Governo do Estado de Minas Gerais
Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento - SEAPA
Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável - SEMAD
Metodologia para elaboração do
Zoneamento Ambiental e Produtivo
ZAP de sub-bacias hidrográficas
SEMAD/SEAPA-MG
2014
Governo do Estado de Minas Gerais
Alberto Pinto Coelho
Sistema Estadual de Meio ambiente e Recursos Hídricos - Sisema
Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento sustentável - Semad
Alceu José Torres Marques
Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento - Seapa
André Luiz Coelho Merlo
Elaboração:
Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento - Seapa
Amarildo José Brumano Kalil (coordenador)
Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento sustentável (Semad)
Leonardo Vieira de Faria
Gabriela Cristina Barbosa Brito
Éder Pereira Oliveira
Adrielly Silveira Lima
Andreza Cristina da Silva
Marcos Antônio de Almeida Rodrigues (Estagiário)
Fabricio Lisboa Vieira Machado (Estagiário)
Colaboração:
Antônio Giacomini Ribeiro (Universidade Federal de Uberlândia- UFU)
Thales Rodrigo do Carmo Pinto (Instituto BioAtlântica - IBIO)
Daniel Pereira Guimaraes (Embrapa)
Humberto Paulo Euclydes (Universidade Federal de Viçosa - UFV)
Diogo Soares de Melo Franco (Sisema)
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2.
METODOLOGIA ----------------------------------------------------------------------------------------- 5
2.1
2.1.1
Busca de dados secundários ---------------------------------------------------------------------------------------- 6
2.1.2
Elaboração dos Mapas ----------------------------------------------------------------------------------------------- 6
2.1.3
Procedimentos de Cartografia ------------------------------------------------------------------------------------- 8
2.1.4
Primeiro Trabalho de campo ------------------------------------------------------------------------------------- 19
2.1.5
Qualificação das Unidades de Paisagem ---------------------------------------------------------------------- 19
2.1.6
Segundo Trabalho de Campo ------------------------------------------------------------------------------------- 27
2.1.7
Caracterização das potencialidades, limitações e aptidões ---------------------------------------------- 27
2.2
Estudo de disponibilidade hídrica -------------------------------------------------------------------- 30
3.2.1
Metodologia Disponibilizada no Atlas das Águas do Estado de Minas Gerais ---------------------- 30
3.2.2
Metodologia por meio da base de dados do IGAM -------------------------------------------------------- 40
3.3
3.
Definição de unidades de paisagem em sub-bacia hidrográfica -------------------------------5
Uso e Ocupação do Solo --------------------------------------------------------------------------------- 44
3.3.1
Método manual de vetorização --------------------------------------------------------------------------------- 45
3.3.2
Classificação automática segmentada por classes de cor ------------------------------------------------ 50
REFERÊNCIAS------------------------------------------------------------------------------------------ 56
ANEXO -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 57
2
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
1. INTRODUÇÃO
O Decreto Estadual nº 46650, de 19 de novembro de 2014 aprovou a Metodologia
Mineira de Caracterização Socioeconômica e Ambiental de Sub-bacias Hidrográficas,
denominada Zoneamento Ambiental Produtivo – ZAP, desenvolvida pelas Secretarias de
Meio Ambiente e Desenvolvimento sustentável – SEMAD-MG e de Agricultura, Pecuária
e Abastecimento – SEAPA-MG.
Segundo o artigo 2º do Decreto Estadual nº 46650/2014 essa metodologia possui
como objetivo a disponibilização de base de dados e informações que subsidiarão a
formulação, implantação e monitoramento de planos, programas, projetos e ações que
busquem o aprimoramento da gestão ambiental por sub-bacia hidrográfica no estado de
Minas Gerais.
Embora os sistemas agrossilvopastoris, com suas potencialidades e limitações,
venham se aperfeiçoando no intuito de se inserir em um contexto ambiental mais amplo,
ainda torna-se necessário a inclusão de uma perspectiva mais abrangente, integradora e
participativa na construção de instrumentos de gestão dos recursos ambientais associados a
essas atividades.
A discussão do novo Código Florestal provocou um conjunto de estudos sobre a
necessidade de recuperação de áreas classificadas como de preservação permanente (APP)
e de Reserva Legal (RL), com déficit estimado em 42 milhões de hectares. Além disto,
foram identificados 49 milhões de hectares de pastagens degradadas. Isto em um cenário
atual onde a agricultura ocupa 60 milhões de hectares e a pecuária 128 milhões, em uma
extensão total do território nacional de 780 milhões de hectares (SPAROVEK et al., 2011).
Dessa forma a adoção de um zoneamento territorial capaz de considerar os aspectos
produtivos econômicos e o viés ambiental, visando orientar o planejamento do uso
conservacionista dos recursos naturais, permite simplificar e tornar ágil a gestão e o
monitoramento do uso do solo adequado no âmbito da propriedade rural e,
simultaneamente, do próprio conjunto dessas propriedades nas bacias hidrográficas.
A elaboração da metodologia ZAP constitui o resultado da busca de convergência e
harmonização entre a SEAPA e a SEMAD efetivando a governança em rede, em múltiplas
escalas. O ZAP nasce como contribuição essencial para as diretrizes de ordenamento e
organização territorial no marco das bacias hidrográficas, além de ser uma importante
ferramenta de gestão a ser aplicada nos processos de regularização ambiental.
A metodologia ZAP se situa na mesma perspectiva da metodologia de Indicadores de
Sustentabilidade em Agroecossistemas – ISA, elaborada para ser aplicada em propriedades
agrícolas. Os indicadores de ambas as metodologias estão diretamente relacionados, dando
assim início a um processo de coerência com as estratégias de sustentabilidade nas bacias
3
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
hidrográficas organizadas no estado em 36 UPGRHs. Coerência esta monitorada por
indicadores gerenciais do Estado e de Sustentabilidade da Política Ambiental. Atualmente,
o ZAP e o ISA se constituem como instrumentos esseciais para a construção de processos
sustentáveis no cenário agrosilvopastoril com vistas ao uso adequado dos recursos
ambientais sob a perspectiva do manejo conservacionista.
A aplicação da metodologia ZAP permite uma avaliação preliminar do potencial de
adequação de uma sub-bacia. É o primeiro passo para efetivar o processo de adequação
propriamente dito, que envolve a elaboração de planos, pactos e ações e a definição de
indicadores para acompanhamento e avaliação.
A concretização do ajustamento socioeconômico e ambiental da sub-bacia,
possibilitando principalmente melhor gestão dos recursos hídricos, somente é possível por
meio das seguintes ações: Estabelecimento do potencial de benefícios ambientais, sociais e
econômicos que poderão resultar da execução de um Plano de adequação da sub-bacia;
Mobilização e pactuação entre as partes interessadas, estabelecendo o escopo do Plano de
adequação; Levantamento dos recursos necessários para realização dos pactos e ações;
Definição de um instrumento contratual para garantir os investimentos envolvidos e a boa
gestão de infraestruturas de uso múltiplo.
O artigo 5º do Decreto Estadual nº 46650/2014 instituiu o Comitê gestor encarregado
de articular ações e acompanhar as questões relacionadas ao Zoneamento Ambiental e
Produtivo, composto pelos órgãos e entidades:

Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento – SEAPA;


Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento sustentável – SEMAD;
Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior – SECTES;

Instituto Estadual de Florestas – IEF;

Instituto Mineiro de Gestão das Águas – IGAM;

Fundação Estadual do Meio Ambiental – FEAM;

Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural do Estado de Minas Gerais –
EMATER;

Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais – EPAMIG;

Fundação Rural Mineira – RURALMINAS;

Instituto Mineiro de Agropecuária – IMA.
Os dados produzidos pela aplicação do ZAP, após validação pelo grupo de trabalho,
serão sistematizados e incorporados à base de dados do sistema de informações geográficas
do Zoneamento Ecológico e Econômico – ZEE-MG, estando disponíveis para acesso e
download no sítio eletrônico http://geosisemanet.meioambiente.mg.gov.br/zee/.
Esse documento apresenta a metodologia de base para elaboração do Zoneamento
Ambiental e Produtivo, o qual se consolidou como metodologia mineira de caracterização
socioeconômica e ambiental de sub-bacias hidrográficas.
4
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
2. METODOLOGIA
O Zoneamento ambiental e produtivo envolve três grandes etapas, a saber: definição
das unidades de paisagem, levantamento do uso e ocupação do solo e diagnóstico da
disponibilidade hídrica da sub-bacia.
A escolha e delimitação da sub-bacia hidrográfica a ser utilizada para elaboração do
ZAP deverá considerar sub-bacias de nível 5 ou 6 de acordo com a Ottocodificação de
bacias hidrográficas do Estado de Minas Gerais (IGAM, 2012) Dentro dessa faixa de nível
de bacias, sugere-se o uso de sub-bacias com área variando de 30.000 a 150.000 ha. Essa
faixa de tamanho possibilita um levantamento mais detalhado das informações necessárias
no ZAP, permitindo apresentá-las em uma escala maior em um sistema de informações
geográficas. Uma proposta de delimitação de sub-bacias hidrográficas do Estado de Minas
Gerais para aplicação do ZAP está disponível para acesso e download no sítio eletrônico
do ZEE/MG (http://geosisemanet.meioambiente.mg.gov.br/zee/).
A seguir serão detalhadas as três etapas do ZAP, utilizando como área de estudo a
sub-bacia do Ribeirão Santa Juliana - UPGRH PN2/ bacia federal do Rio Paranaíba, para
fins de reprodutibilidade dessa metodologia para demais sub-bacias.
2.1 Definição de unidades de paisagem em sub-bacia hidrográfica
Essa etapa consiste na delimitação e caracterização das unidades de paisagem
objetivando o planejamento do uso conservacionista dos recursos ambientais em bacias de
pequeno porte. Ilustração utilizando o estudo de caso da sub-bacia Ribeirão Santa Juliana.
Os procedimentos adotados para a definição das unidades de paisagem foram
adaptados de Giacomini Ribeiro (1989), baseados na metodologia de álgebra de mapas e
que reconhece nas paisagens categorias metodológicas que discorre sobre o potencial
econômico e ecológico das mesmas. Desta forma, se reconhece que:
“Apesar de a paisagem apresentar-se visível e concretamente percebida, a
sua compreensão racional não deve restringir-se à mera descrição formal
e subjetiva de seus componentes e, muito menos, às simples relações de
causa e efeito entre eles. Seu estudo pode ser o ponto de partida para o
entendimento racional de um processo mais amplo e abrangente,
envolvendo a sociedade e natureza” (GIACOMINI RIBEIRO, 1989).
Considerando o uso agrossilvopastoril sustentável dos recursos ambientais sob a
perspectiva do manejo conservacionista a finalidade para a qual se destina o estudo das
paisagens deve valorizar os elementos do meio físico e biótico na sua construção e, por
consequência, na definição das unidades de paisagem. Desta feita, o mapeamento das
paisagens deve ser embasado nos elementos fornecidos pela geomorfologia, geologia,
pedologia, biogeografia, ecologia e uso agrossilvopastoril do solo.
5
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
A objetividade da delimitação deve ser alcançada por meio de um sistema simples e
descomplicado, ao alcance de um nível técnico básico a ser elaborado por pesquisadores
com formação em Ciências da Natureza, compreendendo o meio físico e o meio biótico. É
fundamental o conhecimento básico de geologia, geomorfologia, pedologia, biogeografia,
ecologia, além dos fundamentos da agricultura, silvicultura e pecuária. As equipes
multidisciplinares podem ser compostas, basicamente, por geógrafos, engenheiros
agrônomos, biólogos e engenheiros florestais.
Então, levando-se em conta os parâmetros da finalidade e objetividade, conforme
anteriormente enunciados, apresentamos roteiro metodológico, passo a passo, a ser
desenvolvido na construção das unidades de paisagem de uma sub-bacia.
2.1.1
Busca de dados secundários
O estado de Minas Gerais é dotado de significativo acervo de informações
geoambientais oriundo de diversas fontes e apresentado sob diversas formas; em textos de
relatórios técnicos depositados nos órgãos estaduais, como os EIA/RIMAs, RCA/PCAs e
os inúmeros estudos e projetos desenvolvidos pelo poder público. Também são muitos os
textos acadêmicos gerados no âmbito universitário; além de mapas e produtos
cartográficos apresentados em diversas escalas que podem ser utilizados na elaboração dos
produtos necessários para a definição das unidades de paisagem.
Considerando o espaço da bacia hidrográfica em questão devem-se buscar os dados e
as informações relacionadas com o meio físico e o meio biótico, além daquelas que dizem
respeito às formas e sistemas de exploração agrossilvopastoril.
2.1.2
Elaboração dos Mapas
Os mapas necessários às operações devem ser gerados e compatibilizados em escala
sempre superior a 1:50.000.
2.1.2.1 Mapas Básicos
Mapa Geomorfológico, com ênfase nos aspectos morfoesculturais.
Mapa Geológico, com destaque aos aspectos lito-estratigráficos.
Mapa Pedológico, com mapeamento das unidades dos solos, evitando-se as
associações.
2.1.2.2 Elaboração do Mapa Preliminar das Unidades de Paisagem
Segundo o critério da objetividade, a primeira aproximação do mapa das unidades de
paisagem deve ser elaborada segundo a técnica de análise denominada Álgebra de Mapas.
6
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Para a aplicação prática tomou-se como exemplo a bacia do Ribeirão Santa Juliana
(Figura 3.1.1).
Figura 3.1.1: Mapa de Localização da Bacia do Ribeirão Santa Juliana-MG
Uma vez que a bacia hidrográfica é considerada uma unidade de planejamento
ambiental, é preciso identificar as áreas homogêneas existentes na mesma. Para tal análise
utiliza-se a abordagem sistêmica para identificação das unidades de paisagem. Nessa
perspectiva foram utilizados mapas básicos do meio físico (Geomorfologia, Geologia e
Solos) da área de estudo.
Dessa forma, para elaboração das unidades de paisagem foram utilizados os mapas:
geomorfológico, geológico e pedológico da Bacia do Ribeirão Santa Juliana, elaborado por
meio de técnicas de campo aplicadas, que foram digitalizados no software Arcgis.
O cruzamento das informações foi feito por meio da técnica de geoprocessamento
conhecida como Álgebra de Mapas, que permite criar/calcularem novos mapas por meio de
fórmulas. Essas fórmulas podem se basear nas expressões matemáticas (aritmética,
relacional, lógica, condicional, etc.). Para tal, foi utilizado o software Arcgis. Os mapas
(Geomorfológico, Geológico e de Solos) foram reclassificados, onde cada categoria
recebeu peso diferenciado. Foi utilizada a ferramenta SpatialAnalyst>Reclassify.
A Geomorfologia é a delimitação de maior peso na diferenciação das Unidades de
Paisagens. Pois, ao reconhecer os “processos responsáveis pela evolução atual das formas
de relevo e as implicações possíveis e prováveis que podem ocorrer, haverá indicações
precisas sobre o modo como o território deve ser corretamente explorado e ocupado pelo
homem” (PEDROSA, 1997).
7
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Levando em consideração o peso maior para a Geomorfologia, a equação utilizada
para obtenção das unidades de paisagem na Bacia do Ribeirão Santa Juliana-MG foi:
UP=Mapa Geomorfológico x 0,6 + Mapa Geológico x 0,1 + Mapa de Solos x 0,3
Para tal procedimento, utilizou-se a ferramenta chamada “rastercalculator” do
software ArcGis.
São atribuídos pesos para os polígonos representados em cada mapa temático,
segundo o critério de fragilidade/vulnerabilidade.
2.1.3
Procedimentos de Cartografia
Identificação das unidades da paisagem na bacia Santa Juliana-MG (figura 3.1.2)
utilizando a Metodologia conhecida como Álgebra de Mapas.
Figura 3.1.2: Imagem do Landsat8 com a localização da Bacia do Ribeirão Santa Juliana-MG
2.1.3.1 Procedimentos metodológicos
A função"Raster Calculater" só calcula layers do tipo raster, portanto é preciso
transformar todas feições para raster. No arcGis, essa função está disponibilizada pelo
seguinte caminho: SpatialAnalyst>Convert>Featuretoraster. Selecione a coluna da tabela
que indica o nome das unidades descritas de cada shape.
Abra o Arcgis:
8
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Abra o ArcTolbox: Conversion Tools → To Raster → Raster → Polygon to Raster


No campo Input Features selecione o arquivo Geomorfologia,
No Campo Value Field selecione UG,

No campo Output rasterDataset selecione a pasta de saída do arquivo
renomeando-a para geomorfologia_raster

No campo Cel assignment type selecione CELL_CENTER

No campo Priorty Field (optional) deixe NONE

No campo CellSize (optional) deixe como está,

OK.
A ilustração abaixo mostra o procedimento para transformação de rasters em
polígono.
Transformando shapes para raster no Arcgis (figura 3.1.3, 3.1.4, 3.1.5 e 3.1.6).
9
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.1.3: Geomorfologia em formato Poligono.
Figura 3.1.4: Geomorfologia em formato Raster
Repita a mesma operação para as shapes de Solo e Litologia.
As figuras 3.1.5 e 3.1.6 mostram como ficaram os shapes (Geologia e Solos)
transformados em raster.
10
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.1.5: Geologia em formato Raster.
Figura 3.1.6: Solos em formato Raster.
2.1.3.2 Reclassificação dos Rasters primários
Atribuição de pesos para as classes dos mapas (Geomorfológico, Litológico e
Pedológico), de acordo com Giacomini Ribeiro (2012).
Relação entre as compartimentações geomorfológicas e os pesos atribuídos:
Geomorfológico Peso
ChU
2
ChS
1
11
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
DLL
3
DFC
7
DFB
10
Af
10
Em que:
ChU- Chapadas Úmidas. Superfície Aplanada. Topos planos e rampas muito longas em
colúvios residuais, com declividade inferior a 5% e entremeadas por depressões fechadas e
nascentes em veredas com solos hidromórficos.
Chs- Chapadas Secas- Superfície Aplanada. Rampas longas com declividades entre 2 a
8%. Solos bem drenados desenvolvidos em colúvios.
DLL-Dissecação Lateral de Superfícies Conservadas em longas rampas coluviais
latossólicas. Declividade entre 8 a 12%. Solos bem desenvolvidos.
DFC- Dissecado Fluvial. Vales com rampas curtas entralhados em colúvios cascalhentos.
DFB- Dissecado Fluvial. Rampas estruturais esculpidas em patamares de litologia do trapp
basáltico.
AF- Planícies Fluviais. Depósitos Holocênico turfo-argilosos inconsolidados. (Veredas).
O processo de Reclassificação para atribuir os pesos da metodologia é feita por meio
do aplicativo Rasteralculator encontrado no seguinte caminho no Arcgis:
SpatialAnalyst>Reclass>Reclassify.
A ilustração abaixo mostra o procedimento para atribuir os novos pesos.
Abra o ArcTolbox: Spatial Analyst Tools → Reclass → Reclassify.

No campo Input Raster selecione o arquivo Geomor_rass,

No Campo Reclass Field selecione UG,

No Campo Reclasssification digite os pesos de acordo com a tabela acima
12
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas

No campo Output raster selecione a pasta de saída do arquivo renomeando-a
para geomor_reclass

OK
Figura 3.1.7: Mapa geomorfológico após a atribuição dos pesos.
Relação entre as compartimentações litológicas e os pesos atribuídos:
Litologia Peso
Qa
10
TQDi
2
K2m
1
K1bsg
10
J3K1BT
7
Em que:
Qa- Depósitos do Quaternário. Formações Aluviais: Cascalhos, areias, siltes e argilas.
Sedimentos aluviais inconsolidados em planícies e/ou terraços fluviais. Solos orgânicos
hidromórficos e turfas incipientes.
TQDI- Cobertura Detrítico-lateríticas do Terciário e Quaternário. Formações Aluviais:
Cascalhos, areias, siltes e argilas. Sedimentos aluviais inconsolidados em planícies e/ou
terraços fluviais. Solos orgânicos hidromórficos e turfas incipientes.
K2m- Cretáceo Superior- Grupo Bauru. Formação Marília: arenitos com intercalações de
lamito arenoso.
13
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
K1bsg- Cretáceo Inferior e médio. Formação Serra Geral - Basalto com intercalações de
arenitos eólicos e diques de diabásio da Formação Botucatu.
J3K1BT- Cretáceo Inferior. Formação Botucatu - Arenito eólicos com intercalações de
siltitos e argilitos.
A ilustração abaixo mostra o procedimento para atribuir os novos pesos.
Abra o ArcTolbox: Spatial Analyst Tools → Reclass → Reclassify.

No campo Input Raster selecione o arquivo Lito_rass,

No Campo Reclass Field selecione CLASSES,

No Campo Reclasssification digite os pesos de acordo com a tabela acima

No campo Output raster selecione a pasta de saída do arquivo renomeando-a
para lito_reclass

OK
14
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.1.8: Mapa Litológico após a atribuição dos pesos.
Relação entre as classes de solo e os pesos atribuídos:
Solos
Peso
LVAd
1
LVd
5
LVdf
2
Gmd
10
Em que:
LVAd- ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO eutrófico típico A moderado textura
média/ argilosa + CAMBISSOLO HÁPLICO distrófico típico A moderado textura siltosa/
argilosa, cascalhento/não cascalhento; ambos fase caatinga hipoxerófila, relevo forte
ondulado.
LVd- LATOSSOLO VERMELHO; distrófico típico A ,fraco/moderado textura argilosa ,
LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO distrófico típico A, fraco/moderado textura
argilosa; ambos fase cerrado, relevo plano e suave ondulado.
LVDf- LATOSSOLO VERMELHO distroférrico típico A moderado textura argilosa, e
ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO eutrófico típico A moderado textura média/
argilosa + CAMBISSOLO HÁPLICO eutrófico típico A chernozêmico textura
média/argilosa, fase pedregosa; todos fase cerrado e floresta caducifólia, relevo plano
esuave ondulado e ondulado.
15
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
GMd- GLEISSOLO MELÂNICO distrófico típico A proeminente; fase veredas, relevo
plano.
A ilustração abaixo mostra o procedimento para atribuir os novos pesos.
Abra o ArcTolbox: Spatial Analyst Tools → Reclass → Reclassify.

No campo Input Raster selecione o arquivo solos_rass,

No Campo Reclass Field selecione CLASSES,


No Campo Reclasssification digite os pesos de acordo com a tabela acima
No campo Output raster selecione a pasta de saída do arquivo renomeando-a
para solos_reclass

OK
Figura 3.1.9: Mapa de solos após a atribuição dos pesos.
16
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Após feito a reclassificação dos rasters com a atribuição dos pesos para cada
unidade, iremos agora obter o mapa preliminar das Unidades de Paisagem segundo o
critério de fragilidade/Vulnerabilidade ambiental.
Para este procedimento iremos utilizar a ferramenta a “Map Algebra” do ArcGis.
Levando em consideração o peso maior para a Geomorfologia, a equação utilizada
para obtenção das unidades de paisagem na Bacia do Ribeirão Santa Juliana-MG foi:
UP=Mapa Geomorfológico x 0,6 + Mapa Geológico x 0,1 + Mapa de Solos x 0,3
A ilustração abaixo mostra o procedimento da Álgebra de Mapas.
Abra o ArcTolbox: Spatial Analyst Tools → Map Algenra → Raster Calculator.

No campo Map Algebra expression digite a fórmula descrita acima,

No campo Output raster selecione a pasta de saída do arquivo renomeando-a
para unidades_paisagem.

OK
17
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.1.10: Mapa Preliminar das Unidades de Paisagem Raster.
Figura 3.1.11: Mapa Preliminar das Unidades da Paisagem na Bacia do Ribeirão Santa Juliana.
Quadro 3.1.1: Áreas (ha) das Unidades de Paisagem na Bacia do Ribeirão Santa Juliana.
UNIDADE DE PAISAGEM
ha
%
UP1
STI
Superfície Tabular Conservada Interfluvial
11.390,4983
24,84
UP2
RCL
Rampa ColuvialLatossólica em Longas Vertentes
11.706,0330
25,53
UP3
RCC
Rampa Coluvial Cascalhenta
14.848,0438
32,38
UP4
DEB
Dissecado Estrutural Escalonado Basáltico
3.217,3703
07,01
UP5
VVV
Vales Planos Drenagem Difusa – Veredas
4.694,5539
10,24
45.856,4993
100,00
Área da Bacia
Para a definição e denominação das unidades de paisagem delimitadas na sub-bacia
recomenda-se o uso do livro "Minas Gerais: Caracterização de Unidades de Paisagem"
(FERNANDES, 2013).
18
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
2.1.4
Primeiro Trabalho de campo
Com o mapa preliminar das unidades de paisagem em mãos deve-se fazer a primeira
checagem de campo, quando todas as unidades de paisagem devem ser visitadas para
confirmação de seus limites e de suas características agroambientais e as respectivas
associações com os solos locais, além dos graus de degradação ambiental associados a
cada uma das unidades de paisagem mapeadas.
O máximo de características qualificadoras deve ser observado em cada unidade de
paisagem.
2.1.5
Qualificação das Unidades de Paisagem
Uma vez definidas as unidades de paisagem essas devem ser categorizadas segundo
o grau de vulnerabilidade considerando os critérios de sustentabilidade e manejo
conservacionista.
A dinâmica hidrológica na paisagem orienta critério que fundamenta o manejo
conservacionista. A menor vulnerabilidade é apresentada pela unidade de paisagem onde
as taxas de infiltração são minimizadas pelas condições do relevo, da geologia, dos solos e
do tipo de cobertura vegetal do solo, natural ou artificial.
Os qualificadores são denominados atributos das paisagens. São os atributos do
relevo, da geologia, do solo, da vegetação e do uso do solo. Uma vez identificados, os
atributos qualificadores recebem notas (pesos) e cada unidade de paisagem é tratada
estatisticamente segundo a técnica da Distância Euclidiana.
Pesos dos Atributos Geológicos (GL)
ATRIBUTO (GL01): LITOLOGIA DA ROCHA
AFLORANTE
Arenitos
eólios selecionados
PESO
Depósitos aluviais recentes
10
Formações superficiais inconsolidadas
9
Arenitos lacustres indiferenciados
8
Rochas basálticas
3
ATRIBUTO (GL02) ESTRUTURA GEOLÓGICA
PESO
Depósitos aluviais recentes em ambiente flúvio-lacustre
10
Estruturas plano-paralelas em rochas areníticas
10
Derrames de rochas ígneas basálticas com baixo fraturamento
4
ATRIBUTO (GL03): PERMEABILIDADE DA ROCHA
AFLORANTE
Muito alta
PESO
10
10
19
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Alta
8
Média
6
Baixa
4
Muito baixa
1
ATRIBUTO (GL04): ESPESSURA DA COBERTURA DAS
FORMAÇÕES
SUPERFICIAIS
Muito
alta
PESO
Alta
8
Média
6
Baixa
4
Muito baixa
1
ATRIBUTO (GL05): CAPACIDADE AQUÍFERA DAS
ROCHAS
Muito alta
PESO
Alta
8
Média
6
Baixa
4
Muito baixa
1
10
10
Pesos dos Atributos Geológicos (GL)
ATRIBUTO (GM01): DECLIVIDADE DO RELEVO
PESO
Muito baixa - Zero a 2,5%
10
Baixa - 2,5 a 12%
8
Média - 12 a 25%
6
Alta 25 a 50%
4
Muito alta - > 50%
1
ATRIBUTO (GM02): FORMA DAS VERTENTES
PESO
Côncava
10
Linear
5
Convexa
1
ATRIBUTO (GM03): COMPRIMENTO DAS VERTENTES
PESO
Longa
10
Mediana
5
Curta
1
ATRIBUTO (GM04): TIPO DE PROCESSO EROSIVO
PESO
ATUAL - EROSÃO LAMINAR
20
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Aparente ausência de erosão laminar
10
Erosão laminar ligeira
8
Erosão laminar moderada
5
Erosão laminar severa
3
Erosão laminar muito severa
2
Erosão laminar extremamente severa
1
ATRIBUTO (GM05): TIPO DE PROCESSO EROSIVO
PESO
ATUAL - EROSÃO EM SULCOS (profundidade dos sulcos)
Aparente ausência de erosão em sulcos
10
Sulcos superficiais
8
Sulcos rasos
6
Sulcos medianos
4
Sulcos profundos
2
Sulcos muito profundos
1
ATRIBUTO (GM06): TIPO DE PROCESSO EROSIVO
PESO
ATUAL - EROSÃO EM SULCOS (frequência dos sulcos)
Aparente ausência de erosão em sulcos
10
Frequência ocasional
8
Frequência baixa
6
Frequência mediana
4
Frequência alta
2
Frequência muito alta
1
ATRIBUTO (GM07): INTERVENÇÃO ANTRÓPICA NAS
PESO
MICROFORMAS DO RELEVO
Ausente, mas não necessária
10
Presente, necessária e adequada
9
Presente, necessária e inadequada
5
Ausente mas necessária
1
Pesos dos Atributos pedológicos (PD)
ATRIBUTO (PD01): PROFUNDIDADE EFETIVA
PESO
Muito profundo (>200 cm)
10
Profundo (100 a 200 cm)
8
Moderadamente profundo (50 a 100 cm)
5
21
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Raso (25 a 50 cm)
3
Muito raso (<25 cm)
1
ATRIBUTO (PD02): TEXTURA
PESO
Muito leve (areia)
10
Leve (areia franca)
9
Moderadamente leve (franco arenosa)
7
Média (franca, franco argilosa, franco siltosa e silte)
6
Moderadamente pesada (franco argilo arenosa, franco argilo
siltosa)
Pesada (argilosa, argilo
arenosa e argilo siltosa)
4
Muito pesada (muito argilosa)
1
ATRIBUTO (PD03):ESTRUTURA
PESO
Grumosa
10
Granular
9
Grão simples
8
Prismática forte
8
Bloco angular
7
Colunar forte
7
Prismática moderada
6
Bloco sub-angular
6
Colunar moderada
5
Maciça
1
Laminar
1
ATRIBUTO (PD04): DRENAGEM
3
PESO
Excessivamente drenado
10
Fortemente drenado
9
Acentuadamente drenado
8
Moderadamente drenado por excesso
7
Bem drenado
6
Moderadamente drenado por falta
5
Imperfeitamente drenado
3
Mal drenado
2
Muito mal drenado
1
ATRIBUTO (PD05): PEDREGOSIDADE
PESO
Ausente na superfície e na massa do solo
10
Ligeira presença de cascalho na superfície do solo
9
Ligeira presença de cascalho na superfície e na massa do solo
8
22
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Moderada presença de cascalho na superfície do solo
7
Moderada presença de cascalho na superfície e na massa do solo
6
Forte presença de cascalho na superfície do solo
5
Forte presença de cascalho na superfície e na massa do solo
3
Muito forte presença de cascalho na superfície do solo
2
Muito forte presença de cascalho na superfície e na massa do solo
1
ATRIBUTO (PD06): MATÉRIA ORGÂNICA
PESO
Solos orgânicos de turfa semidecomposta (>30%)
10
Solos orgânicos de turfa decomposta (20 a 30%)
9
Solos muito ricos em matéria orgânica (5 a 20%)
8
Solos ricos em matéria orgânica (2 a 5%)
7
Solos medianamente ricos em matéria orgânica (1 a 2%)
6
Solos pobres em matéria orgânica (0,1 a 1%)
3
Solos muito pobres em matéria orgânica (<0,1%)
1
ATRIBUTO (PD07): FERTILIDADE APARENTE
PESO
Muito alta
10
Alta
8
Média
6
Baixa
3
Muito baixa
1
2.1.5.1 Classificação das
sustentabilidade
unidades
de
paisagens
segundo
o
potencial
de
a. Elencar o máximo de atributos das UPs relacionados com as sustentabilidades;
b. A consideração estatística dos atributos das UPs é adimensional, embora possam ter
bases quantitativas;
c. A cada atributo das unidades de paisagem deve ser atribuída uma nota ou peso, com
valoração entre 01 a 10, sendo a menor mais restritiva. O consenso entre experts é
aconselhável para a atribuição das notas.
d. O conjunto dos pesos atribuídos é tratado estatisticamente por meio da comparação
de cada linha representativa de cada UP com a linha de uma unidade de paisagem
ideal, onde todos os pesos são máximos.
e. A comparação é feita pelo cálculo da Distância Taxonômica ou Distância
Euclidiana Generalizada.
23
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
f. Quanto menor a distância da linha considerada em relação à linha ideal de
referência, maior é o índice de sustentabilidade da UP considerada.
Fórmula para a determinação da Distância Taxonômica
A. Matriz de Caracterização do meio físico
Esta tabela apresenta, nas colunas, as notas atribuídas às características do meio
físico, notadamente aquelas referentes à geologia, geomorfologia e solos, conforme
indicado nas tabelas mostradas anteriormente.
GL
01
GL
02
GL
03
GL
04
GL
05
GM
01
GM
02
GM
03
GM
04
GM
05
GM
06
GM
07
PD
01
PD
O2
PD
O3
PD
O4
PD
O5
PD
O6
PD
O7
STI
10
10
9
10
8
10
5
10
8
8
8
9
10
7
8
8
10
7
6
RCL
9
10
8
9
8
8
5
10
4
5
6
9
10
4
8
8
10
7
6
RCC
8
10
7
7
7
6
3
1
3
4
4
5
5
4
6
5
6
3
3
DEB
3
4
1
1
4
4
6
1
2
2
2
1
4
6
10
9
8
7
10
VVV
10
10
10
10
10
10
5
10
10
10
10
10
3
3
10
1
10
10
1
Legenda: (STI) - Superfície Tabular Conservada Interfluvial
(RCL) - Rampa Coluvial Latossólica em Longas
Vertentes (RCC) - Rampa Coluvial Cascalhenta (DEB) - Dissecado Estrutural Escalonado Basáltico (VVV) - Vales
Planos com Drenagem Difusa.
ATRIBUTOS GEOLÓGICOS: (GL01): litologia da rocha aflorante (GL02): estrutura geológica
permeabilidade da rocha aflorante (GL04): espessura da cobertura das formações superficiais.
(GL03):
ATRIBUTOS GEOMORFOLÓGICOS: (GM01): declividade do relevo (GM02): forma das vertentes (GM03):
comprimento das vertentes (GM04): tipo de processo erosivo atual - erosão laminar (GM05): tipo de processo erosivo
atual - erosão em sulcos (profundidade dos sulcos) (GM06): tipo de processo erosivo atual - erosão em sulcos
(frequência dos sulcos) (GM07): intervenção antrópica nas microformas do relevo
ATRIBUTOS PEDOLÓGICOS: (PD01): profundidade efetiva (PD02): textura (PD03):estrutura (PD04): drenagem
(PD05): pedregosidade (PD06): matéria orgânica (PD07): fertilidade aparente.
B. Matriz de determinação numérica do meio físico
Nas colunas, correspondendo a cada atributo referente às unidades de paisagem, é
feita a notação da expressão:
(xik-xjk)2
24
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Onde: xik = peso da unidade de paisagem considerada
Xjk = peso da unidade de paisagem ideal;
ou seja, o quadrado da diferença entre a os atributos das unidades de paisagem e os
atributos de uma unidade de paisagem ideal cujos pesos são sempre máximos, ou seja: dez.
Na penúltima coluna, à direita, observa-se a somatória dos valores anteriormente
calculados e, na coluna final, a DEf (Distância Euclidiana do meio físico).
GL
01
GL
02
GL
03
GL
04
GL
05
GM
01
GM
02
GM GM GM GM GM PD PD PD PD PD PD PD
03 04 05 06 07 01 O2 O3 O4 O5 O6 O7
STI
0
0
1
0
4
0
25
0
4
4
4
1
0
9
4
4
0
9
RCL
1
0
4
1
4
4
25
0
36
25
16
1
0
36
4
4
0
RCC
4
0
9
9
9
16
49
81
49
36
36
25
25
36
16
25
DEB
49
36
81
81
36
36
16
81
64
64
64
81
36
16
0
VVV
0
0
0
0
0
0
25
0
0
0
0
0
49
49
0
∑
DEmf
16
85
2,115
9
16
186
3,129
16
49
49
539
5,326
1
4
9
0
758
6,32
81
0
0
81
285
3,87
Legenda: (STI) - Superfície Tabular Conservada Interfluvial
(RCL) - Rampa Coluvial Latossólica em Longas
Vertentes (RCC) - Rampa Coluvial Cascalhenta (DEB) - Dissecado Estrutural Escalonado Basáltico (VVV) - Vales
Planos com Drenagem Difusa.
ATRIBUTOS GEOLÓGICOS: (GL01): litologia da rocha aflorante (GL02): estrutura geológica
permeabilidade da rocha aflorante (GL04): espessura da cobertura das formações superficiais.
(GL03):
ATRIBUTOS GEOMORFOLÓGICOS: (GM01): declividade do relevo (GM02): forma das vertentes (GM03):
comprimento das vertentes (GM04): tipo de processo erosivo atual - erosão laminar (GM05): tipo de processo erosivo
atual - erosão em sulcos (profundidade dos sulcos) (GM06): tipo de processo erosivo atual - erosão em sulcos
(frequência dos sulcos) (GM07): intervenção antrópica nas microformas do relevo
ATRIBUTOS PEDOLÓGICOS: (PD01): profundidade efetiva (PD02): textura (PD03):estrutura (PD04): drenagem
(PD05): pedregosidade (PD06): matéria orgânica (PD07): fertilidade aparente.
O mapa final das unidades de paisagem não se restringe apenas à delimitação de
áreas homogêneas que configuram estas unidades. Enfim, trata-se de um mapa cujas
unidades de paisagem são devidamente qualificadas segundo os paradigmas do manejo
conservacionista visando à sustentabilidade ambiental. Entretanto, para completar este
quadro é necessário incorporar, nesta qualificação, os atributos relacionados com a
cobertura vegetal natural e a com o uso do solo, com ênfase no manejo e na sazonalidade
das lavouras.
Assim, o uso do solo e da vegetação natural são, agora, qualificadas segundo os
pesos dos quadros abaixo.
Peso dos Atributos da Vegetação Nativa (VN)
ATRIBUTO (VN01): GRAU DE PROTEÇÃO DO SOLO
PESO
Floresta mesófila
10
Cerradão
9
25
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Floresta mesófila secundária
7
Cerradão secundário
7
Cerrado senso estrito
7
Cerrado senso estrito secundário
5
Campo gramíneo lenhoso rupestre
3
Pesos atributos do uso do solo (US)
ATRIBUTO (US01): GRAU DE PROTEÇÃO DO SOLO
PESO
Silvicultura
10
Lavoura de cultura permanente
9
Lavoura temporária de olerícolas irrigada
9
Lavoura temporária de grãos irrigada
8
Cana-de-açúcar
8
Pastagem plantada abandonada
6
Pastagem plantada em uso
5
Lavora temporária de grãos no sequeiro (cultura de verão)
5
Área urbanizada
3
C. Matriz de caracterização do uso do solo e vegetação natural
VN01
US01
STI
5
5
RCL
8
5
RCC
6
4
DEB
9
8
VVV
10
10
D. Matriz de determinação numérica do uso do solo e vegetação natural
VN01
US01
∑
DEuso/veg
STI
25
25
100
7,07
RCL
4
25
29
3,81
RCC
16
36
52
5,10
DEB
1
36
37
4,30
VVV
0
0
0
0
26
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
E. Matriz classificatória final
DEuso/veg
DEmf
STI
7,07
2,115
RCL
3,81
3,129
RCC
5,10
DEB
VVV
2.1.6
DEfinal
5,326
Raiz
quadrada
14,953
DEuso/veg
X
11,921
DEmf
27,163
4,30
6,32
27,176
5,213
0
3,87
0
0
3,867
3,453
5,212
Segundo Trabalho de Campo
O objetivo do segundo trabalho de campo é a elucidação de dúvidas e
complementação do mapeamento qualificado das unidades de paisagem, principalmente no
que diz respeito aos atributos qualificadores relacionados com a cobertura vegetal e uso do
solo. Após essa etapa é proposto o Mapa Final das Unidades de Paisagem e a Matriz de
correlação das unidades de paisagens com as aptidões para uso/ocupação do solo.
2.1.7
Caracterização das potencialidades, limitações e aptidões
Nessa etapa é realizada a caracterização de cada unidade de paisagem identificando
suas potencialidades, limitações e aptidões para usos e ocupações múltiplos.
São estabelecidas, para cada unidade, inferências sobre a vegetação nativa original
(meio biótico) e as aptidões para uso/ocupação (meio antrópico) (Quadro 3.1.2).
As unidades de paisagem são integradas e apresentam respostas diferenciadas aos
eventos pluviais refletindo na dinâmica do ciclo hidrológico. Unidades de paisagem que
apresentem relevos suaves e solos permeáveis condiciona a predominância da infiltração
das águas pluviais e condicionam a manutenção dos aquíferos (água subterrânea).
Unidades de paisagem com afloramentos rochosos podem armazenar as águas de chuva em
fraturas (aquífero em meio fraturado) e na porosidade das rochas (aquífero em meio
poroso). Já os principais aquíferos freáticos oscilam na porosidade dos solos estando
situados próximos da superfície.
27
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Quadro 3.1.2: Matriz de correlação das unidades de paisagens com as aptidões para uso/ocupação do solo
Unidades de Paisagem
Planície Fluvial
Ambientes de ocorrência
São áreas mais baixa do relevo, distribuído
ao longo dos cursos d água. Anteriormente
chamados de planície de inundação
Atuais planícies de inundações de cursos
d'água. Solos gerados de sedimentos
variados por ocasião de cheias
Relevo
Plano, ao longo
dos cursos d água.
<3% de
declividade
Tipos de Solo
Neossolo Flúvico
Gleissolos
Potencialidades
Relevo plano
podendo ocorrer
solos de média e
alta fertilidade.
Terraços Fluviais
Antigas planícies de inundações de cursos
d’ água quando fluíam em níveis de cotas
superiores à atual. Solos originados de
sedimentos variados
Plano
Relevo plano
podendo ocorrer
solos de média e
alta fertilidade
Colinas de Topo
Aplainado/Alongado
Distribuem-se nas cotas superiores da
paisagem, apresenta certa convexidade
comumente denominado de meia laranja
Ocupam os topos
de morro, cotas
superiores das
colinas.
Solos originados de
sedimentos
variados evoluídos
para Cambissolos e
Argissolos.
Latossolos
Vertentes convexas e
Rampas de Colúvio
São característica desta unidade a
uniformidade do relevo que condiciona a
distribuição uniforme do escoamento
apresenta tendência natural ao
aplainamento que irão formar as rampas de
colúvio, caracterizado por terracetes
Parte
intermediária,
meia encosta em
relevo ondulado e
suave ondulado.
Vertentes Côncavas
São áreas de concentração de águas
pluviais e nutrientes, estas unidades são
conhecidas como grotas.
Vales Encaixados em
Vertentes Ravinadas
De grande ocorrência no estado, são
vertentes íngremes, inexistência de
planícies fluviais e com ocorrência de
afloramento rochoso, predominam em
áreas de altitudes elevadas
Parte
intermediária do
relevo, meia
encosta em relevo
ondulado e suave
ondulado
Áreas de topo em
relevo fortemente
ondulado
Limitações
Suscetibilidades à
ocorrências de
inundações
periódicas e
encharcamento
dos solos.
Redução de áreas
para uso e
ocupação da
vegetação ciliar.
Risco de
inundação e
encharcamento
do solo
Aptidões
Culturas anuais de
entressafra, preservação
de nascentes difusas.
Agropecuária e expansão
urbana.
Relevo suave nos
topos, com solos
profundos e
permeáveis.
Áreas de recarga
de aquíferos
freáticos.
Uso limitado pela
legislação
ambiental nos
topos das colinas.
Relevo
acidentado das
vertentes e
predisposição a
processos de
erosão laminar.
Manutenção da vegetação
nativa nos topos. Vertentes
convexas aptas a culturas
permanentes incluindo
pastagens, cafeícultura
fruticultura e silvicultura.
Argissolos
Neossolo Litolico
Cambissolos
Solos profundos e
permeáveis
Culturas permanentes
como: pastagens,
silvicultura, fruticultura
arbórea, cana-de-açúcar e
cafeicultura.
Argissolos
Médio a altos
níveis de
fertilidade e boas
condições hídricas
dos solos.
Comprimento das
rampas em
declive e
suscetibilidade a
processos de
erosão hídrica
laminar.
Suscetibilidades à
erosão.
Neossolo Litólico
Cambissolos
Áreas de
surgências de
aquíferos
(nascentes).
Solos rasos e
pedregosos em
relevos
fortemente
acidentados.
Áreas para preservação
permanente e proteção de
nascentes
Culturas anuais e
permanentes incluindo
capineiras
28
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Unidades de Paisagem
Superfícies Tabulares e
Superfícies Onduladas
Ambientes de ocorrência
Caracterizam-se por extensos planaltos em
altitudes superiores a 800 m e declividade <
3%, comumente chamada de chapadas.
Relevo
Relevo Plano em
altitudes
superiores a 800 m
e declividade <3%
Tipos de Solo
Latossolos
Gleissolos
Neossolo
Quartizarênicos
Relevo Cárstico
Relevo moldado pela solubilidade dos
carbonatos, onde se destacam as seguintes
formações: Afloramento de rochas
calcárias; Maciços e Dolinas.
Depressões,
maciço e colinas
amplas em suaves.
Neossolo Litólico
Gleissolo
Latossolo
Rampas de Colúvio
Áreas em superfícies elevadas, suavemente
onduladas em associação com as rampas
colúviais, áreas de deposição.
Parte
intermediária meia
encosta.
Latossolos
Cambissolos
Chapadas Secas
Superfícies planas com ocorrência de solos
profundos de baixa fertilidade natural e
elevada acidez A vegetação original é de
cerrado “stricto sensu”. Constituem áreas
de recarga de aquíferos. em meio granular.
A geologia é constituida por coberturas
detrito-lateríticas.
Plano
Latossolos
Relevo plano, solos
profundos e
permeáveis.
Baixa fertilidade
natural e elevada
acidez trocável.
Produção de cereais
tecnificadas, silvicultura,
fruticultura e pastagens
cultivadas.
Chapadas Úmidas
Superfícies planas com ocorrência de solos
profundos de baixa fertilidade natural e
elevada acidez . A vegetação original é de
cerrado “stricto sensu”. Diferem das
chapadas secas pela deficiência de
drenagem
Vertentes
ravinadas
e
patamares
estruturais basálticos
Plano
Latossolos
Relevo Plano
Baixa fertilidade
natural e elevada
acidez trocável e
deficiência de
drenagens.
Produção de cereais
tecnificadas, silvicultura,
fruticultura e pastagens
cultivadas.
Ondulado a Forte
Ondulado
Neossolos litólicos e
Cambissolos
eutróficos
Solos de médios a
altos níveis de
fertilidade.
Relevo
acidentado, solos
rasos e elevada
erodibilidade.
Agricultura em nível familiar
sob cultivo mínimo
Plano
Gleissolos
Habitat de flora e
fauna especificas.
Solos
encharcados e
deficientes em
micronutrientes.
Área de preservação
permanente.
Dissecados Estruturais
Basálticos
Depressões
Depressões inseridas nas superfícies
tabulares. Podem permanecer inundadas
periodicamente.
Potencialidades
Relevo plano e
solos bem
desenvolvidos e
permeáveis.
Limitações
Aptidões
Ecoturismo com forte cunho
educativo e possibilidades
de existir sítios
arqueológicos/paleontológicos, Agricultura familiar.
29
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
2.2 Estudo de disponibilidade hídrica
Foram utilizadas duas metodologias para elaboração do estudo de disponibilidade
hídrica de sub-bacias, sendo uma baseada no Atlas das Águas do Estado de Minas Gerais e
a outra na base de dados do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (Igam). Procurou-se
apresentar uma sequência passo a passo com base no estudo de caso da sub-bacia do
Ribeirão Santa Juliana, de forma a permitir aos planejadores e gestores de bacias
hidrográficas o gerenciamento de informações espaciais sobre mapas de recursos hídricos
digitais com vistas à tomada de decisões.
3.2.1
Metodologia Disponibilizada no Atlas das Águas do Estado de Minas Gerais
A presente metodologia está fundamentada no instrumento “Atlas Digital das Águas
de Minas”, desenvolvido através de parceria institucional entre duas secretarias de Estado e
órgãos vinculados: SEAPA/RURALMINAS, SEMAD/IGAM e a Universidade Federal de
Viçosa e disponibilizado no endereço www.atlasdasaguas.ufv.br.
O “Atlas Digital das Águas de Minas” é um mapeamento completo e atualizado dos
recursos hídricos superficiais do estado de Minas Gerais. No formato de website
corresponde a 3ª Edição desta importante biblioteca virtual de recursos hídricos
desenvolvida para as regiões mineiras. Essa edição foi patrocinada pelo Governo de Minas
Gerais, através da SEMAD/IGAM, utilizando recursos do FHIDRO.
A metodologia desenvolvida no ATLAS denominada SAGA - Sistema Simplificado
de Apoio a Gestão das Águas, utiliza técnicas de regionalização hidrológica desenvolvidas
em ambiente de sistemas de informações geográficas (SIGs), o que permite um grande
avanço na maneira de produzir e transferir conhecimentos através da internet.
Como instrumento de “socialização de informações hidrológicas” representa uma
revolução na produção, consumo e apropriação de conhecimentos de geotecnologias sobre
a realidade das regiões hidrográficas mineiras.
O sistema de consulta do ATLAS está desenvolvido de forma a permitir o acesso à
base de dados através de dois mecanismos a consulta espacial georreferenciada e a
consulta informativa. As informações estão disponibilizadas por Região Hidrográfica e por
Unidade de Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos – UPGRH.
As disponibilidades e potencialidades hídricas estão representadas pelas variáveis e
funções hidrológicas: vazão mínima de sete dias de duração e período de retorno de 2, 5 e
10 anos com intervalo anual; vazão mínima de sete dias de duração e período de retorno de
10 anos com intervalo sazonal para período chuvoso (outubro a março) e trimestral (janeiro
a março), vazão mínima com permanência de 50, 75, 85, 90 e 95%, vazão média de longo
período, vazão máxima diária anual para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20 50, 100 e
500 anos, vazão máxima possível de ser regularizada através de barramentos, vazão
30
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
máxima possível de ser regularizada e disponibilizada para outorga à jusante do
barramento, volume de armazenamento necessário a regularização da vazão máxima
possível de ser regularizada, volume de armazenamento necessário a regularização da
vazão mínima residual (50 ou 70% da Q7,10) e volumes de regularização em reservatórios.
O objetivo é fornecer aos técnicos um acervo de informações confiáveis e atualizadas
sobre as condições hídricas das regiões hidrográficas de interesse em termos de
disponibilidade e demanda de água. O conhecimento dessas informações hidrológicas, por
parte destes profissionais, são peças fundamentais para subsidiar as tomadas de decisões
seguras e responsáveis no que diz respeito ao planejamento e a gestão sustentável dos
recursos hídricos nas sub-bacias hidrográficas.
3.2.1.1 Apresentação do Atlas Digital das Águas de Minas
O Atlas comporta uma apresentação inicial com:






Histórico/origem do Atlas;
Apresentação de 3 vídeos:
• Instituições de fomento;
• Histórico do gerenciamento dos recursos hídricos no Brasil; e
• Aplicação das tecnologias geradas;
Regionalização hidrológica (Software RH versão 4.1);
Sistemas de Informações geográficas;
Sistema Simplificado de Apoio a Gestão das Águas- SAGA; e
Sistemas de acesso ao banco de dados: Consulta espacial georreferenciada e
Consulta informativa.
Os resultados dos estudos hidrológicos são disponibilizados por região hidrográfica,
por meio da Consulta espacial georreferenciada e Consulta informativa.
A Consulta espacial georreferenciada desenvolvida em ambiente de sistemas de
informações geográficas - SIGs e com funcionamento on-line, propicia aos usuários uma
interação dinâmica e objetiva, uma vez que as informações hidrológicas são obtidas ao
simples clique com o mouse sobre mapa-base da rede hidrográfica da bacia apresentada na
tela do monitor. Já a consulta informativa correspondendo aos comportamentos
hidrológicos mais relevantes detectados em cada bacia hidrográfica por ocasião dos
estudos hidrológicos, torna muito interessante a comparação entre situações díspares
dentro de uma mesma unidade hidrográfica. São apresentadas na forma de mapas,
desenhos, figuras, tabelas e de textos elucidativos sobre estes.
A. Consulta espacial georreferenciada


Informações na rede hidrográfica;
Informações em qualquer seção fluvial;
31
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas












Modelos hidrológicos ajustados por curso d’água;
Nascentes com informações hidrológicas;
Imagens de satélite;
Regiões hidrologicamente homogêneas;
Balanço demanda/disponibilidade;
Cadastro de barramentos;
Informações para outorga sazonal;
Rede hidrológica;
Mapa de declividade;
Mapa altimétrico;
Mapa de solos; e
Mapa de vulnerabilidade do solo.
B. Consulta informativa
Balanço hídrico simplificado nas sub-bacias;
 Contribuição dos afluentes principais;
 Comportamento hidrológico no rio principal;
 Comportamento da vazão máxima;
 Disponibilidade hídrica nas sub-bacias;
 Disponibilidade hídrica per capita;
 Índice de vazões mínimas;
 Impacto ambiental relevante;
 Modelos ajustados nas regiões hidrologicamente homogêneas;
 Mapas de vazões específicas;
 Mapas de precipitação pluvial;
 Mapeamento de rios com baixa capacidade de regularização natural; e
 Resumo expandido.
Como exemplo de uma consulta espacial georreferenciada (uma das mais utilizadas
na predição de vazões), cita-se a Consulta: “Informações em qualquer seção fluvial”,
conforme pode-se observar na figura 3.2.2. Com funcionamento on-line o usuário
identifica, no mapa da rede hidrográfica da bacia apresentada na tela do computador, o
curso d’água de interesse (visualmente e com apoio de coordenadas geográficas) e após um
clique com o mouse sobre a seção fluvial de interesse, o sistema determina,
automaticamente, a área de drenagem da bacia e os valores das vazões máximas, médias e
mínimas.
Alicerçado na tecnologia dos sistemas de informações geográficas - SIG’s, o sistema
foi desenvolvido com base nos modelos hidrológicos ajustados nas regiões hidrográficas
mineiras no âmbito do programa HIDROTEC, na hidrografia digital do IBGE nas escala de
1:250.000 e no modelo digital de elevação (MDE) obtido do projeto Shuttle Radar
Topography Mission (SRTM), desenvolvido em escala mundial pelo agência espacial
americana (NASA), italiana (ASI) e alemã (DLR).
32
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Ao longo da hidrografia de todas as regiões hidrográficas mineiras e partes das
regiões dos Estados do Espírito Santo, Bahia, Goiás e Distrito Federal, as informações
hidrológicas estão disponibilizadas na forma digital (3.468.450 pontos georreferenciados,
com pixel 90 metros).
3.2.1.2 Passo a Passo da Consulta espacial georreferenciada
Para iniciar esta consulta
www.atlasdasaguas.ufv.br
siga
os
seguintes
passos:
Entrar
no
site:
Figura 3.2.1: Pagina inicial do atlas das águas.






Clicar na barra resultados
Selecionar a Bacia de Interesse
Na aba banco de dados clicar em consulta espacial
Clicar em informações em qualquer seção fluvial
Dar um zoom no mapa que se abre
E clicar com o mouse no local de interesse da seção fluvial, onde aparecerá um link
com as informações sobre este curso d’água como mostrado na figura 3.2.2.
33
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.2.2: Coleta de informações a partir de localização no mapa ou informando as coordenadas
geográficas
3.2.1.3 Obtenção do balanço demanda x disponibilidade de água
O balanço entre demanda e disponibilidade de recursos hídricos reflete a situação
real de utilização dos recursos hídricos e permite avaliar quão relevante é a estrutura de
gestão requerida na bacia.
Essas informações estão disponibilizadas na Consulta espacial georreferenciada
“Balanço demanda/disponibilidade” desenvolvida no ATLAS. É uma das mais utilizadas
na caracterização de recursos hídricos de uma região hidrográfica, principalmente em
regiões de conflitos de uso já instalados. O balanço entre demanda e disponibilidade de
recursos hídricos nas regiões hidrográficas mineiras foi realizado com base em um índice
determinado pela razão entre a vazão de retirada para usos consuntivos (vazão outorgada) e
o limite outorgável no estado de Minas Gerais conforme a região hidrográfica (30% ou
50% da Q7,10). A vazão outorgada foi extraída do cadastro de usuários outorgados
disponibilizado no site do IGAM (rio Estadual) e ANA (rio federal), enquanto a vazão
mínima de referência (Q7,10) foi obtida em estudos de regionalização hidrológica realizados
no âmbito do programa HIDROTEC e disponibilizado no Atlas.
34
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Para efetuar a consulta do balanço hídrico siga os mesmo passos da consulta espacial
georreferenciada para qualquer seção fluvial.






Clicar na barra resultados
Selecionar a Bacia de Interesse
Na aba banco de dados clicar em consulta espacial
Clicar em Balanço Demanda/ Disponibilidade
Clicar na seção de interesse: ver exemplo da figura 3.2.4.
Abrir uma figura com o perfil longitudinal do rio apresentando a relação entre a
demanda (vazão outorgada) e a disponibilidade hídrica superficial (Q7,10 e 30%
da Q7,10) - Figuras 3.2.5 e 3.2.6.
Aplicação para a sub-bacia do Ribeirão Santa Juliana
1) Consulta espacial georreferenciada “Informações em qualquer seção fluvial rede
hidrográfica”
Consulta espacial: “Informações em qualquer seção fluvial da rede hidrográfica” (foz
do rib. Santa Juliana).
Figura 3.2.3: consulta espacial georreferenciada.
Síntese da Caracterização dos recursos hídricos da bacia do rib. Santa Juliana
(Afluente do Araguari /Bacia Paranaíba-MG):
 Área de drenagem da bacia: 469 km2
35
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas

Vazão de referência outorga (Q7,10 ): 1,2 m3/s
 Vazão média longo período (Qmlp): 8,7m3/s
 Capacidade de regularização natural: 13,8% , classificado como
média capacidade - índice (r7,10 = Q7,10/Qmlp) intervalo 11 a 30%
Disponibilidade (Vazão máx. outorgável 50% Q7,10): 0,6 m3/s
Potencial hídrico da bacia ⇒ Construção de barragens de regularização de vazão
 Vazão máxima possível de ser regularizada e disponibilizada para outorga (70% da
Qmlp – 50% da Q7,10) : 5,49m³/s
 Simulação: Área possível de ser irrigada considerando um coeficiente de 0,93
L/s.ha : 5.903 ha
Síntese do balanço Demanda/Disponibilidade dos recursos hídricos na rede
hidrográfica da bacia rib. Santa Juliana.
 Balanço negativo: Cabeceira do Santa Juliana (corrégo Pântano) e calha do rib.
Santa Juliana até confluência com córrego Morada
(QDem > Qdisp)
 Balanço positivo: Calha do rib. Santa Juliana da confluência com o córrego
Morada até sua Foz) + 04 afluentes (córregos: Morada, Pião, das Pindaíbas e
Ranchinho)
(QDem < QDisp)
36
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
(a)
(b)
Figura 3.2.4: Balanço hídrico da sub-bacia do Ribeirão Santa Juliana (negativo -cor vermelha; positivo - cor
azul) (b) - Imagem de satélite.
37
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Acesso às informações no modo gráfico: Consulta espacial
Demanda/Disponibilidade” na rede hidrográfica do rib. Santa Juliana.
“Balanço
Nessa bacia hidrográfica o Gráfico e a Tabela do Balanço hídrico não se encontram
disponibilizados no ATLAS por se tratar de bacia de pequeno porte.
Para suprir essa deficiência a equipe do programa HIDROTEC realizará essa
consulta de acordo com a demanda e, caso isso não seja possível em tempo hábil, os
arquivos (shapefile na escala Ottocodificada de 1:1000.000) contendo por trecho, os
valores das vazões (demanda/disponibilidade) serão disponibilizados aos interessados.
Figura 3.2.5: Balanço demanda/disponibilidade na rede hidrográfica do Ribeirão Santa Juliana tabelado.
38
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.2.6: Perfil longitudinal do rib. Santa Juliana (nascente à foz): relação entre a Demanda
/Disponibilidade hídrica ao longo do ribeirão.
Consulta espacial georreferenciada “Modelos ajustados por curso d’água”.
Por meio dessa consulta é possível estimar as vazões mínimas, médias, máximas e
“volumes de armazenamento necessário à regularização da vazão máxima possível de ser
regularizada” em qualquer seção fluvial da rede hidrográfica.
 O modelo hidrológico exige como variável de entrada somente a área de drenagem
da bacia à montante da seção fluvial de interesse.
OBS: A área de drenagem pode ser estimada diretamente na Consulta Espacial
“Informações em qualquer seção fluvial”
39
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.2.7: Modelos ajustados por curso d’água da bacia rib. Santa Juliana e afluentes (Destaque p/ Qmlp,
Q7,10 e Volume de armazenamento).
3.2.2
Metodologia por meio da base de dados do IGAM
3.2.2.1 Coleta de dados sobre o Ribeirão e sua bacia hidrográfica
Nesta etapa ocorreu o levantamento dos principais dados do Ribeirão e sua bacia
hidrográfica, tais como: UPGRH e macrobacia pertencente, localização geográfica com
detalhamento do ponto no qual o Ribeirão está a montante, os municípios abrangentes etc.
Foi utilizada como exemplo descritivo a bacia do Ribeirão Santa Juliana.
3.2.2.2 Solicitação de dados para Levantamento dos usuários de água da sub-bacia
Para a obtenção dos dados dos processos de outorga e uso insignificante da sub-bacia
deverá ser solicitado à SEMAD, por meio de requerimento o Relatório dos usuários de
água da sub-bacia em questão, conforme modelo no Anexo desse documento. Esse
relatório contém os dados referentes aos processos de outorga e uso insignificante
necessários para o mapeamento de cada usuário, bem como levantamento da demanda de
água de cada trecho dos cursos d’água da sub-bacia.
Os dados apresentados no relatório são:
 Nº do Processo
 Coordenadas Geográficas
 Portaria
40
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
 Ano da portaria
 Vazão solicitada (m3/s)
 Vazão não regularizada - QDH (quando for o caso)
 Curso d’água
 UPGRH
 Finalidade
 Modo de uso
 Tipo
 Data de Publicação
 Validade
A SEMAD tem o prazo de 15 dias para emitir o Relatório dos usuários de água da
sub-bacia, encaminhando posteriormente ao solicitante, em formato eletrônico, via e-mail.
3.2.2.3 Processamento dos dados dos usuários da sub-bacia e Mapeamento da área de drenagem
Após obtenção do Relatório dos usuários de água da sub-bacia, antes de iniciar o
processamento dos dados, algumas observações devem ser consideradas:

Todos os pontos de coordenadas geográficas coletados dos usuários da sub-bacia
precisam ser convertidos para graus decimais.

Os processos de outorga para intervenção em água subterrânea devem ser
desconsiderados.


É necessário verificar a ocorrência de processos repetidos na planilha.
Também é necessário verificar a vazão solicitada (Q) de cada processo nas
portarias
de
outorgas
por
meio
do
website
da
SEMAD
(http://outorga.meioambiente.mg.gov.br/outorga/portaria.php), principalmente em
relação à unidade de medida l/s ou m3/s, et.) e às vazões regularizadas dos
barramentos com regularização de vazão.
Para georreferenciar os dados dos usuários de água da sub-bacia utilizou-se o
programa Quantum GIS. Os pontos em que ocorrem as intervenções na sub-bacia já
convertidos para graus decimais foram, então, plotados neste programa. Para isto, salvouse em txt as informações: Processo/ Lat-Long/ Q solicitada de cada processo:
41
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Para adicionar os pontos em txt no Quantum GIS seguiram-se os seguintes passos:
a) Criar camada a partir de um arquivo de texto delimitado (ferramenta do programa).
b) Ativar delimitadores selecionados: Tabulação e Campos xy (Campo X
LONGITUDE e Campo Y LATITUDE).
No Quantum GIS foram criados shapefiles contendo os pontos georrefenciados dos
usuários de cada tipologia (uso insignificante, barramentos, outorgas...).
Para levantamento dos trechos com demanda, com disponibilidade hídrica negativa, etc.
utilizou-se o programa ArcGIS 10.1. Nesse programa foram adicionados os shapes com os
pontos dos usuários da bacia feitos no Quantum GIS e o shape de drenagem da macrobacia
Paranaíba, onde foi recortada a sub-bacia do Ribeirão Santa Juliana. Os dados de drenagem
das bacias hidrográficas do Estado de Minas Gerais, bem como a delimitação das subbacias estão disponíveis para download no sistema de informações geográficas do website
do
Zoneamento
Ecológico
Econômico
–
ZEE/MG
(http://geosisemanet.meioambiente.mg.gov.br/zee/).
Com os dados da sub-bacia e dos pontos dos usuários de água é possível criar mapas
e novos shapefiles.
3.2.2.4 Análise da disponibilidade hídrica da sub-bacia
Para a análise da disponibilidade hídrica da sub-bacia hidrográfica do ribeirão Santa
Juliana foram avaliados os processos de outorga pelo uso da água que ocorrem na subbacia e utilizadas as informações de drenagem dos trechos com demanda.
O cálculo da disponibilidade hídrica, quando identificada a presença de barramentos
com regularização, considerou como real uso consuntivo a vazão não regularizada, ou seja,
o QDH.
Ex.: Q7,10 = 10,0 l/s
42
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Q regularizada 70% da Q7,10 = 7,0 l/s
Q não regularizada (QDH) = 3,0 l/s
De acordo com a Resolução SEMAD/IGAM nº 1548/2012 "Quando o curso de água
for regularizado pelo interessado, a vazão outorgada poderá ser superior ao limite máximo
estabelecido na bacia hidrográfica, aproveitando-se o potencial de regularização, desde que
seja mantido o fluxo residual mínimo a jusante, estabelecido na bacia" (Art. 4º). Assim
deve-se observar por meio desta Resolução qual é o fluxo residual mínimo a jusante para a
bacia de interesse.
Por meio do ArcGIS foi observado quais trechos da sub-bacia que possuem demanda
pelo uso de recursos hídricos, e quais não possuem, sendo que os últimos, então,
apresentam disponibilidade hídrica igual a 50% da Q7,10 (conforme a Resolução
SEMAD/IGAM nº 1548/2012).
Para a detecção dos trechos que apresentam demanda de recursos hídricos foi feito o
recorte por meio da interseção dos trechos com os pontos georreferenciados dos usuários
da bacia (ferramenta “seleção por localização”).
A disponibilidade hídrica em cada trecho que possui demanda pelo uso de recursos
hídricos pode ser determinada da seguinte forma:
DH no trecho = 50% Q7,10 (m³/s) - Demanda no trecho (m³/s)
Para este cálculo recomenda-se plotar os dados em planilha Excel com as seguintes
colunas:
Curso d'água
Código
do trecho
Q7,10
(m³/s)
50% Q7,10
(m³/s)
Processo(s)
Demanda no trecho
(m³/s)
DH no trecho
(m³/s)
A coluna Disponibilidade hídrica foi adicionada na tabela de atributos do shape dos
trechos com demanda e posteriormente foi feito um novo recorte, com os trechos
selecionados com DH negativa (ferramenta “seleção por atributos” – disponib. Hídrica <
0). Pode-se também fazer um shape para os trechos com demanda “crítica”, ou seja >= a
50% da disponibilidade permitida (50% da Q7,10 - conforme a Resolução SEMAD/IGAM
nº 1548/2012).
3.2.2.5 Regularização de Vazão
A regularização das vazões naturais é um procedimento que visa uma melhor
utilização dos recursos hídricos superficiais.
Sempre que um projeto de aproveitamento hídrico de um curso d’água prevê uma
vazão de retirada maior que a mínima, existirão, em consequência, períodos em que a
vazão natural será superior a utilizada e períodos em a que a vazão será menor não
43
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
atendendo a demanda. Sendo assim, é necessário promover o represamento das águas,
através da construção de reservatórios em seções bem determinadas dos cursos d’água
naturais, para que se possa reter o excesso de água dos períodos de grandes vazões para ser
utilizado nas épocas de estiagem.
Qualquer que seja o tamanho da barragem ou a finalidade das águas acumuladas em
seu reservatório, sua principal função é a de fornecer uma vazão maior que a possível de
captação a fio d’água, ou não muito variável, tendo ela recebido do rio vazões muito
variáveis no tempo, regulando assim o fluxo residual.
Na sub-bacia hidrográfica do ribeirão Santa Juliana foi calculado o potencial de
regularização (V Qreg) para cada trecho através da Equação abaixo.
Potencial de regularização (V Qreg) = (0,7 x Qmld) – (0,5 x Q7,10)
Para este cálculo recomenda-se plotar os dados em planilha Excel com as seguintes
colunas:
Curso d'água
Código do
trecho
Qmld
(m³/s)
Q7,10 (m³/s)
V Qreg
(m³/s)
Para os trechos com disponibilidade hídrica negativa a opção do incremento da
regularização de vazão veio como uma forma de atender a demanda atual. Para isso,
utilizaram-se os valores do potencial de regularização e os valores da disponibilidade
hídrica de cada trecho para analisar a viabilidade desta proposição. Propõe-se plotar em
Excel as colunas abaixo:
Curso d'água
Código do
trecho
V Qreg
(m³/s)
DH no trecho
(m³/s)
V Qreg + DH (m³/s)
Obs.: analisar os trechos com DH negativa.
Se a coluna "V Qreg + DH (m³/s)" der positiva significa que a criação de barragens
para a regularização de cheias pode vir a ser uma medida para garantir a vazão necessária
para aprovar as necessidades de diversas formas de uso das águas atuais.
A coluna “V Qreg + DH” também foi adicionada na tabela de atributos do shape dos
trechos com DH negativa e posteriormente foi feito um novo recorte, com os trechos
selecionados com potencial de regularização de vazão, ou seja “V Qreg + DH” com valores
positivos (ferramenta “seleção por atributos” – “V Qreg + DH” > 0).
3.3 Uso e Ocupação do Solo
Para a classificação de Uso e Ocupação do solo da área de estudo – bacia do Ribeirão
Santa Juliana foram utilizados dois métodos: método manual de vetorização das feições
44
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
identificadas na paisagem e o método de classificação automática segmentada por classes
de cor. Cada método apresenta pontos positivos e negativos, sendo a definição da melhor
ferramenta de acordo com as características da área de trabalho, da possibilidade de
realização de estudo de campo, da gama de feições a ser mapeada, etc.
O método manual de vetorização das feições identificadas na paisagem é indicado
em situações que há a possibilidade de ocorrência de dados levantados em trabalho de
campo prévio, o que otimiza a veracidade das informações classificadas e torna a
classificação mais precisa, se comparada aos métodos automáticos, desde que haja imagens
de satélite compatíveis com a data de realização do trabalho de campo. Contudo, a
utilização deste método para grandes extensões territoriais não é indicada, em razão da alta
demanda de tempo e de recursos humanos para a sua realização, uma vez que é um método
manual.
O método de classificação automática segmentada por classes de cor pode ser
dividido em classificação supervisionada e não supervisionada. O primeiro procedimento
se baseia na aquisição de pontos amostrais na imagem representativos das feições
identificadas, em que cada pixel será associado à respectiva classe de feição. Já o segundo
procedimento consiste na transformação das cores RGB em índices de cor, conforme
delimitado pelo analista, de modo que cada feição da imagem possa ser classificada em
classes diferentes.
Dessa forma, a utilização dos métodos de classificação automática se traduz em
ganho de tempo e minimização de recursos humanos, gerando um produto de qualidade
próxima ao obtido na classificação manual.
3.3.1
Método manual de vetorização
Inicialmente adquiriu-se as imagens do satélite Landsat 8 gratuitamente disponíveis
para download no site da NASA e cedidas pelo Instituto Estadual de Florestas (IEF) – que
realizou a construção do banco de dados de Minas Gerais. Tais imagens foram escolhidas
pela gratuidade, bem como, em razão da razoável resolução espacial (pixel de 30 metros).
No entanto, uma vez aplicado o contraste da banda pancromática, a resolução passa a ter
15 metros, o que permite visualizar com qualidade, elementos pertinentes à classificação
do solo (porções vegetacionais, feições hídricas, cultivos agrícolas, manchas urbanas, entre
outros).
Para a obtenção das imagens do Landsat 8 junto à NASA, basta seguir os caminhos
explicitados: 1) Acessar o site http://earthexplorer.usgs.gov/; 2) registrar-se e efetuar login
no domínio; 3) na aba Search Criteria do Earth Explorer, selecionar o local onde estão
armazenados os arquivos em lat/long da sua área (coordenadas geográficas), conforme
figura 3.3.1; 4) selecionar o produto L8 OLI/TIRS e descarregar um preview da imagem
no mapa; 5) e por fim, delimitar a opção de download para o produto desejado (no caso do
45
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
conjunto das bandas completas, denominado “Level 1 Product”) e descarregar o arquivo,
conforme figura 3.3.2.
Figura 3.3.1: Processo de seleção de área de interesse para download das imagens do satélite Landsat 8.
Figura 3.3.2: Processo de aquisição das imagens Landsat 8.
Com as imagens em mãos, para dar prosseguimento ao processo de classificação dos
usos do solo, realizou-se o mosaico dos quadrantes relativos à bacia do Ribeirão Santa
Juliana, bem como a extração da máscara correspondente à bacia, através das ferramentas
de análise espacial do software ArcGIS 10.1. Em seguida, foi necessário realizar a
composição das bandas RGB do satélite, a fim de permitir a melhor visualização das
46
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
feições da paisagem identificadas, conforme os propósitos da classificação. O satélite
Landsat 8 possui 11 bandas no total, variando entre as tradicionais RGB, infravermelho,
bandas termais, pancromática, etc., orientadas conforme quadro 3.3.1 abaixo.
Quadro 1. Características gerais do satélite Landsat 8 e seus sistemas sensores. Fonte: U.S.
Geogological Survey.
A vegetação apresenta melhor resposta espectral quando imageada sob a faixa do
infravermelho próximo (banda 5), que se baseia na estrutura molecular da folha e dessa
forma, promoverá o destaque das feições vegetais na imagem. Portanto, a composição de
bandas escolhida foi a 6 – 5 – 4 (falsa cor), que através da ferramenta de gerenciamento de
dados do software ArcGIS 10.1, na função de processamento de raster, foram compostas
conforme figura 3.3.3.
47
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.33: Arquivo raster gerado na composição 6-5-4.
A imagem gerada possui resolução espacial de 30 metros, porém, através da função
de adição de nitidez da banda pancromática do ArcGIS, foi possível alcançar os 15 metros
de pixel mencionados, conforme figura 3.3.4.
Figura 3.3.4. Imagem gerada após fusão de rasters (adição da banda pancromática de resolução espacial de
15 metros).
Com a imagem tratada em mãos e as informações de campo compiladas, partiu-se
para a vetorização das feições da imagem. Foram criados arquivos do tipo shapefile para
cada um dos elementos identificados, a saber: mancha urbana, represas, formações
hidrófilas (veredas), silvicultura, cana, pastagem, cerrado, mata, pivô central, lavoura
permanente (café) e lavoura temporária.
O processo de vetorização se deu manualmente, orientado pelos aspectos revelados
pela imagem tratada, conhecimentos empíricos dos analistas, coordenadas obtidas por
GPS, além de informações secundárias de estudos de impacto ambiental. O resultado final
da classificação pode ser visualizado na figura 3.3.5 abaixo.
48
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.5. Classificação do uso e ocupação do solo na área de estudo.
Por fim, ainda foram gerados buffers representativos das áreas de preservação
permanente hídricas, associadas aos cursos d’água e nascentes, conforme figura 3.3.6.
Para tanto, utilizou-se as ferramentas de análise de proximidade do ArcGIS 10.1, em que
se estabeleceu raio de trinta metros para a primeira feição e cinquenta para a segunda.
49
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.6. Áreas de preservação permanente na bacia do Ribeirão Santa Juliana.
3.3.2
Classificação automática segmentada por classes de cor
Para a classificação dos tipos de uso do solo por métodos automáticos, utilizou-se
dois softwares distintos: o HyperCube (classificação não supervisionada) e o Spring 5.2.3
(classificação supervisionada com classificador por máxima verossimilhança).
HyperCube
O procedimento de classificação de usos do solo através do HyperCube inicia-se pela
adição da imagem composta e tratada e sua conversão de cor para índices de cor, o que
envolve a categorização do número de cores em classes representativas das feições que se
deseja identificar na imagem (se são encontrados vinte tipos distintos de uso do solos, por
exemplo o número de classes será vinte), conforme figura 3.3.7.
50
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.7: Conversão do número de cores em índices de cor.
Em seguida, o caminho inverso é realizado de modo a converter a imagem
categorizada em 20 índices de cor para 20 classes de cor. Este procedimento é necessário,
pois somente é possível classes de cor para classe de mapa (mapa temático), de onde será
realizada a classificação dos usos do solo. A figura 3.3.8 revela o aspecto da imagem após
ser transformada em classe de mapa.
51
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.8. Imagem convertida em 20 classes de mapa.
Percebe-se que houve generalização dos aspectos da imagem original, contudo, a
função primordial de um mapa nada mais é do que a representação aproximada da
realidade e desta forma, atende bem os propósitos da classificação. Ao acessar o editor de
classes de mapa do software é possível associar cada um dos vinte aspectos segmentados
em cores e nomenclaturas diferentes, conforme figura 3.3.9. É possível ainda, exportar a
feição em destaque para o formato shapefile, legível por qualquer Sistema de Informação
Geográfica (SIG), o que se traduz em ganho temporal, uma vez que a velocidade para a
criação da mesma feição através do ArcGIS, por exemplo, seria muito menor.
Figura 3.3.9: Ferramenta de edição de classe de mapa do HyperCube.
SPRING 5.2.3
Já no software SPRING é necessário inicialmente criar um banco de dados para
hospedar o projeto a ser iniciado, conforme observado na figura 3.3.10. Uma vez criado,
toda atividade realizada a partir de então estará linkada com este diretório e os arquivos
gerados nas operações executadas serão aqui salvos.
52
Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.10. Criação de banco de dados e projeto no SPRING.
Com o banco de dados criados, basta importar a imagem até aqui trabalhada através
da ferramenta de importação de dados vetoriais e matriciais do SPRING. Nesta ocasião,
deverá ser informado o formato de arquivo de saída, bem como o nome do plano de
informação, delimitado pelo analista. Após a adição da imagem, basta associar cada banda
do satélte ao padrão RGB escolhido, conforme propósitos semelhantes aos da composição
de bandas realizada previamente.
Para dar início ao processo de classificação supervisionada, basta acessar as
ferramentas de classificação do software, selecionar o tipo de segmentação (por pixel ou
região) e criar um novo processo, aqui nomeado de “uso_solo”. O primeiro procedimento é
o de treinamento da imagem, em que serão adquiridas amostras representativas das
diversas feições a serem identificadas na imagem, conforme explicitado na figura 3.3.11.
É necessário criar classes de uso do solo, atribuir cores e adquirir pontos amostrais para
cada uma delas, até que se tenha um número razoável de amostras. Quanto mais atenta e
precisa a delimitação, maior será a fidelidade da classificação.
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Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.11. Processo de treinamento e aquisição de amostras para classificação de imagem no SPRING.
Após salvar as amostras adquiridas e finalizada a etapa de treinamento, parte-se para
o procedimento de classificação, em que é necessário delimitar o tipo de classificador (aqui
utilizado o índice de máxima verossimilhança, “maxver”), cuja base geoestatística é
diferente de modelo para modelo. É possível ainda, realizar a análise das amostras
adquiridas antes de executar o procedimento, de modo a verificar a matriz de confusão
entre classes delimitadas. Para uma boa classificação, índices acima de 80% são aceitáveis.
O resultado obtido pode ser refinado se utilizada a técnica de pós-classificação, que
promove a eliminação de parte dos ruídos gerados. O produto final é um raster com a
classificação gerada, realizado aqui de maneira rápida e robusta para fins de
exemplificação, conforme figura 3.3.12.
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Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
Figura 3.3.12. Exemplo de classificação do solo produzido no SPRING 5.2.3.
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Metodologia para elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP de sub-bacias hidrográficas
3. REFERÊNCIAS
 EUCLYDES, H.P. ATLAS Digital das Águas de Minas; uma ferramenta para o
planejamento e gestão dos recursos hídricos. 2. ed. Belo Horizonte: RURALMINAS;
Viçosa, MG : UFV , 2007 .
 FERNANDES, M.R. Minas Gerais: Caracterização de Unidades de Paisagem. Belo
horizonte, MG: EMATER-MG. 2013. 92 p.
 GIACOMINI RIBEIRO, A. Paisagem e organização espacial na região de Palmas e
Guarapuava - PR. São Paulo, USP, FFLCH, 1989. Tese (Doutoramento em Geografia),
Departamento de Geografia, Universidade de São Paulo, 1989.
 INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS – IGAM. Construção de Base
Ottocodificada de Minas Gerais (Manual Técnico). Belo horizonte. 2012. 72 p.
 MINAS GERAIS. Decreto Estadual nº 46650 de 19 de novembro de 2014, que aprova a
Metodologia Mineira de Caracterização Socioeconômica e Ambiental de Sub-bacias
Hidrográficas, denominada Zoneamento Ambiental Produtivo – ZAP – e dá outras
providências. Publicado na Imprensa Oficial de Minas Gerais em 20 de novembro de 2014.
Disponível em: <http://jornal.iof.mg.gov.br/xmlui/handle/123456789/134277>.
 PEDROSA, A. Geografia física, ambiente e ordenamento do território, que perspectivas?
Cadernos ESAP, 1, Porto, p. 7-13, 1997.
 Secretaria de Estado de Meio ambiente e Desenvolvimento Sustentável. Resolução
SEMAD/IGAM nº 1548/2012. Dispõe sobre a vazão de referência para o cálculo da
disponibilidade hídrica superficial nas bacias hidrográficas do Estado. Diário do Executivo
de Minas Gerais, 30 março de 2012.
 SPAROVEK, G; BARRETO, A.; KLUG, I.; PAPP, L.; LINO, J. A revisão do Código
Florestal brasileiro. Novos Estudos, São Paulo, n. 89, p 111-135, 2011.
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ANEXO
Requerimento do Relatório dos usuários de água da sub-bacia para fins de
elaboração do Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP
Nome completo:
Local:
Data: ______/______/_____
CNPF/CNPJ:
Telefone: (__) ______________
Email:
Endereço:
Rua:________________________________________________________, nº_________,
complemento___________________________, Bairro ___________________________,
CEP ____________________, UF_____.
Solicito à SEMAD o Relatório dos usuários de água da sub-bacia
_________________________,
pertencente
à
UPGRH
___________,
bacia
_____________________, para fins de elaboração do Estudo de disponibilidade hídrica do
Zoneamento Ambiental e Produtivo – ZAP da sub-bacia em questão.
Declaro que os dados obtidos, por meio do Relatório dos usuários de água da sub-bacia, serão
utilizados apenas para os fins determinados acima, sob penas da lei.
___________________________________________________
(Assinatura)
_________________________________________
(Cargo ou profissão)
À
Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável – SEMAD
Superintendência de Regularização Ambiental - SURA
Cidade Administrativa de Minas Gerais - CAMG
Rodovia Prefeito Américo Gianetti, s/n.º - Edíficio Minas - 2º andar
Bairro Serra Verde - BH/MG
CEP: 31.630-90
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