| PROJETOS DE PESQUISA EM ANDAMENTO | COORDENADOR(A) |
| Perda e aporte de sedimentos em bacias hidrográficas da metade sul do Rio Grande do Sul | Maria Cândida Moitinho Nunes |
| A erosão hídrica acelerada é um dos principais problemas da agricultura e da degradação ambiental, podendo causar a perda de grandes quantidades de nutrientes, matéria orgânica, defensivos agrícolas e sementes, carregados juntamente com os sedimentos removidos pelo escoamento superficial. Esse processo causa prejuízos diretos à produção agropecuária, aumento de custos com alimentação, poluição e assoreamento de corpos hídricos. A busca por alternativas que possibilitem o uso racional dos recursos naturais tem sido uma das principais preocupações nas áreas de manejo e conservação do solo e recuperação de áreas degradadas. Os modelos matemáticos têm sido cada vez mais adotados, pois possibilitam a predição das perdas solo por erosão e o aporte dos sedimentos no exutório da bacia. O monitoramento dos processos erosivos é altamente moroso e dispendioso, sendo impraticável em toda a área de uma bacia, o que indica a necessidade de predizer a erosão com o uso da modelagem. Além disso, existe também a necessidade de quantificar o aporte de sedimentos para cursos d’água, pois nem todo o solo erodido chega à rede de drenagem. O uso da modelagem matemática é uma importante ferramenta para o planejamento conservacionista em bacias hidrográficas, sendo fundamental a identificação e estimativa dos parâmetros que influenciam o processo erosivo, visando auxiliar na estimativa das perdas por erosão hídrica e no aporte de sedimentos de uma dada área. Na mesorregião da metade sul, duas Bacias Hidrográficas merecem destaque, tanto pelas condições agrícolas e ambientais quanto socioeconômicas, a Mirim São Gonçalo (L40) e a Bacia do Camaquã (L30). As duas bacias ocupam juntas uma área de 47.220,15 Km2, com aproximadamente 980.308 habitantes (SEMA, 2020). Em função da importância agrícola, socioeconômica e ambiental dessas bacias, se justifica o estudo de processos e fatores relacionados à erosão hídrica e ao aporte de sedimentos em corpos hídricos. Para tanto, considerando a grande área de abrangência do estudo, é necessário o levantamento de dados associado ao uso da modelagem, pode indicar a presença de áreas mais suscetíveis à degradação, auxiliando no planejamento e tomada de decisão para o aumento da eficiência na produção agrícola e pecuária, irrigação e para a conservação do solo e da água. Essas medidas devem ser adotadas antes que o solo atinja um nível irreversível de degradação e antes que se limite ainda mais a quantidade e a qualidade da água dos corpos hídricos da região. A partir das informações obtidas e difundidas será possível identificar e caracterizar os locais mais degradados e suscetíveis aos processos erosivos e ao aporte de sedimentos, o que dará suporte à elaboração de propostas para o planejamento conservacionista e sustentável do uso da terra em unidades homogêneas das bacias em estudo. O presente estudo objetiva estimar a perda por erosão hídrica e o aporte de sedimentos, por diferentes modelos, em bacias hidrográficas da metade sul do Rio Grande do Sul, visando fornecer subsídios para o planejamento conservacionista agrícola e ambiental da região. | |
| Modelagem de atributos físico-hídricos de solos subtropicais usando algoritmos de aprendizado de máquina supervisionado | Luis Carlos Timm |
| As propriedades e funções hidráulicas do solo são essenciais para modelar e avaliar os processos do solo como armazenamento de água, transporte de solutos, infiltração, drenagem e balanço hídrico. Dentre as propriedades hidráulicas do solo pode-se citar a condutividade hidráulica saturada do solo (Ksat), que é um parâmetro essencial para a compreensão do movimento da água no solo, porém, a Ksat apresenta uma alta variabilidade espacial, com isso, sua medição no campo pode ser problemática, além de apresentar erros de medição. Assim, surgem os modelos matemáticos para estimar a Ksat a partir de parâmetros físicos do solo de baixo custo e fácil obtenção. Dentre os modelos desenvolvidos, podem se destacar as funções de pedotransferência (FPTs), o uso de tais funções para a estimativa da Ksat é uma alternativa viável quando as medições são difíceis, caras e/ou demoradas. Como mencionado anteriormente, os insumos para as FPTs podem ser mais facilmente obtidos, porém, há recentemente um foco em novas variáveis ou novas combinações de variáveis para construção de FPTs com maior precisão. Algumas dessas novas variáveis para melhorar o desempenho das FPTs são, por exemplo, dados de espectroscopia do solo. Recentemente, métodos de aprendizado de máquina, como Redes Neurais Artificiais (RNAs), estão sendo usados com mais frequência no desenvolvimento de FPTs. As FPTs obtidas a partir das RNAs podem apresentar melhor estimativas e exatidão em relação aos métodos tradicionais, e ainda o acréscimo de dados de entrada como espectroscopia do solo podem robustecer e aumentar o desempenho de tais FPTs. No entanto, a aplicabilidade dos PTFs desenvolvidos para solos sob climas temperados e tropicais raramente tem sido avaliada para solos subtropicais. Contudo, este trabalho terá por objetivo avaliar o potencial de algoritmos de aprendizado de máquina supervisionado para estimar atributos físico-hídricos de solos subtropicais. Mais especificadamente o objetivo desse trabalho será avaliar o potencial de FPTs já desenvolvidas na literatura, assim como, desenvolver FPTs para estimar atributos físicos-hídricos do solo baseadas em algoritmos de aprendizagem de máquina (AM) para estimar atributos físicos-hídricos de solos subtropicais. Outro objetivo será avaliar o potencial de uso de dados espectrais e atributos físico-hídricos do solo medidos na bacia da Sanga Ellert (Canguçu-RS) no desenvolvimento de FPTs em escala de bacia. O desempenho das FPTs será avaliado pelas medidas estatísticas coeficiente de determinação (R2), Erro Médio (ME) e a Raiz do Erro Quadrado Médio (RMSE). A partir dos resultados espera-se que os algoritmos de aprendizado de máquina supervisionado possam ser usados para o desenvolvimento de FPTs sem perda de qualidade de informação quando comparado com os modelos de regressão múltipla. Ainda espera-se que a inclusão de dados espectrais do solo melhore o desempenho das FPTs na estimativa dos atributos físico-hídricos do solo na bacia da Sanga Ellert (Canguçu-RS). |
|
| Monitoramento da qualidade estrutural de solos em Bacias Hidrográficas inseridas no RS | Cláudia Liane Rodrigues de Lima |
|
O uso e o manejo de solos de forma desordenada têm ocasionado a degradação crescente de diversas áreas agrícolas. Em geral, o incremento da produtividade agrícola está condicionado a qualidade de solos sob diferentes agroecossistemas. Existem várias dúvidas, relacionadas, mais particularmente, a relação existente entre a qualidade de solos, o crescimento de raízes e a produtividade de cultivos. Em escala de bacias hidrográficas (BHs), o monitoramento e a estimativa da variabilidade espacial de atributos do solo constitui-se uma ferramenta valiosa em estudos associados ao manejo e a conservação do solo e da água e a qualidade ambiental. Com vistas a orientar a tomada de decisões, em busca de alternativas para um adequado uso, manejo e recuperação de áreas agrícolas, o objetivo geral deste projeto visa, a partir da avaliação de alguns indicadores, caracterizar a degradação físico estrutural de solos de sub bacias pertencentes a BHs localizadas no Sul do RS. Os objetivos específicos fundamentam-se em qualificar e quantificar a estrutura físico-hídrica de solos, a partir de avaliações visuais, agregação, resistência tênsil de agregados e do grau de compactação, e, quando possível parâmetros de água no solo e, ainda avaliar o desenvolvimento radicular e produtividade das principais espécies cultivadas nestas áreas. Adicionalmente, objetiva-se identificar alguns destes parâmetros que apresentem maior sensibilidade para detectar diferenças no uso e no tipo de solo, com o intuito de propor ações conjuntas e participativas para a adequação do uso da terra, buscando maior produtividade agrícola e qualidade ambiental, que possam ser adotadas em outras áreas representativas da região do Brasil.
|
|