FELIPE ALEXANDRE RIZZO IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS PRIORITÁRIAS PARA RECUPERAÇÃO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA INTERMUNICIPAL NO OESTE MARANHENSE Sorocaba 2022 FELIPE ALEXANDRE RIZZO IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS PRIORITÁRIAS PARA RECUPERAÇÃO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA INTERMUNICIPAL NO OESTE MARANHENSE Tese apresentada como requisito para obtenção do título de Doutor em Ciências Ambientais da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” na Área de Concentração Recursos Hídricos, Manejo e Monitoramento Ambiental. Orientador: Prof. Dr. Darlan Collins Cunha e Silva Coorientadores: Prof. Dr. Paulo Sérgio Tonello Prof. Dr. André Gustavo Lima de Almeida Martins Sorocaba 2022 Aos meus Pais, À minha Filha. AGRADECIMENTOS Meus agradecimentos sinceros aos amigos: Professor Doutor Paulo Sérgio Tonello pela orientação, paciência e busca por alternativas que me possibilitaram a finalização deste estudo. Ao Professor Doutor Darllan Collins da Cunha e Silva por conceder grande parte do seu tempo na orientação, sugestão e ensinamentos acadêmicos. Ao Professor Doutor André Gustavo Lima de A. Martins pela coorientação e disponibilidade. Ao Arlindo Neto (Secretaria de Meio Ambiente de São Francisco do Brejão) e Wendel Moraes (Gestor Ambiental) pela ajuda nas coletas de campo e imagens aéreas. As pessoas que contribuíram direta ou indiretamente para o sucesso deste trabalho. Por fim, agradeço também a Universidade Estadual Paulista (UNESP) e ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFMA). RIZZO, F. A. Identificação de áreas prioritárias para recuperação em uma bacia hidrográfica intermunicipal no oeste maranhense. 2022. 120f. Tese (Doutorado em Ciências Ambientais), Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Ciências e Tecnologia, Sorocaba – SP. RESUMO Diante da necessidade de conhecer a qualidade ambiental da Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá, no oeste maranhense, inserida nos municípios de Açailândia, São Francisco do Brejão e João Lisboa foi proposto este estudo objetivando a elaboração de uma ferramenta de gestão que permita identificar áreas degradadas necessárias à recuperação. A ocupação irregular do solo, evidenciou a alteração da paisagem na bacia, que encontra-se inserida no bioma Amazônico com algumas áreas transicionais do Cerrado, onde se destaca a presença de grandes fazendas, distrito industrial e áreas urbanas, alterando consequentemente a qualidade da água. Para a execução deste estudo foram utilizados os softwares ArcGIS 10.6, QGIS 2.18 e Trackmaker para o cálculo e análise de índices morfométricos das sub-bacias hidrográficas presentes na área de estudo, das variáveis da Equação Universal de Perdas de Solo, da espacialização dos Índices de Qualidade da Água (IQA) e Índice de Estado Trófico (IET) nos exutórios das sub-bacias hidrográficas, da relação espacial da temperatura da superfície terrestre (TST) com o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) em dois períodos distintos 1984 e 2020 e, por fim, a determinação de áreas prioritárias à recuperação (APR). Os resultados permitiram identificar uma tendência a não circularidade para todas as sub-bacias hidrográficas e o maior gradiente do canal principal observado foi de 38,70 m/km na sub-bacia do Mosquito. Os índices de sinuosidade foram classificados como reto para as sub-bacias do baixo Pequiá e Mosquito, ficando as demais como muito sinuoso com maior tendência de aporte de sedimentos. Para os resultados dos índices de rugosidade mostram terreno suavemente ondulado para as sub-bacias do Mosquito e alto Pequiá com valores 165,92 e 187,88 e a perda média anual de solo foi estimada em 17.180,07 t/ha/ano que variou entre 12,65 e 34.349,4 t/ha/ano. Para o IQA alguns parâmetros divergiram do que preconiza a Resolução CONAMA 357/05, para Classe 2, sendo observado IQA ruim para dois exutórios localizados no baixo Pequiá e Brejão e um IET classificado como supereutrófico para os exutórios Mosquito e alto Pequiá, indicando um possível quadro de eutrofização do rio. Na análise das imagens ocorreu diferença de vegetação existente em 36 anos de atividades antrópicas que alterou a dinâmica da floresta em diversos pontos da bacia, ocasionando um aumento médio de temperatura de 4ºC, evidenciando-se a necessidade da recomposição florestal. Na bacia 1,73 % das áreas possuem risco alto de diminuição da capacidade de recuperação, uma vez que o desenvolvimento bacteriano e de microorganismos poderá se tornar menor a cada ano, por consequência do aumento da temperatura do solo. Concluiu-se que existe a necessidade de gestão compartilhada entre os municípios onde está inserida a Bacia Hidrográfica do Pequiá para a manutenção da dinâmica hidrológica da região. A perda de solo nos pontos mais críticos da bacia se deve ao tipo de solo, elevada declividade e falta de práticas conservacionistas. O IQA e IET trazem informações relevantes das alterações geradas pelas ações antrópicas nas águas superficiais. Portanto, essa proposta possibilita a tomada de decisão em áreas estritamente prioritárias, dependendo de menores investimentos por se tratar áreas pontuais na Bacia do Córrego Pequiá. Palavras-chave: Córrego Pequiá. Áreas Degradadas. Análise Espacial. Uso do Solo. Água. RIZZO, F. A. Identification of priority areas for recovery in an intercity watershed in western Maranhão. 2022. 122f. Thesis (Doctorate in Environmental Sciences), Universidade Estadual Paulista (Unesp), Institute of Science and Technology, Sorocaba - SP. ABSTRACT In view of the need to know the environmental quality of the Pequiá Stream Watershed, in the west of Maranhão, inserted in the municipalities of Açailândia, São Francisco do Brejão and João Lisboa, this study was proposed aiming at the elaboration of a management tool that allows the identification of degraded areas necessary for recovery. The irregular occupation of the soil has shown the alteration of the landscape in the basin, which is inserted in the Amazon biome with some transitional areas of the Cerrado, where the presence of large farms, industrial districts and urban areas stands out, consequently altering the quality of the water. For the execution of this study, the ArcGIS 10.6, QGIS 2. 18 and Trackmaker to calculate and analyze the morphometric indexes of the sub-watersheds present in the study area, the variables of the Universal Soil Loss Equation, the spatialization of the Water Quality Index (WQI) and the Trophic State Index (STI) in the outlets of the sub-watersheds, of the spatial relationship of land surface temperature (LST) with the normalized difference vegetation index (NDVI) in two distinct periods 1984 and 2020 and, finally, the determination of priority areas for recovery (PAR). The results allowed identifying a tendency to non-circularity for all sub-basins and the highest gradient of the main channel observed was 38.70 m/km in the Mosquito sub-basin. The sinuosity indices were classified as straight for the sub-basins of the lower Pequiá and Mosquito, while the others were classified as very sinuous with a greater tendency of sediment contribution. The results of the roughness indices show a gently undulating terrain for the sub- basins of Mosquito and upper Pequiá with values of 165.92 and 187.88. The average annual soil loss was estimated at 17,180.07 t/ha/year, which varied between 12.65 and 34,349.4 t/ha/year. For the WQI some parameters diverged from what is recommended by the CONAMA Resolution 357/05, for Class 2, being observed a bad WQI for two outlets located in the lower Pequiá and Brejão and an STI classified as supereutrophic for the outlets Mosquito and upper Pequiá, indicating a possible picture of eutrophication of the river. In the analysis of the images there was a difference in the vegetation existing in 36 years of anthropic activities that altered the dynamics of the forest in several points of the basin, causing an average temperature increase of 4ºC, evidencing the need for forest recomposition. In the basin, 1.73% of the areas have a high risk of reducing their capacity to recover, since the bacterial and microorganism development may become less each year, as a result of the increase in soil temperature. It was concluded that there is a need for shared management between the municipalities where the Pequiá watershed is located in order to maintain the hydrological dynamics of the region. The loss of soil in the most critical points of the basin is due to the type of soil, high slope and lack of conservationist practices. The WQI and STI provide relevant information about the changes generated by anthropic actions in surface waters. Therefore, this proposal enables decision making in strictly priority areas, depending on smaller investments because they are punctual areas in the Pequiá Stream Watershed. Keywords: Pequiá Stream, Degraded Areas, Spatial Analysis, Land Use, Water. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Limites municipais e da Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá (BHCP) .............. 22 Figura 2 - Temperaturas mensais no período de 1961 a 1990 na região da Bacia Hidrográfica do Pequiá, Estado do Maranhão ............................................................................................... 24 Figura 3 - Mapa das sub-bacias do Córrego do Pequiá, no Estado do Maranhão .................... 30 Figura 4 - Mapa de erosividade da Bacia do Córrego Pequiá (BHCP) .................................... 45 Figura 5 - Fator K encontrado para os solos bacia do córrego Pequiá Estado do Maranhão ... 47 Figura 6 - Mapa do fator topográfico da bacia do Pequiá com ponto de erosão e deposição de solo na bacia, Estado do Maranhão .......................................................................................... 49 Figura 7 - Mapa do Fator CP e área de açudes e plantios de Eucalyptus sp. Estado do Maranhão .................................................................................................................................................. 50 Figura 8 - Mapa da perda de solo anual com fotografias identificando ponto de erosão próximo a estrada e a margem esquerda de um curso de água ............................................................... 51 Figura 9 - Localização da Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá, nos municípios de Açailândia, São Francisco do Brejão e João Lisboa, Estado do Maranhão ................................................. 55 Figura 10 - Mapa com a localização dos pontos de coleta, nos municípios de Açailândia, São Francisco do Brejão e João Lisboa, Estado do Maranhão ........................................................ 56 Figura 11 - a) Coleta da amostra da água; b) Garrafas de vidro utilizadas na coleta; c) Garrafas plásticas utilizadas na coleta ..................................................................................................... 57 Figura 12 - a) Sonda multiparâmetros utilizada; b) Preparação do caldo lactosado para a análise de Coliformes Termotolerantes; c) Método dos tubos múltiplos para a determinação de Coliformes Termotolerantes ..................................................................................................... 58 Figura 13 - (a) Presença de macrófitas nas sub-bacias do Córrego Brejão; (b) e Médio Pequiá .................................................................................................................................................. 64 Figura 14 - Análise de Componentes Principais para as variáveis do índice de qualidade da água (IQA) ........................................................................................................................................ 67 Figura 15 - NDVI no ano de 1984 e 2020 da Bacia Hidrográfica do Pequiá ........................... 75 Figura 16 - Mapa TST nos anos de 1984 (1) e 2020 (2) da Bacia Hidrográfica do Pequiá ..... 76 Figura 17 - Média das Variações das temperaturas nas sub bacias em dois momentos distintos .................................................................................................................................................. 77 Figura 18 - Diferença de Temperatura nos anos de 1984 e 2020 nas sub-bacias ..................... 77 Figura 19 - Estrutura utilizada para construção da Análise Hierárquica de Processos ............ 87 Figura 20 - Mapeamentos de APP (A), USLE (B), NDVI (C) e TST (D) da BHCP ............... 88 Figura 21 - Imagens obtidas pelo sobrevoo da BHCP, respectivas às proximidades da nascente do córrego Pequiá (A e C) e ocupação urbana na sub-bacia hidrográfica do Brejão (B) ......... 90 Figura 22 - Mapeamento de APR das sub-bacias hidrográficas de estudo .............................. 96 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Parâmetros morfométricos das Sub-bacias do Córrego Pequiá, no Estado do Maranhão .................................................................................................................................. 31 Tabela 2 - Localização das estações pluviométricas utilizadas no levantamento de dados ..... 39 Tabela 3 - Distâncias das estações pluviométricas em relação a área de estudo ...................... 39 Tabela 4 - Fator K para os diferentes tipos de solo encontrados na bacia ................................ 41 Tabela 5 - Classe de uso do solo............................................................................................... 44 Tabela 6 - Valores médios mensais e valor total anual da precipitação e de erosividade para a Bacia do Córrego Pequiá – Açailândia Maranhão, entre os anos de 1996 a 2018 ................... 46 Tabela 7 - Percentual de áreas convertidas na bacia hodrográfica do Córrego Pequiá, nos municípios de Açailândia, São Francisco do Brejão e João Lisboa, Estado do Maranhão ...... 55 Tabela 8 - Coordenadas dos pontos de coleta das amostras de água, nos municípios de Açailândia, São Francisco do Brejão e João Lisboa, Estado do Maranhão.............................. 56 Tabela 9 - Relação de métodos de análise por parâmetro ........................................................ 57 Tabela 10 - Classificação do índice de qualidade da água (IQA) ............................................ 61 Tabela 11 - Classificação do Índice de Estado Trófico (IET) .................................................. 62 Tabela 12 - Classificação do Índice de Qualidade da Água ..................................................... 63 Tabela 13 - Classificação Índice de Estado Trófico ................................................................. 64 Tabela 14 - Resultados obtidos para cada parâmetro físico-químico e ponto avaliado ........... 65 Tabela 15 - Resultados da análise dos componentes principais ............................................... 68 Tabela 16 - Fatores aditivo e multiplicativo das bandas 10 (Landsat 8 e 6) (Landsat 5) ......... 73 Tabela 17 - Valores das constantes para banda 10 e 6 ............................................................. 73 Tabela 18 - Estimativas de temperatura de superfície terrestre de 1984 e 2020, na Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá, município de Açailândia – MA ........................................... 78 Tabela 19 - Resultados da Estatística Descritiva para os resultados obtidos nos 125 pontos amostrados aleatoriamente nas cinco sub bacias em estudo..................................................... 79 Tabela 20 - Matriz de Correlação ............................................................................................. 80 Tabela 21 - Intervalos de reclassificação dos dados conforme a prioridade para recuperação 86 Tabela 22 - Percentual de APP das sub-bacias hidrográficas da área de estudo e da BHCP ... 89 Tabela 23 - Quantitativo dos mapeamentos de USLE, NDVI e TST ....................................... 91 Tabela 24 - Índices morfométricos utilizados na ponderação da AHP .................................... 93 Tabela 25 - Dados de Índice da Qualidade da Água ................................................................ 93 Tabela 26 - Matriz de comparação pareada das variáveis consideradas na AHP ..................... 94 Tabela 27 - Pesos das variáveis utilizadas na AHP .................................................................. 94 Tabela 28 - Ponderação obtida da normalização das variáveis da AHP .................................. 95 Tabela 29 - Ordens de importância das sub-bacias da BHCP .................................................. 95 Tabela 30 - Quantitativo de APR na BHCP ............................................................................. 97 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS A = Área de drenagem A = Perda de solo por unidade de área no tempo ACP = Análise de componentes principais AHP = Análise Hierárquica de Processos AHP = Análise Hierárquica de Processos AL = Fator de redimensionamento aditivo específico da banda termal. ANA = Agência Nacional de Águas APHA = Standard Methods for the examination of water and wastewater APP = Área de Preservação Permanente APR = Área Prioritária a Recuperação AW = Clima Tropical quente e úmido BHCP = Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá BHO = Base Hidrográfica Ottocodificada C = Fator de Cobertura e Manejo do Solo C = fator de uso e manejo do solo CETESB = Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CL = concentração de Clorofila a em μg.L-1; CLa = Clorofila Cm = Coeficiente de manutenção CONAMA = Conselho Nacional do Meio Ambiente COP = Conference of the parties CPRM = Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais CT = Coliformes Termotolerantes DBO5,20 = Demanda Bioquímica de Oxigênio Dd = Densidade de Drenagem Dh = Densidade hidrográfica Dv = distância vetorial do canal principal E = emissividade (adimensional) E = Leste EFC = Ferrovia Estrada de Ferro Carajás EMBRAPA = Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Eps = extensão do percurso superficial EUPS = Equação Universal de Perda de Solos FAO = Food and Agriculture Organization FT = Fósforo Total GPS = Global Positioning System Hm = Amplitude Altimétrica IAP = Índice de Áreas Prioritárias IBGE = Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IET = Índice de Estado Trófico IET(CL) = Índice do Estado Trófico para a Clorofila a IET(PT) = Índice do Estado Trófico para o Fósforo IFMA = Instituto Federal do Maranhão INPE = Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais IQA = Índice de Qualidade da Água Ir = Índice de Rugosidade Is = índice de sinuosidade (%) K = fator de erodibilidade do solo K1 = constante de calibração 1 K1 e K2 = Constantes de Calibração em Kelvin K2 = constante de calibração 2 Kc = Coeficiente de compacidade adimensional L = comprimento do canal principal L = Comprimento de rampa (vertente) LABGEO = Laboratório de Geoprocessamento LAd = Latossolo-Amarelo Distrófico Lc = comprimento do canal principal ln = logaritmo natural. LS = fator topográfico LS = Fator topográfico Lt = comprimento total dos canais LVAd = Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico M = Coeficiente da declividade m = emissividade do solo MDE = Modelo Digital de Elevação ML = Fator multiplicativo de redimensionamento da banda termal; N = Número de rios ou canais n = emissividade da vegetação N = Norte NC = Nível de cinza NDVI = Índice de Vegetação por Diferença Normalizada; NDVI = índice de vegetação por diferença normalizada NDVImax = valores máximos do NDVI NDVImin = valores mínimos do NDVI NIR = corresponde a banda do infravermelho próximo; NT = Nitrogênio Total NTU = Unidade de Turbidez Nefelométrica OD = Oxigênio Dissolvido ODS = Objetivo de Desenvolvimento Sustentável OLI = Operacional Land Imager ONU = Organização das Nações Unidas P = Fator de Práticas Conservacionistas P1 = Altitude máxima P2 = Altitude mínima PAA = Programa de Aquisição de Alimentos pH = Potencial Hidrogeniônico PNAE = Programa Nacional de Alimentação Escolar PT = Concentração de Fósforo total em μg.L-1; PV = Percentual de Vegetação; PV = Percentual de Vegetação PVAd = Argissolo Vermelho amarelo distrófico R = Fator de erosividade da chuva RED = Banda do vermelho ri = Precipitação média mensal Rr = Relação de relevo S = Declividade (%) SEMA = Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Recursos Naturais SIG = Sistema de Informação Geográficas SRTM = Shuttle Radar Topography Mission ST = Sólidos Totais T = Turbidez TB = Temperatura de brilho no sensor (°C) TB = Temperatura de brilho no topo da atmosfera (°C) TM = Método dos tubos múltiplos TM = Thematic Mapper TST = Temperatura da Superfície da Terra TST = Temperatura da Superfície Terrestre UEMA = Universidade Estadual do Maranhão Unesp = Universidade Estadual de São Paulo USGS = Earth Explorer da United States Geological Survey USLE = Universal Soil Loss Equation UTM = Universal Transversa de Mercator VMP = Valor máximo permitido ZEE = Zoneamento Ecológico Econômico SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO GERAL .............................................................................................. 18 1.1 Estrutura da tese ........................................................................................................... 20 1.2 Ineditismo e originalidade ............................................................................................ 21 1.3 Caracterização geral da área de estudo ...................................................................... 22 1.4 Objetivos ........................................................................................................................ 25 1.4.1 Objetivo Geral .............................................................................................................. 25 1.4.2 Objetivos Específicos ................................................................................................... 25 2 ANÁLISE DOS ELEMENTOS MORFOMÉTRICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO DO PEQUIÁ, COMO INSTRUMENTO DE SUPORTE A GESTÃO .......................................................................................................... 26 2.1 Introdução ...................................................................................................................... 26 2.2 Material e Métodos ....................................................................................................... 27 2.2.1 Processamento dos dados ............................................................................................. 27 2.2.2 Indicadores morfométricos ........................................................................................... 28 2.3 Resultados e Discussão .................................................................................................. 29 2.3.1 Compartimentação morfométrica da bacia do Córrego Pequiá .................................... 30 2.3.2 Características geométricas .......................................................................................... 31 2.3.3 Características da rede de drenagem ............................................................................ 32 2.3.4 Características do relevo ............................................................................................... 34 2.4 Conclusão ....................................................................................................................... 36 3 ANÁLISE DA VULNERABILIDADE DOS SOLOS QUANTO A EROSÃO HÍDRICA NA BACIA DO CÓRREGO PEQUIÁ, MARANHÃO .................................... 37 3.1 Introdução ...................................................................................................................... 37 3.2 Material e Métodos ....................................................................................................... 38 3.2.1 Estimativa da perda de solo anual ................................................................................ 38 3.2.2 Série histórica dos dados de precipitação ..................................................................... 39 3.2.3 Fator R .......................................................................................................................... 40 3.2.4 Fator K .......................................................................................................................... 40 3.2.5 Fator LS ........................................................................................................................ 41 3.2.6 Fator L .......................................................................................................................... 42 3.2.7 Fator S........................................................................................................................... 43 3.2.8 Mapa de uso de solo ..................................................................................................... 43 3.2.9 Fator C .......................................................................................................................... 43 3.2.10 Fator P....................................................................................................................... 44 3.2.11 Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) ......................................................... 45 3.3 Resultados e discussão .................................................................................................. 45 3.3.1 Fator de Erodibilidade .................................................................................................. 47 3.3.2 Fator LS ........................................................................................................................ 49 3.3.3 Fator CP ........................................................................................................................ 50 3.3.4 Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) ............................................................. 51 3.4 Conclusão ....................................................................................................................... 52 4 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA NOS EXUTÓRIOS DAS SUB- BACIAS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO DO PEQUIÁ, MA ................ 53 4.1 Introdução ...................................................................................................................... 53 4.2 Material e Métodos ....................................................................................................... 54 4.2.1 Área de estudo .............................................................................................................. 54 4.2.2 Procedimento para coleta das amostras de água ........................................................... 56 4.2.3 Parâmetros analisados................................................................................................... 57 4.2.4 Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) .................................................................. 58 4.2.5 Fósforo total (FT) ......................................................................................................... 59 4.2.6 Nitrogênio total (NT) .................................................................................................... 59 4.2.7 Sólidos totais (ST) ........................................................................................................ 60 4.2.8 Coliformes Termotolerantes ......................................................................................... 60 4.2.9 Índice de Qualidade da Água (IQA) ............................................................................. 61 4.2.10 Índice de Estado Trófico (IET) ................................................................................. 61 4.2.11 Análise das componentes principais (ACP) ............................................................. 62 4.3 Resultados e Discussão .................................................................................................. 62 4.4 Conclusão ....................................................................................................................... 68 5 ÍNDICE DE VEGETAÇÃO E DA TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE TERRESTRE NA BACIA DO CÓRREGO PEQUIÁ: 1984 E 2020 ................................. 70 5.1 Introdução ...................................................................................................................... 70 5.2 Material e Métodos ....................................................................................................... 71 5.2.1 Obtenção dos dados ...................................................................................................... 71 5.2.2 Índice de vegetação ...................................................................................................... 71 5.2.3 Temperatura .................................................................................................................. 72 5.2.4 Método de Pearson ....................................................................................................... 74 5.3 Resultados e Discussão .................................................................................................. 74 5.4 Conclusão ....................................................................................................................... 80 6 ELABORAÇÃO DE CARTAS DE ÁREAS PRIORITÁRIAS PARA RECUPERAÇÃO NA BACIA DO CÓRREGO PEQUIÁ, UMA PROPOSTA DE GESTÃO MUNICIPAL ......................................................................................................... 81 6.1 Introdução ...................................................................................................................... 81 6.2 Material e Métodos ....................................................................................................... 82 6.2.1 Elaboração do banco de dados...................................................................................... 82 6.2.2 Delimitação das áreas de preservação permanente ....................................................... 83 6.2.3 Equação Universal de Perda de Solo (EUPS) .............................................................. 83 6.2.4 NDVI ............................................................................................................................ 84 6.2.5 Determinação da temperatura de superfície terrestre ................................................... 84 6.2.6 Definição de áreas prioritárias para a recuperação ....................................................... 86 6.2.7 Definição de áreas prioritárias para a recuperação ....................................................... 86 6.3 Resultados e Discussão .................................................................................................. 88 6.3.1 Delimitação das áreas de preservação permanente ....................................................... 88 6.3.2 Equação universal da perda de solo .............................................................................. 91 6.3.3 Índice de vegetação por diferença normalizada ........................................................... 92 6.3.4 Determinação da temperatura de superfície terrestre ................................................... 92 6.3.5 Definição de áreas prioritárias para a recuperação ....................................................... 92 6.4 Conclusão ....................................................................................................................... 98 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................... 99 REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 104 18 1 INTRODUÇÃO GERAL Os diferentes modelos de gestão dos recursos naturais no mundo se apresentam em disponibilizar água para as atuais e futuras gerações, porém quase sempre atrelados a estruturas político-administrativas com suas políticas públicas específicas (RAMOS; BONACCORSI; PUPPI, 2020). A necessidade em manter a produção econômica desconsiderando critérios ambientais, tem desencadeado uma degradação acelerada, dificultando a recuperação em médio e longo prazos dos ambientes (OLIVEIRA; AQUINO, 2020). O Brasil destaca-se como o maior país da América Latina, dispondo de aproximadamente 13% da reserva de água doce mundial (FREITAS; ÁVILA; FACCIOLI, 2020). Dessa forma, é necessário monitoramento e manutenção da capacidade ambiental e qualidade da água, tornando-se um fator essencial para a preservação dos recursos hídricos e melhoria na tomada de decisão sobre as bacias hidrográficas, garantindo a utilização da água pelas presentes e futuras gerações (PINTO; FARIA; ALMEIDA, 2021). Nos Estados brasileiros a bacia hidrográfica é considerada como unidade físico- territorial e, no Maranhão, como unidade de implementação da Política Estadual de Recursos Hídricos e a atuação do Sistema de Gerenciamento Integrado de Recursos Hídricos. A descentralização das ações deve ocorrer com a participação do poder público, usuários e comunidade, sendo realizada conforme a Lei 8149/2004, seguindo os preceitos estabelecidos na Lei federal 9433/97 (MARANHÃO, 2004; BRASIL, 1997). Os municípios maranhenses localizam-se sobre terrenos de rochas sedimentares, diferenciando-se de outros estados nordestinos por apresentarem a possibilidade de armazenamento e retirada de águas subterrâneas e cursos d’água perenes (CORREIA FILHO; GOMES; NUNES; LOPES FILHO, 2011). A exploração desordenada das terras nas bacias, além das que possuem solos friáveis e sedimentares, promove a erodibilidade do solo, gerando diversas consequências negativas de ordem social, econômica e ambiental (LUZ; NEVES; RAMOS; FREITAS, 2020). O movimento de massa gerado pela percolação da água no solo, quando relacionado às características do relevo local, pode trazer deterioração de uma região tanto no curso d’água quanto em seu entorno (FRANÇA; MEDEIROS; ARAÚJO; HOLANDA, 2020). Labriere et al. (2015) em um estudo de revisão sistemática sobre erosão dos solos nos trópicos revelou após análise quantitativa superior a 3500 dados de perda de solo de 55 referências em 21 países que o processo erosivo se concentra sobre os elementos da paisagem de solo descoberto ao longo do tempo, considerando também o período de rotação da cultura e de atividades humanas. 19 Considerando a evolução histórica dos municípios de Açailândia e São Francisco do Brejão, na década de 60 a região se configurou como área rural dividida em pequenos lotes contendo cultivos agrícolas de subsistência, seguidos de atividades exploratórias madeireiras e processamento primário da matéria prima oriundas das florestas naturais. Ainda nesta época houve o aumento populacional com a construção das rodovias federais BR 010 (Belém – Brasília) e BR 222 (Açailândia – São Luís), fato que Montes (1997) observou a evidência da fragilidade ambiental ao longo desta segunda rodovia, quando relacionou assoreamento das nascentes de alguns tributários. Observar quais fatores nos municípios contribuem para a degradação da Bacia do Córrego Pequiá se torna necessário, uma vez que existe a suposição de que os processos de expansão e intervenção antrópica somados com a ausência da aplicação de ferramentas de gestão eficientes dos recursos naturais, contribuem para o aumento da perturbação ambiental na região. O município de Açailândia, com população estimada de 113.783 habitantes (IBGE, 2021), localiza-se a oeste do Estado do Maranhão, no trecho da planície fluvial da Amazônia Maranhense sendo cortada por duas rodovias federais BR 010 e BR 222 (MARANHÃO, 2008). O município foi emancipado em 1981, se encontra a 560 km da capital São Luís e, 87% dos domicílios não apresentam esgoto sanitário adequado na área urbana que se distribuem em 27 bairros da cidade (IBGE, 2018). Atualmente, o município apresenta potencial para o polo produtor de ferro gusa, cimento, aço e madeira para carvão vegetal e celulose, desenvolvendo ainda pecuária e agricultura. Essas práticas de conversão de áreas e fragmentos florestais em pastagens permitem a alteração da paisagem e a ocorrência de processos erosivos de grande porte (RODRIGUES NETO; FERREIRA, 2020). Um exemplo da alteração da paisagem se evidencia, na bacia do córrego Pequiá, pela presença de grandes fazendas, distrito industrial e a ocupação desordenada nas áreas do bairro Pequiá de Baixo. Nessa localidade encontram-se 312 famílias residentes, de acordo com a Associação Comunitária dos Moradores do Piquiá, onde parte das moradias foi construída ocupando as áreas de preservação permanente na margem direita do curso d’água principal. No final da década de 80 e início de 90, indústrias siderúrgicas foram atraídas para a região através do Programa Grande Carajás e pela Companhia Vale S/A (CASTRO; SANTOS, 2016). Já no ano de 2013 houve a construção de duas unidades fabris sendo aciaria e fábrica de cimento, ambas em operação atualmente. A matéria prima utilizada nas indústrias siderúrgicas é oriunda de municípios do estado do Pará, que chegam a Açailândia através do 20 transporte realizado por locomotivas pela Estrada de Ferro Carajás, onde são descarregadas na área da Vale S.A. no bairro Pequiá (MONTES, 1997). O município de São Francisco do Brejão, situa-se no oeste maranhense ao sul de Açailândia, com população estimada em 12.082 habitantes (IBGE, 2021), tendo praticamente toda a área urbana inserida na sub-bacia do córrego Brejão, afluente do córrego Pequiá. Desde a década de 1980 vem se desenvolvendo pela atividade agrícola e pecuária leiteira e de corte e, em 10 de novembro de 1994, foi emancipado a partir da Lei 6139/94 (VALE, 2012). Atualmente neste município apenas 8.6% dos domicílios apresentam esgotamento sanitário adequado, existindo ainda falta de urbanização como presença de bueiro, calçada, pavimentação e meio-fio em algumas ruas (IBGE, 2010). Uma pequena parte da zona rural do município de João Lisboa encontra-se inserida na Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá, no trecho estritamente composto por fazendas e sítios. 1.1 Estrutura da tese A tese se inicia com o Capítulo 1, intitulado Introdução Geral, que aborda a caracterização das áreas de estudo e análise dos principais fatores que podem estar contribuindo para a degradação ambiental na Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá. Nos tópicos posteriores são descritos os objetivos geral e os específicos, seguido do ineditismo e originalidade da tese. O ineditismo e originalidade estão pautados na tese através da combinação de métodos que possibilitaram a construção de um instrumento para auxiliar a gestão de área degradadas ranqueando-as em ordem de prioridade de ação por partes dos gestores, considerando que no Estado do Maranhão a maioria das informações ambientais se concentra na capital São Luís, ficando os gestores municipais muitas vezes dependentes de dados ambientais que não são disponibilizados de maneira célere. O Capítulo 2 trata da análise dos elementos morfométricos da bacia hidrográfica do Pequiá, Açailândia – MA e traz características geométricas, de relevo e da drenagem da bacia, possibilitando a realização da escolha das áreas prioritárias a recuperação. No Capítulo 3 se concentram informações sobre a análise da vulnerabilidade dos solos quanto à erosão hídrica na bacia do córrego Pequiá, Açailândia/MA, onde as informações relacionadas a erosividade, erodibilidade, fator topográfico, usos e conservação do solo, que através da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), aponta áreas de maior perda de solo na Bacia Hidrográfica do Pequiá. 21 O Capítulo 4 demonstra a avaliação da qualidade da água nos exutórios das sub- bacias existentes no córrego do Pequiá, Açailândia – MA, onde cinco pontos foram verificados quanto ao índice de qualidade da água (IQA) e índice de estado trófico (IET), que posteriormente possibilitou a tomada de decisão para a escolha da sub-bacia prioritária a recuperação. Para o Capítulo 5 foi realizada uma análise do índice de vegetação e da temperatura de superfície do solo na bacia do córrego Pequiá, em dois períodos distintos, nos anos de 1984 e 2020 com a obtenção de duas imagens de satélite Landsat 5 e 8 respectivamente, que permitiram a realização do cálculo do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e Temperatura da Superfície Terrestre (TST), que subsidiaram o cálculo final do Índice de Áreas Prioritárias a Recuperação (APR). Já o Capítulo 6 houve a elaboração de cartas das áreas prioritárias para recuperação na bacia do córrego Pequiá, uma ferramenta de gestão municipal que reuniu as informações encontradas nos capítulos anteriores e possibilitou através da reclassificação do EUPS e TST, o cálculo do índice de áreas prioritárias (IAP) e áreas de preservação permanente (APP) e, posteriormente com as informações do NDVI, possibilitou a elaboração do índice de Áreas Prioritárias a Recuperação (APR), onde através do Processo Hierárquico Analítico (AHP) tornou viável a escolha das duas principais sub-bacias prioritárias a recuperação. Por fim, o item Considerações Finais oferece informações sobre propostas de usos e necessidades encontradas a respeito da manutenção dos recursos hídricos, passando pelos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS), previstos pela Organização das Nações Unidas, e relacionando alguns pontos com as leis estaduais sobre os recursos hídricos. 1.2 Ineditismo e originalidade Este estudo trará uma contribuição para a melhoria e aprimoramento das ações de gestão dos recursos naturais, nas bacias hidrográficas do Oeste Maranhense, com novas proposições a partir da identificação de áreas prioritárias para a recuperação ambiental. O ineditismo desta tese está na avaliação de uma unidade hidrológica intermunicipal no Maranhão, analisando os fatores principais que possam causar alteração no ambiente atrelado a proposta de identificação de áreas prioritárias a serem recuperadas. 22 1.3 Caracterização geral da área de estudo O estudo foi realizado na Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá, no qual situa-se no Estado do Maranhão, sendo sua maior extensão inserida no município de Açailândia, seguido dos municípios de São Francisco do Brejão e João Lisboa (Figura 1). O município de Açailândia possui uma área territorial de 5.806.307 km², com uma população de 110.543 habitantes e densidade de 19,04 hab/km² (IBGE, 2018). Já o município de São Francisco do Brejão, possui área total de 745,357 km² e densidade demográfica de 13,76 hab/km². Figura 1 - Limites municipais e da Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá (BHCP) Fonte: Autoria própria, 2021. Fazendo parte da região hidrográfica do Atlântico Nordeste Ocidental, a bacia hidrográfica do Córrego Pequiá identificada pelas coordenadas utm Zona 23 E = 239170,488 e N=9443643,018, com área 999,42 km², perímetro de 240 km² e rio principal denominado Pequiá com comprimento de 58,32 km, localiza-se na região oeste do estado do Maranhão. Encontra-se inserida nos municípios de Açailândia, São Francisco do Brejão e parte em João Lisboa, apresentando população, na bacia, estimada para os dois primeiros municípios de 23 12.000 habitantes (IBGE, 2021), onde se observa o maior número de habitantes vivendo na sub- bacia do Córrego Brejão. Sendo receptora dos efluentes gerados pelas propriedades rurais e área urbana no município de São Francisco do Brejão e pelo distrito industrial, propriedades rurais com atividades agrosilvipastoris e residências próximas a BR 222 em Açailândia, ainda se observa a utilização do uso da água do Córrego Pequiá para abastecimento próprio e para dessedentação animal, além de consumo de pescado oriundo do rio (RIZZO, 2015). Os municípios se moldaram a partir da expansão de fronteiras agrícolas e da colonização na pré-amazônia maranhense, no período da construção das rodovias BR 222 e BR 010 (Belém-Brasília) e da Ferrovia Estrada de Ferro Carajás (EFC)/ Norte Sul. Em Açailândia o uso da bacia se restringe a atividades econômicas como a pecuária de corte e leiteira, produção de grãos, plantios de Eucalyptus sp. Para as indústrias siderúrgicas e papeleiras, um setor industrial siderúrgico, e um pequeno setor comercial, diferenciando-se um pouco das atividades do município de São Francisco do brejão, que apresenta comércio, setor de serviços, agropecuária e florestas plantadas. Na região, a expansão econômica e a colonização seguiram os padrões amazônicos com desmatamento ao longo das estradas principais para extração de madeira, seguida da conversão de florestas naturais em áreas de pastagens e agricultura de subsistência. A bacia está inserida no Bioma Amazônico com pequenas áreas transicionais de Cerrado, e suas formações vegetais predominantes são: Floresta Ombrófila Aberta e Mata de Galeria, Cerrado Típico e Campo Sujo mais a sudeste da bacia. (IBGE, 2020) O estágio original do ecossistema da região caracterizava-se por cobertura vegetal do tipo amazônico, subdividido em dois tipos principais, mata aberta com palmeiras e mata aberta sem palmeiras, segundo Miranda (2019) e, atualmente, a cobertura vegetal da região já alterada, conta ainda com a presença de vegetação típica de áreas de preservação permanente de margem de rio, assim como vegetação de pequeno porte do tipo capoeiras pastagens. A geomorfologia da área é constituída por inúmeros platôs fragmentados e separados pela rede de drenagem, apresentando superfícies dissecadas em escarpas erosivas, relativas às ravinas e encostas de vales encaixados, que representam áreas propensas a processos erosivos. A área encontra-se inserida na Bacia Sedimentar do Paraíba (MIRANDA, 2019). A altitude varia entre os 80 m na porção mais baixa do Rio Açailândia, aos 400 m, no topo das chapadas a noroeste de Açailândia. As rochas encontradas no município apresentam características de origem sedimentar (AÇAILÂNDIA, 2017). 24 De acordo com a classificação de Koppen, o clima da região é caracterizado como clima Tropical quente e úmido (Aw) (CPRM, 2011) (clima mesotérmico úmido, verões quentes e invernos secos), caracteriza a região com temperaturas em todo o Estado maranhense com médias anuais superiores a 24ºC, sendo que ao norte a temperatura mais elevada chega a atingir 26ºC (Figura 2) e apresenta dois períodos bem definidos (ROCHA NETO; BLANCO, 2020). O período chuvoso se inicia entre novembro ou dezembro e se prolonga até maio, com maior índice pluviométrico entre janeiro e abril, onde pode-se observar valores superiores a 400mm e com precipitação média anual de 1330 mm. O período seco ocorre a partir de maio quando a influência da convergência intertropical deixa de existir, e se estende até outubro, apresentando o pico de déficit hídrico nos meses de junho a agosto (MIRANDA, 2019). Figura 2 - Temperaturas mensais no período de 1961 a 1990 na região da Bacia Hidrográfica do Pequiá, Estado do Maranhão Fonte: Adaptado do INMET, 2021. Segundo Castro e Santos (2016) e CPRM (1999) a geologia da região é caracterizada pelas formações Itapecuru (Cretáceo Superior) constituídas de arenitos, siltitos e folhelhos depositados em ambientes fluvial e lacustre. Formado também pelo grupo Ipixuna (Terciário Inferior) constituída por argilas e arenitos cauliníticos, ocorre ao longo da rodovia Belém – Brasília, desde 60 km ao sul da cidade São Miguel do Guamá, no Estado do Pará até cerca de 31km ao norte da cidade de Imperatriz, Estado do Maranhão, segundo o IBGE (2005), com sistema fluvial meandrante leques aluviais que apresenta níveis de alteração superigênicas; e Grupo Barreias (Terciário Superior), sistema fluvial meandrante com leques aluviais e 27,50 27,00 26,50 26,00 25,50 25,00 24,50 T em p er at u ra ° C Meses 25 sedimentos que variam de finos a conglomeráticos, depositados por fluxos de detritos com lama. A formação Itapecurú enquadra-se no domínio das coberturas sedimentares mesozóicas, já os grupos Ipixuna e Barreiras encontram-se no domínio geológico das coberturas sedimentares cenozóicas. Tipos de solos encontrados na região da bacia foram Argissolo Vermelho Amarelo distrófico; Latossolo Amarelo Distrófico e de maior ocorrência na bacia Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico (IBGE, 1997; SANTOS et al., 2018). O grupo dos Latossolos possuem uma fração granulométrica mais arenosa e os Argissolos apresentam fração mais argilosa onde se observa que essas texturas podem favorecer o comportamento erosivo na região (CASTRO, 2009; MIRANDA, 2019). 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo Geral Identificar áreas prioritárias para a recuperação vegetal em uma bacia hidrográfica intermunicipal no oeste maranhense. 1.4.2 Objetivos Específicos ● Determinar as características morfométricas das Sub-bacias do córrego Pequiá, por meio das características de drenagem, geometria e de relevo; ● Mapear e analisar qualitativamente a susceptibilidade erosiva do solo da bacia hidrográfica do córrego Pequiá, por meio da aplicação da Equação Universal de Perda do Solo (EUPS); ● Avaliar os índices de Qualidade da Água e de Estado Trófico para as cinco sub- bacias existentes na bacia hidrográfica do córrego Pequiá; ● Avaliar Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e Temperatura da Superfície Terrestre (TST) na bacia do córrego Pequiá; ● Delimitar áreas prioritárias a recuperação nas sub-bacias, analisando a principal utilização e as áreas de preservação permanente. 26 2 ANÁLISE DOS ELEMENTOS MORFOMÉTRICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO DO PEQUIÁ, COMO INSTRUMENTO DE SUPORTE A GESTÃO 2.1 Introdução O aumento das áreas de produção sem considerar critérios ambientais tem contribuído com o processo de degradação ambiental, dificultando a recuperação dessas áreas a médio e longo prazo (OLIVEIRA; AQUINO, 2020). Dentre os impactos ambientais, tem-se a ocorrência dos processos erosivos, deslizamento de encostas, alterações na qualidade da água, assoreamento dos corpos hídricos, contribuindo com a ocorrência de enchentes, gerando uma série de prejuízos do âmbito social e ambiental (ALMEIDA; COTA; RODRIGUES, 2020; ALAM; AHMED; SAMMONDS, 2021; VERMA; PATEL; CHOUDHARI, 2022). Dada a importância da compreensão desses processos, a bacia hidrográfica tem sido amplamente utilizada como unidade ideal para o planejamento e gestão dos recursos naturais (SIMONETTI et al., 2019; SANGMA; GURU, 2020). Isso se deve ao fato dela integrar diferentes componentes constituintes, como os solos, recursos hídricos, geomorfologia, geologia e cobertura vegetal (LACERDA et al., 2019; ABDETA; TESEMMA; TURA; ATLABACHEW, 2020). Desenvolver estudos em uma unidade espacial de fácil e reconhecimento e caracterização, como é o caso da bacia hidrográfica, possibilita a análise das interdependências que ocorrem entre os diferentes elementos da paisagem e processos existentes na sua estruturação, além de permitir pontuar os problemas difusos, facilitando a identificação de focos de degradação dos recursos naturais (VIEIRA; TORRES; BARRETO, 2019). A análise da morfometria de uma bacia hidrográfica fornece insights para a compreensão do comportamento hidrológico, conforme Alam, Ahmed e Sammonds (2021), demonstrando um papel significativo no planejamento e a na concepção de informações para a gestão dos recursos naturais (PRAKASH et al., 2019). Possibilita ainda, a extração de informações relevantes com baixo custo atrelado, e posteriormente, ser utilizadas como subsídios de suporte à definição e construção de indicadores para o direcionamento das políticas públicas ambientais, de acordo com Coliado, Simonetti e Silva (2020), permitindo uma descrição importante quanto a formação, desenvolvimento dos processos hidrológicos e geomorfológicos que ocorrem dentro da bacia (AZEVEDO et al.., 2020). A administração política voltada ao ordenamento do território de bacias hidrográficas, está atrelada ao conhecimento de suas características morfométricas, a qual 27 fornece informações sobre o terreno, uma vez que parâmetros físicos e bióticos influenciam no ciclo hidrológico, no relevo, escoamento superficial e subsuperficial, permeabilidade do solo, processos de inundação, processos erosivos, dentre outros (FERREIRA; MOURA; CASTRO, 2015; COLIADO; SIMONETTI.; SILVA, 2020). A aplicação do estudo morfométrico pode fornecer subsídios para o diagnóstico da situação real da bacia hidrográfica e auxiliar na elaboração de políticas públicas ambientais em municípios em desenvolvimento, como é o caso do município de Açailândia localizado no estado do Maranhão, visto que o mesmo passa por diferentes alterações antrópicas como: crescimento populacional, consequentemente, tem sofrido alterações no uso e cobertura do solo, com constante conversão dos tipos de usos que contribuem para o desencadeamento de processos erosivos de grande porte na bacia do córrego Pequiá (RIZZO, 2015). Desta forma, esse trabalho tem como objetivo realizar a caracterização morfométrica das sub-bacias do Córrego Pequiá, localizadas no estado do Maranhão, por meio da obtenção e análise das características de drenagem, geometria e de relevo, de modo que possibilite compreender a inter-relação da morfometria com os recursos naturais, visando gerar informações importantes para os órgãos gestores. 2.2 Material e Métodos 2.2.1 Processamento dos dados No presente estudo, para a delimitação das sub-bacias e cálculo dos indicadores morfométricos, foi utilizado o modelo digital de elevação (MDE) do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), disponibilizada de forma gratuita no banco de dados da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), com uma resolução espacial de 90 metros. Em seguida, com o intuito de delimitar as sub-bacias e extrair dados das sub-bacias, se fez necessário o estabelecimento de algumas operações. Para tal, foi utilizado um conjunto de ferramentas para a geração de informações como a delimitação de bacia de hidrográfica e redes de drenagem, denominada ArcHydro Tools, extensão originalmente acoplada ao ArcGIS 10.6 e desenvolvida para Universidade do Texas (MAIDMENT, 2002). Inicialmente, com o intuito de corrigir alguns erros presentes no MDE, como depressões e áreas planas não compatíveis com a morfologia real do terreno, foi utilizada a ferramenta Fill Skins. Para as demais etapas foram realizadas: ferramenta Flow Direction para definir direção do fluxo, Flow Accumulation para determinar o fluxo acumulado, Stream 28 Definition para gerar o raster da rede de drenagem onde foi segmentado pela etapa Stream segmentation, Catchment Grid Delineation gerou o raster das sub-bacias e com a função Catchment Polygon Processing o vetor das sub-bacias, Drainage Line Processing obtenção dos pontos de drenagem, Batch Point Generation define os pontos de exultório e a geração da Bacia na etapa Watershed Delineation. 2.2.2 Indicadores morfométricos A análise morfométrica de bacias hidrográficas é tido como pré-requisito para estudos hidrológicos, já que ela possibilita a compreensão dos comportamentos da rede de drenagem e morfologia, auxiliando no processo de planejamento e gestão de recursos (SANGMA; GURU, 2020). Para a extração dos indicadores morfométricos das sub-bacias do Córrego de Pequiá, considerou-se as características da rede de drenagem, geométricas e de relevo da bacia conforme apresentado no quadro 1. Ainda outras variáveis ponderadas como importantes para a pesquisa, como o comprimento total dos canais, gradiente canal principal, comprimento médio dos canais, comprimento do canal principal, extensão do percurso superficial e hierarquização dos cursos d´água (STRAHLER, 1957). Quadro 1 - Descrição dos parâmetros utilizados no estudo Parâmetros Equação Descrição Definição Característica Geométrica Coeficiente de Compacidade 𝐾𝑐 = 0,28 ∗ 𝑃 √𝐴 Kc = Coeficiente de compacidade adimensional; P = Perímetro da sub- bacia (km) A =Área de drenagem da sub-bacia (km²) Relaciona o perímetro da bacia hidrográfica e circunferência de um círculo de área igual à da bacia. (SILVA; ALBUQUERQUE FILHO; OLIVEIRA; LOURENÇO, 2018). Características da Rede de Drenagem Densidade da drenagem 𝐷𝑑 = 𝐿𝑡 𝐴 Lt =comprimento total dos canais da sub-bacia (km) A =Área de drenagem da sub-bacia (km²) Relação entre o comprimento total de canais (temporários e perenes) e a área da bacia (HORTON, 1945). Densidade Hidrográfica 𝐷ℎ = 𝑁 𝐴 Dh = Densidade hidrográfica; N =Número de rios ou canais; A = Área de drenagem da sub-bacia (km²) Relaciona o número de rios ou canais com a área da bacia, expressando a grandeza da rede hidrográfica da bacia, indicando a capacidade de gerar novos cursos d'águas (CHRISTOFOLETTI, 1969). 29 Coeficiente de Manutenção (m²) 𝐷ℎ = 1 𝐷𝑑 Cm=Coeficiente de manutenção; Dd =Densidade de drenagem Área necessária para formação de um canal mantendo perene cada metro de drenagem (COLIADO; SIMONETTI.; SILVA, 2020; SCHUMM, 1963). Características do Relevo Índice de Sinuosidade 𝐼𝑠 = 100 ∗ 𝐿 − 𝐷𝑣 𝐿 Is = índice de sinuosidade (%); L = comprimento do canal principal (km); Dv = distância vetorial do canal principal (km) Relação entre o comprimento do canal principal e seu talvegue (COLIADO; SIMONETTI.; SILVA, 2020) Índice de Rugosidade Ir= Hm* Dd Hm =Amplitude Altimétrica; Dd = Densidade de Drenagem. Produto entre a amplitude do relevo e densidade de drenagem. (MELTON, 1957). Amplitude Altimétrica (m) 𝐴𝑎 = 𝑃1 − 𝑃2 P1 = Altitude máxima (m) P2 = Altitude mínima (m) Diferença das altitudes máxima e mínima observadas. (VILLELA; MATTOS, 1975). Relação de Relevo (m) Rd= 𝐻𝑚 𝐿𝑐 Rr=Relação de relevo (m/km) Hm = amplitude altimétrica (m) Lc = comprimento do canal principal (km) Relação entre a amplitude altimétrica com o comprimento do canal principal. (STRAHLER, 1957). Fonte: Autoria própria, 2022. Para a identificação das ordens dos rios na bacia, foi utilizada a metodologia proposta por Strahler (1957) a partir da rede de drenagem obtida da Base Hidrográfica Ottocodificada (BHO) pela Agência Nacional de Águas (2017) escala 1:250000 para o Estado do Maranhão, cuja finalidade foi estabelecer a hierarquia fluvial a partir do software ArcGis 10.6, por meio do complemento hidrology. Toda a análise morfométrica da sub-bacia hidrográfica do Córrego Pequiá foi realizada por meio de processamentos no software ArcGIS 10.4 (ESRI, 2008). 2.3 Resultados e Discussão A Bacia Hidrográfica do Córrego do Pequiá possui uma área de drenagem total de 999,42 km², um perímetro de 184km e comprimento axial de 69km. A área de estudo foi subdivida em cinco sub-bacias denominadas: Baixo Pequiá, Médio Pequiá, Alto Pequiá, Brejão e Mosquito. Sendo a delimitação das três primeiras realizadas com base no curso d´água principal (Córrego do Pequiá), e as demais obtidas a partir dos exultórios do córrego brejão e 30 mosquito. A Figura 3 apresenta o mapa com as respectivas sub-bacias, hierarquia fluvial e hipsometria. Figura 3 - Mapa das sub-bacias do Córrego do Pequiá, no Estado do Maranhão Fonte: Autoria própria, 2022. 2.3.1 Compartimentação morfométrica da bacia do Córrego Pequiá O estudo acerca da morfometria de bacias hidrográficas fornece informações relevantes às características e interações entre os processos superfície terrestre e seus diferentes componentes, possibilitando a determinação das potencialidades e limitações quanto ao uso e cobertura do solo, auxiliando no planejamento das atividades a serem desenvolvidas (FRAGA et al.., 2014). Nesse sentido, as características morfométricas das sub-bacias hidrográficas do Córrego do Pequiá foram avaliadas quanto aos parâmetros geométricos, características da rede de drenagem e das características do relevo. Na Tabela 1, são apresentados os resultados das equações utilizadas para caracterizar morfometricamente as cinco sub-bacias existentes na bacia hidrográfica do Córrego Pequiá. A B 31 Tabela 1 - Parâmetros morfométricos das Sub-bacias do Córrego Pequiá, no Estado do Maranhão Variável Morfométrica Sub-bacias Baixo Pequiá Médio Pequiá Alto Pequiá Brejão Mosquito Geometria Área da Bacia (km²) 274,92 158,85 132,77 200,4 232,48 Perímetro (km) 122,46 90,96 94,74 128,94 104,04 Comprimento da bacia (Lb) (km) 29,27 20,65 26,65 34,60 25,35 Largura da bacia (Lw) (km) 13,80 15,74 7,34 11,89 13,07 Coeficiente de Compacidade 2,07 2,02 2,30 2,55 1,91 Rede de Drenagem Densidade de drenagem Dd (Km/km²) 0,59 0,73 0,68 0,63 0,77 Densidade Hidrográfica Dr (Canais /km²) 0,38 0,44 0,39 0,41 0,57 Extensão do Percurso Superficial (Km) 0,847 0,685 0,735 0,794 0,649 Comprimento do Canal Principal (Km) 26,2 17,2 24,6 16,5 11,5 Comprimento médio dos Canais (Km) 4,76 3,50 3,95 4,2 3,65 Comprimento Total dos Canais (km) 162 115 91 126 179 Razão de Bifurcação Média (Rbm) 5 3 4 5 4 Coeficiente de Manutenção (m².m-1) 1694,92 1369,86 1470,59 1587,30 1298,70 Ordem da Sub-bacia (STRAHLER, 1957) 5 4 3 3 4 Relevo Índice de Sinuosidade 1,30 1,52 1,56 1,56 1,30 Índice de Rugosidade 146,91 162,06 165,92 134,19 187,88 Amplitude Altimétrica (m) 249 222 244 213 244 Relação de Relevo (m) 9,50 12,91 9,92 12,91 21,22 Fonte: Autoria própria, 2022. 2.3.2 Características geométricas Por meio dos parâmetros referentes a geometria foi possível a obtenção de dados sobre algumas características inerente a Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá (BHCP). O coeficiente de compacidade (Kc) indica a susceptibilidade da bacia hidrográfica a enchentes, sendo que, quanto mais próximo de 1, mais circular é a bacia, assim, maior a tendência de haver ocorrência de enchentes, entretanto, quanto maior o valor de Kc, mais alongada, e menor possibilidade de enchentes (VILLELA; MATTOS, 1975). Concomitantemente, Rocha et al. (2014) menciona que bacias hidrográficas com formato mais alongado evita a conversão do 32 escoamento superficial para o trecho do rio principal, portanto não estando sujeitas a grandes enchentes. Analisando o Kc para as cinco sub-bacias do Córrego Pequiá (Tabela 1), nota-se que os valores estão todos acima de 1,91, deste modo, indicando que elas possuem pouca propensão a enchentes. Resultados semelhantes foram observados em outros trabalhos que realizaram a caracterização morfométrica, com coeficiente de compacidade de 1,94 de acordo com Silva e Duarte (2020) e 2,41, segundo Claudino et al. (2020), classificando-as como pouco susceptível a enchentes. 2.3.3 Características da rede de drenagem O sistema de drenagem da bacia hidrográfica do Córrego Pequiá, de acordo com a hierarquia de Strahler (1957), apresentou grau cinco de ramificação (Figura 3-A). Mais especificadamente, a sub-bacia do Alto Pequiá é a única de 5ª ordem, seguida das sub-bacias Médio Pequiá e Mosquito classificadas como de 4ª ordem, e as demais ordem 3ª. Verifica-se uma grande quantidade de rios de 1ª ordem, enquanto o fluxo de 5ª ordem tem o número mínimo de fluxos, evidenciando o estágio evolutivo do relevo, possibilitando inferir sobre dinâmica da hidrologia superficial (SILVA; ALBUQUERQUE FILHO; SALES; LOURENÇO, 2016). Segundo Sethupathi et al. (2011), os fluxos mais longos e menor quantidade são formados onde a permeabilidade é maior, todavia, fluxos menores de grande número são desenvolvidos onde as rochas e formações são menos permeáveis. No que diz respeito as características relacionadas a rede de drenagem, destaca-se a densidade da drenagem, considerada uma das principais variáveis em estudos morfométricos. Ela relaciona o número de canais com a área total da bacia hidrográfica (SILVA; ALBUQUERQUE FILHO; OLIVEIRA; LOURENÇO, 2018; CHRISTOFOLETTI, 1981), fornecendo dados acerca da eficiência da drenagem em relação a capacidade de escoamento dentro da bacia (TONIOLO; OLIVEIRA; LOURENÇO; SILVA, 2021; SILVA; GIRÃO, 2020). Ainda, densidade de drenagem pode influenciar na produção de água e sedimentos na bacia (DORNELLAS; XAVIER; SILVA; SEABRA, 2020). Segundo Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2016), densidade de drenagem menor que 0,5 km/km² são consideradas bacias com drenagem baixa, de 0,5 até 3,5 drenagem média, por fim, Dd superiores a 3,5 bacias com drenagem alta. Conforme é apresentado na Tabela 1, as sub-bacias resultaram em valores que variam de 0,59 a 0,77, logo, demostrando que possuem uma rede de drenagem média. 33 Geralmente, menores valores de Dd estão associados a baixas declividades (SOARES; LOPES; CASTRO; ARAÚJO, 2016; SOUZA; LOLLO, ALMEIDA FILHO, 2019). E, também associados a regiões constituídas com rochas permeáveis (QUEIROZ; CRISPIM; SILVA, 2017). No qual proporciona condições não favoráveis ao escoamento superficial, impossibilitando a formação de canais, por conseguinte, diminuindo a densidade da drenagem segundo Horton (1945), como é o caso da BHCP, visto que ela possui rochas do embasamento cristalino do Complexo Maracaçumé e metassedimentos do Grupo Gurupi (CPRM, 2011). A densidade hidrográfica das sub-bacias foi de 0,38 canais/Km² (baixo pequiá), 0,44 canais/Km² (médio pequiá), 0,39 canais/Km² (baixo pequiá), 0,41 canais/Km² (brejão) e, 0,57 Canais/Km² (mosquito), sendo caracterizadas como de baixa densidade hídrica e baixa aptidão ao aparecimento de pequenos canais de drenagem, conforme classificação de Strahler (1957). A densidade hidrográfica exerce influência acerca da ocorrência de processos erosivos e enchentes, conforme Tavares, Uagoda, Spalevic e Mincato (2021), já que ela possui efeito direto na estabilidade da terra (PRADEEP; NINU KRISHNAN; VIJITH, 2014). A Dd depende de fatores como a permeabilidade do solo, cobertura vegetal e geologia. Logo, as características da área de estudo favorecem a baixa densidade hídrica. A extensão do percurso superficial (Eps), representa a distância média percorrida pelas enxurradas antes de encontrar um canal permanente (HORTON, 1945). Assim, como pode ser observado na Tabela 1, a sub-bacia Mosquito apresentou menor valor de distância (0,649 km), enquanto a sub-bacia Baixo Pequiá resultou no maior valor (0,847 km). Conforme Felde et al. (2020) quanto mais longo é o caminho que o escoamento tem que percorrer para chegar ao canal permanente, menor é a densidade da drenagem nas bacias hidrográficas. Deste modo, justificando os valores encontrados para as sub-bacias desse estudo. Com relação a razão de bifurcação (Rb), ele representa o número de canais de uma ordem essenciais para formar um canal de ordem superior (DORNELLAS; XAVIER; SILVA; SEABRA, 2020), no qual tende a ser constante e normalmente varia entre 3,0 e 5,0 (STRAHLER, 1964). As sub-bacias baixo-pequiá, médio pequiá, alto pequiá, brejão e mosquito, apresentaram a média do Rb médio igual a 4,9, se apresentando no intervalo de 3 a 5 (Tabela 1), evidenciando que os padrões estruturais geológicos das sub-bacias não afetam a rede de drenagem (STRAHLER, 1964). Valores semelhantes foram observados em outros trabalhos, na bacia do rio Pardo, na Bahia, com média de 3,46 (DOMINGUES et al., 2020), bacia do alto 34 paraíba, na Paraíba, apresentou Rb médio de 3,68 (DORNELLAS; XAVIER; SILVA; SEABRA, 2020). O Coeficiente de Manutenção (Cm) informa qual a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento (SCHUMM, 1963; SERVIDONI et al., 2021). Maiores valores de Cm sugere uma estrutura do solo mais porosa, implicando maior nível de infiltração, e escoamento leve (SHIVASWAMY; RAVIKUMAR; SHIVAKUMAR 2019). O Cm obtido para as sub-bacias variaram de 1298,70 m².m-1 (sub-bacia do Mosquito) até 1694,92 m².m-1 (sub-bacia Alto Pequiá), evidenciando que a bacia do Alto do Pequiá requer maior área para a manutenção de um metro de canal. 2.3.4 Características do relevo O conhecimento acerca da sinuosidade da rede de drenagem assume grande importância no entendimento dos processos e evoluções do sistema fluvial e sua interação com as características da paisagem (KUMAR; SINGH, 2021; SANTOS; FORMIGA; BRAGA; FARIA, 2021). De acordo com Schumm (1963), valores de Is próximos a 1,0 indicam que o canal tende a ser mais retilíneos e pouco tortuosos, valores superiores a 2,0 indicam canais mais tortuosos, já os valores intermediários referem-se aos canais com transições entre trechos regulares e irregulares. Com base na análise do índice de sinuosidade da BHCP, os valores do índice de sinuosidade (Is) das sub-bacias do Baixo Pequiá e Mosquito foram iguais a 1,30, indicando ser um canal retilíneo, todavia, os valores encontrados para as demais sub-bacias médio e alto Pequiá e Brejão foram respectivamente de 1,52, 1,56 e 1,56 indicando que o canal tende a ser sinuoso. No estudo desenvolvido por Queiroz et al. (2020) no Igarapé do Mindu no Estado do Amazonas foi observado que o Índice de Sinuosidade foi de 1,1. Os autores classificam como retilíneo, considerando que existe a redução do tempo de permanência da água e o consequente aumento na velocidade do fluxo fato que não contribuiu para possíveis inundações na bacia. Já o índice de rugosidade (Ir), aponta a relação entre a declividade e o comprimento dos canais, possibilitando verificar a complexidade da paisagem (OZDEMIR; BIRD, 2009). Valores elevados desse coeficiente, geralmente, são pertinentes ao aumento do gradiente das vertentes e do comprimento de rampa do terreno, segundo Degrande e Firmino (2020), como 35 efeito, são altamente susceptíveis ao desencadeamento de processos erosivos, de acordo com Sreedevi et al. (2013), logo, tem-se uma maior restrição quanto as possibilidades de uso do solo em função das características da paisagem (MACHADO; LOBÃO; VALE; SOUZA, 2011). Nas sub-bacias analisadas, foram verificados valores de rugosidade que variaram de 134,19 a 187,88, dentre esses valores, a sub-bacia do Mosquito e Alto Pequiá são caracterizadas por estruturas da paisagem com relevo mais declivoso e dissecado. Já as sub- bacias dos córregos Brejão e Baixo Pequiá apresentaram rugosidade fraca com valores variando de 134 a 147 (Tabela 1), representando 33,3% da área da BHCP. A sub-bacia do Médio Pequiá apresentou rugosidade média com relevo suave ondulado e declividade entre 3 a 8 %. Analisando a topografia do terreno na BHCP (Figura 3-B), observa-se que os valores de elevação variaram entre 150 e 455 metros, onde os menores valores estão localizados na sub-bacia do Baixo Pequiá. A amplitude altimétrica das sub-bacias do Córrego Pequiá variou entre 213 e 249 metros (Tabela 1), cujo menor valor foi observado para a sub-bacia Brejão. Sendo que menores amplitudes altimétrica, implicam em menor velocidade do escoamento, aumentando a água no interior da bacia, contribuindo especialmente no processo de infiltração e evaporação (CARVALHO; MARQUES NETO, 2012). Todavia, a sub-bacia do Baixo Pequiá apresenta a maior amplitude, deste modo, corroborando com o aumento da velocidade média do escoamento na calha do rio. As sub-bacias do Baixo e Alto Pequiá apresentam os menores valores de relação de relevo (Ir), com 9,50 e 9,92 metros/km, respectivamente, demostrando um desnível no relevo das sub-bacias médio de 9,71 metros a cada 1 km. Segundo Schumm (1956), quanto maior o valor de Rr, maior será o desnível existente entre a cabeceira e o exutório, portanto maior será a declividade média da bacia hidrográfica. Assim, de acordo com os valores encontrados no presente estudo, as sub-bacias do Médio Pequiá, Brejão e Mosquito apresentam o maior desnível. A sub-bacia do Mosquito por apresentar o maior número de canais de 1ª ordem tem uma elevada importância na manutenção e desenvolvimento do curso d’água principal, porém as atividades antrópicas existentes, que promovem a alteração da paisagem, podem influenciar diretamente as áreas próximas da sub-bacia do baixo Pequiá que possui estrutura de formação do rio mais antiga, requerendo maior atenção quanto a gestão dessas áreas. Maior atenção deve ser dada a sub-bacia do baixo Pequiá, visto que ela recebe o aporte dos afluentes que estão nas sub-bacias do Brejão e Médio Pequiá, ambos no município de São Francisco do Brejão. Grande parte dos efluentes gerados nessas sub-bacias são carreados 36 para o baixo Pequiá que se encontra no município de Açailândia, devendo ser observada a possibilidade de convênios intermunicipais para controle e manutenção da qualidade da água. 2.4 Conclusão Desta forma, esse trabalho tem como objetivo realizar a caracterização morfométrica das sub-bacias do Córrego Pequiá, localizadas no estado do Maranhão, por meio da obtenção e análise das características de drenagem, geometria e de relevo. A Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá (BHCP) apresentou grau cinco de ramificação, sendo os rios de 1ª ordem predominantes nas sub-bacias, com densidade de drenagem (Dd) média, indicando que a área não apresenta condições que favorecem o escoamento superficial. Sendo o maior valor de Dd encontrado na sub-bacia Mosquito. O Cm indicou que a sub-bacia do Alto do Pequiá requer maior área para a manutenção de um metro de canal. A sub-bacia do Mosquito apresentou maior elevação em relação às demais, estando mais condicionada ao desencadeamento de processos erosivos, que pode ser intensificado quando somado aos maiores valores de índice de rugosidade, resultando em maiores restrições do uso do solo nessas áreas em função das suas características. As variáveis geomorfométricas são potencialmente úteis para a elucidação, compreensão e planejamento integrado do uso e ocupação dos espaços rurais e urbanos da área de estudo. 37 3 ANÁLISE DA VULNERABILIDADE DOS SOLOS QUANTO A EROSÃO HÍDRICA NA BACIA DO CÓRREGO PEQUIÁ, MARANHÃO 3.1 Introdução As ações antrópicas têm alterado de maneira significativa a funcionalidade do ambiente natural em diversas regiões do Brasil, tornando-o cada vez mais frágil (CARVALHO et al., 2020). O prejuízo econômico causado pela diminuição da capacidade produtiva das terras agrícolas, apontam para a erosão hídrica como a principal causa e para o principal agente de mudança da paisagem (COUTINHO et al., 2014). Diferentes formas de uso do solo os tornam vulneráveis e com a intensificação da agricultura (RODRIGUES; MELLO; VIOLA; RODRIGUES, 2017). Pode existir ainda, a remoção de partículas e transporte de material mineral pelas excessivas chuvas para as áreas mais baixas do terreno, conforme, Fiorese et al. (2021), ocasionando a formação de erosão laminar, podendo acarretar sulcos, ravinas ou voçorocas. Para avaliação de perda de solo, foi utilizada a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), segundo Wischmeier e Smith (1978), utilizada para analisar as possíveis perdas por erosão laminar na bacia do Pequiá, se destacando dos demais estudos realizados para estimar a perda de solo ao longo dos anos, de acordo com Lamana (2020), possibilitando assim o estudo empírico na bacia. A abordagem adotada permitiu a construção de variáveis, incluindo erosividade das chuvas, erodibilidade do solo, topografia, práticas conservacionistas e fatores de cobertura vegetal, conforme Jemai et al. (2021) para a obtenção do resultado de perda de solo integrado ao uso da ferramenta SIG. Todos estes coeficientes somados a um território caracterizado por uma estação com dois períodos, sendo um seco e outro chuvoso ocasionando chuvas volumosas em curtos intervalos de tempo, contribuem ainda mais com as ações de erosão laminar e linear. A bacia do córrego Pequiá tem fundamental importância para o abastecimento futuro da cidade de Açailândia como já contemplado no estudo realizado pela CPRM (2017). Anualmente novas áreas com vegetação nativa são convertidas para outros usos, resultando no aumento significativo da condução de material particulado para o rio principal, podendo ocasionar assoreamento do curso de água e degradação da qualidade da água (LOURENÇO et al., 2022). 38 É importante evidenciar que as atividades garimpo, somadas às do pólo guseiro e madeireiro, têm acelerado o processo de comprometimento das nascentes dos rios nos biomas brasileiros (BRASIL, 2006). Com o aumento das áreas desmatadas em um dos municípios que se encontra a Bacia Hidrográfica, ocorre uma potencialização dos processos erosivos de grande porte (MARÇAL; RAMALHO; GUERRA, 2001). Nesse sentido, objetivou-se neste trabalho mapear e analisar qualitativamente a susceptibilidade erosiva do solo da bacia hidrográfica do córrego Pequiá, localizada em Açailândia, São Francisco do Brejão e João Lisboa no Estado do Maranhão, por intermédio da aplicação da Equação Universal de Perda do Solo (EUPS). 3.2 Material e Métodos 3.2.1 Estimativa da perda de solo anual A estrutura proposta por Wischmeier e Smith (1978), utilizada para quantificar a perda média de solo anual por erosão laminar em diferentes condições de uso e manejo do solo, considera a variação climática da região, declividade do terreno e práticas conservacionistas como variáveis necessárias para a obtenção da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS) (Equação 1). 𝐴 = 𝑅 ∗ 𝐾 ∗ 𝐿𝑆 ∗ 𝐶 ∗ 𝑃 Equação (1) Sendo: A = perda de solo por unidade de área no tempo (t.ha-1); R = fator de erosividade da chuva (MJ.mm.h-1.ha-1); K = fator de erodibilidade do solo (t.ha.h/ ha.MJ.mm); LS = fator topográfico (adimensional); C = fator de uso e manejo do solo (adimensional); P = fator de prática conservacionista do solo (adimensional). 39 3.2.2 Série histórica dos dados de precipitação Os dados pluviométricos foram extraídos da série histórica disponibilizada pela Agência Nacional de Águas (ANA), de apenas 5 estações meteorológicas que possuem dados de 1996 a 2018 completos. Na região da bacia ocorrem dois períodos distintos, chuvoso e seco, com intervalos de seis meses entre cada um, conforme Tabela 2. Tabela 2 - Localização das estações pluviométricas utilizadas no levantamento de dados Localização das estações pluviométricas utilizadas no levantamento de dados Código da Estação Estações Zona Coordenadas UTM - E Coordenadas UTM - N 447004 Açailândia 23M 223114,175 9454466,180 447002 Reta Km 32 23M 248320,133 9465740,576 547000 Ligação do Pará 23M 217227,335 9544521,699 547005 Buritirana 23M 276330,948 9381246,680 446002 Vale do Pindaré 23M 284894,982 9480408,884 Fonte: Autoria própria, 2021. Os municípios de São Francisco do Brejão, João Lisboa e Açailândia onde se encontra o córrego Pequiá estão localizados pelas coordenadas UTM Zona 23 M E = 223122,229; N=9452321,391, obtidas no centro das referidas cidades de Açailândia e São Francisco do Brejão, respectivamente. Na Tabela 3 são apresentadas as distâncias das estações pluviométricas em relação ao bairro Pequiá de Baixo, localizado no município de Açailândia na parte norte da bacia. Tabela 3 - Distâncias das estações pluviométricas em relação a área de estudo Estação Distância (km) Açailândia Reta km 32 Ligação do Pará Buritirana Vale do Pindaré 12,17 13,84 87,91 87,39 54,24 Fonte: Autoria própria, 2022. 40 3.2.3 Fator R Para o cálculo do fator de erosividade da chuv™R) foram utilizados os dados obtidos na Agência Nacional de Águas (ANA), constituindo-se das séries históricas pluviométricas com duração de 23 anos, distribuídas no raio médio de 51 km de distância de um ponto de referência no bairro Pequiá de Baixo. Foram calculadas as médias mensais para determinar a erosividade da c™a (R), segundo a Equação proposta por Bertoni e Lombardi Neto (2012), como observado na Equação (2). Esta Equação estima, com relativa precisão, os fatores de erosividade para períodos longos de vinte ou mais anos. 𝑅 = ∑ 12 𝑖=1 67,355 ( 𝑟𝑖 2 𝑃 ) 0,85 (2) Sendo: R = Fator de Erosividade da Chuva (MJ.mm.h-1.ha-1); ri = Precipitação média mensal (mm); P = Precipitação média anual (mm) 3.2.4 Fator K O fator de erodibilidade do solo (K) foi obtido de forma indireta através do mapa pedológico extraído da base solos da amazônia legal, na escala de 1:250.000, disponibilizado através do Portal Brasileiro de Dados Abertos e das demais bases cartográficas disponíveis no portal Laboratório de geoprocessamento (LABGEO) / Universidade estadual do maranhão (UEMA), Companhia de pesquisa de recursos minerais (CPRM), Empresa brasileira de pesquisa agropecuária (EMBRAPA) e TOPODATA/Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) para os municípios estudados. Para a obtenção dos valores do fator K para três tipos de solo existentes na área de estudo, foram compilados valores de alguns trabalhos realizados a partir de experimentos de campo, em solos brasileiros, que se encontravam disponíveis na literatura e posteriormente extraída a média em relação aos valores listados na Tabela 4. 41 Tabela 4 - Fator K para os diferentes tipos de solo encontrados na bacia Classificação Tipo de Solo Fator K (thMJ-1 mm-1) Fonte PVAd Argissolo Vermelho amarelo distrófico 0,0466 0,0592 (MANNIGEL; CARVALHO; MORETI; MEDEIROS, 2002; MORAIS; SALES, 2017). Média 0,0529 LAd Latossolo-Amarelo Distrófico 0,0570 0,02777 (MANNIGEL; CARVALHO; MORETI; MEDEIROS, 2002; MORAIS; SALES, 2017). Média 0,0424 LVAd Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico 0,0112 0,0264 (MANNIGEL; CARVALHO; MORETI; MEDEIROS, 2002; MORAIS; SALES, 2017). Média 0,0188 Fonte: Autoria própria, 2022. Para os tipos de solos encontrados na bacia, todos apresentam horizonte B bem definidos, sendo o Latossolo constituído de material mineral em avançado estágio de intemperização (JACOMINE, 2008) o que diferencia dos Argissolos. Posteriormente foram utilizados os arquivos shapefile de polígonos de solos, das sub-bacias, através da imagem raster que contempla o córrego Pequiá e na sequência a elaboração do mapa do Fator K. Foi realizada a classificação da imagem raster com a tabela contendo os valores médios para cada tipo de solo, onde realizou-se a associação do mapa de solos e a atribuição de valores de erodibilidade, correspondentes a cada classe de solo, resultando no mapa final de erodibilidade. 3.2.5 Fator LS Para estimar a erosão hídrica laminar foram utilizados Modelo Digital de Elevação (MDE) Shuttle Radar Topograph Mission (SRTM) e suas derivações locais básicas para os municípios de Açailândia e São Francisco do Brejão, através das cartas 04S48, 05S48 disponibilizadas em formato geotiff pelo TOPODATA/INPE (banco de dados morfométricos do Brasil). Foram utilizados ainda arquivos vetoriais como pontos, linhas e polígonos, em formato shapefile, representativos das rodovias, limite político administrativo do Estado do Maranhão e municípios, e shapefile do mapa de solos obtido pelo Map Biomas escala 1:250.000 para a coleção Amazônia contemplando os municípios de Açailândia e São Francisco do Brejão. 42 O fator topográfico (LS) foi calculado através da Equação 3 recomendada por Bertoni e Lombardi Neto (2012). 𝐿𝑆 = 0,00984 × 𝐿0,63 × 𝑆1,18 (3) Sendo: LS = Fator topográfico (adimensional); L = Comprimento de rampa (vertente) em m; S = Declividade (%). 3.2.6 Fator L As cartas topográficas foram obtidas por acesso público DSG/IBGE EMBRAPA, que possibilitaram a visualização do relevo através das curvas de nível com equidistância de 40 metros, sendo possível a observação da rede hidrográfica principal, vias de circulação e limites municipais existentes na época de execução do mapa, além de fornecer alguns elementos gerais da vegetação na escala 1:100.000. As informações do comprimento de rampa e declividade do terreno foram geradas a partir do Modelo Digital do Terreno (DEM), calculando-se separadamente o fator L (comprimento da encosta) e S fator grau de declividade) por intermédio da Equação Desmet e Govers (1996) utilizada no estudo de Souza et al. (2019). Para a obtenção do percentual de declividade, foram utilizadas imagens orbitais obtidas através do site TOPODATA disponibilizadas pelo INPE. Para determinação do fator de comprimento de rampa (L) o algoritmo de Desmet e Govers (1996) foi utilizado, baseado nas equações de Foster e Wischmeier (1974) expresso pela Equação 4. 𝐿𝑖,𝑗 = [(𝐴𝑖,𝑗−𝑖𝑛 + 𝐷2) 𝑚+1 − (𝐴𝑖,𝑗−𝑖𝑛) 𝑚+1 ] [𝐷𝑚+2 × 𝑥𝑖,𝑗 𝑚 × (22,13)𝑚] (4) Sendo: 𝐿𝑖,𝑗 = Fator de comprimento de rampa de uma célula com coordenadas (i, j) em m; 𝐴𝑖,𝑗−𝑖𝑛 = Área de contribuição de uma célula com coordenadas (i, j) em m²; D = Tamanho da célula (pixel) em m; 43 𝑥𝑖,𝑗 = Valor da direção de fluxo; M = Coeficiente da declividade que assume os valores: S≥5% = 0,5; 3% 9%. Onde Ɵ é o ângulo de declividade. Para o cálculo foi utilizado o software QGIS na função watershed.r, onde através do arquivo raster da bacia se calculou diretamente o fator LS 3.2.8 Mapa de uso de solo Para a elaboração do mapa de uso foi utilizado a base do uso do solo do Projeto MapBiomas coleção 5 (1985-2019) para o bioma Amazônico. A escala utilizada foi de 1:250.000, onde foram considerados temas de corte cruzado como formação florestal, formação savânica, formação campestre, infraestrutura urbana, rio, plantios de soja e lavouras temporárias. 3.2.9 Fator C O fator de cobertura e manejo do solo (C) é representado como a relação entre a perda de solo em área com vegetação e sob um determinado manejo e a perda ocorrida em área com mesma pedologia, declividade e erosividade porém com o solo descoberto. Foram considerados os valores obtidos na literatura para cada classe de solo observados em diferentes estudos conforme a Tabela 5. 44 Tabela 5 - Classe de uso do solo Classe de Uso Ação Fator C Fonte Formação Florestal Natural 0,0004 Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2017) Formação Savânica (cerrado) Natural 0,0091 Frota, Sone e Wendland (2020) Floresta Plantada Antrópica 0,0470 Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2017) Formação Campestre (pastagem nativa) Antrópica 0,0050 Demarchi, Piroli e Zimback (2019) Pastagem Antrópica 0,0500 Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2017) InfraEstrutura Urbana Antrópica 0,0000 Barros et al. (2018) Rio Mosaico 0,0000 Paranhos et al. (2003) Soja Antrópica 0,1437 Bertol, Schick e Batistela (2001) Lavouras Temporárias Antrópica 0,1893 Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2017) Fonte: Autoria própria, 2022. 3.2.10 Fator P O fator de prática conservacionista do solo, valor adimensional representado pela letra P, estabelece a relação entre a perda de solo em área com prática conservacionista e outra sem a utilização de nenhuma prática. Para o fator P foi adotada a metodologia proposta por Aziz, Steward, Kaleita e Karkee (2012) e Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2017), que recomendam para as áreas que não possuam práticas de conservação de solo, se atribua o valor 1, enquanto que onde há existência dessas práticas se atribui valores intermediários entre 0 a 1 dependendo da prática adotada. Na bacia do córrego Pequiá, considerando que na maior parte da área não existe adoção de técnicas conservacionistas de suporte à erosão, o fator P foi considerado 1 para toda a bacia, conforme procedimento adotado por Rodrigues, Mello, Viola e Rodrigues (2017) e Dias e Silva (2015). Os fatores C e P são dependentes das atividades antrópicas, pois estão relacionados às formas de ocupação e uso do solo, não sendo dependentes apenas das condições naturais como os fatores R, K e LS. Para a elaboração dos mapas do fator CP planilha em EXCEL foram montadas, e o uso do trackmaker 4.9 e QGIS 2.8 possibilitou a geração dos mapas. 45 3.2.11 Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) A Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) estabelecida como modelo empírico possibilita calcular a perda média anual de terra por erosão hídrica, conforme Prochnow et al. (2005), através da observação e conhecimento dos fatores locais que induzem ao processo erosivo. Para o cálculo da estimativa de perda de solo foi utilizado o Software Arcgis 10.6 e com o uso da calculadora raster foram multiplicados os resultados de erosividade, erodibilidade, fator topográfico e fator C e P e como resultado final o mapa de perda de solo. 3.3 Resultados e discussão Para a obtenção dos resultados de erosividade foram utilizados dados da série histórica de 23 anos, compreendidos entre os anos de 1996 a 2018, obtidos de cinco estações meteorológicas. Na região da bacia ocorrem dois períodos distintos, chuvoso e seco, com intervalos de seis meses entre cada um. Para análise da erosividade das chuvas na bacia do córrego Pequiá (Figura 4), observa-se que o valor médio foi de 7697,74 MJ.mm/ha.h.ano para área estudada. Para a estação Buritirama foi observado o menor valor entre as estações de 7.444 MJ.mm/ha.h.ano variando até 9.101 MJ.mm/ha.h.ano para a estação Ligação do Pará. Figura 4 - Mapa de erosividade da Bacia do Córrego Pequiá (BHCP) Fonte: Autoria própria, 2022. 46 A precipitação ocorrida no período chuvoso, definida entre os meses de novembro a abril correspondeu a 95,09 % do total de erosividade (Tabela 6), comprovando ser esse período o de maior risco a processos erosivos na área de estudo. Dos valores médios de chuva analisados demonstraram que o período mais chuvoso se concentrou nos meses de dezembro a abril e contribuiu com 81,8 % do volume total de chuva da bacia; os meses de maio a agosto contribuíram apenas com 8,3% e os meses de setembro a novembro com 9,9% do total. No mês de agosto se observou o menor índice de erosividade na região, compreendida entre as cinco estações pluviométricas, tendo os meses de julho e junho uma semelhança na distribuição de chuvas no período seco. Tabela 6 - Valores médios mensais e valor total anual da precipitação e de erosividade para a Bacia do Córrego Pequiá – Açailândia Maranhão, entre os anos de 1996 a 2018 Mês Precipitação (mm) % Erosividade MJ mm ha-1 h-1 mês-1 % Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total 220 ±24,36 232 ±25,58 283 ±27,35 233± 27,39 84 ±15,57 16 ±43 7 ±2,06 5 ±1,69 16 ±4,38 37 ±8,56 81 ±12,06 140 ±17,86 1.354 ±76,10 16 17 21 17 6 1 1 0 1 3 6 10 100 1406,495±39,8 1547,995±53,4 2172,204±221,53 1559,898±144,24 277,0148±52,46 17,33516±6 4,00888±0,71 2,225659±0,22 18,53785±5,52 73,07528±22,24 262,4261±30,3 658,1795±82,83 7999,394±300,74 17,58 19,35 27,15 19,50 3,46 0,22 0,05 0,03 0,23 0,91 3,28 8,23 100 Fonte: Elaborado pelo Autor com base em Silva et al. (2009). Com base na classe de interpretação da erosividade da chuva citado por Souza, Dupas, Drummond e Costa (2009), observa-se um fator de erosividade forte na bacia do córrego Pequiá, devido aos valores alcançados para erosividade no período (Tabela 6), sendo semelhante aos valores encontrados por Batista et al. (2021) em uma região com chuva mais abundante no Vale do Ribeira quando comparada a bacia do córrego Pequiá. 47 Um estudo sobre a erosividade da chuva no médio Solimões mostrou que a partir do mês de outubro ocorre o aumento das chuvas e se considera o mês de novembro como a transição entre o período seco e chuvoso, com valores mensais de 200 mm, apresentando erosividade superior anual a 7000 MJ mm h-¹ ha-¹ correspondendo a classe muito alta e alta (SILVA NETO; ALEIXO, 2020). No município onde se encontra a bacia do Pequiá no mês de outubro a precipitação média foi de 37 mm passando a 81mm em novembro e a erosividade superior anual foi de 7999,34 MJ mm h-¹ ha-¹, situação de transição que se assemelha ao estudo realizado por Silva Neto e Aleixo (2020) na região do médio Solimões. 3.3.1 Fator de Erodibilidade Para o estudo foram identificadas 10 associações de solos para as três ordens, subordens e grande grupo encontrados sendo: Argissolo Vermelho Amarelo distrófico; Latossolo Amarelo Distrófico e Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico. Dos valores de K obtidos através da análise bibliográfica foram considerados os obtidos em pesquisas realizadas em campo nas diversas regiões de ocorrência das manchas dos solos (Figura 5). Figura 5 - Fator K encontrado para os solos bacia do córrego Pequiá Estado do Maranhão Fonte: Autoria própria, 2022. 48 Na região da Bacia Hidrográfica do Córrego Pequiá existem superfícies dissecadas em escarpas que representam áreas de elevada susceptibilidade erosiva (CORREIA FILHO; GOMES; NUNES; LOPES FILHO, 2011; AÇAILÂNDIA, 2017). A maioria dos solos encontrados se enquadram em grupos areno-argilosos apresentando texturas que condicionam o comportamento erosivo (MARÇAL; GUERRA, 2003; CPRM, 2017). Os Latossolos são formados por material intemperizado, com horizonte B latossólico que se apresenta embaixo ao horizonte superficial de qualquer tipo, sendo desprovidos de minerais primários ou secundários menos resistentes ao intemperismo (JACOMINE, 2008). Na bacia do córrego Pequiá se observa que 30.226,78 hectares possuem solos classificados como Argissolos Vermelho Amarelo, 27.181,43 hectares possuem Latossolo Amarelo e 44.049,14 hectares possuem Latossolo Vermelho Amarelo, correspondendo respectivamente a 29,8%, 26,8 % e 43,42% do total da bacia. Dependendo da classificação, os solos podem ser eutróficos que propiciam maior produtividade agrícola, álicos e distróficos que podem possuir maior acidez e consequentemente baixa fertilidade sendo utilizados para pequenas áreas cultivadas (CALDERANO FILHO et al., 2018). Na bacia do córrego Pequiá, os três solos identificados foram considerados como eutróficos levando a entender que processos erosivos tenham se formado a partir do aumento das áreas convertidas sem o adequado manejo no solo. O maior valor de erodibilidade 0,0529 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1 foi considerado para o Latossolo Amarelo demonstrando que 70% da área da Bacia do Córrego Pequiá poderá apresentar alguma susceptibilidade à erosão laminar, porém no estudo realizado no estado do Piauí para área suscetíveis a desertificação, os autores relataram que solos classificados como latossolo apresentaram baixa erodibilidade, onde foram encontrados 40,5% da área com Latossolos amarelo e 12,7 Argissolos vermelho amarelo (SANTOS; AQUINO, 2015). Considerando a chave de interpretação de Mannigel, Carvalho, Moreti e Medeiros (2002), podemos inferir que a bacia está classificada por solos com fatores de erodibilidade médio, alto e muito alto, sendo estes para os Latossolos Amarelos, Argissolos e Latossolos Vermelho Amarelos, respectivamente. 49 3.3.2 Fator LS O fator LS é mais influente na parte oeste da bacia, região que possui mais divisores de água portanto maiores altitudes e declives estando mais próxima da cidade de São Francisco do Brejão, sendo possível observar pontos de deposição de material particulado próximo ao córrego e pontos de erosão nas áreas com maior declividade na bacia (Figura 6). Figura 6 - Mapa do fator topográfico da bacia do Pequiá com ponto de erosão e deposição de solo na bacia, Estado do Maranhão Fonte: Autoria própria, 2022. Um estudo realizado por Silva, Albuquerque Filho, Sales e Lourenço (2017), analisou a perda de solo na bacia do Rio Una no interior do Estado de São Paulo verificou que áreas com os menores valores para o Fator Topográfico como sendo da região norte da bacia, onde se localiza a área urbana e as menores altitudes e declividades, de acordo com semelhante a observação realizada para fator topográfico na bacia do córrego Pequiá. Em estudo realizado por Souza et al. (2019) na bacia hidrográfica do Ribeirão do Feijão no município de São Carlos – SP, os autores demonstraram que o fator LS na bacia estudada teve em 40% da área maior deposição do que carreamento de sedimentos por terem encontrado o fator LS < 1, e que o relevo atuou como amenizador do processo erosivo. Observa-se que na bacia do córrego Pequiá a porção superior a leste apresenta valores abaixo de 1 o que nos permite inferir que os processos erosivos sejam menores devido a declividade e vegetação secundária existente. 50 3.3.3 Fator CP Foi observado diferentes usos do solo dentro da bacia do Pequiá, estando algumas consideradas como ações antrópica