Geo-environmental characteristics of the Pardo River Watershed, Mato Grosso do Sul: knowledge bases for territorial planning purposes

Este trabalho apresenta os resultados da caracterização geoambiental da bacia hidrográfico do rio Pardo, localizada no estado de Mato Grosso do Sul (Brasil). O objetivo principal foi avaliar as condições ambientais a fim de gerar dados que subsidiem o planejamento e ordenamento territorial. A escolha da área foi motivada pela aprovação de sete eixos para implantação de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs). Os dados geoespaciais utilizados foram obtidos nos repositórios da USGS, CPRM, IBGE e MapBiomas. Os parâmetros analisados foram: litologia, clima, solos, geomorfologia, geomorfometria (rede de drenagem, geometria e características do relevo) e uso e cobertura da terra. O software utilizado foi o ArcMap 10.8.2. Os resultados obtidos mostram um ambiente ecologicamente frágil, altamente suscetível à erosão do solo e ao processo de arenização. As atividades agrícolas desenvolvidas na área, em sua maioria, não consideram as aptidões e restrições agrícolas, e são praticadas de forma predatória. As mudanças no uso e cobertura da terra têm impactado os ecossistemas terrestres (erosão, arenização, sedimentação) e aquáticos (degradação da qualidade e quantidade de água). O avanço dos monocultivos de soja e eucalipto e a construção de PCHs irão pressionar ainda mais os recursos naturais da bacia hidrográfica e gerar conflitos socioambientais.This study presents the results of the geo-environmental characterization of the Pardo River watershed, in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The main objective was to evaluate the environmental conditions to generate data that can support territorial planning and ordering. The area was chosen due to the approval of the seven axes for the implementation of Small Hydroelectric Power Plants (SHPPs). The geospatial data used were obtained from the USGS, CPRM, IBGE and MapBiomas repositories. Lithology, climate, soils, geomorphology, geomorphometry (drainage network, watershed geometry, relief characteristics) and land use and cover were analyzed. ArcMap 10.8.2 was used. The results show an ecologically fragile environment that is highly susceptible to soil erosion and sandification. Agricultural activities carried out in the area, for the most part, do not consider agricultural suitability and restrictions, and are practiced in a predatory manner. Changes in land use and cover have impacted terrestrial (erosion, sandification, sedimentation) and aquatic ecosystems (degradation of water quality and quantity). The expansion of soy and eucalyptus cultures and the construction of SHPPs will put even more pressure on the watershed natural resources and generate socio-environmental conflicts

DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE POTÊNCIA DE ESCOAMENTO PARA O MUNICÍPIO DE PALMITINHO/RS UTILIZANDO MODELOS DIGITAIS DE ELEVAÇÃO

O objetivo deste trabalho foi determinar o índice de potência de escoamento (IPE) para o município de Palmitinho e, identificar os locais onde medidas de conservação do solo são prioritárias em função do risco de fluxos erosivos. Para tal foram utilizadas bases de dados com diferentes escalas para a geração dos modelos digitais de elevação (MDEs), sendo elas: carta topográfica na escala 1:50.000 e SRTM de 30m. Os softwares utilizados foram o ArcGIS e o SagaGIS. O IPE gerado com o MDE carta topográfica classificou melhor as áreas com potencial erosivo no município em comparação ao IPE gerado com o MDE SRTM que, tendeu a subestimar o potencial de escoamento em áreas planas e superestimar o potencial erosivo nos canais de drenagem. O mapa gerado pode dar suporte à gestão ambiental do município, pois discretizou as áreas em risco de fluxo erosivo intenso, que se constituem nas áreas prioritárias para a implementação de práticas mecânicas de conservação de solo

Sensibilidade geomorfométrica da drenagem e da superfície do terreno à fonte e à resolução espacial de modelos digitais de superfície e elevação

The determination of stream channel and terrain attributes is dependent on the spatial resolution of Digital Surface Models (MDS) and Elevation (DEM) and the source of the altimetric data used. In this work, the sensitivity of drainage morphometry and terrain attributes of an urban-rural watershed to the spatial resolution and source of MDS and MDE was analyzed. Five MDSs obtained via orbital remote sensing (radar), with spatial resolutions of 12.5, 30 and 90 m, and one MDE of 5 m generated with altimetric data obtained via terrestrial remote sensing (aerial photographs) were used. The stream network extracted from DEM 5 allowed a more precise and accurate delineation than that of the MDS for places where the contribution area was larger. There were incongruities in the drainage headwaters for all topographic bases, which is attributed to the flow distribution algorithm used. In the low spatial resolution MDS (Alos Palsar, SRTM 30, 90, Topodata and Aster) the topographical features were not represented realistically. The terrain attributes derived from the high spatial resolution DEM realistically represented the topographic characteristics of the watershed, including anthropogenic landforms.A determinação dos canais de drenagem e de atributos do terreno é dependente da resolução espacial de Modelos Digitais de Superfície (MDS) e Elevação (MDE) bem como da fonte dos dados altimétricos utilizados. Neste trabalho foi analisada a sensibilidade geomorfométrica da drenagem e superfície do terreno em uma bacia hidrográfica urbana rural à resolução espacial e à fonte de MDS e MDE empregados. Foram utilizados cinco MDS obtidos via sensoriamento remoto orbital (Alos Palsar, Aster GDEM, SRTM 30 e 90, Topodata), sendo dois deles produtos de reamostragem (SRTM 90 e Topodata), com resoluções espaciais de 12,5, 30 e 90 m, e um MDE de 5 m, gerado com dados altimétricos obtidos via sensoriamento remoto aéreo. A rede de fluxo extraída do MDE 5 permitiu o delineamento mais preciso e acurado que a dos MDS para locais onde a área de contribuição era maior. Nas cabeceiras de drenagem houve incongruências para todas as bases topográficas o que é atribuído ao algoritmo de distribuição de fluxo utilizado (D8). Nos MDS de baixa resolução espacial (Alos Palsar, SRTM 30, 90, Topodata e Aster), as características topográficas não foram representadas de forma realista. Os atributos do terreno derivados do MDE de alta resolução espacial representaram de forma realista as características topográficas da bacia hidrográfica, incluindo formas de relevo antropogênicas

DETERMINAÇÃO DAS ÁREAS PROPENSAS À SATURAÇÃO HÍDRICA E IDENTIFICAÇÃO DAS FONTES DE POLUIÇÃO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA DO NOROESTE DO RIO GRANDE DO SUL

O presente trabalho objetivou determinar a distribuição espacial das áreas propensas à saturação hídrica utilizando o índice topográfico de umidade (ITU) e, identificar as fontes de poluição em uma bacia hidrográfica do noroeste do Rio Grande do Sul, no intuito de gerar informações que subsidiem os gestores na tomada de decisão. A partir de um modelo digital de elevação de 20 metros de resolução, em ambiente do sistema de informação geográfica, foi determinado o ITU. Os resultados indicaram uma boa relação entre o ITU e as áreas de maior saturação, que naturalmente encontram-se associadas aos canais de drenagem. Os menores valores foram obtidos nas áreas mais íngremes. As fontes pontuais de poluição localizam-se, na maior parte, em áreas propensas a saturação hídrica, com isso os riscos de transferência de poluentes para cursos d’água aumentam significativamente. As fontes difusas de poluição como lavouras e pastagens onde o dejeto líquido de suíno é aplicado como fertilizante, também apresentam grande potencial de transferência de poluentes para os sistemas aquáticos. Os mapas gerados poderão auxiliar os gestores na definição das áreas prioritárias para a gestão ambiental

UTILIZAÇÃO DO FATOR TOPOGRÁFICO DA RUSLE PARA ANÁLISE DA SUSCEPTIBILIDADE A EROSÃO DO SOLO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA COM PECUÁRIA INTENSIVA DO SUL DO BRASIL

A topografia desempenha papel importante na predição do escoamento superficial, erosão e sedimentação em bacias hidrográficas. Neste trabalho foi determinado o fator topográfico (LS) da RUSLE para a bacia hidrográfica do Arroio Caldeirão com o intuito de espacializar as áreas susceptíveis a perda de solo e gerar informações básicas para orientar e auxiliar o planejamento do uso da terra. A espacialização do LS permitiu a fácil visualização das áreas mais suscetíveis ao desenvolvimento de processos erosivos, os maiores valores ocorrerram nas encostas e em alguns trechos próximos aos canais de drenagem. As áreas menos sensíveis a erosão são encontradas em áreas de relevo plano a suave nos vales e topos de morros. Os valores de LS variaram de 0 a 45,1 com média de 6,19 e desvio padrão de 5,06. O cruzamento do mapa de uso da terra com o do fator topográfico mostrou que 19,9% do total da área da bacia hidrográfica e 39,5% das áreas com lavouras, campo antrópico e pastagem perene, apresentaram grande risco de ocorrência de processos erosivos. A possibilidade de transferência de sedimento e poluentes adsorvidos para os cursos d’água é elevada, devido ao trafego de animais e o uso frequente do efluente suíno como fertilizante orgânico nas lavouras

Susceptibilidade a erosão na bacia hidrográfica do córrego Guariroba, Campo Grande, Mato Grosso do Sul

Water capture for domestic use for the city of Campo Grande consists of superficial springs and aquifers, of which the Guariroba reservoir is the main surface source. This study evaluated the susceptibility to erosion, and land use and cover in the Guariroba Stream watershed, in order to assist environmental management. Topographic attributes extracted from a digital elevation model obtained by photogram-metry were used to evaluate susceptibility to erosion. The normalized difference vegetation index (NDVI), obtained from Sentinel 2B images, was used for land use and land cover analysis. The topo-graphic attributes showed the most susceptible sites for the development of erosive processes, which are found along watercourses, drainage headwaters and convergent concave slopes. Here, the surface water flows have higher energy, consequently, their erosive power is greater, increasing the susceptibility to loss of sediment and adsorbed pollutants. The remaining natural vegetation is found in small fragments along the water course. Eucalyptus plantations encroach pasture areas, forming mosaics in the landscape. The generated maps can be used by administrators for the identification of priority areas for environmental recovery.A captação de água para o abastecimento humano na cidade de Campo Grande é feita em mananciais superficiais e aquíferos, dos quais o reservatório Guariroba é a principal fonte superficial. O objetivo deste estudo foi avaliar a susceptibilidade a erosão e o uso e cobertura da terra na bacia hidrográfica do Córrego do Guariroba, a fim de subsidiar a gestão ambiental. Atributos topográficos extraídos de um modelo digital de elevação obtido por fotogrametria foram utilizados para avaliar a susceptibilidade a erosão. O índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), obtida de imagens Sentinel 2B, foi usado para a análise do uso e cobertura da terra. Os atributos topográficos mostraram os locais mais susceptíveis ao desenvolvimento dos processos erosivos, que, encontram-se ao longo dos cursos d'água, nas cabeceiras de drenagem e em vertentes côncavas convergentes. Nesses locais os fluxos superficiais têm maior energia, consequentemente, o poder erosivo é maior, aumentando a susceptibilidade a perda de sedimento e poluentes adsorvidos. A vegetação natural remanescente encontra-se ao longo dos cursos d’água e em pequenos fragmentos. Plantios de eucalipto avançam em áreas de pastagens formando mosaicos na paisagem. Os mapas gerados podem ser utilizados pelos gestores na identificação das áreas prioritárias para recuperação ambiental

Influência do relevo e do uso da terra na distribuição espacial e vertical de fósforo e carbono do solo em uma bacia hidrográfica do Planalto do Rio Grande do Sul

Orientador : Leonardo José Cordeiro SantosCo-orientador : Danilo Rheinheimer dos SantosTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 13/03/2015Inclui referênciasÁrea de concentração: Espaço, sociedade e ambienteResumo: O papel da geomorfologia e do uso da terra em relação à distribuição espacial de fósforo (P) e carbono (C) no solo é de grande interesse em termos de gestão da paisagem e sequestro de poluentes. Neste trabalho foi analisado o papel do relevo e uso da terra na distribuição espacial e vertical de P e C, dentre outros elementos químicos, na escala de vertente e bacia hidrográfica em área de produção de grãos no planalto do Rio Grande do Sul. As informações sobre o relevo foram geradas utilizando duas bases de dados: carta topográfica (CT) na escala 1:50.000 de 1976 e levantamento altimétrico com um receptor GPS/GNSS Real Time Kinematic (RTK) de 2012. Após a geração dos modelos digitais de elevação (MDEs), foram extraídos os atributos topográficos primários e secundários e a base de dados que melhor representou as feições do terreno foi utilizada na álgebra de mapas para a predição dos locais propensos a perda e a deposição de sedimento. Para o estudo da distribuição de P e C na escala de bacia hidrográfica foram coletadas amostras de solo em 57 pontos de amostragem, em cinco profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60 cm) num total de 285 amostras. Para o estudo na escala de vertente, foram analisados dados de nove pontos de amostragem distribuídos em duas topossequências, uma com área úmida drenada (4 pontos) e a outra não drenada (5 pontos). Os parâmetros físicos e químicos do solo avaliados foram: densidade, pH (H2O), granulometria, fósforo total (PT), orgânico total (POT) e disponível (PD), teores de ferro (Fe) e alumínio (Al) cristalinos e amorfos e carbono orgânico total (COT) na fração < 2 mm. Para a avaliação da qualidade do mapa com as áreas propensas a perda e deposição de sedimento, os dados dos atributos do solo foram separados de acordo com as classes geradas também, foi feita análise de correlação linear entre os atributos do solo com os atributos topográficos. Os dados dos atributos físicos e químicos do solo da bacia hidrográfica foram submetidos à comparação de média pelo teste de Tukey ao nível de 5% de significância. Nas topossequências, os dados obtidos foram submetidos à análise por componentes principais. A utilização de atributos topográficos derivados do MDE-CT mostrou-se inadequada para avaliar áreas propensas a perda e deposição de sedimentos, consequentemente nutrientes, em áreas com relevo suave ondulado, como o do planalto do Rio Grande do Sul. A utilização de atributos topográficos derivados do MDE-RTK discretizou satisfatoriamente às áreas propensas à perda e a deposição de sedimento por álgebra de mapas. A correlação entre os valores dos atributos físicos e químicos do solo avaliados nas 285 amostras com os valores dos atributos topográficos do MDE-RTK apresentaram resultados estatisticamente significativos, mostrando-se bons preditores do teor de C e P. Na bacia hidrográfica, em geral, as concentrações de nutrientes foram maiores nos pontos de amostragem em áreas úmidas e vertentes côncavas convergentes, zonas de deposição e menores na meia encosta, zonas erodíveis e, independente da classe de uso da terra e posição na paisagem, os teores de C e P foram maiores na camada superficial decaindo em profundidade. Nas topossequências, as concentrações de elementos químicos refletiram a posição no relevo e a influência antrópica. Palavras-chave: Atributos topográficos, atributos físicos e químicos do solo, áreas úmidas, escala.Abstract: The role of geomorphology and land use in relation to the spatial distribution of phosphorus (P) and carbon (C) in the soil is of great interest in terms of landscape management and sequestration of pollutants. This work analyzed the role of topography and land use in spatial and vertical distribution of phosphorus and carbon, among other soil chemical properties, at catchment and slopes scale, in an area under integrated crop-livestock system under no-till in the Rio Grande do Sul plateau, southern Brazil. The relief information was generated using two databases: topographic map (TM) scale 1:50.000 generated in 1976, and altimetry survey with a GPS/GNSS receiver Real Time Kinematic (RTK) generated in 2012. After the generation of digital elevation models (DEM), the primary and secondary topographic attributes were extracted. The database that best represented the terrain features was used in the algebra map for predicting the sites prone to loss and deposition of sediment. In order to estimate the distribution of P and C at catchment scale, soil samples were collected at 57 sampling points in five depths (0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60 cm), totaling 285 soil samples. For the present study the slope scale, were analyzed nine sampling points distributed in two toposequences, one in a drained wetland area (4 points), and the other in a non-drained wetland (5 points). The physical and chemical parameters evaluated were soil density, soil pH (H2O), grain size distribution, total phosphorus (TP), total organic P (TOP), available P (AP), Fe and Al crystalline and amorphous, and total organic carbon (TOC), in the fraction <2 mm. To evaluate the quality of the map with areas prone to loss and deposition of sediments, the data of soil attributes were separated according to the generated classes. Moreover, linear correlation analysis was performed for soil attributes and topographic attributes. The data of physical and chemical soil properties were compared by Tukey test at 5% of significance. In the toposequences, data were submitted to principal component analysis. The use of topographic attributes derived from the DEM-TM was inadequate to assess the areas prone to loss and deposition of sediments and nutrients in areas with gently rolling relief, as founded in the Rio Grande do Sul plateau. The topographic attributes derived from DEM-RTK was able to identify satisfactorily the areas prone to loss and deposition of sediment by using map algebra. The correlation between the values of physical and chemical soil properties evaluated in 285 samples with the topographic attributes derived from DEM-RTK showed statistically significant results. These topographic attributes were good predictors for C and P. In the catchment, generally the nutrient concentrations were higher in the deposition zones, as the wetlands and the converging concave parts, and lower in the erodible areas, such as the hillside and, regardless of land use class and position in the landscape, the contents of C and P were higher in the surface layer decreasing in depth. In the toposequences, the concentrations of chemical elements reflected the position in the landscape and the atrophic pressures. Keywords: Topographic attributes, physical and chemical soil attributes, wetlands, scale

USOS ANTRÓPICOS EM ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE: ESTUDO DE CASO EM UM ASSENTAMENTO DE REFORMA AGRÁRIA

Este trabalho objetivou identificar os usos antrópicos em área de preservação permanente em duas pequenas bacias hidrográficas inseridas em um assentamento de reforma agrária. O assentamento Alvorada localiza-se na porção Sul do município de Júlio de Castilhos, região central do Estado do Rio Grande do Sul. Os mapas temáticos de uso da terra foram gerados em ambiente do sistema de informação geográfica utilizando ferramentas do sensoriamento remoto. A delimitação das áreas de preservação permanente foi gerada com base na Legislação Federal vigente. Os mapas com os conflitos de uso da terra foram obtidos pelo cruzamento do mapa contendo a delimitação das áreas de preservação permanente com o de uso da terra. Ambas pequenas bacias hidrográficas apresentaram conflitos de uso em área de preservação permanente sendo 86,39% da área na pequena bacia hidrográfica 1 e 100% na pequena bacia hidrográfica 2

EFEITO DA RESOLUÇÃO DE MODELOS DIGITAIS DE ELEVAÇÃO NA DERIVAÇÃO DO ÍNDICE TOPOGRÁFICO DE UMIDADE: ESTUDO DE CASO NO MUNICÍPIO DE PALMITINHO

A topografia exerce um importante controle sobre os processos hidrol&oacute;gicos. Uma abordagem para quantificar esse controle &eacute; o &Iacute;ndice Topogr&aacute;fico de Umidade (ITU). Este &iacute;ndice &eacute; determinado a partir de Modelos Digitais de Eleva&ccedil;&atilde;o (MDEs) em ambiente do sistema de informa&ccedil;&atilde;o geogr&aacute;fica. Embora o c&aacute;lculo seja relativamente simples, as diferen&ccedil;as de resolu&ccedil;&otilde;es entre os MDEs podem ter impactos significativos sobre o ITU. A proposta deste trabalho foi analisar os efeitos da resolu&ccedil;&atilde;o de MDEs no c&aacute;lculo do ITU para o munic&iacute;pio de Palmitinho, a fim de selecionar a melhor resolu&ccedil;&atilde;o de MDE capaz de separar as &aacute;reas com potencial de satura&ccedil;&atilde;o h&iacute;drica e gera&ccedil;&atilde;o de escoamento superficial. O ITU foi calculado com base nos atributos do terreno declividade e &aacute;rea de contribui&ccedil;&atilde;o espec&iacute;fica a partir de tr&ecirc;s MDEs de diferentes resolu&ccedil;&otilde;es (20m, 30m e 90m). Os resultados foram comparados em termos de diferen&ccedil;as quantitativas e de distribui&ccedil;&atilde;o espacial. A compara&ccedil;&atilde;o entre os &iacute;ndices revelou que conforme a resolu&ccedil;&atilde;o dos MDEs diminuem os intervalos do ITU tamb&eacute;m diminuem. Isso tem como consequ&ecirc;ncia subestimar &aacute;reas &uacute;midas e superestimar as &aacute;reas secas. O MDE de resolu&ccedil;&atilde;o mais fina apresentou com mais detalhe as &aacute;reas com potencial de gera&ccedil;&atilde;o de escoamento superficial