza-se na região nordeste do estado do Tocantins na bacia hidrográfica Tocantins-Araguaia conforme a figura 1 e abrange os municípios de Goiatins, Helenópolis e Campos lindos. Esse fato evidencia a importância da bacia hidrográfica para a comunidade local, que tem sua economia voltada para a agricultura. O presente trabalho delimitou a bacia incremental do rio Manoel Alves Grande, apresesentada na figura 2, a partir da estação pluviométrica e hidrosedimentométrica localizada no município de Goiatins. A estação é operada pelo Núcleo Estadual de Meteorologia e Recursos Hídricos da Fundação Universidade do Tocantins (UNITINS) e localiza-se na latitude 7º42 31 S e longitude 47º18 39 W. A área de estudo é de aproximadamente 10.000 km² e esta delimitada pelos paralelos de 07º42' 29'' 08º44' 13'' S e os meridianos de 46º12' 48'' - 47º32' 02''W, como pode ser vista na Figura 1. O trabalho foi desenvolvido com a utilização de materiais como, carta topográfica da região, levantamento bibliográfico sobre o tema, e também com o auxílio de softwares, como Excel, e ArcView. O mapa base utilizado foi a carta de 1347, 1348, 1425 e 1426 de edição de 1979, obtido no IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), na escala de 1:100.000. Figura 1 - Localização da Bacia Hidrográfica Incremental do Rio Manoel Alves Grande. Segundo a classificação climática proposta por Köppen, o clima predominante na região é Awi Tropical de verão úmido, isotérmico (entre os meses de outubro e abril) e período de estiagem no inverno (entre os meses de maio e setembro), ou seja, inverno seco e chuvas máximas no verão (SEPLAN, 2008). Figura 2 Localização da Bacia Hidrográfica do Rio Manoel Alves Grande.
2.2. Métodos Na determinação da erosividade da chuva utilizou-se a equação apresentada por Lombardi Neto & Moldenhauer (1980), citada por Enoch e Terllizzie (2005), definida por: 2 r EI = 67, 355 P onde EI é a média mensal do índice de erosividade das chuvas (MJ.mm/ha.h), r é a precipitação média mensal (mm) e P é a precipitação média anual (mm). O índice de erosividade anual das chuvas (R) é o somatório dos valores mensais desse índice, conforme equação abaixo: 12 R = EI 1 A obtenção dos dados pluviométricos foi através do Hidroweb da Agência Nacional de Águas ANA, sendo a consistência da série testada através do método de Dupla-Massa, conforme mostrado no Gráfico 1. Considerou-se a Estação de Goiatins apta a representar a região, devido a característica da região, cuja vegetação, relevo e uso e ocupação do solo possui uma homogeneidade, acredita-se satisfatório a utilização de apenas uma estação sendo que a mesma possui uma série de 35 anos de dados. 0,85 Dupla-massa 60000 Acumulado da EHS Goiatins 50000 40000 000 20000 10000 0 0 10000 20000 000 40000 50000 60000 Acumulados médios da região Gráfico 1 - Teste de Consistência de Dados Pluviométricos Série1 Linear (Série1) 3. Resultados Os dados pluviométricos expressados na Tabela 1 são referentes a série histórica de 35 anos da estação pluviométrica de Goiatins, utilizada para o cálculo do fator R da bacia hidrográfica incremental do rio Manoel Alves Grande. Os dados obtidos foram organizados através do software Excel. Na Tabela 1, nota-se a variação temporal da precipitação na região. A precipitação média anual observada foi de 1640,153 mm. A Tabela 2 apresenta os valores médios e anuais do fator erosividade da chuva (R) encontrados na bacia hidrográfica incremental do rio Manoel Alves Grande, avaliados através da série apresentada através da Tabela 1. O Fator R total da área de estudo foi de 8.535,542 MJ mm/há.h.ano. Devido ás condições climáticas da região observa-se que nos mês de Junho o índice de erosividade EI é menor aproximadamente 90% do EI do mês de Março.
Tabela 1 - Distribuição mensal e anual da precipitação pluviométricas na Estação de Goiatins (TO). Goiatins 00747001 Precipitação pluviométrica (mm) Ano jan. fev. mar. abr. mai. jun. jul. ago. set. out. nov. dez. Total 1972 253,1 184,5 131,3 137 45,7 80,5 7,6 25,4 74,5 72,5 115,7 201,1 1328,9 1973 108,9 282,2 462,6 175,7 68 22,5 57,9 20,3 14,6 205,8 144,7 177 1740,2 1974 262,1 201,3 392,3 333,9 64,3 56,8 0 14,1 9,1 149,9 102,8 196,1 1782,7 1975 298,3 225 209,5 92,1 121,1 0 53,5 0 6,8 68,8 287,7 85,5 1448,3 1976 155,2 387,3 277,3 108,9 32 0 0 0 97,1 127,5 147,1 161,3 1493,7 1977 252,1 198 180,8 316,5 21 27,4 0 5,4 109 135,7 163,8 279,9 1689,6 1978 238,1 313,2 247,6 107 151,3 0 23,9 0 74,5 154 195,7 137,7 1643 1979 0,8 327,2 223,5 270,2 21,9 0 0 49,2 59,3 193,9 170 357,4 1973,4 1980 367,2 281,3 127,7 115,6 18,9 3,6 0 0 91,6 53,3 251 389 1699,2 1981 291,4 83,6 422,4 141,3 0,2 0 19,4 0 75,5 169,9 56,6 1290,3 1982 551,4 144 185,4 152 0 0 0 44 40 36,5 116,1 111,5 1380,9 1983 212 240,8 275,4 56,9 0 28,5 0 12,9 13 56,2 192,4 210 1298,1 1984 104,5 215,1 225,3 210 34,4 0 0 6,8 78,9 248,3 134,8 103,2 1361,3 1985 428,8 318,3 290,3 280,6 101,2 51,2 0 8,3 54,1 253,8 257,2 326,5 2370,3 1986 226,6 269,3 377,6 219,6 0 8,9 0 39,6 71 232,1 216,4 175,3 1836,4 1987 108,3 85,5 481,6 175,8 4,2 0 0 0 14,2 106,7 116,7 195,2 1288,2 1988 286,8 244,7 335 284,5 0,2 15,4 0 0 10,7 121 239,7 231 1769 1989 232,5 104,5 344,1 283,6 29,9 101,2 0 62 48,4 141,5 180,4 535,7 2063,8 1990 292,3 495,5 179 70,4 0 0 11 15 201,6 385,2 88,4 394,1 2132,5 1991 746,3 277,5 623,7 334,2 10,8 0 0 0 55 113,6 146,4 138,1 2445,6 1992 367,1 243 334 214 51 13 9 14 52 140 318 450 2205,1 1993 226,6 665,3 188,8 397,8 61 0,2 0,3 4 156,8 6 239,5 2,9 2549,2 1994 369,9 362,8 275,4 250,6 18,7 65,8 0 0 84,6 199,9 73,2 139,9 1840,8 1995 158,7 203,8 263,2 331,3 127,9 0 0 0 5,6 88,8 150,3 400,9 17,5 1996 221,7 147,5 277,4 188 106,2 0 0 5,7 15,5 149,2 123,8 131,4 1366,4 1997 372,2 141,8 324,2 133 45,6 0 0 0 0 112,3 109,7 285,3 1524,1 1998 268,3 162,4 219,2 55,7 70,9 0 16,8 0 19,3 181,5 248,6 248,7 1491,4 1999 152 142,2 176,4 80,4 103,6 0 0 0 133,9 93,3 429,2 271,5 1582,5 2000 271,1 205,3 124,3 119,6 14,4 0 4,3 4,2 99,8 125,2 169,4 263,9 1401,5 2001 114,6 162,1 245,1 89,9 123 45 0 0 11,5 79,5 192,8 151,4 1214,9 2002 386,5 273,4 148,5 62,4 21,9 0 0 0 60,1 98,6 127,8 246,4 1425,6 2003 229,3 333,4 194,7 150,8 24,8 24,2 0 13,7 2,6 166,1 102,8 155,5 1397,9 2004 240,3 287,9 263,4 120,3 12,6 2,3 1,4 19,2 3,6 187,3 101,9 211,1 1451,3 2005 111,2 201,4 393,4 67,4 78,2 0 0 0 20,7 62 91 247,5 1272,8 2006 139,9 244,2 237,4 299,3 66,8 0 0 2,8 91,6 168,2 55,4 144,5 1450,1 2007 174,2 341,9 183,5 153,8 65 1,4 0 0 0 20,5 61,6 104,1 1106 Média 264,4528 249,9222 273,3694 182,7806 47,68056 16,05833 5,158333 10,72222 52,25 141,95 167,5528 228,2556 1640,153 Tabela 2 - Valores médios e anuais do fator erosividade da chuva (R) Mês Chuva EI mm MJ.mm/há.h.ano Janeiro 264,45 1.635,72 Fevereiro 249,92 1.485,89 Março 273,37 1.7,59 Abril 182,78 872,97 Maio 47,68 88,90 Junho 16,06 13,98 Julho 5,16 2,03 Agosto 10,72 7,03 Setembro 52,25 103,86 Outubro 141,95 568,00 Novembro 167,55 752,97 Dezembro 228,26 1.273,60 Total 1640,15 8535,54
4. Conclusão As principais conclusões do estudo são: A erosividade da chuva na Bacia Incremental Hidrográfica totalizou 8.535,54 MJ mm/ha.h.ano. O maior índice de erosividade das chuvas mensais foi de 1.7, 59 MJ mm/há.h.ano no mês de Março, coincidindo com o mês mais chuvoso, e o mais baixo índice de erosividade das chuvas EI foi 2,03 MJ mm/há.h.ano no mês de Julho. Assim concluiu-se que a discrepância entre os índices de erosividade é função da variação temporal da precipitação na bacia. A fator (R) igual a 8.535,54 MJ mm/há.h.ano é considerado alto para diversos autores, portanto deve-se preocupar com os demais fatores que influenciam na perda de solo em uma bacia, para que seja possível alcançar o equilíbrio evitando-se prejuízos e problemas ambientais. 5. Referências Bibliográficas CARVALHO, N. O.; Hidrossedimentologia. 2.ed. Rio de Janeiro, RJ: CPRM, 2008. 599 p. ENOUCH, J. F. W. L.; TERLLIZIE, W. A. L. Estimativa da Taxa Média Anual de Erosão no Estado do Tocantins. 2005. Trabalho apresentado no 8. ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE SEDIMENTOS, Foz do Iguaçu PR, 2005. HIDROWEB ANA. Dados hidrológicos. Abril de 2006. Disponível em :< http: //www.hidroweb.ana.gov.be>.acesso em 02 de fevereiro de 2010. PAIVA, E. M. C. D.; Métodos de estimativa da produção de sedimentos em pequenas bacias hidrográficas. In: Hidrologia aplicada a gestão de pequenas bacias hidrográficas. Porto Alegre RS: ABRH, 2001, p. 365-394. SEPLAN - TO. ATLAS DO TOCANTINS: Subsídios ao Planejamento da Gestão Territorial. Abril de 2008. Disponível em :< http://www.seplan.to.gov.br> Acesso em 16 de Setembro de 2009. WISCHMEIER, W.H.; SMITH, D.D. (1978). Predicting rainfall erosion losses: a guide planning. Washington, DC: USDA, 58p.