ESTUDO DOS PROCESSOS EROSIVOS NO MUNICÍPIO DE UNISTALDA - RS

Autores

Knierin, I.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Trentin, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Robaina, L.E.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Santos, V.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA)

Resumo

Este trabalho possui como objetivo, o mapeamento dos processos erosivos lineares e relacioná-los a diferentes atributos morfométricos do relevo no município de Unistalda - RS - Brasil. Os procedimentos metodológicos basearam-se no levantamento bibliográfico seguido da elaboração e análise de mapas temáticos desenvolvidos no ArcGIS® 10.1, utilizando imagens de satélite e de RADAR SRTM. Dessa forma, foi possível identificar as áreas afetadas por processos erosivos, como também, relacionar as mesmas aos diferentes parâmetros morfométricos do relevo, identificando como mais recorrentes, classes hipsométricas de altitudes inferiores a 250 m, em especial a classe de 150-200 m, declividades em geral superiores a 5%, com a classe 5-15%, perfis de curvatura côncavos e planos de curvatura convergentes. Frente a isso, observou-se satisfatório mapeamento das áreas afetadas por processos erosivos através de técnicas de Geoprocessamento, integradas ao SIG e com imagens de satélite e de RADAR SRTM.

Palavras chaves

Erosão dos solos; Morfometria; Relevo

Introdução

A degradação dos solos afeta extensas áreas tanto nos meios rurais como urbanos em diferentes regiões do Globo e por isso seu estudo trata-se de um importante ramo para a Geografia, o qual segundo Cerri et al. (1997), deve corresponder ao processo geológico que mais afeta extensas áreas no território brasileiro, ratificando-se no grande número de profissionais dedicados ao estudo desta temática, como geólogos, geógrafos, agrônomos e pedólogos. Através da utilização de imagens de satélite de alta resolução, torna-se possível monitorar e mapear os processos erosivos, permitindo análises mais precisas, bem como facilitado os trabalhos de levantamento (SANTOS & FARIA, 2011). Desse modo, a identificação e compreensão dos fatores desencadeantes dos processos erosivos têm sido facilitadas pelos avanços das geotecnologias, a medida em que permitem fazer avaliações temporais e pontuais, frente ao estado de degradação dos solos (CASTRO et al. 2010). Integrado a esse tema, no segmento Centro-Ocidental a Oeste do Rio Grande Sul, observa-se o desenvolvido projetos e pesquisas associados às fragilidades e vulnerabilidades ambientais que a área apresenta. Na região são identificadas feições superficiais marcadas pela ocorrência de processos erosivos, associados as suas características físicas naturais e as diferentes formas de uso e ocupação da terra, desencadeando sérios problemas ambientais. Estudos atribuídos a este tema são retratados com as contribuições de Souto (1985), Suertegaray (1987), Ab’Saber (1995), Verdum (1997), Suertegaray (1998), Suertegaray et al. (2001), De Nardin (2009), Trentin (2011), Suertegaray et al. (2012) entre outros, os quais buscam investigar, em diversas formas de abordagem, a questão da erosão dos solos na região, assim como, o fenômeno da arenização. Frente a isso, este trabalho busca contribuir com o tema, apresentando como objetivo o mapeamento dos processos erosivos lineares e relacioná-los a diferentes atributos morfométricos do relevo no município de Unistalda - RS. A área de estudo localiza-se na faixa Centro-Ocidental do Rio Grande do Sul, entre as coordenadas geográficas 54°59'18.05" a 55°19'17.18" de Longitude Oeste e 28°56'6.99" a 29°12'51.77" de Latitude Sul (Figura 1).

Material e métodos

O desenvolvimento deste trabalho foi realizado com base na revisão da literatura acerca da temática apresentada, com posterior mapeamento dos processos erosivos e dos atributos morfométricos do relevo para o município de Unistalda - RS. A partir disso, buscou-se identificar as relações dos processos erosivos com os componentes do relevo através do cruzamento dessas informações na área de estudo. Para o mapeamento dos processos erosivos foram utilizadas imagens de satélite disponíveis no serviço Basemap - World Imagery do ArcGIS® 10.1 e no software Google Earth Pro, sendo este último para análise comparativa das imagens. Dessa forma, foi realizado no ArcGIS® 10.1 o mapeamento dos processos erosivos lineares na área de estudo no ano de 2015, através da vetorização manual, na forma de linhas, dos processos superficiais recorrentes na área de estudo. Em momento seguinte a elaboração do mapeamento, foram realizados trabalhos de campo, nos dias 29 e 30 de outubro de 2015, para a validação do mesmo e análise in loco dos processos erosivos. Já para o estudo do relevo, foram elaborados e analisados mapas de hipsometria, declividade, perfil de curvatura e plano de curvatura das vertentes da área de estudo. Para a elaboração do mapa hipsométrico, foi utilizado como Modelo Digital de Elevação a imagem de RADAR SRTM, com resolução espacial de 90 m, a qual passou pelo processo de retificação através da ferramenta Fill disponível no módulo Spatial Analyst do ArcGIS® 10.1. A partir disso, foram definidas seis classes hipsométricas, através do método de Quebras Naturais, conforme apresenta Ferreira (2014), em que os limites das classes são identificados através das rupturas naturais existentes na série de dados originais. Com base nisso, foram definidas as classes de altitude: < 150 m, 150-200 m, 200-250 m, 250-300 m, 300-350 m e > 350 m. De posse da base topográfica retificada, foi realizada sua classificação de acordo com as classes altimétricas estipuladas e o arquivo foi transformado para o modelo vetorial através da ferramenta Raster to polygon do ArcGIS® 10.1. Para análise das declividades, foram adotadas quatro classes de declividade definidas em: < 2%, 2-5% 5-15% e > 15%, as quais associam-se ao desenvolvimento de processos superficiais e aos tipos de uso e ocupação da terra, conforme apresenta o Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT, 1981). O mapa de declividade foi elaborado com a ferramenta Slope, do módulo Spatial Analyst do ArcGIS® 10.1, tendo como base topográfica a imagem de RADAR SRTM com resolução espacial de 90 m retificada. A partir disso, o produto resultante deste processo foi transformado para o modelo vetorial com a ferramenta Raster to polygon do ArcGIS® 10.1. Os mapas de curvatura das vertentes para o perfil e o plano de curvatura foram elaborados a partir da ferramenta Curvature, do módulo Spatial Analyst disponível no ArcGIS® 10.1 e tiveram como dado primário o MDE oriundo a imagem de RADAR SRTM, com resolução espacial de 90 m retificada. No perfil de curvatura foi realizado a análise do histograma de frequência e definidos valores negativos (< 0,00) para vertentes convexas e valores positivos (> 0,00) para vertentes côncavas. Já no plano de curvatura, definiu-se as vertentes convergentes com valores negativos (< 0,00) e vertentes divergentes com valores positivos (> 0,00). Ao final destes procedimentos, os arquivos foram convertidos para o modelo vetorial, através da ferramenta Raster to polygon do ArcGIS® 10.1. Após isso, executou-se o cruzamento dos layers dos processos erosivos lineares com as variáveis morfométricas do relevo (hipsometria, declividade, plano e perfil de curvatura das vertentes) através da ferramenta Intersect, do módulo Analysis, do ArcGIS® 10.1. Com base no produto final deste processo, foi realizado a quantificação dos componentes do relevo nas áreas afetadas por processos erosivos no município de Unistalda - RS.

Resultado e discussão

No município de Unistalda - RS, são identificados processos erosivos do tipo linear na forma de sulcos, ravinas e voçorocas, os quais localizam-se a Oeste, Sudoeste e Sul do município, em uma extensa área rural, drenada por afluentes do Rio Itu com hierarquia fluvial de até 3º ordem e pelo Arroio Itu-Mirim (Figura 2). Estes processos configuram um problema na área de estudo, que é a perda de áreas agricultáveis e pastagens, como também o transporte dos sedimentos arenosos para as drenagens quando os mesmos são conectados à rede de drenagem ocasionando, em função disso, o assoreamento dos cursos d’água. Embora os processos sejam naturais, na qual configuram uma busca de equilíbrio da paisagem, as diferentes formas de uso e ocupação da terra, em áreas naturalmente suscetíveis aos mesmos, como litologias freáveis e solos arenosos, podem contribuir com a ocorrência e/ou intensificação dos mesmos. Atribuído as características morfométricas do relevo do município de Unistalda - RS, foram elaborados e analisados mapas de hipsometria, declividade, perfil de curvatura e plano de curvatura das vertentes. As altitudes distribuem-se em seis classes, de acordo com a Figura 3 - A. A classe de altitudes inferiores a 150 m, cobre 6,21% da área de estudo, apresentando menor área, como também onde são identificadas as menores altitudes. A classe de altitudes com 150-200 m, cobre 20,09% da área de estudo. A classe de altitudes de 200-250 m, cobre maior área no município, representando 25,48% de sua área total e marca o início de uma faixa de transição entre os compartimentos geomorfológicos do Planalto das Missões e da Depressão do Ibicuí (ROBAINA et al., 2010). A classe de altitudes de 250-300 m cobre 22,40% da área de estudo, associada a linhas de escarpas do rebordo. A classe de altitudes de 300-350 m cobre 16,79% da área do município, configurando uma faixa de interflúvio, com cabeceiras de drenagem distribuindo-se de Oeste a Leste da área de estudo. Por fim, a classe de altitudes superiores a 350 m, cobre 9,03% do município, configurando-se nas áreas de maiores altitudes. As declividades, por sua vez, apresentam-se distribuídas em quatro classes, de acordo com a Figura 3 - B, as quais associam-se na identificação dos limites e potencialidades na área de estudo, vinculando-se aos processos de dinâmica superficial recorrentes na mesma como de deposição e erosão. As declividades inferiores a 2%, cobrem 11,67% da área do município, as quais caracterizam-se por serem áreas planas como planícies e/ou topos de morros e morrotes, quando associadas a rede de drenagem, são predominantes os processos de deposição sedimentar. A classe de declividades de 2-5% cobrem 25,11% da área de estudo e correspondem às áreas de vertentes levemente onduladas, assoadas a relevo de colinas. A classe de declividades distribuídas entre os 5-15%, cobrem 52,58%, sendo a classe de maior área no município, associada a um relevo de colinas onduladas, com declividades limítrofes para o uso de maquinário agrícola. Por fim, a classe de declividades superiores a 15%, cobre 10,64% do município, sendo a classe de menor área a qual associa-se a formas de relevo fortemente ondulado com vertentes íngremes e escarpadas de morros e morrotes. As curvaturas das vertentes respondem como condicionantes aos fluxos nas encostas, as quais determinam a orientação, como também a intensidade do escoamento e infiltração dos fluxos nas vertentes. Desse modo, apresentam importante relação na compreensão dos processos erosivos. Para os perfis de curvatura no município de Unistalda - RS identificou-se que as vertentes convexas (Figura 4 - A) cobrem 50,02% da área de estudo, enquanto as vertentes côncavas, representam 49,98% da mesma. A primeira associa-se do topo até o segmento médio das vertentes e a segunda marca seu segmento médio até a sua base. Já para o plano de curvatura (Figura 4 - B) as vertentes divergentes cobrem 48,50% da área de estudo, enquanto as vertentes convergentes cobrem 51,50%. A primeira caracteriza-se pelos processos de dispersão dos fluxos nas vertentes, enquanto a segunda onde predominam os processos de concentração dos fluxos. A partir da integração dos parâmetros morfométricos do relevo com os professos erosivos identificou-se a relação que os mesmos apresentam na área de estudo. Para a hipsometria (Figura 2 - Gráfico Hipsometria X Processos Erosivos), constatou-se que as áreas afetadas por processos erosivos se localizam predominantemente em altitudes inferiores aos 250 m, nas classes < 150 m, 150-200 m e 200-250 m. Porém, sendo esta segunda classe (150-200 m) onde há o maior número de processos erosivos, representando 78,72%. As altitudes < 150 m apresentam 3,39%, as altitudes entre 200-250 m 17,82% e apenas 0,07% na classe de altitudes entre 250-300 m, ou seja, superior aos 250 m. Nas declividades das vertentes (Figura 2 - Gráfico Declividade X Processos Erosivos), identificou-se que os processos erosivos ocorrem de maneira mais significativa em declividades superiores a 5%, estabelecidas na classe 5-15% em 67,36%, como também, na classe > 15% em 12,71%. Isso ocorre em decorrência desse limite estabelecer um ponto crítico em que condicionam processos de erosão a prevalecer sobre os de deposição nas vertentes e dessa forma associando-se as áreas mais afetadas por processos erosivos no município de Unistalda - RS. Entretanto, observa-se que em alguns pontos ocorrem processos associados as classes com declividades inferiores a 2% (4,47%) e entre 2-5% (15,46%), mas referindo-se aos mesmos processos das classes superiores a 5%, porém em segmentos inferiores das vertentes. Nos perfis de curvatura (Figura 2 - Gráfico Perfil de Curvatura X Processos Erosivos) identificou-se a predominância dos processos erosivos em perfis côncavos, com 68,65%, o que se associa as maiores energias dos fluxos do segmento médio em direção a base das vertentes, configurando dessa forma a maior recorrência dos processos. Por sua vez, os perfis convexos representam 31,35%, relacionados em áreas de avanço dos processos erosivos, localizadas no terço superior das vertentes. Nos planos de curvatura (Figura 2 - Gráfico Plano de Curvatura X Processos Erosivos) identificou-se a predominância dos processos erosivos associados aos planos convergentes em 66,74%. Isso ocorre, em razão destes representarem os pontos onde há a máxima concentração dos fluxos nas vertentes e, por conseguinte, condicionando na maior ação erosiva pela água especialmente. As curvaturas divergentes, entretanto, apresentam-se em 33,26%, embora não sejam áreas muito propícias para ocorrência dos processos erosivos, acabam associando-se aos mesmos, em decorrência, da integração das mesmas com outros parâmetros do relevo que podem prevalecer como, por exemplo, as declividades. Atribuído a essa análise foi possível identificar que há forte relação das áreas afetadas por processos erosivos no município de Unistalda - RS com as características do seu meio físico e neste caso, em especial, com os componentes do relevo que se apresentam como um fator condicionante a erosão dos solos. Entretanto, deve-se mencionar que embora essas características apresentem relação com os processos de erosão, os mesmos também são condicionados aos demais aspectos da área de estudo como, por exemplo, substrato litológico, solos, tipos de uso da terra, cobertura dos solos, o clima e entre outros. Isso se corrobora na medida em que nem todas as áreas com as características do relevo identificadas sofrem com processos erosivos, mas sim, apenas nos sistemas de drenagem delimitados pelo Arroio Itu-Mirim e em afluentes de até 3º ordem do Rio Itu, a Oeste, Sudoeste e Sul área de estudo, que também conjugam outros fatores condicionantes aos processos de erosão dos solos.

Mapa de localização com a rede de drenagem e principais vias de acesso ao município de Unistalda - RS.


Mapa dos processos erosivos e representação gráfica com os componentes do relevo no município de Unistalda - RS. Fonte: Arquivo pessoal (2015).


Mapas Hipsométrico (A) e de Declividade (B) do município de Unistalda - RS. Fonte: Arquivo pessoal (2015).


Mapas de Perfil de Curvatura (A) e de Plano de Curvatura (B) das vertentes do município de Unistalda - RS. Fonte: Arquivo pessoal (2015).

Considerações Finais

Neste trabalho foi realizado o mapeamento dos processos erosivos e do relevo através atributos morfométricos para o município de Unistalda - RS, permitindo com a integração dessas informações, identificar quais características do relevo são mais recorrentes em áreas afetadas pela erosão dos solos na área de estudo. Atribuído a isso, identificou-se como mais recorrentes, as classes hipsométricas de altitudes inferiores a 250 m, em especial a classe de 150-200 m, declividades em geral superiores a 5%, com a classe 5-15%, perfis de curvatura côncavos e planos de curvatura convergentes. Através da utilização de técnicas de Geoprocessamento, integradas ao SIG e com imagens de satélite e de RADAR SRTM, foi possível o mapeamento das áreas afetadas por processos erosivos, como também, do relevo, com resultados satisfatórios e que corroboraram com as informações validadas durante os trabalhos de campo. Frente a isso, este trabalho visou contribuir com a temática a partir da indicação de áreas mais suscetíveis aos processos de erosão com base nas características morfométricas do relevo. Por fim, servindo como informação primária para estudos mais avançados na área de estudo, seja com a temática dos processos erosivos, assim como, para mapeamentos geomorfológicos e/ou zoneamentos geoambientais.

Agradecimentos

Agradecimento a Capes pela concessão das bolsas de estudo do primeiro e do último autor.

Referências

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