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1 MAPEAMENTO DE ALTA RESOLUÇÃO E ANÁLISE ESPACIAL DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO RIO PIABANHA, BRASIL, RJ Yuri Tomaz Martins 1 Sady Junior Martins da Costa de Menezes 2 Erika Cortines 2 1 Discente do curso de Gestão Ambiental pela UFRRJ 2 Departamento de Ciências e Meio Ambiente -DCMA E-mail: [email protected] Resumo O objetivo da pesquisa consistiu no levantamento de parâmetros morfométricos e análises espaciais de priorização e gestão territorial na área de contribuição do reservatório da Pequena Central Hidroelétrica de Areal. O Modelo Digital de Elevação utilizado foi o Shuttler Radar Topography Mission (SRTM) contendo resolução espacial de (30m), conferindo maior detalhamento das análises. A metodologia aplicada consistiu na obtenção da base de dados no Google Earth Engine, IBGE, SIGA-CEIVAP e GEOINEA. Após o tratamento da base de dados foi realizado o levantamento dos índices de morfometria, declividade, cobertura do solo e áreas potenciais de restauração, considerando as sub-bacias de terceira ordem que contribuem para o reservatório. A partir das análises foi identificado duas sub-bacias hidrográficas que contribuem diretamente para o reservatório. Assim, como apresentado pelas análises de morfometria, as áreas de contribuição direta apresentam baixo risco de inundação devido ao perfil alongado e suscetibilidade aos processos erosivos. Portanto, foram localizadas áreas prioritárias e estratégicas para atenuação dos processos erosivos que contribuem para o assoreamento do reservatório. A pesquisa reforçou o papel do gestor ambiental como contribuinte da gestão territorial, oferecendo estratégias acessíveis aos gestores tomadores de decisão que objetivam a melhoria ambiental da paisagem. Baseando-se principalmente na gestão participativa, envolvendo diferentes atores sociais e em especial as instituições chaves para gestão territorial. Introdução A gestão do território utiliza a bacia hidrográfica como unidade de planejamento territorial (Brasil, 1997). O que exige uma visão integrada e dinâmica da paisagem, principalmente em países que apresentam processos geomorfológicos intensificados. Portanto, torna-se essencial priorizar áreas que apresentam maior demanda por melhorias na qualidade ambiental. As melhorias podem servir a diferentes objetivos, como a restauração ambiental, adaptação às mudanças climáticas, prevenção de desastres e incêndios florestais (Teodoro, et al., 2007). Certamente, a forma como a sociedade humana atua na paisagem afetam os processos de transformação. Assim como apresentado por Soares, et al. (2016), o método que considera a bacia hidrográfica como unidade de planejamento territorial é considerado viável e aplicado em diversos países. O que permite afirmar a viabilidade do conceito de bacia hidrográfica para gestão territorial. Esse conceito tem sido cada vez mais associado aos métodos de geoprocessamento, tornando possível obter diversos parâmetros que podem ser utilizados para compreender a dinâmica ambiental de cada bacia hidrográfica (Teodoro, et al., 2007). Os parâmetros morfométricos buscam indicar de forma integrada e preditiva o comportamento da bacia hidrográfica em relação ao relevo, drenagem, entre outros aspectos (Horton, 1945; Schumm, 1956; Strahler, 1957). Portanto, as análises espaciais de bacia hidrográficas podem oferecer ao gestor diferentes aplicações em seus planos de gerenciamento do recurso hídrico, o que contribui para o aperfeiçoamento da tomada de decisão e otimização do recurso em relação as implementações das ações na paisagem (Soares, et al. p. 83, 2016). A integração dessas análises é essencial para uma melhor compreensão e estruturação da dinâmica hidrológica, ecológica e cultural da paisagem, garantindo procedimentos capazes, transparentes e objetivos (Lang, S. e Blaschke, T. p.361, 2009). De forma a incorporar o planejamento no cotidiano de diferentes sistemas de tomada de decisão, considerando os métodos dedicado a prática, fruto de uma ciência jovem (Sansevero e Sansevero, 2013; Lang, S. e Blaschke, T. p 361 e 297, 2009). Essa postura tem caráter especial em regiões montanhas, são entendidas como áreas que apresentam diversas fragilidades, além dos serviços ecossistêmicos chaves (Grêt-Regamey, et al. 2012; Waltz, et al. 2016). Portanto, os gestores devem buscar medidas que ampliem a qualidade ambiental, a resiliência e orientem a ocupação e atividades humanas na paisagem (Millenium Ecosystem Assessment, 2005). Após a realização das conferências

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1

MAPEAMENTO DE ALTA RESOLUÇÃO E ANÁLISE ESPACIAL DA REGIÃO

HIDROGRÁFICA DO RIO PIABANHA, BRASIL, RJ

Yuri Tomaz Martins 1

Sady Junior Martins da Costa de Menezes 2

Erika Cortines 2

1 Discente do curso de Gestão Ambiental pela UFRRJ

2 Departamento de Ciências e Meio Ambiente -DCMA

E-mail: [email protected]

Resumo

O objetivo da pesquisa consistiu no levantamento de parâmetros morfométricos e análises espaciais de

priorização e gestão territorial na área de contribuição do reservatório da Pequena Central Hidroelétrica de Areal.

O Modelo Digital de Elevação utilizado foi o Shuttler Radar Topography Mission (SRTM) contendo resolução

espacial de (30m), conferindo maior detalhamento das análises. A metodologia aplicada consistiu na obtenção da

base de dados no Google Earth Engine, IBGE, SIGA-CEIVAP e GEOINEA. Após o tratamento da base de

dados foi realizado o levantamento dos índices de morfometria, declividade, cobertura do solo e áreas potenciais

de restauração, considerando as sub-bacias de terceira ordem que contribuem para o reservatório. A partir das

análises foi identificado duas sub-bacias hidrográficas que contribuem diretamente para o reservatório. Assim,

como apresentado pelas análises de morfometria, as áreas de contribuição direta apresentam baixo risco de

inundação devido ao perfil alongado e suscetibilidade aos processos erosivos. Portanto, foram localizadas áreas

prioritárias e estratégicas para atenuação dos processos erosivos que contribuem para o assoreamento do

reservatório. A pesquisa reforçou o papel do gestor ambiental como contribuinte da gestão territorial, oferecendo

estratégias acessíveis aos gestores tomadores de decisão que objetivam a melhoria ambiental da paisagem.

Baseando-se principalmente na gestão participativa, envolvendo diferentes atores sociais e em especial as

instituições chaves para gestão territorial.

Introdução

A gestão do território utiliza a bacia hidrográfica como unidade de planejamento territorial (Brasil, 1997). O

que exige uma visão integrada e dinâmica da paisagem, principalmente em países que apresentam processos

geomorfológicos intensificados. Portanto, torna-se essencial priorizar áreas que apresentam maior demanda por

melhorias na qualidade ambiental. As melhorias podem servir a diferentes objetivos, como a restauração

ambiental, adaptação às mudanças climáticas, prevenção de desastres e incêndios florestais (Teodoro, et al.,

2007). Certamente, a forma como a sociedade humana atua na paisagem afetam os processos de transformação.

Assim como apresentado por Soares, et al. (2016), o método que considera a bacia hidrográfica como

unidade de planejamento territorial é considerado viável e aplicado em diversos países. O que permite afirmar a

viabilidade do conceito de bacia hidrográfica para gestão territorial. Esse conceito tem sido cada vez mais

associado aos métodos de geoprocessamento, tornando possível obter diversos parâmetros que podem ser

utilizados para compreender a dinâmica ambiental de cada bacia hidrográfica (Teodoro, et al., 2007). Os

parâmetros morfométricos buscam indicar de forma integrada e preditiva o comportamento da bacia hidrográfica

em relação ao relevo, drenagem, entre outros aspectos (Horton, 1945; Schumm, 1956; Strahler, 1957). Portanto,

as análises espaciais de bacia hidrográficas podem oferecer ao gestor diferentes aplicações em seus planos de

gerenciamento do recurso hídrico, o que contribui para o aperfeiçoamento da tomada de decisão e otimização do

recurso em relação as implementações das ações na paisagem (Soares, et al. p. 83, 2016).

A integração dessas análises é essencial para uma melhor compreensão e estruturação da dinâmica

hidrológica, ecológica e cultural da paisagem, garantindo procedimentos capazes, transparentes e objetivos

(Lang, S. e Blaschke, T. p.361, 2009). De forma a incorporar o planejamento no cotidiano de diferentes sistemas

de tomada de decisão, considerando os métodos dedicado a prática, fruto de uma ciência jovem (Sansevero e

Sansevero, 2013; Lang, S. e Blaschke, T. p 361 e 297, 2009).

Essa postura tem caráter especial em regiões montanhas, são entendidas como áreas que apresentam diversas

fragilidades, além dos serviços ecossistêmicos chaves (Grêt-Regamey, et al. 2012; Waltz, et al. 2016). Portanto,

os gestores devem buscar medidas que ampliem a qualidade ambiental, a resiliência e orientem a ocupação e

atividades humanas na paisagem (Millenium Ecosystem Assessment, 2005). Após a realização das conferências

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na Escócia sobre montanhas, foi levantada a demanda por pesquisas que busquem compreender a dinâmica

ambiental, formas de desenvolvimento sustentável e estratégias de gestão e gerenciamento ambiental frente a

fragilidade das regiões de montanhas, em especial quando se trata do efeito das mudanças climáticas (Gleeson et

al., 2016; Price, et al., 2016).

Dentro desse contexto a gestão ambiental apoiada a uma visão integrada, busca oferecer aos gestores

políticos, as estratégias de gestão das paisagens para aprimorar a qualidade da tomada de decisão (Santos, 2004).

A capacidade de subsidiar a tomada de decisão tem avançado com o aperfeiçoamento das geotecnologias,

possibilitando análises espaciais com alta resolução em escalas globais e temporal, cada vez mais acessíveis ao

público (Gorelick et al. 2017). Assim como (Hansen et al., 2013) demonstra analisando a dinâmica de mudança

da cobertura florestal entre 2000 e 2012, comparando ganhos e perdas florestais em todo o globo terrestre. Outro

estudo apresenta a dinâmica temporal da mudança na ocorrência de águas superficiais em escala global (Pekel, et

al. 2016). São resultados que podem ser aplicados ao Brasil, em especial na bacia hidrográfica do Rio Paraíba do

Sul, para compreensão da dinâmica hidroecológica nas últimas décadas.

O avanço das geotecnologias tem apoiado a implementação dos instrumentos legais, compondo uma base de

dados de todo o Brasil, como a proposta do Sistema Nacional de Cadastro Ambiental Rural (Brasil, 2012;

Guidotti, et al. 2017). A base de dados contribui para construção de paisagens culturais inteligentes que busquem

compatibilizar os usos do território e a qualidade dos serviços ambientais (Wuethrich, et al. 2007; Alves-Pinto, et

al. 2017). Em paralelo os órgãos ambientais como o Instituto Estadual do Ambiente (INEA) tem desenvolvido e

potencializado a base de dados do Projeto RJ25 e a plataforma GEOINEA, o que fortalece a gestão territorial.

Portanto para compreender a mudança na paisagem os gestores devem atuar de forma híbrida sobre a

dicotomia complexa entre sociedade e natureza, possibilitando integrar as diferentes formas de transformação da

paisagem e o modelo atual da sociedade ocidental. Essa dinâmica inclui as atividades humanas que são

desenvolvidas na paisagem, demandando recursos e serviços ambientais e diferentes aspectos de degradação que

provocam impactos ambientais negativos, os efeitos desses impactos devem ser visualizados pelos gestores.

Esses impactos negativos quando não atenuados, tornam-se cicatrizes de limiares que marcam a história da

paisagem, assim como observado na região do Vale do Paraíba do Sul que teve sua qualidade ambiental exaurida

para desenvolver uma época brasileira (Dean, Warren. 1996; Devides, A. C. P., 2013).

Em síntese, essa análise das dinâmicas ambientais deve sustentar os planos estratégicos para caracterizar e

organizar as paisagens. Entendendo o meio a partir da paisagem a qual o ser humano integra, conferindo direitos

ao ambiente, como uma das chaves para conciliar o desenvolvimento humano e a qualidade ambiental (Milaré,

E., 1998).

A água representa um dos principais aspectos de transformação da paisagem em regiões tropicais, dessa

forma regiões que apresentam fragilidades devem ser áreas prioritárias para melhorias da qualidade ambiental

para atenuar processos erosivos, enchentes, deslizamentos, incêndios florestais, entre outros efeitos das

mudanças climáticas (Londe, et al. 2014; Tundisi, J. G. 2008).

Nesse sentido, esta pesquisa foi realizada com objetivo de fornecer análise espacial da área de contribuição

do reservatório da Pequena Central Hidroelétrica de Areal utilizando dados Shuttler Radar Topography Mission

(SRTM) de alta resolução (30m) para aplicar métodos de sensoriamento remoto, geoprocessamento e obtenção de

parâmetros morfométricos na Região Hidrográfica do Rio Piabanha afluente do Rio Paraíba do Sul. De forma a

oferecer apoio a tomada de decisão do Comitê de Bacias Hidrográficas do Rio Piabanha e demais envolvidos no

planejamento, manejo e gestão dos recursos hídricos.

Objetivo

A pesquisa foi realizada com objetivo de fornecer análises espaciais da área de contribuição do reservatório

da Pequena Central Hidroelétrica de Areal utilizando dados Shuttler Radar Topography Mission (SRTM) de alta

resolução (30m) para aplicar métodos de sensoriamento remoto, geoprocessamento e obter de parâmetros

morfométricos na Região Hidrográfica do Rio Piabanha afluente do Rio Paraíba do Sul. De forma a oferecer

apoio a tomada de decisão do Comitê de Bacias Hidrográficas do Rio Piabanha e demais envolvidos no

planejamento, manejo e gestão dos recursos hídricos.

Materiais e Métodos

Caracterização da Área

A região hidrográfica do Rio Piabanha (RH-IV) representa uma área de 3.460 km2 abrangendo cerca de 550

mil habitantes (Comitê Piabanha, 2018). A área que foi realizada o estudo foi de 1.048 km2 representa 30,28%

do território da RH-Piabanha. A área de contribuição do reservatório envolveu cinco municípios entre eles

Teresópolis (73.59%), São José do Vale do Rio Preto (17.74%), Petrópolis (7.34%), Três Rios (0.76%) e Areal

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(0.57%) como pode ser observado na Figura 1. De acordo com a divisão climática de Thornthwaite a área do

estudo varia de semiúmido de 4 a 5 meses secos (0,38%), úmido de 1 a 3 meses secos (46,18%) e partes

superúmido (53,14%) não apresentando secas (IBGE, 2002). A geomorfologia predominante da área de

contribuição é constituída por montanhas (74,53%), morros altos (18,89%) e escarpa serrana (6,58%) parte da

cadeia de montanhas compõem o Parque Nacional Serra dos Órgãos, uma região de importantes serviços

ecossistêmicos e apresentar fragilidades ambientais associado aos elevados declives (SIGA-CEIVAP, 2007). Os

solos predominantes na área de estudo é o Latossolos Vermelho-Amarelo distróficos (38,16%), Cambissolos

Háplicos distróficos (37,59%), Argilossolos Vermelho-Amarelos distróficos (5,91%), Neossolos Regolito

(0,76%), Gleissolos Háplicos distróficos (0,57%) e o restante é composto por rocha matriz (14,88%) (SIGA-

CEIVAP, 2007). A Figura 1 apresenta a localização do local de estudo, demonstrando previamente a hidrografia

e geografia da área de contribuição, enquanto que o relevo é melhor detalhado na Figura 2.

Figura 1: Localização da Área de Estudo

Figura 2: Projeção 3D da Área de Estudo

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Base de Dados e Análises Espaciais

A etapa inicial do estudo consistiu na obtenção do Modelo Digital de Elevação SRTM de 1 Arc-Second

Global de 30 metros de resolução espacial, sendo como uma das melhores resoluções disponível proveniente do

sensoriamento remoto acessíveis a sociedade. Tradicionalmente a aquisição desse produto de sensoriamento

remoto é realizado pela base de dados da USGS Earth Explorer (Farr et al. 2007). Especificamente no ano de

2008 esses dados de 30m foram liberados para todo o Brasil, segundo o Instituto Nacional de Pesquisas

Espaciais (Inpe, 2008). O que facilitou a ampliação da qualidade das análises espaciais de bacias hidrográficas.

Atualmente esses dados de alta resolução podem ser obtidos pela plataforma do Google Earth Engine (GEE),

aplicando curtas sequências de programação (Casu, et al. 2017). Portanto, o SRTM foi obtido por meio da

plataforma de código do GEE aplicando a linguagem JavaScript API, conforme evidenciado no Figura 3. Foi

selecionada a base de dados desejada, em seguida definida a geometria de interesse e preenchida as informações

sobre o destino do arquivo exportado (1). Após o correto preenchimento das informações foi selecionada a opção

Run (2), após o GEE operar a função aba Tasks será destacada (3), após a correta operação da função foi

selecionada a opção Run (4). Pronto, o dado foi direcionado ao Google Drive.

Figura 3: Sequência de códigos aplicado para obter o SRTM

Após obter o SRTM foi aplicado a ferramenta Fill em ambiente de Sistemas de Informações Geográficas

(SIG), especificamente do Software Arcgis versão 10.2. Essa ferramenta serve para corrigir depressões que

possam interferir nas análises, é essencial para fornecer um resultado confiável e preciso.

Outras informações foram obtidas da base de dados geoespaciais do GEOINEA, Siga-Ceivap da Agência de

Bacia (Agevap) vinculada ao Comitê da Região Hidrográfica do Piabanha, além de dados do IBGE de 1:25000.

Portanto, o acervo disponível contempla o estado do Rio de Janeiro e fornece diversas informações de cobertura

do solo, tipo de solo, clima, geomorfologia, áreas potenciais para restauração, entre outras informações.

Essas informações foram extraídas para a área de interesse, a partir da aplicação da ferramenta de recorte

Clip, após feito os dados foram incorporados as análises espaciais das bacias hidrográficas.

Procedimentos de Geoprocessamento

A constante evolução dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) tem possibilitado a aplicação de

métodos cada vez mais eficientes em obter os subsídios para o aperfeiçoamento das tomadas de decisão. Busca-

se assim compreender a estrutura e dinâmica ecológica, hidrológica, cultural e histórica da paisagem.

Os clássicos da geomorfologia, em especial sobre a morfologia de bacias hidrográficas tiveram imensa

contribuição para compreensão dos padrões de relevo e drenagem na paisagem (Horton, R. E. 1945; Strahler,

1957; Schumm, 1956; França, G. V. 1968; Christofoletti, A. 1978). O desenvolvimento dos parâmetros

morfométricos forneceu a base para os avanços dos diferentes métodos de análises (Ameri, et al., 2018).

Os parâmetros morfométricos são uma das principais estratégias de análise (Teodoro, 2007).

a) Área: Área em que toda a água escoa interagindo com divisores topográficos e o direcionamento para o

ponto mais baixo da bacia, convergindo todo o fluxo para o mesmo ponto de exutório (Teodoro, 2007).

b) Perímetro: Linha que percorre todo o entorno ao longo dos divisores topográfico (Teodoro, 2007).

c) Índice de Compacidade: Refere-se a forma da bacia em relação a forma, conforme se aproxima do

valor 1 representa que a bacia é circular e quando maior (> 1) a bacia tende a ser alongada (Villela;

Mattos 1975).

d) Índice de Circularidade: Refere-se também a forma da bacia relação a forma, tendendo a 1 indica

circular e quando menor (< 1) a bacia tende a ser alongada (Cardoso, et al. 2006).

e) Declividade: A declividade elevada representa um aspecto da paisagem que influência o escoamento,

infiltração e suscetibilidade aos processos erosivos, um dos fatores responsáveis pelo assoreamento de

rios e reservatórios (Teodoro, 2007).

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f) Atitude: A variação de altitude pode ser associada ao regime bioclimático alterando as características a

cada avanço do nível de altitude (Teodoro, 2007).

g) Ordenamento do Curso de Água: A partir das contribuições de Strahler (1952) foi possível realizar o

ordenamento entre os canais, o nível de ordem indica o nível de ramificação da bacia hidrográfica.

h) Densidade de Drenagem: Indica o comportamento entre a formação dos canais de drenagem e a forma

do relevo. Valores menores que 7,5 km/km2 apresentam baixa Dd, valores entre 7,5km/km2 e 10,0

km/km2 confere média Dd e acima de 10,0km/km2 elevada densidade de drenagem (Horton 1945;

Crhistofoletti 1969).

i) Índice de Rugosidade: O índice indica o nível de deformação do relevo em dada área o que influência

na velocidade do fluxo nos canais de drenagem (Lyra, et al. 2012).

Observando a dimensão das necessidades apresentadas, foi realizada a aplicação de métodos para fornecer

análises frente as complexidades ambientais, conforme apresentado no esquema da Figura 4.

Figura 4: Métodos e procedimentos aplicados na análise espacial

Resultados e Discussão

Os resultados obtidos com as análises morfométricas foram apresentados na Figura 5. Dentro das 9 Sub-

bacias hidrográficas, verificamos que 4 são de terceira ordem e 5 de quarta ordem. O índice de compacidade

variou entre 0,38 à 0,57 o que indica que as sub-bacias tem formas alongadas. A SBH-8 e SBH-9 são as áreas de

contribuição mais próximas do reservatório.

O índice de circularidade também apresentou valores que conferem formas alongadas as bacias. Foram

apresentados também os resultados relacionados a altitude, conferindo heterogeneidade de condições climáticas

associado ao nível da altitude das áreas de contribuição. A densidade de drenagem das 9 sub-bacias hidrográficas

4 apresentam baixa densidade de drenagem, enquanto que 5 apresentaram média densidade de drenagem,

considerando que o maior valor encontrado foi na SBH-9. Na Figura 6 é possível visualizar os limites das SBH.

Fill

Flow Direction

Flow Accumulation

Set Null Stream LinkStream Order

Vetorizar Drenagem

Snap Pour Point

Watershed

Slope

Levantamento dos Parâmetros- Área

- Perímetro

- Ordenamento das SBH

- Altitude

- Parâmetros Morfométricos

Mapas Temáticos- Mapa de Limites

- Mapa de Declividade

- Mapa de Cobertura do Solo

- Mapa de Potencial Restauração

- Mapa de Mudança na Água

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Figura 5: Resultados dos parâmetros morfométricos da área de contribuição

Figura 6: Mapa temático contendo os limites das sub-bacias hidrográficas

Assim como apresentado na Figura 6, é possível visualizar a distribuição das sub-bacias hidrográficas. O

direcionamento para a represa possibilita destacar as duas sub-bacias hidrográficas que contribuem diretamente

para o reservatório da Pequena Central Hidroelétrica Areal.

Os resultados de declividade foram baseados na classificação da Embrapa (1979) com a identificação do tipo

de relevo. A declividade é um fator importante a ser considerado, pois influenciam o escoamento superficial e

interferem na suscetibilidade dos processos erosivos (Durães, et al. 2016). Assim como foi apresentado e

classificado na Figura 7.

Parâmetros SBH-1 SBH-2 SBH-3 SBH-4 SBH-5 SBH-6 SBH-7 SBH-8 SBH-9

Área de Drenagem – A (Km²) 165.75 63.46 136.57 89.92 88.20 55.48 82.66 72.47 26.20

Perímetro – P (Km) 71.2 37.91 67.07 44.17 49.82 39.52 51.06 47.24 25.53

Ordem 4º 3º 4º 4º 4º 3º 3º 4º 3º

Índice de Compacidade - Kc 0.41 0.55 0.38 0.57 0.44 0.44 0.39 0.40 0.50

Índice de Circunlaridade - Ke 1.54 1.33 1.60 1.30 1.48 1.48 1.57 1.55 1.39

Altitude Máxima (m) 2190 1780 1979 2275 2092 1689 1693 1860 1440

Altitude Mínima (m) 739 739 804 831 831 804 686 521 531

Densidade da Drenagem (Dd) (Km/Km²) 0.78 0.73 0.76 0.72 0.76 0.74 0.68 0.75 0.86

Índice de Rugosidade (Ir) 1.13 0.76 0.90 1.04 0.96 0.65 0.69 1.01 0.78

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Figura 7: Mapa temático contendo os dados de declividade

Após identificação das sub-bacias hidrográficas mais próximas do reservatório, foi dado o enfoque nessas

áreas priorizando as análises para SBH-8 e SBH-9. Foram realizadas a confecção de mapas temáticos

relacionados a uso e cobertura do solo de 2015 (GEOINEA, 2018) na Figura 8, Declividade Inferida pelo SRTM

Figura 9 e as áreas potenciais para de restauração ativa e passiva (GEOINEA, 2018) Figura 10.

Figura 8: Mapa temático contendo os dados de cobertura do solo das áreas prioritárias

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Figura 9: Mapa temático contendo os dados de declividade das áreas prioritárias

Figura 10: Mapa temático contendo os dados de áreas potenciais de restauração

A base de dados referente as áreas potenciais para restauração foram obtidas a partir da plataforma do

GEOINEA, para realização dessa base de dados, foi considerado os índices de fragilidade do meio,

funcionalidade ecológica, importância biológica e índice de conectividade (GEOINEA, 2018). A matriz da

paisagem influencia o potencial de resiliência como apresentado na Figura 10, sendo possível observar a

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dinâmica das áreas potenciais de restauração e regeneração, marcada por remanescentes de fragmentos florestais

fragmentados e áreas que apresentam potenciais de regeneração entre eles, aumentando assim a escala da

restauração (Charzdon, et al. 2017; Zwiener, et al. 2017). A restauração das áreas prioritárias amplia a qualidade

ambiental, reduzindo os processos erosivos que levam para os canais de drenagem e direcionam os sedimentos

para o reservatório. O assoreamento do reservatório representa diversos riscos associados, portanto, atuar de

forma preditiva sobre tais aspectos possibilitam uma postura adequada de gestão territorial (Londe, et al. 2014).

Estudos recentes têm utilizado base de dados de alta resolução para analisar a mudança da água superficial ao

longo de décadas (Pekel, et al. 2016; Hansen, et al. 2012; Liu, et al. 2018). Segundo Pekel, et al. (2016) foram

realizadas análises em escala global evidenciando os impactos das mudanças climáticas, as oscilações climáticas

e como a água da superfície é modificada com as atividades humanas entre 1984 e 2015. As regiões Oriente

Médio e Ásia Central registraram 70% da perda de água líquida permanente, o fenômeno foi associado com as

mudanças climáticas, secas severas e os impactos das ações humanas, incluindo o desvio, represamento e

retirada descontrolada de água. Essas perdas associadas a longos períodos de seca também foram encontradas

nos Estados Unidos da América e Austrália.

Outro apontamento de Pekel, et al. (2016), considera que a disponibilidade desses dados gratuitamente pode

influenciar no aumento da qualidade das modelagens de superfície, fornecendo evidências sobre a mudança da

água superficial, destacando o apoio sobre as tomadas de decisão na gestão, planejamento e manejo das águas.

Os dados referentes ao estudo e também relatados por Hansen, et al. (2012) são disponibilizados na base de

dados da Google Earth Engine. Isto possibilita aplicar os dados sobre as áreas de interesse referente ao

reservatório da Pequena Central Hidroelétrica de Areal, como demonstrado na Figura 11

Figura 11: Mapa temático contendo os dados de mudança de água superficial

Assim como demonstrado na Figura 11, ao longo de 31 anos o reservatório tem apresentado decréscimo de

água o que indica o processo de assoreamento e reforça a importância de atuação nas áreas prioritárias e na

restauração da paisagem. Tais atuações citadas contribuem positivamente de forma a reduzir a intensidade dos

processos erosivos na paisagem, afetando a qualidade e quantidade da água, a dinâmica ecológica do

reservatório, o potencial turístico e até mesmo a própria capacidade de geração hidroelétrica, o qual devido aos

impactos negativos relatados neste trabalho verifica-se uma redução da capacidade/volume útil do reservatório e

possível desgaste dos equipamentos e entupimento das tubulações (infraestrutura da Pequena Central

Hidroelétrica) devido ao excesso de sedimentos encontrados (assoreamento da represa) e que são carreados até

os equipamentos e instalações.

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Conclusões

A partir das análises foi identificado duas sub-bacias hidrográficas que contribuem diretamente para o

reservatório. Assim, como apresentado pelas análises de morfometria, as áreas de contribuição direta apresentam

baixo risco de inundação devido ao perfil alongado e suscetibilidade aos processos erosivos. Portanto, foram

localizadas áreas prioritárias e estratégicas para atenuação dos processos erosivos que contribuem para o

assoreamento do reservatório.

As análises podem contribuir para orientar ações que busquem reduzir a intensidade dos processos erosivos

na paisage, afetando a qualidade e quantidade de água, a dinâmica ecológica do reservatório, o potencial turístico

e até mesmo a própria capacidade de geração hidroelétrica, o qual devido aos impactos negativos relatados nesta

pesquisa, verifica-se uma redução da capacidade/volume útil do reservatório e possível desgaste dos

equipamentos e entupimento das tubulações (infraestrutura da Pequena Central Hidroelétrica) devido ao excesso

de sedimentos encontrados (assoreamento da represa) e que são carreados até os equipamentos e instalações.

A pesquisa reforçou o papel do gestor ambiental como contribuinte da gestão territorial, oferecendo

estratégias acessíveis aos gestores tomadores de decisão que objetivam a melhoria ambiental da paisagem.

Baseando-se principalmente na gestão participativa, envolvendo diferentes atores sociais e em especial as

instituições chaves para gestão territorial.

Agradecimento

Agradeço a todos que sonham um mundo melhor e acreditam na transformação pela educação!

Referências Bibliográficas

AGÊNCIA DE ÁGUAS (AGEVAP). órgão regulador. Base de Dados Geoespaciais . Disponível em:

<http://sigaceivap.org.br/siga-ceivap/saibaMais>. Acesso em: 22 abr. 2018.

ALVES-PINTO, Helena N. et al. Reconciling rural development and ecological restoration: strategies and policy

recommendations for the Brazilian Atlantic Forest. Land Use Policy, v. 60, p. 419-426, 2017.

AMERI, Alireza Arab; POURGHASEMI, Hamid Reza; CERDA, Artemi. Erodibility prioritization of sub-

watersheds using morphometric parameters analysis and its mapping: A comparison among TOPSIS, VIKOR,

SAW, and CF multi-criteria decision making models. Science of The Total Environment, v. 613, p. 1385-1400,

2018.

BRASIL. Lei Federal n. 12.651, de 25 de maio. de 2012. Lei de Proteção da Vegetação Nativa, Brasília,DF,

maio. 2012.

BRASIL. Lei Federal n. 9.433, de 08 de jan. de 1997. Política Nacional de Recursos Hídricos, Brasília,DF, jan.

1997.

CARDOSO, C.A. et al. Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio Debossan, Nova Friburgo-RJ.

Árvore, Viçosa, v.30, n.2, p.241-248, 2006.

CASU, F. et al. Big Remotely Sensed Data: tools, applications and experiences. Remote Sensing of

Environment, v. 202, p. 1-2, 2017.

CHAZDON, Robin L. et al. A Policy‐Driven Knowledge Agenda for Global Forest and Landscape Restoration.

Conservation Letters, v. 10, n. 1, p. 125-132, 2017.

CHRISTOFOLETTI, A. A morfologia de bacias de drenagem. Notícias Geomorfológicas, Campinas, v.18, n.36,

p.130-2, 1978.

COMITÊ PIABANHA. órgão regulador. População da RH-IV. Disponível em:

<http://www.comitepiabanha.org.br/>. Acesso em: 22 abr. 2018.

DEVIDE, Antonio Carlos Pries. História ambiental do Vale do Paraíba. Tese (Doutorado) - Universidade

Federal Rural do Rio de Janeiro, 2013.

Page 11: MAPEAMENTO DE ALTA RESOLUÇÃO E ANÁLISE ...1 MAPEAMENTO DE ALTA RESOLUÇÃO E ANÁLISE ESPACIAL DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO RIO PIABANHA, BRASIL, RJ Yuri Tomaz Martins 1 Sady Junior

11

DURÃES, Matheus Fonseca; COELHO FILHO, José Alexandre Pinto; OLIVEIRA, Vinícius Augusto de. Water

erosion vulnerability and sediment delivery rate in upper Iguaçu river basin–Paraná. RBRH, v. 21, n. 4, p. 728-

741, 2016.

EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Centro Nacional de Pesquisa de Solos: Rio de Janeiro,

2013.

FARR, Tom G. et al. The shuttle radar topography mission. Reviews of geophysics, v. 45, n. 2, 2007.

FRANÇA, G.V. de. Interpretação fotográfica de bacias e de redes de drenagem aplicada a solos da região de

Piracicaba. Piracicaba, 1968. 151p. Tese (Doutorado) - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”,

Universidade de São Paulo, 1968.

GLEESON, Erin H. et al. Mountains of our future earth: Defining priorities for mountain research—A synthesis

from the 2015 Perth III conference. Mountain research and development, v. 36, n. 4, p. 537-548, 2016.

GORELICK, Noel et al. Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone. Remote Sensing

of Environment, v. 202, p. 18-27, 2017.

GRÊT-REGAMEY, Adrienne; BRUNNER, Sibyl Hanna; KIENAST, Felix. Mountain ecosystem services: who

cares?. Mountain Research and Development, v. 32, n. S1, p. S23-S34, 2012.

GUIDOTTI, et al. Números detalhados do Novo Código Florestal e suas implicações para os PRAs.

Sustentabilidade em Debate, SP: Imaflora, p.10, 2017.

HANSEN, Matthew C. et al. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change. Science, v. 342,

n. 6160, p. 850-853, 2013.

HORTON, R. E. 1945: Erosional development of streams and their drainage basins: hydrophysical approach to

quantitative morphology. Bulletin of the Geological Society of America 56, 2 75-3 70. Progress in Physical

Geography, v. 19, n. 4, p. 533-554, 1995.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, (IBGE). Mapa de clima do Brasil. Rio de

Janeiro: IBGE, 2002. 1 mapa. Escala 1:5 000 000. Disponível em: <http://mapas.ibge.gov.br/tematicos.html>.

Acesso em: abr. 2018.

INSTITUTO ESTADUAL DO AMBIENTE. órgão público. Base de Dados Geoespaciais. Disponível em:

<https://inea.maps.arcgis.com/apps/MapSeries/index.html?appid=00cc256c620a4393b3d04d2c34acd9ed>.

Acesso em: 22 abr. 2018.

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS, (INPE). órgão público. SRTM. Disponível em:

<http://www.dsr.inpe.br/topodata>. Acesso em: 22 abr. 2018.

LANG, Stefan; BLASCHKE, Thomas. Análise da paisagem com SIG. Oficina de Textos, 2009.

LIU, Xiaoping et al. High-resolution multi-temporal mapping of global urban land using Landsat images based

on the Google Earth Engine Platform. Remote Sensing of Environment, v. 209, p. 227-239, 2018.

LONDE, et al. Desastres relacionados à água no Brasil: perspectivas e recomendações. Ambiente & Sociedade,

v. 17, n. 4, 2014.

LYRA, Guilherme B. et al. Coeficiente de rugosidade de Manning para o rio Paracatu. Revista Brasileira de

Engenharia Agricola e Ambiental-Agriambi, v. 14, n. 4, 2010.

MILARÉ, Édis. Princípios fundamentais do direito do ambiente. Revista dos Tribunais, v. 756, p. 53, 1998.

MILLENNIUM ECOSYSTEM ASSESSMENT, M. E. A. Ecosystems and human well-being. Synthesis, 2005.

PEKEL, Jean-François et al. High-resolution mapping of global surface water and its long-term changes. Nature,

v. 540, n. 7633, p. 418, 2016.

PRICE, Martin F.; GREENWOOD, Gregory B.; SPEHN, Eva M. Introduction: Mountains of Our Future

Earth—Perth 2015. Mountain Research and Development, v. 36, n. 4, p. 403-406, 2016.

SANSEVERO, Jerônimo Boelsums Barreto; SANSEVERO, Bernardo Boelsums Barreto. Ações mitigatórias

para a degradação ambiental: o papel da pesquisa científica. 2013.

Page 12: MAPEAMENTO DE ALTA RESOLUÇÃO E ANÁLISE ...1 MAPEAMENTO DE ALTA RESOLUÇÃO E ANÁLISE ESPACIAL DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO RIO PIABANHA, BRASIL, RJ Yuri Tomaz Martins 1 Sady Junior

12

SANTOS, R. F. Livro Planejamento Ambiental: teoria e prática, ed. Oficina de Textos–São Paulo, v. 184, 2007.

SCHUMM, Stanley A. Evolution of drainage systems and slopes in badlands at Perth Amboy, New Jersey.

Geological society of America bulletin, v. 67, n. 5, p. 597-646, 1956.

SOARES, Leonardo Silva et al. Análise morfométrica e priorização de bacias hidrográficas como instrumento de

planejamento ambiental integrado. Revista do Departamento de Geografia, v. 31, p. 82-100, 2016.

SOUZA, Luiz Alberto. A ferro e fogo: a história e a devastação da Mata Atlântica brasileira. AEDOS, v. 3, n. 8,

1996.

STRAHLER, Arthur N. Quantitative analysis of watershed geomorphology. Eos, Transactions American

Geophysical Union, v. 38, n. 6, p. 913-920, 1957.

TEODORO, Valter Luiz Iost et al. O conceito de bacia hidrográfica e a importância da caracterização

morfométrica para o entendimento da dinâmica ambiental local. Revista Brasileira Multidisciplinar, v. 11, n. 1,

p. 137-156, 2007.

TUNDISI, José Galizia. Recursos hídricos no futuro: problemas e soluções. Estudos avançados, v. 22, n. 63, p.

7-16, 2008.

VILLELA, S.M.; MATTOS, A. Hidrologia aplicada. São Paulo: McGRAW- Hill do Brasil, p. 245, 1975.

WALZ, Ariane; GRÊT-REGAMEY, Adrienne; LAVOREL, Sandra. Social valuation of ecosystem services in

mountain regions. 2016.

WUETHRICH, Bernice. Reconstructing Brazil's Atlantic Rainforest. Science, v. 315, p. 1070-1072, 2007.

ZWIENER, Victor P. et al. Planning for conservation and restoration under climate and land use change in the

Brazilian Atlantic Forest. Diversity and Distributions, v. 23, n. 8, p. 955-966, 2017.