Construção dos Índices que Faltam para Completar o Trabalho

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA INSTITUTO DE GEOGRAFIA TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO MATHEUS MENEZES DOS SANTOS IMPACTOS DA VEGETAÇÃO NA COBERTURA DO SOLO E NA PERDA DE SOLO POR EROSÃO SUPERFICIAL NA BACIA DO RIO GUANDU ES Uberlândia MG 2024 MATHEUS MENEZES DOS SANTOS IMPACTOS DA VEGETAÇÃO NA COBERTURA DO SOLO E NA PERDA DE SOLO POR EROSÃO SUPERFICIAL NA BACIA DO RIO GUANDU ES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado Instituto de Geografia da Universidade Federal de Uberlândia como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Geografia Orientador Matheus Fonseca Durães Uberlândia MG 2024 Sumário 1 Introdução9 2 Justificativa11 3 Objetivos12 31 Objetivos Geral12 32 Objetivos específicos12 4 Caracterização da área de estudo13 41 Localização Geográfica13 42 Hidrografia13 43 Hipsometria13 44 Solos13 45 Clima14 46 Uso e ocupação do solo14 5 Fundamentação Teórica16 6 Material e Métodos17 7 Resultados e Discussão21 8 Conclusões22 9 Referencial Bibliográfico23 1Introdução A erosão do solo é um processo natural de remoção e transporte de material do solo pela ação de agentes erosivos Panditharathne et al 2019 e nos últimos anos tem sido acelerada por atividades como agricultura intensiva manejo inadequado do solo desmatamento e outras perturbações antropogênicas Trenberth 2011 A erosão do solo é um processo natural de remoção e transporte de material do solo por meio da ação dos agentes erosivos Panditharathne et al 2019 e nos últimos anos tem sido um acelerado por atividades como a agricultura intensiva manejo inadequado dos solos desmatamentos e demais perturbações antrópicas Trenberth 2011 O processo erosivo acarreta diretamente na perda dos serviços ambientais através da redução de nutrientes e carbono orgânico do solo Baldotto et al 2021 reduzindo a biota da área erodida além da perda da capacidade de reservatórios assoreamento de rios por meio do transporte das partículas de solo pela água Lira et al 2020 Para Guedes et al 2022 a predição das perdas de solo é uma importante ferramenta para avaliar os riscos e determinar a gestão e o uso do solo de forma adequada Contudo a obtenção de dados locais para estimar as perdas de solo a nível de bacia hidrográfica é oneroso e prolongado Nesse sentido existem várias abordagens que podem ser utilizadas que variam de modelos empíricos conceituais e físicos Singh Panda 2017 embarcados em tecnologias que envolvem o uso de sistemas de informação geográfica SIGs permitindo o estudo da dinâmica espaçotemporal das variáveis que afetam a geração e o transporte de sedimentos Dentre os modelos empíricos existentes a equação universal de perda de solos revisada RUSLE desenvolvida pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos Renard et al 1997 é uma ferramenta flexível que foi adaptada às escalas de bacia hidrográfica combinada com SIG em avaliações de erosão do solo Das et al 2018 e seus resultados podem auxiliar na gestão e conservação de recursos naturais Lense et al 2022 Uma das principais bacias hidrográficas brasileiras é a do rio Doce a qual possui um histórico de degradação do uso do solo e da água Pires et al 2017 com elevados índices de desmatamento seguido de erosão sedimentação e eutrofização dos seus rios e que teve a situação agravada em novembro de 2015 com o rompimento da barragem de Fundão na cidade de Mariana em Minas Gerais Esse desastre ambiental derramou de 40 a 62 milhões de m³ de rejeitos de mineração no rio Doce Meira et al 2016 Fernandes et al 2016 consideraram que este incidente além de poluir drasticamente as águas foi a gota dágua em um processo de degradação de longa duração com perdas de serviços ecossistêmicos da ordem de 521 bilhões de dólares americanos Garcia et al 2017 Após esse incidente o governo brasileiro se comprometeu num ambicioso plano de recuperação ambiental através do reflorestamento de 12 milhões de hectares até o ano de 2030 Pires et al 2017 por meio de um conjunto de políticas de nível nacional que incluem a Lei de Proteção de Vegetação Nativa LPVN o Plano Nacional de Adaptação às Mudanças Climáticas PNAMC com foco na gestão de recursos hídricos e a Política Nacional de Restauração de Vegetação Nativa Brancalion et al 2016 Scarano 2017 Esperase que essas medidas possam trazer benefícios ecossistêmicos principalmente no que tange a qualidade da água Contudo para Pires et al 2017 tais efeitos depende da região de sua implantação e do parâmetro ecológico estudado uma vez que ainda não está claro como o cumprimento da LPVN levaria a mudanças na qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Doce e como os compromissos nacionais poderiam promover a restauração do uso e cobertura do solo na região 3Objetivos 31 Objetivos Geral 32 Objetivos específicos 4Caracterização da área de estudo 41 Localização Geográfica A subbacia Guandu está localizada na porção centrooeste do estado do Espírito Santo sob as coordenadas 1926 e 2020 de latitude sul e 40 55 e 4123 longitude oeste Figura 1 abrangendo os municípios Laranja da Terra Brejetuba Afonso Cláudio e Baixo Guandu ocupando uma área de aproximadamente 2148km² com população aproximada de 74 mil pessoas IGAM 2010 Pertence à rede hidrográfica do Rio Doce com nascente no município de Afonso Cláudio e com desaguamento no município de Baixo Guandu percorrendo cerca de 160km e drenando uma área de aproximadamente 21412 km² Figura 1 Mapa de localização da bacia do rio Guandu ES 42 Hidrografia 43 Hipsometria 44 Solos Em relação aos solos da bacia foi realizada a classificação a partir do mapa de solos do Brasil EMBRAPA 2006 na escala de 15000000 com predomínio do argissolo vermelho 572 cambissolo háplico 193 e latossolo vermelhoamarelo 235 A Figura 2 apresenta a distribuição espacial das classes de solo encontrados na bacia Figura 2 Mapa de solos 45 Clima De acordo com a classificação de Köppen grande parte do estado possui o clima tropical úmido Am com temperaturas médias acima dos 18ºC AGERH 2018 Com influências marítima e continental além da localização e topografia suscetíveis a processos de desertificação a área de estudo possui uma diversidade climática com períodos bem definidos De outubro a março possui períodos chuvosos com maiores índices de precipitação ocorrendo em dezembro e de abril a setembro um período de estiagem com mínimas ocorrendo em agosto JÚNIOR 2012 p 6 46 Uso e ocupação do solo Em relação ao uso e ocupação do solo a BHRG apresenta 12 classes para o ano de 2012 e 14 para o ano de 2021 com destaque para pastagem e áreas de cultivo como café A Figura 3 e 4 apresenta respectivamente a distribuição espacial das classes de uso de solo para os anos de 2012 e 2021 enquanto a Tabela 1 temse a destruição percentual Tabela 1 Distribuição percentual das classes de uso e ocupação do solo Uso do Solo Ano Distribuição Uso do Solo Ano Distribuição 2012 2021 2012 2021 Formação Florestal Afloramento rochoso Cerrado Água Silvicultura Culturas anuais Áreas úmidas Café Outras formações florestais Culturas perenes Pastagem Mosaico de Usos Urbanizada Pousio Figura 3 Mapa de uso e ocupação dos solos da bacia do rio Guandu nos anos 2012 esq e 2021 dir 5Fundamentação Teórica 51 Processo de erosão do solo 52 Modelos de estimativa da erosão do solo 53 Família USLE 54 Uso de SIG na modelagem 55 Taxa de aporte de sedimento 6Material e Métodos 61 Modelo RUSLE O modelo RUSLE foi estruturado em ambiente SIG permitindo a geração de mapas individuais das variáveis de forma espacializada com o objetivo de aplicar a álgebra de mapas para identificação das áreas mais vulneráveis à erosão hídrica em cada um dos períodos selecionados A RUSLE faz parte de uma adaptação e refinamento da USLE desenvolvido por Renard et al 1997 para permitir seu emprego a nível de bacia hidrográfica através de um ajuste no cálculo do fator topográfico Sua estrutura é apresentada da seguinte forma YRKLSC P 1 Em que Y representa a perda de solo tha1ano1 R é a erosividade das chuvas MJmmha1h1ano1 K é a erodibilidade dos solos thMJ1mm1 LS representa o fator topográfico adimensional C denota o uso e manejo do solo adimensional e P representa as práticas conservacionistas adimensional a Fator Erosividade da Chuva R Conceitualmente a erosividade representa o potencial da chuva em causar erosão pelo desprendimento de partículas sólidas do solo devido à energia cinética da chuva com intensidade de até 30 minutos consecutivos Wischmeier e Smith 1978 Para sua estimativa foram empregados dados de 13 postos pluviométricos tanto dentro quanto fora da área fazendo a ponderação destes pelo método dos polígonos de Thiessen Utilizouse ainda o índice modificado de Fournier Fournier 1956 com os coeficientes locais Oliveira et al 2009 descritos pelas equações 2 e 3 MFI 1 N j1 N i1 12 pij 2 P j 2 R12939 MFI 07982 3 Onde R é a erosividade da chuva MJmmha1h1ano1 MFI é o Índice de Fournier Modificado pij é a precipitação total mensal mm Pj é a precipitação total anual mm e N é o número de anos da série histórica b Fator Erodibilidade do Solo K O fator erodibilidade do solo representa a sua susceptibilidade à erosão hídrica a qual pode ser determinada diretamente em campo durante eventos de chuva em parcelas experimentais ou por meio de métodos empíricos que utilizam informações a respeito da textura e do teor de matéria orgânica Os valores de K aplicados a este estudo e as respectivas citações estão apresentadas na Tabela 2 Tabela 2 Erodibilidade das classes de solo de ocorrência na BHRG Solo Código K thMJ1mm1 Fonte Argissolo vermelho PvAd 0013 Sá et al 2004 Cambissolo háplico distrófico CXd 0024 EMBRAPA 1984 Cambissolo hápçico eutrófico CXe 0035 EMBRAPA 1984 Latossolo vermelhoamarelo LVAd 00112 Mannigel et al 2002 Neossolo litólico RLd 0044 Pereira and Cabral 2021 c Fator Comprimento e Declividade LS Para o cálculo do fator LS utilizouse a metodologia proposta por Engel 2003 que substitui a área acumulada pelo produto entre o fluxo acumulado e o tamanho da célula conforme procedimento de cálculo de Moore e Bruch 1986 e apresentado pela equação 4 LSFA CS 2213 0 4 senS 00896 13 4 Em que FA representa o acúmulo de fluxo ou área de contribuição CS é o tamanho da célula do modelo digital de elevação correspondente a 30 metros de resolução espacial da imagem de acúmulo de fluxo e S é a declividade em radianos calculada para cada pixel Ressaltase que o valor do denominador do segundo membro da Equação 4 referese ao seno do ângulo que corresponde à declividade da parcela padrão de onde inicialmente foi derivado o fator LS 9 cmm1 d Fator Práticas e Conservação do Solo CP De acordo com Wischmeier e Smith 1978 o fator P representa as práticas culturais que podem contribuir com o manejo da erosão hídrica Contudo dada à impossibilidade de se obter esse fator a partir de imagens de satélite adotouse procedimento semelhante ao de Pradhan et al 2012 Oliveira et al 2014 Durães et al 2016 onde o valor de P foi igual a 1 Para corpos dágua e áreas urbanas o valor de P é nulo Por outro lado os valores de C no presente estudo foram obtidos da literatura disponível para os usos existentes na bacia considerando que para a classe de solos expostos o valor de C igual a 1 Os valores para as demais coberturas e uso do solo são apresentados com as respectivas fontes na tabela 3 Tabela 3 Valores do fator C para as classes de uso e cobertura do solo na BHRG Uso e Cobertura do solo Fator C Fonte 62 Taxa de Aporte de Sedimentos Segundo Walling 1983 a taxa de aporte de sedimentos é definida como a relação entre o sedimento transportado valor médio obtido pela descarga sólida ou erosão observada até a seção de controle e a erosão potencial média estimada para a bacia expressa da seguinte forma TASY obs Y est 5 Em que TAS é a taxa de aporte de sedimentos adimensionalYobs representa a erosão hídrica média observada na seção de controle tha1ano1 e Yest é a erosão hídrica potencial média estimada a partir da RUSLE tha1ano1 Para estimar a produção de sedimentos da BHRG e posteriormente sua TAS é necessário determinar a curvachave sedimentométrica com base nos dados monitorados de sedimentos disponibilizados pela Agência Nacional das Águas ANA em 3 pontos na bacia Tabela 4 As equações 6 7 e 8 representam respectivamente as estações Afonso Cláudio Montante Laranja da Terra e Baixo Guandu Figura 5 e 6 Qss09115Q 18929 R² 089 6 Qss02702Q 22639 R² 082 7 Qss02826Q 22501 R² 079 8 Onde Qss é a descarga sólida tdia1 e Q é a vazão média diária m³s1 Tabela 4 Estações sedimentométricas na BHRG Nome Código ANA Área km² Lat Long Série Histórica Afonso Cláudio Montante 56990990 435 200775 411242 19982022 Laranja da Terra 56991500 1330 199011 410581 19982022 Baixo Guandu 56992000 2130 195236 410142 19982022 01 1 10 100 01 1 10 100 1000 Afonso Cláudio Montante Flow m³s Solid Discharge tday 01 1 10 100 01 1 10 100 1000 10000 Laranja da Terra Flow m³s Solid Discharge tday 01 1 10 100 001 01 1 10 100 1000 10000 Baixo Guandu Flow m³s Solid Discharge tday Figura 5 Curvachave sedimentométrica 7Resultados e Discussão IMPACTOS DA VEGETAÇÃO NA COBERTURA VEGETAL E NA PERDA DE SOLO POR EROSÃO SUPERFICIAL NA BACIA DO RIO GUANDU ES Matheus Fonseca Durães Matheus Menezes dos Santos RESUMO INTRODUÇÃO A erosão do solo é um processo natural de remoção e transporte de material do solo através da ação de agentes erosivos Panditharathne et al 2019 e nos últimos anos tem sido acelerada por atividades como a agricultura intensiva a gestão inadequada do solo a desflorestação e outras perturbações antropogénicas Trenberth 2011 O processo erosivo leva diretamente à perda de serviços ambientais através da redução de nutrientes e carbono orgânico no solo Baldotto et al 2021 reduzindo a biota da área erodida além da perda de capacidade dos reservatórios assoreamento dos rios através do transporte de partículas do solo pela água Lira et al 2020 De acordo com Guedes et al 2022 a previsão da perda de solo é uma ferramenta importante para avaliar os riscos e determinar a utilização e a gestão adequadas das terras No entanto a obtenção de dados locais para estimar as perdas de solo ao nível da bacia hidrográfica é dispendiosa e morosa Neste sentido existem várias abordagens que podem ser utilizadas desde modelos empíricos conceptuais e físicos Singh Panda 2017 embebidos em tecnologias que envolvem o uso de sistemas de informação geográfica SIG permitindo o estudo da dinâmica espáciotemporal das variáveis que afectam a geração e transporte de sedimentos Dentre os modelos empíricos existentes a Equação Universal de Perda de Solo Revisada RUSLE desenvolvida pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos Renard et al 1997 é uma ferramenta flexível que foi adaptada para escalas de bacias hidrográficas combinada com SIG em avaliações de erosão do solo Das et al 2018 e seus resultados podem auxiliar na gestão e conservação dos recursos naturais Lense et al 2022 Uma das principais bacias hidrográficas do Brasil é a do rio Doce que tem um histórico de degradação do uso da terra e da água Pires et al 2017 com altas taxas de Assine o DeepL Pro para poder editar este documento Visite wwwDeepLcompro para mais informações desmatamento seguidas de erosão sedimentação e eutrofização de seus rios A situação foi agravada em novembro de 2015 com o rompimento da barragem de Fundão na cidade de Mariana em Minas Gerais Esse desastre ambiental despejou entre 40 e 62 milhões de m³ de resíduos de mineração no rio Doce Meira et al 2016 Fernandes et al 2016 consideraram que este incidente para além de poluir drasticamente as águas foi a gota de água num processo de degradação de longa duração com perdas de serviços ecossistémicos na ordem dos 521 mil milhões de dólares americanos Garcia et al 2017 Na sequência deste incidente o governo brasileiro comprometeuse com um ambicioso plano de recuperação ambiental através da reflorestação de 12 milhões de hectares até ao ano 2030 Pires et al 2017 e um conjunto de políticas a nível nacional que incluem a Lei de Proteção da Vegetação Nativa LPVN o Plano Nacional de Adaptação às Mudanças Climáticas PNAMC com foco na gestão de recursos hídricos e a Política Nacional de Restauração da Vegetação Nativa Brancalion et al 2016 Scarano 2017 e esperase que essas medidas possam trazer benefícios para o ecossistema especialmente em termos de qualidade da água No entanto segundo Pires et al 2017 tais efeitos dependem da região de implementação e do parâmetro ecológico estudado pois ainda não está claro como o cumprimento da LPVN levaria a mudanças na qualidade da água na bacia do rio Doce e como os compromissos nacionais poderiam promover a restauração do uso e cobertura do solo na região Diante desse cenário este estudo tem como objetivo estimar a perda de solo e a taxa de aporte de sedimentos por erosão hídrica na bacia do rio Guandu GRB afluente do rio Doce em dois períodos antes e após o derramamento de rejeitos 2012 e 2021 respetivamente a partir da aplicação de um modelo matemático de perda de solo bem como da análise dos registros de sedimentos de 3 estações de monitoramento verificando a efetividade da cobertura do solo na dinâmica do transporte de sedimentos para os cursos dágua MATERIAL E MÉTODOS Área de estudo A bacia hidrográfica do rio Guandu GRB está localizada na porção centro oeste do estado do Espírito Santo nas coordenadas 1926 e 2020 de latitude sul e 40 55 e 4123 de longitude oeste Figura 1 abrangendo os municípios de Laranja da Terra Brejetuba Afonso Cláudio e Baixo Guandu ocupando uma área de aproximadamente 2141km² com uma população de 74000 habitantes IGAM 2010 Pertence à rede hidrográfica do Rio Doce com nascente no município de Afonso Cláudio e foz no município de Baixo Guandu e seu curso dágua principal possui 160 km de extensão Figura 1 Localização geográfica da área de estudo ENVIAR A FIGURA EM JPEG OU TIFF Os solos da bacia foram classificados utilizando o mapa de solos do Brasil EMBRAPA 2006 na escala de 15000000 com predominância de argissolos vermelhos 572 cambissolos 193 e oxisolo vermelhoamarelo 235 A Figura 2 mostra a distribuição espacial das classes de solos encontradas na bacia Figura 2 Distribuição espacial do solo na GRB substitua pela versão em inglês De acordo com o sistema climático de Köppen a maior parte do estado do Espírito Santo possui clima tropical úmido Am com temperaturas médias acima de 18ºC AGERH 2018 Com influências marítimas e continentais além de uma localização e topografia suscetíveis a processos de desertificação a área de estudo apresenta um clima diversificado e com períodos bem definidos O mapa de uso da terra foi desenvolvido a partir de imagens do sensor multiespectral LandSat com resolução espacial de 30 metros e referentes aos anos de 2012 e 2021 disponibilizadas pelo Ministério do Meio Ambiente Figura 3 e suas classes de cobertura da terra foram listadas na Tabela 1 A classificação do uso e manejo do solo foi realizada em duas etapas Primeiramente foi gerada uma classificação supervisionada utilizando o algoritmo de classificação de imagens Support Vetor Machine SVM com orientação baseada em objetos em seguida foi realizada uma reclassificação por meio da edição manual das classes de uso do solo com o objetivo de corrigir eventuais falhas no algoritmo e aumentar a precisão do mapeamento Tabela 1 Classes de cobertura do uso do solo na GRB em 2012 e 2021 Classe de ocupação do solo Área km² Classe de ocupação do solo Área km² 2012 2021 2012 2021 Pastagem 85058 92344 Côco 018 013 Floresta 34851 56633 Papaia 003 002 Urbanização 626 1477 Canadeaçúcar 026 018 Cultura anual 3547 1219 Zona húmida 542 382 Água 751 751 Exploração mineira 114 08 Cafeicultura 28501 20089 Campo rupestre 11 078 Solo nu 1541 03 Pinus 121 085 Estrada suja 6005 4233 Seringueira 01 007 Floresta em regeneração 2022 14252 Eucalipto 941 1 6633 Erva 13464 949 Afloramento rochoso 806 5682 Banana 713 503 Cultura perene 104 8 739 Figura 3 Distribuição espacial das classes de ocupação do solo para 2012 a e 2021 b Modelo RUSLE O modelo RUSLE foi estruturado em ambiente SIG permitindo a geração de mapas individuais das variáveis de forma espacializada com o objetivo de aplicar a álgebra de mapas para identificar as áreas mais vulneráveis à erosão hídrica em cada um dos períodos selecionados A RUSLE faz parte de uma adaptação e aperfeiçoamento da USLE desenvolvida por Renard et al 1997 para permitir a sua utilização ao nível da bacia hidrográfica ajustando o cálculo do fator topográfico A sua estrutura é a seguinte YR K LS C P 1 Onde Y representa a perda de solo t ha 1 ano 1 R é a erosividade da chuva MJ mm ha 1 h 1 ano 1 K é a erodibilidade do solo t h MJ 1 mm 1 LS representa o fator topográfico adimensional C denota o uso e manejo da terra adimensional e P representa as práticas conservacionistas adimensional Fator de erosividade da precipitação R Conceitualmente a erosividade representa o potencial da chuva em promover a erosão pelo desprendimento de partículas sólidas do solo devido à energia cinética da chuva com intensidade de até 30 minutos consecutivos Wischmeier e Smith 1978 Foram utilizados dados de 13 estações pluviométricas dentro e fora da área para estimar a precipitação ponderandoos pelo método do polígono de Thiessen O índice de Fournier modificado Fournier 1956 foi aplicado utilizandose coeficientes locais Oliveira et al 2009 conforme descrito pelas equações 2 e 3 MFI 1 N j1 N i1 12 pij 2 P j 2 R12939 MFI 07982 3 Onde R é a erosividade da precipitação MJ mm ha 1 h 1 year 1 MFI é o índice de Fournier modificado pij é a precipitação total mensal mm Pj é a precipitação total anual mm e N é o número de anos na série histórica Fator de erodibilidade do solo K O fator de erodibilidade do solo representa a suscetibilidade do solo à erosão hídrica que pode ser determinada diretamente no campo durante os eventos de precipitação em parcelas experimentais ou através de métodos empíricos utilizando informações sobre a textura e o teor de matéria orgânica Os valores de K aplicados a este estudo e suas respectivas citações são apresentados na Tabela 2 Tabela 2 Classes de erodibilidade dos solos que ocorrem na GRB Solo K t h MJ 1 mm 1 Fonte Argissolos Vermelhos 0033 Sá et al 2004 Cambisol haplic 00181 Lemos 2010 Oxisol vermelhoamarelo 00112 Mannigel et al 2002 Fator topográfico LS Para o cálculo do fator LS foi utilizada a metodologia proposta por Engel 2003 substituindo a área acumulada pelo produto entre o fluxo acumulado e o tamanho da célula conforme procedimentos de Moore e Bruch 1986 e mostrado na equação 4 LSFA CS 2213 0 4 senS 00896 13 4 Onde FA representa a acumulação de caudal ou a área de contribuição CS é o tamanho da célula do modelo digital de elevação correspondente a 30 metros de resolução espacial da imagem de acumulação de caudal e S é o declive em radianos calculado para cada pixel Deve notarse que o valor do denominador do segundo membro da Equação 4 se refere ao seno do ângulo correspondente ao declive do gráfico padrão a partir do qual o fator LS foi inicialmente derivado 9 cmm1 Gestão do uso do solo C e fator práticas de conservação P De acordo com Wischmeier e Smith 1978 o fator P representa as práticas culturais que podem contribuir para a gestão da erosão hídrica No entanto dada a impossibilidade de obter esse fator a partir de imagens de satélite foi adotado procedimento semelhante ao de Pradhan et al 2012 Oliveira et al 2014 Durães et al 2016 onde o valor de P foi igual a 1 Para corpos dágua e áreas urbanas o valor de P é zero Por outro lado os valores de C neste estudo foram obtidos a partir da literatura disponível para os usos existentes na bacia considerando que para a classe de solos expostos o valor de C é igual a 1 Os valores para as outras coberturas e usos do solo são apresentados com as respectivas fontes na Tabela 3 Tabela 3 Valores do fator C para as classes de uso e ocupação do solo na GRB PREENCHA A TABELA Cobertura e utilização do solo Fator C Fonte Taxa de entrega de sedimentos SDR De acordo com Walling 1983 a taxa de entrega de sedimentos é definida como a razão entre os sedimentos transportados valor médio obtido por descarga sólida ou erosão observada para a secção de controlo e a erosão hídrica potencial média estimada para a bacia expressa da seguinte forma TASY obs Y est 5 Em que SDR é a taxa de entrega de sedimentos sem dimensãoYobs representa a erosão hídrica média observada na secção de controlo t ha 1 ano 1 e Yest é a erosão hídrica potencial média estimada a partir da RUSLE t ha 1 ano 1 Para estimar a produção de sedimentos da GRB e posteriormente o seu DSE é necessário determinar a curva de classificação de sedimentos que são relações ajustadas entre a descarga do rio Q e a concentração de sedimentos em suspensão Css Este procedimento é comumente utilizado para avaliar padrões e tendências na qualidade da água dos rios e neste estudo foi baseado nos dados de sedimentos monitorados fornecidos pela Agência Nacional de Águas ANA em 3 estações fluviométricas da bacia Tabela 4 As equações 6 7 e 8 representam as estações Afonso Cláudio Montante Laranja da Terra e Baixo Guandu respetivamente Figura 5 e 6 Qss09115Q 18929 R² 089 6 Qss02702Q 22639 R² 082 7 Qss02826Q 22501 R² 079 8 Onde Qss é a descarga sólida t dia 1 e Q é o caudal médio diário m³s1 Tabela 4 Medidores de sedimentos na GRB Nome Código ANA Área km² Lat Longo Séries cronológi cas Afonso Cláudio Montante 56990990 435 200775 411242 19982022 Laranja da Terra 56991500 1330 199011 410581 19982022 Baixo Guandu 56992000 2130 195236 410142 19982022 01 1 10 100 01 1 10 100 1000 Afonso Cláudio Montante Caudal m³s Descarga de sólidos tdia 01 1 10 100 01 1 10 100 1000 10000 Laranja da Terra Caudal m³s Descarga de sólidos tdia 01 1 10 100 001 01 1 10 100 1000 10000 Baixo Guandu Caudal m³s Descarga de sólidos tdia Figura 5 Curvachave sedimentométrica Figura 6 Mapa de localização das estações sedimentométricas da BHRG Fazer esse mapa em INGLES mas com os tributários como na FIGURA 1 RESULTADOS E DISCUSSÃO A bacia do rio Guandu tem duas estações bem definidas a chuvosa e a seca A estação chuvosa começa em outubro e vai até março enquanto a estação seca começa em abril e vai até setembro A precipitação média anual na bacia variou de 808 a 1150 mm para os anos de 2012 e 2021 respetivamente Esses valores de precipitação média anual são próximos aos encontrados no trabalho de Schwamback et al 2020 que variaram de 770 mm a 1297 mm A aplicação da equação 3 aos dados de precipitação permitiu estimar a erosividade para cada estação variando de 6116 a 8761 MJ mm ha 1 h 1 year 1 no ano de 2012 e de 5198 a 10142 MJ mm ha 1 h 1 year 1 para o ano de 2021 A distribuição espacial da erosividade Figura 7 mostra que os maiores valores ocorreram na região do alto Guandu influenciados pelo fator topográfico e pela maior altitude De acordo com a interpretação do índice de erosividade adotada por Carvalho 2008 e Foster et al 1981 a erosividade da GRB é classificada como moderada a muito alta Ribeiro 2012 aplicou a metodologia proposta por Bertoni e Lombardi Neto 1990 em 7 postos pluviométricos da GRB com uma série histórica de 64 anos observando que a erosividade variou de 5220 a 6986 MJ mm ha 1 h 1 ano 1 Silva et al 2010 utilizaram a mesma metodologia para 55 postos pluviométricos do estado do Espírito Santo com uma série histórica mínima de 33 anos Os autores verificaram que a variação média da erosividade da chuva esteve entre 5665 e 6813 MJ mm ha 1 h 1 ano 1 Por outro lado Schwamback et al 2020 aplicaram uma metodologia baseada na equação desenvolvida por Oliveira et al 2009 adequada para a região do rio Doce e encontraram valores entre 7297 e 8948 MJ mm ha 1 h 1 year 1 A diferença entre os valores obtidos nos trabalhos de Schwamback et al 2020 Ribeiro 2012 e Silva et al 2010 e este estudo pode ser atribuída ao número de anos utilizados para obtenção da erosividade média anual e devido ao aumento do volume de chuvas na região sudeste nos meses de verão na última década Ferreira 2023 a b Figura 7 Erosividade da precipitação para 2012 a e 2021 b Mapas da erosividade em inglês Uma vez estabelecidas e geoespacializadas as variáveis da RUSLE foi então calculado o potencial de erosão hídrica na bacia considerando também as estimativas para o Alto Médio e Baixo Guandu através da técnica de álgebra de mapas representada pela equação 1 A distribuição espacial da vulnerabilidade à erosão hídrica estimada por meio da RUSLE é apresentada na Figura 8 e classificada em classes que variam de Leve a Extremamente Alta conforme Durães et al 2016 A Tabela 5 apresenta a distribuição final das classes de erosão do solo na GRB Figura 8 Distribuição da erosão hídrica na GRB em 2012 esquerda e 2021 direita ESSE MAPA FICOU NO TOPO Tabela 5 Intervalo de perda de solo simulado para o uso atual do solo na GRB Intervalos de perda de solo t ha 1 year 1 Classificação Área 2012 2021 025 Ligeiro 4072 4399 255 Ligeiro a moderado 1514 1153 510 Moderado 1933 1573 1015 Moderado a elevado 1420 1917 1525 Elevado 739 721 25100 Muito elevado 231 203 100 Extremamente elevado 091 034 As perdas de solo modeladas em toda a bacia para o ano de 2012 apresentaram uma média de 1238 t ha 1 ano 1 variando de 0022 t ha 1 ano 1 a 228148 t ha 1 ano 1 Em comparação as perdas de solo estimadas para o ano de 2021 mostraram uma redução de aproximadamente 114 no potencial de erosão hídrica devido às mudanças na cobertura do solo O aumento de 857 na classe de pastagem 625 na classe de floresta e a redução na classe de agricultura anual e perene solo nu e outras classes de ocupação do solo levaram a um valor médio de 1097 t ha 1 ano 1 variando de 0028 a 8298 t ha 1 ano 1 Esta mudança no uso do solo especialmente nas classes de solo exposto e agricultura mostra que mesmo com o aumento da erosividade da chuva a florestação e a restauração de pastagens desempenham um papel importante no controlo da erosão Han et al 2023 reduzindo os efeitos de salpicos da chuva cobrindo o solo e diminuindo as partículas do solo a destacar Hong et al 2020 De acordo com Milagre et al 2024 a cobertura vegetal nativa floresta e formação natural não florestal aumentou aproximadamente 12 em GRB entre 1985 e 2020 Uma das razões para esse cenário foi o estabelecimento do programa de reflorestamento no Espírito Santo iniciado em 2012 Essa iniciativa teve como objetivo a recuperação e proteção de fragmentos florestais para garantir a disponibilidade hídrica e a conservação do solo e da biodiversidade por meio da compensação aos agricultores pela conservação e restauração de mais de 2100 ha de 2015 a 2019 SEAMA 2021 Além disso cabe ressaltar que a expansão das áreas de vegetação nativa tem ocorrido predominantemente em áreas utilizadas para atividades agrícolas devido ao aumento das exigências de regularização ambiental das propriedades rurais após a implementação do novo código florestal brasileiro em 2012 Parras et al 2020 XXXXXXX FALTA AS INFORMAÇÕES SOBRE A EROSÃO POTENCIAL NAS SUBBACIAS DELIMITADAS PELAS ESTAÇÕES SEDIMENTOMÉTRICASXXXX A produção de sedimentos observada a partir das estações de monitoramento variou de 026 t ha 1 ano 1 a 040 t ha 1 ano 1 nos anos de 2012 e 2021 respetivamente em Afonso Cláudio Montante As principais caraterísticas da bacia delimitada até este ponto são a agricultura e os trechos com relevo mais elevado contribuindo para o transporte de sedimentos nestes locais No médio Guandu representado pela estação Laranja da Terra a produção de sedimentos foi de 114 t ha 1 ano 1 em 2012 e 058 t ha 1 ano 1 em 2021 Neste troço verificouse uma diminuição da área de pastagem e um aumento da classe florestal De acordo com Martins et al 2021 um aumento do coberto florestal pode contribuir para uma redução de mais de 30 no transporte de sedimentos quer pela redução do efeito da erosão pluvial quer pelo escoamento superficial direto Para a estação de Baixo Guandu também houve uma redução na produção de sedimentos Em 2012 o transporte de sedimentos foi de 168 t ha 1 ano 1 enquanto em 2021 foi de 076 t ha 1 ano 1 uma redução de 45 Nesta altura verificase um terreno mais suave e uma menor erosividade da precipitação que varia entre 2600 e 3400 MJ mm ha 1 h 1 year 1 factores que contribuem para uma menor perda de solo e de nutrientes Wang et al 2023 bem como para a recomposição da área florestal Estas reduções das descargas sólidas observadas no médio e no baixo Guandu em 2021 em relação a 2012 indicam que as acções propostas no âmbito do plano nacional de recuperação ambiental através da LPVN tiveram um efeito positivo CONCLUSÕES Este estudo explorou Verificámos que a erosão hídrica apresentou uma tendência de diminuição enquanto O padrão espacial das classes dominantes de erosão do solo está a mudar As áreas dominantes de erosão hídrica distribuídas principalmente na GRB sudeste estão a evoluir para as Os benefícios da restauração ecológica na erosão hídrica foram e os benefícios da florestação foram mais fortes do que os da restauração de pastagens Sugerimos que a futura restauração ecológica se concentre mais em áreas onde os tipos dominantes de erosão do solo estão a mudar uma vez que estas áreas são sensíveis às alterações climáticas e às actividades antropogénicas Os decisores podem otimizar as estratégias de restauro ecológico selecionando medidas adequadas de restauro da vegetação e coordenando o restauro da vegetação com o balanço hídrico o bemestar humano e as alterações climáticas para aliviar a degradação dos solos e promover o desenvolvimento sustentável de REFERÊNCIAS Baldotto JB Buarque DC Oliveira EM 2021 Levantamento da perda de solo e produção de sedimentos na bacia hidrográfica do rio Santa Maria do Doce Espírito Santo por modelagem matemática Revista Brasileira de Meio Ambiente 93223 BATISTA JÚNIOR W Identificação e avaliação dos fatores de ocorrência de secas na Bacia do Rio Guandu Espírito Santo 2012 147 f Tese Doutorado em Meteorologia Agrícola Universidade Federal de Viçosa Viçosa 2012 Bertoni J Lombard Neto FL 1990 Conservação do solo 1ª ed São Paulo Brasil São Paulo Brasil Ícone 355p Português Brancalion PHS Garcia LC Loyola R Rodrigues RR Pillar VD Lewinsohn TM 2016 Uma análise crítica da lei de proteção da vegetação nativa do Brasil 2012 atualizações e iniciativas em andamento Natureza Conservação 141116 DOI 101016jncon201603004 Carvalho NO 2008 Hidrossedimentologia prática CPRM Companhia de Pesquisa em Recursos Minerais Rio de Janeiro 2ed 600p CORRECHEL Vladia et al Avaliação de índices de erodibilidade do solo através da técnica da análise da redistribuição do fallout do 137Cs Centro de Energia Nuclear na Agricultura Universidade de São Paulo Piracicaba SP Brasil 2013 Disponível em httpswwwtesesuspbrtesesdisponiveis6464132tde13042004 111210publicoVladiapdf Acesso em 07 jun 2023 Das B Paul A Bordoloi R Prakash O Pankaj T 2018 Avaliação do risco de erosão do solo em terrenos montanhosos através da abordagem integrada de RUSLE e tecnologia geoespacial um estudo de caso do distrito de Tirap Arunachal Pradesh Modelação de Sistemas Terrestres e Ambiente 41373381 Durães MF Coelho Filho JAP Oliveira VA 2016 Vulnerabilidade à erosão hídrica e taxa de lançamento de sedimentos na bacia do Alto Iguaçu Paraná Revista Brasileira de Recursos Hídricos 214728741 Fernandes GW Goulart FF Ranieri BD Coelho MS Dales K Boesche N Bustamante M Carvalho FA Carvalho DC Dirzo R Fernandes S Galetti PM Millan VEG Mielke C Ramirez JL Neves A Rogass C Ribeiro SP Scariot A SoaresFilho B 2016 Fundo na lama impactos ecológicos e socioeconómicos do rompimento da barragem em Mariana Brasil Natureza Conservação 143545 DOI 101016jncon201610003 Ferreira ML 2023 Evento extremo de chuva evidencia a falta de governança para enfrentar as mudanças climáticas no litoral sudeste do Brasil Geografia e Sustentabilidade 5 2932 DOI httpsdoiorg101016jgeosus202311001 Foster GR McCool DK Renard KG Moldenhauer WC 1981 Conversão da equação universal de perda de solo para unidades métricas SI Journal of Soil and Water Conservation 36355359 Garcia LC Ribeiro DB Roque FO OchoaQuintero JM Laurence WF 2017 O pior desastre de mineração do Brasil as empresas devem ser obrigadas a pagar os custos ambientais reais Aplicações Ecológicas 27159 DOI 101002eap1461 Han Y Zhao W Zhou A Pereira P 2023 Resposta da erosão hídrica e eólica a medidas de restauração ecológica nas terras secas da China Geoderma 435116514 DOI httpsdoiorg101016jgeoderma2023116514 Hong C Chenchen L Xueyoung Z Huiru L Liqiang K Bo L 2020 Taxa de erosão do vento para cobertura vegetal do solo um modelo de previsão baseado na resistência ao cisalhamento da superfície Catena 187104398 DOI httpsdoiorg101016jcatena2019104398 INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS IGAM 2010 Plano de ação de recursos hídricos da unidade da unidade de análise guandu PARH Guandu Belo Horizente 88 p Lens GHE Servidoni LE Parreiras TC Santana DB Bolleli TM Ayer JEB Spalevic V Mincato RL 2022 Modelagem da perda de solo por erosão hídrica na bacia hidrográfica do rio Tietê São Paulo Brasil Semina Ciências Agrárias 434 1403 1422 DOI 105433167903592022v43n4p1403 Lira C Medeiros PHA Lima Neto IE 2020 Modelagem do impacto do manejo de sedimentos sobre o estado trófico de um reservatório tropical com altas variações de armazenamento de água Anais da Academia Brasiliera de Ciências 92 DOI 10159000013765202020181169 Lombardi Neto F Moldenhauer WC 1992 Erosividade da chuva sua distribuição e relação com perdas de solo em campinas SP Bragantia512189196 MANNIGEL A R CARVALHO M P MORETTI D MEDEIROS L R Fator erodibilidade e tolerância de perda dos solos do Estado de São Paulo Ata Scientiarum Agronomy v 24 p 13351340 2002 httpdxdoiorg104025actasciagron v24i02374 Martins WA Martins LL de Maria IC Moraes JFL Pedro Junior MJ 2021 Redução da produção de sedimentos pela recuperação da vegetação ripária em diferentes níveis de erosão do solo em uma bacia hidrográfica tropical Ciência e Agrotecnologia 45e028220 DOI httpdxdoiorg10159014137054202145028220 Meira RMSA Peixoto AL Coelho MAN Ponzo APL Esteves VGL Silva MC Câmara PEAS MeiraNeto JAA 2016 O código de mineração do Brasil sob ataque empresas gigantes de mineração impõem um risco sem precedentes à biodiversidade Conservação da Biodiversidade 25407409 DOI 101007s10531 01610509 Milagre JC Mendes LJ Morais Junior VTM 2024 Dinâmica da cobertura florestal nativa na bacia hidrográfica do rio Guandu Espírito Santo Brasil Revista de Gestão Ambiental Sustentabilidade 131e24448 DOI httpsdoiorg105585202424448 MOORE I D BURCH G J Modelação da erosão e da deposição Efeitos topográficos Transacções da ASAE American Society of Agricultural Engineers v 29 n 6 p 16241640 1986 httpdxdoi org1013031201330363 Oliveira FP Silva MLN Curi N Silva MA Mello CR 2009 Potencial erosivo das chuvas no vale do rio Doce região centroleste do estado de Minas Gerais primeira aproximação Ciência e Agrotecnologia 3315691577 DOI httpsdoiorg101590S141370542009000600016 OLIVEIRA V A MELLO C R DURÃES M F SILVA A M Vulnerabilidade à erosão do solo na bacia do rio Verde Sul de Minas Gerais Ciência e Agrotecnologia v 38 n 3 p 262269 2014 httpdxdoiorg101590S1413 70542014000300006 Panditharathne DLD Abeysingha NS Nirmanee GS Mallawatantriz A 2019 Aplicação do modelo revisado de equação universal de perda de solo RUSLE para avaliar a erosão do solo na bacia do rio Kalu Ganga no Sri Lanka Ciência Aplicada e Ambiental 2019 ID 4037379 DOI 10115520194037379 Parras R Mendonça GC Costa RCA Pissarra TCT Valera CA Fernandes LFS Pacheco FAL 2020 A configuração da cobertura florestal em Ribeirão Preto um diagnóstico da implementação do Código Florestal Brasileiro Sustentabilidade 12145686 DOI httpsdoiorg103390su12145686 Pires APF Rezende CL Assad ED Loyola R Scarano FR 2017 A restauração florestal pode aumentar a resiliência da bacia hidrográfica do rio Doce Perspectivas em Ecologia e Conservação 153187193 PRADHAN B CHAUDHARI A ADINARAYANA J BUCHROITHNER M F Avaliação da erosão do solo e sua correlação com eventos de deslizamento de terra usando dados de sensoriamento remoto e SIG um estudo de caso na Ilha de Penang Malásia Environmental Monitoring and Assessment v 184 n 2 p 715727 2012 http dxdoiorg101007s1066101119968 PMid21509515 Renard KG Foster GR Weesies GA McCool D K Yoder DC 1997 Predicting soil erosion by water a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation RUSLE Agriculture Handbook No 703 USDAARS httpswwwarsusdagovarsuserfiles64080530rusleah703pdf Ribeiro AP 2012 Aperfeiçoamento do emprego da equação universal de perda de solo na aplicação do pagamento por serviços ambientais da política EspíritoSantense de recursos hídricos Aperfeiçoamento e uso da equação universal de perda de solo na aplicação do pagamento por serviços ambientais da política EspíritoSantense de recursos hídricos dissertação de mestrado Vitória Brasil Universidade Federal do Espírito Santo Português SÁ Marcos Aurélio Carolino de et al Estimativa da erodibilidade pela desagregação por ultrassom e atributos de solos com horizonte B textural Pesquisa Agropecuária Brasileira v 39 p 691699 2004 Disponível em httpswwwscielobrjpabaNb7958nHddvVbgtQCmYcZdjformatpdflangpt Acesso em 07 jun 2023 Scarano FR 2017 Adaptação às alterações climáticas baseada nos ecossistemas conceito escalabilidade e um papel para a ciência da conservação Perspectivas em Ecologia e Conservação 1526573 DOI 101016jpecon201705003 Schwamback D Moreira LL Rigo D 2020 Efeitos da recuperação da vegetação nativa na perda de solo Jornal de Engenharia e Pesquisa Aplicada à Água 83194 204 DOI httpsdoiorg1010802324967620201787244 SEAMA Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hídricos 2021 Resultados do Programa Reflorestar httpsseamaesgovbrresultadosprograma Silva S Lima S Souza G Oliveira R 2010 Variabilidade espacial do potencial erosivo das chuvas para o estado do Espírito Santo Brasil Irriga 153312323 Singh G Panda RK 2017 Avaliação baseada em células de grade do potencial de erosão do solo para identificação de áreas críticas propensas à erosão usando USLE GIS e sensoriamento remoto um estudo de caso na bacia hidrográfica de Kapgari Índia Investigação Internacional sobre Conservação do Solo e da Água 53202211 Trenberth K 2011 Alterações na precipitação com as alterações climáticas Investigação sobre o clima 471123138 Wang L Li Y Wu J An Z Suo L Ding J Li S Wei D Jin L 2023 Efeitos da intensidade da precipitação e do gradiente de declive na erosão do solo e na perda de azoto nos campos inclinados do reservatório de Miyun Plants 123 423 DOI httpsdoiorg103390plants1200423 WISCHMEIER W H SMITH D D Predicting rainfall erosion losses a guide to conservation planning Washington Departamento de Agricultura dos EUA Administração de Ciência e Educação 1978 Agricultural Handbook 537