Análise dos processos erosivos e deposicionais utilizando o modelo SIMWE (Simulated of Water Erosion)

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.11606/eISSN.2236-2878.rdg.2021.185794

Palabras clave:

Modelagem de Erosão Hídrica, Geoprocessamento, GRASS

Resumen

Nos últimos anos houve um avanço no uso de modelos matemáticos para avaliação da dinâmica espaço-temporal dos processos erosivos. Entre estes, destaca-se o SIMWE (Simulated of Water Erosion), que é um modelo dinâmico, de base física, projetado para ambiente temperado, capaz de simular a erosão, o transporte e a deposição por fluxo superficial, podendo ser aplicado em situações complexas do terreno, solo e uso. Neste sentido, este trabalho teve como objetivos centrais avaliar a aplicação do modelo SIMWE para ambiente tropical a partir da análise dos processos erosivos e deposicionais na bacia do Alto Espraiado - São Pedro (SP) e, assim, analisar a influência dos parâmetros utilizados na geração de cenários de erosão/deposição. Foram simulados seis cenários considerando distintos valores de intensidades pluviométricas; taxa de excesso de precipitação, taxa de infiltração, permeabilidade, tensão de cisalhamento, coeficiente de Manning. O produto final do Balanço da Erosão e de Deposição aponta que grande parte da área foi classificada como áreas deposicionais (valores negativos) e erosivas (valores positivos), sobretudo em margens das drenagens e curvaturas côncavas, justamente onde estão situadas as feições erosivas mapeadas e também onde foram registrados os maiores valores dos fluxos de sedimentos e hidrológicos superficiais. Tais resultados demonstraram a viabilidade e a sensibilidade da aplicação do SIMWE em ambiente tropical como uma ferramenta importante para diagnóstico e prognóstico em relação à questão do uso e ocupação do solo. 

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Biografía del autor/a

  • Evandro Daniel, Universidade de São Paulo

    Bacharel e Licenciado em Geografia pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" UNESP (Campus de Rio Claro/SP) em 2009. Mestre em Geografia Física, pela Universidade de São Paulo (USP) em 2012, a qual realizou o curso como bolsista CNPq. Doutorando (Ingressante em Julho de 2017) do Programa de Pós Graduação em Geografia Física, pela Universidade de São Paulo e Pesquisador na área de Geografia Física, com ênfase em Geomorfologia para o estudo da gênese e distribuição de processos erosivos. Desde 2008 leciona Geografia em escolas públicas e particulares, com atuação no ensino fundamental, médio e técnico.

  • Bianca Carvalho Vieira , Universidade de São Paulo

    Professora Doutora do Departamento de Geografia da Universidade de São Paulo desde 2005. Foi Pesquisadora do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo onde atuou no mapeamento de áreas de riscos a inundação e deslizamentos. Foi Professora do Departamento de Geografia da UNESP- Campus Ourinhos entre 2003 e 2004. Possui Bacharelado e Licenciatura em Geografia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. Mestrado e Doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Geografia da UFRJ e Pós-Doutorado na University of Washington, EUA, sob a supervisão do Dr. David Montgomery. Foi vice-coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Geografia Física da USP entre 2016 e 2019 e atualmente é coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Geografia Física da USP (mandato até Julho de 2021) Foi membro do Comitê Executivo da International Association of Geomorphologists (IAG) entre 2009 e 2013 e desde 2015 é coordenadora do Geomorphological Hazards Working Group. Também foi da Diretoria da União da Geomorfologia Brasileira entre 2004 e 2012. Recebeu em 2009 o primeiro prêmio Jean Tricart do Grupo Francês de Geomorfologia e da International Association of Geomorphologists 

  • Tiago Damas Martins , Universidade Federal de São Paulo

    Professor Adjunto da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Doutor em Geografia (UFPR-2016), com estágio (sanduíche) no Department of Earth and Space Sciences (ESS), na University of Washington (Seattle). Graduação em Geografia (UEPG/2001), Especialização em Análise Ambiental pela (UEL/2004) e Mestrado em Geografia (UFPR/2008); Experiência em Geomorfologia, Geomorfometria, Movimentos de Massa e Cartografia de Risco.

Referencias

AB’SABER, A.N. Regiões de circundesnudação pós-cretácea, no planalto brasileiro. Boletim de Geografia. São Paulo, n.1. p. 03 – 21, 1949.

ALMEIDA FILHO, G.S.; COSTA, S.B.; HELLMEISTER JUNIOR, Z.; CORSI, A.C. Situação da erosão hídrica linear no Estado de São Paulo, BR. In: ABGE, CONGRESSO DA SOCIEDADE DE ANÁLISE DE RISCO LATINO-AMERICANA, 3, São Paulo, Anais, 7 p, 2016.

AMORIM, R.S. Avaliação dos Modelos de Predição da Erosão Hídrica USLE, RUSLE e WEPP para condições edafoclimáticas brasileiras. Tese. Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, 2004.

AVANZI, J.C.; SILVA, M.L.N; CURI, N.; MELLO, C.R.; FONSECA, S. Calibração e aplicação do modelo MUSLE em uma microbacia hidrográfica nos Tabuleiros Costeiros brasileiros. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.12, n.6, p.563-569, 2008.

BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. 8ª edição. São Paulo: Ícone, 2012, 335 p.

CAPELLA, C.P.; VIEIRA, B.C.; DANIEL, E. Análise do papel da chuva na formação dos processos erosivos lineares em São Pedro (SP). 13º Simpósio Nacional de Geomorfologia, Juiz de Fora, 2021.

CARVALHO, F.H. Uso do modelo SWAT na estimativa da vazão e da produção de sedimentos em bacia agrícola do Cerrado brasileiro. Dissertação. Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Universidade de Brasília, 2014.

CARVALHO, J.P.D.S. Modelação de ravinas pelo SIMWE e validação com recurso a MDE de elevação resolução: Região Demarcada do Douro, Quinta do Bonfim. Dissertação. Faculdade de Letras, Universidade do Porto, Portugal, 2019.

CIIAGRO. Centro Integrado de Informações Agrometeorológicas. Balanço Hídrico Semanal do Município de São Pedro (SP). Período de 08/07/2002 a 31/10/2019. Disponível em: http://www.ciiagro.sp.gov.br/ciiagroonline/Listagens/BH/LBalancoHidricoLocal.asp. Acesso em 14 de Janeiro de 2021.

CONTI, J. B. Condições Climáticas da Região de Águas de São Pedro (SP). Caderno de Ciências Da Terra, Instituto de Geografia, Universidade de São Paulo, n.11, 15p, 1971.

DANIEL, E.; VIEIRA, B.C. A evolução das feições erosivas na bacia do córrego Espraiado, São Pedro (SP). Boletim Goiano de Geografia (online), v.35, n.2. p.339-359, 2015. https://doi.org/10.5216/bgg.v35i2.37435

DANIEL, E.; VIEIRA, B.C.; MARTINS, T.D. Implicações do uso do solo na ocorrência de feições erosivas em São Pedro (SP). Derbyana, 42: e751, 2021. https://doi.org/10.14295/derb.v42.751.

EMBRAPA, Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias. Sistema brasileiro de classificação de solos. 2 ed. Rio de Janeiro, 412p,1999.

FERNANDES, E.N. Sistema inteligente de apoio ao processo de avaliação de impactos ambientais de atividade agropecuárias. Viçosa, MG: UFV, 1997. 122p. Tese (Doutorado em Ciência Florestal), Universidade Federal de Viçosa, 1997.

FERNANDES, J. Modelação de Processos Erosivos no Alto Douro Vinhateiro: o caso de estudo da Quinta de S. Luiz. Dissertação. Faculdade de Letras, Universidade do Porto, Portugal, 2014.

FERNANDES, I.; BATEIRA, C.; SOARES, L.; OLIVEIRA, A.; FARIA, A.; HERMENEGILDO, C.; TEIXEIRA, M.; MOURA, R.; GONÇALVES, J. Aplicação Do Modelo SIMWE na definição de áreas suscetíveis à erosão linear: Estudo de caso na região demarcada do Douro (RDD). VII Congresso Nacional de Geomorfologia, 2015.

FERNANDES, J., BATEIRA, C., SOARES, L., FARIA, A., OLIVEIRA, A., HERMENEGILDO, C., MOURA, R., GONÇALVES, J. SIMWE model application on susceptibility analysis to bank gully erosion in Alto Douro Wine Region agricultural terraces. Catena, n.153, p.39-49, 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2017.01.034

FERREIRA, M.D. Análise da evolução dos processos erosivos acelerados em áreas urbanas e das técnicas de controle e recuperação, córrego do Tucum, São Pedro (SP). Dissertação. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 191p, 2004.

FLANAGAN, D. C.; NEARING, M. A. USDA - Water Erosion Prediction Project: Hillslope Profile and Watershed Model Documentation. NSERL Report Nº 10, National Soil Erosion Research Laboratory, West Lafayette, Indiana, USA, 1995.

FLANAGAN, D.C.; GILLEY, J.E.; FRANTI, T. G. WATER EROSION PREDICTION PROJECT (WEPP): Development history, model capabilities, and future enhancements. American Society of Agricultural and Biological Engineers. Mississippi, EUA, v.50(5), p.1603-1612, 2007.

FURQUIM, S. A.C. Interações entre modelo e solo no transecto do Espraiado - São Pedro/SP. Dissertação de Mestrado. Departamento de Geografia. Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 146p, 2002. https://doi.org/10.11606/D.8.2002. tde-01082005-105035

GOMES, D.M. Mapeamento Geotécnico para análise das feições erosivas concentradas na bacia do ribeirão do Meio, São Pedro (SP), na escala 1:20.000. Dissertação. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 268p, 2002.

GRASS, Geographic Resources Analysis Support System. Software, Version 7.2. Open-Source Geospatial Foundation, 2017.

HAO, H.X., WANG, J.G., GUO, Z.L., HUA, L. Water erosion processes and dynamic changes of sediment size distribution under the combined effects of rainfall and overland flow. Catena 173, 494 - 504, 2019. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.10.029

HENGL, T. Finding the right pixel size. Computers and Geosciences. n.32, p.1283-1298, 2006. http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2005.11.008

HOFIERKA, J.; KNUTOVÁ, M. Simulating spatial aspects of a flash flood using the Monte Carlo method and GRASS GIS: a case study of the MaláSvinka Basin (Slovakia). Open Geosci, v.7, p.118–125, 2015. http://dx.doi.org/10.1515/geo-2015-0013

HUTCHINSON, M.F. Calculation of hydrologically sound digital elevation models. Paper presented at Third International Symposium on Spatial Data Handling at Sydney, Australia, 1988.

KAWAKUBO, F.S.; OLIVEIRA, D.; MORATO, R.G. Contribuição da análise de superfície de tendência para caracterização morfológica de uma topossequencia situada na região de São Pedro (SP).Geografia. Rio Claro, v.31, n.3, p.571-585, 2006.

KIRKBY, M. J.; CHORLEY, R. J. Throughflow, Overland Flow and Erosion. Bulletin of the International Association of Scientific Hydrology, 12, 5–21, 1967.

KOCO, S. Simulation of gully erosion using the SIMWE model and GIS. Landform Analysis, v.17, p. 81–86, 2011.

LEITE, A.P.P. Aplicação de Metodologias para o cálculo de erosão (USLE E WEPP) em uma sub-bacia hidrográfica do rio Cobres. Dissertação. Faculdade de Engenharia, Departamento de Engenharia Civil e Arquitetura, Universidade da Beira Interior, Covilhã, 2009.

MA, X.; ZHAO, C.; ZHU, J. Aggravated risk of soil erosion with global warming - A global meta-analysis. Catena, v.200, 105129, 2021. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.105129

MARK, D. M. "Network Models in Geomorphology." Modelling Geomorphological Systems, ed. M. G. Anderson. New York: John Wiley. 73 - 97, 1988.

MATHIAS, D. T. Implicações Geomorfológicas das Alterações do Escoamento Superficial pela Urbanização: Análise dos Processos Erosivos na bacia hidrográfica do córrego Tucunzinho (São Pedro-SP). Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v.18 n.4, p.101‐113, 2013. Disponível em: <http://hdl.handle.net/11449/135257.

MINGOTI, R. Efeitos da espacialização da cobertura florestal e da profundidade dos solos na produção de água de uma bacia hidrográfica. Tese. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 171p. 2012.

MITASOVA, H., W. M. BROWN, D. M. JOHNSTON, B. SAGHARLAN, L. MITAS, AND M. ASTLEY. GIS tools for erosion/deposition modeling and multidimensional visualization. In Interpolation, rainfall-runoff, visualization. Part IV: Processed based erosion simulation for spatially complex conditions and its applications to installations, report for U.S. Army Construction Engineering Research Laboratory, p.1-33, University of Ilinois at Urbana Champaing, 1997.

MITAS, L.; MITASOVA, H. Distributed soil erosion simulation for effective erosion prevention. Water resources research, v. 34, n. 3, p. 505-516, 1998. https://doi.org/10.1029/97WR03347

MITASOVA H., BARTON M., ULLAH I., HOFIERKA J., HARMON, R.S. “GIS Based Soil Erosion Modeling”, In Treatise on Geomorphology, Edited by John F. Shroder, 3, San Diego: Academic Press, p.228-258, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-374739-6.00052-X

NEARING, M.A.; JETTEN, V.; BAFFAUT, C.; CERDAN, O.; COUTURIER, A.; HERNANDES, M.; LE BISSONNAIS, M.H.; NICHOLS, J.P.; NUNES, C.S.; RENSCHLER, C.S.; SOUCHERE, V.; VAN OOST, K. Modeling response of soil erosion and runoff to changes in precipitation and cover. Catena, n.61, p. 131-154, 2005. https://doi.org/10.1016/j.catena.2005.03.007

NETELER, M.; MITASOVA, H. Open Source Gisa Grass Gis Approach. Third Edition. The International Series in Engineering and Computer Science: v. 773, 406p, Springer, New York, 2008. https://doi.org/10.1080/13658816.2010.512275

PEREIRA, J.S. Avaliação das perdas de solos por erosão laminar na área de influencia da UHE Amador Aguiar I. Dissertação. Programa de Pós Graduação em Geografia, Instituto de Geografia, Universidade de Uberlândia, p.167, 2014.

PINTO, C. S. B. Modelagem das respostas hidrológicas as mudanças de uso e cobertura da terra na bacia do Barro Branco/São José de Ubá (RJ). Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2014.

RENARD, K. G., FOSTER, G. R., WEESIES, G. A., McCOOL, D. K., YODER, D. C. Predicting soil erosion by water: A guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). U.S. Department of Agriculture, Agriculture Handbook no. 703, 404 pp, 1997.

RODRIGUES, J.E. Estudos dos fenômenos erosivos acelerados, boçorocas. Tese. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 162p, 1982.

SANCHEZ, M. C. Os municípios de São Pedro e Charqueada: aspectos de sua geografia agrária. Tese. Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras, Rio Claro, 135 p, 1969.

SANCHEZ, M. C.. Contribuição ao conhecimento das bases naturais dos municípios de São Pedro e Charqueada (SP). Notícia Geomorfológica, v.11, 21-22, 1971.

SANTANA, N.M.P.; CASTRO, S.S.; STONE, L.F.; SILVA, S. C. Chuvas, erosividade, erodibilidade, uso do solo e suas relações com focos erosivos lineares na alta bacia do rio Araguaia. Sociedade & Natureza, 19(2), 103-121, 2007. https://doi.org/10.1590/s1982- 45132007000200007

SANTORO, J. Fenômenos erosivos acelerados na região de São Pedro (SP): estudo da fenomenologia, com ênfase geotécnica. Dissertação. (Mestrado em Geociências e Análise Ambiental), Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 140 p, 1991.

SANTORO, J.; FULFARO, V.J. Estudos Geotécnicos em Boçoroca na Cidade de São Pedro, São Paulo (SP). Revista Instituto Geológico, São Paulo, 17(1/2), p.55-62, 1996. http://dx.doi.org/10.5935/0100-929X.19960003

SANTOS, G.G.; NORI, P.G.; OLIVEIRA, L.F.C. Chuvas intensas relacionadas a erosão hídrica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, n.2, p. 115-123, 2010.

SILVA, A.M. Aplicações de técnicas de geoprocessamento no estudo das relações entre os processos erosivos e sedimentológicos de bacia hidrográfica. Tese. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 269p, 1999.

TARBOTON, D.G., BRAS, R.L.; RODRIGUES-ITURBE, I. On the Extraction of Channel Networks from Digital Elevation Data. Hydrological Processes, Chichester,v.5, n.1, p. 81-100, 1991.

TERRA FOTO, S.A. Governo do Estado de São Paulo, Secretaria de Economia e Planejamento, Plano Cartográfico do Estado de São Paulo. Carta Topográfica, Escala 1:10.000, São Pedro I (SF-23-Y-A-IV-1-NO-B), 1979.

WARREN, S.T. Digital Terrain Modeling and Distributed Soil Erosion Simulation/Measurement for Minimizing Environmental Impacts of Military Training. US Army Corps of Engineers Construction Engineering Research Laboratories, 1998.

WILLIAMS, J. R. Sediment routing for agricultural watersheds. In: Water Resources Bulletin. Proceedings of the AWRA, Minneápolis, 11 v., nº 5, Oct. 1975. p. 965-974, 1975.

WILLIAMS, J. R. Sediment-yield prediction with Universal Equation using runoff energy factor. In: Present and prospective technology for predicting sediment yield and sources. Oxford: USDA. ARS-S-40, p.244-252, 1975.

WISCHMEIER, W. H. & SMITH, D. D. Predicting rainfall-erosion losses from cropland east of the Rocky Mountains-guide for selection of practices for soil and water conservation. Washington, D.C.: USDA (Agriculture Handbook, 282), 1965.

WISCHMEIER, W. H.; SMITH, D. D. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. Washington, DC: USDA, (Agriculture handbook, 537), 1978.

YAMANOUTH, G.R.B. Avaliação dos processos erosivos e das técnicas de controle e reabilitação - bacia do córrego do Espraiado - São Pedro (SP). Dissertação. (Mestrado em Geotecnia). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 177 p, 2003. https://doi.org/10.11606/D.18.2016.tde-11042016-161906

Publicado

2021-12-08

Número

Sección

Artigos

Cómo citar

Daniel, E. ., Vieira , B. C. ., & Martins , T. D. . (2021). Análise dos processos erosivos e deposicionais utilizando o modelo SIMWE (Simulated of Water Erosion). Revista Do Departamento De Geografia, 41(1), e185794 . https://doi.org/10.11606/eISSN.2236-2878.rdg.2021.185794

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