Relatorio III Diagnostico Geobiologico

8/16/2019 Relatorio III Diagnostico Geobiologico

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Relatório IIIDiagnóstico geo-biofísico e Carta temática de Vulnerabilidade Natural

Convênio n.º 013/2008

Novembro 2010


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Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES

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CAPÍTULOS

I - VULNERABILIDADE NATURAL DOS SOLOS, VULNERABILIDADE ÀEROSÃO E ATIVIDADE DE MINERAÇÃO

II - CLIMA

III - VULNERABILIDADE NATURAL DOS RECURSOS HÍDRICOS

IV - ANÁLISE DA DEMANDA DOS RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS

V - VULNERABILIDADE NATURAL DO MEIO BIÓTICO

VI - MAPEAMENTO DA FORA NATIVA E DOS REFLORESTAMENTOS

VII - VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA

VIII - DIAGNÓSTICO DA VULNERABILIDADE NATURAL


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I - VULNERABILIDADE NATURAL DOS SOLOS,

VULNERABILIDADE À EROSÃO

E ATIVIDADE DE MINERAÇÃO

João José Marques - UFLA

Nilton Curi - UFLA

1. APRESENTAÇÃO

Solos são a base dos ecossistemas terrestres e são tremendamente afetados

por diversas atividades humanas. Assim, é natural que eles tenham um papel

destacado na avaliação da vulnerabilidade natural. Também resulta óbvio que

diferentes solos reagirão de modo distinto sob um mesmo impacto antrópico

negativo pois os diferentes atributos físicos, químicos, biológicos e mineralógicos,

que variam de sítio a sítio, conferem aos solos variados graus de vulnerabilidade.

Mesmo a um leigo, resulta óbvio que o mesmo impacto humano, aplicação de

biossólidos ou lodo de esgoto p.e., a um solo raso trará consequências muito mais

graves do que se aplicado a um solo profundo. Portanto, a existência de atributos

diferenciais entre as diversas classes de solos e sua diversa reação a um dado

impacto antrópico constitui o fundamento da determinação da vulnerabilidade

natural para o componente solos. Porém, por simplicidade, reduziu-se a estimativa

da vulnerabilidade dos solos ao efeito da contaminação ambiental sobre os

mesmos. Impactos antrópicos de outras naturezas, como compactação ou erosão,

não foram incluídos nessa estimativa de vulnerabilidade natural ou foram tratados

separadamente. Assim, a vulnerabilidade do componente solos deve ser

compreendida como sendo a vulnerabilidade natural do solo à contaminação

ambiental causada pelo homem.


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Erosão é um fenômeno comumente associado a solos. No entanto, os fatores

que fazem com que determinada gleba de terreno seja mais ou menos vulnerável à

erosão incluem não apenas o solo propriamente dito mas também fatores

extrínsecos a ele, como a cobertura vegetal e a intensidade das chuvas. Assim,

optou-se por estimar a vulnerabilidade natural dos solos à erosão como um item

independente da vulnerabilidade natural do solo à contaminação ambiental. É

também necessário esclarecer que aqui entende-se erosão como sendo o processo

de remoção de partículas de solo ( e água ) por ação da chuva e do escoamento

superficial (enxurrada). Outras formas de erosão, como a eólica, não foramconsideradas. Os processos de erosão costeira, devidos à ação das ondas e marés,

foram considerados em outra parte deste estudo.

A atividade minerária, por ser uma atividade antrópica e obviamente artificial,

não se enquadra de forma alguma na definição de vulnerabilidade. Todavia, a

mineração não poderia ficar fora de um trabalho de zoneamento ecológico-

econômico. A mineração foi incluída na carta de potencialidade social (vide capítulo

correspondente) em função de sua capacidade para geração de renda e riqueza em

cada município. Neste presente capítulo, serão descritos os procedimentos para

inclusão da atividade de mineração em função da geologia do Estado do Espírito

Santo e do interesse dos empresários do setor de mineração.

O reconhecimento das peculiaridades das regiões abrangidas por este estudo

foi o norteador do desenvolvimento e da interpretação dos trabalhos relativos aos

ramos da ciência acima referidos. O mosaico de ambientes e sub-ambientes nasregiões de estudo, foi sempre levado em consideração, procurando-se adaptá-lo às

escalas das bases de dados disponíveis.

Entende-se que este trabalho permite ajustes a nível regional, municipal e

local, representando uma moldura didática para informação e tomada de decisões,

inclusive levantando lacunas de conhecimento e prioridades para futuros estudos

mais detalhados.


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2. ABORDAGEM METODOLÓGICA

2.1. Bases de dados

As bases de dados utilizadas para este trabalho encontram-se descritas na

Tabela 1. Todas essas bases encontram-se em formato digital e são de domínio

público. Tentou-se obter bases de dados que fossem ao mesmo tempo recentes e

de escala grande para melhor detalhamento. Tanto quanto seja do conhecimento

dos autores deste trabalho, para as regiões de estudo, as bases listadas na Tabela

1 são as mais recentes e as de maior escala.

Tabela 1 - Bases de dados, formatos e escalas utilizados neste trabalho.

Mapas Temáticos Fonte Escala Ano

- Solos Embrapa/IBGE 1:400.000/1.000.000 1978/1987

- Geologia CPRM 1:1.000.000 2004

- Perímetros requeridos parapesquisa, prospecção e lavra

DPNM 1:25.000(aproximada)

2010

- Modelo digital de elevação(elaborado a partir de levantamentoaerofotogramétrico)

IEMA 1:10.000* 2008

- Hidrografia (principais rios) Embrapa 1:400.000 1978

*Para o modelo digital de elevação é mais correto falar-se em resolução e não em escala. A resolução domodelo digital de elevação utilizado neste trabalho é de 5 m, o que aproximadamente corresponde a uma escalade 1:10.000.

Conforme dito anteriormente, os três temas deste capítulo (solos, erosão e

mineração) foram abordados separadamente. O tratamento dado a cada um desses

temas é descrito a seguir.


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2.2. Vulnerabilidade Natural à Contaminação Ambiental pelo Uso do Solo

Primeiramente, usando as informações presentes no Mapa de Solos do

Estado do Espírito Santo (Embrapa, 1978), foram produzidos mapas auxiliares de:

(i) teor de matéria orgânica do solo; (ii) textura do solo; e (iii) mapa pedológico

simplificado.

Para elaboração do mapa do teor de matéria orgânica do solo, utilizaram-se

informações referentes ao horizonte superficial de cada unidade de mapeamento.

Assim, unidades de mapeamento com horizonte “A fraco” foram classificadas como

tendo baixo teor de matéria orgânica. Unidades de mapeamento com horizonte “A

moderado” foram classificadas como tendo médio teor de matéria orgânica. Os

demais tipos de horizontes superficiais (A proeminente, A húmico e A

chernozêmico) foram classificados como tendo alto teor de matéria orgânica.

A textura do solo foi obtida diretamente do mapa de solos, sendo que a

presença de cascalho foi considerada como diluente em termos de comportamento

do solo. Dessa forma, um solo “argiloso cascalhento”, por exemplo, foi classificado

como tendo textura média. Um solo textura “média cascalhenta” foi classificado

como tendo textura grosseira.

O mapa pedológico simplificado foi elaborado desconsiderando-se

informações taxonômicas não julgadas relevantes para o objetivo deste trabalho.

Por isso, o mapa pedológico simplificado apenas mostra o principal componente de

cada unidade de mapeamento no primeiro ou no segundo nível categórico mais alto(ordens e sub-ordens) (Embrapa, 2006).

Utilizou-se também um mapa hidrográfico, que mostra a distribuição dos

principais rios capixabas, a fim de definir-se uma distância ao seu redor passível de

maior vulnerabilidade. Definiu-se que as áreas a 300 m dos principais cursos d’água

possuem vulnerabilidade maior que as áreas circundantes, já que quanto maior a


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proximidade dos cursos d’água maior a probabilidade de um eventual contaminan te

aplicado ao solo vir a atingi-los.

O fator que determinou a vulnerabilidade natural do componente “solos” foi a

suscetibilidade à contaminação ambiental pelo uso. Na verdade, por contaminação

ambiental deve entender-se a incapacidade do solo em atenuar ou amenizar

eventuais contaminantes, permitindo assim que os mesmos alcancem outros

componentes do ecossistema e contaminem a cadeia alimentar. Assim, um solo que

tenha boa capacidade em acumular substâncias tóxicas, neutralizando-as e

tornando-as inócuas é considerado como tendo baixa vulnerabilidade à

contaminação. Esse fator foi escolhido devido à sua importância ecológica e à

existência de dados que pudessem ser trabalhados para obter uma estimativa pelo

menos qualitativa.

Os mapas auxiliares descritos anteriormente (matéria orgânica do solo,

textura do solo, pedológico simplificado e hidrografia) foram re-interpretados

gerando o mapa de vulnerabilidade à contaminação ambiental pelo uso do solo. Are-interpretação das informações básicas foi feita de acordo com o quadro-guia

especialmente elaborado para este fim (Tabela 2). Áreas de brejos e terrenos

alagadiços também foram identificadas e tiverem sua vulnerabilidade considerada

agravada.


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Tabela 2 - Quadro-guia para determinação da vulnerabilidade natural à contaminação

ambiental pelo uso do solo.

Nível Classe deSolo

Textura Teor dematéria

orgânica

Proximidade de rios(


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2.3. Vulnerabilidade Natural dos Solos à Erosão

A geomorfologia e a classe de solos foram consideradas neste trabalho como

sendo os principais fatores responsáveis pela vulnerabilidade natural à erosão,

juntamente com a intensidade das chuvas e a exposição do solo ao impacto direto

das gotas de chuva. Os métodos empregados para se conseguir os mapas de

intensidade das chuvas e da exposição do solo ao impacto direto das gotas de

chuvas estão descritos em outros capítulos deste trabalho.

Inicialmente, procurou-se obter uma estimativa para a erodibilidade dos solos

capixabas. Essa erodibilidade foi obtida interpretando-se os mapas auxiliares de

teor de matéria orgânica do solo, textura do solo e pedológico simplificado,

conforme o quadro-guia apresentado na Tabela 3.


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Tabela 3 - Quadro-guia para estimativa da erodibilidade.

Erodibilidade Solo Textura Teor de matériaorgânica

Muito baixa

Latossolo Fina Médio ou Alto

Gleissolo ouNeossolo Flúvico

- -

Baixa

Latossolo Média -

Argissolo Fina Alto

Nitossolo - Alto

Média

NeossoloQuartzarênico

- Alto

Argissolo Fina Médio

Argissolo Média ou Grossa Alto

Nitossolo - Médio

Alta

Argissolo Média ou Grossa Médio

NeossoloQuartzarênico

- Médio

Cambissolo - Alto

Espodossolo - Médio

Muito alta

- - Baixo

Neossolo Litólico - -

Cambissolo - Médio

Afloramento deRochas

- -

Em seguida, foi elaborado um mapa de risco potencial de erosão, levando-se

em conta a erodibilidade dos solos e o declive. O declive foi obtido a partir do

modelo digital de elevação e foi classificado conforme Lemos & Santos (1996) em:

plano (0 a 3 %); suave-ondulado (3 a 8 %); ondulado (8 a 20 %); forte-ondulado (20

a 45 %); montanhoso (45 a 75 %); e escarpado (>75 %). A Tabela 4 mostra o


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quadro-guia utilizado para converter as classes de erodibilidade do solo e declive

em risco potencial de erosão.

Tabela 4 - Quadro-guia para estimativa do risco potencial de erosão.

Risco de erosão Erodibilidade Declive

Muito baixo Muito baixa ou Baixa Plano ou suave-ondulado

BaixoMuito baixa Ondulado

Média Plano ou suave-ondulado

Médio

Muito baixa Forte-ondulado

Baixa ou Média Ondulado

Alta ou Muito alta Plano ou suave-ondulado

AltoBaixa ou Média Forte-ondulado

Alta Ondulado

Muito alto- Montanhoso

Alta Forte-ondulado

Muito alta Ondulado ou forte-ondulado

Finalmente, a vulnerabilidade natural à erosão foi determinada combinando-

se o risco potencial de erosão, a intensidade das chuvas e a exposição do solo ao

impacto direto das gotas de chuva, conforme o quadro-guia da Tabela 5.


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Tabela 5 - Quadro-guia para determinação da suscetibilidade à erosão

Suscetibilidade àerosão

Intensidade das chuvas Exposição dosolo

Risco de erosão

Muito baixa Muito baixa Baixa Muito baixo

Muito baixa Muito baixa Média Muito baixo

Muito baixa Muito baixa Alta Médio

Muito baixa Baixa Baixa Muito baixo

Muito baixa Baixa Média Baixo

Muito baixa Baixa Alta Médio

Muito baixa Média Baixa Baixo

Muito baixa Média Média Médio

Muito baixa Média Alta Médio

Muito baixa Alta Baixa Baixo

Muito baixa Alta Média Alto

Muito baixa Alta Alta Alto

Muito baixa Muito alta Baixa Alto

Muito baixa Muito alta Média Alto

Muito baixa Muito alta Alta Alto

Baixa Muito baixa Baixa Baixo

Baixa Muito baixa Média Médio

Baixa Muito baixa Alta Médio

Baixa Baixa Baixa Baixo

Baixa Baixa Média Médio

Baixa Baixa Alta Médio

Baixa Média Baixa Médio


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Suscetibilidade à

erosão

Intensidade das chuvas Exposição do

solo

Risco de erosão

Baixa Média Média Médio

Baixa Média Alta Alto

Baixa Alta Baixa Médio

Baixa Alta Média Alto

Baixa Alta Alta Alto

Baixa Muito alta Baixa Alto

Baixa Muito alta Média Alto

Baixa Muito alta Alta Muito alto

Média Muito baixa Baixa Baixo

Média Muito baixa Média Médio

Média Muito baixa Alta Médio

Média Baixa Baixa Baixo

Média Baixa Média Médio

Média Baixa Alta Médio

Média Média Baixa Médio

Média Média Média Médio

Média Média Alta Alto

Média Alta Baixa Médio

Média Alta Média Alto

Média Alta Alta Alto

Média Muito alta Baixa Médio

Média Muito alta Média Alto

Média Muito alta Alta Muito alto

Alta Muito baixa Baixa Baixo


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Suscetibilidade à

erosão


solo

Risco de erosão

Alta Muito baixa Média Médio

Alta Muito baixa Alta Alto

Alta Baixa Baixa Baixo

Alta Baixa Média Alto

Alta Baixa Alta Alto

Alta Média Baixa Médio

Alta Média Média Alto

Alta Média Alta Muito alto

Alta Alta Baixa Alto

Alta Alta Média Muito alto

Alta Alta Alta Muito alto

Alta Muito alta Baixa Muito alto

Alta Muito alta Média Muito alto

Alta Muito alta Alta Muito alto

Muito alta Muito baixa Baixa Muito alto

Muito alta Muito baixa Média Muito alto

Muito alta Muito baixa Alta Muito alto

Muito alta Baixa Baixa Muito alto

Muito alta Baixa Média Muito alto

Muito alta Baixa Alta Muito alto

Muito alta Média Baixa Muito alto

Muito alta Média Média Muito alto

Muito alta Média Alta Muito alto

Muito alta Alta Baixa Muito alto


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Suscetibilidade à

erosão


solo

Risco de erosão

Muito alta Alta Média Muito alto

Muito alta Alta Alta Muito alto

Muito alta Muito alta Baixa Muito alto

Muito alta Muito alta Média Muito alto

Muito alta Muito alta Alta Muito alto

Muito alta Qualquer Muito alta Muito alto

2.4. Mineração

Em virtude do conceito de Vulnerabilidade Natural adotado neste trabalho, a

mineração, uma importante atividade antrópica, foi excluída da Carta de

Vulnerabilidade Natural. Todavia, como não podia deixar de ser, ela foi incluída com

destaque no Zoneamento Ecológico-Econômico do Espírito Santo. Os perímetros

registrados junto ao DNPM como áreas de pesquisa, prospecção ou lavra foram

considerados como sendo a sinalização do setor minerário para áreas de interesse

potencial. Como tal, foram chamados de “Zona Temática de Uso Potencial para

Mineração”. Adicionalmente, como auxiliar ao planejamento, foram elaborados

mapas de “Densidade de Interesse Minerário” e de “Densidade de Ocorrências

Minerais”.

O mapa de “Densidade de Interesse Minerário” foi elaborado calculando-se a

densidade de áreas registradas junto ao DNPM por quilômetro quadrado de território

estadual. Já o mapa de “Densidade de Ocorrências Minerais” foi obtido calculando-

se para cada unidade litológica presente no estado a quantidade de ocorrências

minerais (consideradas em geral, não especificando-se abundância, viabilidade,

etc.) que estão nela presentes. O mapa gerado é o somatório de todas as

ocorrências minerais registradas na base de dados da CPRM, misturando-se no

mapa minérios de alto valor agregado, como diamante, e outros de baixo valor,


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como areia. No entanto, informação pormenorizada por grupo de minérios (gemas,

minerais ferrosos, materiais para construção, etc.) também pode ser disponibilizada.

As áreas incluídas na “Zona Temática de Uso Potencial para Mineração”

mantêm sua classificação quanto à Vulnerabilidade Natural, mas ao mesmo tempo

são marcadas como áreas eventualmente passíveis de serem exploradas para

mineração. Dessa forma, a aptidão natural dessas áreas é mantida ao mesmo

tempo que sua possível vocação minerária é devidamente assinalada e registrada.

3. MAPAS E SÍNTESE

Os resultados obtidos neste trabalho encontram-se expressos na forma de

mapas digitais em formato raster e são mostrados a seguir.

O mapa pedológico simplificado (Figura 1) mostra um domínio de Latossolos

(solos profundos, bastante intemperizados-lixiviados, com baixa fertilidade natural e

geralmente boas propriedades físicas) na maior parte do Estado. Estes são

seguidos pelos Argissolos (solos moderadamente profundos, maduros, com

fertilidade natural geralmente mais elevada e propriedades físicas não tão boas em

comparação aos Latossolos); Cambissolos (solos geralmente mais rasos, jovens,

com fertilidade natural variável e propriedades físicas predominantemente

desfavoráveis); e os Neossolos Litólicos (solos muito rasos, muito jovens, com

fertilidade natural variável e propriedades físicas muito limitantes). Ao longo dos rios

principais, sobressaem-se os Neossolos Flúvicos, os quais são muito variáveis a

pequenas distâncias, tanto na horizontal quanto na vertical.


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Figura 1 – Mapa pedológico simplificado mostrando os domínios das classes de solos.

O mapa de textura do solo (Figura 2), que representa a distribuição

granulométrica (tamanho de partícula dos componentes areia, silte e argila), aqui

simplificada nas classes grossa, média e fina, conforme detalhado na metodologia,

depende do material de origem e do grau de intemperismo do solo. Há dominâncianítida das texturas fina e grosseira, sendo que a maior expressão desta última

aparece nos Tabuleiros Costeiros e litoral do Estado. Áreas de textura

indiscriminada e média ocorrem em menor proporção.


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Figura 2 – Mapa de textura do solo nas regiões estudadas.

O mapa do teor de matéria orgânica do solo (Figura 3), um dos atributos de

maior importância no comportamento e sustentabilidade dos agroecossistemas

tropicais, revela predomínio da classe média, com pouca manifestação das demais

classes. Esta constatação reforça a necessidade de maiores cuidados no manejo

deste atributo, principalmente nas regiões relativamente mais secas do Estado, no

intuito de evitar sua degradação, o que traria consequências muito graves ao

ambiente em geral.


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Figura 3 – Mapa de teor de matéria orgânica do solo nas regiões estudadas.

O mapa dos principais rios do Estado do Espírito Santo pode ser visto na

Figura 4.


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Figura 4 – Mapa dos principais rios do Estado do Espírito Santo.

A síntese das informações anteriores é mostrada na figura 5 que é o mapa de

vulnerabilidade natural à contaminação do solo pelo uso. A probabilidade de

contaminação ambiental pelo uso do solo (Figura 5), indica um amplo domínio dasclasses muito baixa e baixa na porção central do estado, o que é bastante promissor

neste enfoque. O fato dos solos mais profundos dominarem a paisagem (Figura 1),

estando relativamente mais distantes das várzeas, ajuda a explicar tais resultados

na medida em que o poluente tem um longo caminho a percorrer até poder atingir

os cursos d’água a jusante das paisagens. Já na regiãos dos Tabuleiros Costeiros

predominam solos de vulnerabilidade média. Áreas de solos rasos e planícies


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aluviais apresentam vulnerabilidade à contaminação ambiental pelo uso do solo

bem mais pronunciada, requerendo maiores cuidados neste contexto.

Figura 5 – Mapa de vulnerabilidade natural à contaminação ambiental pelo uso do solo.

Relativamente à geomorfologia, o mapa de declividade, obtido a partir de um

modelo digital de elevação (Figura 6), mostra um domínio das classes plano (0-3%

de declividade) e suave-ondulado (3-8% de declividade) na porção norte-nordeste

do estado. Nas demais regiões, predominam relevos bastante movimentados,

compreendendo a maioria do Estado.


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Figura 6 – Mapa de declividade do terreno no Estado do Espírito Santo.

A erodibilidade (Figura 7), que representa a suscetibilidade do solo à erosão,

revela dominância da classe baixa na maior parte do Estado. As classes muito alta e

alta sobressaem-se nos Tabuleiros Costeiros e na região serrana. Convém ressaltar

que no tocante aos Tabuleiros Costeiros, o adensamento (a coesão) subsuperficial,característico da maioria dos solos deste ambiente, minimiza em muito a

probabilidade de erosão em sulcos e voçorocas. Quando este atributo

(erodibilidade) é cruzado com a declividade, obtem-se um mapa chamado de risco

de erosão (Figura 8), o qual apresenta um cenário mais realista pois muitas áreas

de alta erodibilidade (Tabuleiros Costeiros, p. e.) possuem baixa declividade,

resultando num menor risco.


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Figura 7 – Mapa da erodibilidade do solo no Estado do Espírito Santo.


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Figura 8 – Mapa de risco de erosão, resultante da sobreposição de erodibilidade do solo e

declividade.

Em termos da vulnerabilidade dos solos à erosão (integrando risco de erosão,

cobertura do solo e intensidade de chuvas) (Figura 9), há grandes áreas de

vulnerabilidade muito alta ao mesmo tempo em que há áreas significativas devulnerabilidade muito baixa. Áreas de média vulnerabilidade à erosão tendem a ser

mais reduzidas.


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Figura 9 – Mapa da vulnerabilidade dos solos à erosão.

O mapa de ocorrências minerais, por unidades litológicas, em seu sentido

mais amplo (Figura 10), evidencia grandes densidades na porção sul do Estado. O

noroeste do Estado também apresenta-se razoavelmente rico em ocorrências

minerais, com menor quinhão cabendo à região nordeste. Em consonância comestes aspectos, a densidade de interesse minerário (Figura 11), que pode ou não

traduzir-se em lavras e explorações, acompanha as tendências do mapa de

ocorrências minerais, como seria de se esperar, com maior número de registros nas

regiões anteriormente citadas.


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Figura 10 – Mapa de ocorrências minerais por unidades litológicas nas regiões estudadas.


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Figura 11 – Mapa de densidade de “interesse” do setor minerário.


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II - CLIMA

Luiz Gonsaga de Carvalho - UFLA

Arionaldo de Sá Júnior - UFLA

Carlos Rogério de Mello - UFLA

Antônio Marciano da Silva - UFLA

João José Granate de Sá e Melo Marques - UFLA

Marcelo de Carvalho Alves - UFLA

Pietros André Balbino dos Santos - UFLA

Lucas Centurion - UFLA

1. APRESENTAÇÃO

O zoneamento climático é de extrema importância para subsidiar a

implantação e planejamento de diversas áreas de desenvolvimento sócio-

econômico e ecológico de uma região (VIANELLO e ALVES, 1991). A delimitação

das regiões climaticamente homogêneas permite, não só estabelecer os indicadores

do potencial do meio físico e biótico para a região em estudo, mas também,

juntamente com as delimitações das áreas homogêneas sob o ponto de vista sócio-

econômico, contribui para o desenvolvimento sustentável da região.

Embora mudanças climáticas possam ocorrer em médio e longo prazo, o

zoneamento climático deve ser reavaliado e atualizado constantemente visando

obter maiores informações sobre as condições climáticas e, sobretudo, proporcionar

maior adequação dos investimentos sócio-econômicos na região. Há necessidade,

portanto, de aquisição e criação de banco de dados mais completos e consistentes,

principalmente pela ampliação da rede meteorológica através de instalações de

estações de observações meteorológicas distribuídas em todo o Estado.


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Em estudos climáticos, o balanço hídrico climatológico (BHC) normal de um

local ou região é considerado um dos melhores referenciais para a caracterização

climática.

O BHC, segundo Thornthwaite e Mather (1955), descrito detalhadamente

por VIANELLO e ALVES (1991) e PEREIRA et al. (1997), fornece informações da

disponibilidade hídrica local ou regional, pelo cálculo da deficiência hídrica (Def),

excesso hídrico (Exc), retirada e reposição de água no solo. Para a sua elaboração,

efetua-se o balanço entre entradas e saídas de água no sistema solo-planta levando

em conta a capacidade de armazenamento de água pelo solo.

Para os cálculos do BHC, além da necessidade de informar

geograficamente o local por meio de suas coordenadas geográficas, são também

necessários, para todos os meses do ano, dados de uma série longa dos elementos

climáticos sendo, muito comum, utilizarem dados normais, ou seja, dados

publicados nas Normais Climatológicas. Normais Climatológicas se referem aos

dados médios dos elementos meteorológicos de séries diárias durante 30 anos.Para maior padronização das informações, a Organização Meteorológica Mundial

(OMM) estabeleceu que as primeiras normais climatológicas se referissem ao

período de 1901 a 1930, a segunda de 1931 a 1960, a terceira e mais atual, de

1961 a 1990, e assim por diante.

Complementando, Thornthwaite propôs uma classificação climática

utilizando índices calculados a partir de parâmetros do próprio BHC, ou seja, de

valores anuais da evapotranspiração potencial (ETp), excesso hídrico (Exc) e

deficiência hídrica (Def), conforme estão apresentados a seguir (Equações 1 a 3).

Ressalta-se que, na equação 1, o parâmetro Ia (índice de aridez) não está sendo

ponderado por um fator multiplicador igual a 0,6, pois este fator era utilizado quando

se calculava o índice de umidade a partir dos parâmetros do BHC proposto

originalmente por Thornthwaite em 1948. Portanto a equação 1 é válida para o BHC

que foi mais tarde aperfeiçoado por Thornthwaite e Mather (1955) o qual é utilizado

no presente estudo.


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Índice de umidade de Thornthwaite (Iu):

IaIhIu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)

em que, o índice hídrico (Ih) e índice de aridez (Ia), são calculados respectivamente por:

ETp

Exc100Ih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)

ETp

Def Ia 100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)

Com base no índice de umidade (Iu), Thornthwaite (1974) e sob uma

revisão de especialistas ocorrida na Índia em 1980 (ICRISAT, 1980) foram definidos

os seguintes tipos climáticos (Tabela 1):


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Tabela 1 - Tipos climáticos segundo Thornthwaite (1974) e ICRISAT (1980), baseados no

índice de umidade (Iu) gerado a partir dos parâmetros do BHC de Thornthwaitee Mather (1955)

TIPO DE CLIMA Iu

A Superúmido Iu 100

B4 Úmido 80 Iu < 100




C2 Subúmido 0 Iu < 20

C1 Subúmido seco -33,3 Iu < 0

D Semi-árido -66,7 Iu < -33,3

E Árido -100 Iu < -66,7

2. ABORDAGEM METODOLÓGICA

2.1. Base de dados

Para efeito do presente trabalho, diante da escassez de estaçõesclimatológicas no Estado do Espírito Santo, sendo apenas quatro que contém séries

equivalentes a trinta anos de observações (Figura 1), optou-se por utilizar a base de

dados climáticos da WorldClim (Global Climate Data v.1.4) disponível em

www.worldclim.org/current.htm (HIJMANS et al. 2005), de acordo com a

metodologia descrita s seguir.

http://www.worldclim.org/current.htmhttp://www.worldclim.org/current.htm


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“O banco de dados climatológico digital disponibilizado pela organização

internacional WorldClim, foi desenvolvido com dados de estações climatológicas

dispostas em todo o mundo, principalmente no período entre 1950 e 2000. Esses

dados estão disponibilizados em quatro diferentes resoluções (em arcos de: 30

segundos, 2,5 minutos, 5 minutos e 10 minutos), considerando que 1° equivale a

111,2 km.

Figura 1 - Localização das quatro Estações Climatológicas Principais do Instituto Nacionalde Meteorologia (INMET) no Estado do Espírito Santo e estados circunvizinhos.

Para o Brasil, os principais dados foram obtidos por meio da rede nacional

de observações meteorológicas de superfície do Instituto Nacional de Meteorologia


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(INMET). Esses dados estão presentes nas Normais Climatológicas (1961-1990),

(BRASIL, 1992), publicadas pelo próprio INMET e disponibilizadas mundialmente

pela Organização Mundial de Meteorologia (WMO). Dados complementares da R-

HYDRONET (2009), (dados regionais para a América Latina e Caribe), e da FAO-

CLIM 2.0 base global de dados climáticos (FOOD AND AGRICULTURE

ORGANIZATION - FAO, 2001) também fazem parte do conjunto de informações

utilizadas para a composição dos arquivos digitais da WorldClim para a América do

Sul.

Os dados das estações climatológicas no mundo de onde se originaram as

informações climáticas necessárias à espacialização pela WorldClim apresentavam

uma série histórica mínima de dez anos de registros.

Como a fonte primária de dados climatológicos foi oriunda de diversas

instituições localizadas em diferentes regiões no mundo, para que não houvesse

duplicação de dados procedentes de uma mesma estação climatológica, houve uma

tolerância mínima no espaçamento de 5 km, a partir de cada ponto onde seobtiveram os dados. Isso permitiu que dados de uma mesma estação

disponibilizados por instituições diferentes não pudessem ser utilizados

duplicadamente.

Para melhor composição da espacialização dos dados primários mundiais,

foi necessário dividir o mundo em 13 zonas. A sobreposição dessas zonas foi

efetuada de forma a obter uma transição suave nas camadas de informações. Cada

uma das zonas foi sobreposta em pelo menos 15°, chegando, em algumas áreas, a

30°. Os dados de precipitação média mensal, temperaturas máximas e mínimas

mensais foram interpoladas utilizando-se, como variáveis independentes, latitude,

longitude e altitude. A técnica utilizada foi a thin-plate splines (TPS) que, segundo

HUTCHINSON (1995), fornece uma excelente performance da interpolação”.

Portanto, dessa base (WorldClim), extraíram-se da resolução de 30 segundos de

arco, o que corresponde aproximadamente a pixels com área de 0,86 km2, os dados


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mensais de temperaturas máxima e mínima, pois se verificou, após análises

estatísticas de concordância, que esses dados estão em conformidade com os

modelos dessas respectivas temperaturas mensais desenvolvidos por PEZZOPANE

et al. (2004). Os dados de temperaturas serviram para estimar a evapotranspiração

potencial a qual é necessária no desenvolvimento do BHC, que será descrita

adiante.

Quanto aos dados de precipitação pluvial utilizaram-se os dados da Agência

Nacional de Águas (ANA) disponíveis em www.hidroweb.ana.gov.br , seguindo o

tratamento a ser apresentado adiante.

2.2. Cálculo do indicador climático

Como anteriormente apresentado, o índice de umidade de Thornthwaite (Iu)

é obtido a partir do BHC. Para tanto, nesse balanço deve-se conhecer a

precipitação pluvial e a evapotranspiração potencial (ETp), sendo respectivamente a

entrada e saída de água no sistema solo-planta.

Oportunamente, define-se aqui a ETp:

“Numa extensa superfície natural, totalmente coberta por vegetação baixa,

com altura uniforme, com elevado índice de área foliar (IAF), de crescimento ativo e

já na fase adulta (a grama é a principal vegetação adotada, e, em alguns tipos de

clima adota-se a alfafa) e teor de água do solo próximo ou na capacidade de campo,

a quantidade de água transferida para a atmosfera por unidade de área e tempo é

conhecida como evapotranspiração potencial (ETp).

Este conceito foi introduzido por Thornthwaite em 1944 e aperfeiçoado por

Penman em 1956. Nessas condições, conceitualmente, a transferência de água do

sistema solo-planta para a atmosfera (evapotranspiração) ocorre como função única

e exclusiva do balanço vertical de energia, ou seja, das condições atmosféricas

sobre a vegetação sem interferências advectivas, podendo ser estimada por

http://www.hidroweb.ana.gov.br/http://www.hidroweb.ana.gov.br/http://www.hidroweb.ana.gov.br/


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modelos (fórmulas) matemáticos teórico-empíricos desenvolvidos e testados para

várias condições climáticas, surgindo para a época, para estimativa da ETp, o

método de PENMAN.

Mais tarde, na década de 1960, Monteith, com base na equação de

Penman, propôs um novo modelo que estimasse diretamente a evapotranspiração

da cultura de interesse denominando-se de método de Penman-Monteith.

DOORENBOS e PRUITT (1977), talvez fossem os primeiros autores a proporem o

termo evapotranspiração de referência (ETo) em substituição ao termo

“evapotranspiração potencial”. Posteriormente em maio de 1990, a FAO (Food and

Agriculture Organization) promoveu, em Roma, Itália, um encontro de 14

pesquisadores de sete países, especialistas na área de evapotranspiração, para

atender a vários objetivos, dentre eles o de analisar os conceitos e procedimentos

de metodologia de cálculos de evapotranspiração, com o enfoque ao

estabelecimento de uma nova definição para a cultura de referência e o método

para que pudesse estimar a evapotranspiração para essa referência. Assim, o novo

conceito proposto para a ETp, passou a ser denominado evapotranspiração de

referência (ETo), tornando-se desde então este conceito largamente utilizado e o

método de estimativa recomendado para a ETo foi o desenvolvido por Penman-

Monteith, passando a se denominar Penman-Monteith-FAO, o qual foi bastante

aceito internacionalmente. Nesse caso, a cultura de referência utilizada é uma

cultura hipotética cujas características se assemelham, bem de perto, a ET da

grama. Logo, a ETo é um elemento indicativo da demanda hídrica das culturas de

um determinado local e período.”

Apesar da proposição da FAO, ainda é bastante comum o uso destes dois

conceitos, ETo e ETp. Pode-se inferir que, para estudos climatológicos, o termo ETp

continua sendo o mais utilizado, como no caso do presente trabalho, pois o estudo

envolve a vulnerabilidade do ecossistema ao clima e, já a ETo, é bastante adequada

para projetos e manejo de irrigação e drenagem, uma vez que a evapotranspiração


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da cultura, normalmente, é determinada em duas etapas aplicando um coeficiente

de ajuste (coeficiente de cultura) à ETo.

Portanto, tendo em vista que o método de Penman-Monteith-FAO, ALLEN et

al. (1998), é considerado internacionalmente o de melhor acurácia na estimativa da

evapotranspiração potencial, esta foi estimada pelo referido método em substituição

ao método de Thornthwaite, originalmente proposto na elaboração do BHC pelo

próprio Thornthwaite (1948).

Contudo, em razão do número reduzido de estações climatológicas noestado do Espírito Santo e, por outro lado, da base de dados da WorldClim conter,

dentre os elementos climáticos que permitem estimar a ETp, somente dados de

temperaturas, esta foi estimada a partir dos valores de temperaturas máximas e

mínimas além da latitude correspondente a cada unidade da base de dados (pixel).

Quanto à altitude, fator essencial para a estimativa da pressão atmosférica, adotou-

se o Modelo Digital de Elevação - MDE da superfície terrestre com resolução

espacial de 90 m (NASA, 2005). Portanto, todos os elementos climáticos que sãoutilizados no modelo de Penman-Monteith-FAO para estimar a ETp, ou seja,

temperaturas máxima, mínima e média, umidade relativa, pressão atmosférica,

vento e insolação são estimados a partir das temperaturas máximas e mínimas de

acordo com os critérios apresentados por ALLEN et al. (1998) e SILVA et al. (2008).

Dessa forma, a ETp foi estimada em cada pixel efetuando-se álgebra de mapas

num Sistema de Informações Geográficas utilizando o software ArcGis 9.3®.

No caso da precipitação pluvial, verificando que, após comparaçõesestatísticas, que a base de dados da WorldClim não correspondeu aos valores reais

para o Espírito Santo, utilizou-se, portanto os dados disponibilizados pela ANA

(www.hidroweb.ana.gov.br ). Esses dados consistem em médias mensais de valores

observados pertencentes a uma rede composta por 128 postos pluviométricos

georreferenciados referente a um período de 30 anos. Esses dados foram

espacializados utilizando a técnica da co-krigagem (ISAAKS & SRIVASTAVA,

1989). Como co-variável aplicou-se o Modelo Digital de Elevação - MDE (NASA,

http://www.hidroweb.ana.gov.br/http://www.hidroweb.ana.gov.br/http://www.hidroweb.ana.gov.br/http://www.hidroweb.ana.gov.br/


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2005). De posse do arquivo espacializado este foi transformado em imagem “raster ”

com resolução de 30 segundos de arco, o que corresponde a pixels com área

aproximada de 0,86 km2, para que tivesse a mesma resolução da base de dados da

WorldClim que foi utilizada. O MDE foi utilizado como co-variável em função da forte

influência do relevo no padrão de chuvas, principalmente em regiões montanhosas.

Esta espacialização seguiu critérios geoestatísticos verificando a melhor resposta da

espacialização mediante avaliação de modelos de semivariogramas ajustados aos

semivariogramas experimentais.

Elaborado o banco de dados mensais de precipitação pluvial e ETp na

resolução de 30 segundos de arco em formato “raster ”, a informação de cada pixel

foi extraída e transformada para o formato “shapefile point ” utilizando a ferramenta

“Spatial Analyst ” gerando um arquivo de pontos. Este arquivo foi exportado para

uma planilha eletrônica utilizando a extensão “.xls” onde se deu os processamentos

dos BHC’s segundo Thornthwaite e Mather (1955) para cada par de coordenada

geográfica (ponto), equivalente a cada pixel conforme a resolução trabalhada

distribuídos em todo o território do Espírito Santo, totalizando 56.894 pixels. Este

procedimento foi necessário dado o volume representativo de dados manipulados e

a dificuldade metodológica baseada em condições matemáticas para o

processamento do BHC que seria de difícil execução no software ArcGis 9.3®.

Quando a elaboração do BHC tem finalidade puramente climatológica

recomenda-se utilizar a capacidade de armazenamento de água no solo equivalente

a 100 ou 125 mm, como valor médio para a maioria das plantas cultivadas. Contudopara efeito deste trabalho, considerando a diversidade dos tipos de solos presentes

no Estado do Espírito Santo, foi feita uma divisão em três classes de

armazenamento para todo o Estado, sendo respectivamente 50, 75 e 100 mm,

(Figura 2).


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Figura 2 - Mapa da subdivisão do Estado do Espírito Santo em três classes dearmazenamento de água no solo.

Ressalta-se que o armazenamento de água no solo é calculado em função

de propriedades físico-hídricas do solo (umidade na capacidade de campo, umidade

do ponto de murcha permanente e densidade do solo) e da profundidade efetiva do

sistema radicular (REICHARDT, 1978), que foi considerada de 50 cm, sendo esta a

profundidade média de alcance das raízes da grama, pois esta é a vegetação de

referência para a ETp.


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Após ter gerado o BHC para cada ponto (par de coordenadas), tomou-se os

totais anuais da ETp, deficiência hídrica (Def) e excesso hídrico (Exc) para os

cálculos dos índices de umidade (Iu) conforme Thornthwaite (equações 1, 2 e 3).

Desta forma, foram gerados os índices de umidade para cada ponto.

O esquema de todas as operações envolvidas para os cálculos dos índices

de umidade de Thornthwaite (Iu) é apresentado na Figura 3.

Figura 3 - Fluxograma do procedimento de obtenção do índice de umidade de Thornthwaite(Iu) de cada pixel para o zoneamento climático.

No fluxograma anterior, tem-se que, conforme mencionado anteriormente,

os elementos climáticos mensais (temperaturas média, máxima e mínima (oC);

umidade relativa (%); pressão atmosférica (mb); vento (m s -1) e insolação (h)) foram

estimados a partir das temperaturas máximas e mínimas, latitude e altitude. É

importante destacar que, por esse fluxograma, verifica-se que o índice de umidade

incorpora nesse único indicador a influência de todos os elementos climáticos que

caracterizam o clima juntamente com parâmetros extraídos do próprio balanço

hídrico climatológico.


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Após os cálculos em planilha eletrônica, todos os parâmetros e índices de

interesse do presente estudo extraídos do BHC foram retornados ao ambiente SIG -

ArcGis 9.3® e, num processo inverso transformados em pontos. Os pontos

equivalentes aos índices de umidades foram espacializados utilizando o interpolador

co-krigagem (ISAAKS e SRIVASTAVA, 1989), utilizando como co-variável o MDE

anteriormente descrito. Ao final obteve-se o mapa em “raster “ do índice de umidade

para todo o território do Espírito Santo.

Optou-se pela técnica da co-krigagem para explorar a influência conhecida

da altitude, latitude e longitude na variação dos elementos climáticos, (SEDIYAMA e

MELLO JR., 1998).

Como subprodutos deste estudo, gerados principalmente do BHC, foram

confeccionados também os mapas da temperatura média anual (média entre as

temperaturas máxima e mínima), evapotranspiração potencial, deficiência hídrica,

excesso hídrico, índice de aridez, índice hídrico e do armazenamento de água no

solo

3. RESULTADOS

Na Tabela 2 é apresentado um extrato da planilha dos cálculos efetuados

para algumas localidades (ou pixels representativos de alguns municípios) onde se

tem além das respectivas coordenadas geográficas e altitude, os dados dos

elementos climáticos anuais de temperatura média e precipitação pluvial

acumulada, assim como os resultados dos totais anuais para evapotranspiração

potencial (ETp), deficiência hídrica (Def), excesso hídrico (Exc), índice hídrico (Ih),

índice de aridez (Ia) e por fim o índice de umidade de Thornthwaite (Iu). Os três

últimos são adimensionais. Esses municípios estão localizados em diferentes

regiões do presente estudo, a serem vista adiante, de modo que cada uma pudesse

ser representada.


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Tabela 2 - Extrato da planilha de cálculos para geração do indicador climático representado

pelo índice de umidade de Thornthwaite (1948)

Local Long.(Graus edécimos)

Lat.(Graus edécimos)

Alt.(mm)

Tméd(oC)

Prec.Total(mm)

ETp(mm)

Def(mm)

Exc(mm)

Ih Ia Iu

C.Itapemirim -41,10 -20,85 45 24,5 1251 1531 296 26 1 19 -17,88

Linhares -40,07 -19,40 24 24,2 1219 1432 244 25 1 17 -14,51

São Mateus -39,85 -18,70 4 24,2 1238 1447 229 31 2 15 -14,17

Vitória -40,33 -20,32 149 24,6 1281 1310 74 44 3 5 -1,65

Guaçuí -41,70 -20,72 779 19,8 1401 1535 272 144 9 17 -8,28

SantaTereza -40,65 -19,86 262 23,2 1257 1487 290 73 5 19 -15,11

Colatina -40,73 -19,47 189 24,3 1055 1579 513 2 0 32 -32,87

NovaVenécia -40,46 -18,71 138 24,0 1104 1529 412 0 1 27 -27,53

Montanha -40,27 -18,15 156 24,0 1084 1487 395 1 1 26 -26,82

Os resultados finais representados pelos mapas atendem ao termo de

referência que norteou as atividades do ZEE-ES, onde o espaço físico territorial é o

determinado pelas áreas de abrangência das Regiões de 1 a 8:

Região 1 – Consórcio Caparaó

Região 2 – Central Serrana

Região 3 – Polo Colatina

Região 4 – Noroeste

Região 5 – Litoral Extremo Sul e Polo Cachoeiro

Região 6 – Microrregião Metropolitana

Região 7 – Polo Linhares e Jaguaré

Região 8 – São Mateus e Consórcio PRODNORTE


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O zoneamento climático com base no índice de umidade de Thornthwaite é

apresentado na Figura 4 de acordo com a classificação de Thornthwaite (Tabela1),

verificando as zonas com características climáticas homogêneas.

Semelhantemente, a Figura 5 mostra o mapa de interpolação do índice de umidade,

porém representado em formato “raster ”, onde é possível identificar o índice de

umidade por unidade espacial (pixel), com área de 0,86 km2, de acordo com a

resolução adotada. Na Figura 4, são verificados tipos climáticos variando de

semiárido (D) ao tipo úmido (B2) conforme a proposição de Thornthwaite podendo

além das classes dos índices de umidades mostrados na Tabela 1 caracterizaremesses climas conforme as descrições adiante.

O mapa apresentado na Figura 6 considera a reclassificação do índice de

umidade em cinco classes temáticas, com áreas igualmente distribuídas para cada

classe. Esse resultado cartográfico é que, associado aos demais componentes do

meio geo-biofísico, compôs a carta da vulnerabilidade natural do ZEE-ES. No caso,

a classe temática “E”, por exemplo, é representada pelos menores índices de

umidades, sendo, portanto, uma situação climática que tende condicionar ao meio

geo-biofísico, de modo geral, maior vulnerabilidade natural. Dessa forma a classe

“E” é tida, convencionalmente, como de “alta” vulnerabilidade. Seguindo o mesmo

critério, o outro extremo, a classe “A”, com maiores índices de umidades, é tida

como de “baixa” vulnerabilidade.

Subsidiando os resultados são acrescentadas as figuras subsequentes

referente aos mapas de temperatura média anual, precipitação pluvial total anual,evapotranspiração total anual, deficiência e excesso hídrico, índices hídricos e de

aridez para todo o Estado do Espírito Santo, (Figuras 7 a 14).


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Figura 4 - Zoneamento climático com base de índice de umidade de acordo com aclassificação de Thornthwaite.


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Figura 5 - Zoneamento climático com base de índice de umidade no formato “raster ”.


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Figura 6 - Mapa em classes climáticas para composição da carta de vulnerabilidade naturaldo ZEE-ES.

D – Semiárido: com intervalo do índice de umidade entre –66,7 e –33,3.

Este tipo climático se caracteriza não propriamente pelo padrão de chuvas que varia

de 900 a 1150 mm anuais, sendo um volume apreciável. Como as temperaturas

médias anuais chegam a atingir 25 ºC, isto faz com que a demanda de

evapotranspiração (ETp) seja mais elevada, que associada ao armazenamento de

água no solo em valores médios de 75 mm proporciona essa condição de semi-

aridez, o que é reforçado pela deficiência hídrica (Figura 11) e pelo índice de aridez


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(Figura 12). Este tipo climático aparece na região oeste do Estado, do centro ao

norte abrangendo praticamente as regiões 2 a 4 se limitando com o Estado de

Minas Gerais.

C1 – Subúmido seco: com intervalo do índice de umidade entre –33,3 e 0

são verificados índices de chuvas acumuladas, em média durante o ano, na ordem

de 1000 a 1300 mm. O padrão de chuvas não difere muito da região semi-árida

assim como para o regime térmico condicionando mesma demanda de

evapotranspiração. Porém, os solos, possuem maior capacidade de

armazenamento de água variando de 75 a 100 mm levando a uma situação de

região subúmida. Aparece em todas as regiões do Estado, à exceção da Região 6.

C2 – Subúmido: nesta classe o intervalo do índice de umidade está

compreendido entre 0 e 20. Quanto ao índice pluviométrico anual são verificados

valores em torno de 1150 a 1450 mm e, por sua vez as temperaturas médias anuais

variam desde 18 – 19 ºC em áreas serranas até 25 ºC nas áreas mais baixas e

litorâneas condicionando regiões transitórias entre os climas mais secos paraaqueles caracterizados como úmidos. Abrange ampla faixa do litoral capixaba

estendendo do norte ao sul adentrando a região serrana. Atribui-se essa condição

climática na região serrana contrapondo ao padrão de chuvas mais acentuado e

temperatura amenas, à tendência de predominância de solos mais rasos, levando à

maior deficiência hídrica (Figura 11) e consequentemente aos maiores índices de

aridez (Figura 12)

B1 – Úmido: é a primeira classe com características de clima úmido, cujo

intervalo do índice de umidade varia entre 20 e 40. Neste caso o padrão de chuvas

acumulada durante o ano, varia em torno de 1300 a 1600 mm, com média

aproximada de 1500 mm. A temperatura média anual chega a oscilar de 18 a 23 ºC.

Esse tipo climático concentra-se na região centro-sul do Estado abrangendo parte

da região serrana. O índice de aridez é considerado baixo, contrapondo a maiores

valores de índice hídrico.


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B2 – Úmido: este tipo climático se situa na classe entre 40 e 60 para o índice

de umidade. Verifica-se que a temperatura e precipitação total acumulada, médias

anuais, são da ordem 19 a 20 ºC e 1450 a 1600 mm, respectivamente. Em termos

de abrangência no Estado é o tipo climático que ocupa menor área, localizado bem

ao centro sul e pequena área ao sudoeste fazendo divisa com Minas Gerais. O

excesso e índice hídrico sobrepõem, respectivamente, a deficiência hídrica e o

índice de aridez, levando o clima à condição relativamente mais úmida no Estado.

Figura 7 - Mapa em formato “raster ” de temperaturas médias anuais da base de dados daWorldClim para o Estado do Espírito Santo.


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Figura 8 - Mapa em classes de precipitação pluvial anual da base de dados da ANA para oEstado do Espírito Santo.


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Figura 9 - Mapa em formato “raster ” de precipitação pluvial anual da base de dados da ANA para o Estado do Espírito Santo.


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Figura 10 - Mapa da evapotranspiração potencial em formato “raster ” para o Estado doEspírito Santo.


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Figura 11 - Mapa em classes de deficiências hídricas no solo para o Estado do EspíritoSanto.


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Figura 12 - Mapa em classes do índice de aridez para o Estado do Espírito Santo.


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Figura 13 - Mapa em classes do excesso hídrico no solo para o Estado do Espírito Santo.


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Figura 14 - Mapa em classes do índice hídrico para o Estado do Espírito Santo.

A seguir são apresentadas detalhadamente, para as regiões estudadas, asrespectivas descrições complementares das condições climáticas subsidiando o

índice de umidade de Thornthwaite.


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3.1. Informações complementares das características climáticas por regiões

Para um melhor detalhamento, como para os demais componentes deste

ZEE, por meio de um “zoom”, é possível obter uma informação de forma pontual

detectando peculiaridades climáticas locais, evidentemente em consonância com a

escala adotada neste estudo.

REGIÃO 1 – Consórcio Caparaó

A caracterização climática do tipo C2 (subúmido) é a que predomina nessaregião com pouca presença de outros tipos sendo que os tipos B1 e B2 (úmidos)

aparecendo a oeste e nos extremos norte e sul aparecendo o tipo C1 (subúmido

seco), (Figura 4). Esta região é tipicamente montanhosa com altitudes mais

elevadas cujas temperaturas médias anuais variam em torno de 15 a 19 ºC, (Figura

7). As médias de chuvas totais anuais predominam em torno de 1300 a 1450 mm,

possuindo pequenas áreas nos extremos norte e sul com índices de chuvas pouco

menores, (Figura 8). O excesso e o índice hídrico, Figuras 13 e 14, superam adeficiência hídrica e o índice de aridez, Figuras 11 e 12, proporcionando a essa

região condição de clima relativamente mais úmido.

REGIÃO 2 – Central Serrana

Se distribuindo em áreas aproximadamente iguais essa região se

caracteriza por quatro tipos climáticos variando de B1 (úmido - na face leste dessa

região) para o tipo D (semi-árido) ao noroeste e norte, (Figura 4). Na transição doclima B1, surge o tipo C2 (subúmido), aparecendo ao sul, centro até atingir a face

nordeste. E, entre as áreas de clima C2 e D, aparece o tipo C1 (subúmido seco) de

sudoeste a nordeste. Essa região é também de relevo acidentado com

temperaturas variando bastante desde 15 a 24 ºC, em médias anuais, (Figura 7).

Pela Figura 8 nota-se o regime de chuvas anual variando de 1000 a 1450 mm em

marcha decrescente de sudeste para noroeste. A evapotranspiração potencial,

Figura 10, é bastante variável na região com comportamento crescente em valores


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anuais de 1090 ao sudeste para 1670 mm ao noroeste. Quanto aos parâmetros,

deficiência hídrica (Figura 11) e índice de aridez (Figura 12), esses aumentam de

sudeste para noroeste. Por sua vez o excesso e índice hídricos decrescem no

mesmo sentido, Figuras 13 e 14, respectivamente.

REGIÃO 3 – Polo Colatina

Nesta região verificam-se as presenças dos tipos climáticos D (semiárido)

limitando com o Estado de Minas Gerais e o tipo C1 (subúmido seco) à leste.

Ocupam áreas aproximadamente iguais, (Figura 4). As temperatura médias anuaisvariam em pequenas áreas em torno de 18 ºC atingindo cerca de 25 ºC nas

baixadas da bacia do Rio Doce, (Figura 7). O total anual de precipitação pluvial varia

de 900 a 1300 de oeste para leste nessa região, (Figura 8). A evapotranspiração

potencial, (Figura 10), como nas regiões anteriores é bastante variável (cerca de

1400 a 1670 mm durante o ano). A deficiência hídrica anual, (Figura 11), chega a

variar de 160 a 700 mm que associada à ETp proporciona índice de aridez, (Figura

12,) variando de 20 a 40 (de leste para oeste nessa região). Por sua vez o excessohídrico (Figura 13) e o índice hídrico são relativamente baixos e nessa região

apresentam-se dentro de uma única classe.

REGIÃO 4 – Noroeste

Na região noroeste predomina o tipo C1 (subúmido seco), porém há também

a ocorrência do tipo D (semiárido) ao longo da face oeste dessa região, (Figura 4).

As temperaturas médias anuais estão em torno 20 a 25 ºC na maior área, (Figura 7). As chuvas ocorrem em torno de 1000 a 1150 mmm anuais atingindo 1300 mm mais

ao sudeste dessa região, (Figura 8). A evapotranspiração potencial, (Figura 10),

tende a seguir um padrão semelhante ao da região anterior (Polo Colatina). A

deficiência hídrica varia aproximadamente de 200 a 400 mm seguindo de leste para

oeste, (Figura 11) proporcionando índices de aridez que variam de 20 até 40,

(Figura 12). O excesso e índice hídricos são bastante baixos e, como na região 3,

se enquadram numa única classe.


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REGIÃO 5 – Litoral Extremo Sul e Polo Cachoeiro

Verifica-se no extremo sul, fazendo divisa com o Estado do Rio de Janeiro

indo até o cento dessa região o clima C1 (subúmido seco). De oeste para leste há

predominância do tipo C2 (subúmido) e caminhando para o norte dessa região

aparecem em sequência os tipos B1 e B2, ambos do tipo úmido, (Figura 4). As

temperaturas médias anuais variam bastante desde temperaturas amenas nas

áreas serranas até valores mais altos ao sul e litoral, (Figura 7). As chuvas vão de

1000 a 1600 mm indo num ritmo crescente do sul para o norte, (Figura 8). A

evapotranspiração potencial parte de 1100 mm podendo atingir cerca de 1500 mm

acumulada durante o ano, (Figura 10). A deficiência hídrica apresenta valores

variando em torno de 80 a 240 mm em mais da metade da área dessa região e

diminuindo bastante a medida que se aproxima do norte com valores médios entre 0

a 80 mm, (Figura 11). Esse padrão é semelhante para o índice de aridez, o qual

varia de 0 a 20, com menor valor ao norte, (Figura 12). O excesso hídrico é bastante

variável crescendo do sul para o norte, sendo grande parte da área centro-sul com

excesso em torno de 0 a 40 mm, (Figura 13). Este padrão é também verificado para

o índice hídrico quando se caminha para o norte, desde valores nulos até 18 para

esse parâmetro, (Figura 14).

REGIÃO 6 – Microrregião Metropolitana

Praticamente verificam somente os tipos climáticos B1 (úmido) ao centro (de

sul a norte) e o tipo C2 (subúmido) em direção ao litoral e à oeste, nos extremos,

(Figura 4). As temperaturas médias anuais seguem uma marcha decrescente do

litoral (valores médios em torno de 25 ºC) atingindo à oeste temperaturas médias

que podem chegar a 15 oC em áreas serranas, (Figura 7). Os totais de chuvas,

(Figura 8), variam de 1150 a 1600 mm, sendo os maiores índices próximos às áreas

serranas. A evapotranspiração potencial segue valores mais baixos, atribuindo a

influência da umidade que vem do oceano atlântico, o que faz diminuir a taxa de

evapotranspiração ( os valores de ETp estão entre 1000 a 1100 mm), (Figura 10). A

deficiência hídrica está entre os valores mais baixo para o Estado (cerca de 0 a 200


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mm) crescendo de leste para oeste, (Figura 11). O índice de aridez, (Figura 12),

também estão entre os valores mais baixos para o Estado variando de 0 a 20. No

que se refere aos parâmetros, excesso hídrico e índice hídrico, (Figura 13 e 14)

estes são relativamente mais variáveis e superam a deficiência e índice de aridez,

respectivamente.

REGIÃO 7 – Polos Linhares e Jaguaré

O tipo climático C2 (subúmido) abrange pouco mais da metade dessa região

de sul a norte e voltado para o leste. E, na face voltada para oeste, e com áreapouco menor surge o clima C1 (subúmido seco), indo de sudoeste ao norte, (Figura

4). O regime térmico segue com padrão relativamente elevado com temperaturas

médias anuais variando em torno de 25 ºC, (Figura 7). Os totais anuais de chuvas

estão compreendidos em uma única classe (Figura 8), de 1150 a 1300 mm. De leste

para oeste a evapotranspiração potencial varia de cerca de 1090 a 1300 mm

acumulada durante o ano, (Figura 10). A deficiência hídrica está em torno de 0 a

250 mm, (Figura 11), com o respectivo índice de aridez variando de 0 a 30, (Figura12). O excesso hídrico predomina em torno da classe de 0 a 40 mm, mas ocorrendo

excessos em torno de 40 a 80 mm próximo ao litoral e no estremo oeste, (Figura

13). Contudo o índice hídrico nessa região se enquadra em uma única classe em

torno 0 a 6 mm, (Figura 14).

REGIÃO 8 – São Mateus e Consórcio PRODNORTE

Aqui, à semelhança da região 7 surgem praticamente os mesmos tiposclimáticos, com predominância para o tipo C1 (subúmido seco). Caminhando para o

litoral, é que ocorre, em área relativamente menor, o clima C2 (subúmido), (Figura

4). O regime térmico não difere muito da região 7, (Figura 7). O regime de chuvas

aumenta à medida que se caminha para o litoral (Figuras 8 e 9), variando em torno

de 900 a 1150. O comportamento da evapotranspiração é semelhante à região

anterior, apenas ampliando a faixa de variação, indo de 1090 a cerca de 1600 mm,

(Figura 10). As variações na deficiência hídrica são mais pronunciadas crescendo


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do litoral para o oeste (0 a 550 mm aproximadamente), (Figura 11), verificando

também o mesmo para o índice de aridez que vai de 0 a 30, (Figura 12). O excesso

hídrico está enquadrado praticamente numa única classe variando de 0 a 40 mm,

(Figura 13), assim como para o índice hídrico que varia na classe de 0 a 6 mm,

(Figura 14).


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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALLEN, R.G.; PEREIRA, L.S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration -Guidelines for computing crop water requirements. Rome: Food and AgricultureOrganization of the United Nations - FAO, 1998. 300p. (FAO Irrigation and DrainagePaper, 56).

BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Secretaria Nacional deIrrigação. Departamento Nacional de Meteorologia. Normais climatológicas (1961-

1990). Brasília: 1992. 84p.SILVA, B. M. ; OLIVEIRA, K.M.G.; CARVALHO, L.G. de; EVANGELISTA, A.W.P.

Estimate of reference evapotranspiration by FAO Penman-Monteith equation onlyhaving maximum and minimum temperatures in Lavras, Minas Gerais State, Brazil.In: International Conference of Agriculture Engineering - XXXVII Brazilian Congressof Agriculture Engineering, 2008, Foz do Iguaçu. Anais... CD-rom. Foz do Iguaçu,2008.

DOORENBOS, J.; PRUITT, W.O. Crop water requirements. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations - FAO, 1977. 144p. (FAO Irrigationand Drainage Paper, 24).

FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION. FAOCLIM 2.0: a world-wideagroclimatic database. Rome: Food and Agriculture Organization of the UnitedNations, 2001. Disponível em: . Acesso em: 20 jan. 2009.

HIJMANS, R.J.; CAMERON, S.E.; PARRA, J.L.; JONES, P.G.; JARVIS, A. Very highResolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journalof Climatology, Chinchester, v.25, n.15, p.1965-1978, dec. 2005.

HUTCHINSON, M. F. Interpolating mean rainfall using thin plate smoothing splines.International Journal of Geographical Information Systems, London, v.9, n.4,p.385-403, 1995.

ICRISAT – INTERNATIONAL CROPS RESEARCH INSTITUTE FOR THE SEMI- ARID TROPICS. Climatic Classif ication: A Consultants’ Meeting, 14-16. April,1980, ICRISAT Center, Patancheru, A.P. 502324, Índia, 1980. 153 p.


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ISAAKS, E. H.; SRIVASTAVA, R. M. Applied geostatistics. New York: Oxford

University Press, 1989. 561p.

NASA - Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) 2000. Land InformationWorldwide Mapping, LLC. Raster, 1:50000. 2005.

PEREIRA, A.R.; VILLA NOVA, N.A.; SEDIYAMA. G.C. Evapo(transpi)ração.Piracicaba: FEALQ, 1997. 183p.

PEZZOPANE, J. E. M.; SANTOS, E. A.; ELEUTÉRIO, M. M.; REIS, E. F.; SANTOS, A. R. Espacialização da temperatura do ar no Estado do Espírito Santo. Revista

Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.12, n.1, p.151-158, 2004.REICHARDT, K. A água na produção agrícola. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil,1978. 119p.

R-HYDRONET V. 1.0. A regional, electronic hydrometeorological data networkfor South America, Central America, and the Caribbean. Disponível em:. Acesso em: 20 jan. 2009.

SEDIYAMA, G.; MELLO JR., J.C. Modelos para estimativas das temperaturasnormais mensais médias, máximas, mínimas e anual no estado de Minas Gerais.

Revista Engenharia na Agricultura. Viçosa, v.6, n.1, p.57-61, 1998.

VIANELLO, R.L.; ALVES, A.R. Meteorologia básica e aplicações. Viçosa:Imprensa Universitária/UFV, 1991. 449p.


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5. GLOSSÁRIO

Tempo - do ponto de vista meteorológico é o estado da atmosfera em umdeterminado momento podendo se estender a um dia.

Clima - é a síntese do tempo num determinado lugar para um determinado períodocronológico. O clima se refere às características da atmosfera inferidas deobservações contínuas durante um longo período como, por exemplo, 30 anos. É oconjunto de fenômenos meteorológicos que determinam o estado médio daatmosfera em determinada região ou local.

Elementos meteorológicos - são aquelas grandezas que caracterizam aspropriedades do meio atmosférico, ou seja, caracterizam o tempo. Exemplo:temperatura, umidade, precipitação pluvial (chuva), vento, nebulosidade, pressãoatmosférica, etc.

Elementos climáticos - são os valores médios dos elementos meteorológicos deuma série longa de dados diários. O ideal é que esta série seja de 30 anos deobservações segundo a OMM – Organização Meteorológica Mundial.

Exemplos:

Temperatura média mensal para o mês de janeiro em Vitória - ES =26,3 ºC. (média das temperaturas médias diárias do mês de janeiro em

30 anos (1961-1990);

Precipitação pluvial total média anual para Vitória - ES = 1276 mm.

(Esse total é médio dos totais de chuvas de 30 anos (1961-1990).

Raster - Informação espacial traduzida por um arranjo matricial bidimensional, ondecada célula corresponde a uma unidade elementar do espaço geográfico,

recebendo um rótulo ou valor singular.


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III -VULNERABILIDADE NATURAL DOS

RECURSOS HÍDRICOS

Carlos Rogério de Mello - UFLA

Antonio Marciano da Silva - UFLA

Marcelo Ribeiro Viola - UFLA

1. CONTEXTUALIZAÇÃO DA VULNERABILIDADE NATURAL DOS

RECURSOS HÍDRICOS

Conceitualmente, o Zoneamento Ecológico e Econômico – ZEE é estruturado

na sua parte Ecológica, pela integração de indicadores da vulnerabilidade natural

dos recursos ambientais do ambiente físico e biótico, e na sua parte Econômica, pormeio da integração de indicadores do potencial social, institucional e econômico dos

municípios do Estado. Neste sentido, os “Recursos Hídricos” consistem em um dos

recursos ambientais do meio físico, cabendo, pois, expressá-lo por meio de

indicadores que retratem a sua vulnerabilidade natural.

A vulnerabilidade natural deve expressar como o recurso ambiental se

comporta na natureza face aos impactos antrópicos, e neste contexto, deve

expressar a sua capacidade de recuperar-se dos efeitos das intervençõesantrópicas. Assim, o Recurso Natural Água, que quando associado a uma atividade

econômica, é também denominado Recurso Hídrico, ocorre livremente na natureza

nos estados sólido, líquido e gasoso, através de sua contínua circulação e

distribuição sobre a superfície terrestre, o subsolo, os oceanos e a atmosfera.

Apresenta-se com distribuição desigual, tanto em termos espaciais, quanto,

temporais, tornando-se um recurso, cuja abundância ou escassez, se associam a

indicadores de progresso econômico, de qualidade do ambiente e da vida. Há,


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portanto, um grande desafio em se estabelecer um indicador que seja capaz de

representá-lo, em particular, dentro do contexto da sua vulnerabilidade natural.

Assim sendo, optou-se pela escolha de valores referenciais, indicadores da

oferta dos recursos hídricos na condição de escoamento superficial, que também

engloba uma parcela das reservas subterrâneas e que se constituem, para o caso

do Estado do Espírito Santo, na principal fonte de água na sustentação do ambiente

e das atividades econômicas na sua porção continental. Outra vertente incorporada

nessa tarefa de caracterizar is recursos hídricos, foi a sinalização da potencialidade

de contaminação de aqüíferos subterrâneos.

A primeira abordagem é essencialmente quantitativa e quanto maior for o

valor de referência, maior é a oferta de água e, portanto, menor a vulnerabilidade

natural. A segunda abordagem é de natureza qualitativa, abordando características

naturais da geologia e interpretando-a em termos do transporte de contaminantes,

sendo assim, as formações mais porosas foram associadas a um maior grau de

vulnerabilidade.

Outro fator relevante nesta tarefa de definição do indicador foi a

disponibilidade de informações sobre os recursos hídricos, com alguns requisitos

bem restritivos, quais sejam: a natureza da fonte, que preferencialmente deve ser

oficial ou de reconhecimento público, a disponibilidade de informação para todo o

estado, ou seja, para todas as bacias hidrográficas e, por último, a extensão da

série histórica, com suficiência para permitir caracterizar de forma adequada um

valor representativo dos indicadores.


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2. METODOLOGIA APLICADA

2.1. Base de Dados

Na Tabela 1 estão apresentas as bases de dados utilizadas para composição

do componente “Recursos Hídricos” dentro do Zoneamento Ecológico-Econômico

do Estado do Espírito Santo.

Tabela 1 - Base de dados: Tipo de informação, variável abordada, escala e fonte dasinformações utilizadas na estruturação do componente “Recursos Hídricos”

dentro do ZEE-ES.

Tipo de Informação Variável Escala Fonte

Mapa Geologia 1:1.000.000 CPRM

MapaBacia Hidrográficas – (Otto Bacias nível 5) IEMA

Mapa Relevo e Hidrografia 1:50.000 e1:100.000

IBGE

Dados Vazão média diária 60 estações ANA/2008

Dados Precipitação diária 150 estações ANA/2008

Na Tabela 2 estão apresentadas informações como o nome, coordenadas

geográficas (latitude, longitude), altitude, área de drenagem, bacia e sub-bacia aqual pertencem as estações fluviométricas localizadas no Estado do Espírito Santo

e utilizadas no trabalho, cuja fonte foi o Hidroweb/ANA.

Na Figura 1 é possível visualizar as principais bacias e sub-bacias

hidrográficas do Estado do Espírito Santo (a) e a distribuição espacial das estações

fluviométricas utilizadas (b). Além destas estações fluviométricas, foram utilizadas

estações pluviométricas de onde foram extraídos os dados de precipitação pluvial


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diária para a composição de mapas de precipitação, os quais, foram aplicados

dentro do processo de regionalização de vazões e na estimativa da razão lâmina de

restituição do escoamento subterrâneo/precipitação total anual, os quais serão

detalhados na seqüência. Na Figura 2 está apresentado o mapa com a distribuição

espacial das estações pluviométricas utilizadas.

Figura 1 - Bacias e sub-bacias hidrográficas e distribuição espacial das estaçõesfluviométricas utilizadas no estudo – ZEE-ES.


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Figura 2 - Distribuição espacial dos postos pluviométricos utilizados no ZEE-ES.


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Tabela 2 - Informações sobre as estações fluviométricas localizadas no Estado do Espírito Santo, e utilizadas na estruturação do componenteRecursos Hídricos no ZEE-ES.

Código Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude LongitudeAltitude

(m)

rea deDrenagem

(km2)

55800005

1963-2008

(45anos)

FAZENDA SÃOMATEUS

ATLÂNTICO,TRECHOLESTE (5)

RIOS MUCURI ESÃO MATEUS (55)

RIO S OMATEUS /

BRAÇONORTE

ECOPORANGA -18:7:23 -40:52:59 190 4266

55850000

1963-2008

(45anos)

SÃO JOÃO DACACHOEIRA

GRANDE



RIO SÃOMATEUS /

BRAÇONORTE

SÃO MATEUS -18:33:50 -40:20:10 38 6732

55895000

1963-2008

(45anos)

BARRA DO RIOPRETO



RIO SÃOMATEUS /

BRAÇO SUL BARRA DE SÃOFRANCISCO

-18:41:37 -40:52:55 162 2485

55900000

1968-2008

(40anos)

BARRA DE SÃOFRANCISCO



RIO SÃOFRANCISCO

BARRA DE SÃOFRANCISCO

-18:45:11 -40:53:33 192 344

http://e/Documents%20and%20Settings/Win%20XP/Meus%20documentos/CROG%C9%92IO/ZEE-ES/Esta%E7%B5%A5s%20Fluviom%E9%B4%B2icas/Vaz%E5%A5%B3/Vazoes(55800005).xlshttp://e/Documents%20and%20Settings/Win%20XP/Meus%20documentos/CROG%C9%92IO/ZEE-ES/Esta%E7%B5%A5s%20Fluviom%E9%B4%B2icas/C%E1%AC%A3ulos/dados(55800005).xlshttp://e/Documents%20and%20Settings/Win%20XP/Meus%20documentos/CROG%C9%92IO/ZEE-ES/Esta%E7%B5%A5s%20Fluviom%E9%B4%B2icas/C%E1%AC%A3ulos/dados(55800005).xlshttp://e/Documents%20and%20Settings/Win%20XP/Meus%20documentos/CROG%C9%

Relatorio III Diagnostico Geobiologico

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