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EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os períodos de 1930/60 e 1960/90)
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EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os períodos de 1930/60 e 1960/90)

  1. 1. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final       INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) Fernando José Pereira Gil (G2002178) 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  2. 2. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) FERNANDO JOSÉ PEREIRA GIL (G2002178) Lisboa, 1 de Setembro de 2003 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 1
  3. 3. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) ÍNDICE DO TEXTO 1. DESCRIÇÃO SUMÁRIA DO OBJECTIVO DO MODELO..................................................................3 2. CARACTERISTICAS DA INFORMAÇÃO A UTILIZAR.....................................................................6 2.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 6 2.2 ENTIDADES ESPACIAIS E REPRESENTAÇÃO................................................................................................7 2.3 MODELO DE DADOS................................................................................................................................ 7 2.4 ATRIBUTOS DAS CAMADAS...................................................................................................................... 8 3. OPERAÇÕES DE ANÁLISE ESPACIAL REALIZADAS....................................................................10 3.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................................................ 10 4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS.............................................................................18 4.1 EROSÃO NO PERIODO 1930-60.............................................................................................................. 18 4.2 EROSÃO NO PERIODO 1960-90.............................................................................................................. 20 4.3 BALANÇO DA EROSÃO ENTRE OS PERIODOS DE 1930-60 E 1960-90.........................................................22 5. BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................................23 6. FACTORES DE CÁLCULO DA EUPS......................................................................................................3 6.1 FACTOR DE EROSIVIDADE DA CHUVADA (R)........................................................................................... 3 6.2 FACTOR DE ERODIBILIDADE DO SOLO (K)...............................................................................................4 6.3 FACTOR TOPOGRÁFICO (LS)................................................................................................................... 4 6.4 FACTOR DE COBERTURA DO SOLO E OPERAÇÕES CULTURAIS ( C )..........................................................7 6.5 FACTOR DE PRÁTICAS DE CONSERVAÇÃO (P)..........................................................................................8 7. FIGURAS.......................................................................................................................................................1 7.1 FIGURA 1............................................................................................................................................... 1 7.2 FIGURA 2............................................................................................................................................... 2 7.3 FIGURA 3............................................................................................................................................... 3 7.4 FIGURA 4............................................................................................................................................... 4 7.5 FIGURA 5............................................................................................................................................... 5 7.6 FIGURA 6............................................................................................................................................... 6 7.7 FIGURA 7............................................................................................................................................... 7 7.8 FIGURA 8............................................................................................................................................... 8 7.9 FIGURA 9............................................................................................................................................... 9 7.10 FIGURA 10.......................................................................................................................................... 10 7.11 FIGURA 11.......................................................................................................................................... 11 7.12 FIGURA 12.......................................................................................................................................... 12 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  4. 4. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.13 FIGURA 13.......................................................................................................................................... 13 7.14 FIGURA 14.......................................................................................................................................... 14 7.15 FIGURA 15.......................................................................................................................................... 15 7.16 FIGURA 16.......................................................................................................................................... 16 7.17 FIGURA 17.......................................................................................................................................... 17 ANEXO 1 - FIGURAS 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  5. 5. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) 1. DESCRIÇÃO SUMÁRIA DO OBJECTIVO DO MODELO Com o presente trabalho pretende-se cálcular a variação da erosão hídrica na Bacia Hidrográfica do Rio Séqua (fig. 1) entre os periodos de 1931-1960 e 1961-1990, utilizando as ferramentas disponibilizadas pelo ArcGIS 8.2, tendo como base a Equação Universal de Perda do Solo (EUPS) de Wischmeier. De uma forma sintética, pode-se dizer que, erosão é o processo de desprendimento e arrastamento acelerado das partículas de solo causado pela água e pelo vento. A erosão do solo constitui, sem dúvida, a principal causa da perda do seu potencial produtivo. O escoamento superficial, resultante da água da chuva que não se infiltra ou não fica retida à superfície, transporta partículas de solo em suspensão, elementos nutritivos em solução e agro-químicos. Este transporte de partículas de solo verifica-se, também, pela acção do vento. O uso de modelos para prever as perdas de solo por erosão hídrica tem-se tornado uma prática importante com o objectivo de se adoptarem as melhores medidas concretas de conservação do solo. Existem vários tipos de modelos de previsão da erosão hídrica, que podem ser agrupados em empíricos, fisicamente baseados ou conceptuais e estocásticos. O modelo que vai servir de base para a estimativa da erosão na bacia hidrográfica do Rio Séqua é a Equação Universal de Perda do Solo (EUPS) de Wischmeier (SCS, 1978) por ser o que é possível aplicar com as escalas de trabalho e os dados disponíveis. É um modelo empírico do tipo “caixa cinzenta” onde as variáveis consideradas mais importantes são relacionadas através de técnicas estatísticas, nomeadamente análises de regressão e correlação (Morgan, 1986). A EUPS foi desenvolvida no National Runoff And Soil Loss Data Center em cooperação com a Purdue University. É uma equação formulada empiricamente a partir de cerca de 10.000 medições realizadas nas mais variadas condições de solos e chuvas. A estimativa da perda de solo num dado local baseia-se no produto de seis variáveis. Quatro delas determinam-se tendo como referência um talhão padrão com comprimento de 22.1 m, declive 9% e que é mantido continuamente nu, por mobilizações realizadas no sentido do maior declive. De forma geral, a EUPS representa-se por: A= R× K × L× S × C× P 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  6. 6. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo em que: • A - Perda de solo referida à unidade de área, expressa no mesmo sistema de unidades do factor K, respeitante ao período de tempo a que se refere R [t(ha ano)-1]; • R - Factor de erosividade da precipitação, que representa a capacidade que a precipitação tem para destacar e transportar as partículas de solo [MJ mm (ha h ano)-1]; • K - Factor de erodibilidade do solo, ou susceptibilidade do solo para a erosão, correspondendo à taxa de perda de solo que ocorreria num talhão de referência com 22.1 m de comprimento e 9% de declive sem coberto [t ha h (ha MJ mm) -1]; • L - Factor comprimento de encosta, expresso pela relação entre a perda de solo ocorrida com o comprimento da encosta considerado e a que ocorreria com um comprimento de 22.1 m, mantendo constantes as restantes condições. É adimensional; • S - Factor de inclinação da encosta, relação entre a perda de solo com um declive qualquer e a que ocorreria com um declive de 9%, mantendo constantes as restantes condições. É adimensional; • C - Factor de cobertura e práticas culturais, definido pela relação entre a perda de solo ocorrida num determinado sistema cultural e aquela que ocorreria num solo mantido nú através de mobilizações. É adimensional (variando de 0 a 1); • P - Factor de práticas de conservação, definido pela relação entre a perda de solo que ocorre para as práticas conservativas de maneio do solo, que são realizadas, tais como mobilizações segundo as curvas de nível, culturas em faixas ou terraceamento e aquela que ocorreria se o solo fosse mobilizado segundo a linha de maior declive do terreno. É adimensional (variando de 0 a 1). A EUPS tem sido o modelo empírico mais divulgado e utilizado para o cálculo da erosão hídrica. Esta equação está a ser alvo de um processo de análise e revisão, com o objectivo de melhorar os métodos de previsão da erosão e seu controlo, baseado na investigação contínua dos princípios e processos da erosão/sedimentação hídrica. A calibração da EUPS para as condições existentes e a avaliação da sua aplicabilidade prática, intervindo a nível dos vários parâmetros, tem sido objecto de diversos trabalhos de investigação, em Portugal. De uma forma genérica, o conjunto de passos necessários ao desenvolvimento de um modelo, são quatro: 1. o primeiro passo é a concepção do modelo, ou seja, o desenho do diagrama causal (identificado por variáveis, e relações caracterizadas com um sentido positivo ou negativo). 2. o segundo passo é o desenvolvimento do modelo. Nesta fase temos de identificar ou derivar as operações ou funções que vão operacionalizar o modelo. Estas relações podem ser muito simples (operações algébricas: soma, subtracção, multiplicação ou divisão) ou, as relações podem ser mais complexas, e usualmente recorre-se ao conhecimento do estado da arte, podemos também ter de derivar as funções que traduzem as relações entre variáveis a partir de análise estatística. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  7. 7. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3. a fase/passo seguinte corresponderá à implementação do modelo. No caso em análise, dever-se-à acomodar a dimensão espacial das variáveis, e portanto o desenvolvimento do modelo deverá considerar o SIG, mas segundo a seguinte metodologia desenvolvendo-se o modelo dentro do SIG, com a aplicação de uma série de operações de álgebra de mapas. 4. Por último, importa perceber se os resultados que o modelo fornece são verdadeiros ou não, ou seja, se traduzem a realidade ou o sistema em que estamos interessados. Temos que testar o modelo. O processo mais óbvio consiste em testar os resultados do modelo com dados medidos directamente. É importante que os dados usados para a validação do modelo sejam diferentes dos usados na sua formulação. Quanto mais perto estiverem estes dois conjuntos de dados mais correcto é o modelo. Finalizando, e de uma forma resumida, os passos para a concepção e desenvolvimento do modelo são: 1. decidir que tipo de modelo é o mais apropriado: no presente caso o da EUPS; 2. identificar uma estrutura de modelo apropriada: que corresponde à da EUPS ; 3. estimar os parâmetros do modelo (variáveis de estado e constantes, etc) e as características do modelo; 4. correr o modelo: recorrendo à algebra de mapas; e 5. validar o modelo: esta fase não foi desenvolvida no âmbito do presente trabalho. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  8. 8. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 2. CARACTERISTICAS DA INFORMAÇÃO A UTILIZAR 2.1 Introdução Os objectivos, tal como foram enunciados são proceder ao cálculo da erosão hidrica na bacia do Rio Séqua recorrendo à EUPS, nos periodos de 1930-1960 e 1960-1990. Para cumprir os objectivos, terá que se recolher informação acerca de cada uma das suas seis variáveis, e no caso particular do factor R relativamente aos dois periodos a analisar. Os elementos de base relativos ao factor de erodibilidade do solo (K), terão como referência a Carta de Solos de Portugal (à escala 1/25.000), em formato digital (formato vectorial CAD-DWG). Após o seu processamento, proceder-se-á à correspondência entre cada unidade pedológica e o factor K respectivo. Os dados vectoriais de base para o cálculo do factor de erosividade da chuvada (R), provirão das Isolinhas de Precipitação média anual, à escala 1/500.000, em formato digital (Atlas do Ambiente), e da distribuição espacial da precipitação total (IGP/SNIG), ficheiro no formato ASCII (matriz com dimensão de 1 km por 1 km). Os elementos relativos ao factor topográfico – comprimento e inclinação da encosta (LS), têm por base o modelo digital de terreno à escala 1/25.000 do IGeoE (grelha com 8 m de pixel), da bacia hidrográfica do Rio Séqua. Os dados vectoriais de base para o cálculo do factor de cobertura do solo e operações culturais (C), provirão da Carta de Coberto do Solo (CORINE-Land Cover), à escala 1/100.000, em formato digital (E00 ESRI). Quanto ao factor de práticas de conservação (P), na falta de informação relativa à bacia hidrográfica em estudo, e uma vez que esta variável assume valores entre 0 e 1, optou-se por considerar o valor correspondente à situação mais gravosa em termos de erosão, ou seja o valor 1. Foram compilados e consultados os metadados de cada uma das camadas de informação para se obter nomeadamente informação acerca do seu sistema de referência. Na posse desta informação, e sempre que necessário, houve que proceder à conversão de todos os elementos para um mesmo sistema de referência, no presente caso o sistema militar português - sistema Hayford- Gauss/Datum Lisboa, recorrendo ao ArcToolbox. Resumindo, os elementos de base são então os seguintes: a) Limites da Bacia Hidrográfica do Rio Séqua, à escala 1/25.000 (fig. 1); b) Rede Hidrográfica em formato digital, à escala 1/25.000 (fig. 1); c) Carta de Solos de Portugal, à escala 1/25.000, do Serviço de Reconhecimento e de Ordenamento Agrário (SROA) em formato digital (fig.2); d) Isolinhas de precipitação média anual (1931-1960), à escala 1/500.000, em formato digital (fig. 3); e) Distribuição espacial da precipitação total anual (1959/60-1990/91), ficheiro no formato ASCII com resolução de 1x1 km, em formato digital (fig. 4); f) Carta de Coberto do Solo (CORINE-Land Cover), à escala 1/100.000, em formato digital (fig. 5); 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  9. 9. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo g) Modelo digital do terreno do IGeoE à escala 1/25.000, no formato Intergraph GRID com pixel de 8 metro (fig. 6); h) Carta de declives gerada a partir do modelo digital do terreno (DTM) referido anteriormente (fig. 7). 2.2 Entidades espaciais e representação As entidades espaciais utilizadas e a respectiva representação de base são as seguintes: 1. Rede Hidrográfica: linhas; 2. Limites da Bacia Hidrográfica: poligono; 3. Carta de Solos: poligonos; 4. Isolinhas de precipitação média anual: poligonos; 5. Distribuição espacial da precipitação total anual: ficheiro ASCII (matriz com 1 km por 1 km); 6. Carta de Coberto do Solo: poligonos; 7. Modelo digital do terreno: grelha (pixel 8 m); 8. Carta de declives: grelha (pixel 8 m); 9. Tabelas: o valor de erodibilidade (K) por unidade pedológica; o factor topográfico (LS) por classe de declive; e o factor de cobertura do solo e operações culturais (C) por tipo de ocupação do solo. 2.3 Modelo de dados O modelo de dados a utilizar será o modelo raster, o que implicou a conversão dos dados de base que, na sua esmagadora maioria, se encontram no formato vectorial. Utilizou-se como máscara de análise a bacia hidrográfica do Rio Séqua (shapefile - poligono), quer ao nivel da conversão dos dados, quer na extracção dos mesmos do conjunto de dados de base. Desta forma, foram convertidos para o formato ESRI GRID, recorrendo ao Spatial Analyst, as seguintes camadas de informação: 1. Carta de Erodibilidade (factor K): grelha com pixel de 5 m (fig. 8); 2. Carta de erosividade da chuvada (factor R) no periodo 1930-60: grelha com pixel de 100 m (fig. 9); 3. Carta de erosividade da chuvada (factor R) no periodo 1960-90: grelha com pixel de 100 m (fig. 10); 4. Carta de Cobertura do Solo e Operações Culturais (factor C): grelha com pixel de 20 m (fig.11); 5. Factor topográfico (factor SL): grelha com pixel de 8 m (fig.12). Para a definição do tamanho dos pixeis das quatro primeiras camadas utilizou-se o valor correspondente à menor distância do terreno que pode ser medida sobre cada uma das cartas, ou seja, o produto de 0.2 mm pelo módulo da escala. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  10. 10. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 2.4 Atributos das camadas 2.4.1 Limites da Bacia Hidrográfica do Rio Séqua Feature Class: LimBacSequa • OBJECTID (ID do Objecto); • Shape (geometria); • Descricao (string 50): nome da bacia hidrográfica; • Shape_Length (double): comprimento em metro; • Shape_Area (double): área do poligono (m2). 2.4.2 Rede Hidrográfica Feature Class: RedeHidrografica • OBJECTID (ID do Objecto); • Shape (geometria); • Ordem (ordem da linha de água: Primária/Secundária) • Descricao (string 50): nome da linha de água; • Shape_Length (double): comprimento da linha de água em metro. 2.4.3 Carta de Solos de Portugal Feature Class: SoloSeq • OBJECTID (ID do Objecto); • Shape (geometria); • Descricao (string 50): nome da unidade pedológica; • Shape_Length (double): comprimento em metro; • Shape_Area (double): área do poligono (m2). 2.4.4 Isolinhas de precipitação média anual (1931-1960) Feature Class: IsolSeq • OBJECTID (ID do Objecto); • Shape (geometria); 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  11. 11. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo • Isolinha (string 50): valor da precipitação média anual no periodo 1931-1960 (mm); • Shape_Length (double): comprimento em metro; • Shape_Area (double): área do poligono (m2). 2.4.5 Distribuição Espacial da Precipitação Total Anual - Continente (1959/60 - 1990/91) Grid: pptot6090 – Floating Point com pixel de 100 m. 2.4.6 Carta de Coberto do Solo (CORINE-Land Cover) Feature Class: IsolSeq • OBJECTID (ID do Objecto); • Shape (geometria); • COR_COD (string 4): código da unidade Corine; • COR_TEX (string 50): nome da unidade Corine; • Shape_Length (double): comprimento em metro; • Shape_Area (double): área do poligono (m2). 2.4.7 Modelo digital do terreno do IGeoE ESRI Grid: bachidsequa • OBJECTID (ID do Objecto); • Value (long): altitude em metro; • Count (double): número de pixeis com um determinado valor de altitude. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  12. 12. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3. OPERAÇÕES DE ANÁLISE ESPACIAL REALIZADAS 3.1 Introdução Nos capítulos seguintes, passa-se a apresentar as operações realizadas para obter as camadas de input para o cálculo da erosão nos periodos já referidos. O software utilizado foi, na esmagadora maioria das operações, o ArcGIS 8.2 (ArcMap, ArcCatalog, Arctoolbox) conjuntamente com a sua extensão Spatial Analyst. A notação utilizada, nos fluxogramas apresentados seguidamente é: os losangos correspondem a operações enquanto que os rectângulos correspondem a variáveis. 3.1.1 Delimitação da Bacia Hidrográfica do Rio Séqua A delimitação da Bacia hidrográfica do Séqua foi efectuada em ambiente ArcGIS 8.2, sobre as cartas militares nº 590, 598, 599, 607 e 608, à escala 1/25.000, de acordo com o seguinte fluxograma: N e w P e r s o n a l L im B a c S e q N e w F e a tu r e G e o d a ta b a s e D ig it a liz a ç ã o ( B a c ia H id r o g r á f i c a C la s s ( p o lig o n o ) ( S e q u a .m d b ) d o S é q u a ) 3.1.2 Delimitação da Rede Hidrográfica A delimitação da Rede Hidrográfica pertencente à bacia hidrográfica do rio Séqua foi efectuada em ambiente ArcGIS 8.2, sobre as cartas militares referidas anteriormente, de acordo com o seguinte fluxograma: S e q u a .m d b R e d e H id r o g r á f ic a N e w F e a tu r e D ig i t a liz a ç ã o S é q u a C la s s ( l in h a ) ( R e d e H id r o g r a f ic a ) Para além da delimitação da rede hidrográfica, procedeu-se à classificação das linhas de água, bem como à sua identificação, de acordo com a designação das cartas militares. 3.1.3 Carta de Solos da Bacia do Rio Séqua A carta de solos da bacia hidrográfica do rio Séqua foi obtida por importação e processamento dos elementos relativos à Carta de Solos de Portugal, respeitantes às cartas militares referidas anteriormente, em ambiente ArcGIS 8.2, de acordo com o seguinte fluxograma: 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  13. 13. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo A r c V i e w Im p o r t C o b e r tu r a C o v e r a g e to F e a t u r e C la s s S o lo s 5 9 0 . E 0 0 f r o m In t e r c h a n g e C S o lo s 5 8 9 G e o d a ta b a s e S o lo s 5 9 0 F ile F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s S o lo s 5 9 0 S o lo s 5 9 8 S o lo s 5 9 9 S o lo s 6 0 7 S o lo s 6 0 8 U n io n U n io n U n io n U n io n F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s S o lo s 1 2 3 4 S o lo s 1 2 S o lo s 1 2 3 F e a t u r e C la s s S o lo s 1 2 3 4 5 F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s D is s o lv e C lip S o lo s 1 2 3 4 5 S o lo s d is S o lo S e q F e a t u r e C la s s L im B a c S e q F e a t u r e C la s s S o lo S e q F e a t u r e C la s s F e a tu r e s to G r id J o in S o lo S e q R a s te r F a c to r K T a b e la F a c to r K 3.1.4 Factor de erodibilidade (K) Após se ter obtido a carta de solos da bacia hidrográfica do rio Séqua, cruzou-se a informação relativa às suas unidades pedológicas e o respectivo valor de erodibilidade (K), obtendo-se como resultado final a camada correspondente ao factor K (grelha com 5 metro de pixel). F e a t u r e C la s s S o lo S e q F e a t u r e C la s s F e a tu r e s to G r id J o in S o lo S e q R a s te r G rd F a c K T a b e la F a c to r K 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  14. 14. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3.1.5 Isolinhas de precipitação média anual (1931-1960) da Bacia do Rio Séqua A informação de base para esta camada é constituida pela carta de Isolinhas de precipitação média anual (1931-1960) no formato shapefile do Atlas do Ambiente. A carta das isolinhas de precipitação da bacia hidrográfica do rio Séqua foi obtida por importação e processamento dos elementos referidos anteriormente, em ambiente ArcGIS 8.2, de acordo com o seguinte fluxograma: S h a p e f ile t o F e a t u r e C la s s Is o lin h a s . s h p G e o d a ta b a s e Is o lin h a s F e a t u r e C la s s Is o l in h a s F e a t u r e C la s s C l ip Is o lS e q F e a t u r e C la s s L im B a c S e q F e a t u r e C la s s Is o lS e q F e a t u r e C la s s F e a tu r e s to G r id J o in Is o lS e q R a s te r F a c to r R T a b e la F a c to r R 3.1.6 Factor de erosividade da chuvada (R) no periodo de 1931 a 1960 Após se ter obtido a carta das isolinhas de precipitação da bacia hidrográfica do rio Séqua relativa ao periodo de 1930 a 1960, cruzou-se a informação relativa ao valor da isolinha com o respectivo valor de erosividade da chuvada (R), obtendo-se como resultado final a camada correspondente ao factor R (grelha com 100 metro de pixel). F e a t u r e C la s s Is o l S e q F e a t u r e C la s s F e a tu r e s to G r id J o in Is o l S e q R a s te r G r d F a c R 1 T a b e la F a c to r R 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  15. 15. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3.1.7 Distribuição Espacial da Precipitação Total Anual - Continente (1959/60 - 1990/91) A informação de base para esta camada é constituida pela carta de distribuição espacial da Precipitação Total Anual (1960-1991) no formato ASCII (SNIG/IGP). A carta de distribuição espacial da Precipitação Total Anual (1960-1991) da bacia hidrográfica do rio Séqua foi obtida por importação e processamento dos elementos referidos anteriormente, em ambiente ArcGIS 8.2, de acordo com o seguinte fluxograma: G r id e s tp a n o 1 f1 z1 0 0 0 A S C II t o G r id p p to t6 0 9 0 G r id p p to t6 0 9 0 A n a lis y s M a s k G r id P ix e l 1 0 0 m p p to t6 0 9 0 s e q F e a t u r e C la s s L im B a c S e q G r id p p to t6 0 9 0 s e q G r id R e c la s s g r d fa c r 1 T a b e la F a c to r R 3.1.8 Factor de erosividade da chuvada (R) no periodo de 1960 a 1991 Após se ter obtido a carta de distribuição espacial da Precipitação Total Anual da bacia hidrográfica do rio Séqua relativa ao periodo de 1960 a 1991, cruzou-se a informação relativa a cada valor reclassificado com o respectivo valor de erosividade da chuvada (R), obtendo-se como resultado final a camada correspondente ao factor R relativo ao periodo de 1959/60 a 1990/91 (grelha com 100 metro de pixel). G r id p p to t6 0 9 0 s e q G r id R e c la s s G rd F a c R 2 T a b e la F a c to rR 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  16. 16. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3.1.9 Carta de Coberto do Solo (CORINE-Land Cover) da Bacia Hidrográfica do Rio Séqua A carta de coberto do solo da bacia hidrográfica do rio Séqua foi obtida por importação e processamento dos elementos relativos à Carta de Coberto do Solo - Corine Land Cover (50 e 53), à escala 1/100.000, em ambiente ArcGIS 8.2, de acordo com o seguinte fluxograma: A r c V i e w Im p o r t C o b e r tu r a C o v e r a g e to F e a t u r e C la s s C L C 5 0 .E 0 0 f r o m In t e r c h a n g e C C L C 5 0 G e o d a ta b a s e C o r in e 5 0 F ile F e a t u r e C la s s C o r in e 5 0 F e a t u r e C la s s U n io n C o r in e 1 2 F e a t u r e C la s s C o r in e 5 3 F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s F e a t u r e C la s s D is s o lv e C lip C o r in e 1 2 C o r in e D is C o rS e q F e a t u r e C la s s L im B a c S e q F e a t u r e C la s s C o rS e q F e a t u r e C la s s F e a tu r e s to G r id J o in C o rS e q R a s te r F a c to r C T a b e la F a c to r C 3.1.10 Factor de Cobertura do Solo e Operações Culturais (C) Após se ter obtido a carta de cobertura do solo da bacia hidrográfica do rio Séqua, cruzou-se a informação relativa às suas unidades com o respectivo valor de cobertura do solo e operações culturais (C), obtendo-se como resultado final a camada correspondente ao factor C (grelha com 20 metro de pixel). F e a t u r e C la s s C o rS e q F e a t u r e C la s s F e a tu r e s to G r id J o in C o rS e q R a s te r G rd F a c C T a b e la F a c to r C 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  17. 17. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3.1.11 Modelo digital do terreno do IGeoE da bacia hidrográfica do rio Séqua O modelo digital de terreno da bacia hidrográfica do rio Séqua foi importado para o ambiente ArcGIS 8.2 e ai processado, a partir de ficheiros no formato Intergraph Grid na zona correspondente às cartas militares nº 589, 590, 598, 599, 607 e 608, à escala 1/25.000, de acordo com o seguinte fluxograma: IR a s C E d iç ã o A s c ii 5 8 9 .txt 5 8 9 .g rd c o n v e r t im a g e 5 8 9 .tx t ( a d ic io n a r (c o m h e a d e r) t o A S C II h e a d e rs ) E S R I 5 8 9 .txt c o n v e r t A S C II g589 (c o m h e a d e r) t o G r id g589 g590 g598 g599 g607 g608 m e rg e se q u a g rd ( u n id . m m ) s e q u a g rd [S e q u a G r d ] / s e q u a g rd m [S e q u a G r d m ] B a c H id S e q u a ( u n id . m m ) 1000 ( u n id . m ) * 1 A n a lis y s M a s k L im B a c S e q A grelha de resultado (BacHidSequa) é uma “floating point grid” com 8 metro de pixel. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  18. 18. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3.1.12 Factor Topográfico (SL) Após se ter obtido o modelo digital de terreno da bacia hidrográfica do rio Séqua, calculou-se a respectiva carta de declives (%). Posteriormente, e após reclassificação da carta de declives, associou-se a cada classe o factor SL respectivo, obtendo-se como resultado final a camada correspondente ao factor SL (grelha com 8 metro de pixel), de acordo com o seguinte fluxograma: B a c H id S e q u a s lo p e d e c ls e q r e c la s s if y re c d e c l G r id re c d e c l r e c la s s if y G rd F a c S L F a c to r S L 3.1.13 Erosão potencial para o periodo 1931-1960 Após se ter obtido todas as camadas necessárias, procedeu-se ao cálculo da erosão potencial na bacia hidrográfica do rio Séqua. Desta forma, e recorrendo à algebra de mapas multiplicaram-se as camadas correspondentes aos factores R (relativo às isolinhas do periodo entre 1930 e 1960), K e SL (fig. 13). 3.1.14 Erosão real para o periodo 1931-1960 Após se ter obtido todas as camadas necessárias, procedeu-se ao cálculo da erosão real na bacia hidrográfica do rio Séqua. Desta forma, e recorrendo à algebra de mapas multiplicou-se o resultado obtido anteriormente (erosão potencial) pela camada correspondente ao factor C (fig. 14). 3.1.15 Erosão potencial para o periodo 1960-1990 Após se ter obtido todas as camadas necessárias, procedeu-se ao cálculo da erosão potencial na bacia hidrográfica do rio Séqua. Desta forma, e recorrendo à algebra de mapas multiplicaram-se as camadas correspondentes aos factores R (relativo à precipitação total do periodo entre 1960 e 1990), K e SL (fig. 15). 3.1.16 Erosão real para o periodo 1960-1990 Após se ter obtido todas as camadas necessárias, procedeu-se ao cálculo da erosão real na bacia hidrográfica do rio Séqua. Desta forma, e recorrendo à algebra de mapas multiplicou-se o resultado obtido anteriormente (erosão potencial) pela camada correspondente ao factor C (fig. 16). 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  19. 19. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 3.1.17 Balanço da erosão entre os periodos 1931-1960 e 1960-1990 Por último, e recorrendo uma vez mais à algebra de mapas, subtraiu-se a camada correspondente à erosão real no periodo 30-60, e a camada correspondente à erosão real no periodo 60-90, tendo- se obtido uma camada de informação cujos valores correspondem às variações positivas e negativas da erosão hidrica na bacia do rio Séqua, derivada da variação dos inputs relativos à erosividade da chuvada para cada um dos periodos (fig. 17). 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  20. 20. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS 4.1 Erosão no periodo 1930-60 As de classes de erosão foram elaboradas com base na metodologia atrás descrita. Para o efeito utilizou-se um sistema de informação geográfica (SIG), que permitiu o armazenamento de elevada quantidade de informação, espacialmente referenciada, e a sua fácil manipulação. O SIG quando associado a modelos de erosão é de elevada utilidade, uma vez que permite o cálculo e respectiva distribuição espacial dos riscos de erosão. Para uma melhor percepção da influência dos diferentes factores na erosão real, apresentou-se a distribuição espacial dos parâmetros da EUPS nas figuras 8 a 12. Pela aplicação da equação de Wischmeier, descrita anteriormente, obteve-se a cartografia dos riscos de erosão real apresentada na Figura 14. De uma maneira geral, as zonas onde a erosão é mais reduzida correspondem aos locais de menor declive, mostrando assim ser o declive, um dos factores determinante no processo erosivo. Os resultados obtidos, encontram-se resumidos nos quadros seguintes. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  21. 21. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo Classes de erosão e respectivas áreas de influência. Classes de Erosão (t/ha/ano) Área (ha) % Área 7,220.03 31.59 0–1 4,934.54 21.59 1–3 4,322.53 18.92 3–6 2,479.33 10.85 6 – 10 2,927.21 12.81 10 – 15 886.39 3.88 15 – 25 82.00 0.36 > 25 22,852.05 Total 100.00 Como se pode verificar, a classe 0-1 t/ha/ano é a mais representativa, cobrindo cerca de 32% da área total. No quadro seguinte, apresentam-se os valores da erosão real verificada, por classes. Erosão real verificada em cada classe. Classes de Erosão (t/ha/ano) Erosão (t/ano) % Erosão 2,242.54 2.01 0–1 8,772.21 7.86 1–3 19,659.80 17.61 3–6 19,400.88 17.37 6 – 10 37,574.46 33.65 10 – 15 17,508.97 15.68 15 – 25 6,511.23 5.83 > 25 111,670.08 Total 100.00 As classes de erosão, que mais contribuem para o valor total de erosão real verificada na bacia hidrográfica são a 10-15 e as 3-6 e 6-10, apesar de ocuparem, respectivamente, 13, 19 e 11% da área total. Na Figura 13, apresenta-se a distribuição espacial da erosão potencial. Esta, define-se como a erosão ou perda de solo, resultante apenas da erosividade da precipitação, da erodibilidade do solo e do efeito da topografia, ou seja, a erosão que se verificaria independentemente do uso actual do solo (coberto vegetal e práticas de conservação). As áreas de maior risco de erosão potencial se distribuem por toda a zona de relevo mais acentuado. Os resultados obtidos, e que deram origem ao mapa de erosão potencial, encontram-se resumidos no quadro seguinte. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  22. 22. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo Classes de erosão potencial e respectivas áreas de influência. Classes de Erosão (t/ha/ano) Área (ha) % Área 1,310.93 5.73 0–1 1,512.68 6.62 1–3 1,131.01 4.95 3–6 1,508.64 6.60 6 – 10 842.40 3.68 10 – 15 897.84 3.93 15 – 25 15,660.14 68.49 > 25 22,863.65 Total 100.00 Como se pode verificar, pelo quadro anterior, é a classe >25 t/ha/ano que apresenta maior representatividade, cobrindo aproximadamente, 68% da área total. Da análise das figuras e quadros anteriores, é de destacar a redução das áreas de maior risco de erosão real, relativamente às de maior risco de erosão potencial. Esta alteração é evidente em toda a zona de relevo acentuado, a qual resulta da acção benéfica da vegetação. 4.2 Erosão no periodo 1960-90 Os resultados obtidos, e que deram origem ao mapa de erosão real, encontram-se resumidos no quadro seguinte. Classes de erosão e respectivas áreas de influência Classes de Erosão (t/ha/ano) Área (ha) % Área 5,575.96 24.40 0–1 4,771.77 20.88 1–3 3,858.31 16.88 3–6 3,170.92 13.88 6 – 10 2,055.91 9.00 10 – 15 2,543.68 11.13 15 – 25 875.50 3.83 > 25 22,852.05 Total 100.00 Como se pode verificar, pelo quadro anterior, é a classe 0-1 t/ha/ano que apresenta maior representatividade, cobrindo aproximadamente 24% da área total. No quadro seguinte, apresentam-se os valores da erosão real verificada, por classes. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  23. 23. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo Erosão real verificada em cada classe Classes de Erosão (t/ha/ano) Erosão (t/ano) % Erosão 1,987.93 1.16 0–1 9,398.61 5.51 1–3 17,109.89 10.02 3–6 24,184.66 14.17 6 – 10 24,595.80 14.41 10 – 15 50,744.19 29.73 15 – 25 42,654.72 24.99 > 25 170,675.80 Total 100.00 As classes de erosão, que mais contribuem para o valor total de erosão real verificada na bacia hidrográfica são a 15-25 e a >25, apesar de ocuparem, respectivamente, 11 e 4% da área total. Na Figura 15, apresenta-se a distribuição espacial da erosão potencial. Esta, define-se como a erosão ou perda de solo, resultante apenas da erosividade da precipitação, da erodibilidade do solo e do efeito da topografia, ou seja, a erosão que se verificaria independentemente do uso actual do solo (coberto vegetal e práticas de conservação). As áreas de maior risco de erosão potencial se distribuem por toda a zona de relevo mais acentuado. Os resultados obtidos, e que deram origem ao mapa de erosão potencial, encontram-se resumidos no quadro seguinte. Classes de erosão potencial e respectivas áreas de influência Classes de Erosão (t/ha/ano) Área (ha) % Área 357.36 1.56 0–1 1,875.52 8.20 1–3 852.33 3.73 3–6 433.27 1.90 6 – 10 481.63 2.11 10 – 15 2,000.78 8.75 15 – 25 16,862.76 73.75 > 25 22,863.65 Total 100.00 Como se pode verificar, pelo quadro anterior, é a classe >25 t/ha/ano que apresenta maior representatividade, cobrindo aproximadamente, 74% da área total. Da análise das figuras e quadros anteriores, é de destacar a redução das áreas de maior risco de erosão real, relativamente às de maior risco de erosão potencial. Esta alteração é evidente em toda a zona de relevo acentuado, a qual resulta da acção benéfica da vegetação. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  24. 24. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 4.3 Balanço da erosão entre os periodos de 1930-60 e 1960-90 A distribuição espacial da variação da erosão real entre os periodos em análise apresenta-se na figura 17. Como se pode verificar, exceptuando uma parte no centro da bacia, onde a variação é negativa, nas restantes zonas verifica-se um incremento da erosão, especialmente nas cabeceiras das bacia hidrográfica de nordeste. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  25. 25. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 5. BIBLIOGRAFIA 1. ISEGI-UNL. Mestrado em Ciência e SIG, 2002/2003. Documentação fornecida no âmbito da cadeira de Modelação e SIG. 2. Plano de Bacia das Ribeiras do Algarve. 3. Aleta Vienneau, 1999. Using ArcCatalog. ESRI Press. 4. Andrew MacDonald, 1999. Building a Geodatabase. ESRI Press. 5. Corey Tucker, 1999. Using ArcToolbox. ESRI Press. 6. Michael Minami, Michelle Sakala, and Jennifer Wrightsell, 1999. Using ArcMap. ESRI Press. 7. Michael Zeiler, 1999. Modeling our World. The ESRI Guide to Geodatabase Design. ESRI Press. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  26. 26. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo       INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL - ANEXO EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) Fernando José Pereira Gil (G2002178) 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc
  27. 27. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL - ANEXO EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) FERNANDO JOSÉ PEREIRA GIL (G2002178) Lisboa, 1 de Setembro de 2003 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 1
  28. 28. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL - ANEXO EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) ÍNDICE DO TEXTO 1. DESCRIÇÃO SUMÁRIA DO OBJECTIVO DO MODELO..................................................................3 2. CARACTERISTICAS DA INFORMAÇÃO A UTILIZAR.....................................................................6 2.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 6 2.2 ENTIDADES ESPACIAIS E REPRESENTAÇÃO................................................................................................7 2.3 MODELO DE DADOS................................................................................................................................ 7 2.4 ATRIBUTOS DAS CAMADAS...................................................................................................................... 8 3. OPERAÇÕES DE ANÁLISE ESPACIAL REALIZADAS....................................................................10 3.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................................................ 10 4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS.............................................................................18 4.1 EROSÃO NO PERIODO 1930-60.............................................................................................................. 18 4.2 EROSÃO NO PERIODO 1960-90.............................................................................................................. 20 4.3 BALANÇO DA EROSÃO ENTRE OS PERIODOS DE 1930-60 E 1960-90.........................................................22 5. BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................................23 6. FACTORES DE CÁLCULO DA EUPS......................................................................................................3 6.1 FACTOR DE EROSIVIDADE DA CHUVADA (R)........................................................................................... 3 6.2 FACTOR DE ERODIBILIDADE DO SOLO (K)...............................................................................................4 6.3 FACTOR TOPOGRÁFICO (LS)................................................................................................................... 4 6.4 FACTOR DE COBERTURA DO SOLO E OPERAÇÕES CULTURAIS ( C )..........................................................7 6.5 FACTOR DE PRÁTICAS DE CONSERVAÇÃO (P)..........................................................................................8 7. FIGURAS.......................................................................................................................................................1 7.1 FIGURA 1............................................................................................................................................... 1 7.2 FIGURA 2............................................................................................................................................... 2 7.3 FIGURA 3............................................................................................................................................... 3 7.4 FIGURA 4............................................................................................................................................... 4 7.5 FIGURA 5............................................................................................................................................... 5 7.6 FIGURA 6............................................................................................................................................... 6 7.7 FIGURA 7............................................................................................................................................... 7 7.8 FIGURA 8............................................................................................................................................... 8 7.9 FIGURA 9............................................................................................................................................... 9 7.10 FIGURA 10.......................................................................................................................................... 10 7.11 FIGURA 11.......................................................................................................................................... 11 7.12 FIGURA 12.......................................................................................................................................... 12 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 1
  29. 29. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.13 FIGURA 13.......................................................................................................................................... 13 7.14 FIGURA 14.......................................................................................................................................... 14 7.15 FIGURA 15.......................................................................................................................................... 15 7.16 FIGURA 16.......................................................................................................................................... 16 7.17 FIGURA 17.......................................................................................................................................... 17 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 2
  30. 30. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo INSTITUTO SUPERIOR DE ESTATÍSTICA E GESTÃO DE INFORMAÇÃO MESTRADO/PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 62204 - MODELAÇÃO E SIG TRABALHO FINAL - ANEXO EROSÃO HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÉQUA (Evolução da erosão entre os periodos de 1930/60 e 1960/90) 6. FACTORES DE CÁLCULO DA EUPS Para a avaliação da erosão hídrica utilizou-se a Equação Universal da Perda de Solo (EUPS), tal como referido anteriormente. De seguida faz-se uma descrição dos procedimentos adoptados para cada parâmetro da equação, e os passos seguidos para a implementação do modelo. 6.1 Factor de Erosividade da Chuvada (R) O factor R, na equação de perda de solo, quantifica a acção agressiva da precipitação, nomeadamente através da sua capacidade de destacamento e de transporte das partículas de solo, resultantes do impacto das gotas e do escoamento, a que as chuvadas dão origem. A capacidade da chuva para causar a erosão do solo depende da velocidade e distribuição das dimensões das gotas, sendo ambas factores que afectam a energia cinética da chuva. Para o valor de R, definido pelo índice de erosividade da chuva EI 30, e em face da morosidade de que se pode revestir o cálculo deste factor, Tomás 1992, sugere três equações empíricas que relacionam o valor anual do factor R com a precipitação anual, para Vale Formoso, Portela e Sassoeiros. Essas equações são as seguintes: R = 0.0411 × P 1.626 para Vale Formoso R = 0.0171 × P 1.729 para a Portela R = 0.0157 × P 1.731 para Sassoeiros em que P é a precipitação média anual, em mm. 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 3
  31. 31. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo Para a obtenção do factor R, atribuiu-se um valor a cada polígono da carta de isolinhas de precipitação média anual, de acordo com a correlação estabelecida para Vale Formoso. 6.2 Factor de Erodibilidade do Solo (K) A erodibilidade do solo corresponde à facilidade com que o solo é destacado devido ao impacto da chuva e/ou ao escoamento superficial, ou seja, à modificação ocorrida no solo por unidade de força ou energia exterior aplicada. A erodibilidade do solo está, desta forma, relacionada com os efeitos integrados da precipitação, escoamento e infiltração na perda de solo, conforme se traduz pelo conjunto das expressões a seguir, que permitem calcular o coeficiente de proporcionalidade nas condições standard: S=1; L=1; C=1; P=1 ⇒ A=KR ⇒ K=A/R Como a definição e caracterização das unidades taxonómicas para a região do Plano de Bacia Hidrográfica das Ribeiras do Algarve, foi realizada pela DRA- Algarve, tem-se à disposição os elementos necessários e caracterizadores de K para os diferentes tipos de solos e complexos. O passo seguinte consistiu em atribuir a cada polígono de unidade pedológica o respectivo valor de erodibilidade, criando-se assim uma carta temática com os valores de K. 6.3 Factor Topográfico (LS) Na EUPS, o efeito da topografia de uma encosta sobre a erosão é representado por dois factores: o Factor de Comprimento (L) e o Factor de Inclinação (S). O factor combinado LS de uma encosta, representa a taxa de perda de solo por unidade de área, relativamente à que ocorreria numa encosta com um comprimento de 22.1 m e declive 9%, mantidas as restantes condições constantes. O valor LS é adimensional, apresentando o valor 1 quando a encosta tem as referidas dimensões padrão. 6.3.1 Comprimento da Encosta (L) O comprimento de encosta é definido como a distância desde a origem do escoamento até ao ponto onde a inclinação da encosta decresce suficientemente de forma a ocorrer deposição ou, até ao ponto em que o escoamento superficial se concentra num canal bem definido, que pode integrar uma rede de drenagem natural ou construída pelo Homem. Uma modificação na cobertura do solo ou uma modificação substancial do declive, mas mantendo a continuidade do terreno, não iniciam uma nova encosta com um novo comprimento associado (Wischmeier e Smith, 1978). 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 4
  32. 32. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo Os dados existentes para a formulação da EUPS mostraram existir uma proporcionalidade entre a perda média de solo por unidade de área e o comprimento da encosta, como mostra a equação que determina esta relação:  λ  m L =   221 . onde: •L Factor de comprimento da encosta; •λ Comprimento da encosta (m); •m expoente variável com a inclinação da encosta: m=0.5 se o declive ≥5%; m=0.4 se o declive [3.5%, 4.5%]; m=0.3 se o declive [1%, 3%]; m=0.2 se o declive ≤1%. Os valores de m são valores médios, podendo em algumas situações ser ultrapassados, nomeadamente, em áreas muito declivosas, fortemente sujeitas a erosão por sulcos (locais de construção, por exemplo). Como m é função da classe de declive, apresentam-se no ponto seguinte os valores do expoente em função da inclinação da encosta. Normalmente, o escoamento superficial concentra-se em menos de 120 metros, valor que corresponde ao comprimento limite de encosta em muitas situações, no entanto, ocasionalmente, encontram-se encostas mais longas que 300 metros. O comprimento de encosta determinado através de cartografia de menor escala, apresenta valores geralmente superiores pois, que por esta via não se obtém o pormenor suficiente para detectar irregularidades das encostas e os locais de concentração do escoamento. A perda de solo por unidade de área aumenta substancialmente com o aumento do comprimento. Em grandes encostas produzem-se escoamentos elevados, agravando consequentemente a respectiva capacidade de destacamento e transporte. Para o conhecimento do valor do comprimento médio da encosta, considera-se que este se obtém pela aplicação da expressão: 1 λ= 2D d 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 5
  33. 33. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo em que, Dd é a densidade de drenagem da bacia hidrográfica (km/km2). Para o seu cálculo, determina-se o comprimento total da rede hidrográfica das bacias em estudo, dividindo seguidamente pela área total. No ponto seguinte apresentam-se os valores de λ. 6.3.2 Inclinação da Encosta (S) Para a obtenção do factor “Inclinação da Encosta”, utilizam-se as classes de declive geradas a partir do modelo digital do terreno. No quadro seguinte, apresentam-se as classes de declive, bem como o respectivo valor de S: Classes de declive e valores de s. DECLIVE (%) s (%) θ=arctg(y/x) S=65.41sin2θ+4.56sinθ+0.065 0 e 2-3 1,5 0.859 0.148 2-3 e 5-6 4 2.291 0.352 5-6 e 12-15 10 5.711 1.166 12-15 e 25-30 20 11.310 3.475 >30 35 19.290 8.710 Os valores obtidos para a coluna do factor s (%), correspondem à média dentro de cada intervalo. No quadro seguinte apresenta-se uma tabela com as relações entre o factor s, m, λ e L: Relação entre os factores s, m, λ e L. s (%) λ (m) m L SL 1,5 120 0.3 1.66 0.25 4 100 0.4 1.82 0.64 10 90 0.5 2.01 2.34 20 80 0.6 2.16 7.51 35 60 0.7 2.01 17.51 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 6
  34. 34. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 6.4 Factor de Cobertura do Solo e Operações Culturais ( C ) O factor de cobertura representa o efeito das culturas e práticas culturais na taxa de erosão, baseando-se como outros factores da EUPS, num conceito de desvio em relação a uma situação padrão que, neste caso, se refere a um solo mantido continuamente nu. A taxa de perda de solo corresponde assim, à relação entre as perdas de solo verificadas com uma determinada situação e a que se obteria com as condições de referência. A intensidade da função anti-erosiva da cobertura vegetal varia segundo o estado de desenvolvimento da cultura, assim como do período do ciclo vegetativo durante o qual a chuva cai mais intensamente. Desta interacção cultura-clima distinguem- se cinco fases segundo o estado de desenvolvimento da cultura, partindo-se do principio que a cobertura vegetal e as operações que esta necessita sejam aproximadamente constantes em cada período considerado. A duração de cada período varia com a cultura, clima e trabalhos agrícolas realizados que, por si só. determinam as condições específicas para um determinado terreno numa dada área geográfica. A metodologia utilizada para o cálculo do factor de cultura C, exige um conhecimento das culturas e práticas agrícolas da zona em que se pretende quantificar a erosão, dado que a escala de trabalho é neste particular 1:100 000, recorre-se à estimativa representada no quadro a seguir (Tomás, 1993a). Estimativas do factor C para os casos mais comuns em Portugal (Tomás, 1993) COBERTO VEGETAL FACTOR C Ocupação urbana 0,01 Inculto 0,02 Arvoredo frutífero misto 0,05 Pomar 0,05 Vinha 0,10 Vinha + Arvoredo frutífero misto 0,05 Vinha + Pomar 0,05 Vinha + Olival 0,10 Vinha + Culturas arvenses de sequeiro 0,20 Olival 0,10 Culturas de regadio 0,20 Culturas arvenses de sequeiro 0,40 Montado de sobro/azinho 0,10 Mato 0,02 Pinheiro bravo + Mato 0,02 Eucalipto 0,20 Resinosas 0,05 Povoamento florestal misto 0,05 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 7
  35. 35. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo Para identificação do coberto vegetal na bacia hidrográfica recorreu-se ás cartas CORINE - Land Cover (à escala 1/100.000, disponibilizadas pelo IGP (Instituto Geográfico Português) no formato shapefile. Os grupos do factor C com que vamos trabalhar são os seguintes: • C1=0.02 “Prados e Matos”; • C2=0.10 “Florestas de folha caduca”; • C3=0.05 “Florestas de folha persistente”; • C4=0.055 “Pomares” (vinha, olival, etc); • C5=0.20 “Arvenses”; • C6=0.015 “Zonas sociais e/ou de erosão reduzida”; • C7=0.60 “Solo descoberto”. Nesta legenda vai ser agrupada a da carta CORINE, relacionando o código CORINE com o factor C. 6.5 Factor de Práticas de Conservação (P) O factor de práticas conservativas pretende reflectir o efeito de práticas consideradas como tal, que alterando o escoamento superficial, controlam a erosão do solo. O factor (P), que varia entre 1 e 0, é quantificado pela taxa de perda de solo consequente de determinada prática conservativa, tomando como referência a correspondente perda de solo quando este é lavrado no sentido do maior declive. Para solos agrícolas, as práticas de conservação consideradas mais importantes são: lavouras realizadas segundo as curvas de nível (lavouras em contorno), culturas em faixas perpendiculares ao maior declive do terreno e terraceamento. Outras práticas que poderão ser conservativas ou melhoradoras, não são consideradas por este factor por se enquadrarem no factor de cobertura do solo (C), tais como: a mobilização reduzida, a mobilização nula (sementeira directa), as rotações, a fertilização, e a permanência de resíduos sobre o solo (Wischmeier e Smith, 1978). Para a região em estudo, por falta de informação cartográfica que impossibilita a sua distribuição espacial, adoptou-se o valor de P igual a um (erosão máxima). 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 8
  36. 36. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7. FIGURAS 7.1 Figura 1 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 1
  37. 37. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.2 Figura 2 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 2
  38. 38. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.3 Figura 3 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 3
  39. 39. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.4 Figura 4 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 4
  40. 40. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.5 Figura 5 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 5
  41. 41. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.6 Figura 6 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 6
  42. 42. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.7 Figura 7 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 7
  43. 43. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.8 Figura 8 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 8
  44. 44. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.9 Figura 9 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 9
  45. 45. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.10 Figura 10 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 10
  46. 46. ISEGI – Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação Mestrado/Pós-graduação em C&SIG (2002/2003) 62204 - Modelação e SIG Trabalho Final - Anexo 7.11 Figura 11 62204modsiga-121206174335-phpapp02.doc 11

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