Recarga de Aquíferos - Subsídios à Gestão Hídrica e Ambiental - Bacia Do Paracatu
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RECARGA DE AQUÍFEROS
SUBSÍDIOS À GESTÃO HÍDRICA E AMBIENTAL
BACIA DO RIO PARACATU - SF7
VITOR VIEIRA VASCONCELOS
2014
Série D - v. 30 - nº 55
i
RECARGA DE AQUÍFEROS
SUBSÍDIOS À GESTÃO HÍDRICA E AMBIENTAL
BACIA DO RIO PARACATU – SF7
ii
iii
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Reitor
Marcone Jamilson Freitas Souza
Vice-Reitor
Célia Maria Fernandes Nunes
Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação
Valdei Lopes de Araújo
ESCOLA DE MINAS
Diretor
José Geraldo Arantes de Azevedo Brito
Vice-Diretor
Wilson Trigueiro de Souza
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Chefe
Issamu Endo
iv
EV O LU Ç Ã O CR U S TA L E R EC U R S O S N A TU R A IS
v
CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – VOL.
TESE DE DOUTORAMENTO
Nº
RECARGA DE AQUÍFEROS
SUBSÍDIOS À GESTÃO HÍDRICA E AMBIENTAL
BACIA DO RIO PARACATU – SF7
Vitor Vieira Vasconcelos
Orientador
Paulo Pereira Martins Junior
Coorientadores
Renato Moreira Hadad – PUC-Minas
Sucharit Koontanakulvong – Chulalongkorn University
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos
Naturais do Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de
Ouro Preto como requisito parcial à obtenção do Título de Doutor Ciência Naturais, Área de
Concentração: Geologia Ambiental e Conservação de Recursos Naturais
OURO PRETO
2014
vi
Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br
Escola de Minas - http://www.em.ufop.br
Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/
Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais
Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita
35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais
Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: [email protected]
Os direitos de tradução e reprodução reservados.
Nenhuma parte desta publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos, fotocopiada
ou reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância das normas de
direito autoral.
ISSN 85-230-0108-6
Depósito Legal na Biblioteca Nacional
Edição 1ª
Catalogação elaborada pela Biblioteca Prof. Luciano Jacques de Moraes do
Sistema de Bibliotecas e Informação - SISBIN - Universidade Federal de Ouro Preto
Catalogação: [email protected]
V331r Vasconcelos, Vitor Vieira.
Recarga de aquíferos [manuscrito]: subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia
do Rio Paracatu - SF7 / Vitor Vieira Vasconcelos. – 2014.
276 f.: il. color.; grafs.; tabs.; mapas.
(Contribuições às ciências da terra, Série D, v 30, nº 55)
ISSN: 85-230-0108-6
Orientador: Prof. Dr. Paulo Pereira Martins Junior.
Coorientadores: Prof. Dr. Renato Moreira Hadad
Prof. Dr. Sucharit Koontanakulvong.
Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas.
Departamento de Geologia. Programa de Pós-Graduação em Evolução
Crustal e Recursos Naturais.
Área de concentração: Geologia Ambiental.
1. Hidrogeologia - Teses. 2. Aquíferos - Teses. 3. Paracatu (MG) - Teses. 4. Meio
ambiente – Teses. I. Martins Junior, Paulo Pereira. II. Hadad, Renato Moreira. III.
Koontanakulvong, Sucharit. IV. Universidade Federal de Ouro Preto. V. Título.
CDU: 556.18
CDU: 669.162.16
vii
“A Água é o elemento do qual a Terra nada pode esconder;
sorve seus mais profundos segredos... e os traz até nossos lábios.”
Jean Giraudoux (1882-1944)
viii
ix
Agradecimentos
A meu orientador, Professor Doutor Paulo Pereira Martins Junior, cujas orientações desde a base de
minha formação acadêmica que se consubstanciam na tese que aqui se apresenta.
Os meus coorientadores Professores Doutores Renato Moreira Hadad e Sucharit Koontanakulvong,
por suas sempre úteis contribuições metodológicas.
Aos pesquisadores da Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais, da Universidade Federal de
Viçosa e do Serviço Geológico do Brasil, pela prestativa disponibilização de seus dados e estudos,
sem os quais não seriam possíveis as análises expendidas nesta tese.
Aos companheiros, pelos trabalhos de campo, Marcela Camargo Mateuzzo, João Tatão, Renaud
Albernaz, Davi Mourão Vasconcelos, Rafael Grudka, Christiane Pereira dos Santos, Cleuton Roberto
Dias Rodrigues, Anderson Rodrigues Costa e Marilane Gonzaga de Melo.
À equipe e amigos que comigo trabalharam desde 2002 na equipe de pesquisa da cooperação entre
CETEC, UFOP, IGA e PUC-Minas, dentre eles Leandro Arb, Marcos Brito, Danilo Paiva, Rafael
Franca, Cláudio Diniz, Kristoffer, Juan Soria, Daniel Campolina, Jairo Cambraia, Marco Aurélio, João
Álvaro, Marco Antônio Iunes, Luiz Filipe Venturini Viana, Cláudia Werneck, Cláudia Saraiva,
António Francisco Marques, Juarez Tolentino, Adriano Huguet, Gustavo Avelar, Omar Campos
Ferreira, Maria Carolina de Morais, Erika Guerra, Ângela Ifigênia, Luciano Scherrer, Marcus Manoel
Fernandes, Vinícius Coutinho, Leandro Cosme, Douglas Jano, entre tantos outros.
Aos professores doutores do Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais da
UFOP, pela acolhida em seu seio acadêmico, pela confiança depositada, pelos ensinamentos
ministrados e, enfim, por haverem viabilizado a realização deste trabalho.
À FINEP, ao CNPq, à CAPES e à FAPEMIG pelo financiamento e incentivo aos projetos de pesquisa
por todos esses anos.
À Assembleia Legislativa de Minas Gerais, por me permitir conciliar os trabalhos de doutoramento
com as funções de consultor legislativo.
A todos que, de alguma forma, contribuíram para esta tese.
x
xi
Sumário
Lista de Ilustrações .................................................................................................................................... xiii Lista de Quadros ....................................................................................................................................... xvii Lista de Tabelas ......................................................................................................................................... xix Resumo ...................................................................................................................................................... xxi Abstract ................................................................................................................................................... xxiii CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 1
1. 1 – JUSTIFICATIVA ........................................................................................................................... 1 1.2 – LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ................................................................................... 3 1.3 – DA NATUREZA DESTA TESE..................................................................................................... 6 1.4 – VISÃO GERAL DA TESE ............................................................................................................. 8 1.5 – ORGANIZAÇÃO DA TESE ......................................................................................................... 10
CAPÍTULO 2 RECARGA DE AQUÍFEROS: EPISTEMOLOGIA E INTERDISCIPLINARIDADE ..... 17 2.1 – INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 17
2.1.1 – Campos Epistemológicos e Domínios Conceituais ................................................................ 19 2.1.2 – Escalas de Abordagem dos Fenômenos de Circulação Hídrica Subterrânea .......................... 21 2.1.3 – Diferenciações Interescalares em Bacias Hidrográficas ......................................................... 22 2.1.4 – Drenabilidade de Solos como Objeto de Diálogo Interdisciplinar.......................................... 23 2.1.5 – Especialização e Diálogo Interdisciplinar no Estudo de Recarga de Aquíferos ..................... 27 2.1.6 – Modelos Hidrogeológicos Conceituais e Empíricos ............................................................... 27
2.2 – MODELAGEM INTERDISCIPLINAR EM RECARGA E DESCARGA DE AQUÍFEROS...... 29 2.3 – INCORPORAÇÃO DA HIDROGEOLOGIA NAS POLÍTICAS PÚBLICAS DE MEIO AMBIENTE E
DE RECURSOS HÍDRICOS ................................................................................................................. 40 2.3.1 – Aspectos Legais ...................................................................................................................... 40 2.3.2 – Unidades de Conservação em Zonas de Recarga de Aquíferos .............................................. 44 2.3.3 – Recursos Humanos ................................................................................................................. 45 2.3.4 – Considerações Metodológicas sobre Técnicas de Estudo de Recarga de Aquíferos .............. 46 2.3.5 – Estratégias para Incorporação da Informação Hidrogeológica nas Políticas Públicas ............ 47
2.3 – SÍNTESE ....................................................................................................................................... 51 CAPÍTULO 3 CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DA BACIA DO RIO PARACATU ....................... 53
3.1 – LITOESTRATIGRAFIA ............................................................................................................... 53 3.2– GEOLOGIA ESTRUTURAL ......................................................................................................... 58 3.3 – GEOMORFOLOGIA .................................................................................................................... 64
3.3.1 – Geomorfologia Fluvial ........................................................................................................... 72 3.4 – PEDOLOGIA ................................................................................................................................ 76 3.5 – INTEGRAÇÃO PARCIAL DAS BASES DE ATRIBUTOS FÍSICOS........................................ 81 3.6 – CLIMA .......................................................................................................................................... 86 3.7 – COBERTURA VEGETAL E USO DO SOLO ............................................................................. 89
3.7.1 – Uso de Recursos Hídricos ....................................................................................................... 94 3.8 – HIDROGEOLOGIA ...................................................................................................................... 94 3.9 – SÍNTESE ..................................................................................................................................... 101
CAPÍTULO 4 ESTADO DA ARTE ........................................................................................................ 103 4.1 – DIAGNÓSTICO AMBIENTAL EXPEDITO ............................................................................. 103 4.2 – CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA DE FAVORABILIDADE DE RECARGA DE AQUÍFEROS
.............................................................................................................................................................. 105 4.3 – QUANTIFICAÇÃO DE COMPONENTES DE VAZÃO POR MEIO DE FILTROS RECURSIVOS106
4.3.1 – Contexto de Aplicação.......................................................................................................... 106 4.3.2 – Preenchimento de Falhas na Sequência Dados Hidrológicos ............................................... 107 4.3.3 – Estimativa de Fluxo de Base ................................................................................................ 109
4.4 – MODELAGEM ESPACIAL DE SISTEMAS HÍDRICOS POR MEIO DE MÍNIMOS QUADRADOS
PARCIAIS ............................................................................................................................................ 112 4.4.1 – Modelagem da Circulação Hídrica em Sistemas Ambientais – o desafio da multicolinearidade ........... 112 4.4.2 – Regressão Por Mínimos Quadrados Parciais (Partial Least Squares – PLS) ....................... 115
CAPÍTULO 5 METODOLOGIA ............................................................................................................. 117 5.1 – HIPÓTESES ................................................................................................................................ 117 5.2 – DIAGNÓSTICO EXPEDITO DE RECARGA DE AQUÍFEROS EM CONTEXTOS LOCAIS117
5.2.1 – Atividades de Escritório ....................................................................................................... 120 5.2.2 – Atividades de Campo............................................................................................................ 121
xii
5.2.3 – Estudo de Caso ..................................................................................................................... 130 5.3 – CARACTERIZAÇÃO ESPAÇO TEMPORAL DA DINÂMICA DE OCUPAÇÃO DO SOLO EM
ÁREAS DE MAIOR FAVORABILIDADE DE RECARGA .............................................................. 131 5.4 – CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA DE FAVORABILIDADE DE RECARGA DE AQUÍFEROS
.............................................................................................................................................................. 134 5.5 – MAPEAMENTO DA CONTRIBUIÇÃO DE VAZÃO ESPECÍFICA DE COMPONENTES DE
FLUXO ................................................................................................................................................. 137 5.5.1 – Estimativa para Componentes de Fluxo nas Bacias das Estações Fluviométricas ................ 138 5.5.2 – Separação da Hidrógrafa ....................................................................................................... 140
5.6 – MODELAGEM ESPACIAL DA INFLUÊNCIA DOS ATRIBUTOS AMBIENTAIS NOS
COMPONENTES DE FLUXO ............................................................................................................ 142 5.6.1 – Modelagem Estatística por Mínimos Quadrados Parciais ..................................................... 142 5.6.2 – Variáveis Dependentes e Independentes ............................................................................... 144 5.6.3 – Modelagem da Hipótese de Fluxos Regionais ...................................................................... 146 5.6.4 – Representação Cartográfica dos Resultados ......................................................................... 146
CAPÍTULO 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................... 149 6.1 – DIAGNÓSTICO EXPEDITO DE RECARGA DE AQUÍFEROS EM CONTEXTOS LOCAIS149
6.1.1 – Descrição Textual, Cartográfica e Fotográfica das Áreas de Estudo .................................... 149 6.1.2 – Resultado das Planilhas de Diagnóstico Expedito ................................................................ 168 6.1.3 – Discussão sobre o Método e os Resultados...................................................................... - 170 - 6.1.4 – Síntese .............................................................................................................................. - 172 -
6.2 – CARACTERIZAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DA DINÂMICA DE OCUPAÇÃO DO SOLO EM
ÁREAS DE MAIOR FAVORABILIDADE DE RECARGA ......................................................... - 173 - 6.2.1 – Resultados Cartográficos e Estatísticos ........................................................................... - 173 - 6.2.2 – Discussão sobre os Possíveis Impactos das Mudanças de Uso do Solo na Recarga dos Aquíferos ... - 176 - 6.2.3 – Síntese .............................................................................................................................. - 178 -
6.3 – CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA DE FAVORABILIDADE DE RECARGA DE AQUÍFEROS
......................................................................................................................................................... - 179 - 6.3.1 – Análise dos Resultados Cartográficos .............................................................................. - 179 - 6.3.2 – Síntese ................................................................................................................................... 183
6.4 – MAPEAMENTO DA CONTRIBUIÇÃO ESPECÍFICA DE COMPONENTES DE FLUXO ... 184 6.4.1 – Avaliação de Estacionariedade ............................................................................................. 184 6.4.2 – Preenchimento de Lacunas ................................................................................................... 185 6.4.2 – Delimitação dos Componentes de Fluxo............................................................................... 187 6.4.3 – Síntese ................................................................................................................................... 193
6.5 – MODELAGEM ESPACIAL DA INFLUÊNCIA DOS ATRIBUTOS AMBIENTAIS NOS
COMPONENTES DE FLUXO ............................................................................................................ 194 6.5.1 – Dendograma .......................................................................................................................... 194 6.5.2 – Modelos de Regressão .......................................................................................................... 196 6.5.3 – Coeficientes das Variáveis Independentes ............................................................................ 196 6.5.4 – Regionalização de Vazões .................................................................................................... 200 6.5.5 – Análises Cartográficas .......................................................................................................... 200 6.5.6 – Hipóteses de Fluxos Regionais ............................................................................................. 205 6.5.7 – Síntese ................................................................................................................................... 207
CAPÍTULO 7 ANÁLISE INTEGRADA ................................................................................................. 209 CAPÍTULO 8 CONCLUSÕES ................................................................................................................ 215 ANEXOS .................................................................................................................................................. 219
A.1 – CLASSIFICAÇÕES LITOESTRATIGRÁFICAS: COLUNAS, CORRELAÇÕES, MAPAS E PERFIS
GEOLÓGICOS PARA A BACIA DO RIO PARACATU ................................................................... 219 A.2 – CARACTERÍSTICAS DOS POÇOS PERFURADOS NA BACIA DO RIO PARACATU ...... 236 A.3 –ÍNDICES MORFOMÉTRICOS E HIDROMORFOMÉTICOS DA BACIA DO RIO PARACATU237 A.4 – DOCUMENTAÇÃO SOBRE AS VARIÁVEIS MORFOMÉTRICAS E HIDROMORFOMÉTRICAS
.............................................................................................................................................................. 240 A.5 – TABELAS E GRÁFICOS DO MODELO DE MÍNIMOS QUADRADOS PARCIAIS ............ 243
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................................... 257 TERMO DE DEFESA DE TESE..............................................................................................................276
xiii
Lista de Ilustrações
Figura 1.1 - Localização da Bacia do Rio Paracatu. ............................................................................................... 3
Figura 1.2 – Municípios integrantes da Bacia do Rio Paracatu .............................................................................. 4
Figura 1.3 – Mapa de drenagem baseado nas aerofotos do voo de 1964 realizado pela USAF. ............................ 5
Figura 1.4 – Principais cursos de água da Bacia do Rio Paracatu. ......................................................................... 6
Figura 2.1 – Grafo ontológico da estrutura do sistema e dos subsistemas para gestão de aquíferos ....................35
Figura 2.2 – Representação de um organograma ORCI para Zonas de Recarga de Aquíferos.............................36
Figura 2.3 – Diagrama de classes em nível de contexto em UML; são indicados os objetos geológicos.............37
Figura 2.4 - Diagrama de Classes UML em nível de contexto..............................................................................38
Figura 2.5 – Diagrama de Atividades em nível de contexto para gestão ambiental de recarga de aquíferos........39
Figura 3.1 – Mapa litoestratigráfico da Bacia do Paracatu....................................................................................54
Figura 3.2 – Mapa litoestratigráfico conforme as bases cartográficas da Companhia de Pesquisa de Recursos
Minerais (2003)................................................................................................................................ .......................56
Figura 3.3 – Estruturas rúpteis na Bacia do Paracatu............................................................................................57
Figura 3.4 – Estruturas dúcteis da Bacia do Rio Paracatu.....................................................................................58
Figura 3.5A e 3.5B – A – Relação de compressão do bloco do Domo de Cristalina e do bloco do embasamento a
leste, e desses sobre os metassedimentos da faixa de dobramentos na porção oeste da Bacia do Paracatu. B –
Complementa a Figura A indicando o modus operandi e os dobramentos como resultantes das compressões de
oeste para leste do Domo de Cristalina sobre os metassedimentos do Paracatu.....................................................62
Figura 3.6 – O Domo de Cristalina, objeto de um processo de compressão de direção oeste-leste sobre os
metassedimentos do Paracatu, pertencentes a faixa de dobramentos Brasília........................................................63
Figura 3.7 – Eventos deformacionais sobre a Formação Vazante, na Bacia do Rio Paracatu...............................64
Figura 3.8 – Unidades Geomorfológicas da Bacia do Rio Paracatu......................................................................65
Figura 3.9 – Altimetria da Bacia do Rio Paracatu..................................................................................................66
Figura 3.10 – Declividade da Bacia do Rio Paracatu........................................................................................... ..67
Figura 3.11 – Mapa geomorfológico da Bacia do Paracatu...................................................................................68
Figura 3.12 – Mapa geomorfológico agrupado da Bacia do Rio Paracatu........................................................... 71
Figura 3.13– Mapas de Taxa de Bifurcação e Densidade de Drenagem para a Bacia do Rio Paracatu................72
Figura 3.14 – Áreas de isopadrões de rede de drenagem do Paracatu, incluindo densidade de drenagem,
direcionamento e controle estrutural.......................................................................................................................73
Figura 3.15 – Sistemas Hídricos diferenciados por Padrões de Drenagem na Bacia do Rio Paracatu..................74
Figura 3.16 – Mapa de áreas máximas de densidade de nascentes, corpos de água (lagoas) e de mesofraturas...76
Figura 3.17– Mapa pedológico da Bacia do Paracatu............................................................................................78
Figura 3.18 – Mapa de classes de solo agrupadas da Bacia do Rio Paracatu........................................................81
Figura 3.19 – Análise de agrupamento das Sub-Bacias do Rio Paracatu, com as variáveis de morfometria,
litoestratigrafia, geomorfologia e pedologia...........................................................................................................85
Figura 3.20 – Mapa de pluviosidade normal anual na Bacia do Paracatu.............................................................88
Figura 3.21 – Mapa de vegetação e uso do solo para o ano de 1999, na Bacia do Rio Paracatu..........................92
Figura 3.22 – Mapa de vegetação e uso do solo da porção mineira da Bacia do Rio Paracatu, para o ano de
2007............................................................................................................................................................. ............93
Figura 3.23 – Litologia superficial portadora de sistemas aquíferos da Bacia do Paracatu...................................96
Figura 3.24 – Delimitação das regiões homogêneas dos sistemas hídricos na bacia do Paracatu.........................97
Figura 4.1 – Efeito da separação de fluxo de base com base na mudança de intervalo de 3 para 5 dias, pelo
método dos intervalos fixos (programa Hysep), sobre a vazão das bacias WE-38 (2,8 milhas quadradas) e East
Mahantango Creek – Klingestown (45 milhas quadradas), de abril a maio de 1996............................................110
Figura 4.2 – Exemplo demonstrando a sobre-estimação do fluxo de base pelo método dos mínimos locais, na
hidrógrafa da Bacia de Little Eagle Creek, Speedway, Indiana, USA..................................................................112
Figura 5.1 – Fluxograma da Metodologia de Avaliação de Recarga no contexto de Instrumentos de Atuação
Local......................................................................................................................................................................119
Figura 5.2 – Localização das áreas de estudo......................................................................................................130
Figuras 5.3A e 5.3B – Localização e Hidrografia Simplificadada Sub-Bacia de Entre-Ribeiros na Bacia do Rio
Paracatu.............................................................................................................................. ...................................132
Figura 5.4 – Diagrama de Atividades explicitando os passos metodológicos seguidos em relação delimitação e
análise de ocupação das áreas de recarga de aquíferos da Bacia de Entre-Ribeiros.............................................133
Figura 5.5 – Estações Fluviométricas e suas respectivas bacias..........................................................................139
xiv
Figura 5.6 – Hidrograma Conceitual para particionamento do escoamento superficial......................................141
Figura 6.1 Estratigrafia do Vale do Córrego da Areia.........................................................................................149
Figura 6.2 – Caracterização cartográfica das áreas maior favorabilidade de recarga no Vale do Córrego da Areia
................................................................................................................................. ..............................................151
Figura 6.3 – Diagnóstico Expedito de Recarga de Aquíferos para a Bacia do Córrego da Areia.......................152
Figura 6.4 – Caracterização cartográfica com delimitação manual (sem auxílio de SIG) das áreas de maior
favorabilidade de recarga na Serrinha...................................................................................................................154
Figura 6.5 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Chapada da Serra do
Boqueirão................................................................................................. .............................................................156
Figura 6.6 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serra do Sabão.......158
Figura 6.7 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serra das Araras.....160
Figura 6.8 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na região das Lagoas do
Rio da Prata.............................................................................................................................. .............................162
Figura 6.9 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Córrego da Bica.....164
Figura 6.10 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Ribeirão dos Órfãos
...............................................................................................................................................................................165
Figura 6.11 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Chapadão do Pau
Terra................................................................................................. .....................................................................167
Figura 6.12 – Áreas de Maior Favorabilidade de Aquífero na Bacia de Entre Ribeiros.....................................174
Figura 6.13 – Progressão da ocupação do solo sobre as áreas de vegetação nativa de 1975 a 2008, na Bacia de
Entre-Ribeiros.......................................................................................................................................................174
Figura 6.14 – Progressão do uso da terra na Sub-bacia de Entre-Ribeiros, para cada um dos anos (1970, 1989 e
2008).............................................................................................................................. ........................................175
Figura 6.15 – Exemplo de uma ocupação intensiva para agricultura, favorecida pelas características físicas, em
uma das prováveis áreas de recarga de aquífero nos tabuleiros de altitude da porção oeste da bacia..................178
Figura 6.16 – Mapeamento dos atributos de favorabilidade de recarga na Bacia do Paracatu............................180
Figura 6.17 – Mapeamento de Unidades Hidrológicas de Paisagem....................................................................181
Figura 6.18 – Mapas com o índice de favorabilidade de recarga de aquíferos na Bacia do Paracatu..................182
Figura 6.19 – Gráfico comparando o preenchimento de falhas no período chuvoso da Estação 42251000 por
Maximização de Expectativa (EM) e por Imputação Múltipla (MI). Excerto do ano hidrológico de 1994.........186
Figura 6.20 – Gráfico comparando o preenchimento de falhas no período chuvoso da Estação 42250000 por EM
e por MI, no ano hidrológico de 1996...................................................................................................................186
Figura 6.21 – Aplicação do Filtro de Chapman e Maxwell (1996), com parâmetro α = 0,925, para os dados de
vazão diária da Estação 42290000, ano hidrológico de 1976...............................................................................187
Figura 6.22 – Separação do Interfluxo e do Fluxo de Base da estação 42860000, ano hidrológico de 1996,
utilizando o filtro Bflow (Lyne & Hollick 1979)..................................................................................................188
Figura 6.23 – Mapas com a vazão específica total e dos componentes de fluxo de cada seção da bacia
hidrográfica...........................................................................................................................................................192
Figura 6.24 – Dendograma com o agrupamento hierárquico das variáveis utilizadas. ...............................195
Figura 6.25 – VIP das variáveis independentes, multiplicadas pelo sinal dos respectivos coeficientes. ....197
Figura 6.26 – Mapa de Vazão Específica para a Bacia do Rio Paracatu, com base no modelo PLS. .........201
Figura 6.27 – Mapa de Vazão Específica do componente de Fluxo Rápido para a Bacia do Rio Paracatu,
com base no modelo PLS.......................................................................................................................... 202
Figura 6.28 – Mapa de Vazão Específica do componente de Interfluxo para a Bacia do Rio Paracatu, com
base no modelo PLS............................................................................................................................. .....203
Figura 6.29 – Mapa de Vazão Específica do componente de Fluxo de Base para a Bacia do Rio Paracatu,
com base no modelo PLS.......................................................................................................................... 204
Figura 6.30 – Mapas com o desvio de predição e as hipóteses de fluxo regional subterrâneo para vazão
total e para cada componente de vazão...................................................................................................... 206
Figura 7.1 – Mapas de vazão de estabilização e vazão específica dos poços perfurados na Bacia do Paracatu...........212
Figura A.1 – Esboço geológico da Faixa Brasília. Distribuição do grupo Bambuí, da formação Vazante, da
Formação Ibiá e do grupo Paranoá na faixa de dobramentos Brasília..................................................................221
Figura A.2 – Mapa indicando os perfis, colunas e correlações estratigráficas realizados por diversos
pesquisadores na região do Paracatu.....................................................................................................................222
Figura A.3 – Coluna estratigráfica dos grupos Vazante e Canastra.....................................................................223
Figura A.4 – Perfil Geológico 1........................................................................ ...................................................224
Figura A.5 – Perfil Geológico 2...........................................................................................................................224
Figura A.6 – Perfil Geológico 3...........................................................................................................................225
Figura A.7 – Perfil Geológico 4.............................................................................................................. .............225
xv
Figura A.8 – Correlação Litoestratigráfica..........................................................................................................226
Figura A.9 – Correlação Litoestratigráfica para a formação Vazante entre Lagamar e Unaí..............................227
Figura A.10 – Mapa Geologico da Região de Vazante........................................................................................228
Figura A.11 – Coluna litoestratigráfica na Região de Vazante e Paracatu..........................................................229
Figura A.12 – Coluna Estratigráfica na Região de Paracatu................................................................................230
Figura A.13 – Perfil simplificado da Região de Paracatu, mostrando imbricamento regional das litologias e a
provável configuração preterida em duplex..........................................................................................................231
Figura A.14 – Correlações Litoestratigráficas entre as sequências do Supergrupo São Francisco na região de
Vazante..................................................................................................................................................................231
Figura A.15 – (a) Paleogeografia e fácies sedimentares da Formação Vazante; (b) seção estratigráfica composta
da Formação Vazante, antes da deformação.........................................................................................................232
Figura A.16 – Perfil Geológico do Morro do Ouro..............................................................................................233
Figura A.17 – Perfil Geológico da Região de Vazante, das Falhas de Vazante e da Serra do Garrote...............233
Figura A.18 – Perfil geológico da Formação Ibiá entre Coromandel e Guarda-Mor..........................................234
Figura A.19 – Mapa Esquemático do Cráton de São Francisco e das Zonas Marginais de Deformação no
Noroeste de Minas Gerais.....................................................................................................................................235
Figura A.20 – Mapas com as características os poços perfurados, constantes no sistema SIAGAS. .........236
Figura A.21 – Mapas com variáveis hidromorfométricas.........................................................................237
Figura A.22 – Mapas das variáveis morfométricas - A.............................................................................238
Figura A.23 – Mapas com as variáveis morfométricas - B........................................................................239
Figura A.24 – VIP para a predição de Vazão Total..................................................................................245
Figura A.25 – VIP para a predição de Fluxo Rápido................................................................................246
Figura A.26 – VIP para a predição de Interfluxo......................................................................................247
Figura A.27 – VIP para a predição de Fluxo de Base...............................................................................248
Figura A.28 – Coeficientes padronizados para predição de Vazão Total..................................................249
Figura A.29 – Coeficientes padronizados para predição de Fluxo Rápido. ...............................................250
Figura A.30 – Coeficientes padronizados para predição de Interfluxo......................................................251
Figura A.31– Coeficientes padronizados para predição de Fluxo de Base................................................252
Figura A.32–Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da
regressão PLS para Vazão Total................................................................................................................ 253
Figura A.33 – Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da
regressão PLS para Fluxo Rápido.............................................................................................................. 254
Figura A.34 – Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da
regressão PLS para Interfluxo................................................................................................................... 255
Figura A.35 – Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da
regressão PLS para Fluxo de Base.................................................................................................................. ....256
xvi
xvii
Lista de Quadros
Quadro 1.1– Objetivos, Títulos e Produtos da Tese. ............................................................................................ 11
Quadro 1.2– Objetivos e Publicações. ................................................................................................................. 15
Quadro 2.1– Determinação dos campos epistemológicos de conhecimentos, objetos de pesquisa e questões
clássicas por profissões e/ou especializações disciplinares.....................................................................................20
Quadro 2.2 – Comparação de variáveis da pedologia, aptidão agrícola e análise de vertentes.............................24
Quadro 2.3 – Temas em relação com as ciências especialistas e com as questões centrais em relação ao uso de
terras em ZRAs e APRs...........................................................................................................................................31
Quadro 2.4 – Grupos de variáveis próprias para articulação de conceitos interdisciplinares aplicados às relações
processos hidrogeológicos x tipos de uso do solo x conservação ambiental..........................................................32
Quadro 3.1 – Litologia da Bacia do Rio Paracatu..................................................................................................57
Quadro 3.2 – Relações principais entre solos, geoformas, rochas e materiais de origem na Bacia do Paracatu...82
Quadro 3.3 – Tipologia de rochas portadoras de sistemas aquíferos da Bacia do Paracatu..................................95
Quadro 3.4 – Litologia dos aquíferos preponderantes sobre a assinatura hidrogeoquímica dos cursos de água na
Bacia do Paracatu.............................................................................................................................. ......................97
Quadro 5.1 – Atributos para avaliação ambiental expedita de áreas de recarga de aquíferos.............................125
Quadro 5.2 – Ficha de Diagnóstico Ambiental Expedito para Recarga de Aquíferos (Quantidade)..................127
Quadro 5.3 – Ficha de Diagnóstico Ambiental Expedito para Recarga de Aquíferos (Qualidade)....................128
Quadro 5.4 – Filtros Recursivos Avaliados nesta Tese.......................................................................................141
Quadro 5.5 – Bases de informação empregadas..................................................................................................145
Quadro A.1 – Estratigrafia da região de Unaí-Paracatu-Vazante.........................................................................219
Quadro A.2 – Propostas de nomenclatura estratigráfica para a região de Unaí-Paracatu-Vazante.....................220
Quadro A.3 – Variável obtida com o programa Envi 4.8....................................................................................240
Quadro A.4 – Variáveis obtidas com o programa ArcGis 10, extensão Spatial Analyst.....................................240
Quadro A.5 – Variáveis obtidas com o programa SAGA 2.0.8...........................................................................240
xviii
xix
Lista de Tabelas
Tabela 3.1 – Estimativa de área, espessura saturada em metros e porosidade efetiva estimada para os sistemas de
rochas portadoras de aquíferos na Bacia do Rio Paracatu.....................................................................................101
Tabela 5.1 – Ponderação dos atributos das Unidades Hidrológicas de Paisagem................................................136
Tabela 5.2 – Ponderação dos atributos utilizados para avaliar a Drenagem de Solos, o Potencial de Recarga de
Aquíferos, a Declividade e a Pluviosidade............................................................................................................137
Tabela 6.1 – Consolidação dos Diagnósticos Expeditos de Recarga de Aquíferos nos sítios de estudo
selecionados...........................................................................................................................................................168
Tabela 6.2. Consolidação do Diagnóstico Expedito de Recarga de Aquíferos na Bacia do Córrego da Areia...169
Tabela 6.3 – Área, porcentagem e variação temporal da ocupação da Sub-bacia de Entre-Ribeiros..................176
Tabela 6.4 – Ocupação de áreas com maior favorabilidade de recarga da Sub-bacia de Entre-Ribeiros............176
Tabela 6.5 – Dados de área, N (dias de influência do escoamento superficial – Lynsley et al. 1979), parâmetros
utilizados no filtro BFLOW e vazões anuais para fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido.................................189
Tabela 6.6 – Vazões específicas anuais e índices de vazão para fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido na Bacia
do Rio Paracatu.....................................................................................................................................................190
Tabela 6.7 – Resultados da Regressão.................................................................................................................196
Tabela 6.8 – Regionalização de Vazões e seus respectivos componentes para a Bacia do Rio Paracatu............200
Tabela A.1 – Coeficientes reais, padronizados, VIP e respectivos desvios padrões, para o modelo com a hipótese
de fluxos regionais....................................................................................................................................... ..........244
xx
xxi
Resumo O objetivo desta tese de doutorado é desenvolver métodos que permitam investigar como os
processos hidrogeológicos podem ser incorporados em contextos práticos de políticas públicas de gestão
ambiental e gestão de recursos hídricos. Iniciou-se com uma discussão sobre os aspectos epistemológicos
envolvendo a recarga e descarga de aquíferos. Foram elaboradas modelagens conceituais demonstrando as
possibilidades de articulação interdisciplinar para a melhor caracterização espacial, qualitativa e
quantitativa da circulação hídrica subterrânea. Subsequentemente, desenvolvem-se cinco métodos para
caracterização espacial dos processos de recarga e descarga de aquíferos em múltiplas escalas de
abordagem como subsídio para instrumentos de gestão das políticas públicas. O primeiro método consiste
em um diagnóstico expedito de recarga de aquíferos em contextos locais, realizando a delimitação e
caracterização ambiental dessas áreas por meio de planilhas ponderadas de verificação e resultando em
produtos cartográficos, fotográficos e textuais. O segundo método possibilita a caracterização espaço-
temporal da dinâmica de ocupação do solo em áreas com maior favorabilidade de recarga, por meio de
interpretação de cartografia temática e hidrográfica e avaliação das mudanças de uso do solo em imagens
de sensoriamento remoto. O terceiro método permite a caracterização cartográfica de favorabilidade de
recarga de aquíferos com base em mapeamentos de litoestratigrafia, pedologia, relevo, pluviosidade, e
altura do terreno em relação a nascentes e cursos de água. O quarto método realiza um mapeamento da
contribuição de vazão específica para componentes de fluxo (rápido, interfluxo e base) empregando filtros
recursivos sobre os dados de vazão, calibrados pela curva de recessão e pela influência dos picos de vazão.
O quinto método empreende a modelagem espacial da influência dos atributos ambientais sobre os
componentes de fluxo, utilizando-se da regressão por mínimos quadrados parciais e permitindo a
regionalização de vazões, além de e produtos cartográficos com o resultado da modelagem e com hipóteses
de fluxos hidrogeológicos regionais. Os métodos foram aplicados na Bacia do Rio Paracatu, afluente do
Rio São Francisco. Os resultados são interpretados de maneira interescalar e oferecem informações úteis
para o uso sustentável dos recursos hídricos e a ocupação do solo, conjugando informações de campo,
sensoriamento remoto, hidromorfometria, hidrologia e hidrogeologia. Em todos os métodos, as áreas
altimetricamente acima das nascentes apresentam-se como unidades de paisagem relevantes para a gestão
de recarga de aquíferos. Sob o ponto de vista regional, infere-se que, embora os neossolos quartzarênicos
sobre aquíferos porosos no leste da Bacia do Rio Paracatu apresentem o maior potencial de infiltração e
reserva de águas subterrâneas, os latossolos nas chapadas nas margens sudoeste, oeste e noroeste
apresentam importante papel de manutenção dos fluxos de base dos rios nos períodos de estiagem. Os
resultados desses métodos podem ser úteis para instrumentos de políticas públicas de aplicação local ou
regional, tais como averbação de reservas legais, EIAs, criação de unidades de conservação e elaboração de
seus planos de manejo, planos diretores municipais e de bacia hidrográfica, zoneamento ecológico-
econômico, delimitação de áreas de proteção de fontes de água mineral, entre outros.
Palavras-chave: Hidrogeologia, Aquíferos, Paracatu, Meio Ambiente, Recursos Hídricos.
xxii
xxiii
Abstract
The aim of this PhD. thesis is to investigate how to incorporate hydrogeological processes into
practical contexts of environmental and water resource policies. The discussion begins with the
epistemological and interdisciplinary aspects of aquifer recharge and discharge. Conceptual models
were presented showing the possibilities of interdisciplinary articulation for a better qualitative and
quantivative spatial characterization of the groundwater circulation. Following, this thesis presents five
methodological tools for characterizing spatial processes of aquifer recharge and discharge, in an approach
of multiple scales that contributes to applied contexts of public policies. The first method comprises a rapid
assessment of aquifer recharge on local context, enabling delimitation and environmental assessment of
these areas through weighted checklist spreadsheats, generating cartographic, photographic and textual
products. The secondt method evaluates the spatio-temporal dynamics of land use in the most favorable
areas of recharge through interpretation of the thematic and hydrographic carthography and assessment of
land use change in remote sensing images. The third method undertake a cartographic characterization of
aquifer recharge based on maps of lithostratigraphy, soils, relief, rainfall and terrain height to springs and
water courses. The forth method consists of mapping the specific flow of each flow component (quick,
inter and base flow), using recursive filters on flow data calibrated by recession curves and the influence of
flow peaks. The fith method, as an extension of the forth method, is a spatial modeling of the influence of
the environmental attributes on the flow components through partial least squares regression, enabling flow
regionalization and generating cartographic products with the regression results and the hypotheses of
regional groundwater flows. The methods were applied on the Paracatu River Basin, tributary of São
Francisco River, in Brazil. The results were interpreted in a cross-scale approach and bring useful
information for the sustainable use of water resource and land, conjugating information from fieldwork,
remote sensing, hydromorphometry, hydrology and hydrogeology. In all methods, the higher areas above
the springs became relevant landscape units for aquifer recharge management. In a regional assessement,
the quatzarenic neosols over the porous aquifers in the East of Paracatu Basin present the higher potential
for infiltration and groundwater storage. However, the latosols on the plateaus in the southwest, west and
northwest of the basin have an important role in maintaining the rivers base flow in the dry periods. The
results of these methods may be useful for applying public policy tools in local or regional contexts, such as
legal reserves delimitation, EIAs, creation of conservation units and their management plans, municipal and
basin masterplans, ecological-economic zoning, delimitation of protecting zones for mineral water sources,
among others.
Keywords: Hydrogeology, Aquifers, Paracatu, Environment, Water Resources.
xxiv
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1. 1 – JUSTIFICATIVA
A Lei Federal nº 9.433, de 1997, ao instituir a Política Nacional de Recursos Hídricos – PNRH
–, prescreve no inciso III, de seu artigo 3º, que a gestão dos recursos hídricos não deve ser dissociada
das demais esferas de gestão ambiental da Política Nacional de Meio Ambiente – PNMA. Contudo,
mais de 10 anos passaram-se e ainda se observa uma separação evidente entre os instrumentos de
gestão de uso da água para com os demais instrumentos da política de gestão ambiental. A criação de
entidades específicas para gerir os recursos hídricos, como a Agência Nacional de Águas – ANA –,
bem como o caráter de formação especialista dos profissionais que trabalham nessa área, são algumas
das hipóteses para a persistência dessa separação.
A instalação de empreendimentos, a ser analisada em seus respectivos licenciamentos
ambientais, bem como as tendências gerais de alteração de uso do solo, apresentam impacto evidente
sobre os recursos hídricos, ao interferir na quantidade e qualidade das águas que se infiltrariam nos
aquíferos e que, posteriromente, exsudariam nas nascentes dos cursos de água. Todavia, os
instrumentos da PNRH têm ainda pouca capacidade de influir nesses processos. Esses impactos podem
ser ainda mais significativos quando ocorrem sobre áreas de maior importância para a recarga dos
aquíferos das bacias hidrogeológicas. Ao passo que certos empreendimentos, tais como grandes
projetos de irrigação, por sua vez, só podem ter seus efeitos ambientais corretamente avaliados caso
sejam incorporadas análises sobre seus efeitos nos processo hidrológicos e hidrogeológicos. A falta de
conjugação entre os Sistemas de Informação de Recursos Hídricos e os Sistemas de Informação de
Meio Ambiente dificultam ainda mais essas análises. Ademais, a divisão das jurisdições regionais dos
órgãos da Política Nacional de Meio Ambiente raramente seguem os limites de bacias hidrográficas,
impedindo a avaliação conjugada dos impactos ambientais dos empreendimentos e dificultando a
participação dos Comitês de Bacia para uma atuação coordenada com os Instrumentos da Política
Nacional de Recursos Hídricos.
Nesse contexto, o problema defrontado por esta tese remete-se à dificuldade atual encontrada
em se incluir os processos de recarga e descarga de aquíferos dentro dos procedimentos de estudo,
gestão e tomada de decisão ambiental no contexto dos Instrumentos da Política Nacional de Meio
Ambiente. Mesmo na Política Nacional de Recursos Hídricos, a gestão integrada entre águas
superficiais e subterrâneas apresenta-se como um grande desafio.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
2
Portanto, como objetivo geral, partindo de uma reflexão epistemológica e interdisciplinar,
pretendeu-se nesta tese desenvolver métodos de caracterização de recarga e descarga de aquíferos que,
no âmbito de aplicação dos instrumentos das políticas de meio ambiente e recursos hídricos, possam
trazer informações estratégicas úteis para a avaliação dos impactos ambientais e para a gestão conjunta
entre águas superficiais, águas subterrâneas e ocupação do solo. Por meio desses métodos,
apresentam-se possibilidades de integração entre a Política Nacional de Meio Ambiente – PNMA – e a
Política Nacional de Recursos Hídricos – PNRH –, para a proteção de áreas de maior relevância para a
recarga de aquíferos. Nesse contexto, são apresentadas cinco ferramentas metodológicas:
1. Diagnóstico expedito de recarga de aquíferos em contextos locais;
2. Caracterização espaço-temporal da dinâmica de ocupação do solo em áreas de maior
favorabilidade de recarga;
3. Caracterização cartográfica de favorabilidade de recarga de aquíferos;
4. Mapeamento da contribuição de vazão específica para componentes de fluxo (rápido,
interfluxo e base);
5. Modelagem espacial da influência dos atributos ambientais sobre os componentes de
fluxo.
A Bacia do Rio Paracatu, caso de estudo proposto para as métodos desenvolvidos, é um
cenário que demanda uma atenção especial em relação aos estudos ambientais que envolvem a
disponibilidade de recursos hídricos. Desde o ano de 1980, observa-se nessa bacia hidrográfica o
estabelecimento progressivo de extensos projetos de irrigação (RODRIGUEZ et. al. 2007),
envolvendo diversos agricultores de forma associada. Trata-se de uma agricultura que se utiliza de
tecnologia de ponta, incluindo o uso frequente de pivôs circulares de irrigação. A expansão dessa
frente agrícola irrigada tem levado a demandas de uso da água para além dos limites outorgáveis,
gerando conflitos por uso da água (Vasconcelos, 2010). Nesse contexto, a identificação e
caracterização das áreas com maior favorabilidade de recarga na Bacia do Paracatu pode auxiliar
sobremaneira os usuários dessa bacia a protegerem melhor a segurança dos processos hidrogeológicos
que alimentam os rios da região.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
3
1.2 – LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A Bacia Hidrográfica do Rio Paracatu localiza-se entre os paralelos 15º30’ e 19º30’ de latitude
sul e os meridianos 45º10’ e 47º30’ de longitude oeste. Encontra-se quase totalmente dento do Estado
de Minas Gerais (Região Noroeste), com pequenas áreas de topo adentrando no Estado de Goiás e no
Distrito Federal (mapa da Figura 1.1). A bacia limita-se, ao sul, com a bacia do Rio Paranaíba; a oeste,
com a Bacia do Rio São Marcos, afluente do Rio Paranaíba; a leste, com as bacias dos Rios Formoso e
Jatobá, afluentes do São Francisco; e, a norte, com a Bacia do Rio Urucuia, também afluente do São
Francisco. Os municípios integrantes da Bacia do Rio Paracatu são apresentados no mapa da Figura
1.2.
A Bacia do Rio Paracatu possui 45.154 km2, sendo a maior bacia dentre os afluentes diretos
do Rio São Francisco. As principais sub-bacias do Rio Paracatu são, pela margem direita, a do Rio da
Prata, com 3.750 km2, e a do Rio do Sono, com 5.969 km2; pela margem esquerda, as bacias do Rio
Escuro, com 4.347 km2, do Rio Preto, com 10.459 km2 e a do Ribeirão Entre Ribeiros, com 3.973
km2. A hidrografia principal da bacia é apresentada nos mapas das Figuras 1.3 e 1.4.
Figura 1.1 - Localização da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
4
Figura 1.2 – Municípios integrantes da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: Pruski et al. (2007).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
5
Figura 1.3 – Mapa de drenagem baseado nas aerofotos do voo de 1964 realizado pela USAF derivado na escala
de 1:60.000. Fonte: Martins Junior (2006).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
6
Figura 1.4 – Principais cursos de água da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: Novaes (2005)
1.3 – DA NATUREZA DESTA TESE
A dinâmica hidrológica e hidrogeológica na Bacia do Rio Paracatu, bem como seus reflexos
na gestão ambiental e agrícola, tem sido estudada por dois grupos de pesquisa. Um deles originou-se
na Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC-MG –, coordenado pelo Dr. Sc. T. Paulo
Pereira Martins Junior, com apoio da Universidade Federal de Ouro Preto – UFOP –, do Instituto de
Geociências Aplicadas de Minas Gerais – IGA e da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
– PUC-Minas. O outro se encontra na Universidade Federal de Viçosa, que desenvolveu diversas teses
e dissertações sob a orientação dos Drs. Mauro Aparecido Martinez e Fernando Falco Pruski.
As pesquisas do CETEC fundamentam-se no enfoque das Geociências Agrárias e Ambientais,
proposto pelo Prof. Dr. Paulo Pereira Martins Junior. A partir do ano de 2002, dedicaram-se à
atualização e integração das bases digitais temáticas das Bacias do Paracatu. Em seguida, verteram
para a análise estratégica da região por meio do enfoque da disciplina de Economia-Ecologia,
orientada à gestão de recursos hídricos. A meta de tais estudos foi propor um modelo de uso optimal
do solo, com auxílio de sistemas especialistas de Inteligência Artificial para auxílio à decisão na
gestão dos recursos naturais e das atividades econômicas.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
7
Sob certo aspecto, esta tese se constitui em grande parte como uma continuidade de pesquisas
realizadas pelo autor, em sua participação em projetos de análise ambiental na Fundação CETEC-MG,
de 2003 até o presente momento, junto à equipe multidisciplinar de pesquisadores, sob a orientação do
Dr. Sc. T. Paulo Martins, nos grupos Geociências Agrárias e Ambientais e Soluções Integradas em
Ecologia, Energia, Economia e Gestão, registrados no Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico – CNPq. De 2003 a 2006, as pesquisas foram realizadas no projeto
Conservação de Recursos Hídricos no âmbito de Gestão Agrícola de Bacias Hidrográficas – CRHA –
(Martins Junior 2006) com suporte da Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP – (Fundo CT-
Hidro). Entre 2006 e 2007, as pesquisas prosseguiram no Projeto Arquitetura de Conhecimentos em
Ecologia-economia para Gestão Ambiental de Bacia Hidrográfica – ACEE – (Martins Junior et al.
2007), financiado pelo CNPq. De 2008 a 2009, as pesquisas se deram no projeto Instrumentos de
Gestão de Recursos Hídricos Subterrâneos entre Bacias que Partilhem Zonas de Recarga de
Aqüíferos – SACD – (Martins Junior et al. 2009), financiado pela Fundação Mineira de Amparo à
Pesquisa – FAPEMIG. De 2010 a 2012, as pesquisas foram desenvolvidas no projeto Sistemas de
Arquitetura de Conhecimentos e de Auxílio à Decisão na Gestão Geo-Ambiental e Econômica de
Bacias Hidrográficas e Propriedades Rurais – SACD – (Martins Junior et al. 2012), também
financiado pela FAPEMIG. Ao longo desses projetos, bolsas de pesquisas receberam financiamento do
CNPq, da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES – e da
FAPEMIG. Na consecução desta tese, menciona-se especificamente o financiamento por bolsa da
FAPEMIG, nos três primeiros anos de doutoramento, e da bolsa de doutoramento sanduíche no
exterior da CAPES (Processo 5937-13-2), que permitiu cooperação de pesquisa com a Universidade
de Chulalongkorn, da Tailândia.
Os estudos da Universidade Federal de Viçosa – UFV –, por sua vez, são realizados a partir do
enfoque de conhecimentos da Engenharia Agrícola, especialmente dedicadas às temáticas de irrigação
e de estudos hidrológicos. O objetivo que permeia os trabalhos é mostrar como as tendências de
ocupação do solo influenciam nas demandas hídricas.
Esta tese apresenta-se como um esforço em conjugar os enfoques dos estudos produzidos por
essas duas equipes, bem como outros estudos realizados por equipes independentes. Nesse aspecto, os
mapas e as bases de dados utilizados nesta tese, base para as análises que se seguem neste trabalho,
são, em sua maior parte, oriundos dessas duas equipes. Almejam-se, com essa tese, avanços teóricos,
metodológicos e aplicados, tomando por base o diálogo com o corpo de conhecimentos já erigido, e
contribuindo também, consequentemente, para um entendimento mais amplo da Bacia do Paracatu.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
8
1.4 – VISÃO GERAL DA TESE
Primeiramente, foi realizado um estudo de epistemologia e formalização de estruturas de
informação em Hidrogeologia e das Políticas de Meio Ambiente e de Recursos Hídricos, procurando
evidenciar as possibilidades e limitações de conciliação entre o conhecimento hidrogeológico e as
políticas públicas vigentes.
Em seguida, foi realizada uma caracterização ambiental da Bacia do Rio Paracatu. Nesse
tocante, foram caracterizados os temas de Litoestratigrafia, Geologia Estrutural, Geomorfologia
(incluindo Geomorfologia Fluvial), Pedologia, Climatologia e Vegetação e Uso do Solo. A reflexão
sobre essas informações busca, sobretudo, uma compreensão dos processos hidrogeológicos sobre essa
bacia hidrográfica.
A partir disso, desenvolveram-se métodos de identificação e caracterização de áreas de recarga
de aquíferos. Os métodos foram aplicados em estudos de caso na Bacia do Rio Paracatu.
O primeiro método inseriu-se no contexto de instrumentos ambientais de aplicação local,
como fiscalização, autorizações de desmate, EIA/Rimas e averbações de reserva legal. Tratou-se de
uma delimitação e caracterização ambiental expedita de áreas de recarga, envolvendo uma etapa de
escritório e uma etapa de campo. A etapa de escritório consistiu em identificar o domínio geológico,
delimitar as altitude das surgências e identificar as áreas planas que melhor podem contribuir para a
recarga dessas surgências. A etapa de campo envolveu a validação e detalhamento dos produtos de
escritório, seguidos de um diagnóstico hidrogeológico e ambiental expedito por planilhas de
ponderação desenvolvidas especialmente para esse fim. O diagnóstico também incluiu produtos
cartográficos, fotográficos e um relatório textual.
Os métodos subsequentes pretenderam auxiliar nos instrumentos de política ambiental
direcionados para o enfoque de planos territoriais, tais como planos diretores e zoneamentos
ecológico-econômicos.
A segunda ferramenta metodológica lançou mão de cartografia temática (litoestratigrafia,
geomorfologia, solos) e de mapeamentos de uso do solo em diferentes anos, recorrendo ao
sensoriamento remoto. Por meio da cartografia temática, foram delimitadas as áreas de maior
favorabilidade para recarga de aquíferos. As modificações de uso do solo foram comparadas
estatisticamente entre a bacia como um todo e apenas as áreas de recarga, possibilitando uma
interpretação das tendências de impacto sobre a circulação hídrica subterrânea na bacia.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
9
O terceiro método delimitou as áreas de maior favorabilidade de recarga por meio da
inferência hidrogeológica de áreas altimetricamente superiores à surgências. A delimitação dessas
áreas teve como base a elaboração de um plano de interpolação por krigagem da altitude das
surgências. A caracterização quanto à favorabilidade da recarga teve como subsídio mapeamentos de
litoestratigrafia, geomorfologia, pedologia e pluviosidade. Desenvolveram-se três produtos de
mapeamento da favorabilidade da recarga: [A] por classes qualitativas e [B] por unidades hidrológicas
de paisagem e [C] pela multiplicação de fatores ponderados com base em modelagem por
conhecimento.
No quarto método, com base nos dados hidrológicos de estações fluviométricas, empregaram-
se técnicas de separação do fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido por filtros recursivos. Antes da
separação, os dados hidrológicos foram submetidos à análise de estacionariedade e ao preenchimento
de lacunas de dados por técnica multivariada de Maximização da Expectância. Os filtros recursivos
foram calibrados pela (a) influência do escoamento superficial e (b) inflexão da curva de recessão ao
longo da estação seca. Os filtros foram consistidos por um restritor lógico que limita a sobrestimação a
cada iteração do algoritmo. A análise dos mapas de vazão específica por componente de fluxo
permitiu inferir as áreas mais importantes para a contribuição dos fluxos subterrâneos e subsuperficiais
nos cursos de água.
Como extensão do quarto método, tornou-se possível investigar, por técnicas estatísticas
multivariadas, as relações espaciais entre os atributos ambientais das sub-bacias, comparando ao seu
fluxo total, fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido. As regressões por mínimos quadrados parciais
resultaram em indicações sobre o papel de cada atributo nos processos hidrológicos e hidrogeológicos.
Com base na soma das camadas temáticas ponderadas desses resultados, foram elaborados mapas de
vazão específica para cada componente de vazão. O modelo também proporcionou a visualização
cartográfica da incerteza de predição e da hipótese de fluxos regionais. Ademais, tornou possível
realizar a regionalização dos componentes de vazão em pontos onde não havia estações
fluviométricas.
De posse dessas ferramentas e de seus resultados, realizou-se uma análise integrada da Bacia
Hidrográfica do Rio Paracatu, fornecendo novas interpretações sobre os seus sistemas hídricos. Por
fim, foi realizada uma reflexão sobre como o conhecimento hidrogeológico de recarga de aquíferos,
obtido pelos métodos apresentados, pode ajudar na aplicação dos instrumentos das políticas de meio
ambiente e recursos hídricos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
10
1.5 – ORGANIZAÇÃO DA TESE
No Quadro 4.1 são apresentados os produtos obtidos em cada uma das etapas desta tese. No
Quadro 4.2, é apresentada a situação atual de publicações relacionadas à pesquisa realizada nesta tese.
No CD-Rom anexo à versão impressa da tese, encontram-se os artigos publicados e demais produtos
técnicos (bases georreferenciadas, dados de vazão, algoritmos). O conteúdo também pode ser acessado
em: https://www.box.com/s/3jujqr09o8gg3qkhzk9o
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
11
Quadro 1.1– Objetivos, Títulos e Produtos da Tese.
Objetivos Específicos Título ou seção Produtos
Reflexões teóricas Recarga de Aquíferos:
Epistemologia e
Interdisciplinaridade
Textual
Interpretação do
conhecimento existente
sobre a Bacia do Rio
Paracatu
Caracterização
Ambiental da Bacia do
Rio Paracatu
Mapas e
respectivas
interpretações
sobre a bacia
Litoestratigrafia (2 mapas)
Estruturas Rúpteis
Estruturas Dúcteis
Geomorfologia (2 mapas)
Altimetria
Declividade
Taxa de bifurcação
Densidade de Drenagem
Padrões de drenagem (2 mapas)
Áreas de máxima densidade de nascentes, corpos lênticos e mesofraturas
Solos
Agrupamento (cluster) de hidromorfometria, litoestratigrafia, geomorfologia e pedologia
Pluviosidade
Vegetação e uso do solo (1999 e 2007)
Litologia de rochas portadoras de aquíferos
Regiões homogêneas de sistemas hídricos
Interpretações
integradas
Croquis de evolução crustal (3)
Quadro de relações entre solos, geoformas, rochas e materiais de origem
Relações espaciais entre pluviosidade e demais variáveis climatológicas
Histórico de ocupação da bacia
Quadro de assinatura hidrogeoquímicas de sub-bacias
Estimação das reservas permanentes e reguladoras dos sistemas de rochas portadoras de aquíferos
Desenvolvimentos
metodológicos e estudos
de caso na Bacia do Rio
Paracatu
Diagnóstico Expedito de
Áreas de Recarga de
Aquíferos em Contextos
Locais
Aplicação em 9
sítios na Bacia do
Rio Paracatu
Planilha de Diagnóstico de Potencial de Recarga (quantidade)
Planilha de Diagnóstico de Proteção de Recarga (qualidade)
Análise cartográfica (delimitação, relevo, hidrografia, imagem de satélite, uso do solo, fotografia)
Relatório textual de campo
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
12
Quadro 1.1 - Continuação
Objetivos Específicos Título Produtos
Desenvolvimentos
metodológicos e estudos
de caso na Bacia do Rio
Paracatu
Caracterízação Espaço
Temporal da Dinâmica
de Ocupação do Solo em
Áreas de Maior
Favorabilidade de
Recarga de Aquíferos
Mapa de áreas principais de recarga da Bacia de Entre Ribeiros
Análise de evolução do uso do solo de 1975-1989-2008 e de seu impacto sobre as áreas de recarga
Caracterízação
Cartográfica de
Favorabilidade de
Recarga de Aquíferos
Mapas Interpolação por krigagem das áreas altimetricamente acima das surgências
Atributos de Favorabilidade de recarga (qualitativo)
Unidades Hidrológicas de Paisagem (3 mapas)
Índice Potencial de Recarga (quantitativo)
Mapeamento da
Contribuição de Vazão
Específica e
Componentes de Fluxo
Dados de vazão fluviométrica com lacunas preenchidas por Maximização da Expectância
Testes de Estacionariedade
Programação de algoritmo de separação de componentes de vazão, em Excel.
Mapas Vazão específica total
Fluxo de base específico
Interfluxo específico
Fluxo Rápido Específico
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
13
Quadro 1.1 - Continuação
Objetivos Específicos Título Produtos
Desenvolvimentos
metodológicos e estudos
de caso na Bacia do Rio
Paracatu
Modelagem Espacial da
Influência dos Atributos
Ambientais nos
Componentes de Fluxo
Catálogo descritivo das variáveis hidromorfométricas utilizadas.
Dendograma de agrupamento (cluster) de variáveis ambientais para a Bacia do Rio Paracatu
Mapas das variáveis
hidromorfométricas
Nível de nascentes
Altitude até o rio
Distância horizontal até o rio
Nível de base
Distância vertical até o nível de base
Altura de encosta
Altitude normalizada
Altitude padronizada
Índice de balanço de massa
Índice de convergência
Índice de rugosidade
Índice de rugosidade vetorial
Índice topográfico de umidade
Índice topográfico de escoamento subsuperficial
Distância de drenagem ao exutório
Distância a estruturas rúpteis
Declividade de drenagem
Curvatura
Módulo da curvatura
Dispersão de fluxo
Fator de visão do céu
Fator de visão do terreno
Visibilidade do céu
Índice de aquecimento anisotrópico diurno
Insolação total anual
Força efetiva dos ventos ENE – És-Nordeste
Índice de barlavento ENE
Índice de sotavento ENE
Índice de efeito dos ventos ENE
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
14
Quadro 1.1 - Continuação
Objetivos Específicos Título Produtos
Desenvolvimentos
metodológicos e estudos
de caso na Bacia do Rio
Paracatu
Modelagem Espacial da
Influência dos Atributos
Ambientais nos
Componentes de Fluxo
Interpolação de atributos
de poços
Vazão de estabilização
Vazão específica
Nível dinâmico
Rebaixamento
Tabelas e gráficos com os resultados do modelo estatístico
Mapas do modelo
geoestatístico
Vazão específica total
Fluxo de base específico
Interfluxo específico
Fluxo rápido específico
Incerteza de predição e fluxos regionais subterrâneos hipotéticos (4 mapas)
Regionalização de vazão, fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido para a foz do Rio Paracatu
Análise Integrada da
Bacia do Rio Paracatu
Análise Integrada Análise integrada por meio das metodologias desenvolvidas na tese.
Avaliação prospectiva da possibilidade de uso dos métodos propostos nas políticas públicas relacionadas à recarga de
aquíferos
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
15
Quadro 1.2– Objetivos e Publicações.
Objetivos
Específicos
Título
Publicação
Qualis Capes
Reflexões
teóricas
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M., Koontanakulvong, S. 2013. Aquifer Recharge: epistemology and
interdisciplinarity. (Recarga de Aquíferos: Epistemologia e Interdisciplinaridade). Interthesis, v. 10, n. 2, jul-dez. Disponível em
https://periodicos.ufsc.br/index.php/interthesis/article/viewFile/1807-1384.2013v10n2p360/25927, acesso em 1 de maio de 2014.
B3 – Interdisciplinar e
Ciências Ambientais
Interpretação do
conhecimento
existente sobre a
Bacia do Rio
Paracatu
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M. 2012. Caracterização Ambiental da Bacia do Rio Paracatu. Relatório técnico,
no âmbito do Projeto SACD (UFOP). Entregue oficialmente ao Comitê de Bacia do Rio Paracatu, em reunião do comitê em
12/6/2012. Disponibilizado online em: http://pt.scribd.com/doc/98405182/caracterizacao-ambiental-da-bacia-do-rio-paracatu, acesso
em 29 out. 2013.
Não se aplica
Desenvolvimento
metodológico e
estudos de caso
na Bacia do Rio
Paracatu
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M. 2013. Methodology for Rapid Assessment of Aquifer Recharge Areas
(Metodologia para Diagnóstico Expedito de Áreas de Recarga de Aquíferos). Revista Geologia USP – Série Científica, v. 13, n. 2, jun.
Disponível em http://ppegeo.igc.usp.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1519-874X2013000200005&lng=pt&nrm=iso, acesso em
29 jun. 2013.
B1 – Interdisciplinar e
Ciências Ambientais
B2 – Geociências
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M. 2012. Hydrographic and hydrogeological basin of Entre-Ribeiros: probable
recharge zone delimitation and environmental impact assessment (Bacia hidrográfica e hidrogeológica de Entre-Ribeiros: delimitação
de zonas prováveis de recarga e avaliação dos impactos históricos). Revista Engenharia Agrícola. v. 32, n. 3, June. Disponível em:
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-69162012000300015&lng=en&nrm=iso, acesso em 29 jun. 2013.
A2 – Ciências Contábeis,
Administração e Turismo
B1 – Interdisciplinar e
Ciências Ambientais
B2 – Geociências
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M. 2013. Cartographic methodology for assessing aquifer recharge potential: a case
study of the Paracatu river basin, Brazil (Metodologia Cartográfica para a Favorabilidade de Recarga de Aquíferos: estudo de caso
para a Bacia do Rio Paracatu (SF7)). Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi – Ciências Naturais, v. 8. n. 2. Maio-Ago. Disponível
em: http://www.museu-goeldi.br/editora/bn/artigos/cnv8n2_2013/cartographic(vasconcelos).pdf, acesso em 29 out. 2013.
B1 - Interdisciplinar
B2 – Geociências e
Ciências Ambientais
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M. 2013. Estimation of Flow Components by Recursive Filters: case study on
Paracatu River Basin – (SF-7), Brazil (Quantificação de Componentes de Vazão Por Meio de Filtros Recursivos: estudo de caso para a
Bacia do Rio Paracatu (SF-7), Brasil). Revista Geologia USP – Série Científica. vol. 13, n.1. Disponível em:
http://ppegeo.igc.usp.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1519-874X2013000100001&lng=pt&nrm=iso&tlng=en, acesso em 29
jun. 2013.
B1 – Interdisciplinar e
Ciências Ambientais
B2 – Geociências
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
16
Quadro 1.2 - Continuação
Objetivos
Específicos
Título Publicação Situação Qualis Capes
Desenvolvimento
metodológico e
estudos de caso
na Bacia do Rio
Paracatu
Vasconcelos, V.V., Martins Junior, P.P., Hadad, R.M. 2013. Spatial Modeling of Water Systems using Partial Least Squares: a study
case for Paracatu Basin (SF7), in Minas Gerais State, Brazil (Modelagem Espacial de Sistemas Hídricos por Mínimos Quadrados
Parciais: estudo de caso para a Bacia do Rio Paracatu (SF7), Minas Gerais, Brasil). Águas Subterrâneas, v. 27, n. 2, p. 47-65.
Available at: http://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/download/27367/17712, access in 3/9/2013.
B2 – Geociências e
Interdisciplinar
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
17
CAPÍTULO 2
RECARGA DE AQUÍFEROS: EPISTEMOLOGIA E
INTERDISCIPLINARIDADE
As questões ambientais envolvendo recarga e descarga de aquíferos apresentam-se como um
desafio para a interdisciplinaridade. Empreende-se, neste capítulo, um estudo epistemológico da
contribuição de diversas áreas de conhecimento à pesquisa dos processos hidrogeológicos. Apresenta-
se, como hipótese, que esse diálogo acena a desenvolvimentos imprescindíveis para a resolução dos
problemas ambientais e de uso da água contemporâneos e vindouros. Destarte, propõe-se discutir
perspectivas epistemológicas e de gestão de informações que possam contribuir para a melhor
caracterização espacial, qualitativa e quantitativa da recarga de aquíferos. São elaboradas modelagens
conceituais preliminares demonstrando as possibilidades de articulação interdisciplinar para resolução
dos desafios ambientais apresentados. Por fim, são discutidas as possibilidades de incorporação do
conhecimento sobre recarga de aquíferos nas políticas públicas de meio ambiente e recursos hídricos.
2.1 – INTRODUÇÃO
A infiltração da água no solo, a recarga e descarga de aquíferos e a relação entre precipitação
e fluxo hídrico subterrâneo são temas que têm sido tratados por diversas redes e comunidades
acadêmicas. A estrutura departamental da Academia geralmente leva a que os núcleos de pesquisa
congreguem profissionais de mesma formação, especializando-se em um problema específico e
fornecendo, logo, uma resposta especialista (Rocha 2003). Dessa forma, por exemplo, temos grupos de
pesquisa afetos ao tema, em áreas como Hidrogeologia (stricto sensu), mas também Geologia
Estrutural, Geotecnia, Hidrologia, Agronomia, Engenharia Sanitária, Engenharia Ambiental,
Geomorfologia Cárstica, Gestão Ambiental, Planejamento Urbano, entre outros.
Cada núcleo, em seus objetos de pesquisa, passa a desenvolver técnicas que enfocam distintas
escalas de abordagem e metodologias de análise, envolvendo diferentes contextos de pesquisa no que
se referem a tempo de projetos de pesquisa, recursos humanos e financeiros, entre outras
características (Martins Junior 2000, Scanlon et al. 2002). Essa relativa heterogeneidade dos grupos de
pesquisa, ao longo do tempo, também leva a uma especialização do discurso conceitual e teórico
(Bauer 1990) – gerando, por fim, formas diferenciadas de análise dos fenômenos hidrogeológicos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
18
Paralelamente ao progresso científico advindo da disciplinaridade da especialização do saber,
a Academia também passa a reconhecer os possíveis benefícios que podem prover de um diálogo entre
os diversos núcleos de pesquisa. Daí a valorização das iniciativas de pesquisas interdisciplinares. A
interação das diversas áreas de pesquisa, em regra, permite uma análise mais ampliada dos problemas
a serem abordados (Rocha 2003, Rocha 2004). Além disso, sob o aspecto do avanço do conhecimento
científico, o intercâmbio entre as comunidades de pesquisa usualmente permite que se avance para
além dos paradigmas de cada área específica, ao entrar em contato com novas formas de abordagem
dos problemas envolvidos (Floriani 2004, Oliveira 2005, Sivalapan 2005).
A resolução de problemas ambientais que emergem na atualidade, envolvendo em muitos
casos a gestão de recursos naturais, é um exemplo patente da necessidade de articulação
interdisciplinar. Martins Junior (1998) propõe, como um caminho de integração interdisciplinar, que
os campos de saber oriundos das geociências possam ser articulados no que denomina “Geociências
Agrárias e Ambientais”, como forma de trazer soluções interdisciplinares para a uma gestão
sustentável do território. Nessa abordagem, foram desenvolvidos diversos trabalhos de cunho
ambiental e epistemológico (Martins Junior 2006, Martins Junior et al. 2006, 2008, 2009, 2010, 2012)
mostrando como a gestão do uso do solo pode colher diversos subsídios a partir de uma análise
conjugada entre os aspectos de recarga de aquíferos, aptidão agrícola e conectividade vegetacional,
com reflexos em resultados econômicos e ecológicos.
Entretanto, o diálogo interdisciplinar não se apresenta como uma tarefa isenta de desafios.
Em sua base, há a necessidade de uma análise minuciosa sobre os significados conceituais de cada um
dos corpos teóricos envolvidos (Bauer 1990, Francelin 2011) incluindo, não raras vezes, elucidação
de interpretações dessemelhantes para uma mesma palavra ou expressão (Mari 2005). Para mais além
dos conceitos, as possibilidades de conexões entre as estruturações teóricas e paradigmas de
abordagem merecem um trabalho epistemológico aprofundado (Martins Junior 2000, Oliveira 2005).
Esses esforços de pesquisa nem sempre encontram facilidades nos meios acadêmico e profissional,
pois demandam mudanças na postura de valorização exclusiva da figura do especialista e de uma certa
inviolabilidade de seu campo de atuação (Rocha 2003).
Nesse contexto, este capítulo tem como objetivo discorrer sobre os aspectos epistemológicos
atinentes às possibilidades de diálogo interdisciplinar dos processos de circulação hídrica subterrânea,
com enfoque especial na recarga de aquíferos. Inicialmente, é realizada uma discussão sobre os
conceitos e metodologias existentes para os diversos objetos e escalas de abordagem do processo em
questão. Em seguida, é apresentada uma proposta de modelagem interdisciplinar desses
conhecimentos, em modelos diagramático-textuais baseados em tecnologias de gestão informacional.
Por fim, é discutido sobre como os conhecimentos de recarga de aquíferos podem servir de subsídio
para a execução dos instrumentos das políticas de Meio Ambiente e de Recursos Hídricos.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
19
2.2 – QUESTÕES EPISTEMOLÓGICAS SOBRE OBJETOS, CONCEITOS E
METODOLOGIAS MULTIESCALARES
2.1.1 – Campos Epistemológicos e Domínios Conceituais
Como primeira aproximação para investigar a temática interdisciplinar envolvida no estudo
de recarga de aquíferos, importa detalhar como as comunidades acadêmicas desenvolveram
abordagens distintas de interpretação, de forma a solucionar questões de importância para a sociedade.
O Quadro 2.1 apresenta uma visão geral, sem pretender esgotar as áreas de conhecimento e os estudos
envolvidos, mas atendo-se aos principais eixos que conduziram a avanços estruturais dessas pesquisas
científicas.
A deriva semântica de conceitos utilizados no intercâmbio entre as áreas de conhecimento
pode mascarar vieses que, quando não são divergentes, ao menos focam aspectos distintos. Como
exemplo, toma-se o conceito de formação superficial, importante por delimitar, em vários corpos
teóricos, o objeto de estudo dos fenômenos de recarga e descarga de aquíferos. Quando empregado na
Agronomia e na Geomorfologia, o conceito de formação superficial enfoca a camada “constituída de
material decomposto ou edafizado que recobre a rocha sã – enfoca, por conseguinte, as noções de
solo e parte do subsolo” (Guerra & Guerra 2006). Todavia, na Geologia, o termo é bastante empregado
no ramo da Geologia Superficial, em que incorpora a interpretação de formação como categoria
escalar estratigráfica. Dessa forma, acaba por enfocar com maior ênfase a correlação entre rochas,
estruturas, depósitos sedimentares, manto de alteração e outros entes geológicos aflorantes em
superfície (Jackson 1997).
Outro processo de considerável deriva semântica refere-se à exsudação de aquíferos em cursos
de água, ou seja, a passagem da circulação subterrânea para a circulação superficial. No perfil
topográfico, geralmente é possível delimitar uma faixa permanente ou sazonal em que um curso de
água se inicia, recebendo diversas denominações, não totalmente concordantes, tais como: nascentes,
fontes, minadouros, minas, lacrimal, olhos d’água, cabeceira, manancial, entre outros (Guerra &
Guerra, 2006). Essas denominações de exsudação podem ser englobadas sobre o conceito mais geral
de surgência, necessitando ser distinguido do conceito de ressurgência cárstica, a qual é associada a
um retorno de um rio à superfície, tendo este rio adentrado em um sumidouro à montante. Tais
definições conceituais são especialmente importantes quando o direito ambiental e as políticas
públicas procuram identificar e delimitar essas áreas de exsudação de aquíferos, para sua preservação.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
20
Quadro 2.1– Determinação dos campos epistemológicos de conhecimentos, objetos de pesquisa e questões
clássicas por profissões e/ou especializações disciplinares.
Área de
Pesquisa
Escala do Objeto
de Pesquisa
Questões Clássicas
Agronomia Perfil de solo Relação entre estrutura de solo e
água, com fins de disponibilidade
para plantas e irrigação
Geotecnia Manto de alteração Relação entre água e estrutura de
solos com fins de estabilidade ou
risco para ocupação
Hidrologia Bacia hidrográfica
isotrópica
(homogeneizada
espacialmente)
Balanço hídrico para cálculos de
disponibilidade hídrica e controle
de cheias em projetos de
abastecimento humano e
construção de reservatórios
Engenharia de
Minas
Formações
geológicas de
Superfície
Rebaixamento de lençóis para
mineração
Geoquímica Fluxo hídrico
subterrâneo
Características de origem da água
e contaminações
Geomorfologia
Cárstica
Trajeto entre
dolinas, sumidouros,
cavidades e
ressurgências
Papel da circulação hídrica na
formação do exo e endo-carste
Hidrogeologia Aquífero Delineação estrutural de sistemas
de rochas portadoras de aquíferos,
como subsídio para perfuração e
explotação de poços
A incorporação, na Hidrogeologia, de modelos de representação oriundos de outros campos de
saber também demanda uma série de adequações epistemológicas.
Como exemplo, a cartografia de lineamentos, proveniente da Geologia Estrutural, desenvolveu-
se primevamente com fins de análise das direções e extensões dos esforços tectônicos. Ao longo das
últimas décadas, diversos trabalhos têm procurado correlacionar a densidade, direção e conectividade
dos lineamentos com características dos aquíferos, sob a hipótese de que o avanço dos esforços
tectônicos, remetidos ao aumento dos falhamentos, também incrementaria a recarga em meios
anisotrópicos (Ferril et al. 2004).
Todavia, Martins Junior et al. (2006) acautelam que, para um trabalho minimamente
consistente, seria preciso diferenciar os lineamentos correspondentes a estruturas dúcteis e rúpteis,
diferenciando os seus papéis no fluxo hidrogeológico do aquífero em estudo. Ademais, CETEC (1981)
ressalta que estudos que levem em conta apenas a densidade bidimensional de fraturas podem
mascarar efeitos bem mais significativos relacionados à heterogeneidade espacial da profundidade e da
largura das aberturas.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
21
Os movimentos tectônicos normais, inversos e transcorrentes referentes às falhas podem
inclusive ocasionar descontinuidades que bloqueiem o fluxo hidrogeológico de acamamentos porosos,
conforme constatado por Gleenson & Novakowski (2009). Caso análogo foi observado no aquífero
Guarani, quando as análises estruturais das Formações Santa Maria e Piramboia por Rosa Filho et al.
(2003) e Soares (2008) mostraram que os movimentos associados a falhamentos demandavam revisões
nos modelos e cálculos preliminares de recarga, fluxo e descarga (Rocha 1997), visto que haveriam
sido realizados, originalmente, sob o pressuposto teórico de meios porosos contínuos.
2.1.2 – Escalas de Abordagem dos Fenômenos de Circulação Hídrica Subterrânea
As diferentes metodologias de estudo hidrogeológico também podem ser agrupadas por suas
escalas espaciais e temporais. Quanto ao aspecto de tempo, Balek (1988) define as abordagens em três
categorias – curto prazo, sazonal e histórica, cada qual com ênfase em instrumentos diferenciados: (1)
nas abordagens de curto prazo, a análise do fluxo hídrico no perfil de solo assume proeminência (2) na
análise sazonal, a variação no balanço hídrico ganha foco e (3) ao passo que no período histórico (até
milhares de anos), o tempo de residência da água nos aquíferos é compreendido principalmente por
meio de análise de isótopos.
As variações na escala espacial dos objetos de pesquisa refletem implicações epistemológicas
relevantes. Metodologias desenvolvidas para pequenas áreas experimentais, quando expandidas para
áreas maiores, correm o risco de não levar em conta heterogeneidades espaciais, propriedades
emergentes e inter-relações de processos mais amplos.
Por exemplo, ao trazer um constructo teórico de uma estrutura homogênea de perfil de solo,
visando aplicá-lo em uma grande extensão tridimensional de um ambiente concreto, corre-se o risco de
não se atentar para essas variantes. Reggiani et al. (2000) propõem que as equações tradicionais de
fluxo hidrogeológico, ao serem aplicadas para bacias hidrográficas, necessitam incorporar uma
perspectiva de sistema que incluam a retroalimentação dos processos envolvidos no balanço hídrico e
as variações de pressão do gradiente hidráulico. Para tanto, demonstram que as características
emergentes podem ser aferidas por uma abordagem termodinâmica, incluindo avaliação da entropia
sistêmica.
Ainda nesse aspecto, Sivalapan (2005) propõe, como alternativa para transitar do forte enfoque
reducionista das pesquisas de recursos hídricos (tanto na escala espacial quanto na especialidade
disciplinar) em rumo a uma teoria mais abrangente, que seja utilizado o enfoque de procurar por
padrões, processos e funções na escala de bacias maiores, abarcando os diferentes dados e modelos
existentes para pequenas bacias.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
22
2.1.3 – Diferenciações Interescalares em Bacias Hidrográficas
Na escala de análise de bacias hidrográficas, a área das subbacias e suas posições no perfil de
equilíbrio topográfico demandam cuidados quanto a processos hidrológicos e hidrogeológicos que se
diferenciam de montante para jusante.
Subbacias de menor área, próximas às nascentes e aos divisores de águas, geralmente possuem
maior declividade e são mais afetadas por precipitação orográfica (Tucci 2009). São bacias com
resposta rápida entre a precipitação e o escoamento superficial concentrado – e sua vazão é afetada
fortemente por precipitações convectivas de curta duração (Tucci 2009). Por isso, muitos de seus picos
de cheia não são captados pelos postos fluviométricos que medem a vazão apenas duas vezes ao dia
(Naghettini & Pinto 2007). Quanto aos processos hidrogeológicos nessas subbacias, o gradiente
hidráulico condicionado pela altitude leva à predominância espacial de áreas com mais expressividade
do fenômeno de recarga, embora haja relevância da tipologia de descarga nas surgências (Martins
Junior et al. 2009).
Conforme se transita do topo para jusante na bacia hidrográfica, os processos de recarga e
descarga tendem a se equilibrar, dando origem ao que Souza e Fernandes (2000) denominam áreas de
transmissividade (ou transiência1). Continuando a jusante, a acumulação da descarga dos fluxos
hidrogeológicos locais e regionais proporcionam uma participação cada vez mais estável do
escoamento de base na vazão total do leito. Quanto maior a extensão do aquífero subterrâneo, mais
importante e complexa é a função dos estudos de Geologia Estrutural e Litoestratigráfica, para
delimitar com confiança o contorno tridimensional e a anisotropia dos meios porosos, fraturados e
cársticos, bem como distinção de fluxos hidrogeológicos locais e regionais.
Nas bacias de maior porte, as precipitações frontais são as que mais afetam a recarga e a
vazão, com sua influência dependendo ainda se a frente de instabilidade caminha de jusante para
montante ou no caminho inverso (Tucci 2009). Ademais, o aumento da ocorrência e extensão de
planícies de inundação e o efeito acumulado do atrito no curso hidráulico do leito do rio afetam as
análises de vazão e recarga (Tucci 2009), tanto pela variação sazonal de assoreamento x rebaixamento
do leito (Chevallier 2009), quanto pelo amortecimento das ondas de cheia (Silveira 2009), levando
posteriormente, ainda, à evapotranspiração e infiltração nas lagoas marginais e solos hidromórficos
aluviais (Tucci 2009).
1 Souza e Fernandes (2000) empregam a classificação de Área de Transmissividade, situada entre as áreas de Recarga e Descarga.
Entretanto, o conceito de transmissividade já é utilizado convencionalmente em um contexto mais estrito, como parâmetro hidráulico em testes de aquífero. Ao passo que Souza e Fernandes (2000) empregam o conceito de Zona de Transmissividade em referência a uma
interpretação bem mais generalista do funcionamento dos sistemas aquíferos. De forma a evitar imprecisões de interpretação, consideramos
mais adequado utilizar o termo Área de Transiência, em lugar de Área de Transmissividade.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
23
Portanto, estudos realizados apenas sobre uma bacia isolada podem gerar incertezas quanto à
sua aplicação em bacias nas outras escalas de abordagem. Sivalapan (2005) salienta que, para o
progresso da ciência hidrológica e hidrogeológica, é necessária uma reorientação metodológica para
que as pesquisas sobre bacias hidrográficas sejam conduzidas, sempre que possível, sobre um sistema
de bacias aninhadas. Nesses termos, a avaliação de um processo hidrogeológico demandaria ser
mensurada em diversos pontos no decorrer da bacia hidrográfica, subdividindo seus dados por
subbacias, de modo a investigar sua variação conforme se amplia a escala da bacia hidrográfica.
2.1.4 – Drenabilidade de Solos como Objeto de Diálogo Interdisciplinar
A questão da especialização e das possibilidades de diálogo interdisciplinar também pode ser
abordada a partir das variáveis e atributos mensurados nos projetos de pesquisa. Na interpretação do
fluxo hídrico em meios porosos, as variáveis utilizadas pelas diferentes comunidades acadêmicas
põem a claro como um mesmo assunto pode ser abordado de formas distintas. A Pedologia
(compreendida tanto em relação ao levantamento pedológico básico quanto para estudos de aptidão
agrícola) e a análise de vertentes (empregada com enfoques diferenciados, mas complementares, pela
Geotecnia e pela Análise Estrutural de Solos) são um exemplo, cujos conceitos são aproximados pelo
Quadro 2.2. Nesse quadro, cada coluna corresponde a uma abordagem disciplinar (Levantamento
Pedológico, Aptidão Agrícola e Análise de Vertentes), ao passo que as setas mostram as interconexões
entre as variáveis estudadas em cada uma dessas abordagens. Desse modo, o Quadro 2.2 aponta a
possibilidade de diálogo interdisciplinar entre as matrizes teóricas, de forma a contribuir para um
entendimento mais aprofundado de seus objetos de estudo.
Embora nem sempre relacionados diretamente à recarga de aquíferos pelos estudos
acadêmicos, outros conceitos como perfil de umidade e tensão de capilaridade, bem como os atributos
já descritos na coluna intermediária do Quadro 2.2, adquirem potencial interesse quando passa a se
considerar a relação entre solos, cobertura vegetal e recarga de aquíferos. Na medida em que
fenômenos como interceptação, evapotranspiração, infiltração e escoamento superficial são
influenciados pelo tipo de vegetação, a faceta da disponibilidade hídrica do solo pode transferir
conceitos, métodos e teorias advindos das áreas acadêmicas de estudo de aptidão agrícola e de
ecologia de paisagens para a recarga de aquíferos (Schröder 2006, Martins Junior et al. 2010).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
24
Quadro 2.2 – Comparação de variáveis da pedologia, aptidão agrícola e análise de vertentes, com base em Martins Junior et al. (2010).
Variáveis Pedológicas de Base (CETEC
1981)
Variáveis Pedológicas de Interesse para Vegetação
Plantada e Nativa (Marques 2003)
Variáveis para Estudo de
Vertentes*
Ca+++
Mg++
K+
Na+
Soma de bases trocáveis
S=[Ca++]+[Mg++]+[K+]+[Na+] Soma de bases trocáveis (S)
Al+++
H+
Capacidade de permuta de cátions
T=S+[H+]+[Al+++] Capacidade de troca de cátions (T)
Saturação de bases V=(Sx100)/T Grau de saturação de bases (V)
Saturação com alumínio trocável
(100xAl+++)/([Al+++]+S) Saturação com alumínio
Salinidade
Alcalinidade
Carbono orgânico Matéria orgânica = Corgânico x 1,724
Nitrogênio total
Relação Carbono/Nitrogênio Relação Carbono/Nitrogênio
Fósforo assimilável Fósforo assimilável
Equivalente de umidade
Capacidade de retenção de água = Água1/3atm ( ou
Equivalente de umidade) Capacidade de Campo
Água a 1/3 atm
Água a 15 atm (Ponto de murcha permanente)
Água disponível = (Água1/3atm-Água15atm) Água disponível
Teor de umidade atual
(w=MH2O/Msólida)
Grau de saturação
(Sr=Vágua/Vvazios)
Condições de drenagem (inferido através da permeabilidade
interna e condições topográficas)
Risco de inundação
Quadro 2.2 – Continuação
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
25
Variáveis Pedológicas de Base (CETEC 1981)
Variáveis Pedológicas de Interesse para
Vegetação Plantada e Nativa (Marques 2003)
Variáveis para Estudo de
Vertentes*
Porosidade [100x(densidadereal(particulas)-
densidadeaparente(solo))]/densidadereal
Porosidade (=Vvazios/Vamostra ) –
variação da fórmula antecedente
Permeabilidade**
Limite de plasticidade
Limite de liquidez
Índice de plasticidade
Índice de consistência
Ic=(LL - w)/(LL - LP)
Índice de vazios (e=Vvazios/Vsólidos)
Massa específica natural (=M/V)
Massa específica Natural para
Sólidos (sólido=Msólido/Vsólido)
Coesão
Ângulo de atrito
Índice de Intemperismo Ki=Sio2/Al203
Índice de Intemperismo Kr=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)
Granulometria – areia
Textura
Granulometria – silte
Granulometria – argila
Relação silte/argila = (%argila / %silte)
Grau de floculação =
[(argilatotal–argiladispersa_em_água)x100]/argilatotal
Estrutura (inferido a partir do tipo de solo)
Tipo de Argila (ibidem acima)
pH (H20) pH
pH (HCl)
Pedregosidade (inferida a partir do tipo de solo) Pedregosidade
Rochosidade (inferida a partir do tipo de solo) Rochosidade
Horizonte (profundidade) Profundidade total (Horizontes A+B+C) Profundidade da Rocha Alterada
Tipo pedológico Tipo pedológico Tipo de Rocha
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
26
Observações sobre o Quadro 2.2:
* aplicáveis a solos (Análise Estrutural de Solos e Geotecnia) e a rochas portadoras de reservatórios de
aquíferos.
** o terreno impermeável apresenta problema à agricultura e é inferido por características internas ao
perfil (impermes subterrâneos, ou argilas 2:1 em topografia plana ou depressão), e características externas,
como topografia de depressões em geral. Devem ser observados os terrenos de lagoas marginais, as
planícies fluviais sujeitas à inundação, as depressões rasas e os solos hidromórficos em geral.
Queiroz Neto (2000), Santos (2000) e Juhász et al. (2006), ao resgatarem os princípios da
Análise Estrutural de Solos, denotam a limitação dos estudos pedológicos tradicionais que estudam o
perfil de solo apenas em sua variação vertical, sem ênfase nos processos horizontais e sub-horizontais
como vertentes, fluxo subsuperficial lateral de soluções e o escoamento do aquífero livre na zona
saturada do solo. Ainda nesse tópico, ao se interpretar o solo em seu contexto de vertente e de bacia
hidrográfica, Reggiani et al. (2000) ressaltam a necessidade de novas pesquisas que envolvam a
circulação de água como vapor das zonas saturadas e insaturadas para a superfície (consideradas
como evaporação proveniente do solo), levando em conta inclusive a heterogeneidade vertical dos
horizontes de solo. Também indica a necessidade de correlações, em escalas espaciais mais amplas,
entre atributos de declividade, gradiente hidráulico e evaporação proveniente do solo (Reggiani et al.
2000).
A drenagem (ou redistribuição interna) é um atributo utilizado em levantamentos
pedológicos e que apresenta interesse relevante para o fluxo hídrico em solos. O conceito de drenagem
refere-se à dinâmica de espalhamento da água no perfil do solo, em resposta aos gradientes
gravitacional e de pressão, cessado o fenômeno de infiltração (Silveira et al. 2009). Trata-se de uma
variável inicialmente formulada com o interesse de caracterizar se os solos, após eventos de
precipitação (incluindo irrigação), teriam capacidade de reaeração (por escoamento hídrico e
dessaturação) de forma a não prejudicar o crescimento de culturas agrícolas.
Por ter sido adotada como atributo de mapeamento pela Sociedade Brasileira de Ciência do
Solo (Santos et al. 2005), a informação cartográfica de drenagem de solos pode ir além da aptidão
agrícola e indicar a potencialidade de recarga de aquíferos subjacentes. A drenagem de solos também
foi incorporada nos mapeamentos pedológicos da Inglaterra, por meio da metodologia HOST –
Hydrology of Soil Types – (Boorman et al. 1995), assim como nos EUA, por meio dos grupos
hidrológicos de solos – soil hydrologic groups (USDA 2001). Por se tratar de uma característica
generalista, com ênfase no resultado da circulação hídrica, o conceito de drenagem consegue englobar
os processos realizados por parâmetros como permeabilidade, estrutura e condutividade – porém em
uma escala de análise mais ampla que incorpora a capacidade de armazenamento do perfil de solo, a
variação do lençol freático e os processos de fluxo na bacia hidrogeológica.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
27
2.1.5 – Especialização e Diálogo Interdisciplinar no Estudo de Recarga de Aquíferos
Retomando a análise do Quadro 2.1 e as considerações até aqui tecidas, também não se pode
deixar de reconhecer que a Hidrogeologia e a Hidrologia atuaram, em muitos departamentos de
pesquisa, como áreas de convergência dos conhecimentos gerados nas demais comunidades
acadêmicas. Nesse aspecto, tais áreas de convergência tiveram oportunidade de amadurecer uma
reflexão interdisciplinar valiosa. Todavia, frisa-se que a via inversa é necessária para que os
desenvolvimentos científicos sobre recarga de aquíferos elaborados na hidrogeologia e na hidrologia
possam ser utilizados pelos demais campos de conhecimento que lidam com problemas ambientais,
agrícolas, entre outros. Esse mote será abordado nas seções posteriores deste capítulo.
Cabe ressaltar também como a necessidade de especialização interna nas equipes de pesquisa
de hidrogeologia (incluindo a hidrologia) tem levado ao desenvolvimento de domínios de
conhecimento técnico-científicos especializados. No caso, é destacada a especialidade do modelador
matemático-estatístico, contraposto ao profissional que interpreta dados de campo e os sistematiza em
sistemas de informação geográfica.
Em projetos de pesquisa de grande porte é comum que essas funções sejam desempenhadas
por profissionais ou, até mesmo, equipes separadas (Holtschlag 1997, Flynn & Tasker 2004). Nesses
quadros, a equipe de campo/geoprocessamento entrega as variáveis ambientais prontas para os
modeladores matemático-estatísticos, os quais construirão os modelos contrapondo essas variáveis de
entrada às variáveis das medições hídricas e hidrogeológicas.
Sui & Maggio (1999) e Rosa (2002) mostram como essa mesma especialização se dá no
desenvolvimento de softwares, em que os blocos de programação de Hidrologia e de Sistemas de
Informações Cartográficas (mesmo que dentro de um mesmo programa) são designados a profissionais
especialistas diferentes. É demonstrado que, nesses projetos, cada uma das duas equipes programam
segundo abordagens epistemológicas e ontológicas bastante distintas.
2.1.6 – Modelos Hidrogeológicos Conceituais e Empíricos
Para além das diferenças de abordagem departamentais, também se pode analisar os
constructos teórico a partir de modelos epistemológicos mais gerais. Novaes (2005) diferencia os
modelos hidrogeológicos e hidrológicos nas categorias de conceituais e empíricos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
28
Os modelos conceituais apresentam suas funções construídas com base em considerações
concatenadas dos processos físicos descritos na literatura para o ciclo hidrogeológico (Novaes 2005).
A questão metodológica enfrentada por esses modelos é que, ao necessitar de um número realmente
elevado de variáveis e de medições no espaço, torna-se difícil sua aplicação para dimensões espaciais
mais amplas. Essa dificuldade é ainda maior nos países em desenvolvimento, que não apresentam uma
base de dados hidrológica e ambiental suficientemente detalhada (Simmers 1988). Em virtude da
difícil obtenção dos parâmetros requeridos para esses modelos, recorre-se usualmente a estimações,
que diminuem o grau de certeza associado aos modelos (Novaes 2005).
Outra crítica recorrente aos modelos conceituais é que grande parte deles são formulados e
calibrados para o contexto dos processos ambientais dos países temperados do Hemisfério Norte,
apresentando erros significativos quando aplicados em áreas tropicais do Hemisfério Sul (Andrade et
al. 2006). A calibração forçada desses modelos para o contexto das bacias tropicais pode distorcer os
modelos originais além dos limites admissíveis. Ao mesmo tempo, tal costume obsta o aprendizado
proveniente dos padrões que possivelmente poderiam emergir dessas novas observações (Sivalapan
2005).
Os modelos empíricos, por sua vez, são modelos em que se parte das relações de causa e
efeito entre as variáveis de entrada e de saída, calibrando funções que simulam indiretamente os
processos físicos envolvidos (Tucci 2002) – tal como uma caixa-preta. Os modelos envolvem
tipicamente análises multivariadas, tais como Redes Neurais e Análise de Componentes Principais,
aplicados a dados estocásticos hidrológicos.
Em referência aos modelos empíricos, cabe o acautelamento levantado por Collischonn &
Tucci (2001), uma vez que, ao propor-se que a integração de todos os processos hidrogeológicos de
uma bacia seja representada como dado de saída pela vazão (vazão superficial, subterrânea ou
escoamento de base), o processo de calibração colige a infinitas combinações de variáveis plausíveis
da bacia hidrogeológica, o que induz a incertezas na estimação dos parâmetros. Tais incertezas são
ainda mais potencializadas pela comum correlação espacial entre os atributos ambientais, em virtude
da história de formação bio-pedo-morfo-lito-climática conjunta dos ambientes (Retallack 2008).
De forma a diminuir as incertezas nos modelos empíricos, Clarke (2009) recomenda a
parcimônia na inclusão de parâmetros. Para isso, torna-se importante o uso de métodos quantitativos
estatísticos que avaliem a conveniência ou não da inclusão de cada nova variável. Essa economia de
constructos pode ser feita recorrendo-se a variáveis que representem correlação com variações
espaciais sistêmicas, tais como área da bacia hidrográfica, posição de altitude no perfil de equilíbrio,
evapotranspiração, entre outros. Todavia, o uso de menos variáveis, além de homogeneizar
espacialmente o resultado, dificulta inferências quanto ao papel dos distintos atributos ambientais
sobre o processo hidrogeológico envolvido.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
29
2.2 – MODELAGEM INTERDISCIPLINAR EM RECARGA E DESCARGA DE
AQUÍFEROS
Apresenta-se neste tópico uma proposta de modelagem, de tipo textual e diagramático,
abordando as diversas informações oriundas dos domínios de conhecimentos envolvidos na análise
ambiental da recarga e descarga de aquíferos. Pretende-se, com isso, proporcionar assim uma visão
articulada e epistemologicamente consistente dos conhecimentos abarcados. A formalização
computacional de conhecimentos sobre recarga de aquíferos a seguir apresentada consiste no trabalho
da equipe de pesquisa articulada entre o CETEC-MG e UFOP, no âmbito da qual se insere esta tese.
Seus trabalhos encontram-se documentados em Martins Junior (2006, 2007) e Martins Junior et al.
(2009), sintetizadas nas publicações de Vasconcelos et al. (2005, 2011) e Martins Junior et al. (2006,
2008, 2010).
Trata-se de um primeiro passo para aferir informações que poderão ser estruturadas na forma
de bancos de dados, cartografia, sistemas de informação geográfica, algoritmos lógicos, modelos
matemáticos e estatísticos, esquemas tridimensionais, bem como as que necessitem recorrer a
conteúdos textuais explícitos, ou mesmo ao conhecimento tácito de pesquisadores. A formalização das
modalidades de conhecimento e de sua tipologia lógica é essencial para definir a possibilidade de
utilização de modelos e ferramentas informacionais que procurem resolver os problemas
compreendidos no âmbito da circulação hídrica subterrânea.
As etapas de modelagem foram realizadas com base em metodologias oriundas da Ciência de
Informação, tais como Mapas Conceituais (Sowa et al. 1993), sisORCI/sisARCQ (Martins Junior et
al. 2006, 2007), CommonKADS (Schreiber et al. 1999), Unified Modeling Language – UML (Booch
et al. 1999) e Knowledge Representation (Sowa 2000). Os modelos conceituais apresentados foram
elaborados a partir da consulta a pesquisadores especialistas e de bibliografia técnica – sem pretensão
de cobrir totalmente os campos de saberes, mas sim de representar conexões expressas como mais
relevantes.
O Quadro 2.3 apresenta uma integração preliminar sobre como as diferentes áreas de
conhecimento podem contribuir no estudo de áreas de recarga de aquíferos. O Quadro usa a definição
de “Zonas de Recarga de Aquífero” – ZRAs – e de “Áreas Precisas de Recarga” – APRs – conforme
definidas por Martins Junior et al. (2006). A ZRA equivale a áreas onde a infiltração apresenta papel
proeminente no ciclo hidrogeológico, agregadas geograficamente por estudos de pedologia,
geomorfologia e litoestratigrafia, reconhecidas em escala regional. As APRs são reconhecíveis em
escala de detalhe, dentro do contexto de uma ZRA, sendo, por conseguinte, necessários estudos mais
detalhados que incluam a delimitação dos aquíferos e dos fluxos hídricos subterrâneos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
30
O Quadro 2.3, ao utilizar o método de Matrizes Interdisciplinares (Martins Junior 2006)
permite figurar como a articulação entre distintas abordagens disciplinares podem interagir, ampliando
as noções sobre um dado ambiente e mostrando correlações antes implícitas ou mesmo não
percebidas. Esse método consiste em trazer, nas linhas e colunas, as diferentes áreas de saber e formas
de abordagem, ao passo que os conceitos, objetos e relações com potencial interdisciplinar e
transdisciplinar são destacados nas células cruzamentos entre linhas e colunas (Vasconcelos et al.
2005). Utilizando esse mesmo método, foi desenvolvido o Quadro 2.4, com o objetivo de se
aprofundar mais nas possibilidades de integração interdisciplinar nas questões ambientais envolvendo
recarga e descarga de aquíferos.
Com o Quadro 2.4, a seu passo, procura-se agrupar os temas interdisciplinares relacionados à
hidrogeologia, estudos ambientais e ocupação do território, por meio da definição de eixos de
integração interdisciplinar. Tais eixos de integração são propiciados, segundo Martins Junior et al.
(2008), muito em conta das conexões espaciais topográficas, mas também das conexões topológicas
dos sistemas ambientais e dos campos de conhecimento envolvidos. O Quadro 2.4 apresenta caminhos
potenciais para que as variáveis paramétricas e de processos mensuráveis sejam empregados com fins
de modelar as condições ideais de ocupação do território pelo viés “permissão x impedimentos x
precauções específicas”.
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
31
Quadro 2.3 – Temas em relação com as ciências especialistas e com as questões centrais em relação ao uso de terras em ZRAs e APRs. Adaptado de Martins Junior et al.
(2010).
Ciências e
temas Hidro-
estratigrafia
Geologia
estrutural e
Geomorfologia
Pedologia Aptidão de
Solos Geotecnia Climatologia
Modelagens
hidrodinâmicas Hidrogeoquímica
Questões
centrais
Localização das
ZRAs
estratigrafia;
delimitação de
aquíferos
fraturados,
cársticos e
porosos
geoformas;
topografia
tipos de solos
por classe de
drenagem
tipos de
aptidão
formações
superficiais
precipitação;
temperatura;
evapo-
transpiração;
cartas agroclimato-
lógicas
separação de
escoamento
superficial e
fluxo de base
fontes de
contaminação;
áreas de risco;
pontos de uso de
água
Localização das
APRs
estratigrafia de
detalhe;
delimitação de
aquíferos,
aquipermes
(aquitardos e
aquicludes)
declividade;
posições em
vertentes;
densidade de
lineamentos;
estruturas rúpteis
e dúcteis
tipos de solos
pela
classificação
de primeiro
nível
correlação
entre solos e
vegetação;
uso optimal X
ocupação
efetiva
riscos
geotécnicos,
erodibilidade;
saturação do
solo
inundações;
fotoperiodicidade;
exposição de
vertentes; balanço
hídrico
modelagem de
infiltração;
escoamento sub-
superficial
famílias de águas
subterrâneas com
potencial de serem
poluídas
Caracterização
geoambiental
por tipos de
ZRA e de APR
petrografia;
intemperismo;
sedimentologia.
geoformas;
geoestruturas;
coberturas
eluviais,
coluviais e
aluviais; abertura
e profundidade
de estruturas
rúpteis
tipos de solos
em níveis
detalhados;
atributos
físicos
implicações
tecnológicas
para
conservação
do solo e da
água; estudos
de
viabilidade;
espécies
indicadoras
Fluxo hidro-
geoquímico de
vertente;
atributos
físicos de
solos;
erosão laminar
ou profunda;
movimentos
de massa
intensidade e
distribuição de
chuvas;
temperatura do
solo
modelos
conceituais e/ou
empíricos
integrando os
processos
hidrogeológicos
estudo de poluição
e de autodepuração;
porosidade; limite
de liquidez;
permeabilidade
Obs: A localização das APRs leva em conta os atributos já listados para as ZRAs, mais os descritos em sua linha específica no Quadro 2.3. De forma análoga, a
Caracterização Geoambiental por tipos de ZRA e APR incorpora as variáveis já citadas, e acrescenta detalhamentos propostos na respectiva linha.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
32
Quadro 2.4 – Grupos de variáveis próprias para articulação de conceitos interdisciplinares aplicados às relações processos hidrogeológicos x tipos de uso do solo x
conservação ambiental. Adaptado de Martins Junior et al. (2008).
Grupos de variáveis Hidrologia /
Hidrogeologia Geologia Geomorfologia Pedologia Botânica Agronomia Geotecnia
G 1 – Ambientes
Fluviais
vazões específicas
superficiais
depósitos detrítico-
aluviais quaternários
leito menor, maior
e de inundação.
solos
hidromórficos;
neossolos
flúvicos
matas ciliares irrigação
G 2 – Correlações
topológicas e
topográficas para
recarga e descarga de
aquíferos
rede de drenagem;
escoamento superficial
pós-chuvas;
infiltração;
escoamento superficial
de base;
evapotranspiração.
formações porosas;
estruturas rúpteis
permeáveis
cartografia dos
vários tipos de
geoformas
cartografia dos
vários tipos de
solos
formações vegetais;
ecossistemas;
fitogeografia;
fitossociologia
áreas de iso-
aptidão de solos;
drenagem de
solos
riscos geotécnicos;
porosidade; índice de
vazios; teor de umidade,
massa específica natural;
grau de saturação,
G 3 – qualidade da
água
zonas de recarga;
gradiente hidráulico
litoestratigrafia;
modelagem estrutural;
assinatura geoquímica
zonas tampão infiltração de
insumos agrícolas
G 4 – tipologia de
surgências vazões em fontes
atitudes de rochas;
surgências de fraturas
modelos de
vertente para
surgência
vegetação hidrófila e
higrófita
ocupação
irregular de APP assoreamento
G 5 – análises
sazonais
tempo de circulação
superficial e
subterrâneo; ciclos
climáticos
ciclos
hidrogeológicos
cársticos
ciclos e sazonalidade
das plantas em geral
ciclos e
sazonalidade das
plantas
domésticas
riscos geotécnicos em
eventos climáticos
extremos
G 6 – uso da água
manutenção de vazões;
coeficiente de recessão;
Q7,10
prospecção para
poços
dependência da
vazão ecológica
otimização entre
consumo e
recarga na
irrigação
G 7 – degradação dos
solos
erosão laminar ou
profunda
perda universal
de solos vegetação fixadora
técnicas de
conservação do
solo agrícola
ângulo de atrito, limite de
plasticidade e de liquidez,
coesão
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
33
A Figura 2.1 apresenta um diagrama ontológico para questões ambientais envolvendo recarga
de aquíferos, em estrutura SHRIMP (Storey et al. 2002) elaborada por meio do programa Protégé.
Como ontologia, entende-se a rede de entidades e processos por meio da qual os sujeitos e
comunidades estruturam teorias e pressuposições, estendendo-se desde a cultura lato sensu até o
conhecimento acadêmico. De forma geral, estudar ontologias é definir categorias para as coisas que
existem em um mesmo domínio (Almeida & Bax 2003). Portanto, é uma especificação explícita de
uma conceitualização (Corazzon 2002).
O diagrama ontológico SHRIMP apresenta uma visão eficiente para se detalhar por classes e
subclasses das entidades. A visada de sistemas de classificação apresenta-se como um passo
importante para subsequentes trabalhos de modelagem mais próximos ao programador, como a
linguagem UML (Booch et al. 1999). Além disso, o Protégé apresenta a funcionalidade prática de
suporte para exportação direta em Ontology Web Language – OWL (Smith et al. 2004).
Como limitação, os diagramas ontológicos não visualizam com eficácia as temáticas
conceituais, nem representam as relações entre as entidades. Por essa razão, lança-se mão do método
de mapas conceituais como instrumento complementar. Os mapas conceituais podem ser entendidos
como estruturas, esquemas ou gráficos utilizados para representar a forma de um sujeito entender e
conhecer sobre um determinado assunto (Lima 2004). Embora estes não representem explicitamente o
conteúdo semântico de um termo, podem ser muito ricos em transmitir um esquema semiótico que
consiga com maior eficácia recuperar as informações e a construir o conhecimento.
Os mapas conceituais também procuram facilitar o processo de aprendizagem (Lima 2004),
mostrando a inter-relação de conceitos e a visão interdisciplinar. A partir de um universo de
informações, o mapa conceitual ajuda a concatenar as ideias e produzir uma visão ampla e sistêmica.
Dessa forma, permite adquirir e transmitir o conhecimento propiciando mais facilidade de verificar
contradições, paradoxos e falhas no conteúdo organizado.
Todavia, os progressos da última década na programação de sistemas para rede (web)
oferecem novas possibilidades para ir-se além de uma mera apresentação gráfica bidimensional
estática dos mapas conceituais. Os atuais recursos de manipulação gráfica, integração de linguagens,
hiperlinks e bancos de dados, permitem que os mapas conceituais possam se transformar em
verdadeiros sistemas de conhecimentos, em que o usuário navega pelas ligações e acessa conteúdos
específicos de seu interesse.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
34
De forma a aproveitar essa capacidade técnica, Martins Junior (2007) propôs o
desenvolvimento de uma nova metodologia, denominada ‘Organograma de Rodas de Correlação e
Impactos’ – ORCI –, integrada a sistema web, então denominado sisORCI e, posteriormente,
renomeado para sisARQC. A metodologia dos organogramas ORCI para arquitetura de conhecimentos
pode, pois, ser entendida como uma inovação diante da metodologia de mapas conceituais. A Figura
2.2 apresenta a interface ORCI elaborada para o tema de recarga de aquíferos.
A etapa seguinte na formalização lógica do conhecimento consiste na modelagem em UML,
sob a metodologia CommonKADS (Schreiber et al. 1999). Conteúdos mais detalhados sobre a linha
de trabalho de engenharia de conhecimentos e CommonKADS em recarga de aquíferos podem ser
encontrados em Martins Junior et al. (2009) e Martins Junior et al. (2006, 2010). Dentre os produtos
desenvolvidos, de forma a focar a possibilidade de estruturação de bancos de dados, apresentam-se os
diagramas de classe expondo as principais entidades e relacionamentos do domínio de recarga de
aquíferos (Figuras 2.3 e 2.4). Para a gestão de aquíferos, como conhecimento de caráter mais
procedimental, apresenta-se o diagrama de atividades (Figura 2.5).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
35
Figura 2.1 – Grafo ontológico da estrutura do sistema e dos subsistemas para gestão de aquíferos, pela
visualização em referência SHRIMP, da plataforma de manipulação Jambalaya (Storey et al. 2001), construída
via programa Protégé. O termo Aquiperme abarca os aquitardos e aquicludes. Fonte: Vasconcelos et al. (2011).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
36
Agricultura
Bacia
Hidrográfi-
ca
Investimen-
toTrabalho
Gestão do
Território
Desmata-
mento
Ecologia-
Economia
Uso do
Solo
Proprieda-
de Rural
Rocha
Vegetação
SoloSistemas
Hídricos
Química da
Água
Partilha de
Recarga
Aquífero
Superficial
Água
Circulação
Hídrica
Aquífero
Subterrâ-
neo
Zonas de
Recarga de
Aquífero
Fontes
Modelo
Interpreta-
tivo
Relações entre as tonalidades das rodas de conteúdo e os fenômenos abordados para o organograma ORCI de
Zonas de Recarga de Aquíferos
Tonalidade
Fenômenos Relacionados
Azul Claro Sistemas Hídricos
Azul Escuro Processos hídricos dinâmicos
Rosa Rochas e Manto de Intemperismo
Verde Claro Processos relacionados à cobertura e uso da terra
Outros verdes Sistemas econômicos e financeiros
Figura 2.2 – Representação de um organograma ORCI para Zonas de Recarga de Aquíferos. No organograma
ORCI não existe hierarquia, mas relações sequenciais, em paralelo e/ou em simultaneidade. São relações
conceituais, sistêmicas, de sensibilidade e outros tipos. Fonte: Martins Junior et al. (2009), Vasconcelos et al.
(2011).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
37
Figura 2.3 – Diagrama de classes em nível de contexto em UML; são indicados os objetos geológicos (ZRAs,
reservatórios de aquíferos e zonas de descarga). Processos naturais e/ou induzidos podem alterar as taxas de
trocas de energia e massa. Os métodos de segurança (conservação, ocupação ideal, restrições de uso,
rendimentos, métodos de conservação) são programáveis. Símbolos: int – informação numérica; string –
informação textual; boolean - informação lógica; void – funções com valor a ser preenchido de acordo com as
instâncias determinadas; list – lista de variáveis. Fonte: Martins Junior et al. (2010)
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Figura 2.4 - Diagrama de Classes UML em nível de contexto, em que os objetos e processos são representados
segundo visão delineada a partir dos sistemas ambientais delimitados. O organograma ORCI (Figura 2.2)
apresenta-se como fase preliminar para a formalização deste diagrama. Fonte: Martins Junior et al. (2006).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Figura 2.5 – Diagrama de Atividades em nível de contexto para gestão ambiental de recarga de aquíferos.
Consideram-se, para auxílio à decisão, as condições limites (área de preservação, área de conservação, segurança
química, métodos obrigatórios de segurança geotécnica, compatibilidades recíprocas e incompatibilidades entre
os vários parâmetros). Fonte: Martins Junior et al. (2010).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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2.3 – INCORPORAÇÃO DA HIDROGEOLOGIA NAS POLÍTICAS PÚBLICAS DE
MEIO AMBIENTE E DE RECURSOS HÍDRICOS
A recuperação e manutenção da circulação hídrica, em termos quantitativos e qualitativos, são
dependentes do correto planejamento sobre os impactos ambientais quanto ao solo e à biota. Importante
para a preservação dos recursos hídricos é a manutenção da cobertura vegetal e do manejo dos solos
nas áreas de predomínio de recarga de aquíferos, visto que isso irá viabilizar a percolação da água,
assegurando uma vazão mais estável para os corpos d’água superficiais, sobretudo, na estação das
secas.
Nesse contexto, o reconhecimento do processo hidrogeológico apresenta-se como um meio eficaz
para a integração entre a gestão de ocupação do solo e a gestão dos recursos hídricos. Em especial, a análise
da relação entre a diferenciação espacial dos atributos ambientais da bacia e os processos de recarga e
descarga de aquíferos podem fornecer subsídios para o planejamento de boas práticas para projetos
agrícolas, obras de engenharia e outros usos da terra. A compreensão desses processos também é basilar
para uma gestão integrada dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos.
2.3.1 – Aspectos Legais
A avaliação sobre as possibilidades de uso do conhecimento sobre os processos de recarga e
descarga de aquíferos nas análises ambientais das políticas públicas demanda a caracterização de seu
contexto normativo. Uma vez que os instrumentos das Políticas de Meio Ambiente e de Recursos
Hídricos estão delimitados em um corpo de normas legais e infralegais, torna-se essencial um diálogo
entre a Hidrogeologia e o Direito Ambiental.
O atual ordenamento jurídico brasileiro faz escassas referências à proteção dos processos
hidrogeológicos. Caso as normas delimitassem a necessidade de um conhecimento mínimo sobre a
recarga e descarga de aquíferos das áreas com intervenção antrópica, o poder público e o setor privado
seriam instados a incorporar essa temática em seus trabalhos técnicos.
As Áreas de Preservação Permanente – APPs –, previstas pela Lei de Proteção da Vegetação
Nativa (Lei Federal nº 12.651, de 2012), protegem parcialmente algumas áreas chave para o ciclo
hidrogeológico, embora de maneira inespecífica e, por isso mesmo, pouco adaptáveis aos diferentes
contextos hidrogeológicos. A Resolução nº 369/2006, do Conselho Nacional de Meio Ambiente –
Conama – (ao descrever os estudos para intervenção ambiental em áreas de preservação permanente –
APP – urbana), e também alguns termos de referência para EIAs com intervenção em áreas cársticas,
já demandam consideração específica sobre os processos hidrogeológicos. Contudo, a incorporação de
tal previsão jurídica deve ser cercada de legitimidade social e praticidade, sob o risco de não se
garantir a eficácia de sua aplicação e coerção. Para tanto, uma estratégia interessante é procurar
transitar entre a simples restrição de uso (não-fazer) para as condições sustentáveis de uso do território
(como fazer).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Um caminho para se estimular a recarga de aquíferos é simplificar o processo de autorização
para construção de barraginhas (pequenas bacias de acumulação e infiltração de águas pluviais –
(Barros 2000)) em áreas de preservação permanentes – APPs. Em muitas situações, há estradas
atravessando APPs, e o escoamento superficial concentrado advindo dessas infraestruturas torna-se um
significativo fator de erosão das encostas e de assoreamento dos cursos de água nessas áreas
naturalmente sensíveis. Todavia, a Lei Federal nº 12.651, de 2012, apenas permite alteração de uso do
solo em APPs em casos de utilidade pública e interesse social1, que atualmente não contemplam a
construção de barraginhas. A regulamentação de novos casos de baixo impacto para intervenção em
áreas de preservação permanente e em reserva legal coube ao Conama e aos Conselhos Estaduais de
Meio Ambiente. De forma análoga, a regulamentação de novos casos de utilidade pública passou a ser
exclusiva do Chefe do Poder Executivo Federal. Caso se regulamente, nessas instâncias, que a
construção de barraginhas seja de utilidade pública e/ou interesse social, seria muito mais fácil
remediar os impactos do assoreamento de estradas, ao mesmo tempo em que potencializaria o aumento
na recarga dos aquíferos.
Cotejando ao direito comparado internacional, a principal ferramenta de proteção ambiental da
água subterrânea tem sido o estabelecimento de áreas de proteção de poços. As diferentes
metodologias variam entre a adoção de um perímetro circular fixo, ou do cálculo da velocidade do
fluxo hídrico subterrâneo. (Coelho & Duarte 2003).
A delimitação circular fixa, embora seja de fácil aplicação, apresenta as debilidades de não
diferenciar uma distância de maior proteção em direção da zona de fluxo subterrâneo, nem prever
diferenciações pela velocidade de fluxo hidrológico subterrâneo (USEPA 1986, Carvalho & Hirata
2012). Inferências úteis para a delimitação da área de proteção podem ser tomadas no teste de
bombeamento do aquífero, pela modelagem numérica/analítica tridimensional de simulação do cone
de rebaixamento referente à captação (Coelho & Duarte 2003, Carvalho & Hirata 2012). Entretanto,
em áreas com intensa perfuração de poços, os cones de rebaixamento podem se interconectar, exigindo
estudos regionais mais complexos e em escalas mais amplas (CETESB 2004).
No Brasil, as fontes de águas minerais (ou seja, poços ou nascentes de valor econômico estrito,
na forma de instâncias hidrominerais ou para engarrafamento) necessitam de estudos para a proteção
de sua área de recarga, detalhados pela Portaria nº 231/1998, do Departamento Nacional de Produção
Mineral – DNPM. De modo análogo aos perímetros de proteção de poços dos países europeus, a
portaria estabelece a seguinte classificação:
1 No caso da faixa de 50 metros no entorno de nascentes, só é permitida a altereação de uso do solo em casos de utilidade pública.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Zona de influência ZI - área referente ao cone de depressão (rebaixamento da superfície
potenciométrica). Associada ao perímetro imediato do poço ou fonte onde só são permitidas atividades
inerentes à referida captação. Sua dimensão é função de suas características hidrogeológicas e grau de
vulnerabilidade ou risco de contaminação de curto prazo;
Zona de transporte ZT - área localizada entre a área de recarga e o ponto de captação. É a
zona que determina o tempo de trânsito que um contaminante leva para atingir o ponto de captação
desde a área de recarga. Visa à proteção contra contaminantes mais persistentes.
Zona de contribuição ZC - área de recarga associada ao ponto de captação, delimitadas pelas
linhas de fluxo que convergem a este ponto (equivalente à bacia hidrogeológica efetiva).
A Portaria nº 231/1998, do DNPM, detalha os estudos mínimos, mas não chega abordar uma
metodologia única para delimitação das áreas de proteção, e nem detalha quais seriam as restrições
cabíveis para a proteção dessas fontes. Coelho & Duarte (2003) atentam que, embora as áreas de
proteção dos poços possa se embasar em metodologias convencionais internacionalmente utilizadas, a
proteção das surgências (nascentes) ainda não apresenta uma metodologia consolidada que delimite e
caracterize sua área de proteção de forma segura. Coelho & Duarte (2003) propõem, para as
surgências, que sejam delimitadas áreas de proteção com distância estimada em função da
condutividade hidráulica do solo, a partir de análises de textura granulométrica.
No que tange aos perímetros de proteção, USEPA (1986) ressalva que os critérios legais para
áreas de proteção de poços se orientam especificamente para a qualidade da água dos poços, sem
considerações importantes sobre impactos ecológicos, relações de descarga de aquíferos nas nascentes
a jusante, e uso múltiplo das águas e do território.
Ainda no que toca ao direito internacional, a Comissão de Direito Internacional das Nações
Unidas tem discutido na última década sobre o aprimoramento de acordos internacionais atinentes aos
aquíferos subterrâneos (Nações Unidas 2008), entre os quais afeta especialmente ao Brasil o aquífero
Guarani (distribuído entre Brasil, Argentina, Uruguai e Paraguai). Analogamente às dificuldades de
gerir aquíferos transfronteiriços internacionais, dentro do Brasil existe a dificuldade da gestão de
aquíferos transfronteiriços entre os Estados, haja vista ainda que a Constituição Federal atribuiu aos
Estados a dominialidade das águas subterrâneas (art. 26, inciso I). Este é um caso de como discussões
em uma escala de abordagem (internacional) podem ser aproveitadas para a gestão em outra escala
(interestadual). Em ambas as abordagens, o impacto do uso do solo sobre área de recarga no território
de um ente político pode comprometer o uso do aquífero pelos demais entes.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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No Brasil, a legislação federal não prevê regramentos específicos para a gestão da água
subterrânea. As Resoluções nos
15/2001, 22/2002, 76/2007 e 92/2008 do Conselho Nacional de
Recursos Hídricos – CNRH – estendem-se sobre a necessidade de incorporar as águas subterrâneas
nos instrumentos da Política de Recursos Hídricos, mas, além de serem bastante gerais, não
especificam instrumentos específicos para sua gestão. Não obstante, as águas subterrâneas são
abrangidas por instrumentos gerais referentes aos recursos hídricos: planos diretores de bacia
hidrográfica, sistemas de informações sobre recursos hídricos, outorga de uso da água e cobrança pelo
uso da água.
O instrumento de enquadramento dos corpos de água (metas e critérios de qualidade) foi
estendido para as águas subterrâneas pela Resolução nº 91/2008, do CNRH. Porém, a resolução não
aclara como adaptar esse instrumento às diversas particularidades hidrogeológicas, tais como
autodepuração subterrânea; delimitação de aquíferos, aquífugos e aquitardes; influência
hidrogeoquímica e outros; tanto no que se refere ao seu conhecimento científico e à sua caracterização
local, quanto às demandas de uso e gestão. De forma análoga, os critérios para concessão e gestão das
outorgas de uso da água subterrâneas continuam distantes de uma compreensão do volume e da
recarga sazonal das reservas dos aquíferos subterrâneos e, muito mais, da compreensão do efeito das
captações subterrâneas nos sistemas hídricos superficiais.
Desde a atualização do Safe Drink Water Act2, em 1986, o poder público dos EUA pode
delimitar áreas críticas de proteção de aquíferos, a partir de estudos técnicos específicos (USEPA
1986). Não há essa previsão na Política Nacional de Recursos Hídricos brasileira. Para suprir essa
lacuna da legislação federal, os Estados de Minas Gerais, São Paulo, Pernambuco, Pará, Goiás, Rio
Grande do Sul, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Distrito Federal, Acre, Paraná, Rio de Janeiro,
Piauí, Amazonas, Rondônia, Tocantins e Roraima editaram seus instrumento normativos para a
proteção das águas subterrâneas, todas bastante semelhantes umas às outras, conforme levantamento
de Toscano et al. (2008).
No que se refere à recarga dos aquíferos para abastecimento público (por poços ou
surgências), as legislações estaduais supracitadas preveem a possibilidade de demarcação de três
modalidades de áreas:
Área de Proteção Máxima - compreendendo, no todo ou em parte, zonas de recarga de
aquíferos altamente vulneráveis à poluição e que se constituam em depósitos de águas essenciais para
abastecimento público;
2 Principal lei nos Estados Unidos da América acerca da qualidade da água a ser utilizada para abastecimento
humano.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Área de Restrição e Controle - caracterizada pela necessidade de disciplina das extrações,
controle máximo das fontes poluidoras já implantadas e restrição a novas atividades potencialmente
poluidoras;
Área de Proteção de Poços e Outras Captações - incluindo a distância mínima entre poços e
outras captações e o respectivo perímetro de proteção.
Dutra (2005) critica o termo Área de Proteção Máxima, pelo fato que o adjetivo máxima,
inicialmente retirado da legislação internacional com o significado de área de maior abrangência (ou
seja: área máxima), passou a ter a conotação de proteção máxima. Ademais, as Áreas de Proteção de
Poços e Outras Captações, e as Áreas de Restrição e Controle, por estarem mais próximas dos pontos
de uso da água, em geral mereceriam restrições maiores do que as Áreas de Proteção Máxima, de
forma análoga ao sistema europeu (Coelho & Duarte 2003, United Kingdom Environmental Protection
Agency 2008). O significado que o termo Área de Proteção Máxima desperta na população dificultaria
ainda mais a sua aplicação, em virtude de não dar a entender ser possível conciliar os usos do solo de
maneira sustentável com a proteção da recarga dos aquíferos.
Apesar de grande parte desses instrumentos normativos estaduais de proteção de águas
subterrâneas haver sido sancionada no Brasil a partir da década de 1990, até o presente momento eles
têm sido pouco utilizados. No Estado de São Paulo, há registro formal do uso em duas áreas,
classificadas como de Restrição e Controle: Ribeirão Preto (Portaria nº 1.594/2005, do Departamento
de Águas e Energia Elétrica; Deliberação n.º 82/2008, do Conselho Estadual de Recursos Hídricos) e
Jurubatuba (São Paulo 2009).
Em ambos os casos, a medida se deu após emergirem conflitos sociais graves relacionados à
escassez de água subterrânea nos critérios de qualidade e quantidade. Pressupõe-se, portanto, que com
o aumento da demanda de água subterrânea para diversos fins (rural, industrial ou urbano), associado à
expansão das potenciais fontes de poluição, há uma forte perspectiva de que os instrumentos de
proteção das políticas estaduais de recursos hídricos passem a ser aplicados em mais regiões
brasileiras.
2.3.2 – Unidades de Conservação em Zonas de Recarga de Aquíferos
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
45
Para além dos instrumentos da Política de Recursos Hídricos e de Águas Subterrâneas, o
Poder Público frequentemente tem procurado proteger a recarga de fontes de abastecimento público
por outros instrumentos, tais como unidades de conservação. Em Minas Gerais e São Paulo,
estabeleceu-se um modelo de unidade de conservação típica: a Área de Proteção de Mananciais
(também denominadas Áreas de Proteção Especial). Todavia, as dificuldades de incorporação e
regulamentação dessas áreas no Sistema Nacional de Unidades de Conservação, bem como para a
regularização e efetivação dessas unidades de conservação, têm levado à sua conversão em outras
categorias de unidade de conservação, especialmente as de proteção integral. Adicionalmente, Minas
Gerais apresenta a Lei Estadual no 10.793, de 1992, a qual prevê regramentos adicionais para o
licenciamento de empreendimentos em áreas que contribuem para mananciais de abastecimento
público – inclusive as que não estejam protegidas como unidades de conservação.
A atuação governamental na proteção das fontes de abastecimento público (incluindo
legislação e execução de políticas públicas) necessita ser avaliada de forma conjugada às demais
políticas de planejamento urbano. Stela Goldenstein (Brasil 2001) analisa que os zoneamentos e
restrições ambientais nas áreas de expansão urbana costumam referir-se a um mundo formal, e nem
sempre o Poder Público possui meios de exigir o cumprimento dessas normas pela sociedade. Uma
eficácia maior na implementação de tais instrumentos depende de uma visão estratégica que inclua
também as relações de política, poder, conflitos e processos sociais (Brasil 2001).
Sob esse aspecto, tem sido interessante a busca de inserir os segmentos da sociedade nas fases
de elaboração, implementação e revisão da delimitação de áreas com restrição de uso, lançando mão
de conselhos deliberativos de participação popular, audiências públicas, e de outros meios de
democracia participativa direta e indireta. Em regiões de uso mais homogêneo do solo, como as áreas
de ocupação agropecuária, a coadunação de esforços frente a interesses comuns é mais simples, e
funciona como uma forte alavanca para valorização do capital social. Ao passo que, em áreas com
diversidade maior de representações sociais, o trabalho tornar-se-á mais complexo, devido aos
interesses mais fragmentados e difusos (Brasil 2001).
2.3.3 – Recursos Humanos
Apesar da consideração cada vez mais patente, por parte do meio técnico, da
imprescindibilidade da análise hidrogeológica nos contextos de gestão hídrica e ambiental, sua
aplicação raramente se concretiza. Dentre os óbices para incorporação dos processos hidrogeológicos,
encontram-se as limitações de recursos humanos capacitados, de recursos financeiros e de tempo
disponível. Constata-se, de modo geral, nos órgãos ambientais e de recursos hídricos, relatar a baixa
disponibilidade de geólogos em suas equipes, o que se apresenta como barreira limitante para
incorporação do conhecimento geológico na execução dos instrumentos de suas respectivas políticas.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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A oferta insuficiente de profissionais das áreas de Geologia e Engenharia de Minas no
mercado de trabalho de mineração e de prospecção mineral (inclusive em um horizonte futuro de
médio prazo – conforme (Brasil 2011)), pode ser um dos motivos parciais para tal cenário. Além
disso, a falta de capacitação básica em hidrogeologia para os demais profissionais que atuam nas
equipes de estudos ambientais traz dificuldades mesmo para atitudes iniciais de diálogo nesse sentido.
No que toca aos estudos demandados pelas políticas estaduais de recursos hídricos
subterrâneos, a reserva profissional legal de certos trabalhos a profissionais de hidrogeologia (i.e.,
Geólogos e Engenheiros de Minas) merece certa atenção. Os trabalhos de outorga de uso da água para
poços são um exemplo, e a extensão de novas atribuições a esses profissionais apresenta-se como
potencial para assegurar um mínimo de qualidade a assuntos em que tais conhecimentos sejam
cruciais.
Todavia, em um contexto de valorização das abordagens interdisciplinares, restrições de
execução profissional podem inclusive obstar as possibilidades de diálogos e interpretações mais
ampliadas dos problemas ambientais envolvendo a recarga de descarga de aquíferos. O assunto das
competências profissionais torna-se ainda mais complexo com a crescente criação de novos cursos de
nível superior e de pós-graduação que possuem interface com recursos hídricos e geociências.
Uma alternativa viável pode ser a de empregar uma grade mínima de disciplinas (matriz de
conhecimentos) em vez de exigir uma formação específica de nível superior, conforme proposto pela
Resolução CONFEA no 1.010, de 2005, com início de vigor previsto para 2012. Todavia, em 25 de
maio de 2012, o plenário do CONFEA votou pela suspensão temporária da referida resolução, sob a
prerrogativa de que ainda seriam necessários novos estudos e detalhamentos sobre sua
operacionalização.
2.3.4 – Considerações Metodológicas sobre Técnicas de Estudo de Recarga de Aquíferos
Em que pesem as questões relativas à disponibilidade de profissionais capacitados para lidar
com os aspectos hidrogeológicos nas políticas públicas de meio ambiente e recursos hídricos, tais
observações não afastam a suposição de que as metodologias existentes para estudos hidrogeológicos
não se mostrem adequadas para execução nos contextos em que são demandadas para resolução das
questões ambientais e de uso da água. Tal inadequação pode se dar em diversos aspectos, tais como [1]
dados iniciais disponíveis, [2] escala(s) de extensão espacial e de detalhe, [3] profissionais disponíveis,
[4] tempo e recursos financeiros, [5] resposta demandada e [6] nível de certeza demandado.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Sem dúvida, o contexto de desenvolvimento e de aplicação em que foram formadas as
diversas abordagens e metodologias de estudo hidrogeológico existentes partem do meio acadêmico
ou de institutos de pesquisa, em que se apresentam projetos financiados, com equipe de bolsistas na
área de especialidade departamental e um histórico de anos de desenvolvimento. Não se deixa de
reconhecer as aplicações práticas da hidrogeologia e da hidrologia na construção de poços,
rebaixamento de lençóis em mineração e construção de reservatórios.
Contudo, tal separação entre desenvolvimento teórico e prático levaram Dooge (1988) a
reconhecer a vinculação, na área de Recursos Hídricos, entre uma Ciência Teórica (que procura
avançar academicamente sobre os conhecimentos); e uma Ciência Aplicada, a qual se volveria ao
emprego de certos conjuntos de técnicas já consolidadas para a resolução de problemas práticos. O
objetivo de pesquisas acadêmicas, embora constantemente foque problemas relevantes para a
sociedade, sempre volta esforços consideráveis para o avanço do conhecimento científico e para maior
adequação entre modelos e a realidade.
Com base nas considerações até aqui tecidas, depreende-se a necessidade do desenvolvimento
de metodologias de diagnóstico de recarga e descarga de aquíferos com aplicação viável no contexto
dos instrumentos das políticas públicas de meio ambiente e de recursos hídricos. Tais metodologias
podem trazer subsídios de informação para a tomada de decisão em instrumentos de atuação local
(autorizações de uso de recursos hídricos, licenciamento ambiental, alocação de reserva legal,
autorizações de desmate, entre outros) e de planejamento regional (planos diretores de recursos
hídricos, planos diretores municipais, zoneamentos ecológico-econômicos, entre outros).
Muitas das técnicas de diagnóstico e mapeamento atuais utilizadas nas políticas ambientais e
de meio ambiente apresentam visões compartimentadas e estáticas de um ambiente. A circulação
hídrica subterrânea, pela recarga e descarga de aquíferos, pode, pois, demonstrar relações topológicas
espaço-temporais entre os elementos do ambiente, integrando ecossistemas, geossistemas, bem como o
uso do solo e da água. Tais desenvolvimentos metodológicos devem ser bem fundamentados
epistemologicamente, sob um enfoque interdisciplinar e orientado para a gestão hídrica e ambiental.
2.3.5 – Estratégias para Incorporação da Informação Hidrogeológica nas Políticas
Públicas
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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De fato, a falta de um conhecimento detalhado prévio sobre o comportamento hidrogeológico
do território dificulta que sejam tomadas medidas de prevenção. Por esse motivo, os técnicos dos
órgãos de gestão de recursos hídricos têm insegurança ao avaliar o custo-benefício econômico e social
de medidas de restrição de uso da terra, uso da água e de fontes de poluição nas áreas de recarga
relevantes para o abastecimento humano. Somam-se a isso as limitações de pessoal e infraestrutura do
poder público para garantir a efetividade dessas restrições. Entretanto, é consensual que as
possibilidades técnicas de remediação de solos e aquíferos contaminados são muito mais onerosas do
que as medidas restritivas de prevenção (Souza 2010).
Outra estratégia, de gestão preventiva, consiste em identificar as áreas com maior potencial de
conflitos, bem como as áreas em que a população dependa mais exclusivamente do acesso às águas
subterrâneas. Nos Estados Unidos, o poder público realiza como política pública institucionalizada a
identificação prioritária de regiões onde a população tenha mais de 50% de dependência de acesso à
água subterrânea (USEPA 2005). Nessas regiões são executados procedimentos especiais de gestão,
incluindo estudos mais detalhados sobre as alternativas de acesso às fontes superficiais. No Estado do
Texas, as áreas identificadas pelas comunidades como aquíferos importantes passam a ser geridas por
conselhos de aquíferos (Flores 2008), semelhantes aos comitês de bacia hidrográfica da legislação
brasileira de recursos hídricos.
No Reino Unido, foram identificadas, em toda a extensão do território, a localização das
fontes atuais e potenciais de abastecimento para a população (United Kingdom Environmental
Protection Agency 2008). Para proteger esses perímetros, foram demarcadas áreas de proteção de
fontes. Além disso, para análises locais (caso-a-caso), utilizam planilhas de checagem ponderadas para
decisão quanto à necessidade de estudos mais detalhados para aplicação de instrumentos específicos
de gestão sobre áreas de recarga (United Kingdom Environmental Protection Agency 2008).
Com a gradual implantação de bancos de dados e sistemas de auxílio à decisão nos órgãos de
gestão de recursos hídricos, no Brasil, as informações relacionadas às outorgas de águas subterrâneas
passam a constituir um importante acervo de informações quanto aos aquíferos e seu uso. Um exemplo
é o Sistema SIAGAS (Sistema de Informações de Águas Subterrânea), o qual possui as informações
acerca dos perfis litológicos, dados hidrogeoquímicos e testes de bombeamento dos poços outorgados
em todo o Brasil (Nascimento et al. 2008).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Mesmo apesar do inegável potencial do SIAGAS para gestão do uso das águas subterrâneas,
ainda cabe a constatação de Gomes (2008) de que o uso desses dados é extremamente limitado para a
modelagem dos aquíferos em que se situam. Afinal, esses poços são locados para sua maior eficiência,
conforme o conhecimento do perfurador com base em informações de campo que escapam à escala de
detalhe regional dos mapeamentos cartográficos (logo, os poços não são aleatórios espacialmente).
Além disso, os poços não apresentam características homogêneas quanto à profundidade e outros
aspectos construtivos, dificultando comparações e interpolações espaciais.
Ainda no que se refere aos dados disponíveis, o aumento na malha de estações telemétricas de
informações sobre o ciclo hidrológico, por meio da implantação e manutenção de piezômetros,
lisímetros, estações fluviométricas e estações climatológicas, traria um conhecimento de base essencial
para entender o funcionamento da recarga dos aquíferos. Sem a densidade de estações suficientes,
estudos integrados entre essas modalidades de mensuração, tais como realizados nos EUA por Ruhl et
al. (2002) e Risser et al. (2005) tornam-se um sonho distante para os países em desenvolvimento.
Como demanda futura de aprimoramento da gestão ambiental, os textos normativos das
distintas esferas (federal, estadual e municipal) podem prever diferentes graus de proteção ou
conservação, a serem definidos na medida em que se aprimora o conhecimento sobre hidrogeologia de
um sítio de intervenção, demonstrando de modo cientificamente confiável as melhores alternativas
para o uso sustentável dos recursos naturais. De acordo com Johnson et al. (1999) e Dillon (2005) e
Martins Junior (2006), o objetivo final de uma política que integre o planejamento sustentável do uso do
solo e da água seria quantificar hidrogeológica e economicamente a viabilidade de aumentar a infiltração
em áreas de maior recarga potencial dos aquíferos, durante o período de chuvas, com fins de garantir uma
vazão mínima adequada para os períodos de estiagem, inclusive visando à melhora na qualidade das águas.
Nesse aspecto, os órgãos governamentais poderiam iniciar uma política de concessão de
reajustes nas outorgas de uso da água e na cobrança pelo uso da água para usuários cujos
investimentos em conservação do solo e da água contribuam para o aprimoramento da circulação
hídrica (subterrânea e superficial). Dessa forma, se estimulariam investimentos privados em ações que
trazem benefício a todos os usuários de um sistema hídrico (bacia hidrográfica/hidrogeológica). Tal
estratégia é potencializada na medida em que o usuário de recursos hídricos passa a também poder ser
visto como um potencial “produtor de água”, inclusive em contextos de pagamento de serviços
ambientais.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
50
Em relação ao sistema de outorga de uso da água, desenvolvimentos que incorporem efeitos
integrados entre conservação e uso de águas superficiais e subterrâneas contribuiriam para uma gestão
mais adequada dos recursos hídricos. Atualmente, por exemplo, quando um usuário solicita uma
outorga de uso consumptivo que envolva a construção de um barramento para reservação e
regularização de vazão de cursos d’água, os efeitos benéficos à circulação hídrica em virtude da
infiltração subsuperficial e subterrânea abaixo do reservatório, bem como os efeitos da elevação do
nível freático local, não costumam ser modelados, gerando uma figura irreal para a decisão dos limites
de outorga de uso da água.
Uma proposta para gestão integrada da circulação hídrica deve, na medida do possível, incluir
a possibilidade de projetos com dupla fonte de captação de água (uso conjuntivo): superficial e
subterrânea. Durante a época das chuvas, é utilizada a captação das águas superficiais, mais
amplamente disponíveis. Ao passo que no período de estiagem, haja vista o tempo dilatado da
circulação das águas subterrâneas, o uso de poços distantes dos cursos de água permite que o impacto
da retirada seja sentido até meses depois do momento da retirada. Dessa forma, pode-se planejar um
sistema em que o impacto sobre os cursos de água superficiais só sejam sentidos depois de findado o
período de estiagem. Um estudo preliminar sobre a modelagem dos impactos do uso conjuntivo de
água em projetos de irrigação pode ser conferido em Hoque & Islam (2000, 2002) e Bejnaronda et al.
(2011).
Apesar de consistir em uma ideia eficiente para a garantia da circulação hídrica, o uso do
sistema de dupla fonte de captação torna-se um grande desafio para a gestão pelos órgãos públicos.
Um primeiro caminho seria estabelecer um sistema integrado de outorgas de uso da água superficial e
subterrânea, que considera regras diferenciadas sazonais (períodos de chuvas e de estiagem) (Oliveira
2011), bem como critérios diferenciados respeitando os ciclos temporais das contribuições
superficiais, subsuperficiais, subterrâneas locais e subterrâneas regionais. Além da maior flexibilidade
para projetos que prevejam o uso conjugado entre águas subterrâneas e superficiais, a disponibilidade
extra de vazão outorgável na época das chuvas traria a possibilidade de utilizar esse recurso hídrico em
estratégias de reservação de água e mesmo de recarga artificial de aquíferos, conforme experiências
desenvolvidas internacionalmente (Raju 1998, Bouwer 2002, Dillon 2005, Madan et al. 2009).
Entretanto, o grande obstáculo para a implantação de um sistema de outorgas variáveis sazonais
encontra-se na dificuldade de garantir e fiscalizar que o usuário estará realmente restringindo a
quantidade de água superficial captada no período de estiagem e, em contraposição, se está
restringindo o uso da água subterrânea no período das chuvas.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
51
Outro instrumento que pode conduzir a um uso harmônico das retiradas subterrâneas e
superficiais é o estabelecimento de alíquotas diferenciadas para a cobrança do uso da água superficial
e subterrânea, com variações sazonais dos preços de modo a induzir ora uma, ora outra, sobre o
cômputo geral das retiradas. Especificamente no que condiz às águas subterrâneas, pode haver
diferenciações do custo da água em razão da profundidade do poço e da distância para cursos de água,
de modo a incorporar uma sensibilidade maior aos tempos distintos de circulação hídrica subterrânea.
Não obstante, as dificuldades de operacionalização, mensuração e fiscalização devem ser levadas em
consideração para avaliar a viabilidade de implantação dessas estratégias de gestão.
2.3 – SÍNTESE
As análises ambientais envolvendo recarga e descarga de aquíferos mostraram poder ser um
campo interdisciplinar bastante profícuo, tanto para o desenvolvimento científico quanto para a gestão
sustentável do uso da água e do solo. O diálogo interdisciplinar apresenta diversos desafios, mas traz a
promessa de maior compreensão e maturidade por parte das diversas comunidades acadêmicas
envolvidas. Neste capítulo procurou-se aclarar as relações entre os saberes disciplinares existentes e a
demonstrar a potencialidade de novos rumos para essas pesquisas interdisciplinares. Reconhece-se,
sem embargo, que ainda nos encontramos distantes de uma base teórica concisa e articulada que
abarque com efetividade as demandas do saber e do fazer em relação aos aquíferos subterrâneos.
A aplicação de modelagem computacional apresentada neste capítulo coloca-se como uma
propícia possibilidade para o desenvolvimento de modelos computacionais e de sistemas especialistas
de diagnóstico e de auxílio à decisão em gestão de aquíferos. Para estudos futuros, um caminho
promissor de modelagem envolve o detalhamento dos diagramas, visando à articulação de Sistemas de
Auxílio à Decisão com Sistemas de Informação Geográfica – SIG. Para tanto, podem ser úteis as
proposições teóricas sobre geo-ontologias (Fonseca et al. 2000, Fonseca et al. 2006, Wang et al. 2008,
entre outras obras), de forma a vincular-se aos debates já existentes sobre representação, estruturação,
tratamento e gestão sobre informações espacializadas em geociências. Complementarmente, estudos
futuros poderiam analisar, nos diagramas das figuras 2.3 e 2.4, quais classes e atributos merecem um
tratamento que vincule dinâmicas temporais e espaciais (Dias et al. 2005).
Evidenciou-se, neste capítulo, que a incorporação dos processos hidrogeológicos aos
instrumentos das Políticas Meio Ambiente e Recursos Hídricos demanda, antes de tudo, que essa área
do saber (Hidrogeologia) esteja apta a demonstrar que apresenta métodos úteis e práticos para resolver
os problemas ambientais demandados. Essa demonstração inclui tanto o desenvolvimento de
metodologias adaptadas aos contextos de aplicação, quanto também à capacidade de se transmitir e
ensinar seus saberes para os profissionais das outras áreas de conhecimento.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
52
Ademais, como base propositiva, podemos concluir que a necessária, mas cauta, adaptação das
políticas públicas para lidar de forma eficaz com os fenômenos de recarga e descarga de aquíferos
exige um caminho de bom senso, que parta da disponibilidade de recursos humanos capacitados e que
concilie os recursos financeiros e a agilidade necessária para resolução dos problemas enfrentados.
Portanto, o desenvolvimento de metodologias factíveis aos instrumentos de gestão ambiental e de
recursos hídricos deve ter em conta essas limitações de tempo, recursos humanos, fontes de
informação e possibilidades legais inerentes a seus respectivos contexto de aplicação.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
53
CAPÍTULO 3
CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DA BACIA DO RIO PARACATU
Este capítulo empreende uma análise dos estudos existentes sobre a Bacia Hidrográfica do Rio
Paracatu. Avalia-se o conhecimento existente no tocante à Litoestratigrafia, Geologia Estrutural,
Geomorfologia, Pedologia, Clima e Cobertura Vegetal. São delineadas correlações e interações entre
as diversas caracterizações espaciais das temáticas apresentadas. Atenta-se em cada tema, sobretudo,
às características que podem ter papel significativo aos processos hidrogeológicos. Por fim, são
apresentadas considerações preliminares sobre os processos hidrogeológicos associados a cada sistema
de rochas portadoras de aquíferos da bacia.
3.1 – LITOESTRATIGRAFIA
A área da bacia do Paracatu é constituída por um conjunto de rochas pré-cambrianas e por
uma sequência de depósitos sedimentares de idade cretácea, além de sedimentos e coberturas detríticas
do Terciário-Quaternário (CETEC-MG 1981). Diversos autores propuseram classificações, colunas
estratigráficas e mapas litoestratigráfico para regiões dentro da Bacia do Paracatu, os quais foram
agrupados no Anexo A.1.
Na Figura 3.1, apresenta-se o mapa de litoestratigrafia, seguido da respectiva coluna
geológica, proposto pelo CETEC-MG (1981), consistido por Martins Junior (2006), na escala de
detalhe original em 1:250.000. Ressalta-se que Freitas-Silva e Dardenne (1991, 1992) e Comig (1994)
individualizam, na Bacia do Paracatu, as formações Paracatu e Vazante, na faixa proximal entre o
Grupo Canastra e o Grupo Bambuí. Essas formações não haviam sido individualizadas pelo CETEC-
MG (1981), no mapa disposto da Figura 3.1. Os metassedimentos do Grupo Vazante consistem em
uma sequência argilosa e argilo-dolomítica com estromatólitos de barreira recifal (Valeriano et al.
2004), formados por um alto paleogeográfico regional (Misi 2001, Figura A.15 do Anexo A.1). O
Grupo Canastra é constituído, ainda, por rochas metassedimentares siliciclásticas, compostas por
camadas de filitos carbonosos (Formação Paracatu), que cedem lugar a pacotes de quartzitos e filitos
cloríticos e sericíticos no topo (Fuck et al. 1994). O mapa litoestratigráfico da Figura 3.2, com escala
de detalhe original em 1:1.000.000, apresenta a delimitação das duas formações, enquanto o Quadro
3.1 relaciona o respectivo mapa aos tipos de rocha.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
54
Figura 3.1 – Mapa litoestratigráfico da Bacia do Paracatu - escala de detalhe do levantamento em 1:250.000.
Fonte: Martins Junior (2006).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
55
COLUNA ESTRATIGRÁFICA do MAPA LITOESTRATIGRÁFICO (Figura 3.1)
QUATERNÁRIO
Qa – Sedimentos Inconsolidados – Argilas, Cascalhos e Areia
TERCIÁRIO/QUATERNÁRIO
TQd – Sedimentos Detríticos Laterizados ou não ou
TQd – Sedimentos Detríticos Laterizados ou não mais antigos.
– Mais antigo
CRETÁCEO
Formação Urucuia
Ku – Arenitos avermelhados ou róseo claros, localmente silicificados, com horizontes argilosos.
Formação Areado
Ka – Arenitos finos médios, com intercalações de siltitos e argilitos fossilíferos, cores variegadas do
vermelho claro ao verde, localmente calcíferos, arenitos avermelhados com estratificação cruzada e
conglomerados.
Formação Mata da Corda
Kmc – Tufos, Tufitos, Conglomerados e Arenitos Cineríticos
EO-CAMBRIANO
Super Grupo São Francisco
Grupo Bambuí
Formação Três Marias
EoCtm – Arcósios e siltitos arcosianos, micáceos, cores verde a marrom arroxeado.
Formação Paraopeba
EoCp – margas, siltitos argilitos, calcários e ardósias.
EoCpd – margas, siltitos argilitos, calcários e ardósias com predominância de dolomitos.
EoCpc – margas, siltitos argilitos, calcários e ardósias com predominância de calcários e margas.
Formação Paranoá
EoCpa – Quartzitos, filitos e siltitos
PROTEROZÓICO
Grupo Canastra
PCc – quartzitos, filitos, calcários grafitosos e piríticos e xistos
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Figura 3.2 – Mapa litoestratigráfico conforme as bases cartográficas da Companhia de Pesquisa de Recursos
Minerais (2003). Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Quadro 3.1 – Litologia da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: Companhia Brasileira de Recursos Minerais (2003)
Sigla Nome da Unidade Litotipo Primário Litotipo Secundário Classe das Rochas
CPsf Santa Fé Arenito, Rocha pelítica, Diamictito Sedimentar clástica (ou Sedimentos)
ENdl Coberturas detrito-lateríticas com
concreções ferruginosas
Laterita, Depósitos de areia, Depósitos de argila,
Depósitos de cascalho
Sedimentar químico (ou Sedimentos inconsolidados)
K1a Areado Folhelho, Arenito, Conglomerado, Siltito Sedimentar clástico (ou Sedimentos)
K2mc Mata da Corda Arenito, Tufo lapíli Rocha vulcânica Sedimentar vulcanoclástica (ou Sedimentos)
K2u Urucuia Arenito conglomerático, Rocha pelítica, Arenito Conglomerado Sedimentar clástica (ou Sedimentos)
MPci Canastra Indiviso Filito, Xisto, Sericita xisto, Grafita xisto, Metarenito Metasiltito, Metargilito,
Ardósia
Metamórfica
MPp Paracatu Sericita filito carbonoso Metamórfica
MPpa Paranoá Metarenito arcoseano, Rocha metapelítica Calcário Metamórfica e sedimentar química
MPpa1 Paranoá 1 - Conglomerática Rítmica
Quartzítica inferior
Conglomerado oligomítico, Metarritmito Filito, Metassiltito Metamórfica, Sedimentar Clástica
MPpa3 Paranoá 3 - Rítmica Quartzítica
Intermediária
Siltito argiloso, Metassiltito Metargilito Metamórfica, Sedimentar Clástica
MPpa3qt Paranoá 3, quartzito Quartzito Metamórfica
MPpa4 Paranoá 4 - Rítmica Pelito-carbonatada Metargilito, Metassiltito Ardósia, Mármore Metamórfica
MPsl Serra do Landim Filito, Sericita filito carbonoso Metamórfica
MPva Vazante - Unidade A Ardósia, Foscorito Ígnea, Metamórfica
MPvb Vazante - Unidade B Calcário dolomito, Chert, Foscorito, Rocha
metapelítica
Ígnea, Metamórfica, Sedimentar química (ou
Sedimentos)
NP2bp Paraopeba Calcarenito, Arcóseo, Dolomito, Siltito, Folhelho,
Argilito, Ritmito, Marga
Sedimentar clasto-química (ou Sedimentos)
NP2bpa Paraopeba, arenito Arenito Siltito Sedimentar clástica (ou Sedimentos)
NP2bpc Paraopeba, calcário Calcarenito Dolomito, Marga, Siltito Sedimentar clasto-química (ou Sedimentos)
NP2bpqt Paraopeba, quartzito Quartztito Quartzito Metamórfica
NP2ljc Lagoa do Jacaré, calcário Calcário Marga, Siltito Sedimentar clasto-química (ou Sedimentos)
NP2sh Serra de Santa Helena Siltito Folhelho síltico Sedimentar clástica
NP2sl Sete Lagoas Metapelito Dolomito Metamórfica
NP2ss Serra da Saudade Arenito, Argilito, Siltito Pelito Sedimentar clástica
NP3tm Três Marias Arcóseo, Argilito, Siltito Sedimentar (ou Sedimentos) Clástica
NQdl Coberturas detrito-lateríticas ferruginosas Aglomerado, Laterita, Depósitos de areia, Depósitos de
argila
Depósitos de silte Ígnea vulcânica, Sedimentar química (ou Sedimentos
inconsolidados)
Q1a Depósitos aluvionares antigos Depósitos de argila, Depósitos de areia, Depósitos de
cascalho
Sedimentar (ou Sedimentos inconsolidados)
Q2a Depósitos aluvionares Depósitos de areia, Depósitos de cascalho Depósitos de silte, Depósitos
de argila
Sedimentar (ou Sedimentos inconsolidados)
Q2a Depósitos aluvionares Areia Argila, Cascalho, Silte Material superficial (Sedimentos inconsolidados)
Qdi Coberturas detríticas indiferenciadas Areia, Argila, Cascalho Material superficial (Sedimentos inconsolidados)
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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De acordo com Endo (2006), a correlação cronológica entre o Grupo Bambuí e as Formações
Vazante e Paracatu ainda não é assunto consensuado na literatura acadêmica. Todavia, as
litoestratigrafias completamente distintas, pelas suas litofácies e pela espessura dos sedimentos
observados, não deixam de ser critérios para sua separação (Dardenne 1978, Comig 1994).
3.2– GEOLOGIA ESTRUTURAL
Para Almeida (1977), no contexto geotectônico, a região de Paracatu se insere na faixa de
dobramentos Brasília e abrange uma pequena porção de uma unidade geotectônica maior, pré-
brasiliana, denominada Cráton São Francisco. O Cráton do São Francisco estabilizou-se no final do
ciclo Transamazônico e atuou como antepaís para as faixas orogênicas que o delimitam (Mulholland
2009).
A infraestrutura da Faixa Brasília é formada por terrenos do Maciço de Goiás (Província de
Tocantins), o qual representa um fragmento crustal arqueano retrabalhado pela orogênese Brasiliana,
desenvolvido no Neoproterozóico em eventos de colisão continental entre os Crátons Amazônico e
São Francisco (Mulholland 2009). Rochas supracrustais, meso e neoproterozóicas exibem deformação
e metamorfismo com polaridade dirigida para leste (Fuck et al. 1994). A parte meridional da Faixa
Brasília compreende, a nível regional, as unidades litoestratigráficas dos grupos Araxá, Canastra e
Vazante e das formações Ibiá e Paracatu (Mulholland 2009).
Os metassedimentos do Grupo Vazante devem-se à sedimentação de margem passiva
neoproterozóica na borda oeste do Cráton do São Francisco (Fuck 1994). A oeste, o Grupo Vazante é
cavalgado pelo grupo Canastra ou pela sequência de filitos e quartzitos da Formação Paracatu – e a
leste cavalga os sedimentos da porção superior do Grupo Bambuí (Souza 1997).
A Bacia do Paracatu caracteriza-se em sua porção central como parte da plataforma estável do
Cráton do São Francisco, limitada a leste pela Zona de Deformações Marginais (CETEC-MG 1981 –
Ver Figura A.19, Anexo A.1). A plataforma estável corresponde a uma área cratônica, onde as rochas
pré-cambrianas (Grupo Bambuí) apresentam-se, de um modo geral, sub-horizontais e com leves
evidências de metamorfismo (Andrade 2007). Em alguns locais dessa plataforma, tais rochas refletem
reativações de falhamentos do embasamento cristalino. As zonas de deformações marginais, por sua
vez apresentam dobras e falhas inversas, com direções (strike) aproximadamente paralelas aos limites
sul e oeste do Cráton do São Francisco.
A faixa proximal oeste do Subgrupo Paraopeba, pertencente ao Grupo Bambuí, coincide com
as zonas marginais de deformação que encerram características de um ambiente litorâneo e sub-
litorâneo (Mulholland 2009). Destarte, apresenta composição litológica formada por calcários silicosos
e dolomíticos com estromatólitos, calcários coolíticos e pisolíticos, turbiditos, siltitos e ardósias
calcíferas, típicos desse ambiente de deposição (Mulholland 2009).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
59
As coberturas detríticas terciário-quaternárias depositam-se em discordância erosiva sobre as
demais coberturas estratigráficas (RURALMINAS 1996). São coberturas alóctones e autóctones
(RURALMINAS 1996) com diferentes graus de laterização (Barbosa 1970).
As coberturas detríticas mais antigas estão sobre os planaltos de 800 a 1000 metros de altitude,
nas cabeceiras da bacia. São resultantes de uma fase de aplainamento do cretáceo superior/terciário
inferior, desenvolvendo-se predominantemente sobre os Grupos Mata da Corda e Aerado e Formação
Urucuia (RURALMINAS 1996). As coberturas na depressão da bacia (400 a 600 metros de altitude),
por sua vez, são mais recentes, mas também originados de detritos de formações cretáceas de matriz
arenítica.
A análise das estruturas dúcteis e rúpteis da Bacia do Paracatu traz informações relevantes
sobre sua tectônica recente. Os mapas das Figuras 3.3 e 3.4 apresentam a distribuição de estruturas
rúpteis e dúcteis da bacia, respectivamente. A porção da bacia ao Norte de Brasilândia de Minas
(Paralelo 17ºS) apresenta feições estruturais dúcteis dirigidas no sentido NW-SE – equivalendo à
Bacia do Rio Preto e ao Norte da Bacia de Entre-Ribeiros. Ao passo que a porção sul da bacia
apresenta estruturas no sentido NE-SW, evidenciadas pelas linhas de drenagem.
A bacia também pode ser analisada de acordo com os atributos de sua metade leste e oeste,
divididas aproximadamente no meridiano 46º30’. Na metade oeste da Bacia do Paracatu (zona de
deformações marginais), os lineamentos rúpteis e dúcteis são bastante relacionados às estruturas de
relevo (cristas e vales). Ao passo que na metade leste da bacia (plataforma estável) os lineamentos,
embora controlem estruturalmente as redes de drenagem, em nada condizem com relevo arrasado e
aplainado, sem variações topográficas de expressão regional (RURALMINAS 1996).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
60
Figura 3.3 – Estruturas rúpteis na Bacia do Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
61
Figura 3.4 – Estruturas dúcteis da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
62
De acordo com Endo (2006), os dois principais eventos deformacionais que moldaram a Bacia
do Paracatu são de idade brasiliana (600 a 560 Ma). O evento E1, de forte natureza dúctil, necessita ser
contextualizado com a formação do Domo de Cristalina (identificável na Figura A.1 do Anexo A.1), o
qual se encontra na Bacia de São Marcos (vizinha oeste da Bacia do Paracatu), no Estado de Goiás. A
formação do domo se deve a um dobramento drapeado crustal (drape fold) que gerou um campo de
esforços compressivos de direção EW com vergência e transporte de massas dirigidas para leste,
formando dobras de descolamento (detachement folds) (Endo 2006). Na porção Norte (Bacia do Rio
Preto), a Serra de São Domingos serviu de anteparo aos vetores compressivos, gerando os
dobramentos mais expressivos: as Cristas de Unaí. Essas cristas apresentam uma sequência de falhas
inversas de direção N10ºW e alto grau de mergulho (Mourão 2001). As consequências do Evento E1,
associado ao Domo de Cristalina, sobre as expressões principais de forma da bacia do Paracatu e de
seus lineamentos estruturais podem ser observadas nas Figuras 3.5 e 3.6.
O evento E2, por sua vez, teve seu vetor compressivo orientado no vetor NS e teve
características dúctil-frágeis. Como resultados desse evento, observam-se dobras de tipo kink, dobras
com assimetria do eixo axial em S, reativação de falhas anteriores, movimentos transcorrentes e
estruturas em flor (Endo 2006).
Figura 3.5 – A – Relação de compressão do bloco do Domo de Cristalina e do bloco do embasamento a leste, e
desses sobre os metassedimentos da faixa de dobramentos na porção oeste da Bacia do Paracatu. O sistema de
dobramento da cobertura é delimitado na base por uma superfície de descolamento. B – Complementa a Figura
A indicando o modus operandi e os dobramentos como resultantes das compressões de oeste para leste do Domo
de Cristalina sobre os metassedimentos do Paracatu. As dobras são "dobras de descolamento" (detachement
folds). A Serra de São Domingos, com os mais expressivos anticlinais nucleados por calcários cinza-escuros,
parece ter sido uma área de maior resistência – daí oferecer um sistema mais plissado, portanto com expressão
mórfica de uma serra. Fonte: Endo (2006).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
63
Figura 3.6 – O Domo de Cristalina foi objeto de um processo de compressão de direção oeste-leste sobre os
metassedimentos do Paracatu, pertencentes a faixa de dobramentos Brasília. Gerou na área-volume do atual vale
dos rios Paracatu e Preto um sistema de dobras isomófricas que, no domínio sul, têm a direção NE-SW e, no
domínio norte, NW-SE. As estruturas de primeira ordem desse sistema interceptam-se próximas a Brasilândia de
Minas. Fonte: Endo (2006).
Os resultados tridimensionais desses eventos deformacionais foram estudados por Rostirolla et
al. (2002), analisando a Formação Vazante. Foram propostos 5 eventos de deformação (Figura 3.7),
sendo que D1 e D2 correspondem, em termos gerais, ao evento E1 de Endo (2006), enquanto D3 a D5
correspondem ao evento E2. Rostirolla et al. (2002) também propõem que as falhas de empurrão do
evento D2, associadas ao descolamento dos acamamentos dobrados em D1, são as mais importantes em
termos de controle do fluxo hidrogeológico.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
64
Figura 3.7 – Eventos deformacionais sobre a Formação Vazante, na Bacia do Rio Paracatu. D1: vergência das
dobras e cisalhamentos na direção E-SE. D2: Falhas de Empurrão. D3: Movimentação transcorrente e bandas de
tipo kink. D4: reativação e falhas distencionais, com abatimento de blocos para NW. D5: Falhas transcorrentes
dextrais EW e deformação distencional condicionada pelas falhas NW. Abaixo, à direita: feições planares que
controlam a percolação das águas subterrâneas. Adaptado de Rostirolla et al. (2002).
3.3 – GEOMORFOLOGIA
Ferreira et al. (2005) analisaram a evolução do perfil de equilíbrio topográfico da bacia do
Paracatu, avaliando sua correlação com índices de drenagem de Horton e Strahler. Os resultados
condizem com uma bacia de máxima estabilidade, o que coincide com os baixos resultados de
potencial erosivo determinados por RURALMINAS (1996) por meio da equação universal de perda de
solos.
A Bacia do Rio Paracatu pode ser compartimentada entre três unidades geomorfológicas:
Planaltos do São Francisco, Depressão São Franciscana e Cristas de Unaí (Figura 3.8).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
65
Figura 3.8 – Unidades Geomorfológicas da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: IGAM (2006), a partir das bases
cartográficas de RURALMINAS (1996).
Os planaltos do São Francisco correspondem a capeamentos sedimentares amplos, com topos
de cotas de 800 a 1000 metros. O topo das chapadas é constituído por latossolos bem desenvolvidos e
permeáveis, com escoamento superficial pouco denso e bastante reduzido que converge para vales
rasos de fundo plano com surgências em veredas (Mulholland 2009). Os limites desses planaltos são
definidos pelos rebordos erosivos em escarpas. Litoestratigraficamente, remetem-se a coberturas
detrito-lateríticas terciário-quaternárias sobrepostas a formações do Proterozóico Médio.
O retrabalhamento erosivo remontante dessas superfícies tabulares, provocadas pelo
aprofundamento da drenagem da Bacia do Paracatu, deu origem a formas identificadas como
superfícies tabulares reelaboradas e superfícies tabulares onduladas, que ocorrem em geral em
altitudes intermediárias, entre as cotas de 600 a 800 metros (RURALMINAS 1996). Essas áreas
retrabalhadas evidenciam as estruturas dúcteis e rúpteis da zona de deformação ocidental da bacia.
A Depressão São Franciscana, por sua vez, é constituída por extensas áreas rebaixadas e
aplainadas ao longo do leito do Rio Paracatu, com cotas entre 400 e 600 metros, em que se remarca a
presença de lagoas e veredas. A evolução horizontal dessa depressão teve início a partir do momento
em que o progressivo entalhamento das drenagens principais, dissecando as formações cretáceas,
atingiu o substrato representado pelas rochas do Grupo Bambuí (IGAM 2006).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
66
As cristas de Unaí estendem-se do Município de Vazante até o Vale do Rio Preto, com direção
NNW-SSE. São constituídas de formas erosivas desenvolvidas sobre sinclinais e anticlinais, entre as
quais se intercalam zonas rebaixadas e aplainadas (IGAM 2006). No trabalhamento erosivo das
estruturas dúcteis, afloram ardósias, siltitos, quartzitos e calcários dos Grupos Vazante, Paranoá e
Bambuí (Mulholland 2009). Os vales dos cursos de água principais cortam as estruturas
transversalmente, truncando os núcleos de anticlinais em gargantas e boqueirões, enquanto seus
afluentes desenvolvem-se seguindo os lineamentos de sinclinais escavadas (RURALMINAS 1996).
Suas áreas rebaixadas são geralmente cobertas por colúvios e constituem prolongamento da Depressão
Franciscana (Mulholland 2009). Há também formações cársticas, com presença de sumidouros, grutas,
cavernas e dolinas.
Os mapas de altimetria e de declividade estão nas Figuras 3.9 e 3.10, respectivamente. O mapa
geomorfológico detalhado da Bacia do Paracatu pode ser conferido na Figura 3.11, com um
agrupamento esquemático apresentado na Figura 3.12.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Figura 3.9 – Altimetria da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: a pesquisa.
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Figura 3.10 – Declividade da Bacia do Rio Paracatu. Gerada pelo método de cálculo do momento de derivação
sobre superfície quadrática obtida por meio de regressão polinomial a partir das bases de altimetria SRTM, no
software Envi 4.7. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Figura 3.11 – Mapa geomorfológico da Bacia do Paracatu escala disponível 1:250.000, baseado no Planoroeste
do CETEC (1981). Fonte: Martins Junior (2006).
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70
LEGENDA do MAPA GEOMORFOLÓGICO (Figura 3.11)
FORMAS EVOLUÍDAS por PROCESSOS de PEDIMENTAÇÃO
st - superfície tabular – superfície de aplainamento em área de planalto, com depósitos de cobertura arenosos e argilosos e
rede de drenagem pouco densa, constituída por veredas. Ocorrência de áreas de infiltração acentuada, sobre formações
arenosas.
str - superfície tabular reelaborada – superfície de aplainamento em área de planalto, com depósitos de cobertura
predominantemente arenosos; rede de drenagem constituída por veredas em densidade relativamente elevada.
sa - superfície tabular aplainada – superfície de aplainamento em área de depressão, com depósitos de cobertura de textura
variada, rede de drenagem constituída por veredas e vales pouco aprofundados.
pd - pedimentos – vertentes de declividade inferior a 8% elaboradas sobre rochas expostas ou cobertas por formações
superficiais que se integram com os depósitos colúvio-aluviais das superfícies de aplainamento. Áreas com escoamento
superficial difuso.
FORMAS EVOLUÍDAS por PROCESSOS de DISSECAÇÃO FLUVIAL
r - vertentes ravinadas – vertentes dissecadas pelo escoamento fluvial concentrado, elaboradas predominantemente sobre
rochas de baixa permeabilidade.
rv - vertentes ravinadas e vales encaixados – vertentes íngremes dissecadas pelo escoamento fluvial, concentrado em
talvegues profundos.
ch - vertentes em chevron – vertentes litólicas ravinadas e/ou com vales encaixados, elaboradas sobre flancos de estruturas
dobradas. Áreas de escoamento superficial concentrado e difuso intenso.
c - colinas – formas côncavo-convexas elaboradas pelo escoamento superficial concentrado. Áreas com padrão de
drenagem predominantemente dendrítico.
k - cristas – formas erosivas e/ou estruturais, constituídas por alinhamento de topos com vertentes abruptas.
cr - colinas com vertentes ravinadas.
crv - colinas com vertentes ravinadas e vales encaixados.
carv - colinas de topo aplainado com vertentes ravinadas e vales encaixados.
cv - colinas com vales encaixados.
crvk - colinas com vertentes ravinadas, vales encaixados e cristas esparsas.
ckrv - colinas e cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados.
ker - cristas estruturais com vertentes ravinadas - Cristas elaboradas sobre estruturas dobradas, truncadas e posteriormente
ressaltadas por processos erosivos. Área de escoamento superficial concentrado.
kr - cristas com vertentes ravinadas.
kv - cristas com vales encaixados.
krv - cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados.
kerv - cristas estruturais com vertentes ravinadas e vales encaixados.
kcrv - cristas e colinas, com vertentes ravinadas e vales encaixados.
ckerv- colinas e cristas estruturais com vertentes ravinadas e vales encaixados.
rvk - vertentes ravinadas, vales encaixados e cristas esparsas.
rcd - vertentes ravinadas e cones de detritos.
pt - patamares rochosos – superfícies de aplainamento exumadas resultantes da atuação de processos de erosão diferencial
entre formações cretáceas e rochas do Grupo Bambuí. Áreas de escoamento superficial difuso intenso, com ocorrências de
cascalheiras remobilizadas.
gf2 - formas evoluídas por processo de dissecação fluvial.
FORMAS de ORIGEM MISTA, EVOLUÍDAS por PROCESSOS de PEDIMENTAÇÃO e de DISSECAÇÃO FLUVIAL
sto - superfície de aplainamento degradada em área de planalto, com depósitos superficiais pouco espessos. Predomínio de
escoamento superficial concentrado.
sor - superfície ondulada com vertentes ravinadas.
stot - superfície tabular ondulada com formas tabulares esparsas.
ptpd - patamares pedimentados – superfícies de aplainamento exumadas reelaboradas por processos de pedimentação; áreas
de escoamento superficial difuso.
pdr - pedimentos ravinados.
pdrv - pedimentos ravinados com vales encaixados.
ptpdr - patamares rochosos e pedimentos ravinados.
ptr - patamares rochosos com vertentes ravinadas.
ptrv - patamares rochosos com vertentes ravinadas e vales encaixados.
pto - patamares ondulados – superfícies exumadas em degradação pelo escoamento superficial concentrado.
ptkrv - patamares rochosos, cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados.
it - interflúvios tabulares – grupamentos de formas tabulares resultantes da dissecação fluvial de superfícies de
aplainamento.
itrv - interflúvios tabulares com vertentes ravinadas e vales encaixados.
itk - interflúvios tabulares e cristas.
kt - cristas e formas tabulares.
kit - cristas e interflúvios tabulares.
krv - cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados; formas tabulares esparsas.
krvit - cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados; interflúvios tabulares esparsos.
rc - rampas de colúvio – vertentes recobertas por depósitos de origem coluvial, com predomínio de escoamento superficial
difuso.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
71
crc - colinas e rampas de colúvio.
gf1 - formas de origem mista, evoluídas por processo de pedimentação e dissecação fluvial.
FORMAS EVOLUÍDAS por PROCESSOS de EXSUDAÇÃO
ve - veredas – vales rasos com vertentes côncavas arenosas, de caimento pouco pronunciado; ocorrências de solos
hidromórficos.
d - depressões rasas de fundo plano – áreas de má drenagem com rebaixamento pouco pronunciado evoluídas sobre as
superfícies de aplainamento, com ocorrências de solos hidromórficos e concentração de lagoas temporárias.
FORMAS EVOLUÍDAS por PROCESSO CÁRSTICOS
v - verruga – elevação em rocha calcária envolvida por áreas rebaixadas de origem cárstica.
kav - grupamento de formas cársticas com concentração de verrugas calcárias
kka - crista cárstica – crista elaborada em calcário, com desenvolvimento de formas cársticas.
soka - superfície onduladas com desenvolvimento de formas cársticas.
FORMAS EVOLUÍDAS por PROCESSOS de DEPOSIÇÃO FLUVIAL
pf - planície fluvial – terraços e várzeas não diferenciados; ocorrência de áreas de permeabilidade acentuada (sobre
aluviões arenosas) e de lagoas (sobre aluviões argilosas).
pfve - planície fluvial e veredas degradadas.
pfc - planície fluvial em vale colmatado – Planície fluvial resultante de assoreamento das várzeas.
cd - cones de detritos – formas originadas do escoamento torrencial resultantes da deposição de detritos colúvio-aluviais
em confluências e/ou em sopés de escarpas.
pfcd - planície fluvial e cones de detritos não diferenciados.
tf1 - terraço baixo.
tf2 - terraço alto.
FORMAS EVOLUÍDAS por PROCESSOS de EROSÃO ACELERADA
A - erosão acelerada – grupamentos de formas de relevo, resultantes da atuação de processos erosivos intensificados pela
ação antrópica. Erosão laminar, ravinas e voçorocas.
Nota: a ordem das letras indica a predominância das formas de relevo.
Figura 3.12 – Mapa geomorfológico agrupado da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
72
3.3.1 – Geomorfologia Fluvial
A análise sobre a disposição e os padrões de drenagem da hidrografia da Bacia do Paracatu,
quando interpretados de forma integrada aos seus aspectos geomorfológicos e geológicos, possibilitam
inferências sobre a heterogeneidade espacial dos processos hidrológicos e hidrogeológicos. Martins
Junior (2009) propõe, sobre esse tema, a identificação dos sistemas hídricos da Bacia do Rio Paracatu,
como subsídio para sua gestão ambiental.
Os mapas da Figura 3.13 apresentam as taxas de bifurcação e a densidade de drenagem das
sub-bacias para o Rio Paracatu. De uma maneira geral, as áreas com maior densidade de drenagem e
de taxa de bifurcação correspondem a áreas com maior declividade e rugosidade de relevo, facilitando
o transporte hídrico superficial, consequentemente com menor infiltração. Castany (1971) e Silva
(2009) apontam que a densidade de drenagem geralmente apresenta-se inversamente correlacionada à
permeabilidade dos solos, com influência direta na recarga dos aquíferos subsuperficiais e profundos.
As áreas com menor densidade de drenagem podem se enquadrar em duas situações: nas áreas de
topo, indicariam áreas preferenciais de recarga, enquanto nas áreas de baixadas, correspondem a áreas
de confluência fluvial.
Figura 3.13– Mapas de Taxa de Bifurcação (à esquerda) e Densidade de Drenagem (à direita) para a Bacia do
Rio Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
73
O mapa da Figura 3.14 apresenta isopadrões de tecituras. Por meio da análise dos padrões de
drenagem e dos mapas das Figuras 3.13 e 3.14, foram propostos os sistemas de drenagem do mapa da
Figura 3.15, com base na classificação de Lima (2002) e do IBGE (2009). Nos sedimentos terciários
quaternários e cretáceos que se apresentam sob a geoforma de superfícies tabulares sedimentares, a
hidrografia apresenta padrão dendrítico, com controle estrutural mais ameno. Nas regiões onde
afloram as rochas do pré-cambriano, especialmente na zona de deformação marginal, predomina o
padrão de treliça, com drenagem paralela bidirecional e maior controle estrutural.
Figura 3.14 – Áreas de isopadrões de rede de drenagem do Paracatu, incluindo densidade de drenagem,
direcionamento e controle estrutural. Fonte: Martins Junior (2009).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
74
Figura 3.15 – Sistemas Hídricos diferenciados por Padrões de Drenagem na Bacia do Rio Paracatu. Fonte: a
pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
75
Ainda no que se refere à geomorfologia fluvial, importa considerar o atrito do leito (ou
rugosidade), em seu efeito no amortecimento nas ondas de cheia. Lyra et al. (2010) estimaram que o
atrito do leito no médio Paracatu (entre as estações fluviométricas Santa Rosa – 17º17’S e 46º28’W –
e Caatinga – 17º10’S e 45º53’W) apresenta o maior coeficiente de rugosidade de Manning durante a
época seca. Nas cheias, o baixo Paracatu (a partir da estação Caatinga) apresenta maior rugosidade, em
virtude do papel mais acentuado das planícies de inundação no abatimento de vazão.
O mapa da Figura 3.16, abaixo, apresenta uma conjugação entre as áreas de maior densidade
de nascentes, maior densidade de corpos d’água (lagoas) e maior densidade de mesofraturas, para a
Bacia do Paracatu. No interior das áreas de maior densidade de nascentes, possivelmente o fluxo
freático apresenta distâncias mais curtas entre a área de recarga e a de descarga do aquífero. De
maneira análoga à densidade de drenagem, a densidade de nascentes pode estar correlacionada a uma
predominância do escoamento subsuperficial em detrimento da infiltração subterrânea profunda
(Castany 1971, Silva 2009). Além disso, as áreas de maior densidade de nascentes encontram-se
regionalmente a jusante das áreas de descarga por contato litológico, nos limites onde os aquíferos
porosos dão lugar às litologias fraturadas. Tal conjugação entre áreas mais fraturadas e áreas de
densidade de nascentes também podem ser avaliadas no mesmo mapa (Figura 3.16). Essas áreas de
maior fraturamento podem contribuir para uma relativamente maior infiltração das águas, quando
comparados com o restante da estratigrafia não porosa. Ademais, as áreas de maior fraturamento
também podem apresentar pontos de emersão de águas subterrâneas nos locais onde coincidam as
mesofraturas com os cursos de água. As áreas de maior densidade de lagoas correspondem às baixadas
da bacia hidrográfica, tanto como função das planícies de inundação, como também como afloramento
de lençóis freáticos dos aquíferos porosos das litologias porosas quaternárias.
As Figuras A.21 a A.23, no Anexo A.3, apresentam o mapeamento de diversas variáveis
morfométricas e hidromorfométricas para a Bacia do Rio Paracatu, cuja metodologia é explicada nos
Quadros A.3 a A.5 do Anexo A.4. A análise conjunta dessas variáveis evidencia os contrastes entre os
domínios geomorfológicos internos à bacia (Depressão São Franciscana, Cristas de Unaí e Planaltos
do São Francisco).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
76
Figura 3.16 – Mapa de áreas máximas de densidade de nascentes e corpos de água (lagoas), pela hidrografia do
IBGE e de mesofraturas, pela interpretação de aerofotos. Fonte: Martins Junior et al. (2006).
3.4 – PEDOLOGIA
As grandes classes de solo presentes na bacia do Paracatu são os Latossolos, Cambissolos,
Neossolos Quartzarênicos, Solos Hidromórficos, Neossolos Flúvicos e solos com horizonte B textural.
A seguir, essas classes serão comentadas de acordo com a influência de seus atributos no ciclo
hidrogeológico, a partir dos dados primários do levantamento pedológico do CETEC (1981).
Os Neossolos Quartzarênicos ocorrem a sudeste e nordeste da bacia, especialmente do
intemperismo de rochas areníticas cretáceas. São os solos com melhor drenagem, em virtude da
textura arenosa e grande profundidade. Os teores de argila são abaixo de 15% e não apresentam
estrutura, predominando grãos simples. A porosidade é constituída predominantemente por
macroporos, que acentuam a capacidade de drenagem.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
77
Os Latossolos se apresentam com elevada capacidade de drenagem. Os óxidos de ferro livres
contribuem para agregação das partículas de silte e argila, fazendo com que estes solos sejam bem
arejados e friáveis. Os agregados de solo apresentam alto grau de estabilidade, resultando em teores
inexistentes ou baixos de argila natural (argila dispersa em água) na maioria dos horizontes B.
Apresentam ampla distribuição na bacia, ocupando os planaltos, depressões e superfícies tabulares.
Os Cambissolos são bem drenados superficialmente, em virtude da declividade topográfica e
do gradiente hidráulico. Entretanto, em razão da pequena espessura, seu encharcamento em eventos
pluviais pode dificultar a drenagem subsuperficial e originar processos erosivos. A textura e demais
atributos dependem da rocha matriz, se mais argilosa ou arenosa. São espacialmente mais abundantes
na unidade geomorfológica das Cristas de Unaí. Frequentemente estão associados a Neossolos
Litólicos.
Os Neossolos Litólicos ocorrem em áreas dissecadas com relevo forte ondulado a
montanhoso. Seus perfis são rasos, resultando em baixa capacidade de armazenamento de água. Essa
característica leva a intenso déficit hídrico na estação seca, bem como a elevado escoamento
superficial nos fenômenos de precipitação pluvial.
Os solos com horizonte B textural têm ocorrência restrita, sobre as florestas caducifólias de
relevo forte ondulado do Município de João Pinheiro. A textura do horizonte B é argilosa, com
presença de cerosidade e estrutura moderada pequena e média granular. Na estrutura, predominam os
blocos sub-angulares e angulares, forte e moderadamente desenvolvidos de tamanho médio. A
porosidade total do horizonte B é relativamente menor do que a dos demais solos. Queiroz Neto
(2002) ressalta, quanto a esses solos, que a drástica redução da macroporosidade entre os horizontes A
e B acarreta forte restrição à circulação hídrica vertical.
Os Solos Hidromórficos apresentam encharcamento permanente ou sazonal. Ocorrem sobre as
partes planas e rebaixadas do relevo, onde o aquífero freático apresenta-se aflorante, próximo aos rios,
lagoas e veredas. Oferecem as condições de drenagem mais restritas. Incluem variedades argilo-
arenosas até areias quartzosas. No caso de solos aluviais (Neossolos Flúvicos), a camada hidromórfica
imperfeitamente drenada surge em subsuperfície, no contato de flutuação do aquífero freático.
O mapa detalhado de pedologia se apresenta na Figura 3.17, enquanto o mapa da Figura 3.18
apresenta as classes de solo agrupadas.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
78
Figura 3.17– Mapa pedológico da Bacia do Paracatu. Bases cartográficas de Martins Junior (2006), disponível
na escala de 1:250.000, derivado e atualizado do Plano Noroeste (CETEC, 1981). Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
79
LEGENDA dos SOLOS - Atualização da nomenclatura do Planoroeste 2, para o Sistema Brasileiro de
Classificação de Solos (Embrapa 1999), por Marques, A.F.S.M. (2004)
LVAd1 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase
cerrado relevo plano e suave ondulado
LVAd2 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos plínticos argilosos A moderado álicos fase
campo cerrado relevo plano
LVAd3 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos textura média A moderado álicos fase
cerrado relevo plano e suave ondulado
LVAd4 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos +
LATOSSOLO VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado relevo plano e suave
ondulado
LVAd5 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos plínticos argilosos A moderado álicos +
NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo plano
e suave ondulado
LVAd6 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos +
NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos fase cerrado relevo plano e
suave ondulado
LVAd7 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos +
LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos + LATOSSOLOS VERMELHO
AMARELOS Distróficos típicos textura média A moderado álicos fase cerrado relevo plano e suave ondulado.
LVAd8 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos +
LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado relevo plano e
suave ondulado + CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos argilosos e textura média A moderado álicos
fase campo cerrado relevo suave ondulado e ondulado
LVd1 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado relevo
plano e suave ondulado
LVd2 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase floresta
subperenifólia relevo plano e suave ondulado
LVd3 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos textura média A moderado álicos fase cerrado relevo
plano e suave ondulado
LVd4 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos + LATOSSOLOS
VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado relevo plano e suave
ondulado
LVe – LATOSSOLOS VERMELHOS Eutróficos típicos argilosos A moderado fase floresta subperenifólia
relevo plano e suave ondulado
PVAe – ARGISSOLOS VERMELHO AMARELOS Eutróficos típicos argilosos A moderado + NEOSSOLOS
LITÓLICOS Eutróficos textura indiscriminada A moderado fase floresta caducifólia relevo ondulado e forte
ondulado + AFLORAMENTOS DE ROCHAS
CXbd1 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos e textura média A moderado álicos fase
campo cerrado relevo e suave ondulado e ondulado
CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos textura média A moderado álicos +
NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado
relevo ondulado
CXbd3 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos textura média A moderado álicos fase
campo cerrado + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos
fase cerrado fase relevo plano e suave ondulado
GXbd – GLEISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos textura indiscriminada A moderado álicos fase campo
de várzea + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos plínticos argilosos A moderado álicos fase
campo cerrado fase relevo plano
GMd – GLEISSOLOS MELÂNICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A proeminente álicos +
GLEISSOLOS INDISCRIMINADOS fase vereda relevo plano
RQg – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Hidromórficos típicos A fraco e moderado álicos fase campo
cerrado relevo plano
RQo1 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos fase cerrado relevo
plano e suave ondulado
RQo2 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado + NEOSSOLOS
QUARTZARÊNICOS Hidromórficos típicos A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo plano
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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RQo3 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos + LATOSSOLOS
VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos textura média A moderado álicos fase cerrado relevo plano e
suave ondulado
RQo4 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos + LATOSSOLOS
VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos textura média A moderado álicos fase cerrado relevo plano e
suave ondulado.
RQo5 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos fase campo cerrado e
cerrado relevo suave ondulado + CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos e textura média
A moderado álicos fase campo cerrado e cerrado relevo ondulado + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos
típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo ondulado
RUbe1 – NEOSSOLOS FLÚVICOS Tb Eutróficos típicos textura indiscriminada A moderado +
PLANOSSOLOS HÁPLICOS INDISCRIMINADOS fase caatinga hipoxerófila formação de vazante relevo
plano + GLEISSOLOS INDISCRIMINADOS fase campo de várzea relevo plano
RUbe2 – NEOSSOLOS FLÚVICOS Tb Eutróficos típicos textura indiscriminada A moderado fase floresta
subcaducifólia e perenifólia de várzea relevo plano + GLEISSOLOS INDISCRIMINADOS fase campo de
várzea relevo plano
RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase
campo cerrado relevo forte ondulado
RLd2 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos +
CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argiloso e textura média A moderado álicos fase campo
cerrado relevo ondulado e forte ondulado
RLd3 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase
campo cerrado relevo forte ondulado + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos
A moderado álicos + LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos A moderado argilosos álicos fase
cerrado relevo suave ondulado
RLd4 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada muito cascalhenta A fraco álicos
+ NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo
cerrado relevo ondulado a escarpado
RLq – NEOSSOLOS LITÓLICOS Psamíticos típicos A fraco álicos + NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS
Órticos lépticos e típicos A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo ondulado a escarpado
RLe1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Eutróficos chernossólicos + NEOSSOLOS LITÓLICOS EUTRÓFICOS
típicos A moderado ambos textura indiscriminada fase floresta caducifólia relevo montanhoso + NEOSSOLOS
LITÓLICOS Distróficos típicos A moderado, textura indiscriminada fase campo cerrado relevo montanhoso +
AFLORAMENTOS DE ROCHAS
RLe2 - NEOSSOLOS LITÓLICOS Eutróficos chernossólicos + NEOSSOLOS LITÓLICOS EUTRÓFICOS
típicos A moderado ambos textura indiscriminada + CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Eutróficos lépticos e
típicos argilosos A moderado fase floresta caducifólia relevo ondulado e forte ondulado
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
81
Figura 3.18 – Mapa de classes de solo agrupadas da Bacia do Rio Paracatu. Fonte: a pesquisa.
3.5 – INTEGRAÇÃO PARCIAL DAS BASES DE ATRIBUTOS FÍSICOS
Agregando os dados espaciais de litoestratigrafia, geomorfologia e pedologia, e partindo das
correlações conceituais propostas pelo CETEC (1981) e de correlações estatísticas em Martins Junior
(2006), apresenta-se o Quadro 3.2. Com base nesse quadro, torna-se possível inferir os processos e
produtos que se correlacionam às formações de solo e relevo a partir dos efeitos eluviais, coluviais e
aluviais de intemperismo, transporte e deposição que agem sobre as litologias de origem.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
82
Quadro 3.2 – Relações principais entre solos, geoformas, rochas e materiais de origem na Bacia do Paracatu.
Classes de Solos Superfícies
Geomórficas
Geologia Materiais de Origem
LVA, textura
argilosa
st TQda
Ku
Kmc
Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior
sto TQda
Eop
sa TQd
Eotm
Sedimentos detríticos pleistocênicos
pd
LVA plíntico
textura argilosa
d, st TQda
Ku
Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior
d TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos
LVA, textura
média
str Ka, Ku
Eop
Sedimentos detríticos provenientes da alteração de arenitos
cretáceos sto
sa TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos
LVd, textura
argilosa
st TQda
Ku
Kmc
Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior
sto TQda
Eop
sa TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos, com provável influência de
sedimentos, provenientes da alteração de rochas da F. Paraopeba soka Eop
LVd, textura
média
st Kmc Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior
sa Eotm
TQd
Sedimentos detríticos pleistocênicos
vx, pt, rv Eop Sedimentos detríticos provenientes da alteração de arenitos
cretáceos, com provável influência de sedimentos, provenientes
da alteração de rochas calcíferas da F. Paraopeba
LVe, textura
argilosa *
dissecação/
mistas
sa
Eop Sedimentos detríticos pleistocênicos provenientes da alteração de
rochas calcíferas da F. Paraopeba
TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos, com provável influência de
sedimentos, provenientes da alteração de rochas calcíferas da F.
Paraopeba soka Eop
LVe, textura
média
vx, pt, rv Eop Sedimentos detríticos provenientes da alteração de arenitos
cretáceos, com provável influência de sedimentos, provenientes
da alteração de rochas calcíferas da F. Paraopeba
soka TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos provenientes da alteração de
rochas calcíferas da F. Paraopeba
LVdf* st, rc, crv Kmc Sedimentos provenientes da alteração de rochas básicas da F.
Mata da Corda
PVAe, textura
média
soka TQd
Eop
Sedimentos detríticos pleistocênicos provenientes da alteração de
rochas calcíferas da F. Paraopeba
PVAe, textura
argilosa
dissecação/
mistas
Eop Sedimentos provenientes da alteração de rochas calcíferas
soka, sa
PVAe, textura
média/argilosa
soka TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos, provenientes da alteração de
rochas da F. Paraopeba
NV similar * dissecação/
mistas
Eop Sedimentos provenientes da alteração de rochas calcíferas da F.
Paraopeba
PLe vértico,
textura
siltosa/argilosa *
teka TKd Sedimentos detríticos pleistocênicos
PLd plíntico,
textura
siltosa/argilosa *
teka TKd Sedimentos detríticos pleistocênicos
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
83
Quadro 3.2 – Continuação
Classes de Solos Superfícies
Geomórficas
Geologia Materiais de Origem
CXbd, textura
argilosa e média
sto TQda
Eop, tm
Eomb
Rochas essencialmente ardosianas dos Grupos Bambuí
sa Eop, tm
dissecação/
mistas
CXe, textura
argilosa *
sa – soka Eop Sedimentos detríticos pleistocênicos, provenientes da alteração de
rochas calcíferas da F. Paraopeba Te TQd
tf, te Qa Sedimentos detríticos pleistocênicos e recentes, provenientes da
alteração de rochas calcíferas da F. Paraopeba
dissecação/
mistas
Eop Rochas ardosianas e calcárias da F. Paraopeba
RLd dissecação/
mistas
Eop
Eotm
pc
Ka, mc
Rochas essencialmente ardosianas, mas também quartzíticas e
areníticas do Pré-cambriano, Eo-cambriano e Cretáceo
(formações Aerado e Mata da Corda).
RLd,
concrecionário
dissecação/
mistas
Eop, tm
Pec
Rochas essencialmente ardosianas, provenientes do grupo
Bambuí, com influência dos materiais lateríticos, provenientes do
desmonte de níveis de acumulação
RLd arenoso dissecação/
mistas
Ka, Ku Arenitos Cretáceos
RLe* dissecação/
mistas
Eop Rochas ardosianas e calcárias da F. Paraopeba
GMd ve Qa Sedimentos recentes colúvio-aluviais
GXbd, textura
argilosa
d TQda
Ku
TQd
Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior
RQg d TQd
Eotm
Sedimentos detríticos pleistocênicos
sa
RUbe pt, tf Qa Sedimentos aluviais recentes
RQo d TQd Sedimentos detríticos pleistocênicos
sa
sto Eop, tm Sedimentos provenientes da alteração de arenitos cretáceos
str Ka, Ku
dissecação
V* tf, pf, sa TQd, Qa Sedimentos pleistocênicos e recentes, detríticos e aluviais,
provenientes da alteração de rochas calcíferas da F. Paraopeba
NV* st, rc, crv Kmc Sedimentos provenientes de rochas básicas da F. Mata da Corda
LVef* st, rc, crv Kmc Sedimentos provenientes de rochas básicas da F. Mata da Corda
*Classes de solo com representatividade em nível de inclusão – sem representação cartográfica para a escala do
mapa da Figura 3.17. Para esses solos: NV= nitossolos vermelhos; PL= planossolos; V = vertissolos; f= atributo
férrico (teores de teores de 180g/kg a < 360g/kg de solo).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
84
As variáveis morfométricas de drenagem (densidade de drenagem, taxa de bifurcação, índice
de compacidade gravelius, altitude média e variação de altitude) e as coberturas de litoestratigrafia,
geomorfologia e pedologia foram calculadas por sub-bacias e interpretadas por técnicas estatísticas de
análise de agrupamento (cluster), cujo produto cartográfico encontra-se na Figura 3.19. O trabalho foi
realizado junto à equipe de pesquisa do CETEC-MG, UFOP e IGA. Por meio desse mapa, é possível
inferir uma diferenciação preliminar dos sistemas geoambientais dispostos ao longo da bacia. A
análise conjunta de pedologia e morfometria mostra contraste significativo entre o Leste da bacia, o
Oeste da bacia e o extremo Noroeste. Também é possível notar, no mapa de integração geral, como as
características das cabeceiras da bacia diferenciam-se das baixadas nas entre-bacias de 2ª e 3ª ordem.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
85
Figura 3.19 – Análise de agrupamento das Sub-Bacias do Rio Paracatu, com as variáveis de morfometria,
litoestratigrafia, geomorfologia e pedologia. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
86
3.6 – CLIMA
A bacia hidrográfica do Rio Paracatu apresenta clima megatérmico chuvoso do tipo Aw
(IGAM 2006). Trata-se de um clima tropical chuvoso típico, com temperaturas elevadas, e
precipitação de oscilação unimodal concentrada no período de outubro a abril, quando chove em
média 93% do total anual (Mulholland 2009).
A influência do anticiclone semifixo do Atlântico Sul e a massa de ar tropical continental são
responsáveis pela estabilidade do tempo na região, com predomínio de dias ensolarados
(RURALMINAS 1996). Todavia, esses sistemas influenciam pouco no regime pluviométrico, em
virtude efeito da continentalidade sobre os teores de umidade oriundos das frentes oceânicas, bem
como pela barreira orográfica do Espinhaço (RURALMINAS 1996).
As correntes perturbadas de sul atingem a Bacia na estação do inverno, causando abaixamento
temporário da temperatura (RURALMINAS 1996). Todavia, não provocam alteração da pluviosidade,
pois seu trajeto continental extenso já lhe retirou o excesso de umidade.
A pluviosidade é praticamente comandada pelas correntes perturbadas de oeste, advindas por
linhas de instabilidade tropical (RURALMINAS 1996). As linhas de instabilidade se formam por
depressões barométricas induzidas de dorsais de altas (Gamache & Houze Junior 1982, Dias 1987),
habitualmente sobre os estados de Mato Grosso e Goiás, deslocando-se em rajadas para o oeste de
Minas Gerais. Tais dados condizem com os ventos predominantes na direção E e NE para a bacia
(RURALMINAS 1996).
Com base nos dados das estações pluviométricas e climatológicas apresentados por
RURALMINAS (1996) e por Nunes & Nascimento (2004), em acordância com os aspectos de gênese
climática, é possível deduzir uma forte correlação espacial entre os atributos climáticos. Dessa forma,
percebe-se que, partindo dos limites das cabeceiras a noroeste, oeste e sudoeste, seguindo na direção
das bacias de leste e da foz a nordeste, constatam-se as seguintes tendências:
- os totais precipitados normais do período chuvoso são decrescentes de 1350mm para 900mm;
- a temperatura média anual aumenta em apenas 2ºC (de 22°C a 24°C), obedecendo a controle
topográfico, sem variações latitudinais significativas;
- a umidade relativa do ar média anual aumenta, de 69% para 79,4%;
- a insolação média anual é crescente, com 2.106,8 horas em Paracatu e com 2.596,1 horas em
João Pinheiro.
- a nebulosidade é decrescente; com média de 5,7 décimos de céu descoberto em Paracatu e 5,2
décimos em João Pinheiro e Bonfinópolis.
- as taxas de evapotranspiração potencial são crescentes, de 1000mm para 1350mm;
- as taxas de evapotranspiração real são crescentes, com 823,9mm em Cabeceiras e com
1.036,2mm em Cachoeira Paredão;
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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- o excesso hídrico diminui (na estação úmida), com 738,3mm em Guarda-Mor e com 143,5mm
em Porto Alegre;
- o déficit hídrico aumenta (na estação seca), com 132,1mm em Guarda-Mor e com 498,5mm em
Porto Alegre;
- aumento na frequência de veranicos de 5 e de 10 dias.
Em virtude do número de estações pluviométricas ser mais bem distribuído que o de estações
climatológicas, essa variação espacial dos atributos climáticos pode ser observada de forma integrada
pelo mapa de pluviosidade (Figura 3.20).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
88
Figura 3.20 – Mapa de pluviosidade normal anual na Bacia do Paracatu, com base nos dados de Nunes &
Nascimento (2004). Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
89
3.7 – COBERTURA VEGETAL E USO DO SOLO
A Bacia do Rio Paracatu encontra-se sobre o Bioma Cerrado. Os tipos de vegetação existente
são: veredas, cerradão, campo cerrado, parque de cerrado. Também estão presentes na sub-bacia,
ecossistemas de mata fluvial ciliar e mata seca (CETEC 1989), bem como sistemas hidromórficos
como lagoas marginais e campos hidromórficos (RURALMINAS 1996).
Até 1975, como evidenciado por análise de imagens de satélite Landsat 1 (Vasconcelos 2010),
predominava na maior parte do Paracatu, uma região ainda conhecida como Sertões, ou seja, vastas
áreas utilizadas para pecuária extensiva de baixa tecnologia, em pastagens naturais (CETEC 1981).
Os processos de conversão de uso do solo na região foram iniciados pelo reflorestamento de
Pinus e Eucaliptus, respaldado pela Lei Federal nº 5.106, de 1966, que concedia incentivos fiscais a
essas atividades (Gonçalves 2006, Vasconcelos 2009). O relativamente irrisório preço das terras foi
um dos motivos determinantes na ocupação dos cerrados (Silva 2000). Com os programas e incentivos
de ocupação do Noroeste de Minas Gerais, a partir da década de 1970, houve uma aceleração brusca
da expansão agropecuária na região.
As condições planas do relevo permitiram o uso de mecanização agrícola, modificando-se
rapidamente a paisagem através da retirada expressiva da cobertura vegetal natural (Silva 2000).
Apesar de a ocupação maciça ter se passado nas décadas de 1970 e de 1980, ainda hoje existe um
movimento de expansão da área cultivada e intensificação do uso de recursos naturais, buscando
atingir níveis produção mais elevados (Vasconcelos 2009).
Em um primeiro momento, predominou a agricultura de sequeiro, nos vales de maior aptidão
agrícola (Andrade 2007), enquanto a associação pecuária/carvoejamento avançava por frente ao
Cerrado, rumo às cabeceiras das bacias hidrográficas. A partir da década de 1980, a Companhia de
Produção Agrícola (Campo) empregou a uma estratégia de arregimentar agricultores de outras regiões
do país (especialmente a Região Sul), fornecendo assistência técnica e trabalhando com
cooperativismo rural, tornando possível o estabelecimento de projetos agrícolas de irrigação mais
modernos (Moreira 2006).
Na década 1990, as margens de lucro para o agronegócio tornaram-se cada vez mais estreitas,
não sendo difícil observar o resultado desse cenário econômico sobre a viabilidade da agricultura de
sequeiro tradicional. Como resultado, observa-se na Bacia do Paracatu o abandono de extensas áreas
de agricultura de sequeiro (Andrade 2007). Torna-se um cenário de ocupação do solo contrastante, em
que a agricultura irrigada procura avançar sobre as áreas aptas, em busca de ganhos de escala,
ganhando espaço sobre as outras formas tradicionais de ocupação do solo, que se tornaram
praticamente inviáveis. Nas áreas onde não se consegue instalar a agricultura irrigada, observa-se o
impasse quanto a qual deve ser o seu uso adequado – e na falta de outra atividade, retorna-se algumas
vezes ao uso para pecuária (Andrade 2007).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
90
Segundo dados de 1998 (Dino 2001), a porção Oeste da bacia do Paracatu, onde se encontram
as sub-bacias de Entre-Ribeiros e do Rio Preto, era mais desenvolvida e mais ocupada do que a porção
Leste, por possuir clima e solos mais aptos à produção agropecuária. Justamente nessa região estão
concentradas as maiores cidades do Noroeste de Minas.
A partir do ano de 2001, o cenário econômico nacional e internacional tornou-se ainda mais
favorável à expansão da frente agrícola irrigada do Noroeste de Minas Gerais. A securitização e
renegociação de dívidas agrárias também contribuíram para esse novo pulso de desenvolvimento
(Andrade 2007). Na região Noroeste de Minas, de acordo com a pesquisa agrícola do IBGE, a área
plantada por agricultura temporária ocupava em 1996 a extensão próxima de 350.000ha, chegando a
mais de 600.000ha em 2005. Isso equivale a um crescimento de 250.000ha em menos de uma década,
ou seja, um aumento de área equivalente acima de 70%. Schmidt et al. (2004) confirmam que, no ano
de 2002, o Noroeste de Minas Gerais possuía a maior concentração de pivôs de irrigação circulares do
Sudeste brasileiro.
Martins Junior (2006), Andrade (2007), Vasconcelos (2009), Vasconcelos (2010) e Alvarenga
(2010) conduziram estudos detalhados sobre os impactos ambientais ocasionados pela expansão das
atividades agropecuárias na Bacia de Entre-Ribeiros. Os principais vetores de impacto identificados
foram o desmatamento extensivo das áreas de cerrado com redução de 69,99% de 1975 a 2007
(Vasconcelos 2010), levando à sua consequente fragmentação; bem como também o uso intensivo de
água para irrigação. Outros impactos relevantes, em áreas determinadas, foram a erosão laminar e a
intervenção de drenagem e/ou barramentos em veredas e lagoas marginais.
Nos anos de 2005 a 2007, a conversão para uso do solo agropecuário continuou acelerada no
Município de Paracatu. De acordo com os dados de Carvalho & Scolforo (2008), o Município de
Paracatu, neste período está entre os quatro municípios mineiros que mais apresentaram incremento de
área utilizada para agricultura e, ainda, está entre os sete municípios que mais converteram seu uso do
solo para a pecuária.
Os mapas de vegetação e uso do solo da Bacia do Rio Paracatu, para os anos de 1999 e 2007,
são apresentados nas Figuras 3.21 e 3.22. Apesar das metodologias de classificação supervisionadas
não tornarem as classes de cobertura vegetal estritamente comparáveis, é possível perceber o avanço
da ocupação antrópica sobre as áreas de cerrado.
Vasconcelos (2010) sintetiza os seguintes processos e tendências para a região, entre os
períodos de 1975 a 2008:
1) Ecossistemas Nativos:
a. Regeneração de florestas em terrenos de ravinas relativos a pastagens abandonadas,
especialmente em áreas declivosas, por se mostrarem inadequadas para essa atividade econômica
(Latuf 2007).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
91
b. Relativa conservação de algumas áreas de preservação permanente de matas ciliares e
terrenos de inclinação elevada, além de algumas áreas de reserva legal.
2) Agropecuária de baixa e média tecnologia.
a. Avanço das áreas de cultivo de sequeiro sobre as áreas de cerrado, no período dentre 1985
a 2000 (Latuf 2007).
b. Abandono recente das áreas de cultivo de sequeiro com baixo potencial de conversão para
áreas irrigadas (Andrade 2007).
3) Assentamentos de Reforma Agrária (a partir da década de 1990)
a. Mosaico heterogêneo de paisagem nas áreas loteadas, com grande variação temporal de
uso, devido à constante troca e venda de lotes.
b. Soltio generalizado de gado nas Reservas Legais e Áreas de Preservação Permanente
relativas a cerrados degradados em diferentes estágios de regeneração (Universidade Federal de
Viçosa/Funarbe 2004, 2005a, 2005b, 2005c, 2006).
c. Ciclos de desmate vinculados a autorizações de desmate e financiamento rural autorizados
pelo Incra.
4) Agricultura Irrigada de Alta Tecnologia.
a. Expansão das áreas de pivôs centrais, vinculada historicamente a ciclos de financiamento
rural e a renegociações de dívidas.
b. Aumento na quantidade de barragens de pequeno porte para irrigação (Latuf 2007),
inclusive em áreas de veredas (Andrade 2007) e lagoas marginais (Andrade 2007).
c. Os únicos remanescentes preservados, em meio à área de maior predominância de projetos
de irrigação, correspondiam às delimitações de reservas legais (Assad et al. 1991 e 1992). Em
muitos casos nem mesmo foram respeitadas as áreas de proteção permanente das margens dos
cursos d’água (Assad et al. 1991, 1992).
5) Áreas Alagadas.
a. Diminuição das áreas alagadas, pela drenagem para agricultura tradicional e irrigada,
especialmente nas áreas de baixada da bacia.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Figura 3.21 – Mapa de vegetação e uso do solo para o ano de 1999, na Bacia do Rio Paracatu. Obtido por meio
de classificação supervisionada de imagens Landsat. Fonte: Silva (2004)
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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Figura 3.22 – Mapa de vegetação e uso do solo da porção mineira da Bacia do Rio Paracatu, para o ano de 2007.
Obtido por meio de classificação supervisionada de imagens Landsat 5. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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3.7.1 – Uso de Recursos Hídricos
Com a expansão da frente agrícola irrigada, a utilização dos recursos hídricos em
determinadas áreas da Bacia do Rio Paracatu chegou a um nível crítico, especialmente nas sub-bacias
de Entre-Ribeiros e Rio Preto (RURALMINAS 1996, Dino 2001). Em períodos de maior estiagem,
chegou-se inclusive a conflitos entre os agricultores pelos recursos hídricos escassos (Pruski et al.
2007). Nessas ocasiões em que não há recurso hídrico o suficiente para atender à demanda, quando os
agricultores disputam a água entre si, pode-se perceber um custo produtivo ocasionado pela escassez
de recursos hídricos. Afinal, por não haver água para todos produzirem, alguns terão que deixar de
utilizar do privilégio produtivo da irrigação, ao menos na escala em que precisariam. Sem contar os
prejuízos ambientais drásticos causados pela redução da vazão dos rios, muito abaixo da vazão
ecológica necessária para a manutenção dos ecossistemas aquáticos e terrestres associados.
Os maiores conflitos por uso de água, bem como os maiores impactos ambientais, tendem a
ocorrer nos anos em que há grandes estiagens (com a consequente baixa na vazão dos rios), como nos
períodos de 1987-89, de 1996 e de 1998, conforme informam as estações fluviométricas localizadas na
Bacia do Rio Paracatu (Carvalho et al. 2004, Latuf 2007). Além desses dois períodos, como atestado
pela ANA (2003), no ano de 2003, houve notícia de períodos em que o leito do Ribeirão Entre-
Ribeiros secou. Relatos da população do Município de Paracatu colhidos em Martins Junior (2006)
também confirmam essa informação.
3.8 – HIDROGEOLOGIA
O funcionamento geral dos sistemas hidrogeológicos e das principais áreas de recarga na
Bacia do São Francisco e do Noroeste de Minas Gerais são apresentados nos estudos do Planoroeste II
(CETEC 1981) e em Ramos & Paixão (2004). Os estudos mais regionalizados das zonas de recarga da
bacia do Paracatu foram realizados por RURALMINAS (1996) e Martins Junior (2009). Esses estudos
foram importantes por indicar quais unidades geoambientais (conjugando litoestratigrafia,
geomorfologia, pedologia e pluviometria) seriam mais importantes para recarga dos aquíferos da
Bacia do Rio Paracatu. Os sistemas aquíferos, propostos por RURALMINAS (1996) são apresentados
no Quadro 3.3 e no mapa da Figura 2.23. O funcionamento hidrológico e hidrogeológico dos sistemas
hídricos agrupado preliminarmente por áreas homogêneas encontra-se na Figura 2.24.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
95
Quadro 3.3 – Tipologia de rochas portadoras de sistemas aquíferos da Bacia do Paracatu. Fonte:
RURALMINAS (1996)
Tipologia de rochas
portadoras de sistemas
aquíferos
Ocorrência
na Bacia
Litologia Predominante e Unidades Geológicas Associadas
GRANULAR 41,3%
Aquíferos
quaternários
(5,4%) Depósitos aluviais (Qal) – areias, siltes, argilas e cascalhos
Aquíferos
Terciário-
Quaternários
(25,9%) Coluviões e coberturas detríticas – areias finas a médias com
argilas, às vezes lateritizadas, e cascalheiras (TQC)
Aquíferos
Cretáceos
(10%) Fm. Mata da Corda, Fm. Urucuia e Fm. Areado – arenitos
predominantemente finos; secundariamente conglomerados;
argilitos e siltitos intercalados e tufitos (K)
CÁRSTICO 6,7% Fm. Vazante e Fm. Paraopeba do Gp. Bambuí – fácies
carbonatada calcários e dolomitos, com intercalações
argilosas (CaPeB)
CÁRSTICO-FISSURADO 33,6% Fm. Paraopeba do Gp. Bambuí – fácies argilo-carbonatada a
pelítica (ardósias, meta-argilitos, meta-siltitos e margas, com
intercalações de rochas carbonáticas) (PeB)
FISSURADO 18,4% Rochas do Gp. Canastra e Fm. Paracatu – quartzitos e filitos
Fm. Paranoá (filitos e quartzitos grosseiros
interestratificados)
Fm. Três Marias (arcósios predominantemente) (PeC)
Com base nas análises físico-químicas coletadas nos leitos da Bacia do Paracatu no período de
águas baixas pelo CETEC (1981), cotejada com a litologia das sub-bacias, é possível inferir a
influência dos principais aquíferos contribuintes na assinatura geoquímica dos cursos de água. Os
parâmetros analisados foram pH, condutividade elétrica (relacionada a sólidos dissolvidos), conteúdo
de sódio, dureza, razão cálcio/magnésio, concentração de cloretos e sulfatos. Essa correlação pode ser
sintetizada no Quadro 3.4.
Por meio do Método Gráfico de Barnes (1939), a RURALMINAS (1996) estimou que, para a
bacia do Rio Paracatu há uma contribuição de 55% dos aquíferos para a manutenção da vazão dos
cursos d’água. Essa contribuição aumenta na medida em que o curso d’água apresenta mais áreas de
recarga de arenitos cretáceos e de sedimentos de cobertura terciário-quaternária nos planaltos de
altitude (CETEC 1981) – observação que fundamenta a escolha dessas áreas para a delimitação das
zonas preferenciais de recarga dessa bacia hidrográfica (RURALMINAS 1996). Ramos e Paixão
(2004) e Mourão (2001) também destacam a importância dos aquíferos areníticos para a perenização
dos rios da Bacia do São Francisco. O CETEC (1981), ao executar o Método Gráfico de Barnes
(1939) para separação do escoamento subterrâneo, considerou que a infiltração e contribuição
proveniente das formações fraturadas e cársticas do aquífero Bambuí seria muito reduzida ou
praticamente nula, quando comparada aos aquíferos granulares.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
96
Figura 3.23 – Litologia superficial portadora de sistemas aquíferos da Bacia do Paracatu. Adaptado de RURALMINAS (1996).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
97
Figura 3.24 – Delimitação das regiões homogêneas dos sistemas hídricos na bacia do Paracatu. Fonte: Euclydes et
al. 2004, apud Novaes 2005.
Quadro 3.4 – Litologia dos aquíferos preponderantes sobre a assinatura hidrogeoquímica dos cursos de água na
Bacia do Paracatu.
Sub-Bacia (De montante para jusante, conforme
confluem para a foz do Rio Paracatu)
Litologia de aquífero preponderante sobre a
Assinatura Hidrogeoquímica
Santa Catarina Calcário e Dolomito
Alto Paracatu Dolomito
Escuro e Escurinho Coberturas detríticas
Paracatu (Estação da Ponte da BR-040) Diluição mista entre calcário, dolomito e coberturas
detríticas
Prata Formação Aerado
Riacho dos Poções Sedimentos TQD
Preto Calcário e Dolomito
Entre-Ribeiros Calcário e Dolomito
Médio Paracatu Diluição entre calcário, dolomito e coberturas
detríticas
Sono Formações Aerado e Urucuia
Sub-bacias da margem esquerda do Baixo Paracatu Formações arenosas cretáceas ou terciário-
quaternárias
Baixo Paracatu Arenitos Cretáceos e sedimentos TQD
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
98
As unidades geológicas da Formação Areado (Período Cretáceo) caracterizam-se por aquíferos
livres que fornecem significativa quantidade de água por meio de fontes de encosta (CETEC 1981). São
formadas por arenitos espessos (até 140 metros) e repousam diretamente sobre substrato relativamente
menos permeável do grupo Bambuí (Período Eo-Cambriano) (CETEC 1981). Entretanto, as mesofraturas
subjacentes identificadas na formação Bambuí podem aumentar a complexidade desses aquíferos através
da combinação de aquíferos granulares com aquíferos fraturados sotopostos (Martins Junior et al. 2006).
A Formação Mata da Corda, com até 100 metros de espessura, também forma aquífero poroso, sobreposto
à Formação Aerado (RURALMINAS 1996).
Morfologicamente, os aquíferos porosos de cobertura terciário-quaternária mais antigos jazem sob
parte dos Planaltos Residuais do São Francisco, formando superfícies tabulares em cotas acima de 900m
(Andrade 2007). No caso da Bacia do Paracatu, trata-se de superfícies tabulares pouco retrabalhadas, com
praticamente ausência de drenagem, o que caracteriza uma espessa camada sedimentar com elevada
capacidade de infiltração potencial (CETEC 1981). As áreas de descarga principais situam-se ao sopé das
elevações, ao longo do flanco ou rebordo das chapadas, no contato do aquífero com o substrato
impermeável. Esses aquíferos possuem espessura média de 10m, embora excepcionalmente alcancem 30
metros (RURALMINAS 1996), havendo registro de até 80 metros (Mourão 2001).
Os aquíferos sedimentares terciário-quaternários mais recentes, que se localizam em regiões nas
planícies de baixada da Bacia do Rio Paracatu, recobrem os pelitos de baixa permeabilidade do Grupo
Bambuí; é observada frequentemente a exsudação na área de contato entre essas duas litologias (CETEC
1981, Mourão 2001). Pela geomorfologia predominante de superfícies de aplainamento para essa litologia
(Andrade 2007), pode-se hipotetizar a existência de fluxos de base locais e regionais, quando se verifica
uma conexão hidráulica entre esses aquíferos e os rios – dessa forma, os aquíferos funcionam como
reguladores das vazões desses cursos d’água (CETEC 1981). Seu potencial de armazenamento de água é
menor que nos demais aquíferos porosos da bacia, em virtude da pouca espessura – em média de 5 metros
(RURALMINAS 1996), salvo em depressões (até 100 metros) (Mourão 2001).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
99
Em determinadas zonas planas de latossolo presentes sobre o aquífero sedimentar terciário-
quaternário, bem como sobre toda a planície de inundação do médio-baixo Paracatu, há zonas com alta
densidade de lagoas marginais e áreas alagadas temporárias. De acordo com RURALMINAS (1996),
alguns desses corpos hídricos se devem a afloramentos do aquífero freático, e outros se devem ao aporte
de inundação em abaciamentos e depressões rasas sobre formações argilosas relativamente impermeáveis.
Apesar da forte perda de água por evaporação - o que indica o caráter intermitente desses corpos d’água
(CETEC 1981), essas áreas alagadas contribuem lentamente para os fluxos subsuperficiais. Nos casos em
que há conexão direta com o aquífero freático, todavia, essas áreas alagáveis podem evidenciar zonas de
descarga de aquíferos.
Os aquíferos fissurados correspondem especialmente aos Grupos Bambuí e Canastra; e pelas
Formações Paracatu, Paranoá e Três Marias. Caracterizam-se por apresentar permeabilidade de fissuras e
diáclases. A potencialidade destas rochas para armazenamento e circulação hídrica depende da extensão,
continuidade e interligação dos fraturamentos, bem como da abertura ou volume de vazios no interior
dessas estruturas. As possibilidades de infiltração direta de água nestas rochas-reservatórios a partir das
águas pluviais são reduzidas, dado que as descontinuidades de fraturas constituem feições relativamente
localizadas (Mourão 2001). A recarga se dá pela infiltração vertical descendente através do freático
superior ou de infiltração mais profunda do capeamento sedimentar cretáceo e terciário-quaternário, bem
como pelos pontos de coincidência fratura-drenagem, ou seja, através dos leitos dos cursos d’água
controlados por direções de fratura (RURALMINAS 1996).
Os árcósios da Formação Três Marias, por sua matriz arenosa, apresentam potencial de
armazenamento relativamente maior do que os demais sistemas de aquíferos fissurados da bacia. Todavia,
a cimentação feldspática e argilosa entremeante à matriz arenosa limita bastante o potencial aquífero,
quando comparado aos aquíferos porosos das formações Areado, Urucuia e Mata da Corda. A
RURALMINAS (1996) ressalta que a análise do coeficiente de recessão na área de contribuição da
Formação Três Marias evidencia o potencial limitado dessa litologia como portadora de aquíferos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
100
Os aquíferos cársticos da Bacia do Paracatu correspondem predominantemente a áreas
geomorfológicas de cristas e vertentes encaixadas (Andrade 2007) de declividade acentuada. Como se
distribuem pela Zona de Deformação, submetida a forte tectonismo (falhamentos de empurrão, falhas
transcorrentes e estruturas de dobramentos), pressupõe-se um alto grau de fraturamento. Ademais, a
presença de dolinas, cavernas e sumidouros indica um desenvolvimento endocárstico. Em vista disso,
pressupõe-se que tais aquíferos possam permitir um fluxo hidrogeológico significativo. Todavia, em
função da expressividade do escoamento em dutos inerentes às formas cársticas evoluídas, seus aquíferos
apresentariam recessão mais acentuada, esgotando-se mais rapidamente e provendo, pois, menos água às
nascentes durante o ápice do período de estiagem.
A Formação Paraopeba representa uma complexa estratigrafia que combina fácies fissurais
pelíticas com fácies cársticas. Na parte ocidental, há um predomínio maior de fácies carbonatadas
(RURALMINAS 1996). As características hidrogeológicas, por conseguinte, apresentam atributos ora
cársticos, ora fissurais, ora de caráter misto. Mourão (2001) aponta poços que atingiram reservas
expressivas de aquíferos cársticos sotopostos a acamamentos impermeáveis fraturados do Grupo Bambuí,
na Bacia do Paracatu, ressaltando a importância da comunicação entre os dois meios fraturados.
Os aquíferos de depostos aluviais do quaternário são encontrados de forma generalizada ao longo
da rede de drenagem, nas planícies de inundação e terraços. Constituem zonas ativas de troca de água,
recebendo recarga dos rios nos períodos de águas altas, com restituição nos períodos de estiagem (Mourão
2001).
Realizadas as observações sobre cada sistema de rochas portadoras de aquífero, ainda remanesce o
interesse em estimar o porte das reservas aquíferas da Bacia do Rio Paracatu. RURALMINAS (1996)
estimou as reservas permanentes (ou acumuladas) dos aquíferos por meio da seguinte equação:
Rp = A x Ho x
onde:
A = área de ocorrência do aquífero em m2
Ho = Espessura saturada estimada em metros
= Porosidade efetiva estimada
As estimativas dos valores de A, HO e encontram-se na Tabela 3.1.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
101
Tabela 3.1 – Estimativa de área, espessura saturada em metros e porosidade efetiva estimada para os sistemas de
rochas portadoras de aquíferos na Bacia do Rio Paracatu
Sistema Aquífero Área (em km2) Ho (em metros)
Aluvial – Qal 2.463, 7 E + 6 5 0,1
Cobertura Terciário-
Quaternária – TQd
11.816, 8 E + 6 3 0,05
Creácicos – K 4.562,5 E + 6 60 0,07
Cársticos 3.056 E + 6 60 0,001
Fissurados 38.006 E + 6 60 0,001
Dessa forma, as reservas permanentes ou acumuladas seriam iguais a:
Qal = 1,23 E+9 m3
TQc = 1,77 E+9 m3
K = 19,1 E+9 m3
CaPB = 0,18 E+9 m3
PB+PBC = 2,28 E+9 m3
___________
Total 24,5 x E+9m3
Com base nas estimativas de escoamento de fluxo de base (Método Gráfico de Barnes (1939)) a
RURALMINAS (1996) estimou as reservas reguladoras como 8.022 E + 6 m3 anuais. A estimativa foi
comparada à capacidade de armazenamento pela análise de recessão do aquífero (Método de Maillet
(1905)), a qual chegou a um resultado mais conservador, na ordem de 5.764 E + 6 m3 por ano. Ambas às
estimativas referem-se aos resultados da Estação Porto Alegre (mais a jusante na bacia), com área de
drenagem de 42.367 km2.
3.9 – SÍNTESE
A Estratigrafia da Bacia do Rio Paracatu condiciona distintos sistemas de rochas portadoras de
aquíferos. Os acamamentos sedimentares profundos (cretáceos, e coberturas detríticas terciário-
quaternárias nos planaltos de cabeceira) apresentam-se como principais áreas potenciais para recarga e
armazenamento das águas subterrâneas. As coberturas detríticas terciário-quaternárias rasas de baixada,
assim como as coberturas aluviais, possivelmente possuem um papel secundário, mais voltado à regulação
de vazões.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
102
Os sistemas aquíferos ligados a acamamentos cársticos e metamórficos dependem bastante da
heterogeneidade espacial proveniente da história geológica estrutural ligada à formação da Bacia do Rio
Paracatu. Nesse contexto, as estruturas rúpteis e dúcteis demandam uma atenção particular.
A configuração espacial dos atributos climáticos e de geomorfologia fluvial (variáveis
morfométricas) apresenta uma gradual transição das características e processos geoambientais no percurso
das cabeceiras para a foz da Bacia do Rio Paracatu, demonstrando inclusive a gradação de processos
locais e regionais hidrogeológicos. A distribuição cartográfica de Geomorfologia e Solos correlaciona-se
espacialmente, por um viés, com as bases litoestratigráficas (relativo aos processos de edafização e de
formação do relevo), embora também apresente uma forte correlação com a transição geoambiental da
cabeceira para foz.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
103
CAPÍTULO 4
ESTADO DA ARTE
Neste capítulo apresenta-se a fundamentação teórica referente às metodologias utilizadas nesta
tese.
4.1 – DIAGNÓSTICO AMBIENTAL EXPEDITO
Relevantes à segurança da recarga de aquíferos são os instrumentos da Política Nacional de Meio
Ambiente que envolvem atuação local por parte dos agentes dos órgãos ambientais ou do técnico
responsável pelo relatório técnico. Entre esses instrumentos, estão a fiscalização, as autorizações de
desmate, a averbação de reservas legais, os relatórios técnicos para outorga de uso da água, entre outros. A
característica básica desses instrumentos é seu caráter expedito (poucos dias), realizado usualmente por
apenas um profissional, com uma fase preparatória de escritório, uma visita de campo e, por fim, a
apresentação de um relatório com as conclusões.
Os protocolos de diagnóstico expedito são parte dos métodos de Avaliação de Impacto Ambiental
(AIA), um dos instrumentos da Política Nacional de Meio Ambiente. Dentre os métodos de diagnósticos
expeditos aceitos na AIA, o método proposto nesta seção enfoca o de planilhas de verificação ponderada
(Lohani et al. 1997). As planilhas de verificação (checklist) são uma listagem de características ambientais
e possíveis impactos e riscos, a serem observados pelo profissional de campo e descritos em uma tabela
padronizada. Nessa tabela, cada característica observada remeterá a um peso numérico específico,
estabelecido em um gabarito anexo. Completado o preenchimento das planilhas de verificação, um cálculo
matemático simples sobre os pesos numéricos enquadra a localidade em determinado grau de qualidade ou
risco ambiental.
As planilhas de verificação ponderadas são de fácil aprendizagem e aplicação em campo. Elas têm
como principal objetivo orientar a atuação dos profissionais em campo, de forma a não olvidarem os
aspectos essenciais necessários de análise. Adicionalmente, o fato de produzir informações padronizadas
possibilita futuros estudos comparativos, por meio de programas de estatística, banco de dados e Sistemas
de Informação Geográfica – SIG. Além da aplicação em casos concretos, técnicas de diagnóstico
ambiental expedito têm bom potencial de utilização como instrumento de aprendizado para introduzir
profissionais e estudantes a contextos específicos de avaliação ambiental (Callisto et al. 2002, Abreu et al.
2006).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
104
No Reino Unido, planilhas ponderadas de verificação têm sido usadas sistematicamente como
instrumentos de avaliação para segurança de recarga de aquíferos. Seu uso permite uma avaliação
preliminar a baixo custo, permitindo triar quais serão os casos que merecem uma atenção especial para
atuação do poder público ou quanto à necessidade ou não de estudos mais detalhados. A United Kingdom
Environmental Protection Agency (2008) utiliza planilhas de verificação sistematizadas para autorização
de uso de água subterrânea, avaliação de contaminação hidrogeológica por aterros sanitários e, ainda,
remediação de aquíferos contaminados.
Em uma avaliação ambiental expedita de campo, torna-se essencial a delimitação de áreas
prováveis de maior potencial de recarga. Em uma abordagem voltada a contextos de recarga locais, a
possibilidade técnica de inferências sobre piezometria, recarga e descarga dos aquíferos freáticos por meio
do controle altimétrico de nascentes foi elucidada por Rennó & Soares (2003). Souza & Fernandes (2000),
em outra abordagem consonante, propõem a delimitação de áreas de recarga, transmissividade
(transiência) e descarga por critérios de declividade e topologia altimétrica. As proposições de Rennó &
Soares (2003) e de Souza & Fernandes (2000) ancoram-se no princípio de que, em bacias de rios perenes,
a movimentação da água nos sistemas aquíferos existentes obedece a um acentuado controle topográfico,
com linhas de fluxo convergentes em direção aos drenos principais, indicando que os cursos d’água
principais têm caráter efluente, ou seja, recebem contribuições das águas subterrâneas (CETEC 1981).
O enfoque nas áreas de recarga altimetricamente acima das surgências privilegia a gestão de
aquíferos rasos, em meso e micro escalas, apresentando grande potencial para a resolução de conflitos.
Lima (2010) atenta que grande parte dos conflitos por uso da água no Brasil encontram-se em sistemas
hídricos de microbacias, por serem mais sensíveis ao efeito das práticas de uso da água e do solo sobre as
reservas hídricas limitadas, contrastando comumente com os leitos e aquíferos aluviais dos grandes rios a
jusante ainda apresentando vazões disponíveis para novos usos. Shah (2010), na mesma linha de
raciocínio mostra que, na Índia, os programas de gestão de infiltração e gerenciamento comunitário de
águas subterrâneas para irrigação alcançaram muito mais êxito em aquíferos rasos localizados, do que nas
áreas de extensos aquíferos porosos. Nos aquíferos de microescala, os usuários e a população observam
mais facilmente os efeitos do incremento das recargas na vazão das surgências e na vazão disponível para
os poços (Shah 2010; Lima 2010).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
105
4.2 – CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA DE FAVORABILIDADE DE RECARGA
DE AQUÍFEROS
Entre as técnicas mais amplamente utilizadas para análise de recarga de aquíferos, encontram-se os
métodos de campo (com uso de piezômetros, lisímetros, traçadores, entre outros) e os métodos por
inferência indireta (como balanço hídrico e avaliação de hidrógrafas). O emprego de métodos de campo
para grandes bacias, além de envolver custos elevados quanto à rede de amostragem necessária, ainda gera
incertezas em virtude da heterogeneidade espacial dos processos hidrogeológicos. Ao passo que os
métodos indiretos, apesar de úteis para uma avaliação da recarga em bacias hidrográficas, ainda
apresentam a lacuna de não avaliar as diferenciações dos atributos ambientais (solo, geomorfologia e
litoestratigrafia) intrabacia e interbacias.
Como uma etapa anterior ao emprego dos métodos diretos e indiretos de estimativa de recarga,
Scanlon et al. (2002) sugerem que seja elaborada uma modelagem conceitual de recarga em relação aos
atributos fisiográficos das bacias hidrogeológicas. Além de permitir uma compreensão preliminar dos
processos hidrogeológicos em curso, essa modelagem também ajuda na escolha e no planejamento de
estudos subsequentes mais aprofundados de inferência indireta e/ou direta. Todavia, em países em
desenvolvimento, com poucas bases de dados sistematizados e com poucos recursos financeiros para
campanhas de medições de campo, essa modelagem conceitual pode frequentemente ser a única
metodologia viável para trazer um mínimo de compreensão dos processos hidrogeológicos de uma região.
Para a modelagem conceitual, Scanlon et al. (2002) referendam a classificação de unidades
hidrogeomórficas, propostas por Tóth (1963) e implementadas em vários estudos aplicados, tais como
Salama et al. (1994). Uma abordagem análoga, de unidades de paisagens hidrológicas, foi proposta por
Winter (2001) e implementada em Wolock et al. (2004). Tague & Grant (2004) relacionaram diversos
padrões de recarga e descarga de aquíferos com as características geológicas e geomorfológicas.
Lanni et al. (2011) ressaltam a necessidade de que a modelagem fisiográfica da infiltração da água da
chuva inclua a avaliação da conectividade hidráulica subsuperficial de forma interescalar (encosta/bacia),
considerando a flutuação do nível freático, umidade pré-chuva do solo e a descarga hídrica nas surgências
e cursos de água. Gharari et al. (2011) e Nobre et al. (2011) exploram esse conceito em relação a critérios
geomorfométricos de altitude em relação às drenagens, obtendo resultados hidrológicos consistentes.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
106
No decorrer da modelagem conceitual preliminar, uma questão essencial é a delimitação de áreas
prováveis de maior potencial de recarga. Não se pretende ignorar que, para um aquífero livre, toda a
superfície de terreno apresenta, em maior ou menor grau, potencial de infiltração e percolação. Todavia,
em bacias de rios perenes, as áreas topograficamente mais elevadas em relação às nascentes geralmente
apresentam funções hidrogeológicas distintas daquelas à jusante, em especial no que diz respeito à
predominância da função de recarga de aquíferos. Crave & Gascuel-Odoux (1997), recorrendo a modelos
integrados de fluxo superficial/subterrâneo e a validações de campo, demonstraram que as áreas
altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes usualmente apresentam maior infiltração e menor
escoamento superficial, pois, em decorrência do movimento da água subterrânea/subsuperficial
direcionado pelo potencial hidráulico-gravitacional, constituem-se áreas com menor umidade superficial
do solo no momento pré-chuva e com maior profundidade da zona saturada. Dessa forma, o mapeamento
focado nessas áreas torna-se um instrumento de gestão, orientando a ação conservacionista dos diversos
usuários do solo e da água, planejadores públicos, comitês de bacia, entre outros atores.
4.3 – QUANTIFICAÇÃO DE COMPONENTES DE VAZÃO POR MEIO DE FILTROS
RECURSIVOS
4.3.1 – Contexto de Aplicação
A separação da hidrógrafa entre componentes de escoamento superficial e fluxo de base é
importante para a gestão de recursos hídricos, especialmente no que se refere a condições de seca e
enchentes (Tularam & Ilahee 2008), navegação e manutenção de reservatórios (McMahon & Mein 1986),
vazão ecológica, manejo de salinidade, manejo de algas (Santhi et al. 2008), descarga de nutrientes no
corpo hídrico (Reay et al. 1992) – inclusive contaminações (Dolezal & Kvítek 2004, Schilling & Zhang
2004). Os componentes da separação da hidrógrafa também podem servir como dados de entrada em
modelos mais complexos, como os de balanço hídrico e de previsão hidrológica (Corzo & Solomatine
2007). Com a análise da contribuição subterrânea de cada sub-bacia para o fluxo dos cursos d'água, torna-
se possível definir mais adequadamente o quanto cada área efetivamente contribui no ciclo de recarga e
descarga dos aquíferos.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
107
O mapeamento da descarga específica subterrânea, por separação de componentes da hidrógrafa,
em bacias aninhadas, pode ser utilizado como instrumento diagnóstico útil para articulação entre a política
ambiental e a de recursos hídricos, com o objetivo de conduzir a um planejamento territorial sustentável.
Em um contexto de gestão geoambiental em que o poder público procura implantar gradualmente políticas
de gestão como a cobrança pelo uso da água e pagamento por serviços ambientais, o mapeamento da
descarga subterrânea específica apresenta-se como um subsídio valioso de gestão. Por meio desse
mapeamento é possível reconhecer a importância relativa de cada sub-região na bacia quanto ao
fornecimento de água subterrânea aos rios. Dessa forma, pode-se valorizar mais as ações que possibilitem
um melhor manejo de conservação da água e do solo nas áreas mais críticas. Esse reconhecimento pode
permitir, por exemplo, que quem contribua mais para a manutenção da recarga dos aquíferos possa pagar
menos pelo uso da água ou, em contrapartida, receber maior pagamento pelo serviço ambiental prestado.
Tendo em vista que os conflitos por uso de recursos hídricos normalmente ocorrem durante os períodos de
estiagem, em que os rios se constituem praticamente pelo escoamento subterrâneo, o fluxo de base (e seu
respectivo mapeamento) quantifica a característica mais crítica a ser levada em consideração. Ao passo
que o mapa de fluxo rápido pode apontar as áreas mais interessantes para o emprego de técnicas de
reservação e regularização do fluxo de água, de forma a reter a fluxo no momento das chuvas e utilizar
para usos múltiplos ou para liberação no período de estiagem.
4.3.2 – Preenchimento de Falhas na Sequência Dados Hidrológicos
A avaliação da estacionariedade de dados hidrológicos justifica-se pelo fato da mesma ser um
pressuposto necessário para modelos estatísticos hidrológicos e hidrogeológicos (Tucci 2009, Souza et al.
2009), inclusive para o preenchimento de falhas na sequência de dados de vazão. Destaca-se, todavia, a
atitude metodológica proposta por Müller et al. (1998), de que o estudo da estacionariedade deve ser
empregado como um instrumento de agregação de informações e de análise comparativa, mais do que
simplesmente um teste de rejeição de hipóteses.
Como etapa preparatória ao preenchimento de lacunas nos dados de estações fluviométricas, a
Agência Nacional de Águas – ANA – (Souza et al. 2009) preconiza a abordagem de agrupamento de
estações fluviométricas de apoio. Esse método consiste em selecionar as estações topologicamente mais
próximas a jusante e a montante da estação de preenchimento de falhas, podendo-se também incluir
estações em bacias próximas com características fisiográficas homogêneas. As estações que apresentarem
maior coeficiente de correlação são utilizadas para o preenchimento. Rodriguez (2004), Novaes (2005),
Moreira (2006), Latuf (2007) e Souza (2009) utilizaram a abordagem das estações de apoio para estudos
hidrológicos na Bacia do Rio Paracatu.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
108
Schafer & Graham (2002), Allison (2002) e Enders (2010) classificam a Maximização da
Expectância (Expectation Maximization – EM) (Hartley 1958, Dempster et al. 1977) e a Imputação
Múltipla (Multiple Imputation – MI) como os métodos mais robustos disponíveis para análise de falhas em
bases de dados estatísticos. Os algoritmos de ambos os métodos estão presentes no módulo Missing
Values do software SPSS. Presti et al. (2010) indicam que o uso de técnicas multivariadas (tais como EM
e MI) aumenta a segurança estatística do preenchimento de falhas em dados hidrológicos, permitindo
inclusive trabalhar com maiores percentagens de falha ou com séries temporais mais curtas. Além disso,
como a estimativa acurada do fluxo de base hidrogeológico demanda trabalhar com dados diários de
vazão, os cuidados estatísticos de validação dos dados de entrada necessitam serem ainda mais confiáveis
do que quando se trabalha com séries de médias mensais.
Um caso típico de melhoria na estimação da vazão, por preenchimento com técnicas estatísticas
multivariadas, ocorre nos casos de que uma estação receba contribuições provenientes de duas ou mais
estações de apoio afluentes com comportamento de vazões significativamente diferentes. Outro caso,
análogo, mas em contexto mais complexo, refere-se à heterogeneidade espaço-temporal da ocorrência de
eventos de precipitação pluvial em relação às estações fluviométricas próximas e da estação com
preenchimento de falhas.
Amisigo & Giesen (2005), em estudos aplicados, demonstram que a técnica de EM Multivariada
permite uma estimação mais precisa das falhas de dados fluviométricos, quando comparados às técnicas
clássicas de regressão. Enders (2010) expõe matematicamente como a estimação por EM é mais robusta
em relação às pressuposições de distribuição dos dados, quando comparada às técnicas convencionais de
regressão. A imputação por EM Multivariada apresenta, ainda, vantagem sobre a regressão multivariada,
ao maximizar seu poder estatístico por meio da informação obtida da curva de distribuição dos casos
incompletos, e por estimar o nível de variância original da série temporal (Enders 2010).
A Imputação Múltipla (MI) adiciona um resíduo aleatório às regressões múltiplas selecionadas
(analogamente a uma regressão múltipla estocástica), de modo a manter a variância original das
observações completas. Contudo, esse resíduo aleatório, apesar de manter a variância, distancia “na
mesma medida” o valor imputado em relação a seu valor de máxima probabilidade, reduzindo a segurança
dos dados estimados. Cano & Andreu (2010) alertam que, em séries com correlação temporal
significativa, tais como os dados hidrológicos, a soma do resíduo aleatório pelos algoritmos convencionais
de MI pode conduzir a resultados menos compatíveis com o comportamento natural dos dados reais.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
109
Além disso, Enders (2010) ressalta que as opções metodológicas dos algoritmos de MI não se
encontram amadurecidas, consolidadas metodologicamente e testadas tanto quanto as de EM. Em
contraposição, a existência do estudo abrangente de Amisigo e Giesen (2005) para EM, aplicado ao
preenchimento de falhas em dados hidrológicos, trouxe uma segurança maior para utilização desse
método.
Presti et al. (2010) sugerem que, em climas de oscilação unimodal (contraste entre um período
seco e outro chuvoso, como é o caso da Bacia do Rio Paracatu), o preenchimento de falhas seja aplicado
separadamente para dois períodos do ano: o período chuvoso e o período de estiagem. Dessa forma, a
dinâmica hídrica distinta de cada um dos dois períodos será captada com mais segurança na correlação
entre as estações. No período sem chuvas, espera-se que o coeficiente da curva de recessão de cada bacia
seja uma das características definidoras de sua correlação. No período chuvoso, por sua vez, apresentar-se-
á maior influência das características de fluxo referentes à separação entre escoamento superficial,
subsuperficial e subterrâneo.
4.3.3 – Estimativa de Fluxo de Base
No contexto das técnicas que procuram especificar o fluxo de base por inferência indireta,
convencionalmente são empregados o balanço hídrico, a separação dos componentes da hidrógrafa, o
cálculo do fluxo de recessão (Equações de Rorabaugh (1964)) e a comparação sistemática entre eventos de
precipitação por análise de pulsos hidrológicos (Su 1995).
Entretanto, os métodos de separação da hidrógrafa, por enfocarem apenas o fluxo de base dos
cursos de água, não incorporam o quantitativo de perda referente à evapotranspiração ripária e também à
percolação profunda que passe por baixo da seção onde se encontra a estação fluviométrica (Risser et al.
2005). Esses dois fatores são importantes para a análise da recarga de aquíferos, por interferirem no
balanço hídrico da bacia hidrogeológica.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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A separação do fluxo de base por meio de cálculo computacional afasta a imprecisão e a
subjetividade inerente de métodos gráficos tradicionais como o de Barnes (1939). Entretanto, Risser et al.
(2005) alertam que os métodos convencionais de separação de hidrógrafa por métodos numéricos (PART,
mínimos locais, intervalos fixos, intervalos flutuantes) possuem dificuldades para comparar as estimativas
de fluxo de base de bacias de tamanho diferentes (inclusive quando estão aninhadas). O aumento da área
da bacia implica em: (1) maior tempo do escoamento superficial, (2) amortecimento de cheias, (3) atrito
do leito sobre a vazão, (4) contribuições parcialmente simultâneas de vazões dos tributários e (5) fluxos
hidrogeológicos regionais, entre outros fatores, que dificilmente são calibráveis automaticamente pelos
algoritmos disponíveis. A Figura 4.1 evidencia como esses métodos podem gerar distorções na separação
do fluxo de base.
Figura 4.1 – Efeito da separação de fluxo de base com base na mudança de intervalo de 3 para 5 dias, pelo método
dos intervalos fixos (programa Hysep), sobre a vazão das bacias WE-38 (2,8 milhas quadradas) e East Mahantango
Creek – Klingestown (45 milhas quadradas), de abril a maio de 1996 (Adaptado de Risser et al. 2005). Risser et al.
(2005) notam como a mudança de intervalo é arbitrária e não consegue identificar adequadamente pontos de inflexão
da curva de nenhuma das hidrógrafas.
Os métodos de cálculo de recarga por análise da curva de recessão, em tese, não partilham dessa
limitação. Pois, em vez de partir do reconhecimento dos pontos de inflexão (como fazem os métodos de
separação de hidrógrafa), os métodos de análise de recessão começam pela identificação dos picos de
vazão, para depois calcular o comportamento de recessão do fluxo (Rutledge 1993, 1998, 2000). Para
análise do fluxo de recessão é necessário calibrar o tempo crítico (tc) para que cesse a influência do
escoamento superficial, para o qual Rutledge (1993) e Welderufael e Woyessa (2010) referendam a
fórmula empírica de Lynsley et al. (1975):
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
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N = 0,827 A0,2
onde:
N é o tempo, em dias, após um pico na hidrógrafa, para que cesse a participação do escoamento
superficial;
A é a área da bacia hidrográfica, em km2.
Ressalva-se que essa fórmula supõe um evento de precipitação pluviométrica que atinja toda bacia
– critério este que se torna menos seguro com o aumento da área da bacia.
Para a maior confiabilidade da análise da curva de recessão, é necessário que sejam identificados
períodos relativamente longos e contínuos de recessão (sem picos de vazão intercorrentes) (Halford &
Mayer 2000), com o cuidado de não apresentar períodos anormais de vazão baixa (low flow) que não
sejam representativos do funcionamento padrão do sistema hídrico (Rutledge 2003). Halford & Mayer
(2000) e Larocque et al. (2010) demonstram que os métodos manuais e automáticos de separação de
hidrógrafa, quando aplicados com base em análise de recessão sobre períodos com picos de chuva
intercorrentes próximos, acabam por perder seus critérios de referência e, assim, diminuem a
confiabilidade da separação dos componentes – e mais ainda, tendem a superestimar o valor do fluxo de
base, ao tomarem por base o fluxo de recessão ainda afetado pelos escoamentos superficiais e sub-
superficiais de eventos pluviométricos próximos (Figura 4.2).
De forma a incorporar as vantagens da análise de recessão em um critério de separação de
hidrógrafa que não se fie em variáveis intervalares temporais, apresenta-se ainda a alternativa da utilização
de filtros recursivos digitais. Com o uso desses filtros, parte-se do pressuposto de que as ondulações de
baixa frequência da hidrógrafa informariam o fluxo de base, enquanto as ondulações de alta frequência
associar-se-iam ao escoamento superficial (Lim et al. 2005). A soma das duas ondulações corresponderia
à vazão total da hidrógrafa.
Peter e Van Lanen (2005) e Brodie & Hostetler (2005), porém, ressaltam que a desvantagem
inerente dos filtros recursivos é a de que se fiam apenas na forma da hidrógrafa, sem base de sustentação
em parâmetros físicos. De forma a contornar esse problema, Ghanbarpour et al. (2008), Asmeron (2008),
Tularam & Ilahee (2008) e Lim et al. (2007, 2010) propõem a possibilidade de calibração dos parâmetros
dos filtros recursivos com base na análise das curvas de recessão da hidrógrafa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Figura 4.2 – Exemplo demonstrando a sobre-estimação do fluxo de base pelo método dos mínimos locais,
na hidrógrafa da Bacia de Little Eagle Creek, Speedway, Indiana, USA. A sobre-estimação, neste método,
é frequente quando há dois picos de vazão próximos, mascarando o ponto de inflexão referente ao
primeiro pico. Adaptado de Lim et al. (2005).
4.4 – MODELAGEM ESPACIAL DE SISTEMAS HÍDRICOS POR MEIO DE MÍNIMOS
QUADRADOS PARCIAIS
4.4.1 – Modelagem da Circulação Hídrica em Sistemas Ambientais – o desafio da
multicolinearidade
Holtschlag (1997), Brandão & Gomes (2003), Flynn & Tasker (2004), Latuf (2007) e Gomes
(2008) empregaram análises multivariadas integrando informações cartográficas e hidrogeológicas
(primárias ou inferidas a partir da vazão de superfície) de modo a constituir modelos hidrológicos que
explicitem processos de balanço hídrico climático e hidrogeológico. Ressalta-se que os cinco autores
admitem que os modelos atingidos apresentam severas limitações. As principais limitações referem-se a
variáveis cartográficas que teoricamente seriam de importância extrema e foram descartadas do modelo
por não apresentarem relação estatística significativa com a variável dependente. Os autores citados
ressaltam, como proposições de estudos futuros, que o aporte de novas variáveis, bem como o emprego de
novas ferramentas estatísticas, seriam caminhos necessários para o avanço nessa área de fronteira do
conhecimento científico. Trata-se de um caminho aberto sobre o qual pretende avançar esta tese.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
113
No que tange às variáveis empregadas como variáveis independentes em estudos ambientais,
parte-se do pressuposto da existência de uma multicolinearidade intrínseca aos dados analisados, devido
ao fato de atributos de diferentes camadas de informação ambiental apresentarem distribuição espacial
semelhante. Por exemplo, um arenito tende a formar solos mais arenosos e menos férteis; que sob um
ambiente geomorfotectônico estável tende a levar a neossolos quartzarênicos profundos em um relevo
plano a ondulado; que no caso de um clima unimodal (ano subdividido em estação seca e chuvosa) suporta
vegetação mais rasa, como savana e campo (Kheoruenromne et al. 1998, Retallack 2008). Essa
multicolinearidade entre as variáveis independentes impossibilita a separação entre os efeitos destas sobre
a variável dependente, eleva os desvios padrões da regressão, afeta o normal funcionamento dos testes de
significância e obtém estimadores instáveis (Hair Junior et al. 2009).
Nos modelos regionalizados hidrológicos convencionais, orientados prioritariamente para
previsão de vazões, usualmente a busca por parcimônia de inclusão de variáveis acaba por levar à seleção
das variáveis relacionadas estritamente a atributos espaciais (altitude, área de contribuição, entre outros).
Tais variáveis espaciais incorporam, em um índice, o máximo de explicação sobre as variações
hidrogeológicas no sistema da bacia – e, consequentemente, um nível elevado de colinearidade para com
estas (Silva Junior et al. 2002).
Entretanto, o uso dessas variáveis estritamente espaciais diminui o poder de explicação sobre a
diferenciação do papel de cada atributo ambiental, bem como mascara a heterogeneidade dos processos
hidrogeológicos inter e intra subbacias de referência. Quando avaliada a incorporação das demais
variáveis ambientais, em um processo típico de regressão múltipla stepwise, o poder de explicação já foi
todo tomado pela(s) variável(is) espacial(is), de maior correlação, legando às demais coeficientes de
determinação parcial espúrios. Em suma, tem-se escolhido pela simplicidade de predição, deixando-se de
lado a complexidade da explicação dos processos hidrológicos. Portanto, torna-se necessário buscar
técnicas estatísticas que possam incorporar com maior eficiência a relação de multicolinearidade entre as
variáveis independentes a serem empregadas nos modelos hidrológicos e hidrogeológicos.
Outro desafio para a modelagem dos processos hidrogeológicos refere-se à incorporação do escoamento
por fluxos regionais subterrâneos, uma vez que estes poderiam passar por baixo da estação fluviométrica e
aflorar nos rios muito mais a jusante. Além disso, esses fluxos podem inclusive não respeitar os divisores
de drenagem, caso em que os limites da bacia hidrográfica não coincidem com os limites da bacia
hidrogeológica. Usualmente, se pressupõe que o fluxo regional subterrâneo remeta-se especialmente ao
fluxo de base, na medida em que corresponderia ao escoamento no aquífero profundo. Todavia, devido à
existência de dutos cársticos, sistemas rio/fratura, compartilhamento da vazão do rio com aquíferos
aluviais e, inclusive, devido ao efeito pistão hidrogeológico, parte do fluxo rápido e do interfluxo podem
também ser oriundos do fluxo regional subterrâneo. O efeito pistão hidrogeológico, estudado por Kirchner
(2003) e de Gonzales et al. (2009) com base em traçadores geoquímicos e datação por isótopos, mostra
que o fluxo subterrâneo regional geralmente responde às chuvas tão rapidamente quanto o fluxo
superficial, em virtude da precipitação nas áreas de recarga da bacia, o que causa ondas de pressão sobre
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
114
os aquíferos, tal qual em um sistema de vasos comunicantes; ao passo que as terras argilosas da baixada
fazem com que o fluxo subsuperficial seja retardado e diluído em um período de tempo mais amplo.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
115
4.4.2 – Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (Partial Least Squares – PLS)
Um modelo de regressão apropriado para tratar a multicolinearidade é a regressão por mínimos
quadrados parciais – PLS. A base estatístico-matemática da PLS é um algoritmo não linear que, a cada
iteração, busca maximizar a variância das variáveis dependentes explicada pelas variáveis independentes.
Uma explicação mais detalhada do algoritmo pode ser encontrada em Haelein & Kaplan (2004). A PLS,
ao fim da execução do algoritmo, rotaciona o sistema de referência do espaço de atributos, alinhando os
eixos com os vetores de explicação máxima sobre a variável dependente (Hair Junior et al. 2011). Dessa
maneira, reduzem-se as variáveis independentes a um mínimo de vetores otimizados à realização da
regressão, redistribuindo posteriormente os pesos às variáveis originais. Os novos vetores apresentam o
mínimo de multicolinearidade entre si, contornando essa característica dos dados ambientais originais.
A título de comparação, a principal diferença entre uma regressão a partir dos componentes de
uma Análise de Componentes Principais – ACP – e a PLS é que a ACP seleciona os vetores de melhor
explicação sobre a variância dos atributos independentes, ao passo que a PLS seleciona os vetores que
possuem melhor explicação sobre o comportamento do atributo dependente (Garson 2010). Dessa forma, a
PLS evita situações limite comuns na ACP, tais qual um vetor com baixa explicação da variância dos
dados independentes, mas que exerça forte explicação sobre a variável dependente (Hadi & Ling 1998,
Hwang & Nettleton 2003).
A PLS foi desenvolvida por Wold (1981, 1985), originalmente para aplicações de econometria.
Recentemente, a PLS passou a ser utilizada em estudos ambientais, nas áreas de sensoriamento remoto
(Kooistra et al. 2001, Schmidtlein & Sassin 2004, Nobre 2006) e hidrologia (Gebrehiwot et al. 2011).
A PLS, como técnica de modelagem macia (soft modeling), apresenta, teoricamente, menor
dependência de pressuposições de distribuição, tal como a normalidade multivariada e a ausência de
multicolinearidade (Hair Junior et al. 2009, Garson 2010). O método de regressão linear convencional
assenta suas bases teóricas na distribuição normal da variável dependente (Garson 2010). Todavia, as
variáveis fluviométricas em geral seguem uma distribuição Gama (Naghettini & Pinto 2007),
especialmente a distribuição log-Pearson de tipo III (Interagency Advisory Committee on Water Data
1982). Tal distribuição é teoricamente esperada, por tratar-se de variáveis não negativas, com assimetria
positiva e cauda direita alongada. Nesse contexto, propõe-se nesta tese que técnicas estatísticas não-
paramétricas de modelagem macia trariam resultados mais confiáveis à modelagem hidrológica.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
116
A aplicação da PLS, com finalidades exploratórias, é admitida mesmo para pequenas populações
amostrais (ex: 20 amostras) (Tobias 1997, Vilares et al. 2010, Henseler et al. 2009, Garson 2010), apesar
de sua confiabilidade de predição aumentar à medida que se amplia o universo amostral (Hui & Wold
1982, Chin & Newsted 1999, Marcoulides & Saunders 2006).
A PLS, tal qual um modelo de equações estruturais (Structural Equation Model – SEM), também
possibilita modelagem complexa, com construtos latentes (variáveis compostas) formativos e reflexivos
dentro do mesmo modelo (Andreev et al. 2009). Nos construtos reflexivos, supõem-se variáveis com
comportamento semelhante (ou seja, multicolinearidade) que serão unificadas em um ou mais
componentes principais (analogamente a uma análise fatorial ou análise de componentes principais). Nos
construtos formativos, por sua vez, supõem-se variáveis com comportamento distinto (ausência de
multicolinearidade), às quais serão atribuídos coeficientes diferenciados, conforme a proporção de seu
efeito na variável dependente (similarmente a uma regressão múltipla convencional). Na PLS, cada
componente funciona como um construto latente reflexivo das variáveis independentes, ao passo que a
soma dos componentes exerce natureza formativa em relação à variável dependente.
Em referência à variável dependente de vazão (rápida, intermediária e de base), cumpre ressaltar
que é contingenciada pelo número limitado de estações fluviométricas em cada área de estudo. Nesse
contexto, em decorrência do amplo leque de atributos ambientais (variáveis independentes) e dos métodos
multivariados de modelagem complexa, está presente sempre o risco de incorrer-se em sobreajustamento
(overfitting) – ou seja, uma modelagem complexa com elevado coeficiente de determinação que, porém,
se ajusta em grande parte à deriva preditiva (ruído – erros aleatórios) em vez de ajustar-se aos processos
ambientais propriamente ditos (Babyak 2004, Hawkins 2004). Hipoteticamente, um modelo com
sobreajustamento teria dificuldade em demonstrar sua validade caso fosse testado com estações
fluviométricas adicionais sobre a bacia hidrográfica e, ainda mais, caso fosse tentar extrapolá-lo para
outras bacias hidrográficas. Como forma de avaliar o sobreajustamento, é recomendado a utilização de
índices obtidos por reamostragem (como validação cruzada – cross-validation – e jack-knifing)
(Refaeilzadeh et al. 2009, Arlot & Celisse 2010), em que o modelo de regressão é repetido n vezes
retirando alguns dos casos de observação, de modo a avaliar a estabilidade do conjunto amostral.
A PLS, por tratar-se de um método essencialmente não paramétrico, sem pressupostos de
distribuição, impossibilita a realização dos testes de razão de variâncias (teste f) e demais índices de
adequabilidade (goodness of fit) convencionais (Henseler et al. 2009, Chin 2010). Para avaliação do
modelo, são utilizados índices de adequação construídos por técnicas de reamostragem (Umetrics 2008,
Garson 2010), o que traz a vantagem de também avaliar o sobreajustamento do modelo.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
117
CAPÍTULO 5
METODOLOGIA
Este capítulo descreve os cinco métodos desenvolvidos nos estudos de caso para a Bacia do Rio
Paracatu. Inicia-se da escala de maior aproximação local, ampliando-se progressivamente.
5.1 – HIPÓTESES
As proposições metodológicas aqui propostas partem das seguintes hipóteses de pesquisa:
1: Os atributos ambientais (solo, rocha, vegetação, relevo, pluviosidade etc.) influenciam de modo
diferenciado a formação dos componentes de vazão (subterrâneo, subsuperficial e superficial) dos rios;
2: O padrão espacial de surgência (nascente) de um rio e o comportamento da vazão em seu curso
podem indicar quantitativa e qualitativamente a relação entre a recarga dos aquíferos e os fluxos
subterrâneo, subsuperficial e superficial;
3: A comparação entre os fenômenos referentes às Hipóteses 1 e 2 permite mapear as áreas com
maior favorabilidade para a recarga de aquíferos.
5.2 – DIAGNÓSTICO EXPEDITO DE RECARGA DE AQUÍFEROS EM CONTEXTOS
LOCAIS
A metodologia desenvolvida nesta primeira seção procurou ser factível ao contexto de tempo,
recursos técnicos e habilitações técnicas existentes na aplicação dos instrumentos de atuação local da
PNMA e da PNRH. Portanto, partiu-se da pressuposição de que, para analisar um determinado sítio,
haveria apenas um profissional disponível por três dias: um dia de escritório para preparação do material
de campo, um dia de campo para observações, e mais um dia para preparação do relatório conclusivo. A
etapa de escritório consistiu em identificar o domínio geológico, delimitar as altitudes das surgências e
identificar as áreas planas que teriam maior potencial de contribuição para a recarga dessas surgências. A
etapa de campo envolveu a validação e detalhamento dos produtos de escritório, seguidos de um
diagnóstico hidrogeológico e ambiental expedito a partir de uma planilha de ponderação desenvolvida
especialmente para esse fim.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
118
Incluiu-se como pressuposto adicional que o método deva ser útil tanto para o profissional com
experiência em Geologia e Hidrogeologia tanto como ferramenta de aprendizado para os demais
profissionais de ciências ambientais, mesmo que não possuam conhecimentos de geoprocessamento.
Dentro dessas possibilidades, desenvolveu-se um método adequado para a produção de diagnóstico
ambiental expedito de recarga de aquíferos em contextos locais. Um fluxograma das etapas propostas
dentro dessa metodologia encontra-se na Figura 5.1.
Partiu-se da premissa epistemológica de que, na metodologia desenvolvida, em virtude das
limitações inerentes de aprofundamento das análises hidrogeológicas, os maiores cuidados estarão
associados à possibilidade de aprendizado e aplicação da metodologia por parte dos profissionais de meio
ambiente. Para tanto, foram tomados cuidados didáticos e epistemológicos, para que a assimilação dos
raciocínios de escala espacial e temporal da análise de campo (Compiani 2007), bem como da semiótica
dos produtos cartográficos a serem elaborados (Carvalho & Moura 2008), sejam factíveis com as
habilidades, conhecimentos e limitações dos usuários. Uma metodologia de difícil compreensão não
atenderia aos objetivos e ao contexto dos instrumentos da PNMA, correndo o risco de não ser aceita pelos
agentes executores.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
119
Figura 5.1 – Fluxograma da Metodologia de Avaliação de Recarga no contexto de Instrumentos de Atuação Local.
Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
120
5.2.1 – Atividades de Escritório
A primeira atividade de escritório consistiu em identificar qual o domínio das rochas portadoras
de aquíferos na área de estudo, a partir de um mapa litoestratigráfico na escala disponível, ou de uma
indicação textual a partir de algum estudo ambiental de referência. O objetivo foi que se conseguisse
diferenciar, no mínimo, os contextos referentes a quatro tipologias básicas hidrogeológicas: aquíferos
sedimentares, fraturados, basálticos e cársticos. Cada um desses contextos direciona a avaliações
diferenciadas no que diz respeito ao reconhecimento de geoformas superficiais significativas, das
pressuposições quanto aos processos hidrológicos subterrâneos e da avaliação dos impactos ambientais.
Caso houvesse disponibilidade, acrescentaram-se também referências ao solo e à geomorfologia, por meio
das fontes bibliográficas disponíveis.
Ainda na etapa de escritório, foi demandada como insumo de informações a base cartográfica de
topografia e hidrografia. Em um contexto de aplicação hipotético, o meio de informação poderá ser tanto a
carta impressa, como a do IBGE, bem como poderão ser utilizados dados em um SIG, caso o profissional
possua habilidade em seu manuseio.
A delimitação, em escritório, da área de maior favorabilidade de recarga teve início com a
interpretação da área topograficamente superior às surgências, indicando as áreas com maior potencial de
contribuição para a recarga dos respectivos aquíferos. A localização das surgências teve como referência
inicial a hidrografia do IBGE, podendo ser refinada por análise de imagens de satélite e, posteriormente,
pela checagem de campo. No caso de cursos de água intermitentes, optou-se por considerar o ponto
sazonal mais alto de surgência, com o objetivo de diferenciar a área com maior favorabilidade de recarga
da área de flutuação do contato freático. O objetivo desse mapeamento foi indicar áreas com maior
gradiente hidráulico e menor umidade do solo no momento pré-chuva, contribuindo para a infiltração e
percolação das águas.
Em seguida, a delimitação da área preferencial de recarga foi refinada pela interpretação dos
limites de ruptura entre as áreas planas e encostas declivosas, haja vista que as áreas aplainadas
apresentam, usualmente, uma maior favorabilidade preliminar na infiltração. Por exemplo, em um relevo
de tipo mesa ou chapada, os limites da borda superior coincidiriam com a delimitação da área preferencial
de recarga. A delimitação sobre a base de hidrografia e sobre a base de sensoriamento remoto (se
disponível) tornaram-se importantes materiais para localização, orientação e análise na vistoria de campo.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
121
5.2.2 – Atividades de Campo
Na etapa de campo, a primeira ação a ser tomada foi a avaliação e possível correção das
informações anteriormente auferidas em escritório. Algumas observações visuais básicas permitiram a
verificação preliminar quanto à veracidade da tipologia aquífera indicada. Também foi preciso observar se
os dados cartográficos de hidrografia e curvas de nível correspondiam à realidade de campo, visto que
nem sempre se dispõe de cartas com escala de detalhe para o nível de ação desejado – além de não se
excluir a possibilidade de erros na elaboração dos produtos cartográficos disponíveis. O momento de
campo também trouxe a oportunidade de verificar o tipo de solo, a cobertura vegetal e o uso do solo das
áreas de maior interesse de recarga, bem como potenciais fontes de poluição do aquífero. De posse do
mapeamento das áreas mais relevantes para a recarga, a última atividade de campo foi um diagnóstico
expedito do impacto e risco ambiental sobre as áreas de recarga.
Os critérios observados para a avaliação de impacto e risco ambiental das áreas de recarga
tomaram por base as listas de verificação existentes para o tema, propostas por Ousley (2003) e Wilkerson
(2007). A estruturação das tabelas e o cálculo ponderado tomaram como ponto de partida o modelo
convencional de diagnóstico expedito para ecologia de bentos (Barbour et al. 1999, Callisto et al. 2002,
Rodrigues 2008). Os itens de listagem e o cálculo ponderado tiveram como objetivo caracterizar e
relacionar os aspectos de quantidade e qualidade da água em recarga, os impactos ambientais presentes e
os riscos para os usos locais existentes ou pretendidos.
O critério de ponderação para qualidade da água subterrânea seguiu o apresentado por métodos de
amplo uso, como DRASTIC (Aller et al. 1987), POSH (Foster et al. 2003), SEEPAGE (Moore 1988),
RAVE (DeLuca & Johnson 1990) e RZWQM (Ma et al. 2000), bem como métodos ponderados
desenvolvidos para regiões específicas (Cates & Madison 1990, Hearne et al. 1992, Lemme et al. 1989,
Wisconsin 1987). Os demais itens de verificação seguiram as orientações de avaliação ambiental de
aquíferos propostos por United States Environmental Protection Agency – USEPA (1986, 1993, 1998,
2008) e European Communities (2003).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
122
As classes de solos foram ponderadas em função de sua drenagem, em consonância com a
tipologia proposta pela Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (Santos et al. 2005). Para os tipos de solo,
a referência balizadora foi o sistema Hydrology of Soil Types – HOST – (Boorman et al. 1995), adotado no
Reino Unido, conjugando estimativas quantitativas aos critérios de drenagem de solos, profundidade
permanente ou sazonal dos aquíferos freáticos e presença de camada impermeável ou semipermeável. Para
uso no Brasil, realizou-se a correspondência entre a tipologia HOST e o Sistema Brasileiro de
Classificação de Solos (EMBRAPA 1999), levando em conta as estimativas de taxas de escoamento
superficial (Carvalho 2009) e taxas de infiltração (Rawls et al. 1982, Rocha & Daltrozo 2008, Mendonça
et al. 2009). Quanto à influência do potencial do aquífero (domínios litoestratigráficos), foram
consideradas, preliminarmente, as correlações estatísticas entre litoestratigrafia e fluxo de base de
Bloomfield et al. (2009), complementadas pelas estimativas de vazão de poços em diversos sistemas de
rochas portadoras de aquíferos (Rebouças 2008, Mente 2008).
A influência do uso e cobertura do solo na recarga se baseou nas classificações teóricas de Valente
& Gomes (2005) e Gomes (2008) e na sistematização de experimentos aplicados por Bruijinzeel (2004),
Wickel (2009) e Wickel & Bruijinzeel (2009). Tais estudos relacionam os processos de interceptação,
infiltração e evapotranspiração de diversos tipos de vegetação, de acordo com sua influência para o ciclo
hidrogeológico. A ponderação quantitativa também levou em conta a mesma base bibliográfica referente
às taxas de escoamento superficial e taxas de infiltração utilizadas para avaliação do potencial de recarga
pelas classes de solo.
Para os critérios do diagnóstico expedito, tomou-se como referência um pequeno leque de
modelos visuais geomorfológicos esquemáticos das situações clássicas de recarga e descarga de aquíferos
com foco em surgências (Custódio & Llamas 1976, Valente & Gomes 2005, Junqueira Junior 2006,
Donovan et al. 2007, Dahl & Hinsby 2008, Martins Junior 2009). Os modelos relacionados para análise de
fluxo hídrico foram: (A) ressurgências cársticas, (B) veredas, (C) contatos litopedológicos, (D) surgências
de fratura. Todavia, em caso de intermitência da surgência, atribui-se um peso menor, independente da
tipologia. Para as questões de qualidade da água, selecionaram-se (F) Tabuleiros, (G) Topos de Elevações,
(H) Encostas, (I) Fundos de Vale e (G) Várzeas. A identificação desses modelos conceituais permite ao
profissional inferir uma compreensão geral dos processos de recarga e surgência, não se restringindo à
ponderação das planilhas.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
123
Uma ressalva deve ser feita de que muitos dos métodos de avaliação quanto à vulnerabilidade de
aquíferos à poluição (USEPA 1993, Aller et al. 1987; entre outros constantes nos Quadros 5.1A 5.1B)
remetem-se a contextos para perfuração de poços. Nesses casos, a existência de camadas impermeáveis ou
restritivas ao fluxo é vista como benéfica por isolar os aquíferos profundos da percolação do poluente. No
caso do presente método, o enfoque encontra-se mais voltado para aquíferos menos profundos (em geral
livres), em comunicação direta com as surgências. Nesse novo contexto, as camadas impermeáveis ou
restritivas ao fluxo poderiam aumentar o escoamento superficial direto do efluente para os cursos de água,
além de dificultar o importante processo de autodepuração do poluente.
Os totais parciais e final obtidos na lista de ponderação, embora sejam a ponderações quantitativas
de interpretações qualitativas de campo, não possuem correspondência direta a valores de vazão ou de
parâmetros físico-químicos das águas. Tal comparação iria além das possibilidades de detalhamento de
um método simplificado (expedito). Pretendeu-se apenas dar ao aplicador do método uma noção da
importância da área de recarga do aquífero, em relação às áreas adjacentes do terreno. Por esse mesmo
motivo, optou-se por não incluir dados climatológicos, visto que os dados da rede de estações
climatológicas não possuem escala de detalhe suficiente para captar as variações nesses contextos locais,
além de que tornariam os métodos bastante mais complexos.
Não se deixa de considerar, para aprimoramentos futuros, que a inclusão de parâmetros de
precipitação e evapotranspiração poderia aproximar a correspondência direta aos parâmetros de vazão nas
surgências. Todavia, para o contexto de aplicação proposto, deve-se sopesar que justamente nos locais de
clima mais seco é que a recarga de aquíferos, por menor que seja, pode apresentar uma utilidade crucial
para seus fins de uso humano e para a manutenção dos atributos ecológicos. Em diversos casos, portanto,
o excesso de precipitação seria, em termo práticos, inversamente proporcional à importância da recarga
para o uso humano local.
Os atributos utilizados no diagnóstico expedito, a partir de listas de fatores ambientais e
classificações teóricas, bem como critérios de ponderação conceituais ou empíricos, foram extraídos, da
bibliografia apontada nos Quadros 5.1A e 5.1B. Para a maioria dos atributos (exemplos: declividade,
drenagem de solos, vegetação, etc.), a ponderação interna apresentou uma confiabilidade relativamente
satisfatória, visto ser estabelecida a partir de estudos especialistas, empíricos ou conceituais. Contudo, a
ponderação inter-atributos (i.e., quais devem influenciar mais no índice total parcial e final) ainda carece
da existência de estudos científicos consistentes. A maior parte dos métodos de multiponderação, de forma
a evitar tal comprometimento, atribui o mesmo peso relativo a cada um dos atributos (por exemplo, de 0 a
10). Todavia, procurou-se alicerçar mais nos estudos que procuraram critérios diferenciais, ainda que com
todas as ressalvas quanto às inseguranças e às lacunas de conhecimento científico consensual.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
124
Para a avaliação quantitativa de recarga, foi dada maior ponderação para o tipo de solo e o
potencial do aquífero, visto serem considerados pela literatura consultada como os fatores mais
importantes (além da precipitação, a qual não foi incluída nesta metodologia). Ao passo que, para a
avaliação da qualidade da água, foi atribuído peso maior à autodepuração realizada pelos solos, visto que
os estudos especializados mostram que a zona vadosa (ou de aeração) apresenta maior potencial de
eliminação de patógenos (FUNASA 2006, USEPA 2008), de quebra de cadeias químicas de insumos
agrícolas (DeLuca & Johnson 1990, Ma et al. 2000) e de depuração da poluição em geral (USEPA 1993)4.
A profundidade relativa do nível freático pôde ser estimada indiretamente por critérios geomorfológico-
topográficos (National Park Service 2008, Rennó & Soares 2003). O aquífero, por sua vez, foi avaliado
pela velocidade de transmissão. Os aquíferos cársticos apresentaram classificações diferenciadas em
função da presença de sumidouros e ressurgências, não só pelo significativo efeito na circulação hídrica
subterrânea, mas principalmente como indicadores gerais do grau de evolução da condutividade cárstica
(Doerfliger et al. 1999, White 2003). Foi atribuído menor peso escalar aos processos de erosão e
sedimentação, por acarretarem menores riscos à saúde humana e à dos demais seres vivos.
O critério de cálculo de totais parciais se deu-se por multiplicação dos índices de cada atributo. A
modelagem multiatributo por multiplicação seguiu as recomendações de Clarke (2009), Tucci (2009) e
Naghettini & Pinto (2007) para a análise do efeito de variáveis em estudos hidrogeológicos e hidrológicos.
Partiu-se do pressuposto teórico de que se modela um fluxo contínuo de água (da precipitação à
surgência), que será potencializado ou restringido quantitativa e qualitativamente pelas características
ambientais, incluindo efeitos iterativos (USEPA 1986).
O modelo multiplicativo possui ainda a vantagem de tornar possível a retirada e o acréscimo de
variáveis, aumentando a flexibilidade de uso. Propôs-se que a média geral de um atributo fosse 1 (na
medida do conhecimento científico disponível). Portanto, caso não seja possível auferir um dos atributos
ou, mesmo, caso esse atributo não se aplique a um contexto específico, basta colocar o índice 1 na coluna
da direita, asseverando assim que não se enviese o resultado. Por exemplo, a ponderação para qualidade da
recarga, em um local onde não há fontes de poluição, pode ser adaptada para refletir a sensibilidade do
aquífero a futuras ocupações, bastando retirar as variáveis não utilizadas (igualar a peso 1).
A proposta de diagnóstico estruturado é apresentada nos Quadros 5.2 e 5.3.
4 Nesse contexto, a profundidade da zona vadosa e a capacidade de absorção de componentes pelas estruturas de
argila apresentam-se como as variáveis mais relevantes.
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
125
Quadro 5.1A – Atributos para avaliação ambiental expedita de áreas de recarga de aquíferos
Atributo Estudos de Referência (ver fontes na legenda)
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
PO
TE
NC
IAL
IDA
DE
DE
RE
CA
RG
A (
Quan
tidad
e)
Vegetação na área de
recarga (infiltração
menos
evapotranspiração)
x x x x x x x x
Declividade
(infiltração) x x x x x x x x x x x x
Solos (drenagem) x x x x x x x x x x x x x
Domínio
litoestratigráfico
(potencial hídrico do
aquífero)
x x x x x x x x
Tipologia de Recarga e
Surgência x x
Uso do Solo
(compactação e
impermeabilização)
x x x x x x x x x
Técnicas de
conservação do solo e
da água
x x x x
RIS
CO
SO
BR
E A
RE
CA
RG
A (
Qual
idad
e da
água)
Fontes de poluição x x x x x x x
Distância da fonte de
poluição à surgência
(autodepuração
superficial e
subterrânea)
x x x x
Transmissão no solo
(autodepuração
subsuperficial)
x x x x x x x x
Posição topográfica da
fonte de poluição em
relação à surgência
(profundidade do nível
freático)
x x
Transmissão do
aquífero (autodepuração
subterrânea)
x x x x
Processos Erosivos x x x x
Assoreamento x x x
Vegetação no entorno
da surgência (função
tampão e filtragem
biológica)
x x x
Técnicas de
conservação do solo e
da água
x x x
Fontes: A: Valente & Gomes (2005); B: Gomes (2008); C: Wickel (2009); D: Wickel & Bruijinzeel (2009); E:
Carvalho (2009); F: USDA (1972); G: Tucci (2009) H: Ottoni Filho (2003) I: Borges et al. (2005); J: Gomes et al.
(2002); K: CETESB (1986); L: Foster et al. (2003) M: Aller et al. (1987) N: FUNASA (2006); O: Rawls et al.
(1982); P: Tucci (2002); Q: Custódio & Llamas (1976); R: Mendonça et al. (2009); S: Azooz & Arshad (1996); T:
Rebouças (2008); U: Mente (2008); V: Silva (2002); W: USEPA (1993) X: Hearne et al. (1992). Y: Berg et al.
(1984) Z: Moore (1988).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
126
Quadro 5.1B – Continuação.
Atributo Estudos de Referência (ver fontes na legenda)
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 I1 J1 K1 L1 M1 N1 O1 P1 Q1 R1
PO
TE
NC
IAL
IDA
DE
DE
RE
CA
RG
A (
Qu
anti
dad
e)
Vegetação na área de
recarga (infiltração
menos
evapotranspiração)
x x x
Declividade
(infiltração) x x x x x x x
Solos (drenagem) x x x x x x x x
Domínio
litoestratigráfico
(potencial hídrico do
aquífero)
x x x x x x
Tipologia de Recarga e
Surgência x x x
Uso do Solo
(compactação e
impermeabilização)
x x
Técnicas de
conservação do solo e
da água
x
RIS
CO
SO
BR
E A
RE
CA
RG
A (
Qu
alid
ade
da
águ
a)
Fontes de poluição x x x x x x x x
Distância da fonte de
poluição à surgência
(autodepuração
superficial e
subterrânea)
x x x x x
Transmissão no solo
(autodepuração
subsuperficial)
x x x x x x x x x x
Posição topográfica da
fonte de poluição em
relação à surgência
(profundidade do nível
freático)
x x x x x x x
Transmissão do
aquífero (autodepuração
subterrânea)
x x x x x x
Processos Erosivos x
Assoreamento x x
Vegetação no entorno
da surgência (função
tampão e filtragem
biológica)
x x x
Técnicas de
conservação do solo e
da água
x x x
Fontes: A1: Cates & Madison (1990); B1: Lemme et al. (1989); C1: Wisconsin (1987); D1: DeLuca & Johnson (1990); E1: Ma et al. (2000); F1: Latuf (2007); G1: Callisto et al. (2002); H1: Blanchard (2002); I1: USEPA (1986); J1: USEPA (2008); K1: Paris (2007); L1: Evans & Myers (1990); M1: Donovan et al. (2007); N1: National Park Service (2008); O1: Dahl & Hinsby (2008); P1: Bruijinzeel (2004); Q1: Farquharson et al. (1978); R1: Boorman et al. (1995).
Contribuições às Ciências da Terra Série D, vol. 30, nº 55, 276 p.
127
Quadro 5.2 – Ficha de Diagnóstico Ambiental Expedito para Recarga de Aquíferos (Quantidade)
Atributo Índice P
OT
EN
CIA
LID
AD
E D
E R
EC
AR
GA
(Q
UA
NT
IDA
DE
DE
ÁG
UA
)
Vegetação na área de recarga (infiltração menos evapotranspiração)
Campo;
Cerrado
Cerradão;
Floresta;
Decídua;
Caatinga arbórea
Cultura permanente;
Cultura temporária
Área desmatada;
Floresta
semidecídua;
Caatinga
Mata ciliar;
Vegetação
higrófita ou
hidrófila;
Floresta
ombrófila
1,3 1,1 0,9 0,8 0,7
Declividade (infiltração)
Plano
0-3%
Suave-Ondulado
3-8%
Ondulado
8-20%
Forte-Ondulado
20-45%
Escarpado
> 45%
2,5 1,5 1 0,5 0,25
Solos (drenagem)
Neossolos
quartzarênicos
(solos arenosos
profundos)
Latossolos
(solos profundos
não arenosos)
Cambissolos (solos
rasos);
Solos de horizonte B
textural (solos com
camada argilosa) ou
plíntico (enrijecida)
Neossolos
litólicos
(solos muito
rasos, com
afloramentos
rochosos)
Solos
hidromórficos e
aluviais
6 2,5 1 0,6 0,3
Rochas (potencial hídrico do aquífero)
Arenito
(porosos
profundos)
Acamamento
detrito-laterítico
(porosos rasos)
Carste Basáltico Fissurado
3 2,2 1,4 0,9 0,7
Tipologia de Recarga e Surgência
Sumidouros e
ressurgência
cárstica
Vereda;
Dolinas
Nascente de contato
litológico ou
artesiana
Nascente de
fratura
Nascente
intermitente
(independente do
tipo)
1,5 1,3 1,2 0,8 0,4
Uso do Solo (compactação e impermeabilização)
Vegetação nativa Cultura
permanente
Cultura
temporária
Pastagem Solo exposto Urbano;
Industrial
1,5 0,8 0,5 0,3 0,1
Técnicas de conservação do solo e da água
Barragens de
captação de água
da chuva
Terraceamento
Camalhões em
curvas de nível
Plantio direto
Sem técnicas
3 1,5 1,4 1,2 1
TOTAL
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
128
Quadro 5.3 – Ficha de Diagnóstico Ambiental Expedito para Recarga de Aquíferos (Qualidade)
Atributo Índice
PR
OT
EÇ
ÃO
SO
BR
E A
RE
CA
RG
A (
QU
AL
IDA
DE
DA
ÁG
UA
)
Fontes de poluição
Esgoto não tratado
Esgoto tratado;
Fossa negra;
Lixão;
Mineração
(metais)
Fossa séptica;
Aterro sanitário
Pocilga;
Curral;
Granja;
Mineração (não-
metais)
Pastagem;
Plantação
0,1 0,3 0,5 0,7 0,9
Distância da fonte de poluição à surgência (autodepuração subsuperficial e subterrânea)
Despejo direto 1-5 metros 6-25 metros 26-50 metros ou
Poluição Difusa
> 50 metros
0,1 0,2 0,5 0,8 1
Posição topográfica da fonte de poluição em relação à surgência (Profundidade do nível freático)
Várzea
Fundo de vale
(executada a
várzea)
Encosta Topo de elevação Tabuleiro em
altitude
0,2 0,4 1 4 10
Transmissão no solo (autodepuração subsuperficial)
Solos hidromórficos e
aluviais
Neossolos
litólicos
(solos muito
rasos, com
afloramentos
rochosos)
Neossolos
quartzarênicos
(solos arenosos
profundos)
Cambissolos (solos
rasos);
Solos de horizonte
B textural (solos
com camada
argilosa) ou
plíntico
(enrijecida)
Latossolos
(solos profundos
não arenosos)
0,1 0,3 0,5 1 3
Transmissão do aquífero (autodepuração subterrânea)
Cárstico (sumidouros e
ressurgências)
Cárstico (dutos)
Basáltico
Aluvial Fraturado Poroso
0,3 0,5 0,6 1 3
Processos Erosivos
Voçorocas Ravinas Sulcos Laminar Sem erosão
0,8 0,85 0,9 0,95 1
Assoreamento
Sedimentos não
permitem a água
aflorar
Mais de 50% da
largura do leito
com sedimentos
aflorantes
Bancos de
sedimento
aflorando no leito
Sedimentos no
fundo do leito
Sem
assoreamento
(menos de 5% do
fundo do leito)
0,6 0,75 0,9 1 1,2
Vegetação no entorno da surgência (função tampão e filtragem biológica)
Sem vegetação, com
solo impermeabilizado
ou compactado
Sem vegetação,
com solo
permeável
Campo;
Até 5 metros de
floresta;
Até 10 metros de
cerrado
5-30 metros de
florestas;
> 10 metros de
cerrado
> 30 metros de
floresta
0,25 0,5 0,75 1 1,5
Técnicas de conservação do solo e da água
Sem técnicas Plantio direto Camalhões em
curvas de nível
Terraceamento Barragens de
captação de água
da chuva
1 1,3 1,7 2 3
TOTAL
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
129
Consolidando os dados de campo, realizou-se uma breve descrição textual da situação
encontrada, complementada por produtos cartográficos, na forma de uma apresentação integrada de
três mapas: (A) altimetria e hidrografia; (B) imagem de sensoriamento remoto; e (C) mapeamento da
cobertura vegetal e uso do solo. Em todos os mapas, delimitou-se a área de maior favorabilidade de
recarga, como referência para a análise espacial. Acompanhando o mapa, também foi apresentada uma
fotografia representativa da paisagem da área de estudo.
A metodologia aplicada nos estudos de caso desta tese teve como foco a delimitação e a
caracterização de uma área com maior favorabilidade de recarga dos aquíferos, a ser priorizada para
uma melhor conservação do solo e da água por meio dos instrumentos das políticas de meio ambiente
e de recursos hídricos. Foi essa área de maior favorabilidade o foco dos mapeamentos, da avaliação da
planilha de ponderação e do relatório textual em cada um dos estudos de caso.
Alternativamente, o método proposto de diagnóstico expedito, tanto no quesito quantidade
quanto qualidade, pôde ser utilizado em mapeamentos mais extensivos e detalhados, caracterizando
áreas internas e externas à delimitação de maior favorabilidade de recarga. Assim, puderam-se
diferenciar cartograficamente os diferentes geotopos (subsistemas englobando rocha, solo, relevo e
vegetação) de toda uma microbacia hidrográfica, em diferentes classes de potencial de recarga e de
vulnerabilidade à contaminação, obtendo mapas com classes calculadas por meio das planilhas de
ponderação, complementados pelas interpretações textuais e fotográficas de campo correspondentes.
Essa possibilidade de mapeamento integral para uma bacia foi executada para uma das áreas
de estudo, a título de exemplo. Como critério de diferenciação, os resultados de potencial de recarga
(quantidade de água) para os geotopos externos à área delimitada de maior favorabilidade de recarga
foram diminuídos em uma ordem de grandeza (divisão por dez), tomando como referência em estudos
extensivos realizados em encostas, referentes a padrões de condutividade hidráulica (Lewis et al.
2011), umidade superficial pré-chuva (Crave & Gascuel-Odoux 1997, Famiglietti et al. 1998, Brocca
et al. 2007) e profundidade do nível freático (Nobre et al. 2011). A planilha de ponderação para
segurança de recarga (qualidade da água) já leva em consideração a posição topográfica relativa do
geotopo.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
130
5.2.3 – Estudo de Caso
Foram selecionadas 9 áreas de estudo para a Bacia do Rio Paracatu (Figura 5.2), procurando
abarcar as diversas tipologias de recarga de aquífero, bem como diferentes cenários de uso do solo e
da água, associados a distintos potenciais de impactos ambientais. Dessa maneira, selecionaram-se
áreas com diferentes combinações de: litoestratigrafia fraturada (metamórfica), cárstica e sedimentar
terrígena; latossolos, neossolos quartzarênicos, cambissolos, litossolos e solos hidromórficos; áreas
planas, onduladas e declivosas; chapadas, vales e veredas; cobertura vegetal de floresta, cerrado,
campo nativo, pastagens, silvicultura e agricultura mecanizada; áreas de uso da água para irrigação,
dessedentação animal e e abastecimento humano; contaminação potencial por insumos agropecuários e
esgotamento sanitário urbano. Os trabalhos de campo foram realizados em um total de nove dias (um
dia para cada área de estudo) distribuídos entre os meses de julho a outubro de 2011.
Figura 5.2 – Localização das áreas de estudo. 1 – Vale do Córrego da Areia; 2 – Serrinha; 3 – Chapada da Serra
do Boqueirão; 4 – Serra do Sabão; 5 – Serra das Araras; 6 – Lagoas do Rio da Prata; 7 – Captação do Córrego da
Bica; 8 – Captação do Ribeirão dos Órfãos; 9 – Chapadão do Pau Terra. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
131
Um dos sítios de estudo (Serrinha) recebeu abordagem cartográfica alternativa, de modo a
avaliar a possibilidade de aplicação desta metodologia por usuários sem capacitação para utilização de
sistemas de informação geográfica – SIG. Nesse caso, utilizou-se a carta topográfica padrão do IBGE
como mapa de altimetria, por sobre onde foi desenhada a delimitação da área de maior favorabilidade
de recarga. Para a carta de sensoriamento remoto, foi utilizada a imagem do satélite Quickbird, de
2008, obtida pelo programa Google Earth. O mapa de cobertura vegetal e uso do solo foi desenhado
por meio da sobreposição de papel vegetal semitransparente por sobre a imagem de satélite, auxiliada
pelo reconhecimento de campo, o qual demonstrou não ter havido alterações significativas de 2008 até
2011.
O Vale do Córrego da Areia foi escolhido para receber o mapeamento extensivo para a área de
estudo, abarcado toda a sub-bacia e não só a área de maior favorabilidade de recarga. Para essa sub-
bacia, foram elaborados e avaliados mapas com as classes das categorias de quantidade e qualidade de
recarga, para cada geotopo.
5.3 – CARACTERIZAÇÃO ESPAÇO TEMPORAL DA DINÂMICA DE OCUPAÇÃO
DO SOLO EM ÁREAS DE MAIOR FAVORABILIDADE DE RECARGA
A segunda ferramenta metodológica lançou mão de cartografia temática (litoestratigrafia,
geomorfologia, solos) e de mapeamentos de uso do solo em diferentes anos, recorrendo ao
sensoriamento remoto. Foi tomado como caso de estudo a Sub-bacia de Entre-Ribeiros, na Bacia do
Paracatu (Figuras 5.3A e B). Essa bacia foi escolhida em virtude dos conflitos por uso de recursos
hídricos que ocorreram em virtude da implantação de extensos projetos de irrigação desde a década de
1980 (Vasconcelos, 2010).
Baseando-se no conhecimento existente sobre os aquíferos subterrâneos os superficiais da
Bacia de Entre-Ribeiros, a aplicação deste método pretendeu:
- Estudar a variabilidade espacial da recarga na bacia;
- Elaborar um mapa de áreas de maior favorabilidade de recarga de Entre-Ribeiros;
- Analisar a variação de uso do solo e cobertura vegetal nas áreas de recarga;
- Analisar os impactos ambientais da ocupação da bacia hidrográfica e hidrogeológica em
estudo.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
132
Figuras 5.3A e 5.3B – Localização e Hidrografia Simplificadada Sub-Bacia de Entre-Ribeiros na Bacia do Rio
Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Por meio da hidrografia de corpos lóticos e da cartografia de solos, foi possível identificar o
limite no perfil da bacia em que os processos de exsudação passam a dominar sobre a recarga, gerando
solos hidromórficos e lagoas temporárias. Na área mais elevada da bacia, a montante do ambiente
hidromórfico, foram delimitadas as áreas de maior favorabilidade para recarga de aquíferos, inferidas
pela cartografia temática disponível para a região em escala de 1:250.000 (Martins Junior 2006), com
a seguinte tipologia:
- Litoestratigrafia: litossomas porosos portadores de aquíferos.
- Geomorfologia: áreas tabulares em altitude formadas por processos de pedimentação.
A delimitação das áreas de recarga correspondentes às unidades geo-ambientais de superfícies
tabulares de altitude – abrangendo os arenitos cretácicos – foram tomadas a partir das bases digitais de
Andrade (2007), em escala de detalhe de 1:250.000.
A indicação das áreas de recarga correspondentes aos aquíferos granulares terciário-
quaternário foi delimitada por RURALMINAS (1996), em escala de detalhe de 1:500.000. Contudo,
com a digitalização da litoestatigrafia e geomorfologia da região por Martins Junior (2006), a partir
das bases do Planoroeste II (CETEC 1981), tornou-se possível uma nova delimitação da área de
recarga com mais precisão na Bacia de Entre-Ribeiros, ajustada à escala de detalhe de 1:250.000.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
133
Os mapeamentos de uso do solo e cobertura vegetal de 1975, 1989 e 2008 tomaram por
referência basilar o inventário florestal de CETEC (1989). Adicionalmente, também foram tomados
como referência os mapas de vegetação e uso do solo realizados por Assad et al. (1992), Universidade
Federal de Viçosa/FUNARBE (2004, 2005a, 2005b, 2005c, e 2006), Andrade (2007), Latuf (2007) e
Latuf et al. (2007). Esses mapeamentos foram contrastados com as modificações de ocupação pelo
desenvolvimento dos sistemas agropecuários observadas nas imagens de satélite Landsat 1 e 5 de cada
época, tratados pelos métodos de condensação espectral multivariada de Tasseled Cap e Análise de
Componentes Principais, no software ArcGis 10.1. As modificações de uso do solo foram comparadas
estatisticamente entre a bacia como um todo e apenas as áreas de recarga, possibilitando uma
interpretação das tendências de impacto sobre a circulação hídrica subterrânea.
O processo pode ser observado na Figura 5.4.
Figura 5.4 – Diagrama de atividades explicitando os passos metodológicos seguidos em relação delimitação e
análise de ocupação das áreas de recarga de aquíferos da Bacia de Entre-Ribeiros. Também são apresentadas as
principais bases de informação para a realização das atividades. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
134
5.4 – CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA DE FAVORABILIDADE DE
RECARGA DE AQUÍFEROS
O objetivo deste método foi expor, cartograficamente, as áreas mais favoráveis para a recarga
de aquíferos. O método proposto compreende três etapas principais. Na primeira etapa, foram
delimitadas as áreas altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes. Em seguida, essas áreas
foram caracterizadas em relação aos atributos fisiográficos que conferem favorabilidade aos processos
de recarga de aquíferos. Por fim, foram utilizadas ponderações sobre os parâmetros fisiográficos, para
elaborar o mapeamento de um índice qualitativo da favorabilidade geral de recarga.
Dessa forma, três produtos de mapeamento da favorabilidade da recarga foram elaborados:
[A] por classes qualitativas, [B] por unidades hidrológicas de paisagem e [C] pela multiplicação de
fatores ponderados formando um índice de favorabilidade de recarga. Nos mapas [A] e [C], foram
destacadas as áreas altimetricamente mais elevadas em relação ao nível das nascentes, como recurso
de visualização de áreas com predominância de recarga.
Partiu-se da informação altimétrica dos pontos de surgência, de modo a demarcar a linha de
transição entre o predomínio dos processos de recarga e os de descarga de aquíferos. Os pontos de
localização das surgências foram locados a partir da base de cartográfica do IBGE (1971), em escala
de 1:100.000, sendo um total de 5.413 surgências (8,34 por km2). A altimetria de cada ponto foi obtida
pela interpolação das curvas de nível e pontos altimétricos de um Modelo de Elevação
Hidrologicamente Consistente - MEDHC. O MEDHC foi elaborado com base no tratamento da
topografia SRTM (Jarvis et al. 2008) e da hidrografia da carta de 1:100.000 do IBGE (1971),
recondicionados com a extensão Hydrotools para ArcGis 10 e com os algoritmos de pré-
processamento do software Saga 2.0.8.
A altimetria de cada nascente serviu de base para a elaboração de um plano tridimensional
com a interpolação geoestatística por krigagem ordinária gaussiana com 2 a 5 vizinhos por quadrante
(45o). O método de krigagem, bem como seus parâmetros, foram escolhidos e otimizados
interativamente pelo algoritmo da extensão Geostatistical Analyst, do programa ArcGis 10.1. Esse
plano krigado foi subtraído do modelo de elevação digital por álgebra de mapas, tendo como produto
as áreas altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
135
O funcionamento geral dos sistemas hidrogeológicos e das principais áreas de recarga
ocorrentes no vale do São Francisco e do noroeste de Minas Gerais são apresentados nos estudos do
Planoroeste II (CETEC 1981) e em Ramos & Paixão (2004). O estudo mais regionalizado das zonas
de recarga da bacia do Paracatu foi realizado por RURALMINAS (1996) e Martins Junior (2009).
Esses estudos foram importantes por indicar quais unidades geoambientais (conjugando
litoestratigrafia, geomorfologia, pedologia e pluviometria) serão mais importantes para recarga dos
aquíferos da bacia do Paracatu. Como base nos estudos supracitados, adotou-se a seguinte tipologia
que caracterizaria a maior favorabilidade à recarga de aquíferos localizados em áreas altimetricamente
mais elevadas em relação às nascentes dessa bacia:
- Litoestratigrafia: aquíferos porosos.
- Geomorfologia: áreas tabulares aplainadas formadas por processos de pedimentação.
- Pedologia: neossolos quartzarênicos.
Com o cruzamento (overlay) entre as bases cartográficas de litoestratigrafia, geomorfologia e
pedologia, é possível mapear todas as formas de combinações (sobreposições) entre essas diferentes
características favoráveis à recarga. Dessa forma, os locais em que ocorreu a favorabilidade
concomitante entre as três bases cartográficas seriam as áreas de maior potencial para a recarga dos
aquíferos. Por conseguinte, as áreas com sobreposição de favorabilidade de duas bases cartográficas
(dentre as três utilizadas) teriam um potencial de recarga maior do que as áreas com favorabilidade em
apenas uma das bases cartográficas. Por fim, as áreas situadas altimetricamente mais elevadas em
relação às nascentes, e que não apresentaram nenhum dos atributos favoráveis anteriormente citados,
seriam as de menor potencial para a recarga dos aquíferos.
Com a digitalização da litoestratigrafia, geomorfologia e pedologia da região por Martins
Junior (2006), a partir das bases do Planoroeste II (CETEC 1981), tornou-se possível a caracterização
cartográfica das áreas de recarga em escala de detalhe de 1:250.000. Os produtos cartográficos foram
cotejados aos dados das estações climatológicas e pluviométricas, presentes em RURALMINAS
(1996) e Nunes & Nascimento (2004). A cartografia de pluviometria foi obtida por meio da soma das
bases de pluviosidade do semestre seco e do semestre chuvoso, de Nunes & Nascimento (2004),
interpoladas pelo método do vizinho natural.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
136
Foi utilizada a abordagem de unidades hidrológicas de paisagem para interpretar a diferença
altimétrica em relação às nascentes e aos cursos d’água, com base nos critérios altimétricos utilizados
por Rennó et al. (2008) e Gharari et al. (2011), classificadas nos termos de recarga, transiência e
descarga (Souza & Fernandes 2000). Foi utilizado o software Saga 2.0.8 para o cálculo da diferença
altimétrica em relação ao curso d’água à jusante, aplicando-se o algoritmo descrito em Rennó et al.
(2008). As ponderações (Tabela 5.1) tomaram por base estudos extensivos realizados em encostas,
referentes a padrões de condutividade hidráulica (Lewis et al. 2011), umidade superficial pré-chuva
(Brocca et al. 2007, Crave & Gascuel-Odoux 1997, Famiglietti et al. 1998) e profundidade do nível
freático (Nobre et al. 2011). A multiplicação dos atributos na Tabela 5.1 permitiu o mapeamento de
um indicador topográfico unificado dos processos de recarga e descarga que incorporasse as
informações dos dois critérios de diferença altimétrica relativa.
Tabela 5.1 – Ponderação dos atributos das Unidades Hidrológicas de Paisagem
Altura em relação ao nível de nascentes
Abaixo de -5 metros
Descarga
De -5 a 5 metros
Flutuação do contato freático
De 5 a 20 metros
Transiência
Acima de 20 metros
Recarga
0,7 0,85 1,6 2,25
Altura em relação ao curso d’água de jusante
Abaixo de 10 metros
Descarga
De 10 a 20 metros
Flutuação do contato freático
De 20 a 40 metros
Transiência
Acima de 40 metros
Recarga
0,7 0,85 1,6 2,25
A partir das bases cartográficas disponíveis, elaborou-se um índice ponderado de favorabilidade
de recarga dos aquíferos. O método escolhido foi o da modelagem baseada em conhecimento,
consistindo no acesso a especialistas e à bibliografia consolidada. Desse modo, a ponderação mesclou
um ordenamento qualitativo a um quantitativo. Foram tomados como base os mapeamentos de
litoestratigrafia e pedologia (Martins Junior 2006), pluviosidade (Nunes & Nascimento 2004),
declividade, da altimetria obtida por radar do projeto SRTM (Jarvis et al. 2008) e a ponderação
referente às Unidades Hidrológicas de Paisagem constante na Tabela 5.11. O critério de cálculo de
totais parciais se deu por multiplicação dos índices de cada atributo.
Para as variáveis de solo, declividade e litoestratigrafia, utilizaram-se os mesmos valores de
ponderação da planilha de diagnóstico expedito desenvolvida no primeiro método (Quadros 5.2 e 5.3),
sintetizadas na Tabela 5.2. Desse modo, a ordenação de drenagem dos solos para a bacia do Paracatu,
do mais bem drenado para o menos drenável, foi: neossolos quartzarênicos, latossolos, cambissolos,
solos de horizonte B textural, neossolos litólicos, gleissolos. As classes litoestratigráficas, por sua vez
foram agrupadas em aquíferos sedimentares profundos, aquíferos sedimentares rasos, cársticos,
cársticos-fraturados e fraturados, assim ordenadas da mais relevante para a menos relevante, em
relação à capacidade teórica de recarga do fluxo subterrâneo.
1 Embora não realizado nesta tese, aplicações futuras desta metodologia na bacia do Paracatu ou em outras
bacias também podem empregar mapeamentos de vegetação e uso do solo para estimar a influência da recarga de
aquíferos, utilizando as pondereações do método de diagnóstico expedito (Quadros 5.2 e 5.3) e incluindo na
multiplicação para o índice final de favorabilidade de recarga.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
137
Para a pluviosidade, a ponderação se deu diretamente na estimativa da precipitação (em
metros/ano) interpolada para cada quadrícula raster.
Tabela 5.2 – Ponderação dos atributos utilizados para avaliar a Drenagem de Solos, o Potencial de Recarga de
Aquíferos, a Declividade e a Pluviosidade Solos (drenagem)
Neossolos
Quartzarênicos
Latossolos
Cambissolos
Solos de horizonte B textural
ou plíntico
Neossolos
litólicos
Solos hidromórficos e
aluviais
6 2,5 1 0,6 0,3
Litoestratigrafia (recarga do aquífero)
Aquíferos porosos
profundos
Aquíferos porosos
rasos
Carste Cárstico/fissurado
Fissurado
3 2,2 1,4 1,1 0,7
Declividade (infiltração)
Plano
0-3%
Suave-Ondulado
3-8%
Ondulado
8-20%
Forte-Ondulado
20-45%
Escarpado
> 45%
2,5 1,5 1 0,5 0,25
Pluviosidade
Metros de chuva / ano.
5.5 – MAPEAMENTO DA CONTRIBUIÇÃO DE VAZÃO ESPECÍFICA DE
COMPONENTES DE FLUXO
Este método teve como objetivo geral estudar a contribuição de componentes de fluxo nas
sub-bacias do Rio Paracatu, fornecendo subsídios para a melhor gestão de seus recursos hídricos. Para
tanto, compreendeu as seguintes etapas:
Análise de estacionariedade da média e da variância das vazões na Bacia do Rio Paracatu.
Preenchimento de lacunas de dados de vazão com o uso de técnicas multivariadas –
Maximização da Expectativa (EM) ou Imputação Múltipla (MI).
Calibração dos filtros com parâmetros duplos, [1] pela influência do escoamento superficial
e [2] pela inflexão na curva de recessão.
Incorporação de um restritor lógico na estimação do fluxo de base dos filtros recursivos,
impedindo a sobre-estimação do fluxo de base sobre a vazão total a cada iteração do
algoritmo.
Análise espacial da estimação de fluxo de base frente às bases de dados geográficas de
climatologia e hidrogeologia.
Ressalta-se, ainda, que os estudos pré-existentes utilizando filtros recursivos ainda não
apresentam uma pesquisa focada na comparação de resultados em bacias de diversos tamanhos. O
estudo aqui proposto, por abarcar a concatenação entre as estações fluviométricas internas à Bacia do
Paracatu, apresentou a possibilidade de comparar a estimação do fluxo de base em um sistema de sub-
bacias aninhadas (nested basins), trazendo novos dados à literatura científica.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
138
5.5.1 – Estimativa para Componentes de Fluxo nas Bacias das Estações Fluviométricas
A fonte de dados para as análises deste método foram os dados de vazão das estações
fluviométricas, disponíveis na Internet para todas as regiões do Brasil, por meio do Sistema de
Informações Hidrológicas (Hidroweb) da Agência Nacional de Águas (ANA).
Rodriguez (2004), Novaes (2005), Moreira (2006) e Souza (2009), ao optarem pelo período de
1970 a 2000 (30 anos), selecionaram e avaliaram como consistentes o uso de 19 a 21 estações
fluviométricas na Bacia do Rio Paracatu. Todavia, uma análise conjuntural dos períodos de operação
das estações mostra que a maior parte delas iniciou sua operação a partir dos anos de 1975 a 1976.
Conseguinte, escolhendo como bloco principal as estações do período de 1976 – 2000, foi possível
selecionar um bloco básico de 23 estações, minimizando a incerteza de preenchimento de falhas ou
extensão de séries. O período limite de julho de 2001 corresponde ao início das intervenções para a
construção da Usina Hidroelétrica de Queimado, na sub-bacia do Rio Preto, que poderia, a partir de
então, influenciar o comportamento dos dados hidrológicos.
Também foram selecionadas duas estações com períodos inferiores ao do bloco básico:
426450000 (1974-1984) e 42350000 (1973-1981). Essas estações receberam tratamento diferenciado
detalhado adiante nesta seção.
A localização das estações fluviométricas utilizadas nesta tese, com suas respectivas sub-
bacias, é apresentada no mapa da Figura 5.5. A delimitação das bacias de drenagem referentes às
estações fluviométricas foi elaborada com base no modelo de elevação digital hidrologicamente
consistente com os corpos de água lênticos e com a rede de drenagem.
A análise de estacionariedade foi realizada por meio de testes combinados de igualdade de
variância de Fisher e de igualdade de médias de Student, conforme recomendado por Tucci (2002) e
pela Agência Nacional de Águas (Souza et al. 2009). Sobre os dados das estações fluviométricas,
foram realizados os testes de estacionariedade média, máxima e mínima a 1% e 5% de significância
para análise de médias e de variância mensais, com testes sucessivos de agrupamento mínimo de 5
anos em combinações contínuas para todas as possibilidades de agrupamento na série, no período dos
anos hidrológicos de 1976 a 2000. Também foram realizados testes de estacionariedade análogos para
o período de 1957 a 2000 nas quatro estações fluviométricas mais antigas da bacia. Os testes foram
realizado no programa SisCAH 1.0, o qual é disponibilizado gratuitamente pela Agência Nacional de
Águas.
Como metodologia para o preenchimento de falhas, utilizou-se a combinação metodológica de
(a) seleção de estações de apoio; (b) separação entre os dados de período chuvoso e período seco; e (c)
estimação dos valores pelo algoritmo de Máxima Expectativa (Expectation Maximization – EM) e
Imputação Múltipla (Multiple Imputation – MI), com objetivo de comparar a consistência dos
resultados de cada um desses dois métodos.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
139
Figura 5.5 – Estações Fluviométricas e suas respectivas bacias. Fonte: a pesquisa.
O agrupamento preliminar das estações de apoio levou em conta as áreas homogêneas de
sistemas hídricos de Euclides (2004), as Áreas de Isopadrões de Drenagem (Martins Junior 2009), as
variações espaciais das bases cartográficas (geologia, geomorfologia, pedologia, declividade e altitude
– Martins Junior (2006)), a conexão topológica à rede de drenagem, os testes de estacionariedade e o
coeficiente de correlação entre as séries temporais de vazão. Ademais, foram tidas em conta as áreas
com precipitação anual homogênea, haja vista também serem correlacionadas espacialmente aos
demais parâmetros climáticos da bacia.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
140
Para o preenchimento de falhas usando EM e MI, utilizou-se como fonte de informação,
quando disponíveis, os dados anteriores a 1976, de modo a ampliar a possibilidade de comparação da
distribuição estatística das vazões diárias da estação de referência para com as estações de apoio
selecionadas. Para as estações fluviométricas que não são afetadas pela Usina Hidrelétrica de
Queimado, também foram utilizados os dados de vazão posteriores a 2001.
Haja vista os conflitos existentes em relação ao sobre-uso da água na Bacia do Paracatu por
irrigantes (Pruski et al. 2007) poder-se-ia questionar se o uso consuntivo da água para irrigação não
influenciaria a consistência das análises de vazão das estações fluviométricas. Porém, sob esse
aspecto, as pesquisas realizadas por Rodriguez (2008) demonstraram que o uso consuntivo de água
para irrigação apresentou menos de 10% de efeito sobre as vazões mínimas (Q7,10) e de permanência
(Q95) da Bacia do Paracatu. Vasconcelos (2010), ao analisar o estudo de Rodriguez (2008), sob uma
perspectiva de comparação da localização das estações fluviométricas em relação às frentes de
irrigação, observou que as estações fluviométricas existentes estão nos leitos principais, tão à jusante
dos afluentes captados para irrigação, de modo que as vazões mensuradas na estação fluviométrica já
incorporam afluentes várias vezes mais caudalosos. Dessa forma, o impacto local da irrigação é
mascarado. Esse mascaramento, embora dificulte a mensuração do impacto ecológico local da
irrigação, apresenta o benefício de atenuar a vieses em análises hidrológicas regionais.
5.5.2 – Separação da Hidrógrafa
Nathan e McMahon (1990) e Albuquerque (2009) ressaltam que os métodos de separação da
hidrógrafa disponíveis não apresentam um critério que permita delimitar com confiabilidade o fluxo
subsuperficial, o qual se encontra na região da hidrógrafa entre o fluxo de base e o escoamento
superficial. Como maneira de aprimorar essa distinção, neste estudo foi proposta a utilização
combinada de dois resultados de filtros recursivos: [1] calibrado em referência à curva exponencial de
recessão da estação seca, o qual corresponderia mais fielmente ao fluxo de base; e [2] calibrado em
referência ao ponto de influência do escoamento superficial, por meio da fórmula empírica de Lynsley
et al. (1975), correspondendo à soma do fluxo de base e do fluxo subsuperficial. Ambos os parâmetros
foram calibrados de forma a atender com a maior aproximação possível os modelos gráficos
convencionais de projeção da curva de recessão (Barnes 1939) e superposição ondulatória de unidades
de resposta hidrológica (Su 1995). Para a calibração ao ponto de influência do escoamento superficial,
foram selecionados picos de chuva isolados e sem falhas de dados, de forma a manter a confiabilidade
da referida fórmula empírica de Lynsley et al. (1975). O modelo conceitual para o hidrograma tipo é
apresentado na Figura 5.6.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
141
Outro problema encontrado em filtros recursivos é a possibilidade matemática de que estimem
um fluxo de base superior aos dados de vazão total do rio, em alguns períodos da hidrógrafa. Para
contornar esse problema, Gregor (2010) propõe que seja realizado um corte dessa vazão sobre-
estimada, ao fim da aplicação do filtro. Ao passo que Chapman (1999) sugere (embora não
implemente explicitamente) que o uso de uma restrição (constraint) interna a cada passo do algoritmo
traria uma consistência maior para os filtros de um parâmetro. Adotando a recomendação de Chapman
(1999), foi implementado o seguinte restritor lógico:
Se fluxo de base vazão total
Então: mantêm-se os valores de fluxo de base
Senão: fluxo de base passa a ser igual à vazão total.
Figura 5.6 – Hidrograma conceitual para particionamento do escoamento superficial. Fonte: a pesquisa.
Foram testados os filtros indicados na no Quadro 5.4. Optou-se pelos filtros de calibração de
um único parâmetro, por possibilitarem uma calibração mais objetiva (Chapman 1999).
Quadro 5.4 – Filtros Recursivos Avaliados nesta Tese.
Filtro Recursivo Autor
Chapman (1991)
Chapman & Maxwell (1996)
Lyne & Hollick (1979) – “Bflow”
Tularam & Ilahee (2008) – “EWMA filter”
α = Parâmetro do filtro; q = Fluxo total; qf = fluxo rápido; qb = fluxo de base.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
142
Os procedimentos estatísticos para espacialização dos dados hidrogeológicos em bacias
hidrográficas aninhadas basearam-se na sua concatenação e sobreposição, conforme metodologia
empregada em Holtschlag (1997). Isso permitiu a elaboração de bases de informação geográficas
digitais sobre a contribuição dos componentes de fluxo nos trechos das sub-bacias hidrográficas do
Rio Paracatu.
5.6 – MODELAGEM ESPACIAL DA INFLUÊNCIA DOS ATRIBUTOS
AMBIENTAIS NOS COMPONENTES DE FLUXO
Como extensão do quarto método, o quinto método tornou possível investigar, por técnicas
estatísticas multivariadas, as relações espaciais entre os atributos ambientais das sub-bacias,
comparando ao seu fluxo total, fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido.
5.6.1 – Modelagem Estatística por Mínimos Quadrados Parciais
Foi empregado o modelo de regressão por projeção de mínimos quadrados parciais a
estruturas latentes (PLS) utilizando-se o programa SIMCA-P+ 13. Para os fins deste método, o termo
‘modelo’ refere-se ao modelo numérico gerado utilizando-se a PLS; portanto, não se refere aos
algoritmos ou procedimentos para cálculo prévio das variáveis independentes ou dependentes.
Seguindo a orientação de Barclay et al. (1995) para a PLS, utilizou-se um máximo de um
componente preditor para cada 10 casos da população amostral, limitando-se então a 2 componentes
extraídos das variáveis independentes para cada regressão à variável dependente. Conforme
recomendado por Marcoulides & Saunders (2006) e por Rouse & Corbitt (2008), o sobreajustamento
(overfitting) do modelo preditivo foi avaliado por técnicas reativas de reamostragem.
Os procedimentos estatísticos tomaram por base as seguintes recomendações de Chin (2010)
para o método PLS: análise se intercorrelação entre as variáveis e análise dos pesos e indicadores de
ajustamento existentes. A regressão foi analisada com base no coeficiente de determinação (R2),
cotejado ao desvio padrão dos resíduos e ao Q2 (variância que pode ser predita pelos componentes, de
forma acumulada), conforme recomendado por Umetrics (2008). NA PLS, o desvio padrão e o Q2
são
calculados por reamostragem (jack-knife e cross-validation, respectivamente) sobre as variáveis
dependentes e independente reescaladas para padronização (Z), tornando possível a comparação entre
diferentes modelos a serem testados. Quanto maior o R2 e o Q
2 e quanto menor o desvio padrão
residual, mais adequado é o modelo. O Q2 é calculado por:
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
143
Q2(cum) = (1.0 - Π(PRESS/SS)a) (Equação 1)
Onde,
[a = 1, ... A];
Π(PRESS/SS)a = produto do índice PRESS/SS para cada componente individual;
PRESS = soma dos quadrados dos resíduos da predição;
SS = soma dos quadrados das observações;
A = número total de componentes.
Preliminarmente, realizou-se uma análise de agrupamento (clusters) hierárquica quanto à
distância quadrática euclidiana entre as variáveis padronizadas (Z) para cada seção das bacias
aninhadas, de forma a visualizar sua correlação por meio de um dendograma. Conseguinte, ao longo
da modelagem de regressão, a incorporação de cada variável teve em mente a avaliação sobre o ganho
de previsão (coeficiente de determinação), sobreajustamento (Q2 e desvio padrão), mas também a
possibilidade de ganhos teóricos de explicação hidrogeológica, bem como de aumento e detalhamento
da informação cartográfica nos produtos finais. No modelo de regressão, as variáveis foram analisadas
pelo seu valor de influência na projeção (VIP – Equação 2), pelos seus coeficientes padronizados
(tornando possível a comparação entre eles) e pelos seus desvios-padrões residuais dos respectivos
VIP e coeficiente (obtidos por técnica de reamostragem sobre as variáveis dependentes e independente
reescaladas para padronização [Z]), conforme as orientações de Umetrics (2008). O VIP possibilita
visualizar a influência de cada variável independente no modelo, caso não houvesse outras variáveis
correlacionadas, ao passo que o coeficiente padronizado redistribui os pesos entre as variáveis
correlacionadas. O VIP pode ser calculado como a raiz da soma do quadrado (SSY) dos pesos PLS
(wak) da regressão para determinada variável independente K. Dessa forma, sua fórmula pode ser
expressa por:
(Equação 2)
Também foram realizadas as análises de gráficos de dispersão (scatter plots), apresentando as
cargas (loadings) de cada variável discriminadas por eixo dos componentes de regressão. Essa
modalidade de gráfico permite perceber a correlação entre as variáveis e propor hipóteses de processos
distintos sobre a mesma variável independente, referentes a cada eixo de componente da PLS
(Umetrics 2008).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
144
5.6.2 – Variáveis Dependentes e Independentes
Utilizou-se, como variáveis dependentes, a vazão total e seus respectivos componentes de
fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido estimados a partir dos dados de vazão diária das estações
fluviométricas, conforme descrito no método da seção anterior.
Para as variáveis independentes, partiu-se de bases cartográficas presentes ou passíveis de
elaboração na maioria dos estudos ambientais brasileiros. As bases de dados encontram-se no Quadro
5.5. Explicações mais detalhadas sobre o cálculo das variáveis independentes, além de sua
visualização cartográfica, podem ser encontradas no Anexo A.5 desta tese (Figuras A.21 a A.23 e
Quadros A.3 a A.5). As variáveis foram estandardizadas antes da entrada no modelo, conforme
recomendado por Garson (2010). Por tratar-se de 39 indicadores para a formação de cada construto
reflexivo, evitou-se a tendenciosidade das estimativas da PLS, existente para construtos reflexivos
com menos de 10 indicadores (Chin 1995).
Destaca-se que não foi encontrada, na literatura, experiência anterior de incorporação das
variáveis módulo da curvatura, distância a estruturas rúpteis (mesofraturas) e nível de nascentes. A
experiência foi pioneira também em incorporar os dados do sistema brasileiro SIAGAS com objetivo
de utilização de dados de poços de água para compreensão de fluxos em estações fluviométricas.
As variáveis morfométricas e hidromorfométricas foram calculadas com os programas Saga 2.0.8,
Envi 4.8 e a extensão Spatial Analyst para ArcGis 10, sobre um modelo de elevação digital
hidrologicamente consistente – MEDHC. O MEDHC foi elaborado utilizando a extensão Hydrotools
2.0 para ArcGis 10 e com o programa gratuito Saga 2.0.8. O modelo teve como fonte primária a
altimetria da imagem SRTM e a hidrografia oficial do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística –
IBGE (1:100.000). Primeiramente, as áreas correspondentes aos corpos lênticos, delimitados pela base
do IBGE, foram niveladas altimetricamente. Em seguida, utilizou-se o modelo de recondicionamento
de modelo digital de elevação denominado AgreeDem (Hellweger & Maidmont 1997) com buffer de 2
células (120 metros para cada margem do rio), aprofundamento suave de 10 metros e aprofundamento
de canal de 5 metros. O recondicionamento foi completado no programa Saga, assegurando a que a
drenagem fosse aprofundada sempre em no mínimo 1 metro em relação à altitude mínima das células
vizinhas aos cursos de água. Com o recondicionamento, procura-se descontar a altura da copa das
matas ciliares que acompanham a hidrografia na savana e ainda aprimorar a consistência hidrológica
do modelo de elevação. A remoção das depressões se deu em duas etapas, conforme proposto por
Ferrero (2004). Na primeira etapa, foi utilizada a técnica de remoção de barreiras de depressões pelo
aprofundamento (branching) de seus canais de escoamento, até um limite de 4 metros de
aprofundamento. Dessa forma, eliminou-se aproximadamente 50% das depressões. Em seguida, foi
realizado o preenchimento de depressões restantes, mantendo nelas a inclinação em direção ao ponto
de menor altitude, conforme algoritmo de Wang & Liu (2006).
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
145
Quadro 5.5 – Bases de informação empregadas.
Atributo Fonte Escala de
detalhe
Variáveis
Independentes
Variáveis morfométricas: altitude, altitude
normalizada, altitude padronizada, balanço
de massas, altitude de encosta, declividade,
declividade acumulada de drenagem,
curvatura, módulo da curvatura, índice de
convergência, índice de rugosidade, índice
de rugosidade vetorial, dispersão de fluxo,
índice topográfico de umidade, índice
topográfico de escoamento subsuperficial,
fator de visão do céu, fator de visão de
terreno, visibilidade do céu, insolação total
anual, aquecimento anisotrópico diurno,
índice de barlavento predominante (És-
Nordeste - ENE), índice de sota-vento
predominante (ENE), índice de efeito do
vento predominante (ENE), força efetiva do
vento predominante (ENE)
DEM hidrologicamente
consistente com base no
SRTM (Jarvis et al.
2008) cotejado à
hidrografia do IBGE
(1971)
1:100.000
Variáveis morfométricas de drenagem: nível
de base, nível de nascentes, altura ao curso
de água, altura ao nível de base, distância
horizontal ao curso de água, distância ao
exutório (foz) da bacia
Hidrografia do IBGE
(1971) e altimetria do
satélite SRTM (Jarvis et
al. 2008)
1:100.000
Distância a estruturas rúpteis Interpretada por
aerofotos, em Martins
Junior (2006)
1:50.000
Pluviosidade anual média Estações pluviométricas
regionalizadas por
Nunes e Nascimento
(2004)
5.221
km2/estação na
malha de
interpolação
(estações internas
e externas à
bacia)
Atributos de poços perfurados (vazão de
estabilização, vazão específica, nível
dinâmico, rebaixamento)
Sistema SIAGAS,
acesso em 28/3/2012
148 km2/poços
internos à bacia
(305 poços)
Variáveis espaciais (latitude, longitude,
distância à borda)
Variável
Dependente
Vazão total, fluxo de base, interfluxo e fluxo
rápido
Estações fluviométricas
da rede da ANA, acesso
em 20/3/2011
1.802 km2/
estação
Em relação aos elementos vetoriais (mesofraturas e drenagem, por exemplo) a literatura de
modelagem estatística de regionalização hidrológica tradicionalmente utiliza-se de variáveis de
densidade (valor/área) (Naghettini & Pinto 2007). Contudo, tendo em vista o objetivo de retraduzir
cartograficamente os resultados de modelagem com maior precisão, propusemos utilizar as variáveis
de distância ao elemento vetorial, o que trouxe uma quantificação física precisa para cada quadrícula
raster, no programa ArcGis, dos produtos cartográficos finais.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
146
No que se refere à malha de estações fluviométricas, a Organização Meteorológica Mundial –
OMM – recomenda uma densidade mínima de 3.000 km2 por estação (RURALMINAS 1996), o que
se encontra atendido para esta bacia. Há que se destacar, porém, que a quantidade de estações
fluviométricas é condição de contorno para o número de casos para a regressão a ser realizada,
influenciando no grau de confiabilidade estatística dos resultados obtidos. Tal disponibilidade de
dados, apesar de não coibir totalmente a análise estatística de conjuntos menores, os relegam a funções
mais exploratórias do que confirmatórias.
A disponibilidade de estações pluviométricas e fluviométricas por km2 foi sem dúvida um
fator limitante para a confiabilidade do modelo. Nunes & Nascimento (2004) apontam que a malha
ideal para dados climatológicos, para o Brasil, seria de 400 a 500 km2 por estação – ou seja, 10 vezes
mais que o presente para a região de estudo. Em contrapeso, a topografia plana de grande parte da
Bacia do Paracatu, sem grandes acidentes de relevo, auxilia na transição suave e gradual das
características climato-hidrológicas, conforme a fundamentação de Bertoni & Tucci (2009), o que
permitiria uma menor densidade de estações.
5.6.3 – Modelagem da Hipótese de Fluxos Regionais
Foram testados dois modelos estatísticos. Por se tratar de um estudo com bacias aninhadas, o
primeiro modelo agrupou as variáveis sobre cada seção da bacia hidrográfica, com limite na drenagem
para as estações fluviométricas – dessa forma, cada porção de área da bacia foi utilizada apenas uma
vez para a regressão.
O segundo modelo incorporou a hipótese da existência de fluxos regionais, que atravessem as
seções, desaguando no curso de água após a estação fluviométrica. Para esse modelo, utilizamos as
variáveis agrupadas pela bacia de drenagem total de cada estação fluviométrica, sob o pressuposto de
que toda a área a montante da estação influenciaria os seus componentes de vazão.
5.6.4 – Representação Cartográfica dos Resultados
Por fim, avaliado e escolhido o modelo mais confiável de regressão, o peso que a regressão
múltipla atribui aos componentes reflexivos foi remontado às bases cartográficas das variáveis
ambientais originais. O resultado da multiplicação entre o peso da variável independente e seus valores
em cada quadrícula raster gerou camadas (layers) com sua influência relativa sobre cada variável
dependente. As camadas do conjunto das variáveis independentes foram somadas por operação de
overlay, tendo como produto cartográfico o que se denomina mapa de Unidades de Vazão Específica.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
147
O mapa de Unidades de Vazão Específica foi acompanhado de um segundo mapa explicitando
a incerteza estatística da regressão, associada à sua distribuição espacial. Esse último mapa foi
calculado com base na distância entre a vazão específica predita e a vazão existente para cada seção da
bacia. Com essa proposta, deu-se transparência à heterogeneidade espacial das incertezas relativas à
predição do modelo. A vazão específica observada e predita foi redistribuída por seção concatenada a
partir da Equação 3.
Qseção = [(Qcontenedora * Acontenedora) - (Qinterna * Ainterna)] / (Acontenedora - Ainterna) (Equação 3)
Onde:
Q = Vazão específica; e
A = Área da bacia contenedora ou interna.
No mesmo mapa foi anotado um croqui com uma proposta de fluxos regionais subterrâneos,
que poderiam equilibrar o modelo, anulando as diferenças entre a vazão predita e a observada em cada
seção, ao mesmo tempo mantendo a coerência topológica da vazão ao longo da drenagem. Esses
fluxos partiram da pressuposição simplificada de que o fluxo regional subterrâneo se dá por meio das
bacias internas a montante ou da divisa com as bacias adjacentes à Bacia do Paracatu.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
148
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
149
CAPÍTULO 6
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados de cada um dos cinco métodos
propostos nesta tese. A discussão integrada dos resultados (inter-método) é empreendida no capítulo 7.
6.1 – DIAGNÓSTICO EXPEDITO DE RECARGA DE AQUÍFEROS EM CONTEXTOS
LOCAIS
A seguir são apresentados os produtos obtidos pela aplicação do método de diagnóstico expedito
nas áreas de estudo selecionadas, consistindo de [A] Descrição textual das áreas de estudo, [B] Produtos
Cartográficos e Fotográficos e [C] Planilha Ponderada de Diagnóstico Expedito. As Figuras 6.2 a 6.11
apresentam os produtos cartográficos e fotográficos do método de diagnóstico expedito para cada sítio de
estudo. A consolidação dos diagnósticos expeditos de recarga encontra-se nas Tabelas 6.1 e 6.2.
6.1.1 – Descrição Textual, Cartográfica e Fotográfica das Áreas de Estudo
Vale do Córrego da Areia
Foi possível delimitar essa área de estudo em dois compartimentos geoambientais distintos quanto
à recarga de aquíferos, sendo analisados em separado pelo diagnóstico expedito: a chapada, nas
cabeceiras, e o carste, no fundo de vale. Sotoposto a esses dois compartimentos geoambientais, encontra-
se uma estrutura sinclinal onde predominam siltitos, com lentes de arenito e de argilito (Furuhashi et al.
2005a). O esquema estrutural é apresentado na Figura 6.1.
Figura 6.1 Estratigrafia do Vale do Córrego da Areia – baseado em Furuhashi et al. (2005a). Unidade de medida em
metros. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
150
Na área superior, acima de 1.000m de altitude, foram identificados latossolos vermelho-amarelos
na forma de um relevo tabular plano a suave ondulado, o qual,conforme CETEC (1981) e Furuhashi et al.
(2005a), foi constituído pelo processo de pedimentação de sedimentos terciário-quaternários laterizados
anteriores à dissecação da Bacia do Paracatu. Toda a chapada encontra-se ocupada por agricultura
mecanizada de alto nível tecnológico, incluindo alguns pivôs de irrigação. Nessa área distinguem-se
também lagoas temporárias, conectadas hidrogeologicamente às principais nascentes de encosta do vale
por meio de estruturas lineares bastante evidentes.
Ao passo que no interior do vale, entre as cotas de 840m e 880m, foram identificados litossomas
cársticos de afloramentos dolomíticos bastante evoluídos, com sumidouros, maciços, lapiás e cavernas
(algumas das quais, conforme Furuhashi et al. (2005b) apresentam mais de dois quilômetros de extensão),
integrando a Formação Vazante (CPRM 2003). Uma floresta estacional semidecidual bastante preservada
recobre esse compartimento geoambiental, sobre neossolos litólicos ou praticamente sobre a rocha
carbonática aflorante.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
151
Figura 6.2 – Caracterização cartográfica das áreas maior favorabilidade de recarga no Vale do Córrego da Areia. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
152
Figura 6.3 – Diagnóstico Expedito de Recarga de Aquíferos para a Bacia do Córrego da Areia. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
153
Serrinha
Nessa área de estudo foi observada a geomorfologia de cristas estruturais de direção sudeste-
noroeste, com vertentes ravinadas e vales encaixados, consonante à classificação de CETEC (1981),
circunscrita em um geodomínio maior de superfícies aplainadas e de solos profundos da Depressão São
Franciscana, como também atentado por IGAM (2006). Seus pontos de sela encontram-se a
aproximadamente 620m de altitude, com linhas de cumeada variando entre 720 e 760 metros. Encontra-se
sobre a Formação Paraopeba, do Grupo Bambuí (CPRM 2003). Em meio aos afloramentos rochosos
frequentes, encontram-se cambissolos eutróficos chernossólicos ou típicos sobre o domínio litológico de
meta-calcários e margas nas encostas florestadas, contrastando com neossolos litólicos distróficos sobre
argilitos e meta-siltitos nas manchas de cerrado. As manchas de cerrado são utilizadas para pastagem
extensiva. A ocorrência de nascentes é pouco frequente, embora seja usual a construção de açudes nos
leitos de escoamento temporário e o acesso ao aquífero livre por cisternas nos latossolos do entorno da
Serrinha, predominantemente para dessedentação de pecuária extensiva.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
154
Figura 6.4 – Caracterização cartográfica com delimitação manual (sem auxílio de SIG) das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serrinha, como exemplo
prático dessa possibilidade metodológica. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
155
Chapada da Serra do Boqueirão
Em uma chapada em cuja superfície tabular, a 840 metros de altitude, apresentaram-se neossolos
quartzarênicos sobrepostos a arenitos, que foram classificados por CETEC (1981) e CPRM (2003) como
pertencentes à Formação Urucuia. O topo da chapada encontrou-se em quase totalidade recoberto por
formação de cerrado strictu sensu, com pequenas manchas de pastagem. Circundando as bordas superiores
da chapada, na ruptura de relevo, estratos lateríticos férricos agem como soleiras geomórficas. Ao sopé da
chapada faz-se o contato litológico com os arcósios e siltitos arcoseanos da Formação Três Marias, sob
uma geomorfologia de vertentes de pedimentação colúvio-aluviais provenientes do arenito a montante,
consonante ao mapeamento de CETEC (1981). É justamente nesse contato, devido à relativa menor
permeabilidade dos arcósios e siltitos arcoseanos, que ocorrem as surgências de contato. A jusante das
surgências, ainda sobre o domínio dos arcósios da Formação Três Marias e circunjacente à chapada,
encontram-se superfícies de dissecação fluvial ravinadas com vertentes encaixadas, como também
classificado por CETEC (1981). No entorno sudoeste da chapada, a exsudação se dá por meio de veredas.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
156
Figura 6.5 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Chapada da Serra do Boqueirão. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
157
Serra do Sabão
Geomorfologicamente, a área de estudo pôde ser descrito como uma crista de direção norte-sul, de
variação altimétrica de 680 a 760 metros, com ravinas e vertentes encaixadas. A oeste encontram-se
vertentes litólicas em chevron, por influência do dobramento. A leste as encostas transitam para
superfícies onduladas, ainda que mais aplainadas a sudeste. A litoestratigrafia predominante refere-se a
calcários e margas, classificadas por CETEC (1981) como parte da Formação Paraopeba, e cobertos por
floresta estacional semidecidual. Em áreas localizadas em que aumenta a influência de litologias
sedimentares terrígenas, seja na composição da rocha carbonática ou na presença de lentes, a floresta
semidecidual transita para a fitofisionomia de cerrados strictu sensu. Os solos são rasos, porém eutróficos,
predominando neossolos litólicos nas encostas, embora haja ocorrência de cambissolo nas curvaturas de
topos da crista. A vegetação da crista encontra-se bem preservada, embora o entorno regional,
originalmente de floresta semidecidual em solo eutrófico sobre calcários e cherts, encontre-se quase
totalmente desmatado para pecuária e, em menor escala, agricultura.
Na metade superior da crista, a maior drenabilidade dos solos e a flutuação sazonal do nível
freático se faz sentir pela maior caducifoliedade da vegetação, evidenciando o predomínio da função
hidrogeológica de recarga. Na metade inferior, as vertentes encaixadas mais verdejantes demonstram a
presença de maior umidade do solo, inclusive em decorrência da exsudação de aquíferos em nascentes. Há
a presença de trilhas arqueológicas por meio das quais escravos e quilombolas buscavam água para suas
moradias nessas vertentes.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
158
Figura 6.6 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serra do Sabão. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
159
Serra das Araras
Encontra-se em um morfodomínio de superfícies aplainadas sobre estratigrafia de sericita-filito,
de onde afloram cristas esparsas. Localmente, pôde-se descrever essa área como uma crista de direção
sudoeste-nordeste, com sopé a 720m de altitude e cumeada a aproximadamente 920 metros, com topo
levemente aplainado e com vertentes ravinadas de vales encaixados, na base dos quais se encontram as
nascentes. A litologia da crista consiste em estratos metamorfizados com predomínio de quartzito na
vertente inferior e de sericita-filito na vertente superior. Em sua base, encontram-se sericita-filito
carbonosa e quartzito, a que CPRM (2003) classificou como da Formação Paracatu. É coberta por
neossolos litólicos distróficos com significativa ocorrência de afloramentos. A vegetação consiste de
campo cerrado, transitando para cerrado strictu senso na base dos vales encaixados.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
160
Figura 6.7 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serra das Araras. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
161
Lagoas do Rio da Prata
A área de estudo encontra-se sobre sedimentos terciário-quaternários inconsolidados detrito-
lateríticos ferruginosos que, de acordo com CETEC (1981), Oliveira et al. (2002), CPRM (2003) e
Almeida et al. (2010), foram formados do processo de transporte e deposição proveniente principalmente
do retrabalhamento do Grupo Aerado. Almeida (2009) indica que esse estrato encontra-se sobreposto à
litoestratigrafia cárstico-fissurada do Grupo Bambuí.
Em relação ao contexto geomorfológico, a região se encontra na depressão correspondente às
baixadas do médio Paracatu, na altitude entre 560 a 590 metros. Trata-se de uma depressão rasa de fundo
plano, destacando-se como área de má drenagem com rebaixamento pouco pronunciado, ocorrência de
solos hidromórficos e concentração de lagoas temporárias, como atentado por CETEC (1981). Sua
evolução se deu por exsudação, na medida em que as áreas circundantes (ainda sobre os sedimentos
inconsolidados) sofreram dissecação fluvial e pedimentação.
Os solos predominantes encontrados se referem a latossolos vermelho-amarelos distróficos, nos
quais CETEC (1981) identificou horizonte plíntico argiloso. Em virtude da herança sedimentar do Grupo
Areado, a textura dos solos transita variavelmente para neossolos quartzarênicos. Os solos são bem
drenados durante os períodos de estiagem (salvo margens de lagoas e veredas), porém tornam-se
encharcados durante os períodos de maior pluviosidade.
A área de estudo foi ocupada para silvicultura, na década de 1970, sendo abandonada em 1983.
Em sua maior parte regenerou-se a vegetação de campos nativos, ademais de núcleos esparsos de cerrado.
Posteriormente, algumas áreas voltaram a ser ocupadas para pastagens plantadas, silvicultura e agricultura.
Os solos apresentam permeabilidade superficial elevada, favorecida ainda pelo relevo plano. Não
obstante, o principal controle hidrogeológico é exercido pelo horizonte plíntico argiloso, o qual impede a
percolação direta das águas e direciona a drenagem para processos subsuperficiais, rumo às lagoas da área
de estudo e, principalmente, rumo às veredas circundantes.
As lagoas existentes, além de caracterizar áreas de acumulação do nível freático acima do
horizonte plíntico, também podem indicar pontos preferenciais de percolação profunda, tal qual dolinas
em um contexto cárstico ou pseudo-cárstico. Almeida (2009) apresenta a hipótese de que as lagoas
poderiam ser associadas às drenagens preferencias no aquífero cárstico-fissurado sotoposto aos
sedimentos inconsolidados. Todavia, não foi possível obter evidências que comprovem essa hipótese,
deixando em aberta também a possibilidade de que a drenagem das lagoas se dê apenas por um acesso
preferencial pelo horizonte plíntico, abastecendo o aquífero sedimentar superficial regional terciário-
quaternário em contexto pseudo-cárstico.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
162
Figura 6.8 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na região das Lagoas do Rio da Prata. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
163
Ribeirão dos Órfãos e Córrego da Bica
As áreas de recarga do Ribeirão dos Órfãos e do Córrego da Bica situam-se nas imediações da
cidade de João Pinheiro, entre as cotas de 800 e 900m de altitude, e apresentam esquema hidrogeológico
semelhante, ainda que em escalas espaciais bem distintas. Ademais, ambos os mananciais são empregados
para abastecimento urbano, o que justifica a sua importância para a população local.
As duas áreas de recarga caracterizam-se por arenitos da Formação Areado, com solos de variação
textural entre latossolos típicos a neossolos quartzarênicos, sob vegetação de cerrado strictu sensu em
relevo ondulado a forte ondulado, consonante ao mapeamento de CETEC (1981). A exsudação na vertente
ocorre no ponto de contato com estratos mais pelíticos, caracterizados por transição dos processos de
eluviação para aluviação. A exsudação marca o ponto em que se inicia a presença de floresta perenifólia
ciliar em solos eutróficos aluviais de predomínio argiloso e siltoso.
No Ribeirão dos Órfãos, as surgências se dão em contexto de veredas. Em certos trechos da área
de recarga à montante da surgência do Ribeirão dos Órfãos, uma camada superficial de lateritas férricas
botroidais de granulometria cascalho atua como soleira geomórfica de escarpas mais abruptas. Nos pontos
em que essas lateritas foram mineradas para extração de cascalho, rompeu-se o equilíbrio geomórfico
local e iniciou-se a formação de processos erosivos de voçorocamento sobre o solo profundo de matriz
arenosa com baixa coesão. Para estabilizar a atividade erosiva e prevenir quanto ao assoreamento dos
cursos de água, a COPASA realiza, a partir de 2004, ações de revitalização da Bacia do Ribeirão dos
Órfãos, com foco especial na construção de pequenas barragens de retenção de escoamento superficial nas
áreas de maior instabilidade do terreno. As barragens de retenção encontram-se em estado mediano de
conservação.
A área de recarga à montante da surgência do Córrego da Bica apresenta-se circunscrita na área
urbana da cidade de João Pinheiro, cujos loteamentos ocupam uma porção de sua vertente de drenagem
leste. De 2009 a 2011, em uma parceria entre a COPASA, a ONG GreenJop e o Poder Público, a bacia foi
revitalizada e os lançamentos de esgotos foram interceptados para o sistema de coleta municipal. A área
de recarga é cortada pela BR-040, que a separa em metades superior e inferior topograficamente. A
metade inferior encontra-se cercada, com visitação proibida. O escoamento da metade superior encontra
obstáculo sobre o camalhão construído para a rodovia, concentrando-se nas passagens canalizadas.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
164
Figura 6.9 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Córrego da Bica. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
165
Figura 6.10 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Ribeirão dos Órfãos. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
166
Chapadão do Pau Terra
Chapada com borda superior a 960 metros de altitude e sopé entre 720 e 800 metros de altitude,
coberta de latossolos vermelhos distróficos típicos e constituída de sedimentos inconsolidados detrito-
laterítico ferruginosos, que, de acordo (CETEC 1981), datam do Terciário-Quaternário. Os sedimentos do
Terciário-Quaternário estão sobrepostos estratigraficamente a quartzitos e sericita-filito carbonoso do
Grupo Canastra (CETEC 1981) ou Formação Paracatu (CPRM 2003), os quais funcionam como barreira
para o fluxo hidrogeológico, forçando a exsudação por contato. A superfície tabular plana é circundada
por nascentes que drenam em um contexto geomorfológico de vertentes ravinadas e vales encaixados com
cristas esparsas, como também identificado por CETEC (1981). A superfície da chapada foi toda ocupada
para agricultura mecanizada não irrigada e para silvicultura.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
167
Figura 6.11 – Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Chapadão do Pau Terra. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
168
6.1.2 – Resultado das Planilhas de Diagnóstico Expedito
Tabela 6.1 – Consolidação dos Diagnósticos Expeditos de Recarga de Aquíferos nos sítios de estudo selecionados
Área de Estudo Potencial de Recarga (Quantidade de Água)
Proteção sobre a Recarga (Qualidade da Água)
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Lagoas do Rio da Prata 0,8 2,5 1 2,2 1,3 0,7 1 0,95
1 0,2 0,8 3 0,95
1 1 1 4 0,43
Vale do Areia – Chapada 0,9 2 2,5 2,2 0,8 0,8 1,4 0,9 1 10 3 2,5 0,95
1 1 1,7 8,87 109,01
Vale do Areia – Carste 0,8 0,35 0,6 1,4 1,5 1,5 1 - - 4 0,3 0,3 1 1 1,5 1 0,53 0,54
Serra do Sabão 0,9 0,5 0,8 1,2 - 1,5 1 - - 4 0,6 0,6 1 1 1,5 1 0,65 2,16
Captação do Córrego da Bica 1,3 0,75 4 3 1,2 1 1 0,5 1 2,5 1,7 3 0,9 0,9 1 1 14,04 5,16
Captação do Ribeirão dos Órfãos 1,3 0,75 4 3 1,3 1,2 1,5 0,95
1 2,5 1,7 3 0,8 0,9 0,8 1,5 27,38 10,46
Chapadão do Pau Terra 0,9 2,5 2,5 2,2 1,2 0,8 1,2 0,9 1 10 3 3 0,95
1 1 1,3 14,26 100,04
Serra das Araras 1,3 0,4 0,6 0,7 0,8 1,5 1 - - 4 0,3 1 0,95
1 1 1 0,26 1,14
Serrinha 0,9 0,35 0,9 1,1 - 1,3 1 0,95
1 4 0,8 0,75
1 - 0,75
1 0,41 1,71
Chapada da Serra do Boqueirão 1,3 2,5 6 3 1,25 1,3 1 0,95
1 10 0,5 3 1 1 0,75
1 90,31 10,69
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
169
Tabela 6.2. Consolidação do Diagnóstico Expedito de Recarga de Aquíferos na Bacia do Córrego da Areia P
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Potencial de Recarga (Quantidade de Água) Proteção sobre a Recarga (Qualidade da Água)
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Agricultura na Chapada 0,9 2 2,5 2,2 0,8 0,8 1,4 0,9 1 10 3 2,5 0,95 1 1 1,7 8,87 109,01
Cerrado na Chapada 1,3 2 2,5 2,2 0,8 1,5 1 0,9 1 10 3 2,5 1 1,2 1 1 17,16 90
Campos Hidromóficos na Chapada
0,7 2 0,3 2,2 0,8 1,5 1 0,9 1 10 0,1 2 1 1 1 1 1,11 2
Pastagem no Carste 1 0,75 1,5 1,4 1,5 0,5 1 0,9 1 4 2 0,3 0,95 1 1,5 1 1,18 3,78
Floresta Semidecídua no Carste
0,8 0,35 0,6 1,4 1,5 1,5 1 - - 4 0,3 0,3 1 1 1,5 1 0,53 0,54
Mineração - Carste 0,8 0,5 0,6 1,4 1,5 0,3 1,25 0,7 1 2,5 0,3 0,3 0,9 1 1 1,5 0,19 0,21
Exte
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Cerrado na Encosta 1,3 0,5 1 1 0,8 1,5 1 0,9 1 1 1 1,5 0,95 1 1 1 0,08 1,28
Campo Nativo na Encosta 1,3 0,25 1 1 0,8 1,5 1 0,9 1 1 1 1,5 0,95 1 0,75 1 0,04 0,96
Cerrado no Vale 1,3 1 1,5 1 1 1,5 1 - - 4 2 1,5 0,95 1 1 1 0,29 11,4
Floresta Semidecídua 0,8 0,5 1 1 1 1,5 1 - - 0,7 1 1,5 1 1 1,5 1 0,06 1,57
Pastagem no Carste 1 0,75 1,5 1,4 1,5 0,5 1 0,9 1 4 2 0,3 0,95 1 1,5 1 0,12 3,78
Pastagem 1 0,5 1,5 1 1 0,5 1 0,9 1 1 2 1,5 0,95 1 0,75 1 0,04 1,92
Mineração 0,8 0,5 0,6 1,4 1,5 0,3 1,25 0,7 1 2,5 0,3 0,3 0,9 1 1 1,5 0,02 0,21
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
- 170 -
6.1.3 – Discussão sobre o Método e os Resultados
Ponderação sobre Áreas Heterogêneas
Nos casos em que um atributo não se encontra homogêneo na área de estudo, foi realizada
uma ponderação em seu respectivo índice. Na ocorrência de uma adjacência espacial de classes de
atributos (por exemplo, dois tipos distintos de solos), a ponderação se guiou por proporção de áreas.
De modo distinto, na constatação de atributos com transição gradual (por exemplo, um latossolo com
textura significativamente arenosa, transitando para um neossolo quartzarênico), a ponderação se
realizou em termos de predominância qualitativa. Nesse último caso, o nível de proficiência técnica do
profissional de campo torna-se um fator mais expressivo.
Quanto à Distância a Eventuais Focos de Poluição
Em todos os estudos de caso, não foi aplicado o critério “Distância da Fonte de Poluição”, seja
por esta ser inexistente ou por ser espacialmente difusa. Todavia, optou-se por manter esse critério no
método proposto, por poder ser útil em trabalhos futuros e seus critérios de ponderação estarem bem
fundamentados pela literatura consultada. Sem embargo, a possibilidade de exclusão de critérios é
uma das características que traz flexibilidade a esta metodologia.
Planilha de Verificação Ponderada (Tabelas 6.1 e 6.2)
A chapada com neossolos quartzarênicos (Serra do Boqueirão) apresentou o maior potencial
de recarga, enquanto as duas chapadas com latossolos (Chapada do Córrego da Areia e Chapadão do
Pau Terra) apresentaram a maior proteção de recarga. Os menores potenciais de recarga se deram nas
áreas declivosas com predominância de aquíferos fraturados (Serra das Araras), mesmo quando
associadas parcialmente a rochas cársticas (como na Serrinha). Ao passo que a menor proteção de
qualidade da água na recarga se deu nos campos hidromórficos (Lagoas do Rio da Prata) e vales
cársticos (Vale do Córrego da Areia). Os demais pontos de estudo apresentaram graduações
intermediárias consistentes com os seus atributos atinentes ao ciclo hidrogeológico. Os contrastes
marcantes entre os índices das áreas de estudos apontam sobre a necessidade de estratégias e políticas
públicas diferenciadas para a gestão dos recursos hídricos em cada uma delas, no que toca à recarga
dos aquíferos.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
- 171 -
Em relação ao mapeamento extensivo da Bacia do Córrego da Areia (Tabela 6.2), a mineração
apresentou os piores valores para potencial de recarga e para a sua proteção qualitativa. As áreas
cársticas e as áreas de encosta sobre litologia terrígena fraturada também apresentaram baixos valores
para potencial de recarga e proteção. As áreas de chapada (excetuados os campos hidromórficos)
apresentaram os maiores valores para ambas as ponderações. Os resultados são coerentes com uma
diretriz de gestão da bacia em que se preocupe mais com a sensibilidade à contaminação nas áreas
cársticas, com a propensão à degradação do solo nas encostas; ao passo que a chapada apresenta a
maior capacidade de potencializar manejos que busquem aumentar a infiltração para assegurar a vazão
das nascentes da bacia.
Potencialidades e Limitações
Com base nos estudos realizados, foi possível constatar que uma das restrições de aplicação se
refere à escala de detalhe disponível para a cartografia de altimetria, hidrografia a das imagens de
sensoriamento remoto para a área de estudo. Inobstante, a existência de uma imagem de sensoriamento
remoto com maior escala de detalhe pode servir como base de interpretação para as inferências de
relevo e de hidrografia necessárias à delimitação e caracterização da área de favorabilidade de recarga
do aquífero.
Reconhece-se que a metodologia proposta nesta tese para instrumentos de ação local não
pretende prescindir ou, mais ainda, competir com a qualidade da avaliação de campo de um
hidrogeólogo experiente. Uma análise mais detalhada tecnicamente poderia adaptar o peso de cada
atributo à especificidade dos processos hidrogeológicos locais. Inferências locais sobre aquicludes e
aquífugos potenciais, sobre os gradientes hidráulicos prováveis, bem como distinção entre os limites
de bacias hidrográficas e hidrogeológicas requerem uma expertise considerável, mas trariam uma
consistência muito maior quanto à delimitação e caracterização de zonas de recarga de descarga de
aquíferos. O conhecimento sobre permeabilidade e transmissividade nos solos e nas rochas portadoras
de aquíferos também pode desvelar elementos importantes de análise, os quais são desconsiderados ou
simplificados pela metodologia de ponderação. O mesmo se ressalva em relação a fatores não
considerados na lista de atributos, tais como interconexão de aquíferos, infiltração para aquíferos
profundos e recarga artificial (a exemplo, por irrigação). Os próprios relatórios finais e cartografia
descritiva, propostos na presente metodologia, serão tão mais completos e confiáveis conforme a
expertise do executante em Hidrogeologia e Cartografia.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
- 172 -
Ainda no que se refere aos fatores não considerados, o modelo de diagnóstico expedito para
proteção de recarga apresenta um índice geral que não incorpora o volume e a constância do despejo
dos poluentes, bem como seu comportamento hidrogeológico, a toxidade e a meia vida de elementos
bioquímicos específicos. Conforme conceituação de Vrba & Zaporozec (2004), o diagnóstico expedito
pretende tratar da vulnerabilidade intrínseca (potencial) de uma localidade, mais que de sua
vulnerabilidade específica (a certas fontes de contaminação).
O fato de o método desenvolvido nesta seção focar em avaliações locais vem a dificultar que
processos hidrogeológicos de escalas mais amplas sejam tomados em melhor caracterização. A
existência de fluxos regionais, bem como redes cársticas complexas mais extensas são exemplos de
fenômenos que escapam a esta metodologia. Quanto à escala temporal de análise, o fato de se
restringir a poucos dias de campo não permite uma segurança maior nas considerações sobre as
variações sazonais de fluxos hidrológicos, relativamente comuns em áreas cársticas e/ou semiáridas.
6.1.4 – Síntese
O desenvolvimento de métodos factíveis aos instrumentos de gestão ambiental e de recursos
hídricos deve ter em conta as limitações de tempo, recursos humanos, fontes de informação e
possibilidades legais inerentes a seus respectivos contextos de aplicação. Os desenvolvimentos
metodológicos propostos nesta seção procuraram justamente adequar-se a essas possibilidades de
atuação.
Os estudos de caso na Bacia do Rio Paracatu evidenciaram um leque de situações
diferenciadas para o trato da conservação dos aquíferos. O método desenvolvido evidenciou essas
diferenças, apresentando produtos consistentes para caracterização dessas áreas. Os resultados podem
ser utilizados para recomendações quanto a técnicas de conservação do solo e da água, seja no
contexto de planejamento ambiental microrregional, seja na seleção de sítios para a aplicação de
políticas públicas com o fito de um melhor custo-benefício para o equilíbrio hídrico regional da bacia
hidrográfica.
O exemplo de diagnóstico para a Serrinha mostrou que é possível realizar o diagnóstico
expedito mesmo sem habilidades prévias de geoprocessamento e sensoriamento remoto. Ao passo que
o exemplo de mapeamento extensivo, para a Bacia do Córrego da Areia, mostrou como essa
heterogeneidade de recarga pode ser avaliada ao longo de uma bacia hidrográfica.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
- 173 -
As limitações e restrições quanto à aplicação desta metodologia se remeteram principalmente
ao contexto de aplicação e aos instrumentos utilizados. Não obstante, o ponto positivo principal do
método proposto é o de servir como um fio condutor para profissionais e estudantes de diversos graus
de capacitação em Hidrogeologia e Cartografia. O emprego desse método possibilita que o aplicador
iniciante aproveite e aprenda ao longo de sua prática, obtendo um produto consistente ao fim das
atividades. Ao passo que, para o profissional experiente, a metodologia possui flexibilidade o
suficiente para incorporar análises mais complexas, ou mesmo adaptações para contextos específicos
ou com restrição de acesso a dados e informações.
6.2 – CARACTERIZAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DA DINÂMICA DE OCUPAÇÃO
DO SOLO EM ÁREAS DE MAIOR FAVORABILIDADE DE RECARGA
6.2.1 – Resultados Cartográficos e Estatísticos
A Figura 6.12 apresenta as áreas preferenciais de recarga para a Sub-bacia de Entre-Ribeiros,
acompanhada dos mapas que apresentam o processo de ocupação da Sub-bacia (Figuras 6.13 e 6.14).
O fato das áreas delimitadas concentrarem-se no relativamente no Sudoeste de Entre-Ribeiros acentua
ainda mais a sua importância de recarga, pois tanto os estudos climatológicos de Rodriguez (2004)
quanto os de Nunes & Nascimento (2004) evidenciam que essa é a região de maior pluviosidade de
Bacia de Entre-Ribeiros (Mapa da Figura 3.20). A diferença de pluviosidade entre as Estações dos
municípios de Paracatu (Sudoeste da bacia) e Unaí (próxima ao Noroeste da bacia) evidenciam um
decréscimo da pluviosidade rumo ao Norte de Entre-Ribeiros. As demais estações pluviométricas na
Bacia do Paracatu indicam que também há um decréscimo da pluviosidade conforme se ruma para o
Leste da bacia de Entre-Ribeiros. Portanto, o Sudoeste de Entre-Ribeiros apresenta condições
geológicas, geomorfológicas e climatológicas propensas à recarga de aquíferos.
Os dados referentes à ocupação da bacia e o destaque para os dados de ocupação das áreas
preferenciais de recarga são mostrados nas Tabelas 6.3 e 6.4. De uma maneira geral, os resultados e
tendências referentes às áreas de recarga seguem os padrões do restante da bacia hidrográfica.
Entretanto, a ocupação das áreas de nativas (predominantemente cerrados) foi mais intensa nas áreas
de recarga, principalmente no período de 1989 a 2008.
No processo de ocupação recente das zonas com maior favorabilidade de recarga da Bacia de
Entre-Ribeiros, destacou-se a presença significativa de assentamentos de reforma agrária (15,49%).
Praticamente toda a área dos assentamentos nessa bacia sobrepõe-se a áreas de maior recarga.
Comparando os dados das Tabelas 6.3 e 6.4 com os mapas de ocupação de uso do solo, bem como
com o mapeamento geomorfológico (Figura 3.11), foi possível perceber que as áreas de recarga
correspondentes a litolossomas areníticos porosos do terciário-quaternário com relevo suave a
ondulado foram preferencialmente ocupadas por pecuária, a qual também é bastante expressiva nas
áreas de maior favorabilidade de recarga (39,88%, em 2008).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
- 174 -
Figura 6.12 – Áreas de Maior Favorabilidade de Aquífero na Bacia de Entre
Ribeiros. Fonte: a pesquisa.
Figura 6.13 – Progressão da ocupação do solo sobre as áreas de vegetação nativa de
1975 a 2008, na Bacia de Entre-Ribeiros. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
- 175 -
Figura 6.14 – Progressão do uso da terra na Sub-bacia de Entre-Ribeiros, para cada um dos anos (1970, 1989 e 2008). Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
- 176 -
Tabela 6.3 – Área, porcentagem e variação temporal da ocupação da Sub-bacia de Entre-Ribeiros.
Classes
1975 Variação
1975-
1989
(%)
1989 Variação
1989-
2008
(%)
2008 Variação
1975-
2008 (%) Hectare % Hectare % Hectare %
Agricultura
Tradicional
Agricultura
Irrigada
Pecuária
Assentamentos
Reflorestamento
Área Alagada
Cerrado
Mata
3.287,91
0,00
58.564,34
0,00
0,00
6.011,93
285.968,28
42.300,10
0,83
0,00
14,78
0,00
0,00
1,52
72,19
10,68
+1189,18
-
+83,01
-
-
-69,12
-32,23
-14,50
42.387,22
14.743,63
107.181,11
0,00
0,00
1.856,74
193.797,94
36.168,39
10,70
3,72
27,06
0,00
0,00
0,47
48,92
9,13
+135,47
+165,41
+7,72
-
-
-61,79
-55,72
+17,66
99.808,69
39.131,38
115.452,98
11.426,19
1.230,89
709,38
8.5821,77
42.555,09
25,20
9,88
29,14
2,88
0,31
0,18
21,66
10,74
+2.935,63
-
+97,14
-
-
-88,20
-69,99
+0,60
Subtotal
Antrópico 61.852,25 15,61 +165,65 164.311,96 41,48 +62,53 267.050,13 67,41 +331,75
Subtotal Nativo 334.280,32 84,39 -30,65 231.823,07 58,52 -44,32 129.086,24 32,59 -61,38
Total 396.132,57 100,00 396.135,03 100,00 396.136,36 100,00
Tabela 6.4 – Ocupação de áreas com maior favorabilidade de recarga da Sub-bacia de Entre-Ribeiros.
Classes 1975 Variação
1975-1989
(%)
1989 Variação
1989-2008
(%)
2008 Variação
1975-2008
(%) Hectare %
Hectare %
Hectare %
Agricultura
Tradicional
Agricultura
Irrigada
Pecuária
Assentamentos
Reflorestamento
Área Alagada
Cerrado
Mata
277,25
0,00
7.274,44
0,00
0,00
124,99
48.555,24
6.212,83
0,44
0,00
11,65
0,00
0,00
0,20
77,76
9,95
+1244,57
-
+112,95
-
-
0,00
-21,15
-26,65
3.727,76
256,51
15.491,11
0,00
0,00
124,99
38.287,76
4.557,05
5,97
0,41
24,81
0,00
0,00
0,20
61,31
7,30
+108,26
+2.150,62
+60,75
-
-
0,00
-75,60
+6,78
7.763,27
5.773,15
24.901,27
9.674,50
0,00
124,99
9.341,92
4.866,17
12,43
9,25
39,88
15,49
0,00
0,20
14,96
7,79
+2.700,14
-
+242,31
-
-
0,00
-80,76
-21,68
Subtotal
Antrópico 7.551,69 12,09 +157,89 19.475,38 31,19 +147,04 48.112,19 77,05 +537,10
Subtotal
Nativo 54.893,06 87,91 -21,72 42.969,79 68,81 -66,64 14.333,08 22,95 -73,89
Total 62.444,75 100,00 62.445,17 100,00 62.445,27 100,00
Esses dados também corroboram a observação de que o cultivo agrícola na metade Leste da
bacia deslocou as atividades de pecuária para a metade Oeste, onde se localizam as áreas principais de
recarga. Completando o cenário, nas chapadas das cabeceiras do Noroeste da bacia, chama à atenção a
expansão significativa das áreas de agricultura tradicional e irrigada (Figura 6.14).
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
- 177 -
6.2.2 – Discussão sobre os Possíveis Impactos das Mudanças de Uso do Solo na Recarga
dos Aquíferos
Um dos impactos da ocupação e degradação do solo que afeta os recursos hídricos é a
compactação dos solos, aliado ao fato de já haverem menos obstáculos para dificultar o escoamento da
água diretamente rumo aos cursos d’água do que em um ecossistema natural - o que faz com que
diminua a infiltração de água para as reservas hídricas dos aquíferos. A compactação do solo irá
depender muito das técnicas adequadas de manejo agrícola, e sua interferência sobre a estrutura do
solo. Em Pedologia, “estrutura” pode ser definida como o arranjo entre os grãos primários do
esqueleto (argila, silte e areia), o plasma inter-granular e os espaços porosos, implicando forma,
tamanho e disposição de unidades agregadas maiores – os peds (Resende et al. 2002, Ferreira & Dias
Junior 2002).
Em solos preservados, a estrutura será grande responsável pela porosidade e permeabilidade
do solo (Ferreira & Dias Junior 2002). Contudo, os métodos agrícolas que reviram o solo, como a
aragem, causam impacto evidente sobre as propriedades físicas estruturais (Richard et al. 2005). O
impacto sobre a estrutura é ainda maior quando o solo está em situações de umidade elevada (após
chuva, irrigação, ou em terrenos hidromórficos) ou mesmo em situações de seca acentuada (Ferreira &
Dias Junior 2002)6. Nesses casos, a compactação dos solos pela agricultura mecanizada apresenta um
potencial de impacto ainda maior sobre a infiltração da água, a depender dos cuidados de manejo
(Tomasini et al. 2010). Ademais, a compactação da camada superficial do solo também é causada pela
força das gotas de chuva impactantes no solo desprotegido (Richard et al. 2005). Todavia, técnicas de
conservação do solo como o plantio direto apresentam resultados que conciliam melhor a produção
agrícola com a manutenção da qualidade estrutural do solo, inclusive no que tange à circulação hídrica
(Sampaio et al. 2010). No caso da pecuária, o excesso da frequência e densidade de pastejo aumenta a
compactação da camada do solo na profundidade de 0 a 5 cm, diminuindo a capacidade de infiltração
da água (Bragagnolo et al. 2007).
Portanto, o uso agrícola do solo em Entre-Ribeiros junto à pecuária apresenta impacto
potencial significativo para o ciclo hidrogeológico. Esse impacto é tanto maior se esses usos do solo
ocorrerem em áreas de maior recarga dos aquíferos. Entretanto o manejo do solo dentro de sua zona de
friabilidade, utilizando de métodos menos agressivos à estrutura (como plantio direto), e evitando a
exposição do solo nu no período chuvoso, pode reduzir significativamente a compactação.
6 Discutiu-se, aqui, o contexto do impacto da compactação de solos nas estruturas naturais do solo, pelo manejo
agropecuário. No caso da construção e manutenção de taludes em contextos geotécnicos, a relação entre umidade
do solo, compactação e obtenção das características desejadas segue critérios específicos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
- 178 -
Figura 6.15 – Exemplo de uma ocupação intensiva para agricultura, favorecida pelas características físicas, em
uma das prováveis áreas de recarga de aquífero nos tabuleiros de altitude da porção oeste da bacia. Localização:
47º03’14”S 16º49’58”W. Fonte: Andrade 2007.
6.2.3 – Síntese
Um dos aspectos centrais desse estudo foi o exame dos sistemas hídricos de superfície em
relação com a litoestratigrafia, tipos de rochas, áreas de exsudação e o relevo, de forma a se chegar a
caracterizar as prováveis zonas de recarga. Esse tipo de análise se apresenta como promissor e de mais
baixo custo para se elucidar essa questão de modo regionalmente eficiente com aproveitamento de
dados secundários.
O processo de ocupação do solo foi confrontado com o conhecimento existente sobre os
aquíferos subterrâneos e superficiais, tomando por base pesquisas existentes de Hidrogeologia.
Pretendeu-se estabelecer relações entre os sistemas agroeconômicos existentes na bacia e o ciclo
hidrológico como um todo. Conclui-se, portanto, que investigação sobre a recarga dos aquíferos
auxilia a compreensão de quão integrados estão a ocupação do solo e as alterações do ciclo
hidrológico e hidrogeológico.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
- 179 -
6.3 – CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA DE FAVORABILIDADE DE
RECARGA DE AQUÍFEROS
6.3.1 – Análise dos Resultados Cartográficos
O resultado da delimitação da favorabilidade de recarga de aquíferos pode ser observado na
Figura 6.16. A caracterização da favorabilidade de recarga da Figura 6.16 apresenta apenas o potencial
dos atributos de solo, rocha e geomorfologia. Para uma noção mais acurada da recarga efetiva dos
aquíferos, é preciso contrapor esse mapa à distribuição espacial dos parâmetros climáticos da bacia
hidrográfica. Nesse aspecto, apesar de as características pedológicas, geomorfológicas e geológicas
indicarem que as áreas mais favoráveis encontrarem-se a leste da bacia, os parâmetros climáticos são
mais favoráveis à recarga dos aquíferos na região oeste da bacia e nas cabeceiras a noroeste (Figura
3.20).
Os mapas das unidades de paisagem hidrológica referentes à diferença altimétrica relacionada
às nascentes e aos cursos d’água estão na Figura 6.17. A classificação da diferença altimétrica em
relação aos cursos d’água mostrou-se mais adaptada ao microrrelevo da bacia, enquanto a diferença
altimétrica em relação às nascentes mostrou-se mais adaptada ao macrorrelevo da bacia. O
mapeamento da multiplicação dos valores ponderados dos dois critérios topográficos transmitiu a
informação pareada das duas formas de abordagem.
A análise do potencial conjugado das diferenças altimétricas relativas com os fatores de solo,
geologia, relevo, pluviosidade pode ser avaliado pelo índice de favorabilidade de recarga, da Figura
6.18. Os resultados ainda mostram a maior favorabilidade da recarga nas bordas da metade leste da
bacia, embora se destaquem também os potenciais nas chapadas ao sul da bacia e nos planaltos a
noroeste. As áreas de cristas sobre litologia fraturada receberam a menor favorabilidade de recarga,
entre as áreas altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes. Os vales fluviais também
receberam baixos valores, especialmente em consideração à classificação da diferença altimétrica
relativa ao nível das nascentes e aos cursos de água de jusante.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
- 180 -
Figura 6.16 – Mapeamento dos atributos de favorabilidade de recarga na Bacia do Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
181
Figura 6.17 – Mapeamento de Unidades Hidrológicas de Paisagem. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
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Figura 6.18 – Mapas com o índice de favorabilidade de recarga de aquíferos na Bacia do Paracatu. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
183
Sem embargo, os mapeamentos das Figuras 6.16, 6.17 e 6.18 demonstram uma diversidade da
favorabilidade da recarga em toda a bacia, tornando possível selecionar as áreas mais favoráveis para cada
região, inclusive as localizadas nas áreas onde ocorram os maiores conflitos pelo uso da água, conforme as
demandas para a gestão dos recursos hídricos. Em uma perspectiva de planejamento territorial,
empreendimentos com maior uso de água subterrânea poderiam ser instalados preferencialmente nas áreas
de maior recarga, assegurando a sustentabilidade das reservas hídricas. No caso da bacia do Paracatu, as
áreas de maior recarga que estejam localizadas sobre aquíferos porosos profundos também são a que
apresentariam, teoricamente, a maior capacidade de armazenamento. Nessas áreas de maior favorabilidade
de recarga, também se potencializam os efeitos das ações de manejo do solo e das águas, tais como
barragens de retenção e infiltração de águas pluviais, plantio direto e/ou em nível, terraceamento, entre
outros.
6.3.2 – Síntese
A metodologia desenvolvida mostrou-se capaz de evidenciar a variabilidade espacial dos
fatores que envolvem a favorabilidade da recarga dos aquíferos no estudo de caso proposto. A
delimitação das áreas altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes, pelo método de
krigagem, seguida de sua caracterização por atributos de favorabilidade de recarga de aquíferos,
cotejada ainda pelos dados climatológicos, evidenciou que a recarga de aquíferos não pode ser
encarada como indistinta em sua distribuição espacial na bacia hidrográfica. Em virtude da cobertura
extensiva de hidrografia e altimetria do IBGE e da altimetria SRTM para o território brasileiro, a
delimitação das áreas altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes pela técnica de
krigagem apresenta-se com fácil replicabilidade para as demais bacias hidrográficas, como passo
inicial para identificar as áreas de provável maior recarga. Destaca-se a inovação da análise conjugada
da altimetria em relação às nascentes e aos cursos d'água, criando um indicador topográfico unificado
dos processos de recarga e descarga que incorpora as informações dos dois critérios de diferença
altimétrica relativa.
Os resultados obtidos para a bacia do rio Paracatu demonstraram que, embora se ressalve que
as características climatológicas mais favoráveis à recarga encontrem-se a oeste, a favorabilidade dos
atributos de recarga é mais acentuada na porção leste da bacia – legando às chapadas ao sul da bacia e
aos planaltos a noroeste uma posição de importância intermediária.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
184
6.4 – MAPEAMENTO DA CONTRIBUIÇÃO ESPECÍFICA DE COMPONENTES DE
FLUXO
6.4.1 – Avaliação de Estacionariedade
As estações fluviométricas analisadas obtiveram resultados satisfatórios no teste de
estacionariedade de médias e de variância da vazão a 5% de significância. Apenas a estação 4286000
teve rejeitada a estacionariedade da variância de eventos mínimos para 5% de significância em parte
dos agrupamentos temporais; e apenas a estação 42365000 teve rejeitada a estacionariedade da
variância de eventos máximos para 5% de significância em parte dos agrupamentos. Apenas uma
estação teve sua estacionariedade de média rejeitada, a 1% de significância (passando no teste de 5%
de significância). As demais rejeições a 1% de significância se referiram à variância.
Nos casos em que houve rejeição no teste, foram avaliados os padrões e tendências para tanto.
Atentou-se para o ponto de quebra, como o período que melhor demarca a diferença de
estacionariedade, de acordo com a comparação do desvio padrão dos períodos contrastantes. A análise
dos dados hidrológicos mostrou um período de frequentes picos de vazão entre 1976 a 1985,
impactando diferentemente cada sub-bacia. Os dados foram coerentes aos estudos de vazão realizados
por plotagem de hidrogramas de médias mensais, realizados por Carvalho et al. (2004) para a Bacia do
Rio Paracatu. Essa intercalação de cheias elevou a variância das séries históricas nesse período,
refletindo nos testes de estacionariedade para variância (a 1%), especialmente no teste de eventos
máximos. A partir de 1994 até 2000, há uma diminuição na variância da vazão dos rios, ocasionando a
rejeição em alguns testes de estacionariedade a 1% de significância. As estações referentes às bacias
hidrográficas de maior contribuição (por exemplo, as estações sobre o leito principal do Rio Paracatu)
apresentaram menor interferência sobre a estacionariedade de variância, como esperado, pelo
amortecimento de cheias (para eventos máximos) e pelo possível efeito de fluxos hidrogeológicos
regionais (para médias anuais e eventos mínimos).
No teste de estacionariedade de longo prazo (1957 a 2000), as quatro estações fluviométricas
passaram no teste de média para estacionariedade da média das vazões mensais a 1%. Para o teste da
estacionariedade da variância, o efeito dos picos de cheias de 1976 a 1985 fez com que 3 testes (um de
mínimas, um de médias e outro de máximas mensais) não passasse a 1% de significância – embora
todos os testes de variância tenham obtido sucesso a 5% de significância. Analisando os dois blocos de
teste de estacionariedade (um a partir de 1957 e outro a partir de 1976), corroborou-se a constatação de
que haveria um período de menores variâncias dos parâmetros entre 1957 a 1975, bem como no
período de 1993 a 2000.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
185
Os bons resultados para os testes de estacionariedade de médias de vazão trouxeram uma
confiabilidade adicional para o preenchimento de falhas. Apesar da rejeição de hipóteses de
estacionariedade da variância a 1% de significância, propomos que a quebra da estacionariedade não
se apresenta como um impedidor mandatório frente à confiança dos resultados neste trabalho, haja
vista que os resultados de estacionariedade da variância serviram de critério para selecionar as
estações de apoio para preenchimento de falhas, de forma a gerar um agrupamento de estações com
padrão similar. Sem embargo, os testes desenvolvidos se prestam como salvaguarda para estudos
comparativos posteriores.
6.4.2 – Preenchimento de Lacunas
Conforme discutido no Capítulo 4 (Estado da Arte), afigura-se um contexto em que as opções
metodológicas de melhor estado da arte disponíveis para o preenchimento de falha (EM e MI)
procuram uma solução de compromisso entre segurança da previsão e a manutenção da variância dos
dados. Para separação do fluxo de base, analisamos os resultados da estimação com a preferência por
uma maior segurança quanto à previsão dos dados, haja vista que os dados preenchidos seriam
utilizados em modelos matemático-estatísticos sensíveis aos padrões de correlação temporal.
Os gráficos das Figuras 6.19 e 6.20 apresentam exemplos comparativos dos resultados obtidos
por estimação por EM e MI. Na Figura 6.19, foi simulado o preenchimento em uma área com dados
originais, para comparação com os dados reais. Para a consistência dos dados de MI, foi utilizada a
restrição para dados não-negativos. Em ambos os gráficos, a estimação por EM aproximou-se mais da
hidrógrafa original. As Figuras 6.19 e 6.20 mostram como a estimação por MI, embora siga a
tendência média, cria uma variância anormal que não respeita a correlação temporal da hidrógrafa,
corroborando os acautelamentos teóricos propostos por Cano & Andreu (2010). Embora a linha da
EM, no gráfico da Figura 6.19, tenha sido um pouco superior à hidrógrafa original, a base teórica
desse método garante que, no total dos períodos preenchidos, a média e a variância da vazão possuem
a maior aproximação possível com os dados originais.
Para cada estação, foram conferidos os valores de preenchimento de forma exploratória, por
meio de análise visual dos gráficos de vazão, assegurando-se que os dados imputados fossem factíveis
do ponto de vista hidrológico e acompanham as tendências das estações de apoio.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
186
Figura 6.19 – Gráfico comparando o preenchimento de falhas no período chuvoso da Estação 42251000 por
Maximização de Expectativa (EM) e por Imputação Múltipla (MI). Excerto do ano hidrológico de 1994. O
preenchimento por EM e por MI utilizou, como estações de apoio, as estações 42250000, 42255000, 42257000,
42290000, 42350000 e 42365000, com dados de vazão dos anos hidrológicos de 1965 a 2005. Fonte: a pesquisa.
Figura 6.20 – Gráfico comparando o preenchimento de falhas no período chuvoso da Estação 42250000 por EM
e por MI, no ano hidrológico de 1996. Obs: A Estação 42251000 está imediatamente à jusante da Estação
42250000. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
187
6.4.2 – Delimitação dos Componentes de Fluxo
Os filtros propostos por Chapman (1991) e Chapman & Maxwell (1996) apresentaram
resultados semelhantes, mas não demonstraram confiabilidade hidrológica, em virtude de que o fluxo
de base estimado comumente não coincidiu com a curva de recessão durante o período sazonal anual
seco (Figura 6.21).
Figura 6.21 – Aplicação do Filtro de Chapman e Maxwell (1996), com parâmetro α = 0,925, para os dados de
vazão diária da Estação 42290000, ano hidrológico de 1976. Vazão em escala logarítmica. Observa-se que a
vazão estimada para o fluxo de base do período seco não coincidiu com a vazão total. Fonte: a pesquisa.
Os filtros de Lyne & Hollick (1979) e de Tularam & Ilahee (2008), após calibração,
apresentaram comportamento visualmente idêntico. Dessarte, foi escolhido o filtro de Lyne e Hollick
(1979) pelo motivo de ter sido mais amplamente utilizado na literatura (Lim et al. 2005, Combalicer et
al. 2008, Asmeron 2008, Santhi et al. 2008, Albuquerque 2009, Welderufael & Woyessa 2010, Biller
2010), facilitando a comparação com outros estudos.
O fim do período N (número de dias após um pico na hidrógrafa, para que cesse a participação
do escoamento superficial) da equação empírica de Lynsley et al. (1975) coincidiu, na maior parte das
hidrógrafas, com uma mudança na inclinação na reta de depleção do pico de chuva, corroborando para
a confiabilidade de sua aplicação. A calibração dos filtros pelos parâmetros duplos combinados
possibilitou separar claramente a onda de interfluxo da onda de fluxo de base (Figura 6.22).
Para as duas estações com séries isoladas (inferiores ao período de tempo do bloco principal),
foi realizada a comparação do filtro escolhido com as estações de apoio para a mesma época, que
possuíam série de dados nesse período. Em seguida, os resultados foram comparados com os das
séries para o período total (1976-2001). A variação dos valores médios de vazão anual, fluxo de base,
interfluxo e fluxo rápido foi utilizada para ajustar os respectivos resultados do filtro sobre as séries
isoladas. O ajuste médio para os dados da bacia da estação 42350000 (1974-1984) foi de -9%, ao
passo que para a bacia da estação 42645000 (1973-1981) o ajuste médio foi de -0,63%.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
188
Figura 6.22 – Separação do Interfluxo e do Fluxo de Base da estação 42860000, ano hidrológico de 1996,
utilizando o filtro Bflow (Lyne & Hollick 1979). As setas indicadoras de datas (N) correspondem aos momentos
em que cessa a influência do escoamento superficial, de acordo com a equação empírica de Lynsley et al. (1975).
Fonte: a pesquisa.
Os resultados da aplicação calibrada do filtro a cada estação e da concatenação das bacias de
drenagem, com os dados de vazão total, fluxo rápido, interfluxo e fluxo de base, inclusive no que se
refere à vazão específica, são apresentados nas Tabelas 6.5 e 6.6.
A Tabela 6.6 também apresenta, para fins comparativos, o índice fluxo de base resultante da
separação da hidrógrafa de algumas das estações pelo método gráfico de Barnes (1939), realizados no
CETEC (1981) e na RURALMINAS (1996). A delimitação em RURALMINAS (1996) foi realizada
para o período de 1939-1989, enquanto a delimitação no CETEC (1981) usou apenas um ano
hidrológico, situado entre 1969 e 1974 para as diferentes estações. O índice de fluxo de base (base
flow index – BFI, equivalente à divisão do fluxo de base pela vazão total) é relativamente estável em
longo prazo nas bacias hidrográficas, mesmo havendo variações na vazão anual, tornando assim
factível a comparação entre estimativas em períodos diferentes (Santhi et al. 2008). A comparação dos
índices estimados pelos filtros recursivos com as estimativas de fluxo de base por métodos gráficos
mostrou tendências semelhantes. Não obstante, os dados apresentados na Tabela 6.6 tornam possível
perceber como o método gráfico incorpora em proporções diferentes o fluxo subsuperficial ao fluxo de
base em cada bacia, demonstrando a subjetividade inerente a essa técnica.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
189
Tabela 6.5 – Dados de área, N (dias de influência do escoamento superficial – Lynsley et al. 1979), parâmetros utilizados no filtro BFLOW e vazões anuais para fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido.
Código
Rio
Estação
Área da
Bacia
(km2)
Área do Trecho
Concate-
nado (km2)
N
(dia)
Parâmetro α do Filtro BFLOW Vazão anual por Bacia (m3.s) Vazão anual por Trecho (m3.s)
Fluxo de Base Interfluxo Total Base Interfluxo Rápido Total Base Interfluxo Rápido
42250000 Rio Claro Faz.Limoeiro 462,59 462,59 2,83 0,991 0,94 3042,14 1883.82 471,49 686,83 3042,14 1883,82 471,49 686,83
42251000 Rio Escuro Faz.Córr.do Ouro 1881,39 1418,80 3,73 0,992 0,932 10272,11 6495.71 1992,04 1784,36 7229,97 4611,89 1520,55 1097,53
42255000 Rib.Sta.Isabel Faz.Nolasco 247,83 247,83 2,51 0,996 0,935 1327,04 688.61 330,45 307,99 1327,04 688,61 330,45 307,99
42257000 Rio Escurinho Barra do Escurinho 1997,82 1749,99 3,79 0,994 0,96 9883,07 5762.31 2058,92 2061,84 8556,03 5073,70 1728,47 1753,85
42290000 Rio Paracatu Pte.da BR-040 7730,41 3851,20 4,94 0,998 0,96 37296,61 14536.76 11555,12 11204,74 17141,43 2278,74 7504,16 7358,54
42350000 Rio da Prata Porto Diamante 3009,88 3009,88 4,12 0,9985 0,977 13357,42 5204.40 3412,75 4931,70 13357,42 5204,40 3412,75 4931,70
42365000 Rio da Prata Pte.da BR-040 3337,19 327,31 4,23 0,9985 0,95 19107,86 6898.34 5380,98 6828,54 5750,44 1693,94 1968,23 1896,84
42395000 Rio Paracatu Santa Rosa 12808,72 1741,12 5,49 0,998 0,97 62072,30 26502.71 17505,78 18063,81 5667,83 5067,61 569,68 30,53
42435000 Rib.Barra da Égua Faz.Barra da Égua 1589,26 1589,26 3,56 0,9963 0,965 6431,05 3020.66 1819,63 1591,02 6431,05 3020,66 1819,63 1591,02
42440000 Rib.São Pedro Faz.Poções 553,24 553,24 2,95 0,997 0,965 3318,21 1397.94 833,45 1086,83 3318,21 1397,94 833,45 1086,83
42460000 Rio Preto Faz. Limeira 3926,72 3926,72 4,27 0,9955 0,955 21837,01 13473.71 4747,93 3615,37 21837,01 13473,71 4747,93 3615,37
42490000 Rio Preto Unaí 5388,18 1461,46 4,58 0,997 0,965 28146,95 14271.79 6403,81 7471,35 6309,94 798,08 1655,88 3855,98
42540000 Rio Preto Sto.Ant.do Boqueirão 5956,22 568,04 4,68 0,997 0,97 32653,45 16498.50 7085,02 9096,94 4506,50 2226,71 681,21 1625,59
42545002 Rib.Roncador Faz.Roncador 425,39 425,39 2,90 0,998 0,94 1952,24 819.43 478,42 654,39 1952,24 819,43 478,42 654,39
42545500 Rib.Roncador Faz."O"Resfriado 681,70 256,31 3,12 0,9983 0,965 3217,61 1170.18 676,74 1370,70 1265,37 350,75 198,32 716,31
42546000 Rib.Salobro Faz.Santa Cruz 527,35 527,35 2,84 0,999 0,975 2726,97 983.94 486,62 1256,41 2726,97 983,94 486,62 1256,41
42600000 Rio Preto Porto dos Poções 9453,35 2288,08 5,14 0,9974 0,975 45070,14 20855.40 9701,16 14513,58 6472,11 2202,78 1452,78 2789,53
42645000 Rio Verde Faz.Rio Verde 879,53 879,53 3,29 0,999 0,935 2567,18 711.90 1137,07 746,55 2567,18 711,90 1137,07 746,55
42690001 Rio Paracatu Porto da Extrema 30162,26 4878,16 6,49 0,9971 0,973 131929,40 60558.86 33475,50 37895,04 12470,52 8070,25 2478,41 1893,25
42750000 Rio Paracatu Caatinga 31620,35 1458,09 6,55 0,9971 0,97 136929,60 62092.17 34873,59 40026,83 5000,20 1533,31 1398,09 2131,79
42840000 Rio Sto.Antônio Veredas 214,59 214,59 2,41 0,9985 0,955 1249,75 605.35 284,31 360,09 1249,75 605,35 284,31 360,09
42850000 Rio do Sono Cach. das Almas 4372,21 4157,62 4,40 0,9984 0,975 22337,61 6721.81 5745,23 9870,57 21087,86 6116,46 5460,92 9510,48
42860000 Rio do Sono Cach.do Paredão 5697,26 1325,05 4,63 0,9988 0,982 28339,20 7201.71 6759,19 14378,40 6001,59 479,90 1013,96 4507,83
42930000 Rio Paracatu Porto do Cavalo 40787,63 3470,01 6,89 0,9976 0,976 176576,10 74173.48 44433,48 57969,10 11307,30 4879,60 2800,70 3563,87
42980000 Rio Paracatu Porto Alegre 41353,26 565,63 6,92 0,998 0,978 184740,70 78241.19 45384,84 61114,66 8164,60 4067,71 951,36 3145,56
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
190
Tabela 6.6 – Vazões específicas anuais e índices de vazão para fluxo de base, interfluxo e fluxo rápido na Bacia do Rio Paracatu.
Código
Índice de Fluxo de Base pelo Método Gráfico de Barnes (1939) Índice Por Bacia Índice por Trecho Vazão Específica por bacia (m3.s/km2) Vazão específica por trecho (m3.s/km2)
CETEC (1981) RURALMINAS (1996) Base Interfluxo Rápido Base Interfluxo Rápido Total Base Interfluxo Rápido Total Base Interfluxo Rápido
42250000 - 0,61 0,62 0,15 0,23 0,62 0,15 0,23 6,58 4,07 1,02 1,48 6,58 4,07 1,02 1,48
42251000 - 0,66 0,63 0,19 0,17 0,64 0,21 0,15 5,46 3,45 1,06 0,95 5,10 3,25 1,07 0,77
42255000 - 0,64 0,52 0,25 0,23 0,52 0,25 0,23 5,35 2,78 1,33 1,24 5,35 2,78 1,33 1,24
42257000 - - 0,58 0,21 0,21 0,59 0,20 0,20 4,95 2,88 1,03 1,03 4,89 2,90 0,99 1,00
42290000 - 0,51 0,39 0,31 0,30 0,13 0,44 0,43 4,82 1,88 1,49 1,45 4,45 0,59 1,95 1,91
42350000 0,30 0,58 0,39 0,26 0,37 0,39 026 0,37 4,44 1,73 1,13 1,64 4,44 1,73 1,13 1,64
42365000 - - 0,36 0,28 0,36 0,29 0,34 0,33 5,73 2,07 1,61 2,05 17,57 5,18 6,01 5,80
42395000 0,32 - 0,43 0,28 0,29 0,89 0,10 0,01 4,85 2,07 1,37 1,41 3,26 2,91 0,33 0,02
42435000 - 0,57 0,47 0,28 0,25 0,47 028 0,25 4,05 1,90 1,14 1,00 4,05 1,90 1,14 1,00
42440000 - 0,58 0,42 0,25 0,33 0,42 0,25 0,33 6,00 2,53 1,51 1,96 6,00 2,53 1,51 1,96
42460000 - 0,74 0,62 0,22 0,17 0,62 0,22 0,17 5,56 3,43 1,21 0,92 5,56 3,43 1,21 0,92
42490000 - - 0,51 0,23 0,27 0,13 0,26 0,61 5,22 2,65 1,19 1,39 4,32 0,55 1,13 2,64
42540000 - 0,66 0,51 0,22 0,28 0,49 0,15 0,36 5,48 2,77 1,19 1,53 7,93 3,92 1,20 2,86
42545002 - - 0,42 0,25 0,34 0,42 0,25 0,34 4,59 1,93 1,12 1,54 4,59 1,93 1,12 1,54
42545500 - - 0,36 0,21 0,43 0,28 0,16 0,57 4,72 1,72 0,99 2,01 4,94 1,37 0,77 2,79
42546000 - - 0,36 0,18 0,46 0,36 0,18 0,46 5,17 1,87 0,92 2,38 5,17 1,87 0,92 2,38
42600000 0,69 0,62 0,46 0,22 0,32 0,34 0,22 0,43 4,77 2,21 1,03 1,54 2,83 0,96 0,63 1,22
42645000 0,43 0,54 0,28 0,44 0,29 0,28 0,44 0,29 2,92 0,81 1,29 0,85 2,92 0,81 1,29 0,85
42690001 - 0,58 0,46 0,25 0,29 0,65 0,20 0,15 4,37 2,01 1,11 1,26 2,56 1,65 0,51 0,39
42750000 - 0,59 0,45 0,25 0,29 0,31 0,28 0,43 4,33 1,96 1,10 1,27 3,43 1,05 0,96 1,46
42840000 - 0,60 0,48 0,23 0,29 0,48 0,23 0,29 5,82 2,82 1,32 1,68 5,82 2,82 1,32 1,68
42850000 - - 0,30 0,26 0,44 0,29 0,26 0,45 5,11 1,54 1,31 2,26 5,07 1,47 1,31 2,29
42860000 0,32 0,51 0,25 0,24 0,51 0,08 0,17 0,75 4,97 1,26 1,19 2,52 4,53 0,36 0,77 3,40
42930000 - - 0,42 0,25 0,33 0,43 0,25 0,32 4,33 1,82 1,09 1,42 3,26 1,41 0,81 1,03
42980000 0,48 0,55 0,42 0,25 0,33 0,50 0,12 0,39 4,47 1,89 1,10 1,48 14,43 7,19 1,68 5,56
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
191
Como se observa na Tabela 6.5, a média dos parâmetros (α, conforme apresentado no Quadro
5.4) calibrados dos filtros (nas duas formas de calibração) mostrou-se bem superior ao valor de 0,925,
o qual seria o referendado pela literatura (Nathan & McMahon 1990, Ghanbarpour et al. 2008). Em
que pese que as características hidrológicas da bacia do Rio Paracatu possam ter suas diferenças em
relação a bacias de clima temperado, deixa-se como hipótese que a ausência da calibração por
influência do escoamento superficial e pela inflexão da curva de recessão pode ter levado os estudos
com filtros recursivos, realizados nos estudos pré-existentes, a sobre-estimarem o montante de vazão
relativo ao fluxo de base. Corrobora essa hipótese a constatação de Asmeron (2008), de que o
parâmetro de 0,995 mostrou-se mais coerente com as curvas das hidrógrafas da bacia do Nilo Azul, na
Etiópia.
A análise dos mapas de vazão específica (Figura 6.23), cotejados às Tabelas 6.5 e 6.6,
apontam que a contribuição do fluxo de base é mais significativa nas bacias de cabeceira
(principalmente na porção oeste, a qual recebe maior precipitação). Essa configuração também reforça
o papel de recarga das chapadas de litologia porosa-sedimentar nas cabeceiras da bacia. Conforme se
passa para as baixadas da área central da Bacia do Paracatu, a contribuição do fluxo de base passa a
ser significativamente menos expressiva. O resultado também é coerente com o relatado em Tucci
(2002), de que se observa a tendência de redução das vazões específicas em relação ao incremento na
área das bacias hidrográficas.
Todavia, são instigantes certos aumentos de vazão específica total, de base e de interfluxo
após as estações 42930000 (Baixo Paracatu), 42490000 (Médio Rio Preto) e 42350000 (Baixo Rio da
Prata). Pode-se pensar em fluxos regionais subterrâneos que perpassam por baixo da estação e afloram
mais a jusante, tendo em vista que este fenômeno estaria ocorrendo principalmente em áreas de
aquíferos porosos detrito-lateríticos rasos que recebem águas de aquíferos cárstico-fissurados.
Como última ressalva, é preciso reconhecer que os métodos automáticos de separação da
hidrógrafa trabalham apenas com padrões de forma das ondas representativas de pulsos de vazão e,
portanto, não diretamente com a identificação da proveniência dos componentes da vazão. Dessa
forma, os resultados dos métodos automáticos são referendáveis aos processos hidrogeológicos apenas
na medida em que os fluxos de base, interfluxo e fluxo rápido realmente corresponderem aos fluxos
subterrâneo, subsuperficial e superficial, respectivamente. Sobre este aspecto, pode ser importante
levar em consideração efeitos de pistão hidrogeológico (Kirchner 2003, Gonzales et al. 2009).
Ademais, nas áreas com influência cárstica, também há a hipótese plausível de que o fluxo rápido e o
interfluxo correspondam parcialmente ao fluxo de dutos endocársticos, mesmo após cessado o
escoamento superficial. Tais hipóteses sugerem, como recomendação, que estudos posteriores
utilizando traçadores aumentariam bastante a compreensão dos processos hidrogeológicos envolvidos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
192
Figura 6.23 – Mapas com a vazão específica total e dos componentes de fluxo de cada seção da bacia
hidrográfica (em m3.s/km
2). Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
193
6.4.3 – Síntese
As análises de estacionariedade trouxeram maior confiabilidade à compreensão das vazões da
Bacia do Rio Paracatu. O preenchimento de falhas de medidas de vazão por Maximização da
Expectativa (EM) mostrou-se mais confiável que a Imputação Múltipla (MI) para o preenchimento das
falhas das séries de dados das estações fluviométricas. Não obstante, a literatura científica tanto quanto
os órgãos de gestão ainda podem ser beneficiados futuramente com um estudo mais aprofundado e
sistemático que empreenda uma análise comparativa quantitativa da eficácia entre os métodos de EM e
MI.
Os filtros BFLOW (Lyne & Hollick 1979) e EWMA (Tularam & Ilahee 2008) mostraram
comportamento consistente para a separação das hidrógrafas. Os filtros de Chapman (1991) e
Chapman & Maxwell (1996) não se mostraram consistentes, em função de, em diversos segmentos
temporais, não se igualarem à curva de recessão do período sazonal seco.
O método de calibração dupla, apresentado neste estudo, tornou possível estimar com maior
confiabilidade o fluxo de base e o fluxo subsuperficial. O restritor lógico evitou a sobre-estimação das
vazões, aumentando a consistência dos resultados. Os resultados mostraram-se coerentes aos
estimados pelo método gráfico manual de Barnes (1939), embora os filtros tenham evidenciado de
forma mais confiável a distinção entre o fluxo subsuperficial e o fluxo de base. Os valores encontrados
para os parâmetros do filtro BFLOW mostraram-se superiores aos valores padrões indicados na
literatura, deixando como hipótese que os estudos pré-existentes com esse filtro podem estar sobre-
estimando as estimativas de fluxo de base, mesmo que estejam incorporando nesse montante o fluxo
subsuperficial.
Como sugestão para pesquisas futuras, a metodologia proposta neste estudo poderia ser
potencializada pelo desenvolvimento de algoritmos para calibração automática dos filtros. A
identificação automática dos pontos de inflexão da curva de recessão já são realizados por filtros como
o BFI (Wahl & Wahl 1988, 1995), e a fórmula empírica de Lynsley et al. (1975) já está incorporada
em algoritmos como Rora e Part (Rutledge 1993, 1998).
A representação cartográfica da descarga específica de base e interfluxo das bacias aninhadas
concatenadas demonstrou uma coerência com os estudos e bases georreferenciadas de climatologia e
hidrogeologia (Figuras 3.20 e 3.23). Os mapas são produtos úteis para a gestão das bacias
hidrográficas.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
194
6.5 – MODELAGEM ESPACIAL DA INFLUÊNCIA DOS ATRIBUTOS
AMBIENTAIS NOS COMPONENTES DE FLUXO
6.5.1 – Dendograma
O dendograma das variáveis utilizadas é apresentado na Figura 6.24. A partir do dendograma,
foi possível identificar certos grupos de variáveis, relacionados ao relevo (macro, meso, micro),
profundidade dos aquíferos rasos, movimentação de relevo, profundidade do sistema aquífero, vazão
dos rios e relevo de vales. Em um nível de abstração mais elevado do dendograma, os grupos de
variáveis relacionados ao relevo aninharam-se todos no mesmo agrupamento (cluster), o qual também
se aproximou das variáveis relacionadas à profundidade de aquífero. Em galhos com maior
independência, estão os grupos relacionados à vazão dos rios, o relevo dos vales e outras variáveis
isoladas, como longitude, latitude e vazão de poços.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
195
Figura 6.24 – Dendograma com o agrupamento hierárquico das variáveis utilizadas. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
196
6.5.2 – Modelos de Regressão
Os resultados dos dois modelos de regressão utilizados são apresentados na Tabela 6.7. Nota-
se que o modelo com a hipótese dos fluxos regionais apresentou melhoria no R2 e no desvio padrão de
todas as regressões, apesar de haver um pequeno decréscimo do Q2 para a regressão do interfluxo.
Analisados separadamente, as melhoras foram coerentes com a hipótese de que a maior influência do
fluxo regional subterrâneo se daria no fluxo de base (pelo escoamento do aquífero profundo), seguido
do fluxo rápido (pelos dutos cársticos e efeito pistão – Kirschner (2003)) e, em menor escala, pelo
interfluxo (aquíferos aluviais e sistemas locais rio/fratura), tendo em vista que este último seria
retardado em razão da tendência de matriz mais argilosa do solo nos vales fluviais. A análise dos
sinais e pesos dos coeficientes também se mostrou mais consistente no modelo com a hipótese dos
fluxos regionais, corroborando para sua escolha.
Tabela 6.7 – Resultados da Regressão.
Regressão Modelo sem fluxos regionais Modelo com fluxos regionais
R2 Q
2 Desvio Padrão R
2 Q
2 Desvio Padrão
Vazão total 0.35 -0.10 0.84 0.84 0.73 0.42
Fluxo rápido 0.40 -0.12 0.81 0.76 0.43 0.51
Interfluxo 0.40 -0.04 0.81 0.43 -0.12 0.79
Fluxo de Base 0.35 -0.21 0.85 0.84 0.67 0.42
6.5.3 – Coeficientes das Variáveis Independentes
A Figura 6.25 apresenta os valores de VIP das variáveis independentes multiplicados pelo
sinal dos respectivos coeficientes, para cada uma das regressões do modelo com fluxos subterrâneos
regionais. Dados detalhados do modelo estão no Anexo A.5, onde podem ser encontrados os
coeficientes reais e padronizados, o VIP, os respectivos desvios padrões, os gráficos comparativos
obtidos do VIP e do coeficiente padronizado, bem como os gráficos de dispersão das cargas por
componentes.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
197
Figura 6.25 – VIP das variáveis independentes, multiplicadas pelo sinal dos respectivos coeficientes. Fonte: a pesquisa.
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Vazão Total
Fluxo Rápido
Interfluxo
Fluxo de Base
Macro Relevo
Profundidade do Aquífero
Atributos Correlacionados
ao Relevo
Profundidade do Aquífero
Freático
Movimentação do Relevo
Relevo de Vales
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
198
Ressalva-se que valores pequenos de VIP e de coeficientes padronizados não significam que a
variável independente tenha papel irrelevante no funcionamento dos sistemas hídricos. Afinal, podem
existir relações não lineares que não foram captadas pelo modelo estatístico e que, futuramente, podem
ser explicitadas com modelos mais sofisticados. Por exemplo, caso uma das variáveis ambientais
independentes tivesse uma relação exponencial ou logarítmica com o componente de vazão, esta não
seria mensurada de maneira otimizada pelo presente modelo.
Analisando os coeficientes, observou-se uma forte influência positiva da altitude de encosta e
da altitude até os rios (micro relevo) sobre as regressões de vazão total e de fluxo de base. Tal relação
pode ter fundamento na predisposição microclimática para chuvas orográficas, bem como devido a
uma maior predisposição para infiltração da água em topos de morro.
Um coeficiente positivo com expressão sobre a vazão total e ainda mais pronunciadamente
sobre o fluxo de base foi o do índice de aquecimento anisotrópico diurno. O modelo corrobora, pois,
com a hipótese microclimática de que as encostas com maior exposição à radiação solar apresentariam
maior evapotranspiração, contribuindo para uma menor infiltração e, consequentemente, menor vazão
no sistema hídrico.
A regressão sobre o fluxo de base manteve uma influência positiva nas variáveis relacionadas
ao macro relevo (ex: altitude absoluta, de nascentes e de nível de base, bem como distância à foz e
chuva), ao meso relevo (ex: altitude padronizada) e ao micro relevo (ex: altitude de encostas, balanço
de massas, altitude normalizada, altitude em relação ao nível de base, altitude em relação aos rios,
distância horizontal em relação aos rios), indicando que as áreas mais altas seriam mais importantes
para a recarga dos aquíferos da bacia. Os coeficientes desses grupos de variáveis com a regressão
sobre o fluxo rápido mostrou-se, de uma maneira geral, invertida ou menos significativa,
demonstrando que essas variáveis influem na separação das águas pluviais entre infiltração e
escoamento superficial. É bastante expressiva a configuração de que as áreas com menor distância
(horizontal e vertical) aos rios e menor distância vertical ao nível de base contribuem com maior fluxo
rápido, o que é consistente com a ideia de que os vales fluviais saturam-se mais rapidamente no
decorrer do evento de precipitação pluvial, consequentemente deslocando o fluxo para o escoamento
superficial. Todavia, apesar dos coeficientes invertidos entre fluxo rápido e fluxo de base, o peso de
variáveis não foi simétrico, outrossim, que a avaliação do peso na regressão pela vazão total
demonstra que a influência das variáveis não se dá apenas na separação dos fluxos, mas também na
contribuição geral de água ao sistema hídrico como um todo.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
199
Também é notável a influência positiva da vazão de estabilização e da vazão específica de
poços sobre o fluxo de base, demonstrando que os aquíferos com maior vazão contribuem tanto para
poços quanto para os cursos de água. Esses coeficientes foram negativos para o fluxo rápido,
mostrando a influência na divisão de fluxos, embora tenham sido claramente positivos no cômputo da
vazão total.
No que se refere à densidade de fraturas, as áreas menos densas (i.e., com maior distância a
fraturas) foram mais favoráveis ao fluxo de base, enquanto as mais densas foram favoráveis ao fluxo
superficial, ao passo que essa variável não se mostrou influente na vazão total. Essa contraposição
pode se dever às áreas de aquíferos porosos (e consequentemente a formação de solos mais arenosos e
mais drenáveis), com menos fraturas, onde há mais infiltração profunda, enquanto as áreas de
aquíferos fraturados apresentam maior tendência relativa ao escoamento superficial para os rios. Além
disso, no que se refere às áreas cárstico-fissuradas, os sistemas de fraturas podem conter dutos
preferenciais que direcionam as águas rapidamente para os rios.
Em relação ao interfluxo, em que pese a menor capacidade de explicação do modelo, a
convergência (vales mais côncavos) em locais de maior balanço de massas (áreas altas no micro
relevo) corresponderia às áreas de maior contribuição. Além disso, nota-se também uma interessante
influência positiva com a profundidade do rebaixamento de poços, típica de locais com aquíferos
suspensos, o que pode levar a propor a hipótese de que o aquífugo também impediria a infiltração
profunda local, redirecionando-a aos rios na forma de interfluxo.
A influência significativa de variáveis estritamente espaciais como latitude (para interfluxo),
longitude (para fluxo rápido e fluxo de base, de modo invertido e praticamente simétrico) e distância
às bordas (para vazão total e fluxo de base) podem indicar que existem processos ambientais
importantes que ainda não foram capturados adequadamente no modelo de regressão, mas que
guardam correlação com essas direções espaciais. Por exemplo, vale ressaltar a observação de CETEC
(1981) de que nas áreas próximas às bordas da bacia, além do esperado efeito de chuvas orográficas,
os aquíferos conteriam fraturas mais largas e profundas devido ao histórico geotectônico mais ativo.
Em razão desses atributos de fraturas, os aquíferos apresentariam maior capacidade de condução de
água, inclusive com a possibilidade de capturar a vazão de áreas de recarga dos planaltos vizinhos
(planalto central, do Urucuia e de São Marcos) nas bacias hidrográficas adjacentes, em uma hipótese
de que a bacia hidrogeológica não coincida exatamente com a bacia hidrográfica, como também
proposto para a Bacia do Paracatu, por Martins Junior (2009).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
200
6.5.4 – Regionalização de Vazões
As regressões permitiram também regionalizar os dados de vazão para a bacia do Rio
Paracatu, a partir das mesmas bases cartográficas. A Tabela 6.8 apresenta os dados com a predição da
regressão e com o ajuste de desvio de predição da última estação à montante da foz. O somatório dos
componentes (fluxo rápido, interfluxo e fluxo de base) se mostrou coerente com o volume predito para
a vazão total, corroborando para a consistência do modelo estatístico.
Tabela 6.8 – Regionalização de Vazões e seus respectivos componentes para a Bacia do Rio Paracatu
Predito Corrigido com desvio de predição da última estação à montante
Vazão específica
(m3.s/km
2)
Vazão média
anual (m3.s)
Vazão específica
(m3.s/km
2)
Vazão média
anual (m3.s)
Vazão Total 4,31 194.719,87 4,41 199.070,70
Fluxo Rápido 1,48 66.703,57 1,50 67.917,31
Interfluxo 1,19 53.411,52 1,10 49.518,00
Fluxo de Base 1,67 75.184,58 1,81 81.797,97
Somatório dos
componentes 4,33 195.299,67 4,41 199.233,30
6.5.5 – Análises Cartográficas
Os mapas com a redistribuição dos coeficientes sobre as variáveis dependentes encontram-se
nas Figura 6.26 a 6.29.
Em virtude de os mapas terem sido calibrados com uma regressão referente a valores médios
por cada bacia hidrográfica, é previsível que, ao retornar os coeficientes para os mapas, os valores
mais extremos apresentem elevado desvio padrão. Por tratar-se de um modelo exploratório, os
resultados cartográficos para cada quadrícula apresentam-se como valores de referência relativa para
comparação das diferenças internas à bacia, e não referência absoluta de vazão. Nesses termos, avalia-
se a precisão média do modelo, mas não a acurácia do dado local. Portanto, é mais aconselhável
interpretar os mapas como um indicativo de áreas com mais favorabilidade de recarga, ao invés de
fiar-se no valor absoluto de vazão específica de cada quadrícula raster.
Observa-se que, nas áreas com micro relevo ondulado, os valores de vazão específica
apresentaram a maior heterogeneidade espacial. Isso se deveu principalmente à diversidade de
geotopos nas áreas onduladas, com múltiplas combinações de convergência, declividade, rugosidade,
posição de encosta (exposição à radiação solar e aos ventos) e curvatura, em cada ponto das colinas e
entre uma colina e outra. O fluxo rápido foi o mapa mais afetado pela ondulação de terreno, seguido
pelo interfluxo, pelo fluxo total e, por último, pelo fluxo de base.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
201
Figura 6.26 – Mapa de Vazão Específica para a Bacia do Rio Paracatu, com base no modelo PLS. Fonte: a
pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
202
Figura 6.27 – Mapa de Vazão Específica do componente de Fluxo Rápido para a Bacia do Rio Paracatu,
com base no modelo PLS. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
203
Figura 6.28 – Mapa de Vazão Específica do componente de Interfluxo para a Bacia do Rio Paracatu, com
base no modelo PLS. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
204
Figura 6.29 – Mapa de Vazão Específica do componente de Fluxo de Base para a Bacia do Rio Paracatu,
com base no modelo PLS Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série , vol. , p.
205
As quadrículas raster pelas quais que passam os cursos de água apresentaram os menores
valores de contribuição para fluxo de base e interfluxo, especialmente nos vales encaixados, mas
apresentaram os maiores valores para fluxo rápido e fluxo total. Essa disposição espacial é coerente
com a suposição de que a precipitação pluvial sobre os rios ou sua área imediatamente adjacente é
transformada em sua quase totalidade em fluxo rápido, o que se acentua ainda mais com o
encaixamento do vale.
6.5.6 – Hipóteses de Fluxos Regionais
Na Figura 6.30 são apresentados os mapas com a diferença entre predição e observação, bem
como com as hipóteses de fluxos regionais para equilíbrio do modelo. Os maiores desvios de predição
se referem às seções à montante das estações 4298000 (Porto Alegre, no Baixo Paracatu), 4254000
(Santo Antônio do Boqueirão, no Médio Rio Preto) e 4229000 (Ponte da BR-040, no Baixo Rio da
Prata). Portanto, a vazão específica predita nessas áreas deve ser analisada com maior cautela nos
mapas das Figuras 6.26 a 6.29.
A proposta de fluxos regionais entre cada seção apresenta incerteza considerável, visto não ser
possível definir em que medida a discrepância entre vazão predita e observada se refere à imprecisão
do modelo ou à existência real desses fluxos. Por exemplo, a incorporação de novas variáveis
cartográficas poderia explicar parte da diferença dos fluxos, colaborando para anulá-los parcialmente.
Não obstante, a proposta de fluxos serve como uma ferramenta exploratória para direcionamento de
pesquisas hidrogeológicas futuras.
É interessante notar como os fluxos regionais subterrâneos aumentariam dos afluentes do
médio Paracatu (área central da bacia) até o baixo Paracatu, posteriormente emergindo ao curso de
água após a estação 42930000 (Porto do Cavalo). Também são significativos os fluxos entre as
estações 42490000 e 42540000 (Médio Rio Preto) e entre as estações 42350000 e 42365000 (Baixo
Rio da Prata). Nota-se que os maiores fluxos regionais ocorreriam em áreas de aquíferos porosos
detrito-lateríticos rasos que recebem águas de aquíferos cárstico-fissurados, conforme se infere da
interpretação litoestratigráfica dos aquíferos explanada no Capítulo 3. Quanto às possibilidades de
entrada de fluxos subterrâneos oriundos de áreas de recarga externas à bacia, chamam atenção os
fluxos provenientes de noroeste (Alto Rio Preto, com 1.326 m3.s, adjacente às bacias dos Rios São
Bartolomeu, Paraná e Urucuia) e do sul da bacia (Alto Rio da Prata, com 1.507 m3.s, adjacente à bacia
do Alto Paranaíba).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
206
Figura 6.30 – Mapas com o desvio de predição e as hipóteses de fluxo regional subterrâneo para vazão
total e para cada componente de vazão. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
207
6.5.7 – Síntese
A análise de agrupamento hierárquica por dendograma revelou-se útil para indicar a
multicorrelação espacial existente entre os atributos ambientais e hidrológicos da bacia hidrográfica. A
regressão por PLS, por sua vez, mostrou-se eficaz para lidar com essa multicolinearidade. A
incorporação da hipótese de fluxos regionais aumentou o poder de explicação do modelo e, no
cômputo geral, diminuiu os riscos de sobreajustamento. Com base na influência das variáveis
independentes, foi possível traçar hipóteses sobre os processos hidrogeológicos, microclimáticos e
geomórficos que atuam nos sistemas hídricos da bacia. A conjugação dos coeficientes para a geração
dos mapas de recarga do sistema hídrico evidenciou a diversidade espacial desse fenômeno na Bacia
do Rio Paracatu, regionalizando também a vazão específica para a área não coberta por estações
fluviométricas. O mapa de desvio de predição auxiliou a análise das predições, ao evidenciar o
distanciamento entre o modelo cartográfico e a mensuração original em cada seção da bacia. A
cartografia de fluxos regionais para o equilíbrio do modelo lançou indicações para os possíveis fluxos
subterrâneos mais significativos.
Como sugestão para estudos futuros, recomenda-se a aplicação da metodologia de regressão
para bacias com mais estações fluviométricas, de forma a aumentar a população amostral. Além de,
por si só, a ampliação do universo amostral aumentar a confiabilidade do universo de predição da PLS
(Hui & Wold 1982, Marcoulides & Saunders 2006) e diminuir o risco de sobreajustamento, também
tornaria viável a seleção de novos componentes da PLS, inclusive com coeficientes menores (Chin &
Newsted 1999). No caso de um universo de amostragem acima de 100 casos, seria possível, inclusive,
passar da PLS para técnicas de Modelagem de Equações Estruturais (SEM) mais robustas e que,
ademais, possam ir além da prospecção exploratória e lançar mão de indicadores confirmatórios do
ajuste estatístico (goodness of fit) do modelo de mensuração (Rouse & Corbitt 2008, Garson 2010).
Ademais, ressalva-se que um dos pontos fracos da metodologia de regressão com a hipótese
dos fluxos regionais subterrâneos é de que, como há áreas coincidentes entre as bacias de estações
fluviométricas, viola-se parcialmente o pressuposto da independência entre as amostras. Dessa forma,
se duas estações fluviométricas encontram-se próximas uma da outra, compartilhando áreas muito
semelhantes, essa área compartilhada influenciará mais o resultado dos coeficientes das variáveis
dependentes, além de influir no coeficiente R2. Nesses casos, os índices Q
2 e o desvio padrão residual,
por serem baseados em técnicas de reamostragem, apresentaram importância crucial para atestar a
qualidade do modelo. Em estudos futuros, poder-se-á também desenvolver um sistema de pesos para
cada bacia observada, de forma a contrabalançar essas coincidências de área.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
208
Como última ressalva, é preciso reconhecer que os componentes de separação da hidrógrafa
são extraídos apenas com base nos padrões de forma das ondas representativas de pulsos de vazão e,
portanto, não diretamente com a identificação da proveniência dos componentes da vazão. Dessa
forma, os resultados dos métodos automáticos serão referendáveis aos processos hidrogeológicos
apenas na medida em que os fluxos de base, interfluxo e fluxo rápido realmente corresponderem aos
fluxos subterrâneo, subsuperficial e superficial, respectivamente.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
209
CAPÍTULO 7
ANÁLISE INTEGRADA
Os métodos desenvolvidos nesta tese possuem uma coerência entre seus fundamentos e
resultados, embora apresentem abordagens diversas e se adaptem a contextos de atuação diferenciados
para subsídio aos instrumentos de política ambiental e de recursos hídricos.
O método de diagnóstico expedito local e o de mapeamento do índice de favorabilidade de
recarga compartilham o critério de delimitação referente às áreas altimetricamente acima das
nascentes. A modelagem por mínimos quadrados parciais demonstrou que as áreas altimetricamente
mais elevadas, seja no macro, meso ou micro relevo, contribuem mais para o fluxo de base e vazão
total, corroborando para essa interpretação. O enfoque nas áreas de recarga altimetricamente acima das
surgências privilegia a gestão de aquíferos em meso e micro escalas, apresentando grande potencial
para a resolução de conflitos por uso da água, visto que os sistemas hídricos de micro bacias tendem a
ser mais sensíveis ao efeito das práticas de uso da água e do solo sobre suas reservas hídricas
limitadas. Ademais, os programas comunitários de conservação das águas tendem a alcançar mais
êxito quando em aquíferos rasos localizados, pois os usuários e a população observam mais
diretamente os efeitos do incremento das recargas na vazão das nascentes e de poços.
O método de diagnóstico local se beneficia da elaboração de produtos por meio de
sensoriamento remoto, tais como mapeamento de uso do solo. Conforme se estende a escala de análise
para áreas mais amplas, a elaboração de mapas de uso do solo por sensoriamento remoto torna-se mais
trabalhosa e passa a depender da disponibilidade de tempo e recursos humanos do executor. Mesmo
assim, em termos regionais, a compreensão da variação do uso do solo sobre as áreas de maior
favorabilidade de recarga fornece subsídios importantes para as políticas de conservação de recursos
hídricos, conforme demonstrado no estudo regional sobre a Sub-bacia de Entre-Ribeiros.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
210
O método de diagnóstico local e o de mapeamento do índice de favorabilidade de recarga
partem de uma modelagem baseada em conhecimento, ou seja, por acesso a índices e escalas
comparativas de atributos, existentes na bibliografia especializada e elaborada por profissionais
expertises. Nesse aspecto, sua abordagem qualiquantitativa permite lançar mão da cartografia
temática, utilizando os mesmos critérios de ponderação para solos (drenagem), litoestratigrafia
(potencial aquífero) e declividade (separação entre infiltração e escoamento superficial). Todavia, o
método local torna possível incorporar toda a diversidade de caracterização passível de obtenção em
campo, com diversos outros atributos expressos na planilha de diagnóstico expedito e no relatório
textual. Por outro lado, no índice de favorabilidade de recarga e na modelagem por mínimos quadrados
parciais, por serem de escala regional, pode-se utilizar da diferenciação espacial da pluviosidade. A
modelagem por mínimos quadrados espaciais também demonstrou uma influência significativa da
pluviosidade sobre o fluxo de base.
O mapeamento da vazão específica e a modelagem por mínimos quadrados espaciais, de
maneira distinta dos métodos anteriores, fiam-se em descritores cartográficos quantitativos. Por se
utilizarem de variáveis obtidas da fluviometria, altimetria e malha hidrográfica, permitem trazer
informações complementares aos demais métodos. Apesar de demandar uma área ampla de estudo,
para incorporar estações fluviométricas como condição de contorno para regressão, os mapas finais
apresentam o detalhamento das quadrículas raster das variáveis morfométricas originais, oferecendo
produtos cartográficos úteis mesmo para estudos posteriores em sub-regiões menores da bacia.
O mapeamento da vazão específica das estações, e ainda o da posterior modelagem por
mínimos quadrados parciais, por incorporarem também os componentes de vazão total e de vazão
superficial, são mais amplos do que apenas uma modelagem dos aquíferos subterrâneos. Por isso,
podemos considerá-la como uma modelagem dos sistemas hídricos. Portanto, sua abordagem pode ser
útil também em bacias com problemas de inundação ou de erosão, indicando as áreas mais propícias
para que mecanismos de conservação da água e do solo diminuam o fluxo rápido referente ao
escoamento superficial.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
211
A modelagem por mínimos quadrados parciais indicou a hipótese de que o Alto Rio Preto
(Noroeste da bacia) e o Alto Rio da Prata (Sul da bacia) poderiam estar recebendo fluxos subterrâneos
significativos de bacias adjacentes. Observando os mapas de vazões específicas e de estabilização de
poços (Figura 7.1), também se percebem aumentos expressivos de vazão dos poços próximos às
bordas referentes aos divisores de água a Sudoeste (sub-bacias dos rios Escuro, Escurinho e Alto
Paracatu) e na borda Nordeste do Baixo Rio Preto, indicando também possíveis fluxos subterrâneos de
origem externa. Além disso, não se perde a possibilidade de contribuições de pequenos sistemas das
áreas de interflúvio das bacias adjacentes, como identificado nos sistemas de lagoas/fraturas na Sub-
bacia do Córrego da Areia (Médio Rio Preto, adjacente à Bacia do Rio São Marcos), durante a
aplicação do método de diagnóstico local. O fato de a Bacia do Paracatu encontrar-se inserida em um
plano topograficamente inferior à dos planaltos adjacentes (Planalto Central, a Oeste, e Planalto do
Urucuia, a Norte) contribui para essa possibilidade de captação nas áreas acima referidas.
É instigante que, embora o método de mapeamento do índice de favorabilidade de recarga
indique um maior potencial de infiltração na porção Leste da bacia, por outro lado, o método dos
mínimos quadrados parciais mostrou que a porção Oeste é a mais importante para a manutenção do
fluxo de base, enquanto a porção Leste contribui mais com fluxo rápido. Um fator já analisado, que
poderia contribuir parcialmente para isso, é o da captação (rapto) de vazões subterrâneas de bacias
hidrográficas adjacentes. Ademais, analisando a Bacia do Paracatu em uma escala mais ampla, da
Bacia do Rio São Francisco, também se pode supor que parte da infiltração nos planaltos arenosos do
Leste da Bacia do Paracatu pode estar fluindo, através do aquífero poroso Areado, para fora da bacia,
na direção Leste, para descarga rumo à calha do Rio São Francisco. Essa hipótese seria coerente com o
abaulamento geral da Bacia do São Francisco para a direção de sua calha (denominada por isso bacia
de tipo sinéclise por Feboli (1985)), declinando o mergulho dos seus planaltos residuais e dos estratos
geológicos antes dispostos horizontalmente.
Outra hipótese complementar é a de que, nos aquíferos porosos arenosos e profundos do Leste
da bacia, o efeito pistão (Kirchner 2003) atuaria com maior expressividade, devido à maior agilidade
do fluxo subterrâneo, transformando o impulso de chuva em fluxo rápido e estabilizando-se
rapidamente no período pós-chuva. Por sua vez, os aquíferos do Oeste da bacia, de matriz
relativamente menos arenosa, teriam fluxo mais lento, mantendo uma contribuição mais constante ao
longo do semestre seco. Todavia, apenas estudos mais especializados envolvendo monitoramento
diário de traçadores e isótopos poderiam trazer uma confirmação mais segura sobre esses processos.
De todo modo, essas diferenças de comportamento dos aquíferos são importantes para uma estratégia
de gestão integrada dos recursos hídricos subterrâneos e superficiais.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
212
Figura 7.1 – Mapas de vazão de estabilização e vazão específica dos poços perfurados na Bacia do Paracatu. Fonte: a
pesquisa.
Uma terceira hipótese complementar, inferida pela aplicação do método de diagnóstico local
(na localidade Ribeirão dos Órfãos), é a da existência de lentes de pelitos entrecruzando os aquíferos
porosos, conforme também relatado no mapeamento litoestratigráfico de CETEC (1981), e impedindo
parcialmente a percolação profunda das águas no Leste da bacia. Essas lentes seriam, inclusive,
responsáveis pelas surgências em veredas, comuns nas áreas de aquíferos porosos (Areado, Urucuia e
Mata da Corda) na bacia, como também evidenciado na aplicação dos diagnósticos locais. Não
obstante, a conservação das veredas e de seu substrato turfoso é essencial para garantir um mínimo de
vazão nos cursos d’água nesses geossistemas de matriz arenosa, durante o semestre seco (Neves
2011).
Em uma perspectiva de planejamento territorial, empreendimentos com maior uso de água
subterrânea poderiam ser instalados preferencialmente nas áreas de maior potencial de infiltração,
assegurando a sustentabilidade das reservas hídricas subterrâneas. No caso da Bacia do Paracatu, as
áreas de maior recarga que estejam localizadas sobre aquíferos porosos profundos também são a que
apresentariam, teoricamente, a maior capacidade de armazenamento.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
213
Quanto aos mapas de vazão específica por componentes de fluxo, a gestão sustentável do uso
do solo nas áreas com maior contribuição para fluxo de base torna-se prioritária para evitar conflitos
envolvendo atividades dependentes da vazão no período seco, tais como irrigação e hidrelétricas a fio
d’água. O mapa de fluxo rápido, por sua vez, pode apontar as áreas mais interessantes para o emprego
de técnicas de reservação e regularização do fluxo de água, de forma a reter a fluxo no momento das
chuvas e utilizar para usos múltiplos ou para liberação no período de estiagem.
Tanto nas áreas de maior favorabilidade de infiltração quanto naquelas onde há maior
contribuição para o fluxo de base, podem-se aproveitar melhor os efeitos das ações de manejo do solo
e das águas, tais como barragens de retenção e infiltração de águas pluviais, plantio direto e/ou em
nível, terraceamento, entre outros, em uma estratégia de manejo integrado de ocupação do solo,
recursos hídricos subterrâneos e superficiais.
Portanto, os métodos desenvolvidos permitem inferir diversas características relevantes para a
avaliação dos impactos ambientais frente a alternativas locacionais para instalação de
empreendimentos (em licenciamentos ambientais, abarcando também a outorga de direito de uso da
água), para delimitação de áreas para preservação (reservas legais, unidades de conservação e suas
zonas de amortecimento, perímetros de proteção de fontes de água mineral, entre outros) e para
avaliação de impactos ambientais (por exemplo, na averiguação de ilícitos ambientais). Em caso de
acidentes ambientais com despejo de efluentes tóxicos, a avaliação ambiental expedita de proteção de
recarga pode fornecer um diagnóstico preliminar dos riscos envolvidos em relação aos processos
hidrogeológicos. Por também permitirem uma visão regional, os métodos propostos nesta tese podem
ser utilizados em planos diretores municipais e de bacia hidrográfica, bem como em zoneamentos
ecológico-econômicos, de forma a avaliar os impactos das tendências regionais de desenvolvimento e
orientar a formulação de políticas públicas.
Nos casos em que os métodos propostos de caracterização de recarga de aquíferos apontarem
para um risco significativo de impacto sobre a quantidade e a qualidade das águas, os órgãos
ambientais podem optar por exigirem estudos adicionais que avaliem mais detalhadamente os
impactos ambientais e suas possibilidades de mitigação. Nesse contexto, os produtos aqui
desenvolvidos podem ser complementados por dados primários mais detalhados, provenientes de
lisímetros, traçadores e análises químicas das águas superficiais e subterrâneas. Os produtos podem
ainda ser conjugados a estudos mais detalhados de geologia estrutural, linhas de potencial
piezométrico, identificação de fácies hidrogeoquímicas de águas superficiais e subterrâneas, bem
como balanços hidroclimatológicos. Tais estudos podem auxiliar a aferir a confiabilidade das
hipóteses obtidas nos produtos dos métodos aqui propostos, na medida em que contribuem para
identificar e quantificar melhor os prováveis fluxos das águas subterrâneas e permitem uma
compreensão mais abrangente dos fenômenos hidrológicos, hidrogeológicos e climáticos das áreas
analisadas.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
214
Contribuições às Ciências da Terra Série, vol., 275p.
215
CAPÍTULO 8
CONCLUSÕES
Os produtos cartográficos obtidos servem como subsídio relevante para a gestão territorial
sustentável, abarcando a gestão hídrica, ambiental e econômica em relação à expansão das atividades
antrópicas utilizadoras de recursos naturais. Uma estratégia de gestão ambiental e hídrica abrangente
pode lançar mão dos diversos métodos, de forma a construir análises e planos de ação interescalares,
extraindo o máximo da informação disponível. Os resultados podem ser utilizados para
recomendações quanto a técnicas de conservação do solo e da água, seja no contexto de planejamento
ambiental regional, seja na seleção de sítios para a aplicação de políticas públicas, com o fito de um
melhor custo-benefício para o equilíbrio hídrico regional da bacia hidrográfica.
Por meio de escalas e focos de abordagem diferenciados, o uso conjugado das cinco
ferramentas metodológicas propiciou uma visão mais ampla do funcionamento dos sistemas hídricos
da Bacia do Paracatu, especialmente no que se refere aos seus processos hidrogeológicos e sua relação
com os geossistemas presentes na bacia. Os resultados têm sido discutidos no âmbito do Comitê de
Bacia do Rio Paracatu, trazendo subsídios à gestão dessa bacia hidrográfica.
Os métodos propostos empregam bases de dados (cartográficos ou fluviométricos) básicos
usualmente disponíveis para diversas bacias hidrográficas no Brasil e no mundo, facilitando a sua
replicação. Também cabe ressaltar que as ferramentas metodológicas possuem flexibilidade para
serem adaptadas em contextos com ausência de algumas das bases de dados, ou com o acréscimo de
bases adicionais disponíveis. Um exemplo de flexibilidade, demonstrado no método de cartografia de
favorabilidade de recarga, foi a possibilidade de utilizar tanto o mapa geomorfológico como o de
declividade, para destacar as áreas de relevo plano. Cada um dos métodos propostos é também
passível de aplicação em outras escalas de análise, bastando existir bases de dados em escala
compatível com a área de estudo proposta, seja para perspectiva regional, seja para perspectiva de
detalhe.
Os métodos propostos podem trazer subsídios para a delimitação e caracterização de
favorabilidade de recarga, bem como avaliação de impactos e riscos referentes à circulação e à
qualidade da água, em contextos locais e regionais, no âmbito de instrumentos das políticas de meio
ambiente e de recursos hídricos, tais como:
o Alocação de reserva legal, regulada pela Lei Federal no 12.651, de 2012, que dispõe sobre a
proteção da vegetação nativa;
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
216
o Implantação de empreendimento, na etapa de estudos de alternativas locacionais para o
licenciamento ambiental, nos termos da Resolução nº 1/1986, do Conama, que estabelece
as definições, as responsabilidades, os critérios básicos e as diretrizes gerais para uso e
implementação da Avaliação de Impacto Ambiental;
o Criação de unidades de conservação para a proteção de mananciais de abastecimento
(nascentes ou poços), bem como para elaboração de seu plano de manejo. Nos casos em
que a área de recarga já é ocupada total ou parcialmente, a ponderação dos atributos para
qualidade da água na recarga serve como guia para avaliação dos riscos existentes;
o Estudos para delimitação da Zona de Amortecimento de Unidade de Conservação, nos
termos da Lei Federal no 9.985, de 2000, que institui o Sistema Nacional de Unidades de
Conservação da Natureza;
o Delimitação e caracterização das zonas de influência, de transporte e de contribuição para
proteção da recarga de fontes de água mineral (extraídas na forma de poços ou nascentes),
conforme exigido pela Portaria DNPM nº 231, de 1998, a qual regulamenta as áreas de
proteção das fontes de águas minerais;
o Delimitação de áreas de proteção máxima; de restrição e controle; e de proteção de poços e
outras captações, no âmbito das leis estaduais de proteção das águas subterrâneas;
o Delimitação das áreas com direito de preempção (preferência de compra pelo Poder
Público) ou desapropriação; e para delimitação de áreas com coeficiente diferenciado de
aproveitamento no meio urbano, no âmbito dos Planos Diretores Municipais, nos termos da
Lei Federal nº 10.257, de 2001.
Além disso, os métodos desenvolvidos nesta tese também podem oferecer informações
interescalares adicionais aos estudos técnicos de outros importantes instrumentos de política ambiental
e de recursos hídricos, tais como Planos Nacional e Estaduais de Recursos Hídricos, Planos Diretores
de Bacia Hidrográfica, Zoneamentos Ecológico-Econômicos. Ainda no caso do diagnóstico expedito
de campo, sua utilização se mostra promissora nos dois instrumentos a seguir, entre outros:
o Relatórios técnicos para requerimentos de outorga de direito de uso da água para poços,
nascentes e captações em cursos d’água de pequenas bacias hidrográficas;
o Relatórios de Fiscalização Ambiental e de Inquéritos Civis Públicos, avaliando a
possibilidade de agravante da pena e de multas para os crimes e ilícitos ambientais, ao
destacar o impacto sobre a circulação das águas.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
217
Apresenta-se, a seguir, uma síntese das contribuições desta tese, tanto por meio de corroboração de
hipóteses científicas relevantes quanto por inovações técnico-científicas, quanto também por sugestões
de aperfeiçoamento de políticas públicas:
a) Corroboração de hipóteses científicas relevantes:
- Viabilidade da avaliação de drenabilidade do solo como elemento integrador entre a
cobertura vegetal, o uso do solo e a circulação hídrica superficial, subsuperficial e
subterrânea, conforme proposto por Boorman et al. (1995).
- Viabilidade do método de Maximização da Expectância para preenchimento de lacunas em
séries hidrológicas, como proposto por Amisigo & Giesen (2005), com performance mais
adequada que o método de Imputação Múltipla – IM.
- Evidências de que os valores de referência para calibração do filtro recursivos BFLOW para
fluxo de base, citados como 0,925 na literatura (Nathan & McMahon 1990, Ghanbarpour et
al. 2008) estariam subestimados, como também constatado por Asmeron (2008),
possivelmente por não levarem em conta o período de influência do escoamento superficial
(Lynsley et al. 1975) e nem a curva de recessão no período de estiagem (Barnes 1939).
- Viabilidade da modelagem por mínimos quadrados parciais para relacionar atributos
hidrológicos com variáveis ambientais espacializadas, como proposto por Gebrehiwot et al.
(2011).
- Constatação, para a Bacia do Rio Paracatu, de padrão de recarga e descarga de aquíferos
porosos compatíveis com a hipótese do efeito pistão hidrogeológico proposto por Kirchner
(2003).
b) Inovações técnico-científicas:
- Proposição de cinco métodos complementares de avaliação de recarga de aquíferos em
múltiplas escalas.
- Mapeamento das áreas superiores às nascentes, por krigagem, como recurso cartográfico
para foco da cartografia de áreas preferenciais de recarga.
- Indicador integrado de Unidades Hidrológicas de Paisagem a partir do mapeamento da
altitude em relação às nascentes e da altitude em relação aos cursos d’água como referência
para o estudo das funções de recarga e descarga de aquíferos.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
218
- Partição dos componentes de vazão em três faixas (fluxo rápido, interfluxo e fluxo base),
usando filtros digitais recursivos calibrados por meio da combinação da fórmula empírica de
de influência do escoamento superficial e do critério gráfico sobre a curva logarítmica de
recessão.
- Implementação de um restritor lógico para evitar sobrestimação de componentes de vazão ao
utilizar filtros recursivos digitais.
- Incorporação da hipótese de fluxos subterrâneos na modelagem PLS dos componentes de
vazão, permitindo ainda avaliar a incerteza de predição do modelo em cada seção aninhada
da bacia.
- Uso dos dados de atributos de poços perfurados, disponíveis no sistema SIAGAS, para
modelagem espacial, a fim de interpretar relações entre águas subterrâneas e superficiais.
- Uso da modelagem por mínimos quadrados parciais para regionalização de vazões.
- Uso dos dados de componentes de vazão e dos resultados da modelagem por mínimos
quadrados parciais para mapear a contribuição específica (m3.s/km
2) de cada componente de
vazão, bem como da vazão total.
c) Sugestões de aperfeiçoamento de políticas públicas, no que se refere a incentivar a
conservação das águas por meio de:
- ajustes nos instrumentos de outorga e cobrança pelo uso da água para o usuário que realizar
investimentos que levem à sustentabilidade da circulação hídrica para uso.
- avaliação conjunta dos efeitos de conservação e uso das águas subterrâneas e superficiais,
nos casos de instalação de barramentos e em empreendimentos de uso conjuntivo das águas.
- simplificação das autorizações para construção de barraginhas de infiltração de águas
pluviais em áreas de preservação permanente.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
219
ANEXOS
A.1 – CLASSIFICAÇÕES LITOESTRATIGRÁFICAS: COLUNAS, CORRELAÇÕES,
MAPAS E PERFIS GEOLÓGICOS PARA A BACIA DO RIO PARACATU
Quadro A.1 – Estratigrafia da região de Unaí-Paracatu-Vazante. Fonte: Marini et al. (1984), adaptado por Endo
(2006).
ERA PERÍODO GRUPO SUB-
GRUPO
FORMAÇÃO DESCRIÇÃO
LITOLÓGICA
Cenozóico Terciário-
Quaternário
Sedimentos areno-
argilosos vermelhos e
marrons
Fanerozóico Cretáceo Urucuia Arenito
Areado Arenito
Proterozóico
Superior Bambuí
Três Marias Metarenitos arcoseanos
Paraopeba
Metapelitos verdes e
pretos, calcários e
quartzitos
Ibiá Xistos cloríticos e
Calcixistos verdes
Jequitaí Metadiamictitos
Médio
Vazante Metapelitos, ardósias,
quartzitos e dolomitos
Paranoá Quartzitos
Canastra Quartzitos e xistos
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
220
Quadro A.2 – Propostas de nomenclatura estratigráfica para a região de Unaí-Paracatu-Vazante.
Fonte: Endo (2006)
Braun (1968) Almeida
(1968)
Dardenne
(1976)
Madalosso e Valle
(1978)
Dardenne
(1978) Madalosso (1980) Rigobello et al. (1988)
Coelho et
al. (2005)
Fm
. P
arao
peb
a
Fm.
Paracatu
Fm
. P
arao
peb
a
Un
idad
e A
Un
idad
e A
Fm. Paracatu Fm. Paracatu Fm. Paracatu
Fm
. P
arao
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a
Un
idad
e B
Un
idad
e B
Fác
ies
dolomítica
grafitosa
arenosa-
síltica
Fm
. V
azan
te
Mb.
Morro do
Calcário
Fm
. V
azan
te
Fác
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Morro
Agudo
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. L
apa
Fácies Serra do Landim
Gr.
Bam
bu
í
Serra do
Landim
Fácies Serra da Lapa
Serra da
Lapa
Fácies Serra do Velosinho
Serra do
Velosinho
Superior
Fácies Cercado Serra do
Velosinho
Inferior
filito
ardoseano
grafito-
carbonoso Mb. Serra
do Poço
Verde
Mb.
Morr
o d
o C
alcá
rio
Fm
. V
azan
te
Mb.
Pam
plo
na
Fácies Superior
Fácies Médio
Fácies Inferior
recife
Mb.
Morr
o
do P
inhei
ro
Fácies Superior
Fácies Inferior
Un
. C
Un
. C
Mb. Serra
do
Garrote
Mb. Serra do
Garrote Fm. Serra do Garrote
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
221
Figura A.1 – Esboço geológico da Faixa Brasília. Distribuição do grupo Bambuí, da formação Vazante, da
Formação Ibiá e do grupo Paranoá na faixa de dobramentos Brasília. Notar o Domo de Cristalina,
aproximadamente entre 17ºS e 48ºW, à oeste da Bacia do Paracatu. Fonte: Schobenhaus et al. (1984).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
222
Figura A.2 – Mapa indicando os perfis, colunas e correlações estratigráficas realizados por diversos pesquisadores na região do Paracatu. Fonte: Martins Júnior et al. (2005).
A numeração é indicada entre as figuras deste anexo.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
223
Figura A.3 – Coluna estratigráfica dos grupos Vazante e Canastra. Fonte: Dardenne (2000) e Valeriano et al.
(2004).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
224
Figura A.4 – Perfil Geológico 1. Fonte: Dardenne (1987)
Figura A.5 – Perfil Geológico 2. Fonte: Dardenne (1987)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
225
Figura A.6 – Perfil Geológico 3. Fonte: Dardenne (1987)
Figura A.7 – Perfil Geológico 4. Fonte: Dardenne (1987)
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
226
Figura A.8 – Correlação Litoestratigráfica, 5 (Fonte: Dardenne 1987), para o grupo Bambuí típico nos Estados de Goiás, Minas Gerais e Bahia.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
227
Figura A.9 – Correlação Litoestratigráfica para a formação Vazante entre Lagamar e Unaí, 6. Fonte: Dardenne (1987)
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
228
Figura A.10 – Mapa Geologico da Região de Vazante, 7. Fonte: Dardenne (1987)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
229
Figura A.11 – Coluna litoestratigráfica na Região de Vazante e Paracatu, 8. Fonte: Bettencourt (2001)
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
230
Figura A.12 – Coluna Estratigráfica na Região de Paracatu, 9. Fonte: Freitas-Silva & Dardenne (1991)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
231
Figura A.13 – Perfil simplificado da Região de Paracatu, 10, mostrando imbricamento regional das litologias e a
provável configuração preterida em duplex. Em preto, está ressaltado o duplex Morro do Ouro. GC = Grupo
Canastra, FP = Formação Paracatu, FP-M = Fácies Morro do Ouro, FP-S = Fácies da Anta, FV = Formação
Vazante, FV-M = Fácies Morro do Calcário, FV-P = Fácies Psamo-Pelíticas. Fonte: Freitas-Silva & Dardenne
(1991).
Figura A.14 – Correlações Litoestratigráficas entre as sequências do Supergrupo São Francisco na região de
Vazante, 11, Fonte: Misi (2001).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
232
Figura A.15 – (a) Paleogeografia e fácies sedimentares da Formação Vazante, 13 (Misi 2001); (b) seção
estratigráfica composta da Formação Vazante, antes da deformação (Madalosso 1979).
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
233
Figura A.16 – Perfil Geológico do Morro do Ouro, 14. Fonte: Moller (2001).
Figura A.17 – Perfil Geológico da Região de Vazante, das Falhas de Vazante e da Serra do Garrote, 16
(Rostirolla 2002). Seção Esquemática representando a estruturação da área (A – Zona de Falha de Vazante; B –
Zona de Falha da Serra do Garrote; 1 – metapelitos da Fm Serra do Garrote; 2 – filitos quartzosos Fm Serra do
Garrote; 3 – metadolomitos do Membro Morro do Pinheiro Inferior, Fm Vazante; 4 – filitos intermediários do
Membro Morro do Pinheiro, Fm Vazante; 5 – metadolomitos do Membro Morro do Pinheiro Superior, Fm
Vazante; 6 – metapelitos e metadolomitos do Membro Pamplona Inferior; 7 – metadolomitos do Membro
Pamplona, Médio a Superior; 8 – colúvios; 9 – alúvios).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
234
Figura A.18 – Perfil geológico da Formação Ibiá entre Coromandel e Guarda-Mor, 15. Fonte: Pereira (1992).
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
235
Figura A.19 – Mapa Esquemático do Cráton de São Francisco e das Zonas Marginais de Deformação no
Noroeste de Minas Gerais. Fonte: CETEC (1981).
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
236
A.2 – CARACTERÍSTICAS DOS POÇOS PERFURADOS NA BACIA DO RIO
PARACATU
Figura A.20 – Mapas com as características os poços perfurados, constantes no sistema SIAGAS. Fonte: a
pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
237
A.3 –ÍNDICES MORFOMÉTRICOS E HIDROMORFOMÉTICOS DA BACIA DO
RIO PARACATU
Figura A.21 – Mapas com variáveis hidromorfométricas. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
238
Figura A.22 – Mapas das variáveis morfométricas - A. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
239
Figura A.23 – Mapas com as variáveis morfométricas - B. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
240
A.4 – DOCUMENTAÇÃO SOBRE AS VARIÁVEIS MORFOMÉTRICAS E
HIDROMORFOMÉTRICAS
Quadro A.3 – Variável obtida com o programa Envi 4.8
Variável Explicação Referência
Declividade Razão máxima de mudança de altitude de uma célula para com suas
vizinhas. Obtida por meio do cálculo do momento de derivação sobre
uma superfície quadrática construída por regressão polinomial a partir
das bases de altimetria.
Jenness
(2011)
Quadro A.4 – Variáveis obtidas com o programa ArcGis 10, extensão Spatial Analyst
Variável Explicação Referência
Curvatura Trata-se da segunda derivada da superfície de elevação (a primeira
derivada é a declividade). A curvatura geral é calculada a partir das 8
células vizinhas. A curvatura positiva indica convexidade, enquanto a
curvatura negativa indica concavidade.
Jenness
(2011)
Módulo da
Curvatura
Indica a expressividade de ondulação do terreno.
Distância ao
exutório
Distância de drenagem de cada ponto até a foz da bacia hidrográfica (no
caso, a foz da Bacia do Rio Paracatu)
Nível de
Nascentes
Superfície interpolada por krigagem ordinária exponencial com base na
altitude nas nascentes
Quadro A.5 – Variáveis obtidas com o programa SAGA 2.0.8
Variável Explicação Referência
Declividade
Acumulada
Razão entre a altitude e a distância horizontal entre um ponto e o divisor
de águas mais alto que drena para esse ponto. Calculado por
processamento paralelo das células, sobre o modelo de direção de fluxos
múltiplos (MFD).
Freeman
(1991)
Quinn et al.
(1991)
Nível de Base Interpolação da altitude ao longo da hidrografia para o restante do
terreno. Na perspectiva germorfológica, corresponderia idealmente ao
perfil de equíbrio, representando a superfície em que há um equilíbrio
entre erosão e deposição, sendo o ponto mais baixo em que um rio
poderia chegar sem prejudicar o escoamento de suas águas (Guerra &
Guerra, 2006).
Distância
vertical ao
nível de base
Subtração da altitude pelo nível de base. É considerado como bastante
correlacionado à profundidade até o aquífero freático.
Bock &
Köthe
(2008)
Altitude até o
rio
Distância vertical entre um ponto e o local da hidrografia para onde ele
verte suas águas pluviais.
Freeman
(1991)
O’Callaghan
(1984)
Nobre et al.
(2011)
Distância
horizontal até
o rio
Distância horizontal entre um ponto e o local da hidrografia para onde ele
verte suas águas pluviais.
Freeman
(1991)
O’Callaghan
(1984)
Nobre et al.
(2011)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
241
Variável Explicação Referência
Altura de
encostas
Índices morfométricos mensurados com referência na linha de cumeada e
no talvegue.
Os vales e encostas são definidos em razão dos pontos de sela do terreno,
em função da variação de sua curvatura e de seu aspecto (azimute).
Altitude normalizada: Normalização geoestatística da altitude, entre o
vale (valor 0) e a cumeada (valor 1).
Altitude Padronizada: Padronização geoestatística da altitude geral e a
altitude normalizada, por meio do desvio padrão.
Uma gradação do macro-relevo para o micro-relevo seria a seguinte:
altitude, altitude padronizada, altitude de encosta, altitude normalizada,
índice de balanço de massas.
Conrad et al.
(2006)
Bock et al.
(2007)
Altitude
normalizada
Altitude
padronizada
Índice de
Balanço de
Massas
Expressa o balanço entre erosão e acumulação, considerando a altura em
relação à rede de drenagem, a declividade e a curvatura, por meio da
integração da meia encosta da área de drenagem.
Onde CA (Área de contribuição)
STI= Índice de transporte de sedimentos
MBI = Índice de balanço de massas
Moeller et
al. (2008)
Boehner &
Selige
(2006)
Índice
topográfico de
umidade
Equivale a ln(Área Específica de drenagem / tangente do ângulo da
declividade).
Onde A é a area específica de drenagem e B é a declividade.
Área específica é a área a montante por unidade de comprimento de fluxo
[m2/m=m]
Gruber &
Peckham
(2008)
Beven &
Kirkby
(1979):
Boehner &
Selige
(2006)
Moore et al.
(1991)
Índice
topográfico de
escoamento
subsuperficial
(downslope
distance
gradient index)
Onde Ld é a distância horizontal do ponto com elevação de “d” metros
abaixo da elevação da célula inicial, seguindo a direção de drenagem de
maior inclinação.
Considera-se que essa inclinação acumulada, com “d” igual a 10 metros,
possa ser um indicador da potencialidade de drenagem do solo para
escoamento subsuperficial.
Hjerdt et al.
(2004)
Índice de
rugosidade
Calcula a diferença na elevação entre a célula central e suas 8 células
vizinhas.
Onde xij = elevação de cada célula vizinha à célula (0,0)
Riley et al.
(1999)
Índice vetorial
de rugosidade
Índice de rugosidade baseado na dispersão vetorial do relevo.
I.e., mede a rugosidade do terreno pela variação tridimensional da
orientação entre as células vizinhas. A análise vetorial mede a dispersão
dos vetores ortogonais (normais) em relação às células vizinhas. Esse
índice é menos correlacionado com o valor da declividade do terreno do
que o índice de rugosidade tradicional. A rugosidade, teoricamente, vai
de 0 (terreno uniforme) a 1 (variação completa do terreno).
Sappington
et al. (2007)
Hobson
(1972)
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
242
Variável Explicação Referência
Radiação Solar
Total
Modelo que estima a soma da radiação direta e da radiação difusa, por
meio da consideração da sua localização geográfica, orientação e
inclinação das encostas, do sombreamento da encosta oposta e do ângulo
de incidência da luz solar ao longo de cada dia do ano.
Jochem et
al. (2009)
NREL
(2002)
Índice de
aquecimento
anisotrópico
diurno
Índice que estima o potencial de aquecimento do solo tendo em
consideração a orientação das encostas e a sua declividade.
Dispersão de
fluxo (flow
width)
Variável calculada em razão da divisão (divergência) do escoamento de
uma célula fonte para as células vizinha.
Gruber &
Peckham
(2008)
Quinn et al.
(1991)
Índice de
convergência
Índice de modelagem hidrológica calculado por meio do gradiente
(curvatura) e azimute, demonstrando a convergência do fluxo para a
célula, em relação a suas vizinhas.
Koethe &
Lehmeier
(1996)
Fator de visão
do terreno
A visibilidade do céu pode ser compreendida como a porcentagem de um
hemisfério de visão do céu a partir de um ponto no terreno. Por exemplo,
o hemisfério visível do céu é mais amplo do alto de uma montanha do
que no fundo de um vale encaixado. O fator de visão do terreno e o fator
de visão do céu são parâmetros complementares para o cálculo da
visibilidade do céu.
Boehner &
Antonic
(2009)
Hantzschel
et al. (2005)
Oke (2000)
Zakšek et al.
(2011)
Fator de visão
do Céu
Visibilidade do
Céu
Índice de
barlavento
predominante
(NEE)
Modelo de ventos que utiliza uma estimação da direção predominante do
vento, com aceleração constante, sendo modificada pelo sotavento
(proteção da encosta ao vento) e pelo barlavento (exposição da encosta
ao vento) dentro de um raio de influência predeterminado. Na Bacia do
Rio Paracatu, o vento predominante é NEE (RURALMINAS 1996).
Índice de
sotavento
predominante
(NEE)
Índice de
Efeito do
Vento
predominante
(NEE)
Força Efetiva
do Vento
predominante
(NEE)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
243
A.5 – TABELAS E GRÁFICOS DO MODELO DE MÍNIMOS QUADRADOS
PARCIAIS
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
244
Tabela A.1 – Coeficientes reais, padronizados, VIP e respectivos desvios padrões, para o modelo com a hipótese de fluxos regionais.
Vazão Total Fluxo Rápido Interfluxo Fluxo de Base
Variável Coef. Coef.
[Z] D.P.
Coef.[Z] VIP
D.P. VIP
Coef. Coef.
[Z] D.P.
Coef.[Z] VIP
D.P. VIP
Coef. Coef. [Z] D.P.
Coef.[Z] VIP D.P. VIP Coef.
Coef. [Z]
D.P. Coef.[Z]
VIP D.P. VIP
Constante -84.932 6.713
-54.895 3.369
3.168 6.907
-42.533 3.067
Altitude 2.8E-04 0.031 0.022 1.103 0.478 1.3E-04 0.023 0.055 0.923 0.275 4.2E-06 0.002 0.059 0.484 0.588 1.3E-04 0.014 0.053 0.951 0.778
Nível de Base 2.7E-04 0.028 0.023 1.037 0.520 2.0E-04 0.034 0.069 0.897 0.325 -1.2E-05 -0.006 0.060 0.404 0.487 7.5E-05 0.008 0.058 0.894 0.806
Altitude do Nível de Nascentes 3.7E-04 0.038 0.013 1.162 0.372 1.5E-04 0.025 0.057 0.926 0.282 -1.5E-05 -0.007 0.061 0.448 0.546 2.3E-04 0.025 0.046 0.989 0.644
Altitude Padronizada 0.001 0.034 0.018 1.152 0.392 1.4E-04 0.013 0.049 0.951 0.234 4.0E-05 0.010 0.054 0.592 0.828 3.5E-04 0.021 0.052 0.990 0.706
Fator de Visão do Céu 0.864 0.040 0.016 1.160 0.247 0.348 0.026 0.058 0.955 0.177 0.045 0.009 0.056 0.555 0.662 0.466 0.022 0.055 0.953 0.633
Visibilidade do Céu 0.006 0.038 0.016 1.133 0.260 0.006 0.059 0.067 1.047 0.342 0.001 0.023 0.054 0.810 0.841 1.0E-04 0.001 0.049 0.903 0.668
Força Efetiva do Vento 2.1E-04 0.017 0.026 1.011 0.539 2.5E-04 0.034 0.072 0.943 0.292 -8.7E-05 -0.031 0.068 0.597 0.672 -8.8E-06 -0.001 0.061 0.904 0.809
Balanço de Massas 0.648 0.055 0.035 1.238 0.510 0.294 0.041 0.037 0.890 0.214 0.230 0.083 0.109 1.650 1.068 0.223 0.019 0.030 0.911 0.347
Altitude Normalizada 0.792 0.023 0.027 0.959 0.125 0.166 0.008 0.088 0.865 0.142 0.378 0.047 0.057 1.168 0.516 0.132 0.004 0.059 0.803 0.562
Efeito do Vento 0.537 0.027 0.025 1.062 0.404 0.718 0.058 0.067 1.058 0.408 0.111 0.023 0.054 0.855 1.094 -0.245 -0.012 0.038 0.906 0.782
Barlavento 1.188 0.043 0.034 1.089 0.463 1.278 0.075 0.054 1.047 0.360 0.429 0.066 0.066 1.380 0.718 -0.222 -0.008 0.035 0.829 0.680
Insolação Total 0.002 0.056 0.039 1.154 0.597 -0.002 -0.063 0.051 1.037 0.332 4.8E-04 0.048 0.054 1.173 0.735 0.003 0.079 0.033 1.166 0.570
Distância Vertical ao Nível de Base
0.003 0.037 0.041 1.052 0.401 -0.005 -0.088 0.127 1.250 0.960 0.001 0.071 0.110 1.485 1.330 0.006 0.063 0.042 1.090 0.524
Distância Vertical ao Rio 0.005 0.065 0.049 1.224 0.778 -0.004 -0.096 0.139 1.217 0.992 0.001 0.066 0.121 1.317 1.613 0.007 0.103 0.073 1.397 1.240
Declividade 0.051 0.065 0.043 1.134 0.577 0.022 0.046 0.129 0.643 1.080 0.005 0.030 0.134 0.624 1.185 0.034 0.043 0.101 0.826 0.691
Rugosidade 0.035 0.058 0.045 1.022 0.579 0.019 0.051 0.135 0.642 1.132 0.005 0.033 0.134 0.643 1.309 0.019 0.032 0.109 0.717 0.598
Módulo da Curvatura 1.1E-10 0.031 0.048 0.614 0.527 1.7E-10 0.075 0.145 0.762 1.296 3.4E-11 0.040 0.127 0.668 1.608 -4.0E-11 -0.011 0.123 0.471 0.927
Altura de Encosta 0.015 0.091 0.050 1.472 0.838 -0.006 -0.062 0.124 0.897 0.647 -1.2E-04 -0.003 0.123 0.338 1.343 0.022 0.132 0.079 1.678 1.314
Dispersão de Fluxo 3.8E+03 0.035 0.039 1.086 0.786 4249.730 0.065 0.049 1.034 0.442 -1973.790 -0.079 0.082 1.208 1.517 1731.770 0.016 0.040 0.905 0.902
Declividade Acumulada 3.828 0.038 0.047 0.897 1.003 3.421 0.055 0.034 0.757 0.627 -0.960 -0.040 0.083 0.649 1.594 1.947 0.019 0.057 0.740 0.965
Índice deTopogr. Esc. Subsup. 45.653 0.042 0.034 1.078 0.575 32.636 0.049 0.027 0.911 0.502 0.948 0.004 0.108 0.382 0.933 18.313 0.017 0.025 0.845 0.303
Distância ao Exutório (Foz) 0.026 0.029 0.035 0.721 0.593 -0.073 -0.133 0.114 1.446 0.678 -0.005 -0.023 0.069 0.370 1.049 0.086 0.098 0.063 1.268 0.618
Precipitação Pluvial 0.001 0.049 0.035 0.904 0.350 -0.001 -0.142 0.179 1.519 1.343 6.6E-05 0.023 0.101 0.416 0.609 0.001 0.117 0.092 1.461 1.111
Nível Dinâmico de Poços -0.002 -0.036 0.031 0.625 0.507 -0.002 -0.048 0.115 0.723 1.180 0.001 0.085 0.092 1.535 1.237 -0.003 -0.043 0.066 0.611 0.119
Rebaixamento de Poços -0.002 -0.032 0.042 0.567 0.485 -0.001 -0.029 0.111 0.582 0.794 0.001 0.085 0.096 1.566 1.199 -0.003 -0.047 0.071 0.635 0.224
Aquecimento Anisotrópico Diurno
-1.040 -0.058 0.058 0.832 0.761 0.798 0.072 0.142 0.788 1.061 -0.269 -0.064 0.059 0.984
0.828 -1.721 -0.097 0.057 1.158 0.420
Sotavento -0.513 -0.011 0.042 0.798 0.519 0.379 0.013 0.083 0.836 0.291 -0.672 -0.059 0.063 0.930 0.668 -0.819 -0.017 0.062 0.732 0.606
Latitude -0.024 -0.026 0.071 0.364 0.840 -0.020 -0.035 0.077 0.382 0.942 -0.024 -0.110 0.103 1.830 1.103 0.005 0.005 0.098 0.096 0.665
Distância a Estruturas Rúpteis 4.2E-06 0.001 0.050 0.262 0.407 -2.7E-04 -0.127 0.091 1.306 1.324 -2.1E-05 -0.026 0.074 0.418 0.809 2.2E-04 0.064 0.112 0.771 1.158
Curvatura -2.3E-
09 -0.004 0.071 0.551 0.434 -2.6E-08 -0.063 0.173 0.775 0.936 1.1E-08 0.069 0.102 1.074 1.117 1.2E-08 0.019 0.082 0.538 0.929
Vazão Específica de Poços 0.021 0.073 0.088 0.997 0.976 -0.007 -0.041 0.118 0.419 1.090 -0.004 -0.067 0.106 1.076 1.268 0.034 0.123 0.142 1.428 1.516
Fator de Visão do Terreno -0.881 -0.042 0.016 1.212 0.282 -0.366 -0.029 0.052 0.986 0.164 -0.026 -0.005 0.055 0.526 0.635 -0.494 -0.024 0.053 0.997 0.669
Rugosidade Vetorial -1.434 -0.056 0.029 1.236 0.523 1.007 0.064 0.048 1.134 0.673 0.034 0.006 0.049 0.600 0.928 -2.231 -0.089 0.075 1.319 0.555
Índice Topográfico de Umidade -0.098 -0.048 0.035 1.033 0.317 -0.153 -0.123 0.079 1.292 0.868 -0.010 -0.021 0.124 0.502 0.889 0.026 0.013 0.073 0.775 0.939
Distância Horizontal ao Rio -8.703 -0.037 0.032 0.897 0.527 -19.398 -0.132 0.081 1.396 0.871 5.012 0.090 0.091 1.374 1.604 2.424 0.010 0.024 0.685 0.799
Convergência -0.745 -0.036 0.048 0.906 1.061 -1.173 -0.092 0.091 1.036 0.499 0.524 0.108 0.105 1.682 1.957 -0.255 -0.012 0.056 0.739 0.934
Distância à Borda -3.5E-
06 -0.062 0.040 1.372 0.843 -1.0E-06 -0.029 0.060 0.940 0.649 7.3E-07 0.056 0.063
0.892 1.059 -3.3E-06 -0.059 0.039 1.185 0.673
Longitude -0.042 -0.026 0.050 0.452 0.720 0.170 0.173 0.120 1.735 0.672 0.026 0.069 0.079 1.171 1.579 -0.199 -0.126 0.067 1.473 0.631
Vazão de Estabilização de Poços
0.006 0.073 0.071 1.002 0.955 -0.001 -0.027 0.105 0.268 0.676 -0.001 -0.056 0.092 0.861 1.572 0.010 0.114 0.121 1.322 1.373
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
245
Figura A.24 – VIP para a predição de Vazão Total. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
246
Figura A.25 – VIP para a predição de Fluxo Rápido. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
247
Figura A.26 – VIP para a predição de Interfluxo. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
248
Figura A.27 – VIP para a predição de Fluxo de Base. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
249
Figura A.28 – Coeficientes padronizados para predição de Vazão Total. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
250
Figura A.29 – Coeficientes padronizados para predição de Fluxo Rápido. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
251
Figura A.30 – Coeficientes padronizados para predição de Interfluxo. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
252
Figura A.31– Coeficientes padronizados para predição de Fluxo de Base. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
253
Figura A.32–Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da regressão PLS para Vazão Total. Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
254
Figura A.33 – Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da regressão PLS para Fluxo Rápido . Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
255
Figura A.34 – Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da regressão PLS para Interfluxo . Fonte: a pesquisa.
Vasconcelos, V.V., 2014. Recarga de Aquíferos – Subsídios à gestão hídrica e ambiental – Bacia do Rio Paracatu, SF7
256
Figura A.35 – Gráfico com as cargas (loadings) das variáveis sobre os dois eixos dos componentes da regressão PLS para Fluxo de Base. Fonte: a pesquisa.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol., p.
257
REFERÊNCIAS
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