dissertação
Distribuição espacial dos atributos físico-hídricos do solo em uma área de recarga de nascente
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Recursos Hídricos
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Agência de fomento
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A quantidade e qualidade da água produzida por uma nascente são controladas pela interação
entre os fatores que atuam em sua área de recarga, entre eles, as características e propriedades
físico-hídricas dos solos. Nesse sentido, visando a manutenção da produção de água e a
compreensão da dinâmica hidrológica nestas áreas, torna-se fundamental conhecer o
comportamento dos atributos físico-hídricos do solo e a forma como estão distribuídos no
espaço. Diante disso, objetivou-se com o presente estudo analisar a distribuição espacial e
realizar o mapeamento dos atributos físico-hídricos da área de recarga da principal nascente
que abastece a Universidade Federal de Lavras, MG. Após a delimitação da área por meio de
ferramentas SIG, foi estabelecida uma malha amostral com pontos separados por 50 m e, em
cada um, foram coletadas amostras de solo deformadas e indeformadas, nas camadas de 0 – 20
cm e 20 – 40 cm. Para a caracterização físico-hídrica, foram determinadas, em laboratório, a
condutividade hidráulica do solo saturado (K0), densidade do solo (Ds), densidade de partículas
(Dp), volume total de poros (VTP), porosidade drenável (μ), teor de matéria orgânica (MO) e
teores de areia, argila e silte. Posteriormente à etapa de análise exploratória dos dados, a análise
geoestatística foi aplicada para o estudo da estrutura espacial dos atributos físico-hídricos. Após
a seleção do melhor modelo de semivariograma teórico, os valores ajustados de cada parâmetro
foram utilizados para a geração dos mapas, adotando-se krigagem ordinária como interpolador.
Para a camada 0 – 20 cm, os atributos Ds, Dp e VTP foram classificados como de baixa
variabilidade e μ, MO, areia, argila e silte, de média variabilidade. Para a camada 20 – 40 cm,
os resultados foram similares, exceto para μ que apresentou alta variabilidade, com um CV de
66,69%. A condutividade hidráulica do solo saturado apresentou alta variabilidade para as duas
camadas analisadas, com CV de 128,15% e 217,22%, respectivamente. Por meio da análise do
grau de dependência espacial, para ambas as camadas, a maioria dos atributos físico-hídricos
apresentou dependência espacial classificada como forte e nenhuma como fraca. A partir da
avaliação do Erro Médio Reduzido e do Desvio Padrão do Erro, gerados no procedimento de
validação cruzada, o modelo exponencial foi considerado o melhor modelo para a maioria dos
atributos de ambas as camadas A interpolação por meio da krigagem ordinária permitiu a
identificação de áreas com condições favoráveis à recarga de água, como as regiões mais baixas,
ao entorno da nascente, e as regiões mais altas, situadas a leste. Visando a manutenção da
produção de água da nascente, recomenda-se que essas áreas sejam consideradas locais
prioritários para conservação.
Abstract
The quantity and quality of water produced by a spring are controlled by the interaction between
the factors that act in its recharge area, among them, the physical-hydric properties and
characteristics of the soil. In this sense, in order to maintain the water production of the springs
and to understand the hydrological dynamics of these areas, it is essential to know the behavior
of the physical-hydric attributes of the soil and how they are distributed in space. Therefore, the
objective of the present work was to analyze the spatial distribution and to map the physical-
water attributes of the recharge area of the main spring that supplies the Federal University of
Lavras, MG. After delimiting the recharge area using GIS tools, a sampling grid was established
with points separated by 50 m and, in each one, deformed and undeformed soil samples were
collected in the 0 - 20 cm and 20 - 40 cm depths. For the soil's physical-hydric characterization,
the saturated soil hydraulic conductivity (K0), bulk density (Ds), particle density (Dp), total
pore volume (VTP), drainable porosity (μ), organic matter content (MO) and sand, clay and silt
contents were determined in the laboratory. After the exploratory data analysis step,
geostatistical analysis was applied to study the spatial structure of the physical-hydrological
attributes. After the selection of the best theoretical semivariogram model, the adjusted values
of each parameter were used for the generation of maps, adopting ordinary kriging as
interpolator. For the 0 - 20 cm depth, the attributes Ds, Dp and VTP were classified as having
low variability and μ, MO, sand, clay and silt, as having medium variability. For the depth 20
- 40 cm, the results were similar, except for μ that presented high variability, with a CV of
66.69%. The saturated soil hydraulic conductivity showed high variability for the two depths
analyzed, with CV of 128.15% and 217.22%, respectively. Through the analysis of the degree
of spatial dependence, for both depths, most of the physical-hydric attributes presented spatial
dependence classified as strong and none as weak. By evaluating the of the Mean Standardized
Error and the Root Mean Square Standardized Error, generated in the cross validation
procedure, the exponential model was considered the best model for most attributes, in both
depths. The interpolation through ordinary kriging allowed the identification of areas with
favorable conditions for water recharge, such as the lower regions, around the spring, and the
higher regions, located to the east. In order to maintain the spring's water production, it is
recommended that these areas be considered priority sites for conservation.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
CAMINHA, A. R. Distribuição espacial dos atributos físico-hídricos do solo em uma área de recarga de nascente. 2022. 105 p. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.