UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO              CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS    PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO V...
JOÃO BATISTA DE OLIVEIRA GOMESMORFOMETRIA E QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS DO              MUNICÍPIO DE GUAÇUÍ-ES       ...
Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP)(Biblioteca Setorial de Ciências Agrárias, Universidade Federal do ...
JOÃO BATISTA DE OLIVEIRA GOMES  MORFOMETRIA E QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS DO                MUNICÍPIO DE GUAÇUÍ-ESDis...
ii                                AGRADECIMENTO        Não se chega a lugar algum sozinho, toda vitória é uma conquista co...
iii"Toda grande caminhada começa como primeiro passo."                     Mao Tse Tung
iv                                                       SUMÁRIOLISTA DE TABELAS.............................................
v            3.2.4 Razão de elongação (Re).........................................................                39     ...
vi              4.3.8 Boro e ferro...............................................................................         ...
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111 INTRODUÇÃOAproximadamente 70% da superfície do planeta é ocupada por água. SegundoRebouças et al. (2006), a água do pl...
12água define-se por uma ou mais características de ordem física, química oubiológica. Quando se fala na avaliação da qual...
132 REVISÃO DE LITERATURA2.1 Qualidade da água em bacias hidrográficasA água, devido às suas propriedades de solvente e à ...
14materiais de origem, à evolução da biodiversidade e até a ocupação humana(VANZELA, 2004).Nas bacias com cobertura de flo...
152.1.1 Critérios para estabelecer a qualidade da água para a agriculturaSegundo Ayers & Westcot (1991) e Almeida (2010), ...
16Sólidos suspensosA origem dos sólidos suspensos pode ser natural ou antrópica, sendo a contribuiçãoantrópica, a grande r...
17concentração de partículas em suspensão, mas depende também do tamanho, cor ecomposição mineral dessas partículas (SANTO...
18provocando queda da produção ou até mesmo a morte de plantas mais sensíveis oque inviabilizaria a área para o plantio co...
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22BoroO boro, mesmo que em pequenas proporções, é um elemento essencial para asplantas, porém as quantidades devem ser mín...
23como na forma Fe⁺⁺⁺. Já em condições alcalinas, pode ocorrer sua precipitação einsolubilização.ManganêsPouco presente na...
24estão sempre presentes no trato intestinal humano e de outros animais de sanguequente, sendo eliminadas em grande quanti...
25A qualidade da água, segundo Hunsaker et al. (1998), resulta de fatoresgeomórficos, climáticos, hidrológicos e biológico...
26No Caparaó, mais de 75% da microrregião apresenta declividades acima de 30%.Áreas com declividade acidentada são muito f...
27ou a concordância foi exatamente a esperada pelo acaso. Um eventual valor deKappa menor que 0 (zero) ou negativo, signif...
28classificação de um objeto é confiável, é necessário ter este objeto caracterizado ouclassificado várias vezes.2.4 Legis...
29Tabela 2 - Classes e usos relativos à água doce conforme Resolução CONAMA           20/86 (BRASIL-MMA, 1986)       CLASS...
30àqueles adotados por Ayers & Westcot (1991); Almeida (2010), além das resoluçõesCONAMA 357/05 (BRASIL-MMA, 2005) e CONAM...
31Segundo a Academia Nacional de Ciências dos EUA (1972), os valores aceitáveis decondutividade elétrica para o gado devem...
32animais que bebem água com concentrações próximas ou superiores aos valoresnela indicados, segundo Ayers & Westcot, (199...
33meteorológicos, destinados principalmente aos estudos climáticos e atmosféricos,mas são também utilizados no SR (CROSTA,...
34Geográficas (SIG), procedimento este, que poder ser realizado de modo manual ouautomático (CARDOSO et al., 2006).A deriv...
353 MATERIAL E MÉTODOS3.1 Caracterização da área de estudoA área de estudo compreende 10 (dez) microbacias, localizadas a ...
36A bacia é uma das mais importantes áreas agrícolas do município por ser formadabasicamente por pequenas propriedades de ...
37As coletas de água superficial aconteceram de setembro de 2010 a agosto de 2011,totalizando 9 coletas em 10 pontos amost...
38Figura 2 - Mapa da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago e localização das           microbacias ocupadas com vege...
393.2.1 Área da baciaÁrea (limite) da bacia foi elaborada seguindo a delimitação mais usual, que é a dedivisor topográfico...
40bacia à enchentes tomando por base sua forma, assim, quanto maior o valor de Re,mais próximo de um círculo a bacia será ...
413.2.7 Densidade de drenagem (Dd)Este índice relaciona o comprimento total dos canais com a área da bacia dedrenagem. Ess...
42velocidade. A SIN é representada pela relação entre o comprimento do rio principal(Lp) e o comprimento de seu talvegue (...
433.2.12 Índice de rugosidade (HD)O índice de rugosidade combina as qualidades de declividade e comprimento dasvertentes c...
443.2.15 Fator topográficoO fator topográfico (Ft) procura analisar as relações entre os parâmetrosmorfométricos das bacia...
45com a água do local de coleta, no mínimo 3 vezes, mergulhados no corpo hídricoaproximadamente 15 a 30 cm abaixo da super...
464 RESULTADOS E DISCUSSÃO4.1 MorfometriaA Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago possui área de drenagem igual a103,...
47A microbacia em estudo apresenta ainda um valor de razão de elongação de 1,67,sendo que a tendência para maiores enchent...
Morfometria e qualidade da água em microbacias do município de Guaçuí-ES
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Morfometria e qualidade da água em microbacias do município de Guaçuí-ES

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL JOÃO BATISTA DE OLIVEIRA GOMESMORFOMETRIA E QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS DO MUNICÍPIO DE GUAÇUÍ-ES ALEGRE, ES 2012
  2. 2. JOÃO BATISTA DE OLIVEIRA GOMESMORFOMETRIA E QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS DO MUNICÍPIO DE GUAÇUÍ-ES Dissertação apresentada à Universidade Federal do Espírito Santo, como parte das exigências do Programa de Pós- Graduação em Produção Vegetal, para obtenção do título de Mestre em Produção Vegetal. Orientador: Prof. Dr. Alexandre Cândido Xavier Co-orientadora: Profª. Dra. Mirna Aparecida Neves ALEGRE, ES FEVEREIRO – 2012
  3. 3. Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP)(Biblioteca Setorial de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil) Gomes, João Batista de Oliveira, 1961-G 633m Morfometria e qualidade da água em microbacias do município de Guaçuí-ES / João Batista de Oliveira Gomes. – 2012. 78 f. : il. Orientador: Alexandre Cândido Xavier. Coorientadora: Mirna Aparecida Neves. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Agrárias. 1. Água. 2. Qualidade. 3. Físico-química – Análise. 4. Recursos hídricos. 5. Bacias hidrográficas. 6. São Tiago, Ribeirão, Bacia. 7. Guaçuí (ES). I. Xavier, Alexandre Cândido. II. Neves, Mirna Aparecida. III. Universidade Federal do Espírito Santo. Centro de Ciências Agrárias. IV. Título. CDU: 63
  4. 4. JOÃO BATISTA DE OLIVEIRA GOMES MORFOMETRIA E QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS DO MUNICÍPIO DE GUAÇUÍ-ESDissertação apresentada à Universidade Federal do Espírito Santo, como parte dasexigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, para obtenção dotítulo de Mestre em Produção Vegetal. Aprovada: 27 de fevereiro de 2012. COMISSÃO EXAMINADORA _____________________________________ Prof. Dr. Alexandre Cândido Xavier Universidade Federal do Espírito Santo Orientador _____________________________________ Prof. Dr. Roberto Avelino Cecílio Universidade Federal do Espírito Santo _____________________________________ Prof. Dr. Otacílio José Passos Rangel Instituto Federal do Espírito Santo
  5. 5. ii AGRADECIMENTO Não se chega a lugar algum sozinho, toda vitória é uma conquista coletiva edessa forma quero expressar minha gratidão com quem muito contribui com nossacaminhada. Agradeço a DEUS por essa vitória, sabemos que nada acontece se não forda sua vontade. Agradeço à Tida minha esposa e amiga. Obrigado por acreditar em mimnos momentos mais difíceis. Agradeço aos professores das disciplinas cursadas: Dr. Aderbal Gomesda Silva, Dr. Alexandre Rosa dos Santos, Dr. Roberto Avelino Cecílio e Dr. EdivaldoFialho dos Reis, pelos ensinamentos durante as aulas. Agradeço aos orientadores Dr. Alexandre Cândido Xavier e Drª. Mirnaaparecida Neves por me aceitar como orientando e terem feito deste trabalho onosso desafio. Foram sensíveis às nossas limitações sem, no entanto abrirem mãoda qualidade na pesquisa. Agradeço aos amigos Paulinho, Ana Paula, Maycon Hollanda, Jairo,Mineiro, Cabral e Márcia Francisquini, pela ajuda, disponibilidade e companheirismo.E em especial ao grande amigo João Paulo que me adotou durante esses doisanos. Serei sempre grato a você amigo. Agradeço ao Sr. Nilton José de Araújo, responsável pela subestação deGuaçuí, pelos dados pluviométricos. Agradeço ao Hamilton Robé, por ter viabilizado a análise microbiológica. Agradeço ao Centro de Ciências Agrárias, por ter-me oportunizado umacapacitação de alto nível. Agradeço à Prefeitura Municipal de Guaçuí, Secretaria Municipal deEducação, pela parceria e liberação em horários de atividades acadêmicas. Muito Obrigado.
  6. 6. iii"Toda grande caminhada começa como primeiro passo." Mao Tse Tung
  7. 7. iv SUMÁRIOLISTA DE TABELAS.......................................................................................... viiLISTA DE FIGURAS........................................................................................... viiiRESUMO............................................................................................................ ixABSTRACT......................................................................................................... x1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 112 REVISÃO DE LITERATURA........................................................................... 13 2.1 Qualidade da água em bacias hidrográficas................................. 13 2.1.1 Critérios para estabelecer a qualidade da água para a agricultura............................................................................... 14 2.1.1.1 Características físicas de qualidade da água............. 15 2.1.1.2 Características químicas de qualidade da água........ 17 2.1.1.3 Características biológicas da qualidade da água...... 232.2 Uso e cobertura do solo e qualidade da água......................................... 24 2.3 Validação do mapeamento de cobertura do solo........................... 26 2.4 Legislação normativa da qualidade da água................................. 27 2.5 Qualidade da água para dessedentação de animais..................... 30 2.6 Sensoriamento remoto..................................................................... 32 2,7 Morfometria........................................................................................ 333 MATERIAL E MÉTODOS................................................................................. 35 3.1 Caracterização da área de estudo................................................... 35 3.2 Morfometria da bacia hidrográfica do Ribeirão de São Tiago...... 38 3.2.1 Área da bacia............................................................................ 39 3.2.2 Coeficientes de compacidade (Kc)......................................... 39 3.2.3 Fator de forma (Kf)................................................................... 39
  8. 8. v 3.2.4 Razão de elongação (Re)......................................................... 39 3.2.5 Índice de circularidade (Ic)...................................................... 40 3.2.6 Índice entre o comprimento e a área da bacia (ICO)............. 40 3.2.7 Densidade de drenagem (Dd).................................................. 41 3.2.8 Densidade hidrográfica (Dh).................................................... 41 3,2,9 Sinuosidade do curso (S/N)..................................................... 41 3.2.10 Coeficientes de torrencialidade (Ct)..................................... 42 3.2.11 Índice de sinuosidade............................................................ 42 3.2.12 Índice de rugosidade (HD)..................................................... 43 3.2.13 Razão de relevo (RR).............................................................. 43 3.2.14 Razão de relevo relativo (Rrl)................................................ 43 3.2.15 Fator topográfico................................................................... 44 3.2.16 Razão de textura (T)............................................................... 44 3.3 Coletas das amostras de água........................................................ 44 3.4 Análise das amostras de água......................................................... 454 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................ 46 4.1 Morfometria........................................................................................ 46 4.2 Mapeamento do uso e cobertura do solo....................................... 53 4.3 Análises das amostras de água...................................................... 54 4.3.1 Sólidos suspensos................................................................... 56 4.3.2 Turbidez..................................................................................... 58 4.3.3 Temperatura.............................................................................. 59 4.3.4 Potássio.................................................................................... 59 4.3.5 Potencial hidrogeniônico (pH)................................................ 61 4.3.6 Sólidos totais dissolvidos e condutividade elétrica............. 61 4.3.7 Razão de adsorção do sódio................................................... 62
  9. 9. vi 4.3.8 Boro e ferro............................................................................... 63 4.3.9 Parâmetros microbiológicos................................................... 64 4.4 Efeitos das estações de chuva e estiagem na qualidade da água......................................................................................................... 65 4.5 Efeitos do uso do solo e componentes ambientais na qualidade da água.................................................................................................... 675 CONCLUSÃO.................................................................................................. 686 REFERÊNCIAS................................................................................................ 69
  10. 10. vii LISTA DE TABELASTabela 1 – Valores de Kappa e interpretação segundo Landis & Koch (1977).... 27Tabela 2 - Classes e usos relativos à água doce conforme Resolução CONAMA 20/86.................................................................................. 29Tabela 3 - Limites estabelecidos para a classificação da qualidade da água para a irrigação................................................................................... 30Tabela 4 - Guia de qualidade de água para dessedentação de animais............ 31Tabela 5 - Níveis de Mg sugeridos nas águas para o gado e aves..................... 32Tabela 6 - Histórico de precipitação média mensal entre os anos de 1940 e 2009 e precipitação média dos anos 2010 e 2011............................. 36Tabela 7 - Coordenadas geográficas dos pontos de coleta, área total das microbacias e áreas ocupadas com vegetação nativa (VN), uso agrícola (AG) e mista (MC)................................................................. 37Tabela 8 - Características geométricas calculadas para a microbacia do Ribeirão de São Tiago........................................................................ 46Tabela 9 - Características da hidrografia da Bacia do Ribeirão de São Tiago.... 47Tabela 10 - Características do relevo da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago................................................................................................... 49Tabela 11 - Análise morfométrica das dez microbacias da bacia do Ribeirão de São Tiago........................................................................................... 52Tabela 12 - Resultado do cálculo da acurácia do usuário, do produtor e índice kappa.................................................................................................. 54Tabela 13 - Concentração média dos parâmetros de qualidade das águas superficiais das microbacias estudadas no período de chuva........... 55Tabela 14 - Concentração média dos parâmetros de qualidade das águas superficiais das microbacias estudadas no período de estiagem...... 56Tabela 15 - Resultados de sólidos suspensos de acordo com os padrões de qualidade da água para a irrigação.................................................... 57Tabela 16 - Resultados de turbidez em relação aos padrões de qualidade da água para a irrigação.......................................................................... 59Tabela 17 - Resultados da concentração de potássio em relação aos padrões de qualidade da água para a irrigação............................................... 61Tabela 18 - Distribuição dos resultados da concentração de coliformes de acordo com os padrões de qualidade de água para a irrigação........ 65
  11. 11. viii LISTA DE FIGURASFigura 1 – Localização da bacia hidrográfica do Ribeirão de São Tiago em relação ao município de Guaçuí e ao Estado do Espírito Santo........ 35Figura 2 – Mapa da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago e localização das microbacias ocupadas com vegetação nativa, uso agrícola e bacia mista......................................................................................... 38Figura 3 – Declividade do álveo da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago................................................................................................... 49Figura 4 – Mapa de altitude da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago.... 50Figura 5 – Mapa de uso do solo e localização das microbacias (AG- área agrícola, VN- área com vegetação nativa e MC- bacia mista) da área de estudo.............................................................................. 53Figura 6 – Razão de Adsorção de Sódio – RAS (meq L¯¹) nas microbacias estudadas. Valores normais ficam entre 0 e 15 mmol L¯¹.................. 63Figura 7 – Histórico pluviométrico do período (1940/2009) e médias pluviométricas dos anos 2010 e 2011................................................ 65
  12. 12. ix RESUMONo cenário mundial, a água passou a se tornar progressivamente um recursodisputado, tanto pela sua disponibilidade quantitativa, quanto qualitativa, para osmais diferentes usos. O acesso à água de boa qualidade deve ser garantido a todosos habitantes do planeta como direito básico de todos os seres vivos. O objetivo doestudo foi avaliar a morfometria e a qualidade da água superficial em microbacias nomunicípio de Guaçuí, localizado no sul do Estado do Espírito Santo, na Região daSerra do Caparaó. Foram selecionadas 10 microbacias da bacia do Ribeirão de SãoTiago. Para o mapeamento e análise morfométrica das microbacias, foram utilizadasFerramentas de Sistema de Informações Geográficas (SIGs). Para validação dosmapas usou-se a medida Kappa. Avaliaram-se 16 parâmetros físico, químicos ebiológicos para determinar a qualidade da água e compará-los com os limitespermitidos pela legislação. As coletas aconteceram entre os meses desetembro/2010 a agosto/2011 nos períodos de chuva e estiagem. A análisemorfométrica mostrou que a bacia não está sujeita a enchentes e que suadeclividade influencia na qualidade da água. As amostras analisadas mostraram queos parâmetros Sólidos Suspensos nas bacias com área agrícola, pastagens, café,frutas e hortaliças (AG), 10% apresentam uso moderado de uso e Turbidez, nasbacias de uso misto, agricultura e vegetação nativa (MC) apresentam 20% com usoinadequado para a agricultura. Nas bacias mistas (MC), período das chuvas, osníveis de potássio ficaram acima do recomendado para agricultura. As análisesmostraram que o parâmetro coliforme termotolerante está fora dos limitesrecomendados pelo Ministério da Saúde para consumo humano.Palavras-chave: Morfometria. Qualidade da água. Parâmetro fisico-químico. Baciado Ribeirão de São Tiago.
  13. 13. x ABSTRACTGlobally, the water has become an increasingly contested resource, both for itsavailability quantitative and qualitative, for the most different uses. Access to goodwater quality must be guaranteed to all inhabitants of the planet as a basic right of allliving beings. The aim of this study was to evaluate the morphology and surfacewater quality in watersheds in the county Guaçuí, located in the southern state ofEspírito Santo, in the region of Serra do Caparaó. It Was selected 10 watersheds ofthe basin of the Ribeirão São Tiago. For mapping and morphometric analysis ofmicro, tools were used Geographic Information System (GIS). For validation of themaps used to measure Kappa. Sixteen parameters were evaluated physical,chemical and biological agents to determine the water quality and compare them tothe extent permitted by law. Sampling took place between the months of theSeptember/2010 to august/2011 during the rainy and dry seasons. The morphometricanalysis showed that the basin is not subject to flooding and that its slope influenceson water quality. The samples showed that the parameters suspended solids in thebasins to cropland, pasture, coffee, fruits and vegetables (AG), 10% has moderateuse of use and Turbidity in the basin mixed-use, agriculture and native vegetation(MC) are 20% with inappropriate use for agriculture. Basins mixed (MC), the rainyseason, potassium levels were above the recommended level for agriculture.Analyzes showed that thermotolerant coliform parameter is outside the limitsrecommended by the Ministry of Health for human consumption.Keywords: Morphometric. water quality. Physico-chemical parameter. The basin ofthe Ribeirão São Tiago.
  14. 14. 111 INTRODUÇÃOAproximadamente 70% da superfície do planeta é ocupada por água. SegundoRebouças et al. (2006), a água do planeta se distribui em 97,5% de água salgada e2,5% de água doce, sendo que desse percentual de água doce, apenas 0,26% é defácil acesso (rios, lagos e represas). A quantidade de água potável em relação a todaa água do planeta não passa de 0,0002% (WWF BRASIL, 2011). Mesmo parecendopouca água doce disponível, essa água é mais que suficiente para atender àdemanda mundial, mas quando a análise é feita usando uma escala regional oulocal, em alguns casos o recurso passa a ser insuficiente.No cenário mundial, o Brasil destaca-se com 12% do total de água doce do planeta,tendo o Aquífero Guarani como o maior reservatório de água subterrânea do mundo(REBOUÇAS et al., 2006).Embora a água seja vista como um recurso abundante, no país existe áreas muitocarentes a ponto de transformá-la em um bem limitado às necessidades do homem.Normalmente, a sua escassez é muito mais grave em regiões onde odesenvolvimento ocorreu de forma desordenada, provocando a deterioração daságuas disponíveis devido ao lançamento indiscriminado de esgotos domésticos,despejos industriais, agrotóxicos e outros poluentes (MOITA & CUDO, 1991).A região do Caparaó, situada no sudeste brasileiro, possui elevada disponibilidadehídrica. Das Serras do Caparaó saem águas que contribuem com importantes baciashidrográficas: Bacia do Rio Doce, Bacia do Rio Itapemirim e Bacia do RioItabapoana.Segundo Ayers & Westcot (1991), o conceito de qualidade de água refere-se àscaracterísticas que podem afetar sua adaptabilidade para uso específico.Determinados usos podem ter diferentes requisitos de qualidade. Assim, uma águapode ser considerada de melhor qualidade, se produzir melhores resultados, oucausar menos problemas ao ser utilizada. Uma água de excelente qualidade parairrigação pode não ser apropriada para uso urbano e vice-versa.Segundo Arcova et al. (1998), os vários processos que controlam a qualidade daágua de determinado manancial fazem parte de um frágil equilíbrio, motivo pelo qualalterações de ordem física, química ou climática podem modificar a sua qualidade.Para Ayers & Wescot (1991), Merten & Minella (2002) e Lima (2008), a qualidade da
  15. 15. 12água define-se por uma ou mais características de ordem física, química oubiológica. Quando se fala na avaliação da qualidade da água para a irrigação, deve-se levar em conta, principalmente, as características físicas, químicas e biológicas,porque poucas são as vezes em que outros fatores são considerados importantespara esta avaliação (AYERS & WESTCOT, 1991).O objetivo geral do trabalho foi avaliar a morfometria e a qualidade da água de 10(dez) microbacias da bacia hidrográfica do Ribeirão de São Tiago com a legislaçãovigente, utilizando-se de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Como objetivosespecíficos foram feitos a análise morfométrica, o mapeamento do uso do solo e acomparação dos dados de qualidade da água com a legislação vigente para uso naagricultura.Os resultados obtidos na pesquisa podem contribuir para o planejamento egerenciamento integrado dos espaços rurais no que se refere tanto à melhoria emanutenção da qualidade dos recursos naturais quanto na utilização das águas paraos diversos fins.
  16. 16. 132 REVISÃO DE LITERATURA2.1 Qualidade da água em bacias hidrográficasA água, devido às suas propriedades de solvente e à sua capacidade de transportarpartículas, incorpora diversas impurezas, as quais definem sua qualidade (VON-SPERLING, 2005). A qualidade da água exerce influência direta na integridade dabacia hidrográfica que, por sua vez, está ligada a fatores de ordem natural eantrópica, entre os quais estão o clima, a cobertura vegetal, a topografia, a geologia,bem como o tipo, o uso e o manejo do solo da bacia hidrográfica (VAZHEMIN, 1972).Como decorrência do crescimento populacional, a necessidade do aumento daprodução agrícola tornou-se eminente, o que levou a um uso intensivo do solo. Emconsequência, a disponibilidade e a qualidade da água são modificadas, o que podetrazer sérios problemas em seu uso.O potencial de contaminação dos cursos de água é extremamente elevado quandose tem uma agricultura intensiva com utilização excessiva de fertilizantes eagrotóxicos em solos pouco profundos e de alta declividade, ou seja, em ambientesecologicamente frágeis (MERTEN & MINELLA, 2002) especialmente durante operíodo de intensa precipitação pluviométrica (TAKEDA et al., 2009).A adoção da bacia hidrográfica como unidade de planejamento é de aceitaçãointernacional, não apenas porque ela representa uma unidade física bemcaracterizada, tanto do ponto de vista de integração como da funcionalidade de seuselementos, mas também porque toda área de terra, por menor que seja, se integra auma bacia (PISSARRA, 1998).Segundo Ramos (1989), uma bacia hidrográfica pode ser entendida como uma áreaonde a precipitação é coletada e conduzida para seu sistema de drenagem natural,isto é, uma área composta de um inter-relacionado sistema de drenagem naturalonde o movimento de água superficial inclui todos os usos da água e do soloexistentes na localidade. Sendo assim, uma bacia hidrográfica, em seu aspecto maisamplo de definição, pode ser considerado um ecossistema dinâmico com váriasinterferências, onde sua formação ao longo do tempo envolve aspectos relativos aociclo hidrológico, ao processo de formação dos solos, às transformações de seus
  17. 17. 14materiais de origem, à evolução da biodiversidade e até a ocupação humana(VANZELA, 2004).Nas bacias com cobertura de floresta natural, a vegetação promove a proteçãocontra a erosão do solo, a sedimentação e a lixiviação excessiva de nutrientes(SOPPER, 1975), sendo essas áreas muito importantes para manter oabastecimento de água de boa qualidade. Por outro lado, as práticas que se seguemapós a retirada das árvores tendem a produzir intensa degradação da qualidade daágua (BROWN, 1988).Segundo o Código Florestal Brasileiro, em nascentes (mesmo intermitentes) e olhosd’água, a distância a ser preservada com mata é de no mínimo 50 m (BRASIL-Lei n°4.771/65). No entanto, o que se observa muitas vezes é que as atividades agrícolasnão respeitam esse limite.Segundo Oliveira-Filho et al. (1994), a devastação das matas ciliares tem contribuídopara o assoreamento, o aumento da turbidez das águas, o desequilíbrio do regimedas cheias, a erosão das margens de grande número de cursos d’água, além docomprometimento da fauna silvestre.Arcova & Cicco (1997) salientam que, nas microbacias de uso agrícola, quandocomparadas às de uso florestal, o transporte de sedimentos e a perda de nutrientessão maiores. Para Von-Sperling (2005), os sistemas aquáticos são receptores dasdescargas resultantes das várias atividades humanas nas bacias hidrográficas.Como as áreas florestadas não perturbadas são a melhor condição desejada doponto de vista da proteção dos recursos hídricos, o monitoramento hidrológico dasmicrobacias com vegetação natural remanescente serve como referência para acomparação com outras microbacias impactadas. Diversos estudos sobre aqualidade da água em microbacias têm sido realizados (ARCOVA & CICCO, 1999;MOLINA, 2006; FRANCO, 2008; BERTOSSI, 2011), mostrando assim apreocupação de estudiosos e pesquisadores com a qualidade e uso de nossosrecursos hídricos.
  18. 18. 152.1.1 Critérios para estabelecer a qualidade da água para a agriculturaSegundo Ayers & Westcot (1991) e Almeida (2010), dentre os vários critérios paraestabelecer a qualidade da água, principalmente para uso em irrigação, deve-seconsiderar aqueles que afetam principalmente a conservação do solo, o rendimentoe qualidade das colheitas, a problemas nos sistemas de irrigação e danos nosequipamentos de bombeamentos.Para caracterizar uma água, são determinados diversos parâmetros, os quaisrepresentam as suas características físicas, químicas e biológicas. Essesparâmetros são indicadores da qualidade da água quando alcançam valoressuperiores aos estabelecidos para determinado uso. Os principais indicadores dequalidade da água são discutidos a seguir, separados sob os aspectos físicos,químicos e biológicos.2.1.1.1 Características físicas de qualidade da águaA água pode conter naturalmente uma grande quantidade de impurezas,características de seu ciclo hidrológico. Na sua queda em forma de chuva, inicia-seum processo de alteração da qualidade da água. Entre os problemas mais comuns épossível citar a incorporação de materiais como: areia, argila, material orgânico emsuspensão e até mesmo organismos vivos da fauna e da flora do meio. A esseconjunto de materiais dá-se o nome de sólidos da água (ALMEIDA, 2010).SólidosPara a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de SãoPaulo (CETESB, 2011), os sólidos nas águas correspondem a toda matéria quepermanece na água como resíduo, mesmo após a evaporação, secagem oucalcinação durante um tempo fixado e a uma determinada temperatura.Complementando, Von-Sperling (2005), cita que os sólidos são constituídos portodas as partículas orgânicas e inorgânicas, suspensas ou dissolvidas na água,excluindo-se os gases. Dessa forma, pode-se classificar os sólidos em: sólidossuspensos, que se referem às pequenas partículas sólidas que se mantém emsuspensão em água e sólidos dissolvidos.
  19. 19. 16Sólidos suspensosA origem dos sólidos suspensos pode ser natural ou antrópica, sendo a contribuiçãoantrópica, a grande responsável pela deposição de material sólido nos cursoshídricos. Este parâmetro qualitativo das águas é constituído por partículas de areias,siltes, e algumas partículas de argilas com diâmetros de 10¯³ micrômetros esuperiores a esse valor (VANZELA, 2004).Em áreas agrícolas, os sólidos chegam aos cursos hídricos através de chuvas queprovocam o escorrimento superficial de áreas erodidas ou de solos sem vegetação,principalmente devido a manejos inadequados de culturas, ainda praticados poralguns produtores rurais. Consequentemente, a deposição desses materiais noscursos hídricos compromete as características qualitativas de suas águas (COELHOet al., 2002).Não há dúvidas de que qualquer material sólido suspenso na água em altasconcentrações pode vir a prejudicar também o sistema de bombeamento etubulação, em função do desgaste excessivo das partes móveis da bomba e dasparedes da tubulação, podendo ocasionar inclusive sérios problemas de obstruçãofísica em sistemas de irrigação localizada (ALMEIDA, 2010).Sólidos dissolvidosOs sólidos dissolvidos compreendem os sais e outros materiais de diâmetro inferiora 10¯³ micrômetros que se encontram solubilizados na água (VANZELA, 2004). Aspartículas menores, capazes de passar por um papel de filtro de 3 µm,correspondem aos sólidos dissolvidos, enquanto que as de maiores dimensões,retidas pelo filtro, são denominadas de sólidos em suspensão (VON SPERLING,2005).TurbidezA turbidez é a medida da alteração da transparência da água devido à presença demateriais em suspensão que interferem na passagem de luz através do fluido, pelofato dos mesmos não estarem dissolvidos. A presença de materiais em suspensãopode ter sua origem em materiais orgânicos (algas, bactérias e plâncton em geral)ou inorgânicos (areia, silte e argila) (VON-SPERLING, 2005; CETESB, 2011). Noentanto, faz-se necessário considerar que a turbidez não depende somente da
  20. 20. 17concentração de partículas em suspensão, mas depende também do tamanho, cor ecomposição mineral dessas partículas (SANTOS et al., 2007).TemperaturaParâmetro pouco estudado e considerado de grande importância e relevância poralguns estudiosos de qualidade de água para a agricultura, a temperatura da águainterfere em parâmetros físicos e químicos que, por sua vez, podem afetar aqualidade das águas de irrigação (ALMEIDA, 2010).Variações de temperatura são parte do regime de corpos de água naturaisapresentando variações sazonais e diurnas, bem como estratificação vertical ehorizontal. A temperatura superficial é influenciada por fatores, tais como: latitude,altitude, estação do ano, período do dia e taxa de fluxo (CETESB, 2011).Segundo Ayers & Westcot (1991), a temperatura pode influenciar na condutibilidadeelétrica da água. Condições de altas temperaturas e altos valores de pH da águafavorecem a precipitação química de cálcio, bem como de outros elementos.2.1.1.2 Características químicas de qualidade da águaAs características químicas das águas são de grande importância, pois a presençade alguns elementos ou compostos químicos podem inviabilizar seu uso paradeterminados fins sem um tratamento adequado.Salinidade da águaO critério de salinidade avalia o risco que algumas águas podem causar ao solo,elevando as concentrações de sais e diminuindo o rendimento dos cultivos. Valelembrar que, normalmente, todas as águas possuem maior ou menor quantidade desais solúveis mesmo que essas quantidades sejam mínimas para causar qualquerproblema às culturas (ALMEIDA, 2010).Após a deposição dos sais no solo, o mesmo se acumula na medida em que a águaé evaporada ou consumida pelas culturas, podendo resultar em salinização do solo
  21. 21. 18provocando queda da produção ou até mesmo a morte de plantas mais sensíveis oque inviabilizaria a área para o plantio comercialmente (AYERS & WESTCOT, 1991).O grande problema de um solo salino é que a água possui afinidade para o sal(osmose) e isso interfere na retirada de água do solo pelas raízes das plantas. Setiver um solo salino e outro não, a planta terá que desprender uma força maior paraa retirada de água suficiente para manter seu desenvolvimento no primeiro. Emsolos salinos essa dificuldade de retirada de água pode chegar ao ponto de provocarescassez de água para a planta chegando a provocar até mesmo a morte deculturas sensíveis (AYERS & WESTCOT, 1991).A água para irrigação pode ser classificada quanto ao perigo de salinização do soloem: C1 - águas com baixa salinidade. Podem ser usadas na maioria daslavouras e em quase todos os solos, com pequeno risco de salinização, salvo se apermeabilidade for extremamente baixa; C2 - águas com salinidade média. Podem ser usadas em solos queapresentam lixiviação moderada. As plantas com baixa tolerância salina podem sercultivadas, na maioria dos casos, sem perigo; C3 - águas com salinidade alta. Não podem ser usadas em solos dedrenagem deficiente. Presta-se para culturas com boa tolerância salina; C4 - águas com salinidade extremamente alta. Não devem ser usadas parairrigação, salvo em plantas com alta resistência salina em solos bastantepermeáveis, e abundantemente irrigados.Potencial Hidrogeniônico (pH)Para a determinação de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água, usa-se oparâmetro pH. Os fatores que determinam o pH de um corpo hídrico têm sua origemna dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, oxidação da matériaorgânica e fotossíntese (VON-SPERLING, 2005). Em águas de irrigação, o pH ditonormal está situado entre 6,5 e 8,4 (AYERS & WESTCOT, 1991) e um pH fora desseintervalo é um indicador de anormalidade da água e/ ou indica a presença de umíons tóxico (ALMEIDA, 2010).Altos valores de pH podem favorecer a precipitação de carbonatos de cálcio emagnésio em águas com alta dureza (NAKAYAMA & BUCKS, 1986) e a precipitação
  22. 22. 19de alguns fertilizantes fosfatados de baixa solubilidade que são utilizados para afertirrigação (COELHO et al., 2002), o que pode levar à obstrução de tubulações eemissores em sistemas localizados.Sódio (Na)O excesso de Na nas plantas se manifesta na forma de queimaduras nas folhas. Naé o elemento em maior quantidade e mais perigoso das águas salinas. SegundoAlmeida (2010), atualmente está sendo estudado se a toxidade por Na se deve àsconcentrações altas deste cátion ou se é algo mais complexo, como a deficiênciasde cálcio e outras interações.O sódio é encontrado frequentemente nas águas, já que se trata de um elementoaltamente solúvel. O despejo de esgotos e/ ou de efluentes industriais, segundo aCETESB (2011), pode ocasionar o aumento de sua concentração nas águas.De acordo com Ayers & Westcot (1994), o sódio, dependendo de sua concentração,representa um grande problema para águas usadas na irrigação. Sua concentraçãoem altos valores em relação ao cálcio e ao magnésio acarreta problemas dedesestruturação do solo, dificultando o processo de infiltração da água devido àobstrução dos poros, causando um efeito tampão. Por isso, utiliza-se a Razão deAdsorção de Sódio (RAS) para avaliar problemas de concentração de sódio(sodicidade). O cálculo da RAS leva em consideração os teores de Na, Ca e Mg,conjuntamente, que associados à condutividade elétrica indicam os graus derestrições de determinada água para a agricultura.Segundo Almeida (2010), a porcentagem de sódio foi o primeiro parâmetro a serusado para avaliar a qualidade da água. Isso porque a deterioração da estrutura dosolo pode ocorrer se for introduzida elevada quantidade de sódio no solo através deáguas de irrigação. Só mais tarde esse parâmetro foi deixado de lado por sugestãode pesquisadores do Laboratório de Salinidade dos Estados Unidos que passaram aempregar a Relação de Adsorção de Sódio.A Razão de Adsorção de Sódio é usada como indicador do perigo de sodicidade dosolo e se refere à proporção em que se encontra o Na+ em relação ao Ca2+ e o Mg2+.É expressa em raiz quadrada do milequivalente por litro (meq L -1)1/2 ou do milimolcarga por litro (mmolc L-1)1/2, conforme a equação 1 (AYERS & WESTCOT, 1991).
  23. 23. 20 Na⁺RAS ൌ , ሺmmolୡ ‫ିܮ‬ଵ ሻ eq. 1 ඥCaାା ൅ Mg⁺⁺ 2Normalmente, as águas de irrigação com altas concentrações de sódio em relação àconcentração de cálcio podem diminuir a capacidade dos solos infiltrarem água.Essa capacidade de infiltração agrava-se se o solo também possuir concentraçõeselevadas, chegando ao ponto das raízes das plantas não receberem água suficienteentre as irrigações (LIMA, 2008).CálcioO cálcio ocorre nas águas na forma de bicarbonato e sua solubilidade depende daquantidade de gás carbônico dissolvido. É o principal cátion na maioria das águasnaturais, sendo as principais fontes de cálcio a calcita, a dolomita, a apatita, entreoutros. A solubilidade do bicarbonato de cálcio está condicionada à temperatura e àpressão que irão, por sua vez, interferir na quantidade de CO₂ dissolvido(RODRIGUES, 2008).Entre os cátions básicos, o cálcio é normalmente o primeiro no sítio de troca, omagnésio o segundo e o potássio o terceiro. A proporção entre íons adsorvidos e emsolução depende, sobretudo, da concentração de cada elemento e da capacidade detroca catiônica do solo, sendo que o cálcio é adsorvido preferencialmente aomagnésio (ALMEIDA, 2010).Praticamente todas as rochas agem como fonte de cálcio, mas sua concentração égeralmente maior em águas que drenam regiões de rochas calcárias. Sua origemtambém pode estar relacionada ao arraste de material de solo e fertilizantes emprocessos erosivos e pelo lançamento de águas residuárias domésticas, industriaise de mineração (CETESB, 2011).Na água de irrigação, é desejável que a relação entre cálcio e magnésio seja maiordo que 1 (um), pelo fato do cálcio agir na floculação dos colóides do solo, tendendoa manter uma boa estrutura e permeabilidade (LIMA, 2008).Outro índice que às vezes se costuma encontrar nos estudos de águas é o grau dedureza, que se refere ao conteúdo de cálcio. Em geral, as águas muito duras são
  24. 24. 21pouco recomendáveis em solos pesados e compactos. Uma forma de diminuir adureza da água é a aeração, visto que desta forma se pode induzir uma precipitaçãode cálcio. O magnésio junto com o cálcio contribui para o fenômeno da dureza, etambém pode produzir efeitos similares ao cálcio no que diz respeito à água usadapara a irrigação (ALMEIDA, 2010).MagnésioSua origem natural está ligada à desintegração e erosão de rochas ígneas (a partirdos minerais: olivina, piroxênio, micas e anfibólios) e sedimentares (a partir demagnesitas, brucitas e dolomitas) ou a efluentes industriais que também podemcontribuir com quantidades consideráveis de magnésio para os cursos d’água (LIMA,2008).De acordo com Ayers & Westcot (1991), a produtividade das culturas parece sermenor nos solos com altos teores de magnésio, ou quando são irrigados com águasque contêm altos níveis deste elemento, mesmo quando a infiltração é adequada.Isso se deve possivelmente à deficiência de cálcio induzida por excesso demagnésio trocável no solo.Do ponto de vista da potabilidade, antes de tornar-se tóxica e causar problemas àsaúde, a água adquire sabor desagradável, o que serve de alerta para seu uso.PotássioO potássio é geralmente encontrado em concentrações menores que 10 mg L¯¹ naságuas naturais, já que as rochas potássicas são relativamente resistentes às açõesdo tempo e à solubilização. Suas fontes principais são: feldspato potássico, micamoscovita e biotita (RODRIGUES, 2007). O potássio normalmente tem sua origemrelacionada à indústria e a fertilizantes, podendo chegar aos corpos hídricos tambémpor meio de esgotos domésticos e industriais não tratados e escoamento superficialde terras agricultáveis. O potássio é um elemento químico abundante na crostaterrestre, que pode ser adisorvido pelas argilas e é intensivamente consumido pelosvegetais (MOSCA, 2003; LIMA, 2008). A difusão é o principal mecanismo detransporte do potássio até a raiz das plantas.
  25. 25. 22BoroO boro, mesmo que em pequenas proporções, é um elemento essencial para asplantas, porém as quantidades devem ser mínimas para não se tornar tóxico.Segundo Almeida (2010) e Ayers & Westcot (1994), para algumas culturas, sevalores de boro de 0,2 mg L¯¹ são essenciais, concentrações entre 1 e 2 mg L¯¹ sãotóxicas, prejudicando as culturas caso sejam irrigadas com essa água.Quando analisados os teores de boro das águas de irrigação considerando o pH dosolo, percebe-se que geralmente os solos com altos valores de pH contêm maisboro solúvel e podem ser tóxicos (ALMEIDA, 2010).No que se refere à utilização da água com alguma concentração de boro, para oconsumo e a saúde humano, a Portaria nº 518/04 do Ministério da Saúde não fazreferência a este parâmetro (BRASIL-MS, 2004); no entanto, a OMS (1999)recomenda valores máximos de 0,5 mg L⁻¹ para água potável.Em águas superficiais, raras são as vezes que se encontram níveis tóxicos de boro,porém, as nascentes e as águas de poços podem conter concentrações tóxicas,principalmente em áreas geotérmicas e sismicamente ativas (AYRES & WESTCOT,1991).FerroAtualmente, o ferro é um dos principais problemas na água de irrigação devido à suacapacidade de obstruir fisicamente as tubulações e emissores dos sistemaslocalizados provocados por precipitações e oxidações. Após a oxidação, o ferro ficaretido nas paredes do tubo, provocando o aumento nas perdas de carga ecomprometendo o projeto de irrigação (ALMEIDA, 2010). Em águas superficiais, oteor de ferro aumenta nas estações chuvosas devido ao transporte de solos e àocorrência de processos de erosão (CETESB, 2011).De modo contrário à precipitação de carbonatos, o problema apresenta-se em águasácidas onde o ferro é transportado sob a forma ferrosa (Fe⁺⁺), conhecido como ferroferroso, e que se oxidando, dá origem à forma férrica (Fe⁺⁺⁺), conhecida como ferroférrico, precipitando ou formando gel e depósitos de cor característica (marrom) emgotejadores e filtros (ALMEIDA, 2010).Para Lima (2008), o pH da água interfere na solubilidade do ferro, pois em condiçõesácidas a água pode conter altas concentrações desse elemento, tanto na forma Fe⁺⁺,
  26. 26. 23como na forma Fe⁺⁺⁺. Já em condições alcalinas, pode ocorrer sua precipitação einsolubilização.ManganêsPouco presente nas análises de qualidade da água para irrigação, o manganês,menos comum que o ferro, também pode sedimentar por atividades biológicasquando sua concentração na água é de 0,2 mg/L¯¹, e se esse valor for igual ousuperior a 0,4 mg L¯¹ o problema passa a ser grave (ALMEIDA, 2010).Uma observação importante é se a cor do sedimento produzido é marrom escuro ounegro. Se for marrom escuro, é porque o sedimento leva mistura de ferro emanganês e se a cor for negra, o sedimento leva somente manganês.Sua presença em quantidades excessivas é indesejável em mananciais deabastecimento público, em razão de seu efeito no sabor, no tingimento deinstalações sanitárias, no aparecimento de manchas nas roupas lavadas e noacúmulo de depósitos em sistemas de distribuição (CETESB, 2011).CloroEntre os íons mais conhecidos que podem provocar toxicidade às plantas encontra-se o cloro. Sua presença nas águas pode ocasionar clorose foliar acentuada nasplantas, podendo degenerar em necroses das bordas das folhas (ALMEIDA, 2010).A clorose é a condição de uma planta, em que as suas folhas não produzemsuficiente clorofila. As folhas apresentam uma coloração diferente da normal: verdepálido ou amarelado evoluindo para amarelecimento das folhas. Pode provocar amorte da planta devido à menor capacidade desta produzir carboidratos (MELO,2006). Esses efeitos podem ocorrer quando os níveis de Cl na folha estão entre0,3% e 1%, com base no peso seco (AYERS & WESTCOT, 1991).2.1.1.3 Características biológicas da qualidade da águaColiformesSempre que se fizer necessário avaliar as condições sanitárias de uma água, utiliza-se bactérias do grupo coliforme, que atuam como indicadores de poluição fecal, pois
  27. 27. 24estão sempre presentes no trato intestinal humano e de outros animais de sanguequente, sendo eliminadas em grande quantidade pelas fezes. Os grupos coliformesincluem organismos de diversas origens, como a Escherichia coli, de origem fecal ea Aerobacter aerogenes, de origem do solo, vegetais e outras fontes não fecais(MAROTTA et al., 2008).O problema dos coliformes na água de irrigação, principalmente os termotolerantes,é a presença da Escherichia coli, que poderá representar um sério risco à saúde,uma vez que existem algumas linhagens que são capazes de provocar distúrbiosgastrintestinais em crianças e adultos (VON-SPERLING, 1996; SOARES & MAIA,1999).Os coliformes totais são formados por um grupo de bactérias constituído por bacilosgram-negativos, aeróbios ou anaeróbios facultativos, não formadores de esporos,oxidase-negativos, capazes de crescer na presença de sais biliares ou outroscompostos ativos de superfície (surfactantes), com propriedades similares deinibição de crescimento, e que fermentam a lactose com produção de aldeído, ácidoe gás a 35 ºC, entre 24 e 48 horas. O grupo inclui os seguintes gêneros: Escherichia,Citrobacter, Enterobacter e Klebisiela (BRASIL-MS, Portaria nº 36/90).Os coliformes termotolerantes são coliformes capazes de se desenvolver efermentar a lactose com produção de ácido e gás à temperatura de 44,5 ± 0,2 ° em C24 horas. Os coliformes termotolerantes devem incluir a Escherichia coli e espéciesdos gêneros Klebsiella e Enterobacter. Desses, apenas a Escherichia coli tempresença garantida nas fezes humanas e animais homeotérmicos com percentuaisem torno de 96 a 99% da bactéria. Os demais gêneros participam com percentuaisque variam entre 3% e 8% em fezes animais a 3% a 4% em fezes humanas(CERQUEIRA et al., 1999).Se a água utilizada para a irrigação é proveniente de um manancial que recebeesgoto doméstico, a determinação dos coliformes totais e termotolerantes éimprescindível, pois de acordo com Von-Sperling (1996), são os principaisindicadores de contaminação fecal.2.2 Uso e cobertura do solo e qualidade da água
  28. 28. 25A qualidade da água, segundo Hunsaker et al. (1998), resulta de fatoresgeomórficos, climáticos, hidrológicos e biológicos, sendo o tipo de uso e o manejo dosolo determinantes para a qualidade da água em bacias hidrográficas. Apesar darelação entre a mudança do uso do solo e a qualidade da água ser reconhecida naliteratura, os vários fatores que intervêm no processo e a sua característica dinâmicatornam sua determinação quantitativa difícil de ser determinada (CHAVES &SANTOS, 2009).Estudo realizado por Hunsaker et al. (1998) nos EUA, sobre a qualidade da água em43 pequenos rios, constatou que bacias com maiores proporções de coberturavegetal e áreas ripárias protegidas apresentam melhor qualidade de água.Quando o solo está coberto pela vegetação ou por resíduos, uma grande proporçãode gotas de chuvas é interceptada pela cobertura, que absorve parte da energiacinética antes desta alcançar a superfície do solo, reduzindo a formação de crostas.Além de amortecer o impacto das gotas da chuva, a vegetação ou resíduos reduzemo escoamento superficial e mantêm a umidade em níveis mais elevados (SILVA etal., 2005).Em solos desprotegidos, durante o período chuvoso, grandes quantidades de solo,matéria orgânica e insumos agrícolas são carreados para o leito dos cursos d’água,contribuindo para o aumento da concentração de sólidos, nutrientes e da descargasólida total. Sem a preservação adequada das matas ciliares, este processo torna-seacelerado, pois vários autores têm demonstrado a eficiência das matas ciliares emreter nutrientes, herbicidas e sedimentos, decorrentes do processo de erosão,evitando que os mesmos cheguem ao leito do manancial e interfira em suaqualidade para determinados usos (LIMA & ZAKIA, 2011).Com o aumento excessivo da concentração de sólidos e sua descarga nosmananciais, pode ocorrer com o tempo o assoreamento, que pode deteriorar aqualidade da água, provocar o decréscimo da velocidade resultando, também, emredução da disponibilidade hídrica (CARVALHO et al., 2000).Já o aumento da concentração de nutrientes na água pode resultar em modificaçãoem sua qualidade, o que segundo Tundisi (2011), deve-se principalmente aoenriquecimento com fósforo e nitrogênio, que são despejados de forma dissolvida ouparticulada nos cursos hídricos.
  29. 29. 26No Caparaó, mais de 75% da microrregião apresenta declividades acima de 30%.Áreas com declividade acidentada são muito frágeis, requerendo técnicas deconservação para permitir a atividade agropastoril (IJSN, 2009). Esses percentuaisfacilitam os processos de erosão, acarretando perdas de solo e assoreamento derios e várzeas. O quadro de problemas ambientais é agravado por desmatamentosde morros, encostas e matas ciliares para plantio de café.Segundo Hunsaker et al. (1998) e Gergel et al. (2002), a conversão de áreasflorestadas, principalmente para o uso agrícola ou urbano, na maioria das vezes temcomo consequência a diminuição da qualidade e da quantidade das águas. A práticaerrônea de carreadores e aterros sem acompanhamento técnico, para a implantaçãode estradas mal projetadas agrava ainda mais o cenário. Dessa forma, manter acobertura do solo promove a proteção do mesmo contra a erosão, aumentando ainfiltração de água, reduzindo o assoreamento dos corpos hídricos e evitandovariações na qualidade das águas das bacias hidrográficas (ARCOVA & CICCO,1997; SANTOS et al., 2007).2.3 Validação do mapeamento de cobertura do soloDe modo geral, a qualidade de um mapa temático é avaliada com base em doisquesitos: precisão e exatidão de mapeamento. A precisão do mapa significa quantoda área de cada classe reflete a verdade no campo e a exatidão do mapeamento éum número que avalia o posicionamento da distribuição espacial de cada uma dasclasses que foram mapeadas. Esses dois parâmetros estatísticos de avaliação domapeamento tornam o mapa preciso e exato, ou preciso e pouco exato, ou aindapouco preciso e exato (MOREIRA, 2005).Para descrever a intensidade da concordância entre dois ou mais métodos declassificação, utiliza-se a medida Kappa que é baseada no número de respostasconcordantes, ou seja, no número de vezes cujo resultado é o mesmo entre o que foimapeado e real.O Kappa é uma medida que mede o grau de concordância além do que seriaesperado tão somente pelo acaso (ANTUNES, 1996). Essa medida de concordânciatem como valor máximo o 1, onde este valor 1 representa a total concordância e osvalores próximos e até abaixo de 0 (zero), indicam pouca ou nenhuma concordância,
  30. 30. 27ou a concordância foi exatamente a esperada pelo acaso. Um eventual valor deKappa menor que 0 (zero) ou negativo, significa que a concordância encontrada foimenor do que aquela esperada por acaso. Sugere, portanto, discordância, mas seuvalor não tem interpretação como intensidade de discordância (COLTRI et al., 2007).Para avaliar se a concordância é razoável, é realizado um teste estatístico paraavaliar a significância do Kappa. Neste caso, a hipótese testada é se o Kappa é iguala 0 (zero), o que indicaria concordância nula, ou se ele é maior do que 0 (zero),concordância maior do que o acaso: H0: K = 0; e H1: K > 0. Um Kappa com valornegativo, que não tem interpretação cabível, pode resultar num paradoxal nívelcrítico (valor de p) maior do que 1 (um). No caso de rejeição da hipótese (Kappa=0)tem-se a indicação de que a medida de concordância é significantemente maior doque 0 (zero), o que indicaria que existe alguma concordância. Isso não significanecessariamente que a concordância seja alta, cabe ao pesquisador avaliar se amedida obtida é satisfatória ou não, isto baseado, por exemplo, em dados deliteratura ou pesquisas anteriores. Landis & Koch (1977) sugerem a interpretaçãoque consta da Tabela 1.Tabela 1 - Valores de Kappa e interpretação segundo Landis & Koch (1977) Valores para Kappa Interpretação < 0 Nenhuma concordância 0 - 0,19 Concordância pobre 0,20 - 0,39 Concordância justa 0,40 - 0,59 Concordância moderada 0,60 - 0,79 Concordância substancial 0,80 - 1,00 Concordância quase perfeitaUm erro de comissão consiste na inclusão de uma área dentro de uma classe à qualela não pertence na realidade. Por outro lado, um erro de omissão consiste naexclusão de uma área da classe à qual ela pertence de fato. A acurácia do usuárioou do consumidor refere-se ao erro de comissão, e a acurácia do produtor refere-seao erro de omissão (FONSECA, 2000). Para saber se uma dada caracterização/
  31. 31. 28classificação de um objeto é confiável, é necessário ter este objeto caracterizado ouclassificado várias vezes.2.4 Legislação normativa da qualidade da águaNo Brasil, a legislação que trata da qualidade da água inclui a Resolução CONAMA357/05 (BRASIL-MMA, 2005), que dispõe sobre a classificação das águassuperficiais e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem comoestabelece as condições e os padrões de lançamento de efluentes, e dá outrasprovidências, como a destinação das águas, conforme seu enquadramento. Aresolução prevê que seja feita no mínimo uma amostra bimestral por ano, para queocorra o enquadramento.Com relação às águas subterrâneas, existe a Resolução CONAMA 396/08 (BRASIL-MMA, 2008), que dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para seuenquadramento, prevenção e controle da poluição.Para se estabelecer a caracterização da qualidade da água para a irrigação sãonecessárias a definição, determinação e a interpretação dos parâmetros físico-químico-biológicos que interferem de alguma forma na técnica da irrigação. SegundoAyers & Westcot, (1991) e Santos et al. (2007), a seleção dos parâmetros deinteresse deve levar em consideração os usos previstos para o corpo de água e asfontes potenciais de poluição existentes na bacia hidrográfica. Na Tabela 2,apresentam-se os usos das classes relativas às águas doces superficiais, definidospela Resolução CONAMA nº 20 de 18/06/86 (BRASIL-MMA, 1986).
  32. 32. 29Tabela 2 - Classes e usos relativos à água doce conforme Resolução CONAMA 20/86 (BRASIL-MMA, 1986) CLASSES USOS QUALIDADE - Abastecimento doméstico sem prévia ou com simples desinfecção. ESPECIAL - Preservação do equilíbrio MAIOR EXIGÊNCIA natural das comunidades aquáticas. - Abastecimento doméstico, após tratamento simplificado. - Proteção das comunidades aquáticas. - Recreação de contato primário CLASSE 1 (natação, mergulho e esqui aquático) - Irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvem rentes ao solo e que sejam consumidas cruas sem remoção de película(casca). - Criação natural e/ou intensiva de espécies destinadas à alimentação humana. - Abastecimento doméstico, após tratamento simplificado. - Proteção das comunidades aquáticas. CLASSE 2 - Recreação de contato primário (natação, mergulho e esqui aquático). - Irrigação de plantas frutíferas e hortaliças. - Abastecimento doméstico, CLASSE 3 após tratamento convencional. - Irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras. - Dessedentação de animais. MENOR - Navegação. EXIGÊNCIA CLASSE 4 - Harmonia paisagística. - Usos menos exigentes.Como no Brasil não existe uma referência que trate de todos os parâmetros ou pelomenos da maioria deles, este estudo buscou reunir da literatura pertinente osautores mais utilizados. Nesse sentido, os parâmetros aqui avaliados referem-se
  33. 33. 30àqueles adotados por Ayers & Westcot (1991); Almeida (2010), além das resoluçõesCONAMA 357/05 (BRASIL-MMA, 2005) e CONAMA 20/86 (BRASIL-MMA, 1986)(Tabela 3).Tabela 3 - Limites estabelecidos para a classificação da qualidade da água para a irrigação Parâmetros Símbolo Unidade Limites SALINIDADE Conteúdo de Sais Condutividade Elétrica CEa dS/m 0 - 3 Cátions e Ânions Sódio Na ⁺ meq L⁻¹ 0 - 40 Cálcio Ca ⁺⁺ meq L⁻¹ 0 - 20 Ayers & Westcot Magnésio Mg ⁺⁺ meq L⁻¹ 0 - 5 (1991) NUTRIENTES Potássio K⁺ mg L⁻¹ 0 - 2 VÁRIOS Boro B mg L⁻¹ 0 - 2 Acidez ou Alcalinidade pH Faixa normal 6,5 - 8,4 Razão de Adsorção Sódio RAS meq L⁻¹ 0 - 15 Parâmetros Grau de restrição para uso Adequado Inadequado Resolução nº 357/05 e Turbidez (NTU) ≤100 > 100 20/86 do Colifor. totais (/100 ml) ≤5.000 > 5.000 CONAMA Colifor. Termotol. (/100 ml) ≤1.000 > 1.000 Águas Classe II Nenhuma Moderada Severa Sólidos Suspensos(mg L¯¹) < 50 50 - 100 > 100 Sólidos Dissolvidos(mg L¯¹) < 500 500 - 2.000 > 2.000 Almeida Manganês (mg L¯¹) < 0,1 0,1 - 1,5 > 1,5 (2010) Ferro (mg L¯¹) < 0,1 0,1 - 1,5 > 1,5 EMBRAPA2.5 Qualidade da água para dessedentação de animaisCom relação à salinidade, os requisitos de qualidade são mais rigorosos para aságuas de irrigação do que para as utilizadas no consumo animal (AYERS &WESTCOT, 1991). No entanto, águas tóxicas e/ ou com salinidade alta podem afetara qualidade da carne e do leite ao ponto de torná-los inadequados para o consumo.
  34. 34. 31Segundo a Academia Nacional de Ciências dos EUA (1972), os valores aceitáveis decondutividade elétrica para o gado devem ser inferiores a 5 dS/m⁻¹. Os limitesrecomendados para gado e aves encontram-se na Tabela 4.Tabela 4 - Guia de qualidade de água para dessedentação de animais (NATIONAL ACADEMY OF SCIENCE, 1972, 1974 in AYERS & WESTCOT, 1991) Salinidade Classes Observações (dS/m - Adequada para todas as classes de gado e aves < 1,5 Excelente Confinadas. - Adequada para todas as classes de gado e aves 1,5 – 5,0 Muito Confinadas. Provoca diarreia temporária em satisfatória gado não acostumado e excrementos aquosos nas aves. - Pode produzir diarreia temporária ou não ter Satisfatória aceitabilidade por animais não acostumados para o gado a ela. 5,0 – 8,0 - Provoca frequentemente excrementos aquosos, Não apta aumento de mortalidade, redução de crescimento para aves especialmente em perus. De uso limitado - Adequada com razoável segurança para bovinos para o gado de leite, de corte, ovinos, suínos e equinos. - Evitar para fêmeas prenhas e em lactação. 8,0 - 11,0 Não apta para aves - Não adequadas para as aves domésticas. - Não adequadas para as aves e provavelmente De uso para suínos.Grande risco para vacas lactantes 11,0 - 16,0 limitado ou prenhas, ovinos e equinos. Evitar seu uso, embora os ruminantes, cavalos, suínos e aves mais velhos possam subsistir certas condições. Não > 16,0 recomendo Riscos muito grandes.Devido às múltiplas condições de uso, não se tem estabelecidos níveis reais de Mgnas águas para o gado e aves confinadas. A Tabela 5 apresenta os valores quepoderão ser utilizados como guia geral, tendo em vista que podem ser afetados os
  35. 35. 32animais que bebem água com concentrações próximas ou superiores aos valoresnela indicados, segundo Ayers & Westcot, (1991).Tabela 5 - Níveis de Mg sugeridos nas águas para o gado e aves (AUSTRALIAN WATER RESOURCES COUNCIL, 1969 in AYERS E WESTCOT, 1991) Aves e Gados Concentração de Magnésio (mg/L⁻¹) (meq L⁻¹) Aves confinadas < 250 < 21 Suínos < 250 < 21 Equinos 250 < 21 Vacas lactantes 250 < 21 Ovelhas e cordeiros 250 < 21 Bovinos de corte 400 33 Ovinos adultos alimentados com feno 500 412.6 Sensoriamento remotoSensoriamento Remoto (SR) foi formalmente definido pela Sociedade Americana deFotogrametria e Sensoriamento Remoto (ASPRS) como a medição ou aquisição deinformação de alguma propriedade de um objeto ou fenômeno, por um dispositivo deregistro que não esteja em contato físico ou íntimo com o objeto ou fenômeno emestudo Colwell (1983), citado por Jensen (2009).O SR teve início com a invenção da câmera fotográfica que foi o primeiroinstrumento e que, até os dias atuais, é ainda utilizada para tomada de fotos aéreas.A grande revolução do SR aconteceu no início da década de 70, com o lançamentodos satélites de recursos naturais terrestres. Os satélites, embora demandemgrandes investimentos e muita energia nos seus lançamentos, orbitam em torno daTerra por vários anos o que no final é compensador (FIGUEIREDO, 2005).Existem várias séries de satélites de SR em operação, entre eles é possível citar:LANDSAT, SPOT, CBERS, IKONOS, QUICKBIRD e NOAA. Os satélites das cincoprimeiras séries são destinados ao monitoramento e levantamento dos recursosnaturais terrestres, enquanto que os satélites NOAA fazem parte dos satélites
  36. 36. 33meteorológicos, destinados principalmente aos estudos climáticos e atmosféricos,mas são também utilizados no SR (CROSTA, 1992).As fotos aéreas e as imagens de satélites são uma importante fonte de informação ecompõem uma área da cartografia chamada Sensoriamento Remoto. Os sensoresque captam essa informação podem ser classificados em passivos, quando asinformações são obtidas através da radiação emitida por fontes naturais, como o Sole ativos, quando as informações são obtidas através da radiação emitida por fontesartificiais como radares e satélites (SILVA et al., 2007).As fotografias aéreas são excelentes ferramentas para serem usadas nomapeamento de uso e ocupação do solo, tendo como fatores básicos para umafotointerpretação a forma, o tamanho, o padrão, a textura e a tonalidade do objeto.Para o trabalho de fotointerpretação e digitalização dos mapas de qualquer região, éimprescindível o estudo da localização e condições de estradas, rios, represas,pontes, pântanos e outros aspectos importantes (TEMBA, 2000). Dessa forma, otrabalho de campo para verificação do mapeamento será facilitado.2.7 MorfometriaUma das mais importantes ferramentas na análise hídrica é o levantamentomorfométrico de uma bacia hidrográfica, o que permite estabelecer parâmetros deavaliação sobre o comportamento do sistema hidrológico (CARDOSO et al., 2006).Este estudo, juntamente com os estudos de geologia e geomorfologia, ajuda aconstruir um diagnóstico primário, que pode ser usado para estabelecer previsão dograu de vulnerabilidade da bacia a fenômenos, tais como: enchentes, inundações,erodibilidade, entre outros (VILLELA & MATTOS, 1975; CARDOSO et al., 2006).Aliado ao conhecimento de componentes da dinâmica e funcionamento do ciclohidrológico permite avaliar o potencial hídrico de uma região, sendo, portanto,instrumento fundamental para o manejo de bacias hidrográficas, a fim de promover aconservação, utilização e desenvolvimento sustentável dos recursos naturais(TONELLO et al., 2006).A caracterização morfométrica de bacias hidrográficas tem sido feita atualmente coma integração de informações de relevo em ambiente de Sistemas de Informações
  37. 37. 34Geográficas (SIG), procedimento este, que poder ser realizado de modo manual ouautomático (CARDOSO et al., 2006).A derivação automática da bacia hidrográfica a partir de um Modelo Digital deElevação (MDE) é rápida e menos subjetiva, pois oferece maior quantidade deinformações que as técnicas manuais aplicadas aos mapas analógicos (LIN et al.,2005). Esses modelos são obtidos, hoje, por meio da interpolação de curvas de nívelextraídas de uma carta topográfica ou através de imagens de sensores remotos(OLIVEIRA et al., 2010).Os dados utilizados no cálculo dos parâmetros para a microbacia analisada, como adelimitação, o perímetro, a área de drenagem, entre outros, foram feitos como usodo aplicativo ArcGis®, versão 9.3, módulo ArcMap e ArcInfo Workstation a partir dascartas georreferenciadas da área, na escala de 1:50.000, digitalizadas partindo dasfolhas SF-24-V-A-IV-1 e SF-24-V-A-IV-2 (IBGE, 1977).
  38. 38. 353 MATERIAL E MÉTODOS3.1 Caracterização da área de estudoA área de estudo compreende 10 (dez) microbacias, localizadas a oeste da baciahidrográfica do Ribeirão de São Tiago, localizada em maior parte no município deGuaçuí e em menor parte no município de Divino de São Lourenço, no sul do Estadodo Espírito Santo. O município de Guaçuí localiza-se nas barras da Serra doCaparaó com uma extensão territorial de 468 km², tendo sua sede entre ascoordenadas latitude S 20º46’38 e longitude W 41º40’44 (Figura 1). O principal cursohídrico é rio Veado, tributário importante da Bacia do Itabapoana.Figura 1 - Localização da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago em relação ao município de Guaçuí e ao Estado do Espírito Santo
  39. 39. 36A bacia é uma das mais importantes áreas agrícolas do município por ser formadabasicamente por pequenas propriedades de agricultura familiar, beneficiários docrédito fundiário e assentamento do Instituto Nacional de Colonização e ReformaAgrária (INCRA). Nessa bacia localiza-se uma das adutoras de captação de águapara o Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) responsável pelo abastecimentode água da cidade de Guaçuí. A classe de solo predominante na região é oLatossolo Vermelho Amarelo com fertilidade de média a baixa (INCAPER, 2011).A classificação climática para a região, segundo Köppen (apud INCAPER, 2011), édo tipo Cwa, ou seja, clima mesotérmico de inverno seco e verões quentes, em quea temperatura média do mês mais quente é superior a 22 ºC e a do mês mais frioinferior a 18 ºC. Por ser região limítrofe à classificação Cwb, nas bacias decabeceira, o clima é de temperaturas mais amenas no verão, clima típico dasregiões das Serras do Caparaó. Assim sendo, torna-se possível classificar a regiãocomo sendo do tipo Cwa com transição para Cwb.A bacia do Ribeirão de São Tiago possui topografia acidentada, altitudes variando de600 a 1260 m. A precipitação média anual gira em torno de 125 mm (Tabela 5) comperíodo chuvoso normalmente nos meses de verão. Os dados de precipitação foramadquiridos na subestação de Guaçuí (código 2041001, latitude -20,7736 longitude -41,6817, tipo de estação 2, responsável: Agência Nacional de Águas), onde ovolume de chuva é medido diariamente durante todo o ano. A distância dasubestação ao primeiro ponto de coleta é de 6,4 km e ao ponto mais distante 15,2km em medida linear.Para a análise sazonal dos dados, e determinação de período chuvoso e seco, fez-se a média pluviométrica mensal dos últimos 70 anos (Tabela 6).Tabela 6 - Histórico de precipitação média mensal entre os anos de 1940 e 2009 e precipitação média dos anos 2010 e 2011 Precipitação Total Med. (mm) jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez Ano Ano média(1940/2009) 237 142 182 104 52 24 28 29 58 125 229 287 1497 124,7Ano 2010 69 65 218 106 63 8 26 9 36 111 359 433 1503 125,2Ano 2011 48 61 627 102 16 26 17 5 16 179 228 281 1606 133,8
  40. 40. 37As coletas de água superficial aconteceram de setembro de 2010 a agosto de 2011,totalizando 9 coletas em 10 pontos amostrais. Em 2010, nos meses de setembro,outubro e novembro, nos dias 6 e 29, 8 e 27, 25, respectivamente. Em 2011, nosmeses de fevereiro, março, junho e julho nos dias 17, 31, 15 e 28, respectivamente.Na Tabela 7, apresentam-se as microbacias com suas respectivas áreas de usoagrícola (AG), com vegetação nativa (VN) e de uso misto (MC).Tabela 7 - Coordenadas geográficas dos pontos de coleta, área total das microbacias, e áreas ocupadas com vegetação nativa (VN), uso agrícola (AG) e mista (MC)Pontos Localização Área Uso do Solo de da Vegetação Áreacoleta UTM (long. W) UTM (lat. S) bacia Nativa Agrícola ha ha % ha %AG1 214156 7711053 11,3 - - 11,3 100AG2 214376 7711353 19,3 - - 19,3 100AG3 213403 7711922 27,8 1,3 4,7 26,5 95,3AG4 213160 7708327 51,3 - - 51,3 100VN1 209915 7710553 37,3 37,3 100 - -VN2 215396 7709073 34,3 31,7 92,4 2,6 7,6VN3 217885 7706172 32,9 32,9 100 - -MC1 216918 7707939 1903,4 382,2 20 1521,2 80MC2 213277 7711485 1544,8 201,7 13 1343,1 87MC3 214219 7708409 85,9 24 28,1 61,9 71,9AG - áreas de uso agrícola; VN - áreas ocupadas por vegetação nativa e MC - áreas de uso mistoAs microbacias estudadas neste trabalho localizam-se mais a oeste da Bacia doRibeirão de São Tiago. Na figura 2 tem-se a localização das microbacias e suaclasse de uso.
  41. 41. 38Figura 2 - Mapa da Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago e localização das microbacias ocupadas com vegetação nativa, uso agrícola e bacia mista3.2 Morfometria da bacia hidrográfica do Ribeirão de São TiagoPor meio das cartas topográficas, diferentes características físicas da baciahidrográfica em estudo foram obtidas, tais como; área da bacia, perímetro,coeficiente de compacidade, fator de forma, índice de circularidade, declividade,altitude, densidade de drenagem e ordem dos cursos d’água.
  42. 42. 393.2.1 Área da baciaÁrea (limite) da bacia foi elaborada seguindo a delimitação mais usual, que é a dedivisor topográfico, constituiu-se o limite da área de estudo de forma manual e deforma automática utilizando o software ArcGis, no modo Tool Box, hydrology –Watershed.3.2.2 Coeficientes de compacidade (Kc) Determinado por meio da razão entre o perímetro da bacia (P) e o de umcírculo de área igual ao da bacia, dado pela equação 2, onde P e A são,respectivamente, o perímetro (em km) e a área da bacia em (em km²) (CARDOSO etal., 2006).Kc = 0,28* P . eq.2 √A3.2.3 Fator de forma (Kf)Relaciona a forma da bacia com a de um retângulo, correspondendo a razão entre alargura média e o comprimento axial da bacia (da foz ao ponto divisor de água )(TONELLO et al., 2006; TEODORO et al., 2007). Sendo: F fator de forma, A a áreade drenagem (m²) e L o comprimento axial da bacia em metros (do curso de águamais longo), conforme demonstrado na equação 3.Kf = A . eq.3 L23.2.4 Razão de elongação (Re)É a relação entre o diâmetro do círculo de área igual à área da bacia e ocomprimento do eixo da bacia (CARDOSO et al., 2006). Em que Re é a razão deelongação, adimensional. Assim como o Kf, este índice mostra a susceptibilidade da
  43. 43. 40bacia à enchentes tomando por base sua forma, assim, quanto maior o valor de Re,mais próximo de um círculo a bacia será e maior será a probabilidade de enchente,enquanto valores menores assumidos pela Re se deve a uma bacia mais alongada emenos susceptível a cheias (equação 4).Re = 1,128 A0,5 P . eq.4 L2 √A3.2.5 Índice de circularidade (Ic)Esse índice representa a relação entre a área total da bacia e a área de um círculode perímetro igual ao da área total da bacia, que, na expansão areal, melhor serelaciona com o escoamento fluvial, onde A é a área (m²) total da bacia e P éPerimetro (m) (equação 5) (CARDOSO et al., 2006).Ic = 12,57*A eq.5 P23.2.6 Índice entre o comprimento e a área da bacia (ICO)Este índice apresenta significância para descrever e interpretar tanto a forma como oprocesso de alargamento ou alongamento da bacia hidrográfica. Quando o valor doICO estiver próximo de 1,0, a bacia apresenta forma semelhante a um quadrado;quando o valor for acima da unidade, mais alongada será a forma bacia (equação 6)(EPAGRI, 1997). ୈౘICO= eq.6 √୅
  44. 44. 413.2.7 Densidade de drenagem (Dd)Este índice relaciona o comprimento total dos canais com a área da bacia dedrenagem. Essa variável se relaciona diretamente com os processos climáticosatuantes na área estudada, os quais influenciam o fornecimento e o transporte dematerial detrítico ou indicam o grau de manipulação antrópica. Assim, nas rochasmais impermeáveis, as condições para o escoamento superficial são melhores,possibilitando a formação de canais e, consequentemente, aumentando a densidadede drenagem. O contrário acontece com rochas de granulometria grossa (HORTON,1945). Onde a Dd é obtida pela equação 7, em que C é o comprimento dos canais(km) e A é a área (km²) total da bacia.Dd = C eq.7 A3.2.8 Densidade hidrográfica (Dh)Segundo Christofoletti (1974), a densidade hidrográfica é importante, poisrepresenta o comportamento hidrográfico de determinada área. Também chamadade frequência de canais ou densidade de rios, corresponde à relação entre o númerode rios ou cursos d’água (N) e a área da bacia hidrográfica (A). Sua finalidade écomparar a frequência ou a quantidade de cursos de água existentes em uma áreade tamanho padrão (equação 8). ୒Dh= eq.8 ୅3.2.9 Sinuosidade do curso (SIN)A sinuosidade do canal principal é um fator controlador da velocidade do fluxo deágua, pois quanto maior a sinuosidade, maior a dificuldade encontrada pelodeslocamento da água no seu caminho até a foz, implicando numa menor
  45. 45. 42velocidade. A SIN é representada pela relação entre o comprimento do rio principal(Lp) e o comprimento de seu talvegue (Lt ), que seria o comprimento reto do canalmedido a partir do fundo do seu leito (equação 9), conforme Alves & Castro (2003) . ୐౦SIN= eq.9 ୐౪3.2.10 Coeficiente de torrencialidade (Ct)Permite quantificar a tendência de uma bacia hidrográfica em relação à ocorrênciade inundações, através da multiplicação da densidade hidrográfica pela densidadede drenagem. Tal tendência será tanto maior quanto maior for o valor do Ct, tendoeste parâmetro grande importância em pequenas bacias, devido ao tempo detorrencialidade ser mais reduzido. O Ct pode ser obtido pela equação 10, conformeindicado por Candido (2007).Ct=D୦ . D୲ eq.103.2.11 Índice de sinuosidade (Is)Relaciona o comprimento verdadeiro do canal (projeção ortogonal) com a distânciavetorial (comprimento em linha reta) entre os dois pontos extremos do canal principal(SCHUMM, 1963), onde L é o comprimento do canal principal e dv é a distânciavetorial entre os pontos extremos do canal principal (equação 11).Is = L . eq.11 dv
  46. 46. 433.2.12 Índice de rugosidade (HD)O índice de rugosidade combina as qualidades de declividade e comprimento dasvertentes com a densidade de drenagem, expressando-se como númeroadimensional, que resulta do produto entre a amplitude altimétrica (∆a) e adensidade de drenagem (Dd). Dessa maneira, tem-se a equação 12, conformeBertol et al. (2007).HD=∆a.Dс eq.123.2.13 Razão de relevo (RR)Trata-se da relação entre a amplitude altimétrica e o comprimento axial da bacia,indicando que quanto mais elevado o valor de Rr, maior o desnível entre a cabeceirae a foz. A relação de relevo pode ser definida pela equação 13 (ROSSI &FEIFER,1999). ∆౗Rr= మ eq.13 ୐3.2.14 Razão de relevo relativo (Rrl)Indicativo da movimentação topográfica obtido pela relação entre a amplitudealtimétrica e o perímetro da bacia. A razão de relevo relativo pode ser obtida pelaequação 14, conforme indicado por Pissarra et al.(1998). ∆ୟRrl= eq.14 ୔
  47. 47. 443.2.15 Fator topográficoO fator topográfico (Ft) procura analisar as relações entre os parâmetrosmorfométricos das bacias hidrográficas, usando parâmetros hipsométricos ehidrológicos, com a finalidade de verificar a capacidade de escoamento superficialde uma bacia (equação 15) (TEIXEIRA & CRUZ, 2005).Ft=D୦ . Ic. R ୰ eq.153.2.16 Razão de textura (T)De acordo com Pissarra et al., (1998), à medida que o relevo passa de suaveondulado para ondulado, os valores médios da razão de textura (T) aumentamrefletindo num mesmo ambiente climático, condição em que a infiltração da águaencontra maior dificuldade. A razão de textura é a relação entre o número desegmentos de rios (Nt) e o perímetro da bacia (P). A razão de textura pode serobtida pela equação 16. ୒౪T= eq.16 ୔3.3 Coletas das amostras de águaForam selecionadas 10 microbacias para a coleta de água, cada uma ocupada comdiferentes coberturas do solo. As microbacias de uso agrícola, 4 no total, são ocupascom café, pastagens, frutas e hortaliças. As bacias com vegetação nativa, emnúmero de 3, ocupam praticamente 100% da área. E as de uso misto, em número de3, que possuem maior área.Para análises dos parâmetros físico e químicos, foram coletados 2 litros de água emrecipientes de polietileno novos e esterilizados. Os recipientes foram enxaguados
  48. 48. 45com a água do local de coleta, no mínimo 3 vezes, mergulhados no corpo hídricoaproximadamente 15 a 30 cm abaixo da superfície da água, evitando assim aintrodução de contaminantes superficiais. Tomou-se o cuidado de direcionar a bocado frasco no sentido contrário ao fluxo de água, inclinando-o para cima nãopermitindo espaços vazios. Os frascos foram lacrados, identificados eacondicionados em caixa de isopor contendo gelo com a finalidade de conservarsuas características ou minimizar as interferências provocadas por aumento detemperatura durante o transporte até o laboratório.A qualidade da água foi avaliada em 10 (dez) pontos da rede de drenagem da baciahidrográfica do Ribeirão de São Tiago, que receberam as denominações de: Ag1,Ag2, Ag3, Ag4 (área agrícola com pastagens, café, frutas e hortaliças), VN1, VN2,VN3 (vegetação nativa) e MC1, MC2, MC3 (bacia mista com maior contribuição). Amicrobacia MC1, considerada no estudo como bacia mista, recebe a contribuiçãodos pontos Ag4, MC3. A microbacia denominada MC2, também mista, recebe acontribuição de VN1, as demais são independentes.3.4 Análise das amostras de águaForam analisados os parâmetros físicos (série de sólidos, turbidez e temperatura),parâmetros químicos (condutividade elétrica, pH e os íons de Na, Ca, Mg, K, B, Fe,Mn) e biológicos (coliformes totais e termotolerantes).A temperatura foi medida utilizando-se um termômetro digital da marca Western comcapacidade para medir temperatura da água e temperatura ambiente. Para análisedo pH e da condutividade elétrica, foram utilizados, respectivamente, um medidorportátil da marca HANNA modelo HI 98129 e um condutivímetro da marca HANNAmodelo HI 8033 (medidor portátil com carcaça resistente à água).Para os metais analisados (B, K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe), seguiu-se as orientações daAmerican Public Heath Association – Método para a análise de água e águasresiduais (APHA, 2005). Os sólidos totais, solúveis e dissolvidos foram determinadospelo método gravimétrico de acordo com a NBR 10664 (ABNT, 1989) e para osvalores de turbidez, utilizou-se um turbidímetro portátil da marca HANNA modelo HI93703 (medidor portátil com carcaça resistente à água).
  49. 49. 464 RESULTADOS E DISCUSSÃO4.1 MorfometriaA Bacia Hidrográfica do Ribeirão de São Tiago possui área de drenagem igual a103,3 km², perímetro de 59,3 km e comprimento axial de 14,6 km. A partir destesdados, a Tabela 8, mostra as características geométricas da Bacia.Tabela 8 - Características geométricas calculadas para a microbacia do Ribeirão de São Tiago ÍNDICE DE FORMA SIGLA VALOR Coeficiente de compacidade Kc 2,05 Fator de Forma Kf 0,48 Razão de Elongação Re 1,67 Índice de Circularidade Ic 0,24 Índice entre o comprimento e a área da bacia ICO 2,33Os índices da forma calculados mostram que, excluindo eventos de intensidadesanormais, a microbacia estudada não está sujeita a enchentes pelo fato docoeficiente de compacidade (Kc) apresentar valor de 2,05 , (Kc > 1,50 - bacia nãosujeita a grandes enchentes) e de seu fator de forma (Kf) apresentar um valor de0,48 (Kf ≥ 0,75 – bacia sujeita a enchentes), conforme Silva & Mello (2008).Assim, há uma indicação de que a bacia não possui forma circular, possuindo,portanto, uma tendência a forma alongada. Tal fato pode ainda ser comprovado peloíndice de circularidade, igual a 0,23. Valores menores que 0,51 sugerem que a baciatende a ser mais alongada, favorecendo o processo de escoamento (BORSATO,2005). Em bacias com forma circular, há maiores possibilidade de chuvas intensasocorrerem simultaneamente em toda a sua extensão, concentrando grande volumede água no tributário principal (cheias rápidas), o que não ocorre em baciasalongadas. Em estudo semelhante, Alcântara & Amorim (2005) e Cardoso et al.(2006) observaram índices de circularidade (Ic) iguais a 0,44 e 0,40,respectivamente.
  50. 50. 47A microbacia em estudo apresenta ainda um valor de razão de elongação de 1,67,sendo que a tendência para maiores enchentes é tanto mais acentuada quanto maispróximo da unidade for o valor deste índice. De acordo com o valor do índice dealongamento (11,21), a microbacia tende para o formato alongado, evidenciando,mais uma vez, sua baixa propensão à ocorrência de cheias.As bases hidrográficas da região constituem-se por aproximadamente 246 cursosd’águas, sendo o Ribeirão de São Tiago o principal, com 21,5 km de extensão(IBGE, 1977). A Tabela 9 mostra os valores dos parâmetros que caracterizam abacia do Ribeirão de São Tiago.Tabela 9 - Características da hidrografia da Bacia do Ribeirão de São Tiago Características da Hidrografia SIGLA VALORDensidade de Drenagem (km/km²) Dd 0,4Densidade Hidrográfica (km²) Dh 0,5Extensão média do escoamento superficial (km) l 0,6Coeficiente de torrencialidade Ct 0,2Densidade de confluência Dc 0,4Sinuosidade do Curso dágua SIN 1,5Índice de sinuosidade (%) Is 32,3Declividade (m/m) S1 0,04Declividade (m/m) S2 0,012Declividade (m/m) S3 0,005Coeficiente de Manutenção (m²/m) Cm 2264,4A densidade de drenagem da bacia em estudo é de 0,44 km-², sendo consideradauma bacia de baixa densidade ou de drenagem pobre, segundo a classificaçãoproposta por Christofoletti (1974). De acordo com Tonello et al. (2006), valoresbaixos de densidade de drenagem estão geralmente associados a regiões de rochaspermeáveis e de regime pluviométrico caracterizado por chuvas de baixaintensidade ou pouca concentração da precipitação.O valor de Dh informa que existe aproximadamente um rio para cada doisquilômetros quadrados da bacia, indicando um ambiente favorável para a geraçãode novos cursos fluviais como apresentado por Castro & Carvalho (2009). Nesses

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