Autores
Gomes, F.V. (UFPB) ; Souza, J.O.P. (UFPB)
Resumo
Atualmente muitas pesquisas são desenvolvidas na busca de um acompanhamento mais próximo dos problemas nas regiões semiáridas do nordeste brasileiro. As políticas dos recursos hídricos procuram resolver adversidades da indisponibilidade de água nessas regiões. O que é pouco estudado é a questão dos aquíferos onde os mesmos acabam sendo afetados pelo manejo antrópico inadequado, degradando a área onde estão inseridos. No ambiente semiárido rural, o uso está diretamente relacionado ao relevo. Sendo assim para a identificação de uso e cobertura da região foram aplicadas morfometrias de hipsometria, declividade e curvas de nível e cálculos de NDVI que serviram para auxiliar os estudos onde se situa o relevo e uma melhor visualização da vegetação da região. No geral o que se objetiva nesse trabalho é destacar a relação entre o uso e o relevo do local estudado, dando ênfase em como os compartimentos do relevo influenciam os tipos de uso do solo na região da bacia do rio Jucurutu – PB.
Palavras chaves
aquífero; relevo; sensoriamento remoto
Introdução
A indisponibilidade de água nas regiões semiáridas nos meses mais secos do ano é um dos obstáculos que as políticas dos recursos hídricos tentam resolver ano após ano. Uma das opções mais utilizadas para o abastecimento das populações rurais é a utilização de reservatórios de pequenos barramentos. Nessas regiões de clima mais seco o planejamento dos reservatórios se baseia apenas na quantidade de água que é recebida pela drenagem que o solo executa. Porém a problemática existente na bacia do rio Jucurutu em São João do Tigre, que situa no cariri do estado da Paraíba, é o manejo inadequado da terra nas áreas de aquífero, onde a degradação antrópica pode gerar um encontro negativo na superfície do solo, ocasionando uma série de processos erosivos como, por exemplo, erosão de encostas e aprofundamento de canais, com isso se faz importante o planejamento do uso e cobertura do solo. O que é pouco estudado/trabalhado pela política de recursos hídricos é a questão dos aquíferos aluvias. A recarga de aquíferos aluviais é comumente definida como a introdução natural ou artificial de água para as camadas subsuperficiais dos canais fluviais com leito detrítico, aumentando a quantidade de água armazenada disponível (ALBUQUERQUE; MONTENEGRO; MONTENEGRO e FONTES JR., 2015). Nessa ótica a identificação do uso do solo e a interação dos elementos ambientais que formam a paisagem da bacia do rio Jucurutu representa uma importante parcela do estudo dessas regiões, pois as ações antrópicas, em forma de ocupação ou de qualquer outra atividade, modificam e degradam as áreas da bacia, incluindo as áreas de aquífero aluvial (SOUZA, 2014). Desse modo, para a compreensão mais específica de áreas aluvias é necessário preparar um minucioso estudo sobre caracterização da bacia identificando atividades antrópicas de uso e degradação da área determinada. Alterações no uso e ocupação configuram trocas de energia entre os elementos da bacia influenciando assim processos erosivos que consequentemente promoverão alterações na dinâmica fluvial. Sendo assim, é possível entender as alterações que ocorrem no comportamento natural da bacia que faz com que modifique seu sistema ambiental físico, começando desde e sua forma inicial inalterada, passando pelos procedimentos de ações antrópicas, até chegar sua forma atual. O entendimento do que aconteceu antes trará uma noção mais completa do que pode vir a acontecer no futuro da bacia (CUNHA e QUEIROZ, 2012). No caso de um ambiente semiárido rural, com baixo aporte tecnológico, as possibilidades de uso estão diretamente relacionadas aos compartimentos geomorfológicos e suas restrições e potencialidades naturais. A obtenção de informações detalhadas e precisas sobre o espaço geográfico é uma condição necessária para as atividades de planejamento e tomada de decisões (ARAÚJO FILHO, MENEZES e SANO, 2007), nesse caso a análise dos compartimentos geomorfológicos. É nesse segmento que esse estudo se baseia, já que a criação de mapas geomorfológicos sobre a região servirá como base para entender a dinâmica de uso e cobertura da terra, e em como essas alterações impactam as áreas de aquíferos aluviais. A questão para a criação desses mapas e ponto de discussão entre especialistas no assunto, é que se deve fazer um mapa com uma simplificação explicita para que não só especialistas na área de geomorfologia o entendam, mas também especialistas de qualquer outra área (CUNHA e QUEIROZ, 2012), possam usufruir das determinadas informações contidas no mesmo. Diante desse exposto o que se objetiva nesse trabalho é destacar a relação entre o uso e o relevo da bacia do rio Jucurutu-PB, dando ênfase em como os compartimentos do relevo que influenciam os tipos de uso do solo na região, incluindo os tipos e níveis de degradação ambiental.
Material e métodos
A área de estudo é a bacia do rio Jucurutu que está localizada no município de São João do Tigre, que por sua vez, está situado na Mesorregião da Borborema com coordenadas geográficas de latitude: 8° 4' 52'' Sul e longitude: 36° 50' 56'' Oeste, em um ambiente de caatinga e solos rasos predominantes no cariri do estado da Paraíba, Brasil. Para ser feita a identificação dos compartimentos de relevo da região em modelo MDE (Modelo Digital de Elevação) foram obtidas informações de hipsometria, declividade e curvas de nível. Os dados foram extraídos através de imagens do radar SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), folhas SB-24-Z- D e SC-24-X-B baixadas do site da EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária): <http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/pb/pb.htm>. As mesma tem o sistema de coordenadas geográficas datum WGS-84, resolução espacial de 90 metros e uma escala regional de 1:250.000. As representações dos resultados foram gerados em ambiente SIG (Sistema de Informações Geográficas) e o software utilizado para executar os procedimentos operacionais foi o ArcGis Desktop 9.3. Manteve-se a resolução espacial e a escala e alterou-se as coordenadas de WGS-84 para SIRGAS 2000 no modo de coordenadas geográficas disponível no ArcGis. Como a região acobertada pelo estudo abrange duas imagens do radar SRTM, se fez necessário a criação de um mosaico em um arquivo raster, para isso utilizou-se a ferramenta mosaic, encontrada no menu data management toolbox no arc tool box do ArcGis. Em seguida utilizando um arquivo em formato shape, com a delimitação da bacia do rio Jucurutu, foi possível extrair/recortar a área delimitada dentro das imagens do radar SRTM (já feito o mosaico), possibilitando assim um melhor contexto visual da área estudada. Para ser feita extração/recorte da imagem foi utilizada a ferramenta extract by mask que se encontra no menu extraction, spatial analyst tools no arc tool box. Desta forma se podem confeccionar os mapas de hipsometria, declividade e curvas de nível que serviram para auxiliar os estudos na definição da organização em que o relevo se encontra e especificar os compartimentos encontrados (MAGALHÃES e RODRIGUES, 2010). Também foi analisada a cobertura da vegetação da região através de técnicas de sensoriamento remoto que é aplicada para a fotointerpretação de imagens de satélite, onde os elementos de uma determinada área são diferenciados pela sua reflectância espectral. Para este trabalhado ser executado se utilizou imagens do satélite Landsat-8, sensor OLI, datadas de 30/11/2015 com resolução espacial de 30x30 metros, órbita 215 e ponto 66. Para se fazer o cálculo do NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) foram utilizadas as bandas espectrais 4 e 5 do Landsat-8, na qual as mesmas representam o vermelho e o infra vermelho próximo, onde a diferença entre as bandas gera um indicador da quantidade de vegetação entre valores de -1 e 1, em que frequentemente água e nuvens são representados por valores negativos áreas de vegetação mais densa, ficam próximos dos valores positivos (SANTIAGO, SILVA, GALVINCIO e OLIVEIRA, 2009). O cálculo do NDVI é feito através da ferramenta raster caculator, que se encontra no menu flutuante spatial analyst, onde o NDVI será igual a subtração das bandas espectrais infra vermelho próximo e vermelho (banda 5 – banda 4), dividido pela soma do infra vermelho próximo com o vermelho (banda 5 + banda 4). Posteriormente foi criado um mapa de com os índices de vegetação por diferença normalizada e adaptada um rampa de cores onde foi possível ter uma melhor visualização da vegetação da região. Os determinados cálculos e procedimentos operacionais também foram executados no software ArcGis 9.3.
Resultado e discussão
Em um primeiro momento foi gerado um mapa hipsométrico para a caracterização
altimétrica da área de estudo. A partir da modelagem digital do terreno foi
possível representar a topografia local da bacia do rio Jucurutu (figura
01). O mapa permitiu caracterizar a topografia de uma forma em que as
unidades referentes à altitude da área ficaram com uma fácil representação
visual. Com isso foi elaborada uma legenda de frequências altimétricas,
separadas em classes, classificadas com intervalo definido de 100 em 100
metros, onde é possível distinguir as particularidades das altitudes da
bacia.
Percebe-se que a parte sul da bacia obtêm as partes mais elevadas do relevo
local, onde seus aclives são mais acentuados tendo uma probabilidade de
escoamento maior em épocas de precipitação. Enquanto na parte norte
encontram-se os níveis mais baixos em relação ao relevo e com menos aclives
ou sem aclives, tornando a área mais susceptível infiltração, uma vez que
em relevos menos acentuados essa atividade costuma ser maior.
A figura 01 exibe o mapa hipsométrico da bacia do rio Jucurutu, onde o menor
valor altimétrico encontrado está no nível 506 metros e o maior é de 1.172
metros, gerando uma amplitude de 666 metros de diferença do ponto mais baixo
ao ponto mais alto da bacia. No mapa em si, encontram-se 7 classes
hipsométricas: <506 – 500m; 600,1 – 700m; 700,1 – 800m; 800,1 – 900m; 900,1
– 1.000m; 1.000,1 – 1.100m; 1.100,1 – 1.172m>, onde é possível visualizar as
altitudes características da bacia.
Em um segundo momento foi feito o mapa de declividade, que é uma maneira de
representar o relevo indicando sua inclinação através de suas
vertentes. A partir dessas informações será possível avaliar a inclinação
das vertentes na área, com isso é possível obter referências para indicar os
usos mais adequados como, por exemplo, de uso agrícola, ocupação urbana,
manejos de terra e etc (PINHEIRO, SILVA E REIS, 2014). Sendo assim foi
elaborado o mapa para ilustrar a declividade da área estudada que é exibido
abaixo na figura 02.
Como pode ser vista, a declividade do local vai desde um relevo plano, onde
o mesmo é representado pelo algoritmo inicial 0 a 3%, até uma área
denominada de relevo escarpado panteada acima de 75%. As classes de
declividade foram elaboradas baseadas na classificação proposta pela EMBRAPA
(1999), ficando com o seguinte formato de classificação: de 0 a 3% relevo
plano, áreas sem aclives; de 3 a 8% suave ondulado, áreas com declives
suaves; de 8 a 20% ondulado, áreas de relevo superficialmente inclinadas; de
20 a 45% forte-ondulado, áreas consideravelmente inclinadas; de 45 a 75%
Montanhoso, áreas copiosamente inclinadas e acima de 75% escarpado, áreas
totalmente inclinadas.
Os mapas feitos a partir do NDVI (Índice de Vegetação por Diferença
Normalizada) representaram uma melhor visualização dos padrões de cobertura
e apresentaram uma análise detalhada da vegetação da região da bacia do rio
Jucurutu. Os índices de vegetação conseguem evidenciar os pixels da imagem
do satélite através da diferenciação espectral dos objetos que estão
expostos no solo terrestre. No caso do NDVI ele realça a vegetação que está
com maior visibilidade na área estudada. Os valores obtidos neste tipo de
estudo, estão extremamente ligados a períodos precipitação, pois é nessa
época que vegetação costuma aflorar. Porém para pesquisas com imagens de
satélite (como foi feita neste estudo), as imagens que apresentaram melhores
resultados, são aquelas captadas em períodos de estiagem, pois as mesmas
possuem uma porcentagem de cobertura de nuvens muito baixa ou, simplesmente,
não existe evidência de nuvens. Os valores dos pixels que apresentam mais
similaridade são conceituados em classes de cores, onde as mais homogêneas
são identificadas. Na classificação apresentada na figura 03, cada cor foi
rotulada e associada ao pixel correspondente. Os resultados dessa
classificação podem variar, dependendo da vários aspectos como sombras,
ângulos de elevações de relevo ou até mesmo a hora que imagem foi captada,
por conta da projeção solar do momento ou data. Por depender da iluminação
solar, áreas com relevo mais acidentado terão maior probabilidade de ter
sombras, consequentemente sendo oposta a incidência solar (ALVARENGA e
MORAES, 2014).
A figura 03 abaixo representa o que foi citado acima. Por a imagem ser de
período de estiagem, pode ser percebida a forte incidência de solo exposto
na maior parte da região da bacia, restando apenas uma pequena porção em seu
quadrante de vegetação. Na classe de solo exposto se enquadra, além de áreas
de vegetação degradada, também as áreas de uso agrícola, visto que, como já
colocado, a imagem analisada é do período de estiagem, e desse modo as áreas
agrícolas não estão sendo cultivadas no momento, aparecendo como solo
exposto.
Após as formulas algébricas serem aplicadas foram geradas 5 classes, de
acordo com classificações padrões para classificar cada uma das classes. A
classificação do NDVI apresentou os seguintes resultados: os índices de que
vão de -0,09 a 0 são apresentados como água; de 0 a 0,15 são apresentados
como Solo Exposto e vegetação Esparsa; de 0,15 a 0,19 são apresentados como
Caatinga Arbustiva Aberta; de 0,19 a 0,26 são apresentados como Caatinga
Arbustiva Fechada e de 0,26 a 0,49 são apresentados como Caatinga Arbórea
arbustiva (RIBEIRO, FRANCISCO, NETO E ARAGÃO, 2014). A classificação padrão
ainda abrange outros índices como transição de vegetação arbórea arbustiva
para vegetação arbórea, mas no caso especifico da bacia do rio Jucurutu,
esses índices não foram necessários, como podemos observar na tabela abaixo
(Figura 04).
A cobertura de água na região da bacia é de 0,03 km², correspondendo a 0,01%
da área total da bacia. O Solo Exposto e a vegetação Esparsa contêm 383,34
km² que condiz a 67,85% da área total da bacia. A Caatinga Arbustiva Aberta
tem 161,65 km² que concerne 28,61% da área total da bacia. A Caatinga
Arbustiva Fechada tem 17,97 km² que abrange 3,18% da área total da bacia e a
Caatinga Arbórea arbustiva tem 1,95 km² que coincide com 0,35% da área total
da bacia.
Após a devida apresentação dos dados gerados a partir do software especifico
utilizado para este trabalho, se pode correlacionar resultados com os tipos
de uso, de uma forma que, este processo permite um melhor entendimento
quando suas áreas são comparadas.
Em áreas onde os relevos contém predominantemente uma superfície mais plana,
que possuem uma declividade de 0% a 8%, são áreas que compreendem uma
probabilidade maior de serem exploradas em virtude de seu acesso ser
altamente facilitado e devido suas ondulações suaves. O que pode ser visto
com a predominância da classe de solo exposto e vegetação esparsa/degradada,
lembrando que essa classe também engloba as áreas de uso agrícola. Áreas com
declividade que vão de 8% a 75%, onde o relevo obedece a um padrão
diversificado em seu trajeto verticalizado que, de acordo com sua elevação,
vai variando entre ondulado, forte-ondulado e montanhoso, apesar de ter um
clima mais úmido, vegetação caatinga arbustiva aberta e fechada, o que
proporciona uma maior infiltração de água, possui uma declividade muito
acentuada para procedimentos agrícolas e difícil acesso, no qual este tipo
de relevo torna mais difícil as atividades antrópicas, ficando assim pouco
utilizado pela população. E nas áreas acima de 75%, possuem uma vegetação de
caatinga arbórea arbustiva e de fato é o relevo acidentado que dificulta a
utilização dessas áreas, o que consequentemente leva a uma maior preservação
da vegetação desses locais, que em conjunto com uma temperatura mais amena
mesmo em meses mais escassos devido a sua altitude, levam a presença de
vegetações mais densas. Porém as áreas de topo onde o relevo é plano são
regiões onde há uma grande acumulação de água e frequente infiltração,
criando assim as áreas de aquíferos.
Figura 02 – Mapa de Declividade da Bacia do rio Jucurutu
Figura 01 – Mapa hipsométrico da Bacia do rio Jucurutu
Figura 03 – Mapa de NDVI da Bacia do rio Jucurutu
Figura 04 – Tabela de classificação de classes da cobertura vegetal
Considerações Finais
O trabalho aqui desenvolvido transpareceu a importância das tecnologias nos estudos de cunho ambiental. A obtenção de dados e interpretação dos mesmos gerou uma série resultados que ajudaram na melhor compreensão da área da Bacia do rio Jucurutu em relação ao seu relevo e como ele direciona os tipos de uso, onde a representação cartográfica da região proporcionou um fácil entendimento visual do local. Outro ponto de total relevância foi a questão de como relevo tem forte controle sobre as classes de cobertura vegetal da bacia. Pôde-se observar que em áreas onde o relevo é plano com baixa declividade, no qual o acesso é facilitado, existe maior incidência de uso antrópico acarretando em uma degradação mais constante dessa área, enquanto que em áreas com declividades mais acentuadas e com difícil acesso, há uma presença maior de preservação da cobertura vegetal. A disponibilização de tais resultados propiciará uma série de informações de alto conhecimento técnico para a população dessa região, no qual o desenvolvimento da atividade feita de forma correta anexada ao manejo adequado da terra auxiliará na preservação das áreas de aquíferos, que são de suma importância nos períodos mais secos nas regiões semiáridas.
Agradecimentos
Agradeço ao CNPq por proporcionar a realização desta pesquisa. Agradeço ao orientador Prof. Dr. Jonas Otaviano Praça de Souza junto ao grupo GEAFS (Grupo de Estudos de Ambientes Físicos Semiáridos) pelo apoio e contribuição que tornaram possível a realização deste trabalho.
Referências
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