Urbanization Impact on Erosion and Streamflow Patterns in two different regions of Teófilo Otoni - MG
Abstract
Urbanization progress has a direct impact on urban drainage due to the increase in impermeable surfaces. Ignoring these factors during urban planning can result in negative environmental consequences and a reduced quality of life in urban areas. Geoprocessing tools, such as GIS, are valuable for visualizing and characterizing study areas, facilitating data collection for terrain studies. This study focuses on characterizing the surfaces of three districts in Teófilo Otoni, MG: Castro Pires, Jardim São Paulo, and Santa Clara. These districts are distributed across two regions with different urban occupation patterns. We applied the Rational, Modified Rational, and Curve Number methods to estimate surface runoff and analyze variations over a 20-year period. Additionally, we utilized the USLE Method to estimate erosion. Data collection was conducted using ArcMap and Google Earth software. We observed a medium increase of 126% in the impermeable area across the three districts over the 20-year period. Surface runoff depth increased by 36% when using the rational methods and by 57% when applying the curve number method. Furthermore, we identified that the Rational Method tends to overestimate surface runoff depth. Conversely, soil erosion decreased in all three districts: 12.8% in Santa Clara, 18.0% in Castro Pires, and 20.4% in Jardim São Paulo. Our results illustrate the substantial influence of land use and urban development on erosion processes, particularly as a result of the expansion of impermeable surfaces in the studied areas.
References
Aguiar, V.L.B., 2017. Análise De Modelo Conceitual de Simulação de Fluxo Hidrogeológico Por Meio do Método das Diferenças Finitas no Município De Teófilo Otoni - MG. Mestrado profissional. Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri.
Almeida, R.A., Barbosa, A.L.G., Almeida, I.C.C. e Pinto, D.B.F., 2019. Sustentabilidade no Uso do Solo: Um Estudo de Caso da Barragem da Copasa da Cidade de Teófilo Otoni, MG. In: XXIII Simpósio Brasileiro De Recursos Hídricos, 23, pp. 1-10. Porto Alegre: ABRHidro. Disponível em <https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=5939> [Acessado 10 outubro 2023].
Amaral, L.K., Cadorin, S.B., Back, A.J., Szymanski, F.D. and Corseuil, C.W., 2022. Estimation of Soil Loss by the Usle Model in a Mountain Basin in the South of Santa Catarina State, Brazil. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 24(e20), pp.1-23. https://doi.org/10.5902/2236117062695
CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais, 2014. Atlas pluviométrico do Brasil: equações intensidade-duração-frequência: município Teófilo Otoni, estação pluviográfica Teófilo Otoni (código 01741012). Belém: Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) / Serviço Geológico do Brasil (SGB).
Bertoni, J. e Lombardi Neto, F., 2010. Conservação Do Solo. 7th ed. São Paulo: Ícone.
Carvalho, F. e Rodrigues, S.C., 2021. Método Curve Number - Pesquisas e Discussões dos Parâmetros Valor CN e Abstração Inicial. Geografia, Ensino & Pesquisa, 25(31), pp.1-50. https://doi.org/10.5902/2236499447861
Carvalho, N.O., 2008. Hidrossedimentologia Prática. 2nd ed. Rio De Janeiro: Interciência.
Collischonn, W. e Dornelles, F., 2013. Hidrologia para Engenharia e Ciências Ambientais. Porto Alegre: Editora ABRH.
FAO – Food And Agriculture Organization, 1980. La Erosión del Suelo por el Agua: Algunas Medidas Para Combatirla en Las Tierras de Cultivo. Cuadernos de Fomento Agropecuario de la Organización de las Naciones Unidas 81. Roma: FAO.
Ferraz, C.M.L., Valadão, R.C., Pinto, D.B.F. e Almeida, R.A., 2022. Inundações e Alagamentos em Teófilo Otoni, Minas Gerais, Brasil, Segundo Indicadores Geomorfológicos. Revista Brasileira de Geomorfologia, 23(4), pp. 1893-1910. https://doi.org/10.20502/rbg.v23i4.2152
Guedes, F.C., Viegas, J.A. e Aguiar, M.C.P., 2022. Aplicação da Equação Universal de Perda do Solo (USLE) na Bacia Hidrográfica Urbana do Córrego Carneirinhos, na Cidade de João Monlevade – MG. Research, Society and Development, 11(7). https://doi.org/10.33448/rsd-v11i7.30094
Guimarães, R.Z., Lingnau, C., Rizzi, N.E., Scheichi, R.G. e Bianchi, R.C., 2011. Espacialização da Perda de Solo por Erosão Laminar na Microbacia do Rio Campinas, Joinville SC. RA’E GA - O Espaço Geográfico Em Análise, 23, pp. 534-554. http://dx.doi.org/10.5380/raega.v23i0.24920
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2021. População Estimada. Diretoria de Pesquisas, Coordenação de População e Indicadores Sociais. Estimativas da População Residente com Data de Referência 1º de Julho.
Mannigel, A.R., Carvalho, M.P., Moreti, D. e Medeiros, L.R., 2008. Fator Erodibilidade e Tolerância de Perda dos Solos do Estado de São Paulo. Acta Scientiarum. Agronomy, 24, pp. 1335-1340. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v24i0.2374
Marques, J.F. e Lombardi Neto, F., 2003. Erosão Do Solo: Indicadores Físicos E Econômicos. In: Marques, J.F., Skorupa, L.A. e Ferraz, J.M.G. eds 2003. Indicadores de Sustentabilidade em Agroecossistemas. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, pp. 129-153.
Martins, L.C., 2017. Vazão Máxima em Pequena Bacia Hidrográfica Parcialmente Urbanizada em Uberlândia – MG. Mestrado. Universidade Federal de Uberlândia.
Mello, C.R., Sá, M.A.C., Curi, N., Mello, J.M., Viola M.R. e Silva, A.M., 2007. Erosividade Mensal e Anual da Chuva no Estado de Minas Gerais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 42(4), pp.537-545. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2007000400012
Moraes, D.E., Canôas, S.S. e Cambraia, R.P., 2014. Utilização do Sistema de Informação Geográfica para o Planejamento e Qualidade de Vida Urbana em Teófilo Otoni (MG). Caminhos de Geografia (UFU), 15(49), pp.113-125. https://doi.org/10.14393/RCG154923812
Moreira, C.M., Pruski, F.F., Oliveira, T.E.C., Pinto, F.A.C. e Silva, D.D., 2008. NetErosividade MG: Erosividade da Chuva em Minas Gerais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32, pp. 1349-1353. https://doi.org/10.1590/S0100-06832008000300042
Município de São Paulo, 1999. Diretrizes de Projeto para Estudos Hidrológicos Método Racional. São Paulo, Brasil.
Nunes, F.G., Fiori, A.P. e Firpo, G., 2011. Estimativa de Coeficientes de Escoamento Superficial na Bacia Hidrográfica do Rio Atuba: Curitiba e Região Metropolitana – Paraná/ Brasil. Boletim Paranaense de Geociências, 64-65, pp. 27-39. http://dx.doi.org/10.5380/geo.v65i0.6647
Santos, K.A., Rufino, I.A.A. e Barros Filho, M.N.M., 2017. Impactos da Ocupação Urbana na Permeabilidade do Solo: O Caso de uma Área de Urbanização Consolidada em Campina Grande – PB. Engenharia Sanitária e Ambiental, 22(5), pp. 943–952. https://doi.org/10.1590/S1413-41522016146661
Sartori, A., Neto, F.L. e Genovez, A.M., 2005. Classificação Hidrológica de Solos Brasileiros para a Estimativa da Chuva Excedente com o Método do Serviço de Conservação do Solo dos Estados Unidos Parte 1: Classificação. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 10(4), pp.05-18. http://dx.doi.org/10.21168/rbrh.v10n4.p5-18
Schwab, G.O., Frevert, R.K., Edminster, T.W. e Barnes, K.K., 1966. Soil And Water Conservation Engineering. 2nd ed. New York: John Wiley.
Silva, B.A., Gomes, A.J.L. e Gomes, J.L.S., 2022. Erosão Hídrica e Antropogênica na Formação de Voçorocas na Cidade de Teófilo Otoni. Research, Society and Development, 11(9). http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i9.32312
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