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UNESP - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PAULISTA FEG FACULDADE DE ENGENHARIA DE GUARATINGUET

LUIZA FERNANDES MARTINS DOS SANTOS

SIG E LGEBRA DE MAPAS NA ELABOLAO DE UM MAPA DE POTENCIAL DE EROSO EM REAS

DE SILVICULTURA

Guaratinguet 2011

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LUIZA FERNANDES MARTINS DOS SANTOS

SIG E LGEBRA DE MAPAS NA ELABOLAO DE UM MAPA DE POTENCIAL DE EROSO EM REAS DE

SILVICULTURA

Projeto Integrado apresentado na Disciplina Projeto integrado II do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguet, Universidade Estadual Paulista como parte dos requisitos para obteno do diploma de Graduao em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Slvio Jorge Coelho Simes

Guaratinguet 2011

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S237s

Santos, Luiza Fernandes Martins dos SIG e lgebra de mapas na elaborao de um mapa de potencial de eroso em reas de silvicultura / Luiza Fernandes Martins dos Santos Guaratinguet : [s.n], 2011.

75 f. : il. Bibliografia : f. 69-75

Trabalho de Graduao em Engenharia Civil Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguet, 2011.

Orientador: Prof. Dr. Slvio Jorge Coelho Simes

1. Solos eroso I. Ttulo

CDU 624.131.6

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Agradecimentos

A todos aqueles que fizeram desses anos de graduao inesquecveis e certamente incrveis. Pelo amor, apoio, incentivo, companhia, aprendizado.

Um sincero, obrigada.

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SANTOS, L.F.M. SIG e lgebra de mapas na elaborao de um mapa de potencial de eroso em reas de silvicultura. 2011. 75f. Trabalho de Graduao em Engenharia Civil Faculdade de Engenharia de Guaratinguet, Universidade Estadual Paulista, 2011.

Resumo

Esse trabalho objetivou a gerao de um mapa de potencial de eroso para a Fazenda Santa Edwirges localizada no municpio de Lorena/SP. Foi realizada a classificao dos resultados obtidos em baixo, moderado, alto e muito alto potencial de eroso e posteriormente foi comparado o mapa gerado com outros mapas j existentes para a rea de estudo. A metodologia proposta basea-se em uma aplicao qualitativa simples da Equao Universal de Perda de Solo (USLE ou EUPS), considerando as parcelas da equao: erodibilidade, topografia e uso e manejo do solo, e integrando os dados atravs da lgebra de mapas no ambiente SIG do ArcGIS. Para representao de cada um destas parcelas utilizou-se um Mapa de Formaes Superficiais, gerado a partir de uma releitura do Mapa Geolgico, um Mapa de Declividade e um Mapa de Uso de Solo, atribuindo pesos de importncia para cada das classes desses mapas no processo erosivo e na lgebra realizada. Os resultados obtidos apresentaram coerncia entre as zonas identificadas como mais crticas e a situao encontrada em campo. A fazenda foi identificada como de potencial moderado de eroso, sendo a poro sul da fazendaa mais crtica, seguida pela faixa guiada pela zona de cisalhamento e as plancies prximas aos rios a rea mais estvel com o menor potencial. Da

comparao dos resultados desse trabalho e de outros anteriormente realizados para rea, utilizando parmetros geotcnicos na representao da erosividade do solo, foi possvel constatar resultados semelhantes, principalmente nas zonas de maior e menor potencial de eroso. Da discusso e anlise dos resultados obtidos, acredita-se na validao da metodologia proposta.

PALAVRAS-CHAVE: Potencial de Eroso, Equao Universal de Perda de Solos, lgebra de Mapas, Sistema de Informaes Geogrficas.

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SANTOS, L.F.M. SIG et l'algbre de carte pour gnrer une carte du potentiel d'rosion dans une zone de sivilcuture. 2011. 75f. Rapport de Fin dtudes (Graduation em Ingnierie Civil Faculdade de Engenharia de Guaratinguet, Universidade Estadual Paulista, 2011.

Resume

Cette tude visait gnrer une carte du potentiel d'rosion pour la Ferme Santa Edwirges, situe Lorena /SP. Les rsultats ont ets classifis en faible, modr, lve et trs lve potentiel d'rosion et la carte obtenue a t compar par rapport aux autres cartes existantes pour la zone d'tude. La mthodologie propose se basant sur une application qualitative simple Lquation Universelle de Perte de Sol (USLE ou EUPS), en considrant les parties de l'quation: rodibilit, la topographie et l'utilisation des terres. Les donns ont ets intgrs par l'algbre de carte dans lenvironnement SIG de ArcGIS. Pour la reprsentation de chacune de ces parcelles, nous avons utilis une carte des formations superficielles de la ferme, gnr partir d'une r-interprtation de la carte gologique, une carte de la pente et une carte d'utilisation des terres, attribuant un poids dimportant pour chaque catgorie de ces cartes dans le processus d'rosion et dans l'algbre propose. Les rsultats obtenus sont compatibles avec les zones identifies comme les plus critiques sur terrain. La ferme a t identifie comme de potentiel d'rosion modre et la partie sud de la ferme le plus critique, suivi du groupe conduit par la zone de cisaillement, par contre les plaines proches des rivires ont et identifi comme la zone plus stable avec moins de potentiel d'rosionDe la comparaison des rsultats de ce travail et d'autres qui ont fait antrieurement dans la zone dintresse, qui ont utilis les paramtres gotechniques dans la reprsentation de l'rosivit des sols, nous avons pu voir des rsultats similaires, en particulier dans les zones potentiel lev et faible pour l'rosion. De la discussion et analyse des rsultats, la mthodologie propose et valide.

MOTS CLS: Potentiel d'rosion, quation Universelle de Perte des Sols, Algbre de cartes, Systme d'Information Gographique

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LISTA DE FIGURAS FIGURA 1Esquema dos mecanismos de eroso: Capacidade de infiltrao de gua no solo e zonas de escoamento. - FONTE: CASSANELAS, 1994.......................................17

FIGURA 2 - Classes de operaes geogrficas.................................................................28

FIGURA 3 Localizao da rea de estudo :Fazenda Santa Edwirges, municpio de Lorena(SP), (Santos, 2006) ...............................................................................................32

FIGURA 4 - Mapa geolgico da Fazenda Santa Edwirges (Rodrigues & Milanesi, 2005)...........................................................................................................................................33

FIGURA 5 - Modelo Digital de Terreno, demonstrando as trs formas de relevo existentes na Fazenda Santa Edwiges: Escarpas Alongadas (marrom), Morros e Morrotes Arredondados (bege) e Colinas Alveolares (verde) Lima (2005). ....................................35

FIGURA 6 Mapa Pedolgico da Fazenda Santa Edwirges- FONTE: Fbria Papel e Celulose .............................................................................................................................37

FIGURA 7 Mapa de Uso de Solo da Fazenda Santa Edwirges no Municpio de Lorena, SP (SANTOS, 2006). ........................................................................................................41

FIGURA 8 - Precipitao na Fazenda Santa Edwirges em Lorena (SP) (SILVA, 1999)............................................................................................................................................42

FIGURA 9 Esquema ilustrativo da metodologia aplicada criao do Mapa de Potencial de Eroso da Fazenda Santa Edwirges em Lorena (SP). ...................................46

FIGURA 10 Tabela de Atributos Ponderao : Mapa Geolgico...............................47

FIGURA 12- Mapa de Formaes Superficiais da Fazenda Santa Edwirges, Municpio de Lorena-SP..........................................................................................................................52

FIGURA 13- Mapa de Declividade da Fazenda Santa Edwirges (SANTOS, 2006). ......54

FIGURA 14- Mapa de Uso do Solo da Fazenda Santa Edwirges no Municpio de Lorena SP (SANTOS, 2006). .....................................................................................................55

FIGURA 15 Mapas no formato Raster, baseados na ponderao das classes. (a)Mapa de Declividade, (b) Mapa de Uso do Solo e (c) Mapa Formaes Superficiais da Fazenda Santa Edwirges, Lorena - SP.............................................................................................57

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FIGURA 16 Mapas de Suscetibilidade Natural Eroso para a Fazenda Santa Edwirges, em Lorena (SP).................................................................................................59

FIGURA 17 Mapas de Potencial de Eroso para a Fazenda Santa Edwirges, em Lorena(SP).........................................................................................................................60

FIGURA 18 Mapa do Potencial de Eroso para a Fazenda Santa Edwirges , Classificao em ndices de Eroso da Fazenda Santa Edwirges, Lorena (SP)................62 FIGURA 20 - Mapa do Potencial de Eroso, definido pelo ndice de disperso (granulometria) ) (SANTOS, 2006). .................................................................................64

FIGURA 21 - Mapas de Potencial de Eroso definidos pela plasticidade: (a) #40; (b) #200 (SANTOS, 2006)......................................................................................................65

FIGURA 22 - Mapas de Potencial de Eroso definidos pela resistncia trao: (a) 30%, (SANTOS, 2006). ...........................................................................65

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LISTA DE TABELAS

TABELA 1 Relao entre Unidades Geolgicas e Formaes Superficiais..................49

TABELA 2- Ponderao de classes para o Mapa de Formaes Superficiais ..................53

TABELA 3- Ponderao de classes para o Mapa de Declividade ...................................54

TABELA 4- Ponderao de classes para o Mapa de Uso do Solo....................................56

TABELA 5- Qualificadores dos ndices de eroso e intervalos de pesos propostos ........61

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SUMRIO

1 INTRODUO........................................................................................................13 1.1 Objetivos...........................................................................................................14

1.1.1 Objetivo Geral ..........................................................................................14 1.1.2 Objetivos Especficos ...............................................................................14

2 REVISO BIBLIOGRFICA.................................................................................15 2.1 O Processo Erosivo...........................................................................................16

2.2 Vulnerabilidade Eroso Laminar ...................................................................18

2.2.1 Chuva........................................................................................................19

2.2.2 Cobertura Vegetal.....................................................................................19

2.2.3 Tipo de Relevo .........................................................................................19

2.2.4 Solos .........................................................................................................20

2.3 Modelos de avaliao da susceptibilidade a eroso..........................................21

2.4 Equao universal de perdas de solo ................................................................21

2.4.1 Erosividade (R).........................................................................................23

2.4.2 Erodibilidade (K)......................................................................................24

2.4.3 Declividade e Comprimento de Rampa (LS) ...........................................25

2.4.4 Cobertura de solo e Prticas de conservao (CP) ...................................26

2.5 lgebra de Mapas.............................................................................................27 2.6 SIG e Eroso.....................................................................................................29

3 MATERIAIS E MTODOS.....................................................................................32 3.1 MATERIAIS ....................................................................................................32

3.1.1 REA DE ESTUDO ................................................................................32 3.1.2 Banco de Dados ........................................................................................42

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3.2 MTODOS.......................................................................................................43 3.2.1 Criao de um mapa de formaes superficiais .......................................43

3.2.2 Criao de um mapa de potencial de eroso.............................................43

3.2.3 Comparao entre mapas gerados e j existentes.....................................47 3.3 Softwares utilizados..........................................................................................48

4 RESULTADOS E DISCUSSES............................................................................49 4.1 Mapa de Formaes Superficiais......................................................................49

4.2 Mapa de Potencial de Eroso............................................................................51

4.2.1 Ponderao de classes...............................................................................51

4.2.2 Mapas de Potencial de Eroso ..................................................................58

4.3 Comparao entre os mapas .............................................................................63

5 CONCLUSES........................................................................................................68 6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .....................................................................69

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1 INTRODUO Segundo Teixeira Guerra e Cunha (2007) um dos objetivos das pesquisas sobre eroso

dos solos o de procurar resolver os problemas oriundos desses processos que, em ltima anlise, geram uma srie diversificada de impactos ambientais.

A eroso do solo um problema que gera graves danos ao ambiente e tambm para a sociedade. Para a agricultura as perdas de nutrientes e matria orgnica, as alteraes na textura e estrutura do solo afetam o meio ambiente e a produo agrcola. O assoreamento de rios a conseqncia direta do acmulo de sedimentos que tambm pode ter srias consequncias ambientais como as apontadas por Carvalho (2008).

Ainda no mbito urbano, a eroso pode estar associada a problemas de deslizamentos, queda de taludes em estradas, alm da transferncia de solos em vertentes, depositados em reservatrios e estruturas de conteno de inundao (piscines).

Por esses motivos, determinar zonas com alto potencial erosivo pode auxiliar no planejamento da ocupao do solo de maneira a prevenir, evitar ou desacelerar estes processos. Neste sentido, em algumas partes do mundo, tem-se encontrado formas alternativas, inteligentes e eficazes de combater, com sucesso, esse problema e garantir a produo agrcola e a sobrevivncia das sociedades e manter o equilbrio do meio ambiente (Silva, 2003).

A Equao Universal de Perda de Solo um modelo emprico, baseado em grandes bases de dados de campos, que estimam a eroso distribuda e concentrada com base em valores a quatro grandes fatores intervenientes no processo erosivo: erosividade, erodibilidade, topografia e uso e manejo do solo (Ward e Elliot, 1995).

Os Sistemas de Informao Geogrfica (SIGs), por sua vez, tm sido amplamente aplicados para diversos tipos de manipulao de dados geoespaciais. Ao integrar informaes espacializadas de determinada rea, eles permitem uma anlise da perda de solo por eroso laminar.

Portanto, com o auxlio de um SIG, como ferramenta de manipulao de dados, aplicou-se os princpios da lgebra de mapas em trs diferentes mapas para a rea de estudo, cada um deles representando um dos fatores determinantes para eroso e cuja interao identificasse as zonas com maior potencial eroso.

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A fazenda Santa Edwirges, localizada no municpio de Lorena, interior de So Paulo, foi utilizada como rea de estudo para a aplicao dos conceitos e da metodologia proposta no estudo desenvolvido no Laboratrio de Anlise Geo-Espacial (LAGE) do Departamento de Engenharia Civil da FEG/UNESP.

Diversos estudos na rea de geoprocessamento j foram realizados para essa regio apresentando resultados significativos para a criao de um banco de dados interessante para estudos complementares. Dentre tais estudos encontra-se o desenvolvido por Santos (2006), que tambm utiliza a lgebra de mapas para gerao de mapas de potencial de eroso, porm aplicando diferentes variveis na sua elaborao.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GERAL

Este trabalho tem como objetivo geral produzir um mapa de potencial de eroso laminar para a Fazenda Santa Edwirges, localizada no municpio de Lorena-SP, por meio de uma anlise qualitativa de mapas, baseada nos fatores que influenciam o processo erosivo e que so parcelas da Equao Universal de Perda de Solo (EUPS).

1.1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Elaborar um Mapa de Formaes Superficiais baseado numa releitura do Mapa Geolgico da rea de estudo (Milanezi & Rodrigues, 2005);

Elaborar um mapa de potencial de eroso, aplicando lgebra de mapas e utilizando os mapas de Formaes Superficiais, de Uso do Solo (Santos, 2006) e de Declividade (Lima, 2005);

Comparar os mapas de potencial de eroso obtidos os gerados por Santos (2006) para rea de estudo.

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2 REVISO BIBLIOGRFICA

A eroso um dos principais fenmenos geolgicos que ocorre na Terra e se processa de vrias formas se considerarmos seu ambiente de ocorrncia (Rodrigues et al. 1982).

A eroso modifica a paisagem e pode gerar conseqncias custosas para a sociedade e para o ambiente. Atravs da degradao de recursos naturais como a gua e o solo, a eroso pode gerar problemas como assoreamento e poluio de cursos dgua; prejudicar a sade humana e animal; destruir estradas, pontes e bueiros, afetar a gerao de energia em barragens ou a capacidade de conteno de barragens e diques; e ainda gerar a reduo da produtividade agrcola, alterao no traado de rios, enchentes e assoreamento de reservatrios (Silva et al., 2003).

Por esses motivos, entender o processo erosivo, estud-lo e, se possvel, identificar reas com potencial de risco de ocorrncia to importante quanto proposio de prticas de conservao, preveno e delimitao de reas de riscos.

Com o surgimento dos SIGs, o uso, tratamento e manipulao de dados geolgicos espaciais se tornou mais fcil, preciso e o nmero de opes e operaes muito maior.

A aplicao desses recursos na determinao de regies com potencial de eroso, integrando mapas e informaes disponveis, pode gerar resultados interessantes para anlises qualitativas e quantitativas.

Os estudos de eroso hdrica laminar contam hoje com modelos de predio, que associados a essas tcnicas de geoprocessamento possibilitam a previso de perdas de solo, anlises espaciais do fenmeno, e seleo de prticas para controle, facilitando a adoo de medidas pontuais, planejamento ambiental, uso e ocupao do solo, prticas de controle da eroso e priorizao das aes de pesquisa (BERTONI & LOMBARDI NETO, 1999; ROUSSEVA, 2003 e ZHANG, 2009).

Esse trabalho prope, justamente, a integrao de mapas no ambiente SIG, utilizando conceitos de lgebra de mapas e ponderando algumas variveis da equao universal de perdas de solo na elaborao de um mapa de potencialidade qualitativa de eroso do solo, sendo alguns desses conceitos abordados a seguir.

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2.1 O PROCESSO EROSIVO

A eroso consiste em um conjunto de processos pelos quais os materiais da crosta terrestre so degradados, dissolvidos ou desgastados e transportados de um ponto a outro pelos agentes erosivos. Na eroso por precipitao, distinguem-se como agentes a gota que se precipita e o escoamento superficial resultante (Vilar e Prandi, 1993).

A eroso hdrica envolve uma srie de transferncias de energia e matria, desde a energia cintica da gota ao cair, o impacto desta ao encontrar o solo e ento o desequilbrio gerado por ela no solo, liberando ou no partculas. Ou seja, um desequilbrio do sistema gua/solo/cobertura vegetal pode resultar numa perda progressiva do solo.

A energia da chuva aplicada superfcie do terreno e, a partir de um limite de resistncia ao cisalhamento do solo, iniciam-se as transferncias de matria por processos de desestabilizao dos agregados do solo, de movimentao e transporte de partculas e de sedimentao em zonas mais rebaixadas da topografia (Mafra et al., 1999).

Segundo Elisson, (1947) apud Silveira (2002), a dinmica do processo erosivo pode ser esquematizada por quatro sub-processos:

a) Destacamento de partculas pela gota de chuva; b) Transporte do sedimento pela gota; c) Destacamento pelo fluxo superficial e d) Transporte pelo fluxo.

A gota da chuva possui papel desagregador, que atravs do impacto desestabiliza, desagrega e assim libera as partculas do solo para transporte.

Alm disso, o impacto da gota sobre o solo pode provocar a compactao e selamento da superfcie, diminuindo sua capacidade de infiltrao e, conseqentemente, levando ao escoamento superficial da gua (Sohr, 2007; Schaefer, 2002; Lal, 1974 e Richart, 2005). Outras vezes, ainda, o limite de saturao do solo atingido e, mais uma vez, se principia o escoamento da gua.

A formao desses fluxos de escoamento, por sua vez, alm de transportar sedimentos j desagregados, arrasta novas partculas contribuindo para o processo erosivo. Contrapondo-se fora de desagregao e arraste da chuva, o solo e a vegetao impem resistncia ao

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processo, podendo, dependendo das caractersticas, tanto do solo, quanto do uso feito daquele solo, oferecer maior ou menor resistncia.

Portanto, a eroso depende das relaes existentes entre a capacidade erosiva da chuva e os fluxos de superfcie e subsuperfcie, assim como da suscetibilidade dos materiais a serem erodidos (Mafra et al, 1999).

Este processo apresenta feies extremamente complexas. havendo condies favorveis ao escoamento superficial e remoo das partculas de solo, observa-se o transporte das partculas liberadas por escoamento laminar ou difuso ou ainda concentrado em linhas de fluxo d gua.

A gua comea a escoar na superfcie, primeiramente em lenol, depois atravs de fluxos lineares, que evoluem para microravinas, podendo formar cabeceiras, e algumas dessas cabeceiras podem bifurcar, formando novas ravinas.

Na figura 1 apresentado um esquema do desenvolvimento destas etapas para um modelo hipottico de vertente, apresentando as mesmas condies de erodibilidade do solo.

FIGURA 1Esquema dos mecanismos de eroso: Capacidade de infiltrao de gua no solo e zonas de escoamento. - FONTE: CASSANELAS, 1994.

O escoamento superficial tanto mais intenso quanto menor for a taxa de infiltrao das guas pluviais no terreno. Por sua vez, a infiltrao relaciona-se diretamente permeabilidade do terreno, variando em funo da compactao promovida pela ocupao do solo, pela intensidade e frequncia das chuvas, natureza e organizao do solo, e inclinao, geometria e comprimento das vertentes (Bertoni e Lombardi Neto, 1985).

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Dependendo da forma em que se d o escoamento superficial ao longo da vertente, como citado por Salomo (1999), pode-se desenvolver dois tipos de eroso:

eroso laminar ou em lenol, quando causada por escoamento difuso das guas de chuva, resultando da remoo progressiva e relativamente uniforme dos horizontes superficiais do solo; e

eroso em sulcos, quando causada por concentrao das linhas de fluxo das guas de escoamento superficial, resultando em pequenas incises na superfcie do terreno, que podem evoluir, por aprofundamento, a ravinas.

O que se prope nesse trabalho o estudo de zonas com potencialidade de eroso laminar, onde esse processo ainda no visualmente identificvel.

A eroso hdrica laminar uma forma de eroso menos perceptvel, que quando notada, j apresenta perda significativa de solos, o que torna mais perigosa e faz da elaborao de um mapa desse carter algo ainda mais interessante e necessrio.

2.2 VULNERABILIDADE EROSO LAMINAR

A suscetibilidade eroso laminar dos terrenos pode ser cartograficamente determinada, com base na anlise dos fatores naturais influentes no desenvolvimento dos processos erosivos. As perdas de solo por eroso laminar so comandadas por diversos fatores relacionados s condies naturais dos terrenos, destacando-se a chuva, a cobertura vegetal, a topografia e os tipos de solos (Salomo, 1999).

No caso da eroso superficial, os efeitos ocorrem, quase que exclusivamente, na superfcie dos solos e o desenvolvimento dos processos erosivos est condicionado por fatores como:

Caractersticas dos solos (erodibilidade); Agressividade das chuvas (erosividade); Tipos de relevo (que determinam os tipos de escoamento) e; Cobertura vegetal e tipos de uso e manejo do solo.

A combinao desses fatores determina a maior ou menor predisposio de uma rea eroso superficial.

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2.2.1 CHUVA

A gua da chuva, como j mencionado, influencia o processo de eroso pelo impacto da gota no solo, que desagrega as partculas ou pode promover o selamento de sua superfcie diminuindo a permeabilidade do solo.

A velocidade, energia cintica da gota, a frequncia e intensidade da chuva e tambm o escoamento da gua determinam sua influncia na eroso laminar. Sua ao erosiva depende da distribuio pluviomtrica, mais ou menos regular, no tempo e no espao, e sua intensidade.

O ndice que expressa a capacidade da chuva de provocar eroso laminar conhecido como erosividade e ser melhor explorado mais adiante.

2.2.2 COBERTURA VEGETAL

A cobertura vegetal a defesa natural de um terreno possui contra a eroso. Entre os principais efeitos da cobertura vegetal, Bertoni e Lombardi Neto (1985) destacam os seguintes:

Proteo contra o impacto direto das gotas de chuva;

Disperso e quebra da energia das guas de escoamento superficial;

Aumento da infiltrao pela produo de poros no solo por ao das razes;

Aumento da capacidade de reteno de gua pela estruturao do solo por efeito da produo e incorporao de matria orgnica.

2.2.3 T IPO DE RELEVO

A influncia da topografia do terreno na intensidade erosiva verifica-se principalmente pela declividade e comprimento de rampa. Esses fatores interferem diretamente na velocidade das enxurradas.

Segundo Resende (1985), a eroso dos solos aumenta das formas cncavas para as convexas, passando pela linear que apresenta maior estabilidade. De acordo com este autor, as formas cncavas apresentam remoo ineficiente de sedimento, principalmente na base de suas encostas, sendo forma de maior convergncia de gua, enquanto a forma convexa apresenta maior divergncia.

A declividade se relaciona com a eroso por atuar sobre a velocidade de escoamento da gua gerada pela declividade. Assim, quanto maior a declividade, maior a velocidade, e,

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conseqentemente, maior ser o volume carreado devido fora erosiva. No caso do comprimento da rampa, esta diretamente proporcional ao volume de gua e velocidade de escoamento que podem favorecer o processo erosivo.

Em alguns casos, entretanto, o comprimento da rampa diminui o efeito erosivo, considerando-se que a capacidade de infiltrao e a permealibidade do solo reduz o efeito.

2.2.4 SOLOS

O solo, por influenciar e sofrer a ao dos processos erosivos, conferindo maior ou menor resistncia, constitui o principal fator natural relacionado eroso. Sua influncia deve-se as suas caractersticas fsicas, principalmente, textura, estrutura, permeabilidade e densidade e s suas propriedades qumicas, biolgicas e mineralgicas (Salomo et al., 1999).

A textura, ou seja, o tamanho das partculas, influi na capacidade de infiltrao e de absoro de gua da chuva, inferindo no potencial de enxurradas, e em relao a maior ou menor coeso entre as partculas.

A estrutura, modo como se arranjam as partculas de solo, igualmente textura, influencia na capacidade de infiltrao e absoro da gua de chuva e na capacidade de arraste das partculas do solo.

A permeabilidade determina maior ou menor capacidade de infiltrao da gua de chuva, estando diretamente relacionada com a porosidade do solo. A densidade do solo inversamente proporcional a porosidade e permeabilidade. Por efeito de compactao, observa-se um aumento da densidade, reduzindo macroporos e tornando o solo mais erodvel.

As propriedades fsicas, qumicas, biolgicas e mineralgicas do solo influenciam no estado de agregao das partculas do solo, aumentando ou diminuindo a resistncia do solo eroso.

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2.3 MODELOS DE AVALIAO DA SUSCEPTIBILIDADE A EROSO

A modelagem da eroso do solo uma forma de descrever matematicamente o processo de desprendimento, transporte e deposio de partculas. Assim, torna-se uma ferramenta eficaz para avaliar as estratgias de ao a serem adotadas, visando o controle da degradao dos solos.

Para a estimativa dos processos erosivos podem ser empregados diferentes modelos e abordagens que se diferenciam, basicamente, por objetivar quantificar as perdas de solo por eroso ou realizar uma avaliao qualitativa do comportamento erosivo de uma rea de interesse.

Segundo Chaves (1994), a anlise quantitativa permite a estimativa da eroso absoluta, facilitando o planejamento conservacionista. Entretanto, os modelos quantitativos exigem um maior conhecimento por parte do usurio, alm de requerer mais informaes do que os modelos qualitativos.

Por outro lado, a anlise qualitativa tem como principal vantagem a facilidade de manipulao dos fatores selecionados em termos de grau de risco a eroso e sua posterior combinao para a obteno dos graus de severidade erosiva. Sendo qualitativa, entretanto, a estimativa da eroso no permite a obteno de valores numricos, importante para a estimativa da degradao do solo e da sedimentao.

Com o desenvolvimento dos SIGs a aplicao de modelos qualitativos foi amplamente facilitada pela possibilidade de integrao de informaes espaciais com maior eficincia e simplicidade de manipulao dos dados.

2.4 EQUAO UNIVERSAL DE PERDAS DE SOLO

Para estudar o fenmeno da eroso existem mtodos diretos, baseados na coleta do material erodido, em campos experimentais e/ou em laboratrio, e mtodos indiretos, por meio de modelagem matemtica.

Dentre esses modelos matemticos, a Equao Universal de Perda de Solos (EUPS ou USLE), proposta por Wischmeier e Smith (1978), quando espacializada por meio de um SIG, permite uma anlise da perda de solo por eroso laminar, possibilitando contextualizar os resultados obtidos em funo do uso e ocupao das terras. (Paes, 2010)

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A Equao Universal da Perda de Solos (EUPS) comeou a ser implantada no final da dcada de 1950 pelo Servio de Conservao dos Solos dos Estados Unidos. Trata-se de um modelo emprico, baseado dados de campo, que estimam a eroso distribuda e concentrada, em funo de quatro grandes fatores intervenientes no processo erosivo (Ward e Elliot, 1995).

erosividade climtica, erodibilidade dos solos, topografia, e

uso e manejo da terra

A equao foi projetada como um mtodo para a predio da mdia anual de perda de solo causada por eroso laminar, e no se adeque para a estimativa para um evento pluviomtrico especfico (USDA, 1996). Sendo definida por:

A = R . K . L . S . C . P , (1)

onde: A = perda de solo, em t.ha-1.ano-1; R = fator erosividade da chuva, em MJ.mm. ha-1. h-1.ano-1; K = fator erodibilidade do solo, em t.h.MJ-1.mm-1; L = fator comprimento de rampa, baseado nos valores, em metros, do comprimento de

rampa (adimensional); S = fator declividade, baseado nos valores, em porcentagem, da declividade

(adimensional); C = fator uso e manejo (adimensional); e P = fator prticas conservacionistas (adimensional).

Embora no desenvolvida para este fim, esta equao tem sido utilizada como pano de fundo para estudos qualitativos da vulnerabilidade natural dos ambientes, refletida na predisposio natural das terras eroso superficial, visto que contempla todos os fatores predisponentes deste tipo de processo erosivo. Dentro da EUPS, alguns fatores so considerados intrnsecos do solo, e determinam sua suscetibilidade natural a eroso, e outros

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fatores so dependentes das formas de ocupao e unidos com a suscetibilidade relacionam a potencialidade erosiva do solo.

O potencial natural eroso laminar (PNE), refere-se parte da equao que considera as condies naturais e, portanto, a suscetibilidade natural da rea analisada eroso. Ele representa a integrao dos principais fatores naturais do meio fsico intervenientes no processo de eroso laminar sendo fornecido por:

PNE = K.R.LS (2)

Onde: R a erosividade (MJ mm. ha-1. h-1), K a erodibilidade (t h MJ-1 mm-1) e LS o fator relevo.

2.4.1 EROSIVIDADE (R) Segundo Lal (1988), a fora dirigente dos agentes de eroso que causam a desagregao

do solo e seu transporte, denominada de erosividade. Parte da erosividade da chuva devida ao impacto direto das gotas de chuva, e outra ao escoamento que a chuva gera.

A capacidade da chuva de causar eroso do solo atribuda proporo e distribuio das gotas de chuva, segundo a carga de sua energia. Assim, a erosividade de uma chuva atribuda sua energia cintica, parmetros facilmente relacionados s suas intensidade e quantidade total.

O Fator R um ndice numrico que expressa a capacidade da chuva em provocar eroso, em uma rea sem proteo (Bertoni e Lombardi Neto, 1993). O ndice representa a

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perda de solo, como produto da energia cintica da chuva pela sua intensidade mxima em 30 minutos (Catneo et al., 1982).

Para regies intertropicais, Bertoni e Lombardi Neto, 1993 propem a seguinte equao para determinao de um valor mdio do ndice de erosividade por meio da relao entre a mdia mensal e a mdia anual de precipitao:

EI30 = 67,355 (r2 / P)0,85 (3)

Onde: EI30 = mdia mensal do ndice de erosividade, em MJ.mm.ha-1.h-1; r = mdia do total mensal de precipitao, em mm; P = mdia do total anual de precipitao, em mm,

Para determinao de R, soma-se o resultado dos valores mensais do ndice de erosividade em cada estao pluviomtrica:

12

R = EI30j (4) J=1

Os parmetros para a definio da erosividade da chuva dependem do volume total de chuva, porm tambm interferem, a intensidade, as variaes no tempo e espao e a energia cintica dos eventos chuvosos.

2.4.2 ERODIBILIDADE (K) A erodibilidade do solo a propriedade do solo que representa a sua susceptibilidade

eroso, podendo ser definida como a quantidade de material que removido por unidade de rea, quando os demais fatores determinantes da eroso permanecem constantes (Freire et al.,1992).

Segundo Bertoni e Lombardi Neto (1985), determina-se a erodililbilidade de um solo por meio de suas propriedades intrnsecas, que vem afetar a velocidade de infiltrao de gua no solo, bem como sua capacidade de absoro e permeabilidade.

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Essas caractersticas do solo so determinadas por suas propriedades, como por exemplo pela distribuio do tamanho das suas partculas, estabilidade estrutural, contedo de matria orgnica, natureza dos minerais de argila e constituintes qumicos. Alm dessas propriedades, alguns parmetros do solo que afetam a sua estrutura, como hidratao e as caractersticas da circulao da gua, tambm afetam sua erodibilidade.

O fator erodibilidade dos solos refere-se, principalmente, s propriedades fsico-qumicas dos solos, tais como:

I) Velocidade de infiltrao; II) Permeabilidade e capacidade de armazenamento; III) Resistncia s foras de disperso, abraso e transporte pelas guas da chuva e

escoamento superficial.

2.4.3 DECLIVIDADE E COMPRIMENTO DE RAMPA (LS) O relevo da encosta exerce forte influncia sobre a eroso do solo, sendo representado

pelo comprimento, declive e forma da encosta. O fator LS um dos fatores mais importante da Equao Universal de Perdas de Solo,

porque influencia mais na variao da eroso bruta, do que qualquer um dos outros fatores, exceto o fator manejo do Solo (Williams & Berndt, 1977, apud Fornelos & Neves, 2006).

O comprimento da vertente (L) representa a distncia entre o ponto onde se origina o escoamento superficial at o ponto onde a declividade decresce o suficiente para que ocorra a deposio de sedimentos, ou onde a gua entra no sistema de canais de drenagem naturais ou artificiais. O gradiente de declividade (S) refere-se variao de declividade em intervalos de vertentes, sendo expresso em porcentagem.

Embora sejam calculados separadamente, estes parmetros so representados para aplicao prtica, como um nico fator topogrfico (LS) sendo definido como a taxa de perda de solo por unidade de rea de uma parcela-padro (Wischmeier & Smith, 1978).

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Fator L - Comprimento de Rampa O fator comprimento de rampa tem grande importncia na perda de solo, uma vez que

quanto maior for a sua extenso, maior ser a velocidade do escoamento. A EUPS, utiliza o comprimento de rampa adimensional, adotando o valor mdio em metros.

Fator S Declividade O volume e a velocidade das enxurradas esto diretamente relacionados ao grau de

declividade do terreno (Bertoni e Lombardi Neto, 1985). A EUPS utiliza o fator declividade como uma das variveis topogrficas, adimensional, baseada nos valores obtidos em porcentagem.

Fator LS Fator topogrfico O Fator LS expressa as relaes do relevo com o processo de perdas de solos. Em

muitos trabalhos que usam geoprocessamento na determinao dos fatores da EUPS, o fator comprimento de rampa e o fator declividade aparecem associados, representados pela varivel LS. Essa associao pode ser feita por meio da equao desenvolvida por Bertoni (1985), para a cidade de Campinas, mas que se adequa bem s condies brasileiras (Baptista, 1997).

LS = 0,00984. L 0,63. S 1,18 (5)

Onde: LS : fator topogrfico L: comprimento de rampa em metros S: grau de declive em porcentagem.

2.4.4 COBERTURA DE SOLO E PRTICAS DE CONSERVAO (CP) A influncia da cobertura vegetal na determinao das perdas de solo por eroso

laminar em reas cultivadas definida pelos fatores uso e manejo do solo (C) e prtica conservacionista (P).

A cobertura vegetal reduz a quantidade de energia cintica que chega ao solo durante uma chuva e atua tambm na reduo dos processos erosivos nas formas de escoamento superficial e transporte de sedimentos.

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Guerra (1998) salienta que, em reas com menos de 70% de cobertura vegetal, o impacto da gota da chuva aumenta substancialmente, fazendo com que a perda de solos e gua tambm aumente proporcionalmente.

As prticas de conservao dos solos (Fator P) tambm atuam nos processos erosivos e nas perdas de solos. Os valores de P variam conforme o tipo de cultura agrcola e as prticas conservacionistas adotadas na rea de estudo. Trata-se da relao entre a intensidade esperada de perda de solo com determinada prtica conservacionista ou quando a cultura est disposta no sentido do declive.

O fator C de uso e manejo de solo a relao esperada entre as perdas de solo de um terreno cultivado em determinadas condies e as perdas correspondentes de um terreno mantido continuamente descoberto.

Bertoni e Lombardi Neto (1985) determinam, a partir de dados experimentais, valores de perdas de solo por eroso laminar em funo dos diferentes fatores de uso e manejo de solo e prtica conservacionista.

2.5 LGEBRA DE MAPAS

O conceito de lgebra de mapas ou lgebra de campos pode ser visto como uma extenso da lgebra tradicional, com um conjunto de operadores, onde as variveis manipuladas so campos geogrficos (Berry, 1993).

O termo lgebra de mapas foi popularizado pelo livro Geographic Information System and Cartographic Modeling (Tomlin, 1990). Este autor apresentou os mapas como elementos que associam um valor quantitativo (escalar, ordinal, cardinal ou intervalar) ou qualitativo (nominal) para cada local de uma rea de estudo; e defendeu a realizao de operaes matemticas entre esses elementos de acordo com a vontade e bom-senso do modelador.

Geo-campos so definidos como elementos que associam a cada local, um valor quantitativo ou qualitativo. As operaes sobre geo-campos podem ser classificadas como: pontuais, zonais e de vizinhana (Tomlin,1990).

Os geo-campos origem podem ser definidos como as variveis do tipo campo, usadas nas operaes. O geo-campo resultante da operao denominado de geo-campo destino.

A Figura 3 ilustra a classificao das possveis operaes entre geo-campos, que baseada na forma como os valores dos atributos nos geo-campos origem so obtidos para

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processamento, sendo identificado se o valor atribudo a uma determinada posio geogrfica do geo-campo destino funo:

dos valores na mesma posio geogrfica nos geo-campos origem; dos valores de uma regio geogrfica nos geo-campos origem ou; dos valores de uma vizinhana da posio nos geo-campos origem.

FIGURA 2 - Classes de operaes geogrficas

Operaes de vizinhana Em muitos processos naturais, o valor do fenmeno observado em uma determinada

posio influenciado pelas condies de sua vizinhana. Normalmente, conceitua-se vizinhana como aquela rea circular prxima a uma determinada posio. Mas para propsito de anlise ambiental, vizinhana deve ser definida como uma rea adjacente a uma determinada localizao geogrfica, cujas condies, afetam o processo em estudo naquela posio ( Barbosa, 1997).

Operaes zonais Uma regio um conjunto de posies geogrficas com caractersticas similares ou

delimitadas pelo homem. Por exemplo, num mapa de solos, cada tipo de solo delimita uma regio. No processamento por regio, o valor de cada posio geogrfica do geo-campo destino depende do valor do atributo em todas as posies geogrficas que compem a regio no geo-campo origem.

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As operaes de transformaes zonais ou por regio operam sobre um geo-campo origem e um conjunto de regies delimitadas por polgonos na forma matricial ou vetorial. Diferente das transformaes de vizinhana, onde cada posio geogrfica possui sua prpria vizinhana, representada por uma mscara que se desloca sobre os dados, nas transformaes zonais as regies so estticas, ou seja, no se deslocam sobre a regio geogrfica de estudo.

Operaes pontuais Nas transformaes pontuais, o valor resultante em cada posio geogrfica do geo-

campo destino depende somente dos valores na mesma posio geogrfica dos geo-campos origem.

Dentre os tipos de operaes possveis esto a soma, subtrao, diviso, multiplicao, mdia e tambm combinao booleana, fatiamento, reclassificao, ponderao.

A operao de ponderao consiste em obter um campo numrico a partir de um campo temtico, de tal modo que cada local de uma rea de estudo fique associada a um valor, indicando o peso de cada classe temtica diante de uma operao quantitativa que se deseje modelar.

Nesse trabalho ser realizada a ponderao entre os dados dos mapas disponveis, e posteriormente, a soma entre os pesos adotados para cada uma das caractersticas de cada mapa.

2.6 SIG E EROSO

Os SIGs so sistemas computacionais que manipulam dados geogrficos e permitem a converso de dados em informaes a partir de manipulaes e consultas interativas sobre os dados armazenados.

Segundo Cmara Neto (1995) h pelo menos trs grandes maneiras de utilizar um SIG: 1. como tecnologia de gerenciamento de uma base de dados geogrficos:

Os SIGs possuem ferramentas que permitem a integrao, em uma nica base, de informaes espaciais provenientes de dados cartogrficos, dados de censo, cadastro urbano e rural, imagens de satlite.

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2. como suporte para anlise espacial de fenmenos: No estudo de sistemas ambientais, a interao entre processos deve ser considerada. Os SIGs oferecem mecanismos para manipular simultaneamente vrios dados. Estes mecanismos vo desde a consulta, a recuperao e a visualizao, at a combinao das variveis para anlise. O processo de anlise dos dados , geralmente, aquele no qual as relaes e significados que esto implcitos em um conjunto de dados so extrados e mostrados de forma explcita.

3. como ferramenta para produo cartogrfica: Por possuir facilidades de edio, visualizao, acesso rpido, registro geogrfico dos dados, os SIGs esto se tornando uma ferramenta de trabalho nos rgos responsveis por produo cartogrfica.

Normalmente, utilizam-se formalismos matemticos bem definidos para expressar o desenvolvimento de um modelo e com isto provar a sua validade. No entanto, no caso de dados geogrficos no existe ainda uma maneira formal de expressar as transformaes e manipulaes necessrias na etapa de anlise dos dados geogrficos.

A utilizao do SIG para tratamento de dados sobre eroso tem sido mais usualmente aplicada, propondo anlises quantitativas ou qualitativas de dados disponveis. SIGs tm sido utilizados para estimar a eroso espacial devido facilidade de manipular e analisar dados espaciais e tambm por possibilitarem aos usurios identificar as reas mais favorveis eroso (Lim et al., 2005).

Entre os procedimentos de quantificar a eroso, a Equao Universal de Perdas do Solo (EUPS), e suas variantes mais atuais, tem sido amplamente utilizada em regies, nas quais predominam eroso laminar e ravinas e onde o processo de formao e de desenvolvimento de voorocas seja secundrio (Lal, 1994).

As facilidades oferecidas pelo SIG permitem comparar caractersticas lhes oferecendo pesos, bem como tratar os dados existentes de maneira quantitativa, somando-os, multiplicando-os e aplicando s equaes propostas por diferentes modelos matemticos e obtendo quantificaes reais. Como exemplo deste tipo de aplicao de modelos

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quantitativos, temos a estimativa da perda de solo por eroso laminar desenvolvida por diversos autores.

Este trabalho prope um estudo qualitativo dos dados embora baseie no modelo matemtico da Equao Universal de Perda de Solos. A limitao na representao de todos os fatores da equao limita o trabalho em termos quantitativos direcionando-o para um carter qualitativo, tambm importante para planejamento do uso do solo e adoo de medidas de preveno e controle de reas de risco.

Diferentes SIGs como o ArcGIS (comercial) e o SPRING (domnio pblico) tm sido utilizados para gerar mapas de vulnerabilidade, ligados aos processos erosivos utilizando como elemento de referncia os parmetros da EUPS (Simoes et al., 2007; Farinasso et al., 2006; e Macedo et al., 2000).

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3 MATERIAIS E MTODOS

3.1 MATERIAIS

3.1.1 REA DE ESTUDO

3.1.1.1 Localizao

A regio de estudo desse trabalho compreende a rea da fazenda Santa Edwirges, para qual a ser analisado o potencial de eroso, com base em mapas j existentes da fazenda.

A fazenda, pertence Fibria Celulose e Papel e utilizada para plantio de eucalipto, com uma rea de 22 km2 e situa-se entre as latitudes 485.535,56 UTM e 497.741,72 UTM e entre as longitudes 7.480.000.00 UTM e 7.466.000.00 UTM, na regio leste do Estado de So Paulo, no Vale do Paraba, municpio de Lorena, conforme se observa na figura 3.

A rea encontra-se prxima ao divisor de guas da Serra Quebra Cangalha, onde esto localizadas as nascentes do ribeiro Taboo com predominncia de morros de elevadas declividades.

FIGURA 3 Localizao da rea de estudo :Fazenda Santa Edwirges, municpio de Lorena(SP), (Santos, 2006)

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Para criar o mapa de potencial de eroso preciso conhecer as caractersticas da rea que influem no processo erosivo. Portanto, interessante conhecer informaes sobre a geologia, geomorfologia, pedologia, uso do solo, clima da regio, entre outros parmetros para que ocorra um trabalho mais aprofundado.

3.1.1.2 GEOLOGIA DA REA DE ESTUDO A fazenda Santa Edwirges encontra-se em um contexto geolgico complexo, formado

por rochas cristalinas de idade pr-cambriana (>500 milhes de anos). Rodrigues e Milanesi (2005) elaboraram um mapa lito-estrutural (escala 1:10.000)

apresentado na figura 4, no qual possvel identificar as diferentes unidades geolgicas encontradas na regio.

FIGURA 4 - Mapa geolgico da Fazenda Santa Edwirges (Rodrigues & Milanesi, 2005)

Complexo Embu - rochas metamrfica: Essa formao corresponde a cerca de 60% da rea de estudo, localizada na poro

centro-norte do mapa sendo composta principalmente por rochas metamrficas (xistos,

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gnaisses e migmatitos) formadas, em sua maior parte, por materiais facilmente alterveis como micas e feldspatos.

O solo proveniente da alterao destas rochas normalmente fino, predominando minerais argilosos que favorecem o desenvolvimento de solos mais impermeveis e mais homogneos e, portanto, menos suscetveis a processos erosivos acelerados.

O contato desta unidade com a unidade Granitide Quebra-Cangalha transicional por meio da zona de cisalhamento NE (Lima, 2005).

Complexo Quebra-Cangalha - rochas gneas: Composto predominantemente por rochas granticas leucocrticas (claras), essa unidade

corresponde a 35% da rea da fazenda na poro sul do mapa geolgico. Esta unidade corresponde s maiores elevaes topogrficas que esto presentes na regio.

Estas rochas deram origem a solos de colorao esbranquiada, de constituio areno-argilosa e com a presena significativa de fraes minerais mais grosseiras. A textura grossa destes solos e a ausncia parcial de uma cobertura vegetal fornecem as condies favorveis ocorrncia de processos erosivos.

Zonas milonitizadas: Correspondem s faixas de alta deformao, ou zonas de cisalhamento, representando

em torno de 10% da rea de estudo. Estas regies foram submetidas a intensas tenses tectnicas em condies dcteis, ou seja, a profundidades maiores que 10 km (RAMSAY, 1980).

Por esta razo, apresentam uma foliao bastante desenvolvida e a presena de minerais finos com estrutura em camadas como mica e clorita em decorrncia de processos de retrometamorfismo, devido percolao de fluidos nas zonas de cisalhamento. A alterao destas rochas produz solos com elevada proporo de argila.

Terraos fluviais e Sedimentos inconsolidados: So compostos de silte e argila e localizados no leito do curso dos rios; e ocupam 5% do

mapa geolgico representando a plancie fluvial do ribeiro Taboo e seus principais afluentes.

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Nesta rea so identificados paleo-terraos com sedimentos de composio peltica (silte e argila) e, secundariamente, areia e seixos angulosos de quartzo e feldspato. Tambm se observam sedimentos inconsolidados de cor preta indicando a presena de solos com grande quantidade de matria orgnica. No aspecto geotcnico constituem-se solos de baixa resistncia, saturados em gua e propcios inundao.

3.1.1.3 GEOMOR FOLOGIA DA REA DE ESTUDO Ainda que seja uma rea relativamente pequena, devido grande diversidade geolgica,

a Fazenda Santa Edwirges apresenta uma variao geomorfolgica significativa, podendo-se identificar relevos de escarpas associados s rochas gneas, morros e morrotes associados ao Complexo Embu e Colinas Alveolares, associadas a pequenas bacias sedimentares de pequena proporo.

Regionalmente, a rea est inserida na unidade geomorfolgica do Planalto do Mdio Vale do Paraba (PONANO et al., 1981). Segundo os estudos realizados por Lima (2005), foi possvel identificar trs principais unidades de relevo na regio da Fazenda Santa Edwiges, as quais podem ser visualizadas a partir do MDT (Modelo Digital de Terreno) (figura 5).

FIGURA 5 - Modelo Digital de Terreno, demonstrando as trs formas de relevo existentes na Fazenda Santa Edwiges: Escarpas Alongadas (marrom), Morros e Morrotes Arredondados (bege) e Colinas Alveolares (verde)

Lima (2005).

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Escarpas Alongadas : Representa o tero superior da fazenda, com maior concentrao de curvas de nveis, declividades mais altas (>30%) e grandes amplitudes (>300m). Caracteriza-se por topos estreitos e alongados, afloramentos espordicos de blocos de rochas e vales estreitos e encaixados. O substrato destas rochas formado principalmente pelas rochas granticas da Unidade Quebra-Cangalha. Os solos possuem composio areno-argilosos.

Morros e Morrotes Arredondados : Com declividades dominantes entre 20 e 30%, amplitudes variando entre 100 e 300m e topos arredondados, esse tipo de relevo ocupa a parte centro-norte da rea estudada. Neste relevo se observa uma menor intensidade dos processos de dissecao que no relevo de Escarpas Degradadas. Formado por rochas gnissicas e migmtiticas, os solos associados so normalmente argilosos, espessos e de colorao avermelhada.

Colinas Alveolares : Ocupam a faixa de direo sudoeste/nordeste na regio central da bacia. So a transio entre os relevos de escapas e os de morros e morrotes sendo formadas por reas de dissipao com sedimentos consolidados. Apresentam declividades baixas (

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FIGU

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6

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38

No mapa da figura 6, possvel observar que dois tipos de unidades compostas se destacam, a associao 1 e a associao 2, ocupando juntas cerca de 90% da rea da fazenda.

Argissolos Os argissolos so solos que apresentam horizonte B textural, ou seja, muito

heterogneo com suborizontes facilmente delimitveis e estrutura em forma de blocos ou prismtica. Esses solos so formados por material mineral com argila de baixa atividade. Estes solos possuem textura mdia a argilosa, com baixo grau de floculao nos horizontes mais superficiais. Em geral, so moderadamente a bem drenados.

Os argissolos so muito profundos, pois no apresentam qualquer impedimento fsico penetrao do sistema radicular. O horizonte A possui espessura considervel e textura arenosa, enquanto o horizonte B apresenta de baixa a mdia permeabilidade, baixa compressividade e moderada resistncia ao desmoronamento.

A mudana abrupta da textura entre os horizontes gera m aerao durante o perodo chuvoso uma vez que no topo do horizonte B textural h uma menor condutividade hidrulica, isso torna esse tipo de solo suscetvel a saturao. E tambm essa relao textural entre os horizontes que torna esse solo mais vulnervel eroso, pois a erodibilidade maior em solos com mudana textural brusca.

Tais solos ocorrem comumente em relevos movimentados de serras ou relevos aplainados com vertentes mais declivosas. Essas caractersticas tornam esses solos imprprios para desenvolvimento de atividade agrcola e pastoril.

No caso da subordem argissolo vermelho, registrado na rea de estudo, a cor avermelhada deve-se presena de solos originados a partir de rochas bsicas ou ricas em minerais ferromagnesianos, apresentando, por isso, em geral, teores mais elevados em ctions trocveis e em micronutrientes.

Latossolos

Os latossolos caracterizam-se por apresentar a seqncia de horizontes A-B-C com pouca diferena textural entre os horizontes A e B. O horizonte B latosslico bem definido encontra-se imediatamente aps o A de espessura geotecnicamente desprezvel. Sendo que a textura do horizonte B predominantemente.

O horizonte B desse tipo de solo, conhecido como solo maduro, bastante espesso, poroso e homogneo com estrutura do tipo granular, microagregada ou macia-porosa, e pode apresentar certa quantidade de argila com alto grau de floculao. O horizonte C ou

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solo residual normalmente bem espesso devido a dificuldade de intemperismo dos minerais primrios que do origem ao solo.

Os perfis so muito porosos (50 - 60%), permeveis e muito friveis, quando midos e bem a fortemente drenados. So, normalmente, bastante resistentes eroso, em decorrncia da baixa mobilidade da frao argila, do alto grau de floculao de da grande permeabilidade e porosidade e drenagem interna mesmo na textura argilosa.

Como so caracterizados por terem elevada permeabilidade interna e baixa capacidade adsortiva, esses solos se qualificam como pouco filtrantes. Tal atributo permite esperar que, apesar de sua espessura, sejam grandes as possibilidades de contaminao dos aqferos por material txico neles depositados.

Cambissolos Os Cambissolos caracterizam-se pela presena do horizonte cmbico incipiente Bi,

constitudo de fragmentos de rocha com teores de 4% ou mais de minerais primrios facilmente intemperizveis, pelo menos na areia fina, logicamente dependendo do tipo de rocha.

Por definio, os cambissolos so constitudos por material mineral, que apresentam horizonte A ou hstico com espessura menor que 40 cm, seguido de horizonte B incipiente.

Cambissolo Hplico Tb Distrfico (CXbd), encontrado na rea de estudo, compreende solos medianamente profundos com algumas caractersticas morfolgicas semelhantes s dos Latossolos. Correspondem a solos bem drenados, com elevados teores de alumnio trocvel. Ocorre caulinita e gibbsita , o que indica nos Cambissolos distrficos uma dessilicao intensa, com tendncia para a alitizao. O material originrio proveniente do intemperismo de migmatitos e gnaisses.

Quando encontrados em terrenos acidentados como, em geral, o da Fazenda Santa Edwiges, apresentam srias restries quanto ao uso agrcola; e os localizados em terrenos escarpados ainda apresentam limitaes mesmo ao uso pastoril e florestal devido sua elevada capacidade de degradao.

De uma maneira geral, os cambissolos apresentam boas propriedades fsicos tais como boa permeabilidade interna, facilidade de preparo do terreno para plantio. A profundidade efetiva satisfatria mesmo nos solos que apresentam o horizonte Cr pouco profundo o que no oferece resistncia fsica ao enraizamento das plantas.

40

Gleissolos e Neossolos Os gleissolos so solos hidromrficos, esses solos ocupam terrenos baixos em

cabeceira de drenagens. Eles se desenvolvem prximos zona de saturada e, portanto em condies de umidade onde o lenol fretico est bem prximo superfcie.

Esse solo caracteriza-se pela presena do horizonte glei de colorao cinza, conferida a ele pelo ferro na forma reduzida, e com manchas de intensidade variada. Correspondem a solos com baixa drenabilidade uma vez que se encontram perto da zona saturada, dessa forma so inundveis em perodos chuvosos e imprprios como material de aterro, j que possuem inexpressiva zona de aerao.

Os neossolos flvicos, subordem dos neossolos, situam-se em plancies aluviais, sendo por isso, virtualmente desprovidos de limitaes quanto erodibilidade. Em razo do micro-relevo, os neossolos flvicos apresentam profundidades efetivas variadas.

Em mdia, porm, pode-se dizer que predominam os solos profundos, sendo o fator limitante a presena do lenol fretico, o qual, contudo, est sempre mais profundo do que nos gleissolos com os quais os neossolos se associam na paisagem, fato este constatado pelo levantamento feito.

Mesmo os identificados como de textura argilosa, mdia ou arenosa, os neossolos apresentam estratos, sendo os de textura arenosa e de textura mdia aqueles que oferecem, em geral, boa permeabilidade. Por tal fator e tambm a presena do lenol fretico relativamente pouco profundo, os neossolos flvicos, bem como os gleissolos, apresentam limitaes moderas a severas como reas para deposito de efluentes e tampouco indicados para aterro sanitrio.

3.1.1.5 USO DO SOLO DA REA DE ESTUDO No trabalho de Santos (2006) um dos aspectos analisados foi o uso do solo da regio e,

para tanto, foi realizado um levantamento de campo, gerando como resultado o mapa da figura 7.

41

FIGURA 7 Mapa de Uso de Solo da Fazenda Santa Edwirges no Municpio de Lorena, SP (SANTOS, 2006).

As classes de uso do solo definidas para a rea de estudo so: mata (verde), campo (bege), vrzea (azul), eucalipto (vermelho), eucalipto antigo (laranja) e rocha exposta (cinza).

Por se tratar de uma fazenda de plantao de eucalipto a maior rea utilizada para esse fim. As regies de mata nativa e vrzea apresentam menor potencial de eroso devido proteo que o uso do solo lhes oferece.

3.1.1.6 CLIMA DA REA DE ESTUDO Trabalhos realizados anteriormente na rea de estudo revelaram algumas caractersticas

do clima da regio. Estudos realizados por Silva (1999) e citado por Santos (2006) apresentaram caractersticas da dinmica atmosfrica local e a distribuio das chuvas da regio oriental aparecem trs diferentes unidades pluviomtricas que coincidem justamente com as unidades geomorfolgicas: Serra da Mantiqueira, Vale do Paraba e Litoral Norte.

42

O estudo revela que a pluviosidade anual mdia da regio de 1300mm, apresentando uma classificao climatolgica que varia de mida (60% da rea) a muito mida (35% da rea).

A figura 8 apresenta um histrico de 30 anos de precipitao na regio. O grfico apresenta os valores das mdias mensais e nele possvel observar que a curva atinge valores altos durante o vero e valores prximos de zero no perodo mais seco do inverno.

y = 0,0472x + 101,75

0

100

200

300

400

500

74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 2000

Anos

Prec

ipita

o

(m

m)

FIGURA 8 - Precipitao na Fazenda Santa Edwirges em Lorena (SP) (SILVA, 1999).

3.1.2 BANCO DE DADOS

Para a aplicao da lgebra de mapas so necessrios essencialmente diferentes mapas para a regio de estudo. Portanto, foi criado um banco de dados dos mapas j existentes da Fazenda Santa Edwirges e separados aqueles cujas caractersticas eram interessantes para o estudo de potencial de eroso.

Diversos outros trabalhos j foram realizados no Laboratrio de Anlise Geo-Espacial (LAGE) da FEG-UNESP, sobre a rea de estudo. Como resultado, muitos mapas foram digitalizados, espacializados ou criados. Entre esses mapas, o Mapa Geolgico (Milanezi & Rodrigues, 2005), o Mapa de Uso do Solo (Santos, 2006) e o Mapa de Declividade (Lima, 2005), todos em escala 1:10.000 foram utilizados neste estudo.

A seleo destes mapas baseou-se no princpio de que so mapas j disponveis no banco de dados existente e por representarem as variaes dos parmetros da EUPS.

Para representao do fator erodibilidade do solo da EUPS o mapa pedolgico apresentado no item 3.1 deste trabalho no foi utilizado. Tal mapa, fornecido pela Fibria Papel e Celulose, encontra-se em escala 1:500.000 no sendo provavelmente representativo para rea de estudo que possui uma rea de 22km2 . Haveria a necessidade de um maior

43

detalhamento das classes de solo para que o mapa pedolgico pudesse ser utilizado na metodologia proposta.

Portanto, a fim de representar essa caracterstica na equao, foi gerado um mapa de formaes superficiais da fazenda a partir de uma releitura do mapa geolgico, das caractersticas conferidas pelas rochas ao solo e pela situao conhecida de campo.

Para a segunda fase deste trabalho foram utilizados os mapas produzidos por Santos (2006), elaborados a partir de procedimentos geotcnicos e geoespaciais para comparao com os mapas resultantes deste estudo.

3.2 MTODOS

3.2.1 CRIAO DE UM MAPA DE FORMAES SUPERFICIAIS

O mapa de formaes superficiais foi criado a partir de uma releitura do mapa geolgico j existente para a fazenda Santa Edwirges elaborado por Milanezi e Rodrigues (2005).

Como a maior parte da rea da fazenda composta por solos residuais, com exceo das plancies aluvionares, as caractersticas de cada uma das formaes foram definidas baseadas nas em suas unidades geolgicas de origem e nas observaes feitas em campo.

3.2.2 CRIAO DE UM MAPA DE POTENCIAL DE EROSO

A eroso dos solos varia temporal e espacialmente, e essa variabilidade deve-se ao fato das diferenas nas condies da superfcie do solo ao longo da bacia, que afetam diretamente o escoamento superficial.

A criao de um mapa de potencial de eroso proposto nesse trabalho basea-se na Equao Universal da Perda de Solos (EUPS) e no potencial natural eroso laminar (PNE). Dessa forma, os diferentes fatores que influenciam o processo erosivo laminar puderam ser representados pelas equaes 1 e 2 j apresentadas no captulo 2 deste estudo.

Buscou-se no banco de dados disponvel para a rea de estudo mapas que pudessem representar espacialmente essas caractersticas para uma anlise qualitativa. Para que a partir

do cruzamento dos mapas, no ambiente SIG, fosse possvel gerar um mapa o potencial de eroso.

44

Os mapas que avaliam o potencial de eroso laminar costumam considerar quatro fatores: erosividade, erodibilidade, fator topogrfico e uso do solo. Para este estudo cada um desses fatores foi representado por mapas da maneira que segue:

Erodibilidade Como j discutido o mapa pedolgico existente para rea de estudo pouco detalhado,

apresentando uma escala de 1:500.000 e, portanto, no sendo representativo para a manipulao proposta.

Por esse motivo, para a representao da influncia das caractersticas do solo no processo erosivo foi elaborado um mapa de formaes superficiais baseado no mapa geolgico existente da fazenda.

As diferentes formaes geolgicas conferem caractersticas muito peculiares a cada rea, e por se tratar de uma regio de solos predominantemente resduais essas caractersticas influenciam diretamente o tipo de solo, a composio qumica, a permeabilidade e sua textura, fatores que determinam a suscetibilidade do solo eroso.

Dessa maneira, a erodibilidade do solo foi analisada a partir do mapa de formaes superficiais baseado em uma releitura mapa geolgico da fazenda.

Fator topogrfico O fator topogrfico pode ser representado pelo mapa de declividade da fazenda.

Erosividade Como o objetivo deste estudo avaliar os processos erosivos espacialmente, o

parmetro erosividade no foi considerado por se tratar de uma rea pequena (em torno de 22km2) e no existir dados adequados que possibilitem avaliar a variabilidade espacial.

Fator Uso e Manejo do Solo O mapa de uso do solo equivalente ao fator CP da equao, foi utilizado na sua

representao.

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Como citado por Salomo (1999):

... para a definio de classes de capacidade de uso de terras, para utilizao no planejamento de prticas de conservao do solo, tendo em vista o controle da eroso,... consideram-se a erodibilidade dos solos e a declividade das encostas como fatores determinantes na definio das classes de susceptibilidade. Os fatores erosividade e comprimento das encostas devem ser utilizados em complementao avaliao final das classes de susceptibilidade.

Segundo a metodologia proposta por Salomo (1999) os dados de declividade e erodibilidade devem ser integrados, originando um mapa de susceptibilidade eroso laminar, refletindo as caractersticas intrnsecas dos terrenos em face do desenvolvimento dos processos erosivos. Porm devido forte influncia da ocupao e das formas de uso do solo sobre a eroso, os dados obtidos devem ser posteriormente integrados a esse tipo de informaes originando um mapa de potencial de eroso laminar. Na figura 9 possvel observar as etapas da metodologia aplicada a esse estudo.

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FIGURA 9 Esquema ilustrativo da metodologia aplicada criao do Mapa de Potencial de Eroso da Fazenda Santa Edwirges em Lorena (SP).

3.2.2.1 LGEBRA DE MAPAS A manipulao dos dados conforme a metodologia definida, deve ser realizada no

ambiente SIG do ArcGIS. Para tanto preciso ter disponvel todos os mapas espacializados em mesma escala e projeo, com os atributos referentes s suas informaes.

Tendo em mos esses mapas, na manipulao no software ArcGIS necessria a criao de uma coluna extra para adicionar a ponderao definida para cada um dos atributos de cada mapa como exemplifica a figura 10.

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FIGURA 10 Tabela de Atributos Ponderao : Mapa Geolgico

Para que seja possvel somar mapas preciso que eles estejam em formato matricial (ou raster). Portanto, todos os mapas foram convertidos para esse formato, baseados no atributo de ponderao criado.

Os mapas obtidos podem ento ser somados utilizando a ferramenta Raster Calculator sem fornecer peso para os mapas nessa soma.

3.2.3 COMPARAO ENTRE MAPAS GERADOS E J EXISTENTES

Na comparao e busca de relaes entre os mapas de potencial de eroso gerados nesse trabalho e aqueles produzidos por Santos (2006) foi realizada a sobreposio dos mapas para uma anlise espacial meramente visual.

A busca de correlao entre os resultados obtidos se deu na inteno de validar as metodologias aplicadas certificando-se, que elas se aproximam da situao real de campo.

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3.3 SOFTWARES UTILIZADOS

Como ferramenta para anlise grfica e estatstica foi utilizado o programa ARCGIS,

verso 9.2 e suas extenses ArcMap, ArcView e ArcToolbox. Sistemas de Informao Geogrfica (SIGs) como ArcGIS permitem captar, modelar,

manipular, recuperar, consultar, analisar e apresentar solues com dados geograficamente referenciados, dados estes que esto armazenados em um banco de dados. As facilidades e possibilidades oferecidas por esse software foram exploradas e aplicadas conforme necessidade e convenincia ao longo desse trabalho.

49

4 RESULTADOS E DISCUSSES

4.1 MAPA DE FORMAES SUPERFICIAIS

A criao do mapa de formaes superficiais baseou-se na releitura no mapa geolgico conforme discutido na metodologia proposta. Para tanto foi elaborada uma tabela identificando todas as informaes disponveis para cada uma das pores da fazenda afim que essas caractersticas pudessem definir a formao superficial identificada. A tabela 1 apresenta essas informaes.

TABELA 1 Relao entre Unidades Geolgicas e Formaes Superficiais

CARACTERTICAS CONFERIDAS AO SOLO UNIDADE GEOLGI

CA ROCHAS

ORIGINRIAS

MINERALOGIA TEXTURA

MAPA PEDOLGIC

O

FORMAO SUPERFICI

AL

Complexo Embu Metamrficas

Gnaisses, xistos e

migmatitos

Predomnio de solos finos e

homogneos

Latossolos e

Cambissolos

Residual argiloso de

mdia espessura

Complexo Quebra-

Cangalha Granticas

leucocrticas Granitos

Predomnio de solos grosseiros

com estruturas

reliquiares

Cambissolos

Residual arenoso de

pequena

espessura

Zonas de Cisalhame

nto

Rochas Alteradas - Planos de Foliao

Mica, Clorita

Predomnio de solos finos com

estruturas

reliquiares

Cambissolos e Argissolos

Residual argiloso de

pequena

espessura

Terraos Aluvionare

s Sedimentos

Silte, argila e matria orgnica

Predomnio de solos argilosos e

orgnicos

Neossolo e

Gleissolo Aluvionar

argiloso

A partir dessas informaes obteve-se o Mapa de Formaes Superficiais que pode ser observado na figura 11.

50

FIGURA 11 Mapa de Formaes Superficiais para a Fazenda Santa Edwirges, em Lorena-SP

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4.2 MAPA DE POTENCIAL DE EROSO

4.2.1 PONDERAO DE CLASSES

Como definido na metodologia a foram utilizados os mapas de formaes superficiais , de declividade e uso de solo da Fazenda Santa Edwirges para aplicar a lgebra de mapas, e assim gerar um mapa de potencial de eroso para essa rea.

Segundo o modelo adotado, os mapas selecionados correspondem s variveis da Equao EUPS, comforme descrito a seguir:

Mapa Geolgico Mapa de Formaes Superficiais K- Erodibilidade do Solo

Mapa de Declividade LS- Declividade e Comprimento de Rampa

Mapa de Uso do Solo CP - Cobertura de solo e Prticas de conservao

4.2.1.1 MAPA DE FORMAES SUPERFICIAIS

A distribuio espacial das diferentes formaes superficiais da Fazenda Santa Edwirges definidas anteriormente nesse trabalho pode ser novamente observada no mapa da figura 12.

52

FIGURA 12- Mapa de Formaes Superficiais da Fazenda Santa Edwirges, Municpio de Lorena-SP

Na anlise das ponderaes que seriam atribudas cada uma das formaes, foram novamente estudadas suas caractersticas e a influncia que estas caractersticas geravam no processo erosivo, de forma que elas pudessem representar a erodibilidade do solo em anlise.

Dessa forma identificou-se que a formao superficial residual argiloso de mdia espessura apresenta solos mais impermeveis e mais homogneos e, portanto, menos

suscetveis a processos erosivos acelerados. originria das rochas metamrficas do Complexo Embu altamente deformadas e composta principalmente por xistos, gnaisses e migmatitos. O Complexo Quebra-Cangalha, composto predominantemente, por rochas granticas leucocrticas (claras) influncia as caractersticas dos solos da formao superficial residual arenoso de pequena espessura caracterizando-se pela textura grossa e apresentando as maiores elevaes topogrficas presentes na regio, condies favorveis para a ocorrncia de processos erosivos. As zonas com formao superficial residual argiloso de pequena espessura apresentam uma foliao bastante desenvolvida e a presena de minerais finos com estrutura em camadas devido a zona de cisalhamento da qual se origina. Os Terraos Fluviais apresentam grande quantidade de sedimentos inconsolidados,

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compostos de silte e argila e localizados no leito do curso dos rios. Apesar de, no aspecto geotcnico, serem solos de baixa resistncia, no se encontram em reas cuja eroso pode ser significativa, caracterizando-se mais como zona e depsito de sedimentos j erodidos.

Portanto, baseando-se nas caractersticas das formaes superficiais identificadas foi possvel ponderar as classes, conforme apresentadas na tabela 2. As zonas com maior suscetibilidade eroso receberam a maior ponderao, e as de mdio, ponderao intermediria e assim sucessivamente, recebendo o menor peso e, portanto menor importncia na lgebra realizada a formao aluvionar argilosa.

TABELA 2- Ponderao de classes para o Mapa de Formaes Superficiais

Formao Superficial Ponderao Aluvionar Argilosa 1

Residual argilosa de mdia espessura 2 Residual argilosa de pequena espessura 3 Residual arenosa de pequena espessura 4

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4.2.1.2 MAPA DE DECLIVIDADE

O mapa de declividade para zona de estudo apresenta-se na figura 13.

FIGURA 13- Mapa de Declividade da Fazenda Santa Edwirges (SANTOS, 2006).

Baseando-se na relao declividade-eroso, quanto maior a declividade, maior a velocidade de escoamento, maior volume de sedimentos carreados e, portanto, maior eroso, foram definidas as classes de ponderao apresentadas na tabela 3.

As maiores declividades, que favorecem o processo erosivo, receberam os maiores pesos na ponderao realizada (mximo=peso 4) , e as declividades mais amenas devido sua menor suscetibilidade eroso, os menores (mnimo=peso 1), possuindo portanto menor importncia na lgebra realizada.

TABELA 3- Ponderao de classes para o Mapa de Declividade

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Declividade Ponderao < 05 % 1

05 - 15% 2 15 - 30% 3

>30% 4

4.2.1.3 MAPA DE USO DO SOLO

Os diferentes usos do solo da rea de estudo podem ser visualizados na figura 14, na qual possivel identificar as classes de uso do solo predominantes que so: mata, ou reas de preservao permanente (APP), campos ou pastagens, vrzea, e plantio de eucalipto.

FIGURA 14- Mapa de Uso do Solo da Fazenda Santa Edwirges no Municpio de Lorena SP (SANTOS, 2006).

Considerando que o uso de solo que mais favorece o processo erosivo recebeu o maior dos pesos na lgebra proposta e o uso que mais protege ou pouco interfere na eroso o

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menor, os diferentes usos de solo da fazenda foram ponderados com classes de 1 a 4 de acordo com esse critrio.

Por se tratar de uma fazenda de plantao de eucalipto a maior rea utilizada para esse fim. As regies de mata nativa e vrzea apresentam menor potencial de eroso devido proteo que o uso do solo oferece e por esse motivo receberam menor peso. J a regio de campos e pastagem corresponde a zonas com potencial de mdio a alta, devido concentrao de fluxo pelo tipo de manejo e pela exposio do solo feita por essas prticas. As reas de vrzea localizadas s margens dos rios, so zonas midas que no possuem grande potencial de eroso e, portanto receberam a menor das ponderaes. Dessa maneira, adotaram-se os seguintes padres de ponderao (tabela 4).

TABELA 4- Ponderao de classes para o Mapa de Uso do Solo

Uso do Solo Ponderao Vrzea 1

Mata / APP 2 Eucalipto - Reflorestamento 3

Campo Pastagem 4

4.2.1.4 MAPAS DE PONDERAO DE CLASSES

Baseando-se nas ponderaes apresentadas nos itens anteriores e utilizando as ferramentas de lgebra de mapas do ArcGIS descritas no captulo 3.2.2.1, foram obtidos trs mapas, com quatro diferentes classes, variando de 1 a 4, de acordo com a sua influncia no processo erosivo (figura 15).

importante notar que alguns dos mapas apresentados para a fazenda Santa Edwirges possuem diferentes limites fsicos. Isso ocorre, pois os estudos nesta rea se iniciaram por volta do ano de 2004, e a propriedade da Fibria possua rea maior, portanto mapas anteriores a essa data possuem uma rea maior. Porm na lgebra dos mapas defini-se como rea padro, a menor rea referente bacia hidrogrfica da fazenda.

57

(a) (b)

(c)

FIGU

RA

15

Map

as n

o fo

rmato

Raster

, b

aseado

s n

a p

ond

erao d

as classes

. (a)M

apa d

e D

eclividad

e, (b)

Map

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e U

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o S

olo e

(c) M

apa F

orm

aes

Sup

erficiais d

a

Fazend

a S

anta Ed

wirg

es, L

oren

a - SP

58

4.2.2 MAPAS DE POTENCIAL DE EROSO

Conforme proposto na metodologia, primeiramente foram somados os mapas de declividade e formaes superficiais, gerando um Mapa de Suscetibilidade a Eroso Natural. Em seguida, unindo esse mapa Eroso Natural ao de Uso do Solo foi obtido um novo Mapa Qualitativo de Potencial de Eroso, baseado nas ponderaes adotadas (figuras 16 e 17).

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FIGURA 16 Mapas de Suscetibilidade Natural Eroso para a Fazenda Santa Edwirges, em Lorena (SP).

60

FIGURA 17 Mapas de Potencial de Eroso para a Fazenda Santa Edwirges, em Lorena(SP).

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Na gerao dos mapas foram definidas quatro classes de ndices de eroso. A adoo dessas classes se baseou no trabalho de Santos (2006) para que, posteriormente, pudesse ser feita uma anlise comparativa entre os resultados obtidos pelos dois estudos, porm buscou-se refinar um pouco mais os resultados utilizando maior nmero de ndices.

Os pesos adotados para cada classe no trabalho de Santos variaram de 1 a 6, enquanto neste trabalho, as ponderaes foram de 1 a 4. Portanto as faixas de valores mximos e mnimos dos resultados apresentados foram distintas. Os qualificadores dos ndices de eroso adotados para este estudo so apresentados na tabela 5.

TABELA 5- Qualificadores dos ndices de eroso e intervalos de pesos propostos

ndices de eroso Intervalo de pesos desse

estudo Baixo 1,0 4,0

Moderado 4,1 7,5 Alto 7,6 9,5

Muito Alto 9,6 12

O mapa obtido utilizando essa classificao de intervalo de pesos pode ser visto na figura 18.

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FIGURA 18 Mapa do Potencial de Eroso para a Fazenda Santa Edwirges , Classificao em ndices de Eroso da Fazenda Santa Edwirges, Lorena (SP).

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Nos mapas obtidos as regies com maior risco de eroso esto localizadas na poro sudoeste da fazenda onde se localizam as maiores declividades e a formao superficial residual arenosa de pequena espessura, mais suscetvel eroso. Zona influenciada pelo Complexo Quebra Cangalha, composta de rochas granilticas e caracterizada por solos, predominantemente, arenosos e de textura grossa, favorecendo o processo erosivo.

Dentre as zonas com alto potencial erosivo encontram-se tambm as reas orientadas pelas zonas de cisalhamento, com direo SO-NE, que apesar de terem seu risco de eroso menos intenso que a regio de formao granilticas da fazenda e apresentarem declividades mais amenas, tambm apresentam grau elevado de eroso, devido aos seus muitos planos de foliao que as tornam vulnerveis aos processos de alterao de superfcie.

As regies com menor risco esto prximas s zonas aluvionares que so usadas para diversos fins, principalmente plantio de eucalipto e mata nativa e so caracterizadas pela baixa declividade.

No mapa de suscetibilidade natural, as formaes superficiais ficam, ainda, bem delimitadas sendo possivel identificar claramente a zona graniltica, fato que se d pela baixa variabilidade espacial desses dados na fazenda, estando eles bem definidos nas quatro pores de cada formao superficial.

Como a maior parte da fazenda composta de zonas de reflorestamento de eucalipto e de mata, na comparao entre o mapa de suscetibilidade (Figura 16) e de potencial de eroso (Figura 17) observa-se uma queda no risco de eroso de diversas reas da fazenda devido ao uso do solo, o que ressalta a importncia de um planejamento da ocupao do solo como medida preventiva de processos erosivos.

Quando so comparados os resultados obtidos, com a situao observada em campo possvel identificar alguns focos de desenvolvimento de processos erosivos nas regies indicadas nos mapas como sendo as mais crticas, o que valida os resultados obtidos.

4.3 COMPARAO ENTRE OS MAPAS

Outro objetivo deste trabalho foi comparar os mapas aqui produzidos com aqueles gerados por Santos (2006) para a mesma rea de estudo. O estudo realizado por Santos (2006) utilizou como metodologia a criao de um mapa de potencial de eroso tambm a partir da lgebra de mapas, considerando, para isso, o mapa de declividade, o mapa de uso do solo e dados geotcnicos. Para esse ltimo parmetro, Santos (2006), elaborou diferentes mapas

64

baseados na distribuio espacial de caractersticas do solo como granulometria, plasticidade

peneira #40 e peneira de #200, resistncia trao (< 30%) e resistncia trao (> 30%). Os mapas gerados por este autor podem ser observados nas figuras 20, 21 e 22.

FIGURA 20 - Mapa do Potencial de Eroso, definido pelo ndice de disperso (granulometria) (SANTOS, 2006).

65

(a)

(b)

FIGURA 21 - Mapas de Potencial de Eroso definidos pela plasticidade: (a) #40; (b) #200 (SANTOS, 2006).

(a)

(b)

FIGURA 22 - Mapas de Potencial de Eroso definidos pela resistncia trao: (a) 30%, (SANTOS, 2006).

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Para as diferentes caractersticas de solo consideradas Santos (2006) obteve resultados distintos entre si. Para os parmetros de granulometria e plasticidade do solo, principalmente peneira #200, os resultados ainda podem ser considerados prximos entre si. Para esses mapas identifica-se como zona crtica, com maior potencial de eroso, a regio central da fazenda numa faixa que segue a mesma orientao das zonas de cisalhamento milonitizadas e alguns pontos na zona sul da propriedade. Em geral, a rea apresenta potencial moderado eroso apresentando zonas de baixo potencial nas regies mais planas e prximas aos rios.

Quando comparados esses mapas nos quais se considerou a granulomentria e plasticidade do solo produzidos por Santos (2006) e aqueles resultantes deste trabalho possvel visualizar alguma semelhana na poro norte e noroeste da fazenda, onde foi estimado um potencial moderado eroso, com exceo do extremo norte, onde se identificou uma zona de alto potencial de eroso para este estudo. Nas regies s margens dos rios, para ambos os trabalhos, observou-se os menores potenciais de eroso, devido s baixas declividades, caractersticas de inundao e depsito de sedimentos. Para os mapas de Santos (2006), observa-se ainda uma faixa no sentido SO-NE de alto potencial erosivo, que coincide com a zona de cisalhamento existente na rea de estudo e que tambm considerada de alto potencial neste trabalho. Apesar disso, nos mapas das figuras 16 e 17, onde o potencial apresentado em escala gradual essas zonas mostram-se menos crticas, quando comparadas ao extremo sul de rochas granilticas. Por fim, a poro sul da propriedade, onde j exitem processos erosivos em desenvolvimento observados em campo e que definida nos mapas das figuras 16, 17 e 18, como zonas de maior potencial erosivo, so classificadas nos mapas de Santos (2006) como de moderado potencial, com alguns pontos identificados como de alto potencial de eroso.

Em contrapartida, os mapas produzidos por Santos (2006) utilizando dados de resistncia trao do solo indicaram altos ndices de eroso para a maior parte da fazenda, com algumas poucas reas, com potencial mdio e baixo de eroso. Mais uma vez, se assemelha a este estudo as reas de menor potencial erosivo s margens dos rios, a faixa de orientao guiada pela zona de cisalhamento e para esses mapas a regio sul da fazenda, que tambm identificada como de alto potencial de eroso. Dentre os parmetros geotcnicos, o de resistncia trao do solo utilizado por Santos (2006) so os que mais se assemelha aos parmetros utilizados nesse trabalho, podendo, portanto, serem mais objetivamente comparados.

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Os estudos e manipulaes realizadas por Santos (2006) analisaram parmetros geotcnicos dos solos e os consideraram, isoladamente na soma dos mapas. Dessa maneira, em cada um dos mapas, a erosividade do solo foi representada por uma das caractersticas daquele solo em questo. Por outro lado, na representao indireta da erodibilidade do solo pelas formaes superficiais influnciadas pelas unidades geolgicas, foi possvel considerar, ainda que superficialmente, diversas caracterticas para um mesmo solo. Portanto, na definio do tipo de formao superficial e no peso que ela receberia na ponderao foi analisado o tipo de rocha formadora, as caractersticas dos minerais que a compe, a textura do solo e outras informaes diponveis.

Ao considerar um nico parmetro do solo, Santos (2006) obteve mapas ditintos entre s, e talvez uma integrao entre os diferentes parmetros representando a relao existente entre eles no mesmo solo e, posteriormente, um cruzamento desses dados com os mapas de uso do solo e declividade tivessem fornecido resultados mais prximos realidade encontrada em campo.

Para esse estudo em questo, a proposta de uma representao e avaliao simples da fazenda Santa Edwirges, utilizando o mapa de formaes superficiais tornou o trabalho mais abrangente, uma vez que considera mais caractersticas do solo em questo, mas tambm mais generalista por no propor uma anlise mais detalhada e refinada e de maior variabilidade espacial.

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5 CONCLUSES Como j desenvolvido em diversos outros trabalhos, a aplicao qualitativa da Equao

Universal de Perda de Solo (EUPS) associada tecnologia SIG pode fornecer resultados bem interessantes no estudo do potencial de eroso laminar para uma determinada rea de estudo.

A metodologia desenvolvida neste trabalho, representando os fatores que compem a Equao (EUPS) de maneira simplificada, realizando uma releitura do mapa geolgico para gerar um mapa de formaes superficiais e utiliza-lo na definio das caracterstic