PREFET DE LA ZONE DE DEFENSE ET DE SECURITE SUD PREFECTURE

A utilização de limites fixos faz com que a definição das áreas de infiltração máxima fique sempre dependente da verificação desses limites. Ou seja, ser ou não ser uma área de infiltração máxima. É útil haver uma forma de juntar todos os parâmetros em análise e poder obter um escalonamento de áreas mais e menos favoráveis à infiltração. Pode acontecer que, utilizando limites fixos, uma determinada região a caracterizar não apresente áreas de infiltração máxima. Contudo, nessa região pode haver interesse em saber quais são as zonas mais favoráveis à ocorrência de infiltração (OLIVEIRA; FERREIRA, 2002).

Neste sentido, a criação de um índice de facilidade de infiltração que permita conjugar todos os parâmetros, além de permitir a definição das áreas de infiltração máxima através da identificação de um valor limite, possibilita ordenar as áreas em função da facilidade de infiltração e permite obter a uniformização dos valores obtidos em diferentes áreas.

Para a definição de um índice é necessário atribuir valores a cada um dos parâmetros e é preciso arranjar uma expressão que ligue os diversos parâmetros. O tipo de solo pode assumir quatro valores, valorizando-se os solos que facilitam a infiltração superficial e penalizando-se os solos que favorecem o escoamento direto. O declive da superfície topográfica caracteriza-se da mesma forma que o parâmetro T (topografia) no método DRASTIC (ALLER et al. 1987). A quantidade máxima de água armazenável no solo que pode ser utilizada para a evapotranspiração (AGUT) é caracterizada dividindo o valor que esta variável pode assumir em intervalos de 50 mm. Para os cálculos abaixo, seguiu-se o proposto por Oliveira; Ferreira (2002).

O índice de facilidade de infiltração (IFI) foi calculado com a utilização da equação abaixo

IFI = valorTS + valorT + valorAGUT (1) Onde: IFI índice de facilidade de infiltração; TS se refere ao valor

atribuído ao tipo de solo; T ao valor atribuído ao declive e valor AGUT ao valor atribuído à variável AGUT.

Com isso, sendo que, quanto maior for o índice, maior será a facilidade de infiltração. A facilidade de infiltração assume valores compreendidos entre 3 e 30.

Para se definir as áreas de infiltração máxima a partir do IFI é necessário definir um índice limite, que, utilizando-se os critérios apresentados anteriormente, as áreas de infiltração máxima devem corresponder, conforme a expressão:

IFI = 26 (valor TS Є {10,8} ^ Valor T Є {10,9} ^ Valor AGUT Є {10,9}) (2)

Ou seja, as áreas de infiltração máxima irão ocorrer quando os valores de F forem maiores que 26, ou seja, na soma das variáveis, os valores de TS estiverem entre 8 e 10, T e AGUT entre 9 e 10.

Para a obtenção dos parâmetros exigidos para o estabelecimento das áreas de infiltração máxima sobre os aquíferos da bacia hidrográfica do Rio Vacacaí-Mirim, foram utilizados os seguintes métodos e materiais.

A carta clinográfica necessária para estabelecer a inclinação do terreno foi obtida a partir das cartas topográficas publicadas pelo Exército, em escala 1:50.000 e curvas de nível de 20 em 20 m.

O enquadramento dos solos em tipos A, B, C e D da classificação hidrológica dos solos do “Soil Conservation Service” dos EUA foi realizado através da interpretação das características dos solos mapeados nas cartas existentes (BRASIL, 1973; STRECK et al. 2002). O resultado dessa interpretação será uma carta de solos adaptada.

Para a estimativa do AGUT foram coletadas amostras dos solos localizados sobre os aquiferos e determinados os valores de CC e PMP no Laboratório de Física do Solo da Universidade Federal de Santa Maria - UFSM. Com os valores obtidos foi aplicada a equação abaixo:

Onde: AGUT é a quantidade máxima de água armazenável; rp é a profundidade das raízes, CC é a capacidade de campo e PMP ponto de murcha permanente.

Para determinação do rp, inicialmente mapeou-se o uso e ocupação do solo da bacia a partir de imagens de satélite.

Para a geração do mapa de uso e ocupação do solo, da bacia hidrográfica, foram utilizadas cenas do satélite Landsat TM 5 (orbita ponto 223/81 e 222/81), disponíveis no catálogo de imagens do INPE – Instituto Nacional de pesquisas Espaciais. Com o auxílio do software ArcGIS versão 9.3, as imagens foram processadas e georreferenciadas no sistema de coordenadas UTM, e adotado como referência o Datum SIRGAS2000.

O satélite Landsat TM 5, tem resolução espacial de 30 metros e resolução temporal de 16 dias. Nesse estudo utilizou-se imagens dos dias 09 de fevereiro de 2010, e 5 de fevereiro de 2011. Essas datas foram escolhidas para facilitar a classificação dos alvos, tendo em vista que o ciclo fenológico da soja e do arroz tem seu maior vigor vegetativo na região de estudo entre os meses de janeiro e março.

Após o georreferenciamento das imagens, foi projetado o limite da bacia hidrográfica. Por meio da ferramenta Extract by Mask, as imagens foram recortadas com o limite da bacia hidrográfica. As classes escolhidas para o mapeamento, levando em consideração a resolução da imagem, foram: soja, arroz, solo exposto, floresta, lamina d‟água, campo/pastangem e área urbana, sendo essa ultima vetorizada manualmente para não interferir no calculo das demais, devido à proximidade de resposta espectral com solo exposto.

Com a imagem recortada, foram escolhidas as áreas de treinamento, ou seja, as áreas onde se encontravam os pixels das classes definidas. Para a classificação da imagem, foi utilizado o método de classificação supervisionado, onde o usuário é quem defini as classes e não o software de forma automatizada. Ainda na fase de treinamento das amostras, fez-se uso do Classificador de Mínima Distância, método estatístico supervisionado que classifica de forma rápida e precisa cada pixel da imagem.

Para a geração da imagem resultante foi utilizada a ferramenta Create Signatures do ArcToolBox. Essa ferramenta cria um arquivo de assinaturas espectrais dos alvos pré-definidos, no formato ASCII.

Com o arquivo de assinatura gerado, fez-se uso da ferramenta Maximum Likelihood, também dentro do ArcToolBox. Nessa ferramenta entramos com a imagem a ser classificada e o arquivo de assinaturas gerado anteriormente, processamos a classificação da imagem.

A imagem resultante foi o mapa propriamente dito em formato vetorial shapefile. Com esses vetores foram calculadas as áreas dos polígonos de cada classe e os seus respectivos percentuais, com o auxilio da ferramenta calculate geometry. Após foi feito o layout do mapa e a exportação em formato img. Todos os procedimentos foram efetuados em ambas as imagens (2010 e 2011).

Os usos do solo mapeados foram classificados de acordo com uma adaptação de Oliveira; Ferreira (2002). Para a geração do mapa de uso e ocupação do solo e informações sobre a profundidade das raízes na bacia hidrográfica, foram utilizadas cenas do satélite Landsat TM 5 (orbita ponto 223/81 e 222/81), disponíveis no catálogo de imagens do INPE – Instituto Nacional de pesquisas Espaciais. Com o auxílio do software ArcGIS versão 9.3, as imagens foram processadas e georreferenciadas no sistema de coordenadas UTM, e adotado como referência o datum SIRGAS2000.

O satélite Landsat TM 5, tem resolução espacial de 30 metros e resolução temporal de 16 dias. Nesse estudo utilizou-se imagens dos dias 09 de fevereiro de 2010, e 5 de fevereiro de 2011. Essas datas foram escolhidas para facilitar a classificação dos alvos, tendo em vista que o ciclo fenológico da soja e do arroz tem seu maior vigor vegetativo entre janeiro e março, na região de estudo.

Após o georreferenciamento das imagens, foi projetado o limite da bacia conforme. Através da ferramenta Extract by Mask, as imagens foram recortadas com o limite da bacia hidrográfica. As classes escolhidas para o mapeamento, levando em consideração a resolução da imagem, foram: soja, arroz, solo exposto, floresta, lamina d‟água, campo/pastangem e área urbana, sendo essa ultima vetorizada manualmente para não interferir no calculo das demais, devido à proximidade de resposta espectral com solo exposto.

Com a imagem recortada, foram escolhids as áreas de treinamento, ou seja, as áreas onde se encontravam os pixeis das classes definidas. Para a classificação da imagem, foi utilizado o método de classificação supervisionado, onde o usuário é quem defini as classes e não o software de forma automatizada. Ainda na fase de treinamento das amostras, fez-se uso do Classificador de Mínima Distância, método

estatístico supervisionado que classifica de forma rápida e precisa cada pixel da imagem.

Para a geração da imagem resultante foi utilizada a ferramenta Create Signatures do ArcToolBox Essa ferramenta cria um arquivo de assinaturas espectrais dos alvos pré-definidos, no formato ASCII.

Com o arquivo de assinatura gerado, fez-se uso da ferramenta Maximum Likelihood, também dentro do ArcToolBox. Nessa ferramenta entramos com a imagem a ser classificada e o arquivo de assinaturas gerado anteriormente, processou-se a classificação da imagem. A imagem resultante foi o mapa propriamente dito em formato vetorial shapefile. Com esses vetores calculamos as áreas dos polígonos de cada classe e os seus respectivos percentuais, com o auxilio da ferramenta calculate geomtry. Finalmente foi feito o layout do mapa e a exportação em formato img. Todos os procedimentos foram efetuados em ambas as imagens (2010 e 2011).