O USO DA TERRA E A DINÂMICA HIDROLÓGICA

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SEMINÁRIO I
VULNERABILIDADES AMBIENTAIS
Prof.ª Taíza Pinho
O USO DA TERRA E A DINÂMICA HIDROLÓGICA
 Ana Flávia Pereira
 Geraldo Sena Júnior 
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
2016/2
O USO DA TERRA E A DINÂMICA HIDROLÓGICA
Comportamento hidrológico e erosivo de bacias de drenagem
Ana Luiza Coelho Netto & André de Souza Avelar
Ana Luiza Coelho Netto
Geógrafa (1973); Mestre em Ciências (1979) e Geografia Física/Geomorfologia pela UFRJ; 
Doutora em Ciências (1985), Geomorfologia/ Geoecologia pela Universidade Católica de Leuven-Bélgica; Pós-Doutorado em Geomorfologia (1987-1988) na Universidade da Califórnia/Berkeley-EUA;
Professora Titular (desde 1998) no Departamento de Geografia do Instituto de Geociências, Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza da UFRJ, coodenadora do GEOHECO - Laboratório de Geo-Hidroecologia (pesquisas integradas em Geomorfologia, Hidrologia e Geoecologia);
Professora-Colaboradora (desde 2005) junto ao Programa de Engenharia Civil/Geotecnia, COPPE/UFRJ. 
Possui graduação em Geologia (1992), mestrado (1996) e doutorado em Engenharia Civil (2003) pela UFRJ;
Atualmente é professor Associado I da UFRJ atuando em pesquisas relacionadas a Geomorfologia, Hidrologia, Geotecnia, Meio Ambiente e Ecologia da Paisagem (Geoecologia);
Possui experiência científica e de consultoria na área de Geociências e Geotecnia, com ênfase em processos geomorfológicos, atuando principalmente em bacias hidrográficas, deslizamento, diagnósticos ambientais, erosão, uso do solo e água.
André de Souza Avelar
Introdução
No mundo, assim como no Brasil, a degradação dos biomas terrestres reflete um rastro histórico, de transformações induzidas, principalmente, pela apropriação, uso e ocupação das terras pelo Homem;
Diante da exploração econômica e predatória dos recursos da natureza, pode-se considerar que grande parte dos sistemas de bacias hidrográficas encontra-se instável;
Esta instabilidade resulta no aumento da vulnerabilidade do meio que habitamos, onde as ameaças e os riscos de desastres relacionados a água tendem a se intensificar;
Discutiremos o papel dessas mudanças na vulnerabilidade das bacias de drenagem e das áreas receptoras, especialmente diante dos perigos e riscos de desastres relacionados aos períodos chuvosos e as ocorrências de chuvas mais intensas;
Riscos acentuados aonde o adensamento populacional é maior e especialmente entre os mais pobres, pois habitam as áreas de maior risco em encostas íngremes, sujeitas a altos índices de erosão por deslizamento.
Área de risco em Angra dos Reis.
Fonte: Scientific American Brasil.
Bacia hidrográfica
Bacia hidrográfica ou bacia de drenagem de um curso d'água é a área onde, devido ao relevo e geografia, a água da chuva escorre para um rio principal e seus afluentes;
A forma das terras fazem com que a água corra por riachos e rios menores para um mesmo rio principal, localizado num ponto mais baixo da paisagem.
Bacia hidrográfica amazônica.
Fonte: Pensamento Verde.
Ciclo hidrológico
A distribuição e movimentação da água no planeta podem ser expressas através do Ciclo Hidrológico;
Fonte: Construindo Futuro .
A distribuição espacial e temporal da água se dá através da interação de fenômenos variados relacionados com a hidrosfera, atmosfera, biosfera e litosfera;
As movimentações hidrológicas através destas camadas resultam em ocorrências de água nas diferentes fases, presentes no ar, oceanos, rios, lagos, seres vivos, solos e rochas.
Balanço hidrológico
É a somatória das quantidades de água que entram e saem de uma certa porção do solo em um determinado intervalo de tempo;
I – O = Δ S
 I, entradas de água
 O, saídas de água
 Δs, estocagem subterrânea
Os balanços hidrológicos têm sido utilizados para estimar parâmetros climáticos e, a partir deles, estabelecer comparações entre as condições predominantes em locais diferentes;
Se a mesma metodologia de cálculo do balanço hídrico for adotada para todos os locais de uma mesma região, é possível identificar os locais climaticamente favoráveis para a exploração de uma determinada cultura a partir da comparação dos resultados obtidos;
Considera-se somente o movimento vertical de água dentro do volume de solo analisado;
O que entra neste sistema é apenas a água da precipitação;
O que sai é resultado da evapotranspiração real e da água que percola abaixo do alcance do sistema radicular das plantas que ali se encontram;
Para área da bacia de drenagem consideram-se como:
entradas (valores positivos): as precipitações (P);
saídas (valores negativos): o conjunto formado pela evaporação (E), evapotranspiração (ET) e a vazão do canal na saída ou desembocadura (V);
resultado do balanço as variações do nível da água subterrânea (ΔES), podendo ser negativo ou positivo.
P – E – ET – V = ΔES
Hierarquia de bacias hidrográficas e articulação da rede de canais
Assim como qualquer sistema, no interior de uma bacia de drenagem e possível delimitar outras sub-bacias, que são escolhidas conforme as necessidades das análises que se pretende fazer;
Representação de uma Represa e suas sub bacias. 
Fonte: Cibergeo.org
A fim de estabelecer um ordenamento hierarquizado da rede de canais que drenam uma bacia, alguns geomorfólogos e hidrólogos propuseram critérios de hierarquização de bacias;
Dentre os critérios mais utilizados destacam-se o de Horton (1933) e o de Strahler (1952);
No critério de Horton cada canal assume uma ordem, sendo que esta ordem se mantém conforme o maior comprimento;
Segundo os critérios de Strahler:
canais que não possuem afluentes são canais de 1ª ordem;
quando dois canais de mesma ordem se encontram, o canal resultante aumenta uma ordem;
quando canais de ordens diferentes se encontram, o canal resultante mantem o valor de maior ordem.
A Classificação segundo Horton	B Classificação segundo Strahler
Mudanças na paisagem
Os aspectos morfológicos das bacias de drenagem, assim como suas amplitudes de relevo, conferem uma rugosidade a paisagem que combina, em sua textura superficial, com as diferentes coberturas de vegetação e de uso e ocupação das terras pelo Homem;
Trata-se de um mosaico dinâmico cuja transformação e impulsionada por forcas da natureza, especialmente climática, ou induzido pelas mudanças de uso e ocupação das terras;
Mudanças e transformação do modelado terrestre
Sob a perspectiva do modelado dos terrenos, podemos dizer que existe uma evidente relação entre tamanho e duração da existência da maioria das formas superficiais terrestres, embora os valores não sejam precisos, pode-se perceber a ordem de magnitude destas;
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Relação Tamanho X Duração das formas segundo Ahnert, 1998.
Fonte: Livro Vulnerabilidade ambiental, cap. 5, pág. 66.
Segundo Ahnert (2002) nas extremidade estão as micro-formas, como as depressões milimétricas originadas pelo impacto da gota de chuva em solo arenoso ou síltico, as quais podem ser destruídas em poucos segundos ou minutos por uma outra gota;
Cessada a chuva, estas micro-depressões podem permanecer por alguns dias;
No outro extremo estão as áreas cratônicas¹ continentais que existem desde as primeiras fases da história da Terra e consistem nos mais antigos componentes dos continentes;
¹Cratônico vem de “craton” que são áreas estáveis da crosta terrestre, muito antigas, como os próprios continentes, e não constituem uma forma específica, mas sim um agregado de formas com grande heterogeneidade de componentes.
Mudanças e transformação sob a perspectiva humana
As mudanças na paisagem também podem ser percebidas numa outra visão espacial e temporal, sob a ótica geográfica, numa perspectiva histórica e atual;
O crescimento demográfico e a expansão urbana desordenados tem sido acompanhados pela alternância entre períodos de degradação florestal e medidas de recuperação e conservaçãoflorestal, associadas as políticas conservacionistas implementadas desde 1960;
Porém, as relações espaciais e temporais da cidade na interface com a floresta não são tão fáceis de serem gerenciadas, especialmente quando a cidade expande e se transforma, cada vez mais rápido, numa metrópole ou megacidade;
Favela do Morro Dona Marta, em Botafogo (Zona Sul do RJ).
Fonte: Revista bibliográfica de Geografia e Ciências Sociais.
A situação se agrava mais ainda quando esta expansão é seguida pelo crescimento demográfico e intensificação da pobreza, aliada a escassez de moradias populares e ausência de medidas reguladoras, mitigadoras ou preventivas de desastres;
Nas encostas, os perigos e riscos decorrem, principalmente, do aumento da suscetibilidade a erosão, especialmente associada aos movimentos de massa (ou deslizamentos) e, nas terras baixas, as enchentes;
A crescente vulnerabilidade ambiental e social das áreas de favelas, tanto nas encostas como nas planícies ou baixadas costeiras, anuncia os perigos e os riscos de desastres relacionados as chuvas intensas e especialmente nos períodos mais chuvosos;
Nestas últimas, a carência de infraestrutura de saneamento básico potencializa a magnitude dos desastres.
Área de encosta com construções irregulares.
Fonte: Mundo Educação.
Respostas hidrológicas às mudanças
Para compreender as respostas hidrológicas as mudanças ambientais decorrentes dos diferentes modos de uso e ocupação das terras e necessário, primeiro, conhecer o comportamento hidrológico em ambientes representativos das diferentes regiões naturais, ou seja, conhecer o comportamento do gradiente de formações florestais a campestres.
Respostas hidrológicas a degradação florestal na interface com áreas urbana
Existem muitas medidas governamentais voltadas a proteção das florestas remanescentes;
No entanto, comumente observa-se que uma vez aumentada a pressão econômica ou social sobre determinadas áreas, estas medidas são desobedecidas pela população, e o resultado é a retração florestal;
Fonte: Google imagens.
Isto certamente resulta em mudanças na dinâmica dos processos hidrológicos e erosivos, devido a difícil convivência da cidade com a floresta.
			Figura 5.9
Interações biota-solo-água.
1 - Floresta conservada; 2 - Floresta degradada ; 3 - Gramíneas e 4 - Solo exposto. 
Fonte: VULNERABILIDADE AMBIENTAL: desastres naturais ou fenômenos induzidos?
Cap. 5 pág. 70 figura 5.9 
Respostas hidrológicas a degradação florestal na interface com áreas rurais
Historicamente, a devastação das florestas brasileiras tem sido associadas as queimadas induzidas, para “limpeza” do solo, seguindo-se a atividade agrícola e/ou pastoril;
Assim como hoje vem ocorrendo nas regiões da Floresta Amazônica ou do Cerrado, a Mata Atlântica foi devastada a partir de meados do século XVIII para dar lugar as monoculturas cafeeiras;
A substituição das áreas florestadas por plantios de café resultou em modificações capazes de gerar danos como:
onde prevalecia a infiltração e estocagem das chuvas em encostas mais estáveis, agora, prepondera o escoamento superficial do tipo hortoniano;
altas taxas de erosão;
		Figura 5.11
Ravinamento em beira de rua asfaltada, iniciado a partir do bueiro de drenagem, indicado pela seta o qual descarrega diretamente no solo adjacente.
Foto: A.L. Coelho Netto.
A substituição da cafeicultura pela pecuária extensiva no domínio das colinas do vale do Paraíba, que atravessou o século XX, trouxe novas alterações no comportamento hidrológico e erosivo das encostas;
A cobertura do solo com gramíneas favoreceu a proliferação da formiga saúva e o adensamento de raízes no topo do solo aumentou a capacidade de infiltração da água;
A redução da transmissão e percolação da água abaixo da camada mais enraizada permitiu a saturação do topo do solo durante as chuvas mais intensas, possibilitando a entrada do escoamento superficial através dos olheiros do sauveiro;
Este aumento da infiltração de água nos solos propiciou a recarga dos aquíferos subterrâneos e, por conseguinte, favoreceu a exfiltração dos fluxos d’água subterrâneos, principalmente na porção inferior das bordas dos canais principais;
Sob condições de descarga crítica nas faces de exfiltração ocorreu a erosão por excesso de poropressão e formaram-se túneis erosivos, os quais, ao atingirem certo tamanho, provocaram o colapso das bordas do canal, estas mudanças reativaram, então, a formação regressiva dos canais (tipo voçorocas); 
Fonte: Embrapa
Com o aprofundamento destes canais e remoção dos depósitos quaternários que até então preenchiam os fundos de vales nas cabeceiras de drenagem, ocorre a exumação da água proveniente do aquífero subterrâneo através de fraturas subverticais, propiciando o aumento das taxas de erosão.
		
			Figura 5.12
Mudanças sucessivas de uso das terras e resultantes hidrológicas no domínio de colinas do rio Paraíba do Sul.
I -Floresta Atlântica (8.000 anos atrás até meados do século XVIII): ambiente de infiltração e estocagem;
II-Monocultura cafeeira (até o final do século XIX): ambiente de escoamento superficial hortoniano;
III-Gramíneas/Pastagem + Saúvas (atual): ambiente de infiltração e recarga dos aquíferos e
IV-Plantio de Eucalipto em “ilhas” circundadas por gramíneas (a partir de 2000): ambiente de infiltração e recarga desconhecida.
Sugestões de prevenção e/ou remediação diante dos eventos adversos
Acompanhamento das tendências hidrológicas em todo o território nacional com a análise da evolução das chuvas, dos níveis e das vazões dos rios e reservatórios, da previsão do tempo e do clima;
Realização de simulações matemáticas que auxiliem na prevenção de eventos hidrológicos críticos;
Intensificação da fiscalização por parte do município a fim de coibir a habitação em áreas de risco como encostas;
Tentar conscientizar as pessoas de que deslizamentos tem suas chances aumentadas quando morros são escavados abrindo plataformas para instalarem as casas, uma vez que aumenta localmente a declividade e a infiltração de água no terreno.
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		(Algum outro se vc lembrar)
Considerações finais
O grau de desenvolvimento econômico do país está refletido na situação de comprometimento ambiental em que se encontra;
Nas regiões metropolitanas, a poluição tem se acentuado ao longo dos anos, tanto ao que se refere à vertente hídrica quanto atmosférica e também na contaminação do solo, haja vista a industrialização e o crescimento populacional;
O componente ecológico-chave para a manutenção do desenvolvimento é uma mudança em direção ao cuidado preventivo do meio ambiente, onde seria o principal objetivo a longo prazo na proteção ambiental.
“O homem é parte da natureza e sua guerra contra a natureza é inevitavelmente uma guerra contra si mesmo...
Temos pela frente um desafio como nunca a humanidade teve, de provar nossa maturidade e nosso domínio, não da natureza, mas de nós mesmos.”
Rachel Carson
Obrigado!
Referências bibliográficas
Livro VULNERABILIDADE AMBIENTAL: desastres naturais ou fenômenos induzidos?
Capítulo 5 - O uso da terra e a dinâmica hidrológica. 
Meio ambiente
<http://portal.mec.gov.br/setec/arquivos/pdf/meioambi.pdf>
Acesso em 9/9/16
Defesa civil
<http://www.defesacivil.pr.gov.br/arquivos/File/AdministracaodeDesastres.pdf>
Acesso em 10/9/16