B-070 Leandro de Souza Pinheiro

8/6/2019 B-070 Leandro de Souza Pinheiro

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A Importncia da Gerao do Fator Topogrfico (LS) da EUPS para Modelagem Erosivade Bacia Hidrogrfica

Leandro de Souza Pinheiro1Cenira Maria Lupinacci da Cunha2

Resumo

A eroso um grande problema para a sociedade e resulta em problemas ambientais eeconmicos. Assim, o presente trabalho tem como objetivo analisar e identificar, atravs da

elaborao e interpretao do Mapa de Fator Topogrfico (Fator LS) da EUPS (Equao

Universal de Perdas de Solo) em ambiente computacional, setores potencialmente

susceptveis aos processos erosivos na Bacia do Crrego Ibitinga na cidade de Rio Claro

(Brasil - SP). Nos procedimentos metodolgicos, utilizada a abordagem sistmica, onde o

relevo e os seus componentes so analisados de forma integrada. Para a elaborao da

Carta necessria a criao das Cartas de Extenso de Vertentes e Classes de Declividade

e, posteriormente cruzamento em ambiente GIS, produzindo a Carta de Fator Topogrfico

que indica os setores mais susceptveis dinmica erosiva. Observou-se que as linhas de

cumeada so suaves e possuem baixas vulnerabilidades erosivas. No entanto, uma ruptura

topogrfica representa uma diferenciao erosiva e aumento da declividade, gerando

suscetibilidade do setor eroso. Este maior potencial de eroso produz-se nos altos cursos

d' gua e tambm acompanhando toda a linha de ruptura topogrfica que contorna o lado

esquerdo do curso principal.

Palavras Chaves: Eroso, extenso de vertentes, declividade, SIG, EUPS.

L'Importance de la Gnration du Facteur Topographique (LS) de USLE pour Modelage

rosif de Bassin Hydrographique

Rsum

L'rosion est un grand problme pour la socit et rsulte dans des problmes

environnementaux et conomiques. Ainsi, prsent travail a objectif analyser et identifier,

1Ps-Graduao em Geografia (Mestrando) Depto de Planejamento Territorial e Geoprocessamento. Universidade Estadual Paulista,

Campus de Rio Claro/SP (Brasil). Professor da Universidade do Estado de Minas Gerais. E-mail: [email protected]

2Profa. Dra Depto de Planejamento Territorial e Geoprocessamento. Universidade Estadual Paulista, Campus de Rio Claro/SP (Brasil).

E-mail: [email protected]


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travers l'laboration et l'interprtation de la Carte de Facteur Topographique (Facteur LS) de

USLE (Universal Soil Loss Equation) dans environnement informatique, secteurs

potentiellement susceptibles aux processus rosifs dans le Bassin du Ravin Ibitinga dans la

ville de Rio Claro (Brsil - SP). Dans les procdures mthodologiques, s'est utilise de

l'abordage de systmes, o le relief et leurs composantes sont analyss de forme intgre.Pour l'laboration de la carte c'est ncessaire cration des Cartes d'Extension de Versants

et de la Carte de Classes de Dclivit et, postrieur croisement environnement GIS, en

produisant la Carte de Facteur Topographique qui indique les secteurs le plus susceptible

la dynamique rosive. Il s'est remarqu que les lignes de partage des eaux saine douces et

possdent basse susceptibilade. Nanmoins, une rupture topographique reprsente une

diffrenciation rosive et augmentation de la dclivit, en levant vulnrabilit du secteur.

Ce plus grand potentiel de l'rosion se produit dans les hauts cours d'eau et aussi en

accompagnant toute la ligne de rupture topographique qui longe le ct gauche du cours

principal.

mots cls : rosion, extension de versants, dclivit, GIS, USLE

Introduo

A eroso acelerada trata-se de um problema antigo para a sociedade, no entanto a

preocupao relativa a esse tema mais recente, mesmo que ainda seja insuficiente.

Atualmente, notrio que o carreamento de sedimentos dos interflvios resulta emproblemas ambientais e econmicos. Assim, as pesquisas relacionadas aos processos

erosivos esto sendo cada vez mais importantes, medida que se tornam necessrias para

o Planejamento Territorial.

Nesta pesquisa considerou-se a importncia dos estudos preditivos e prognsticos

para os processos erosivos como auxiliador nas pesquisas ambientais envolvendo a perda

de solos. O conhecimento geomorfolgico aliado ao conhecimento mais amplo do meio

fsico, de seus recursos de gua, solo e clima, suas potencialidades e limitaes, constitui a

base tcnica sobre a qual o poder pblico deve estabelecer o processo de planejamento

territorial.

Os modelos de predio eroso so muito importantes, pois permitem de antemo

prever impactos ambientais que podem interferir, de maneira drstica, nos ambientes

naturais ou antrpicos, permitem ainda minimizar desperdcios econmicos causados pela

perda de solo (PINHEIRO, 2008).


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Como um dos componentes da EUPS, proposta por Wischmeier (1962), o fator LS

interfere na dinmica erosiva atravs do comprimento da vertente e da inclinao do relevo,

so fatores fundamentais para a compreenso do processo do escoamento hdrico

superficial. Por isso, torna-se extremamente indispensvel o Planejamento Ambiental,

atravs de um manejo adequado possibilitando a reduo de impactos ambientais, maioresganhos na esfera econmica e a conscientizao social.

Para tanto o geoprocessamento surge como uma alternativa para a otimizao do

tempo de execuo do trabalho proposto. No entanto, para confiabilidade dos resultados,

necessrio o conhecimento cientfico pertinente a temtica erosiva, pois os resultados devem

ser, aps a elaborao do mapa, interpretados e analisados para evitar informaes

errneas ou discrepantes.

Assim, o presente trabalho tem por objetivo analisar e identificar, atravs da

elaborao e interpretao da Carta de Fator Topogrfico (Fator LS) da Equao Universal

de Perdas do Solo (EUPS) em ambiente computacional, reas potencialmente susceptveis

aos processos erosivos na Bacia do Crrego Ibitinga no municpio de Rio Claro (Brasil - SP).

Gerada atravs do geoprocessamento, utilizando os softwares AutoCAD, Spring e Idrisi para a

gerao do produto cartogrfico final. No obstante, este trabalho destaca a importncia do

comprimento de vertentes exercida sobre a modelagem erosiva.

Localizao e Caracterizao da rea

A rea de estudo a Bacia do Crrego Ibitinga est totalmente inserida no municpio

de Rio Claro (SP) e em parte na Floresta Estadual Edmundo Navarro de Andrade (FEENA)

(Figura 1). A bacia possui rea de 1070 ha e 34% da rea localiza-se no interior da FEENA,

representando uma rea de cerca de 24% da totalidade desta Unidade de Conservao.

Por se tratar de uma Unidade de explorao sustentvel a grande maioria da

vegetao da FEENA composta por espcies de Eucaliptus, mas existem ainda rea de

vegetao natural consideradas pela administrao como reas de conservao.

O Crrego Ibitinga possui seu curso final dentro dos limites da FEENA, porm suas

nascentes esto localizadas externamente, em rea rural, neste local a vulnerabilidade

erosiva aparente, como verificou Machi (2005) atravs dos diversos sulcos erosivos e at

mesmo a interrupo do canal. Atravessando a FEENA no sentido NE-SW, o Crrego do


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Ibitinga desemboca no Crrego Santo Antnio, que por sua vez conflui com o Ribeiro Claro,

responsvel pelo abastecimento hdrico da cidade de Rio Claro. O Ribeiro Claro desgua

no Rio Corumbata, na poro final o Crrego Ibitinga represado e d origem a um aude

localizado no interior da FEENA.

Concernente Geomorfologia, a rea de estudo localiza-se na Depresso PerifricaPaulista, na Zona do Mdio Tiet (ALMEIDA, 1974).

Esta unidade geomorfolgica tem sua origem vinculada ao estabelecimento de uma

zona de fraqueza estrutural no contato entre as litologias sedimentares vinculadas Bacia

Sedimentar do Paran, e pr-cambrianas, associadas ao Planalto Atlntico, resistncia

oferecida eroso pelos derrames baslticos e arenitos silicificados que sustentam o relevo

de Cuestas, caracterizados pela existncia de altas e extensas escarpas estruturais, bem

como a ao das guas oriundas de canais obseqentes e subseqentes que escavaram

uma grande depresso relativa, exumando litologias paleozicas (AB SBER, 1956 citado

por INSTITUTO FLORESTAL, 2005).


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Legenda

FEENA

Fonte: Modificadode InstitutoFlorestal, 2005.

Drenagem

Lagos

FEENA

reas Urbanas

Limiteda Baciado Corumbata

RIO CLARO

readeEstudo

Figura 1 - Localizao da Bacia Hidrogrfica do Crrego do Ibitinga no contexto da Bacia do Rio Corumbata.


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As altitudes variam de 550 a 750m, sua evoluo morfogentica est associada ao

trabalho erosivo dos rios e guas das chuvas, nas bordas de uma bacia de sedimentao,

configurando uma unidade de relevo comprimida entre o Planalto Atlntico a leste e o Relevo

de Cuestas a oeste.

Figura 2 - Topografia da Bacia Hidrogrfica do Crrego Ibitinga. Elaborao: Pinheiro, L. de

S., 2009.

A Geomorfologia da rea mantm estreita relao com a geologia local, onde:

predominam na rea litologias vinculadas as intrusivas bsicas, representadas

por "sills de diabsio" do mesozico, onde se observa a presena de trs

falhamentos. (...) Ocorrem litologias vinculadas a Formao Rio Claro, datada

do cenozico onde se verifica a presena de arenitos inconsolidados de

textura arenosa a areno-argilosa; entre 600 e 650 metros aparecem litologias

vinculadas a Formao Corumbata, cujos depsitos remontam ao paleozico,

sendo constitudas por siltitos e argilitos; vinculadas era mesozica, tm-se

as intrusivas bsicas e, ao longo do canal do Ribeiro Claro destaca-se a

presena contnua de depsitos aluvionares quaternrios constitudos de

areias e argilas. (INSTITUTO FLORESTAL, 2005 p. 38).

Existe um falhamento responsvel pelo soerguimento do setor posicionado no

interflvio entre os crregos Ibitinga e Santo Antonio, este setor constitudo por uma grande


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mancha vinculada s litologias mesozicas-intrusivas bsicas, pela Formao Rio Claro,

Formao Corumbata e Formao Pirambia.

Nos terrenos da Formao Rio Claro, a retirada da vegetao e o preparo da terra

para o plantio ou para a expanso urbana favorecem grandemente a formao de voorocas,

principalmente face o contato desta formao, de textura mais arenosa, com a FormaoCorumbata, de textura mais argilosa.

A Geologia e Geomorfologia da rea, bem como o clima local, condicionam a

formao dos solos. Concernente a isso, a FEENA compe-se em duas unidades principais

referentes abrangncia de solos, o setor Norte, composto de solos com textura mdia a

arenosa, e analiticamente distrficos; e o setor Sul, composto de solos com textura argilosa a

muito argilosa, e analiticamente eutrficos (INSTITUTO FLORESTAL, 2005).

Localizada no setor Norte, a Bacia do Ibitinga marcada pela distino dos solos

ocorrentes a NW e a NE. A poro NE composta predominantemente de Argissolo

Vermelho-Amarelo, e a poro NW composta predominantemente de Neossolo

Quartzarnico e Latossolo Vermelho-Amarelo. Ocorrem tambm solos hidromrficos nas

faixas marginais do Crrego Ibitinga. No setor norte, a ocorrncia de solos distrficos com

textura mais grosseira justificada como conseqncia dos materiais de origem: arenitos das

formaes Rio Claro e Pirambia; siltitos e argilitos da formao Corumbata. Quanto

declividade, a distribuio de solos coerente, ou seja, Neossolo Quartzarnico e Latossolo

em declividade pouco acentuada (at 5 %), e Argissolo em declividade ligeiramente maisacentuada. Onde o relevo mais acidentado, este apresenta-se como o principal fator de

diferenciao e formao dos solos menos desenvolvidos (Neossolos Litlicos). Num sentido

geral o solo predominante o Argissolo (antigo podzlico). Estes solos apresentam certa

susceptibilidade eroso, sendo tanto maior quanto maior for a declividade do terreno.

Esta susceptibilidade est relacionada diretamente com o clima que insere-se na

classificao Cwa de Kppen: mesotrmico (com temperatura mdia do ms mais frio entre

3 C e 18 C) e tropical de altitude (com inverno seco e temperatura mdia do ms mais

quente superior a 22 C).

O regime de chuvas influenciado pelas massas Tropical Atlntica e Equatorial

Continental, que trazem umidade para o continente. Elevadas temperaturas causam

ascenso de ar quente e mido, ocasionando chuvas. No inverno as baixas temperaturas

so influenciadas pela massa Polar Atlntica (MONTEIRO, 1973).


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De posse destas informaes, torna-se extremamente importante a pesquisa

cientifica, pois permitir a anlise da dinmica erosiva em um nvel mais elevado de detalhes.

Procedimentos Metodolgicos

A pesquisa aqui apresentada buscou na viso sistmica o apoio terico-metodolgico

para analisar as relaes entre o meio fsico e os dados obtidos com a aplicao da do fator

topogrfico da EUPS. Neste sentido esta pesquisa aborda a questo relacionada aos

processos de degradao ambiental dos solos na perspectiva de um entendimento sistmico.

Desta forma, compreende-se o relevo da bacia do Crrego da gua Branca (sistema

morfolgico) como um sistema aberto, pois necessita ser mantido por constante

suplementao e remoo de material e energia para sua manuteno e preservao

(CHORLEY, 1971). A energia fornecida pelos agentes de eroso (LAL, 2001); a energia

para causar a eroso hdrica vem inicialmente do impacto da gota de chuva (WISCHMEIER,

1962), aumentando quando a intensidade do escoamento exacerbada pela declividade e

pela quantidade de material transportado (BERTONI; LOMBARDI NETO, 2005).

A Teoria sistmica permite, dessa forma, o estabelecimento das relaes entre o

conhecimento geomorfolgico da rea e os valores quantitativos fornecidos pela modelagem,

contribuindo, portanto, na execuo deste trabalho, pois os resultados da aplicao do

modelo devem ser correlacionados tendo em vista os fluxos de matria e energia, evitando,deste modo, resultados discrepantes ou errneos.

Para a elaborao da Carta foi necessria a criao dos Mapas de Extenso de

Vertentes e do Mapa de Classes de Declividade. Estas duas cartas foram cruzadas, em

ambiente SIG, o resultado foi a gerao da Carta de Fator Topogrfico que aponta as reas

mais susceptveis dinmica erosiva. Primariamente foi necessria a criao da base

cartogrfica da rea de estudo, atravs da digitalizao e vetorizao de cartas topogrficas

de escala 1:10000.

Para a elaborao do mapa de Extenso de vertentes utilizou-se, primeiramente foi

feito o mapeamento das formas de vertentes (Figura 3), em seguida procedeu-se diviso

de toda a bacia em quadrculas de 200 m, a delimitao de bacias e sub-bacias hidrogrficas,

e por fim foram calculadas as extenses dos polgonos criados. Nesses polgonos gerados

foram traados os caminhos de escoamento hdrico e calculadas as mdias para cada

polgonos. Tal procedimento realizou-se atravs do AutoCAD, em seguida o arquivo foi


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exportado para o Spring, onde criou-se o banco de dados e novamente exportou-se o

arquivo para o Idrisi, para o cruzamento dos dados e a reclassificao do mapa elaborado.

Figura 3 Carta de Formas de Vertentes da Bacia Hidrogrfica do Crrego Ibitinga.

Elaborao: Pinheiro, L. de S., 2011.

O mapa Clinogrfico ou de declividade, foi gerado pelo Spring e exportado para o

Idrisi. Aps a elaborao destas duas cartas em ambiente AutoCAD (arquivo de extenso

DWG) o arquivo resultante foi exportado (em extenso DXF verso R12) para o Spring e,

ento, novamente exportado (TIFF / GEOTIFF) para o Idrisi32, no qual foi feito o cruzamento

dessas duas cartas atravs do comando Image Calculator, aplicando a frmula proposta

por Bertoni e Lombardi Neto (2005) que possibilita calcular, para o estado de So Paulo, os

fatores LS conjuntamente:

LS= 0,00984 . C0,63 . D1,18

Onde: C= Comprimento de rampa em metros (Carta de Dissecao Horizontal); D=

Grau de declividade em porcentagem (Carta Clinogrfica).

O resultado, do cruzamento das Cartas Clinogrfica e de Extenso de Vertentes foi a

gerao da Carta do fator LS.


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Consideraes

muito importante a compreenso do comportamento das caractersticas fsicas, pois,

atravs delas torna-se possvel relacion-las com os processos erosivos existentes na rea

de estudo. A Carta do Fator LS (Figura 4) apresenta reas que possuem vulnerabilidades dinmica erosiva, como no setor Oeste onde predominam as extensas vertentes, sendo

que as distines ocorrem pelas diferenciaes de declividade.

As reas mais propensas eroso localizam-se marginalmente ao baixo curso do

Crrego Ibitinga. De maneira geral prevalece a baixa e mdia suscetibilidade erosiva, no

entanto a ocorrncia de solos arenosos e a ausncia da vegetao ou um manejo

inadequado da agricultura, podem ocorrer diversos fenmenos erosivos.

Figura 4 Carta do Fator LS da Bacia Hidrogrfica do Crrego Ibitinga. Elaborao: Pinheiro,L. de S., 2011.

Contudo deve ser salientado que as classes que indicam maiores vulnerabilidadeserosivas possuem uma sensvel importncia e indica que existem outras reas que

demandam maiores atenes.

O crrego Ibitinga apresenta toda a sua margem esquerda com declividades que

variam entre 5 a 10% e 10 a 20%,predominando, no entanto, as classes de declividade entre

5% e 10% (figura 7 Mapa Clinogrfico). Somente em um trecho de sua margem direita,


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contata-se a presena de classes de declividades mais acentuadas, sendo a classe

predominante quela que envolve declives com inclinaes da ordem de 10% a 20%.

Apenas em um pequeno trecho da mdia bacia do crrego encontram-se declividades

compreendidas entre 20% a 30%. J nas proximidades de sua foz com o crrego Santo

Antnio, nota-se a presena de depsitos aluvionares e declividades inferiores a 2%. montante desse trecho o vale apresenta-se em "V", evidenciando a competncia do canal

fluvial em carrear sedimentos e impedir a acumulao de depsitos fluviais (INSTITUTO

FLORESTAL, 2005 p. 36).

Desta maneira, notou-se que as linhas de cumeada so suaves e, por isso, possuem

baixa susceptibilade. No entanto, existe uma ruptura topogrfica que representa uma

diferenciao erosiva e um aumento da declividade e, consequentemente, uma elevao da

vulnerabilidade erosiva da rea. Esse maior potencial da eroso ocorre no alto curso do

Crrego Ibitinga, bem como nas cabeceiras dos demais cursos tributrios e tambm

acompanhando toda a linha de ruptura topogrfica que margeia o lado esquerdo do curso

principal, em funo das maiores declividades, principalmente nas vertentes cncavas.

Verificou-se, neste trabalho, que a metodologia utilizada no clculo das extenses das

vertentes foi satisfatria, pois evitou a superestimao dos valores do comprimento das

vertentes, pois a vertente possui diferenciao na eroso ao logo de seu percurso. Desta

forma, no se pode considerar como igual a eroso em toda a extenso, pois na sua poro

superior o escoamento hdrico possui menor velocidade, enquanto que na poro inferior oescoamento acumula energia pela declividade e pela extenso da vertente, ou seja possui

maior poder erosivo.

Pinheiro (2010) elaborou um mapa de Fator LS para a mesma rea, no entanto o

comprimento das vertentes foi considerado em sua totalidade, fazendo-se a diviso em

bacias e sub-bacias, o resultado foram valores superestimados do Fator LS, conforme

verificado na Figura 5. Notou-se que os valores de 15 e 20 obtiveram maiores extenses de

reas do que na Figura 4, enquanto que nesta ocorreu um aumento relativo da categorias 5 e

10.


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Figura 5 Carta do Fator LS da Bacia Hidrogrfica do Crrego Ibitinga. Elaborao: Pinheiro,

L. de S., 2010.

O fator LS interfere na dinmica erosiva atravs do comprimento da vertente e da

inclinao do relevo, so fatores fundamentais para a compreenso do processo do

escoamento hdrico superficial. Por isso, torna-se extremamente indispensvel oPlanejamento Ambiental, atravs de um manejo adequado possibilitando a reduo de

impactos ambientais, maiores ganhos na esfera econmica e a conscientizao social.


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Referncias

ALMEIDA, F. F. M. de. Os fundamentos geolgicos do relevo paulista. IGEOG, So Paulo,

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PINHEIRO, L. S., CUNHA, C. M. L. Gerao do fator topogrfico (LS) da EUPS paramodelagem erosiva de bacia hidrogfica In: VI Seminrio Latino-Americano de Geografia

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WISCHMEIER, W. H., Storms and Soil Conservation. Journal of soil and water conservation.

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