RESUMO Este estudo avalia a distribuição espacial do potencial natural e atual do solo à erosão hídrica na Bacia do Rio Sapucaí, sul de Minas Gerais, utilizando a equação universal de perda de solos revisada, através de modelagem cartográfica, para a obtenção da erosão potencial (EP) e da erosão atual (EA). Os resultados indicaram que a EP para a Bacia do Rio Sapucaí variou de "Muito forte", na sua região de cabeceira (Serra da Mantiqueira), a "Fraca", nas áreas com topografia mais suavizada e menor erosividade da chuva. Em relação à EA, mais de 55,17 % da Bacia do Rio Sapucaí apresenta perdas de solo abaixo de 10 t.ha-1.ano-1, significando baixo potencial atual de erosão. A identificação de áreas de risco associadas à erosão acelerada, realizadas neste estudo, fornecem subsídios fundamentais para medidas associadas ao manejo, conservação e planejamento do uso do solo.

ABSTRACT This study was carried out with the purpose to assess the natural and current soil erosion for the Sapucaí river basin using the revised universal soil loss equation (RUSLE) through cartographic modeling to obtain the natural soil erosion potential (EP) and the current soil erosion (EA). Results have indicated that the Sapucaí river basin has soils with EP varying from "Very strong", in its headwater region (Mantiqueira Range) to "Weak" potential, in areas with smoothing topography and smaller rainfall erosivity. Regarding EA, more than 55.17 % of the basin area present soil losses smaller than 10 t.ha-1.year-1, meaning low current soil erosion vulnerability. The identification of accelerated soil erosion areas, obtained by this study, can be very useful for supporting soil conservation management and planning.

RESUMO A erosão do solo é um dos processos de degradação ambiental mais impactantes, no qual seu mapeamento e avaliação consiste em uma importante ferramenta para atividades de manejo e gestão dos recursos naturais em bacias hidrográficas, permitindo aos gestores implementar políticas de uso e ocupação do solo de forma sustentável. O presente trabalho teve por objetivo a aplicação da Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE) em ambiente SIG, na Bacia Hidrográfica do Alto Rio Iguaçu (BHARI), localizada no Estado do Paraná / Brasil, afim de avaliar a vulnerabilidade à erosão hídrica bem como a concentração dos sólidos dissolvidos em suspensão para estimar a descarga solida e a taxa de aporte de sedimentos, permitindo identificar áreas mais suscetíveis à erosão hídrica. Os resultados mostraram que mais de 23,52% da BHARI apresentou perdas de solo abaixo de 2,5 t ha–1 ano–1, significando baixo potencial atual de erosão. Em relação a descarga sólida, a bacia apresentou valores variando de baixo a muito alta, levando também a elevados valores para a taxa de aporte de sedimentos. A identificação de áreas de risco associadas à erosão acelerada, realizadas neste estudo, fornecem subsídios importantes para medidas associadas ao manejo, conservação e planejamento do uso do solo nesta bacia, a qual é altamente relevante para predição de desenvolvimento de cenários variados para o Estado do Paraná por seu potencial hidroelétrico.

ABSTRACT Soil erosion is one of the most striking environmental degradation processes, which its mapping and assessment is an important tool for management activities and natural resource management in river basins, allowing managers to implement policies and sustainable land use occupation. This work aimed to apply the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) in a GIS environment in the upper Iguaçu river basin, located at Paraná State, in order to assess the vulnerability to water erosion as well as the concentration of dissolved solids in suspension to estimate the solid discharge and sediment delivery rate, allowing the identification of more susceptible areas to water erosion. The results showed that over 23.52% of the upper Iguaçu river basin presented soil losses below 2.5 t ha–1 yr–1, meaning current low potential for erosion. Regarding the solid discharge, the basin has values ranging from low to very high, also leading to high values for sediment delivery rate. The identification of risk areas associated with accelerated erosion, carried out in this study provide important information for measures associated with the management, conservation and planning of land use in the basin, which is highly relevant for predicting development of various scenarios for the state Paraná for its hydroelectric potential.

A erosão do solo é um dos processos de degradação ambiental mais significativos. O mapeamento e avaliação da vulnerabilidade do solo à erosão é uma importante ferramenta para o planejamento e gestão dos recursos naturais. O presente trabalho teve como objetivo a aplicação da Equação Universal de Perda de Solo Revisada (R-USLE) com utilização de um SIG, na bacia do Rio Verde, sul de Minas Gerais, a fim de avaliar a vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica. O mapa do fator erosividade da chuva (R) foi desenvolvido a partir de um modelo geográfico desenvolvido para o Sudeste do Brasil, sendo obtido em nível de pixel. Os fatores erodibilidade dos solos (K), fator topográfico (LS) e uso e manejo (C) foram obtidos, respectivamente, de mapas de solos e de seus usos e modelo digital de elevação (MDE) em ambiente SIG. Os mapas foram dos fatores foram combinados por meio de álgebra de mapas, originando o mapa de vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica. Os resultados mostraram que, em geral, os solos da bacia do rio Verde apresentam vulnerabilidade muito alta à erosão hídrica, apresentando 58,68% da perda de solo nas classes "Alta" a "Extremamente Alta". Nas regiões de cabeceira, as classes predominantes foram "Muito Alta" e "Extremamente Alta". Valores elevados de perda de solo foram predominantes em regiões de Cambissolos cobertos por pastagens. Além disso, a integração RUSLE/GIS apresentou-se uma ferramenta eficiente para a predição da erosão nesta importante bacia hidrográfica do estado de Minas Gerais.

Soil erosion is one of the most significant environmental degradation processes. Mapping and assessment of soil erosion vulnerability is an important tool for planning and management of the natural resources. The objective of the present study was to apply the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) using GIS tools to the Verde River Basin (VRB), southern Minas Gerais, in order to assess soil erosion vulnerability. A annual rainfall erosivity map was derived from the geographical model adjusted for Southeastern Brazil, calculating an annual value for each pixel. The maps of soil erodibility (K), topographic factor (LS), and use and management of soils (C) were developed from soils and their uses map and the digital elevation model (DEM) developed for the basin. In a GIS environment, the layers of the factors were combined to create the soil erosion vulnerability map according to RUSLE. The results showed that, in general, the soils of the VRB present a very high vulnerability to water erosion, with 58.68% of soil losses classified as "High" and "Extremely High" classes. In the headwater region of VRB, the predominant classes were "Very High" and "Extremely High" where there is predominance of Cambisols associated with extensive pastures. Furthermore, the integration of RUSLE/GIS showed an efficient tool for spatial characterization of soil erosion vulnerability in this important basin of the Minas Gerais state.

Indicadores ecológicos têm se tornado importantes ferramentas para avaliação e monitoramento dos recursos naturais, onde a compreensão da relação entre as ações antrópicas e a resposta do meio ambiente é fundamental para a estruturação dos mesmos. Embora o desenvolvimento de potenciais indicadores pode se mostrar sensível a diversas variáveis, estes devem demonstrar sua capacidade em retratar as condições do meio, desde aqueles relativamente preservados até aos altamente perturbados. Com base nessa premissa, o desenvolvimento do Índice de Perturbação Hidrossedimentológica (IPHS) para avaliação ambiental de bacias hidrográficas, no Estado de Minas Gerais, surge como ferramenta potencial para subsidiar tomadas de decisão que sejam equilibradas e voltadas para melhorar a gestão dos recursos naturais. Uma proposta de IPHS pode ser desenvolvida a partir da base de dados hidrológica, climática e de qualidade de água disponível no estado de Minas Gerais, destacando o transporte de sedimentos, estresse hidrológico, recarga subterrânea e potencial atual de erosão do solo, trabalhando com ferramentas robustas para a determinação de pesos com a devida base científica e o posterior desenvolvimento de mapas que permitam analisar espacialmente a distribuição do IPHS, tendo a bacia do rio Paraopeba como estudo de caso.

Ecological indicators have become important tools for assessment and monitoring of natural resources, being the understanding of the relationship between antropic activities and the environmental response essential for their structuring. Although the development of potential indicators may prove sensitive to many variables, they must demonstrate their ability to take the surrounding conditions, from those relatively preserved to those highly disturbed. Based on this premise, the development of the Hydrossedimentological DisturbanceIndex (HSDI) for environmental assessment at watersheds in Minas Gerais state, emerges as a potential tool to support decisions which should be focused on the improvement of natural resources management. A HSDI proposal was developed from the hydrological, climate and water quality database available in Minas Gerais state, highlighting sediment transport (ST), hydrological stress (HS), groundwater recharge (Rec) and current soil erosion potential (SEP), working with a robust tool for determining the weights of factors with appropriate scientific background and subsequent development of map for analyzing its distribution, having Paraopeba river watershed as study case.

A interação entre os meios hídricos superficiais e subterrâneos ocorrem de forma dinâmica e interconectados o que permite o uso de métodos diretos e indiretos para caracterização hidrogeológica a partir do conhecimento de sua contribuição para o meio superficial. Os índices de recessão e o deflúvio base são obtidos com base no método de Barnes. Em relação à precipitação, esta é o principal componente associado à recarga dos aquíferos, podendo ser também expressa como um índice de concentração da precipitação (ICP). Neste trabalho, são apresentados dados de recarga com base na separação do hidrograma superficial para as bacias hidrográficas dos rios Paraopeba e Sapucaí, em Minas Gerais. A participação da precipitação na recarga subterrânea na bacia do rio Sapucaí é mais significativa do que para o rio Paraopeba devido às características predominantes de uso do solo e aos regimes hídrico e climático da mesma. A contribuição do deflúvio base no deflúvio total na bacia do rio Sapucaí pode ser superior a 70% em algumas sub-bacias, especialmente naquelas próximas à Serra da Mantiqueira, demonstrando que mesmo em áreas com maior concentração de chuvas a influência da Mata Atlântica neste processo é altamente significativa.

The interaction between the surface and groundwater occurs in a dynamic and interconnected way allowing the use of direct and indirect methods for hydro-geological characterization and its contribution to the surface flow. The recession rates and the groundwater flow can be obtained by using the Barnes' Method. Precipitation is the main component associated with the aquifer recharge process and may also be expressed as a Precipitation Concentration Index (PCI). This work presents recharge data sets based on the separation of the surface hydrograph for the Paraopeba and Sapucaí river basins, in Minas Gerais State. The effect of precipitation on groundwater recharge in the Sapucaí basin is more significant than that of the Paraopeba basin due to predominant land-use and its water and climatic regimes. The contribution of the base flow to total runoff in the Sapucaí basin could exceed 70% in some sub-basins, especially those near the Mantiqueira Range, demonstrating that even in areas with high rainfall concentration the influence of the Atlantic Forest in this process is highly significant.

O modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) foi aplicado para simular o comportamento hidrológico da bacia do rio Paraopeba, estado de Minas Gerais, sob diferentes usos e ocupação do solo, visando a subsidiar ações de manejo na bacia hidrográfica, tendo-se o período de 1983 a 1989 como referência para calibração do modelo e o período entre 2000 e 2005 para a validação. A bacia foi analisada na seção de controle "Porto do Mesquita" e a mudança no uso e ocupação do solo foi conduzida mediante os cenários de crescimento anual, propostos no Relatório Parcial do Plano Diretor da Bacia do rio Paraopeba. O modelo apresentou elevada sensibilidade ao escoamento de base, sendo esta sua principal variável de calibração. As análises estatísticas mostraram um coeficiente de Nash-Sutcliffe superior a 0,75, o qual é considerado como bom e aceitável. O modelo SWAT apresentou resultados satisfatórios na simulação do comportamento hidrológico sob diferentes cenários de mudanças no uso do solo, mostrando que pode ser aplicado para a previsão de vazões na referida bacia. O cenário atual de uso do solo apresentou uma vazão de pico simulada de 1250 m³ s-1, enquanto que nos anos de 2019 e 2029, as vazões máximas simuladas foram de 1190 m³ s-1 e 1230 m³ s-1, respectivamente. O cenário relativo ao ano 2019 produziu os melhores resultados no tocante ao aumento do escoamento de base e redução das vazões de pico.

The SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was applied for simulating the hydrologic pattern of Paraopeba river basin, in Minas Gerais state, under different land use and occupation scenarios, looking to support basin management actions. The model parameters were calibrated and validated, with respect to the data observed from 1983 to 2005. The basin was assessed at the 'Porto do Mesquita' gauging station and change in land use and occupation was based on the annual growth scenarios proposed in the partial report of Paraopeba basin's master plan. The model was found to be highly sensitive to baseflow, its main calibration variable. Statistical analyses produced a Nash-Sutcliffe coefficient above 0.75, which is considered good and acceptable. The SWAT model provided satisfactory results in simulating hydrologic pattern under different scenarios of land use change, demonstrating that it can be applied for forecasting discharge in the aforesaid basin. The current land use scenario provided a peak discharge simulation of 1250 m³ s-1, while in years 2019 and 2029 peak discharge simulations were 1190 m³ s-1 and 1230 m³ s-1 respectively. The 2019 scenario provided the best results with respect to baseflow increase and peak discharge reduction.