Estudo de modelos em ambiente de geoprocessamento para a previsão de erosão e assoreamento de reservatórios: O caso da bacia do rio Indaiá - UHE Três Marias, MG

Abstract

A bacia do rio Indaiá é uma importante contribuinte do reservatório da UHE Três Marias-MG, notavelmente pela sua localização em relação ao barramento e por suas altas taxas de produção de sedimentos, consequência de um contexto histórico de intensas atividades antrópicas. Esta pesquisa teve como objetivo estudar diferentes modelos em ambiente de geoprocessamento para avaliar a evolução, ao longo do tempo, dos processos de geração e transporte de sedimentos na bacia do rio Indaiá e melhor compreender e estimar o assoreamento do reservatório. Para atingir este objetivo foram realizadas as seguintes atividades: análise dos parâmetros morfométricos da bacia; avaliação, em períodos distintos, do uso e da cobertura do solo, a partir da interpretação de imagens de satélite e da utilização de técnicas de geoprocessamento; caracterização física dos solos da bacia; análise e quantificação dos sedimentos transportados pelo rio; utilização de diferentes modelos qualitativos (IPT e Campagnoli) e quantitativos (EUPS, MEUPS, MMF e Método do 137 Cs) de previsão de erosão, para a identificação das áreas-fonte potenciais de sedimentos e a obtenção das taxas de perda de solo, respectivamente; e realização de levantamentos geofísicos no reservatório. A pesquisa mostra que, entre os anos de 1972 e 2005, a vegetação nativa da bacia foi reduzida em 45,0%, e que, entre os anos de 1972 e 1983, houve um aumento de 38,7% das áreas de solo exposto, pastagem com solo exposto e área urbana, com uma gradual redução até o ano de 2005. As mudanças no uso e na cobertura do solo, ao longo do tempo, e as alterações no regime pluviométrico se refletiram no comportamento dos sedimentos transportados pelo rio e nos valores de perda de solo da bacia. Os mapas de perda de solo por erosão laminar, obtidos pela aplicação dos modelos EUPS e MMF, mostram que a maior concentração de pontos com altos valores de perda de solo ocorre no trecho norte da bacia, próximo ao encontro do rio com o reservatório. Dos modelos quantitativos empregados, o que apresentou as taxas anuais de perda de solo mais próximas das estimadas na estação sedimentométrica foi a MEUPS. Os levantamentos geofísicos realizados no reservatório mostram que existe um avanço da pluma de sedimentos finos para o interior do reservatório e que os sedimentos grosseiros depositam-se próximo à foz do rio.

The Indaiá River basin is an important contributor to the reservoir of the Três Marias Power Plant, especially due to its proximity to the dam and its high rates of sediment, consequence of a historical context of intense anthropological activities. This research aimed at studying different models in GIS environment to assess the progress of the processes of generation and transport of sediments over time in the Indaiá River basin and to better understand and estimate the siltation of the reservoir. To attain the objectives it were realized the following activities: analysis of the basin’s morphometric parameters, evaluation of the soil use and the land covering at different times by means of the interpretation of satellite imagery and the use of geospatial technologies, the physical characterization of the basin’s soils, analysis and quantification of the sediments transported by the river, the use of different qualitative and quantitative predictive models of erosion (IPT, Campagnoli, USLE, MUSLE, MMF and 137Cs Method) to identify areas of sediment production and to obtain the soil loss rates, and the conduction of geophysical surveys in the reservoir. The research show that between the years of 1972 and 2005 the native vegetation of the basin was reduced to 45.0% and that between the years of 1972 and 1983 occurred an increase of 38.7% of the exposed soil areas, pasture with exposed soil and urban area, with a gradual reduction until the year of 2005. Changes in the soil use and land cover over time and changes in the rainfall patterns reflected in the behavior of the sediments transported by the river and in the values of soil loss in the basin. The maps of soil loss by laminar erosion obtained by the use of USLE and MMF models show that the highest concentration of points with high values of soil loss occurs in the northern section of the basin, near the meeting of the river with the reservoir. The MUSLE was the quantitative model which predicted the values of annual rates of soil loss closer to the estimated at the sedimentometric station. The geophysical surveys carried out in the reservoir show that the plume of fine sediments is moving into the reservoir and that the coarse sediments are deposited near the river mouth.