Avaliação das principais variáveis que influenciam na conectividade de sedimentos com base em modelos aplicados

Oliveira, Warlen Librelon de; Nero, Marcelo Antonio; Macedo, Diego Rodrigues

doi:10.11606/issn.2179-0892.geousp.2024.196088.en

Brasil

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Artigo • GEOUSP 28 (1) • 2024 • https://doi.org/10.11606/issn.2179-0892.geousp.2024.196088.pt linkcopiar

Avaliação das principais variáveis que influenciam na conectividade de sedimentos com base em modelos aplicados

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

O índice de conectividade hidrossedimentológica determina o grau de possibilidade que os sedimentos de uma determinada área chegue a um ponto de controle. Compreender a dinâmica que ocorre com os sedimentos requer o uso de variáveis que representam a morfologia e as condições ambientais envolvidas no espaço e no tempo. Esta pesquisa propõe a análise de modelos, identificando as principais variáveis que explicam a conectividade de sedimentos e observando as influências e frequências de uso delas. Com base em 35 artigos específicos que trataram de modelos de conectividade de sedimentos, foi constatada uma representatividade importante do uso de modelos digitais de elevação em 85% dos trabalhos, com destaque para variáveis de declividade, área de drenagem, além do uso da terra. A rugosidade, apesar de extrema importância, foi usada apenas com dados tabelados, podendo assim ser um elemento a ser detalhado em novos modelos.

Palavras-chave: hidrossedimentologia; índice de conectividade; parâmetros hidrossedimentológico; métodos hidrossedimentológicos

Autores	Modelo	Definição	Borselli como referência*	Resolução	Variáveis aplicadas	Grupo
(Asadi; Dastorani; Sidle, 2023)	Aplicação com Redes Neurais Artificiais	Aplicação com Redes Neurais Artificiais com o uso do IC (Borselli) para comparação	Aplicado	MDE 30m	Precipitação, Erosividade, Precipitação Antecedente, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Fator Topográfico, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Erodibilidade do solo, Elevação Média, Gradiente Médio de Declive e Umidade Superficial do Solo.	Geomorfológica, hidrológica, sedimentológica e uso e cobertura da terra
(Liu et al., 2022)	Adaptado IC (Borselli) com inclusão de cálculo de erosividade, erodibilidade e características de uso da terra	Índice revisado de conectividade de sedimentos (RIC) incorporando o funcional com os componentes estruturais de um sistema de roteamento de sedimentos	Aplicado	MDE 30m	Precipitação, Erosividade, Precipitação Antecedente, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Fator Topográfico, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Erodibilidade do solo.	Geomorfológica, hidrológica, sedimentológica e uso e cobertura da terra
(Zingaro et al., 2019)	Índice de conectividade de fluxo de sedimentos (SCI)	Representa um gradiente de mobilidade dos sedimentos integrando aspectos funcionais dentro do componente estrutural	Citado	MDE 2 m	Uso e Cobertura da Terra, Solo, Precipitação, Declividade, Rugosidade	Geomorfológica, hidrológica e uso e cobertura da terra
(López-Vicente; Ben-Salem, 2019)	Índice agregado de conectividade de vazão e sedimentos (AIC)	Representa a potencial conectividade de vazão e sedimentos considerando a variação temporal e espacial	Aplicado	MDE 5 m	Precipitação, Erosividade, Precipitação Antecedente, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Fator Topográfico, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Erodibilidade do solo, Perda de Solo	Geomorfológica, hidrológica, sedimentológica e uso e cobertura da terra
(Turnbull; Wainwright, 2019)	Indicador de conectividade	Quantifica a taxa entre conectividade funcional e estrutural com modelos de escoamento superficial e de transporte de sedimentos	Citado	Não Informado	Precipitação, Erosividade, Escoamento superficial, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Perda de Solo	Geomorfológica e hidrológica
(Fressard; Cossart, 2019)	Indicador de conectividade	Avalia a conectividade sedimentológica estrutural pelo índice de fluxo residual		MDE 20 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica
(Mishra et al., 2019)	Índice de conectividade de sedimento (IC) e modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool - Software de avaliação de solo e água)	Avaliou a conectividade de sedimentos com combinação de modelos, comparando com dados observados e destacando a variabilidade espacial com a dinâmica estrutural dos sedimentos	Aplicado	MDE 90 m	Precipitação, Taxa de Infiltração, Escoamento superficial, Declividade, Área de Drenagem, Uso e Cobertura da Terra, Sólidos em Suspensão, Perda de Solo	Geomorfológica, uso e cobertura da terra, hidrológica e sedimentológica
(Di Stefano; Ferro, 2019)	Modelo Sediment Delivery Distributed (SEDD)	Uso de variáveis morfométricas para avaliar a conectividade de sedimentos	Citado	MDE 2 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem	Geomorfológica
(Cislaghi; Bischetti, 2019)	Método: PRIMULA PRobabilistIc MUltidimensional Landslide Analysis	Determinou a probabilidade de conectividade de sedimentos em encostas até o corpo hídrico	Citado	MDE 5 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Uso e Cobertura da Terra, Coesão do sedimento	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Llena et al., 2019)	Índice de Conectividade de sedimento (IC) e algoritmo SfM-MVS	Compreender a evolução da conectividade de sedimentos associada a diferentes usos da terra e mudanças topográficas	Aplicado	MDE 5 m	Precipitação, Escoamento Superficial, Uso e Cobertura da Terra, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem	Geomorfológica e uso e cobertura da terra
(Mahoney; Fox; Al Aamery, 2018)	Probabilidade da conectividade de sedimentos	Modelo de conectividade de sedimentos que se baseia nas probabilidades de intersecção da fonte, destacamento e transporte de sedimentos integrado em uma estrutura de modelagem hidrossedimentológica de bacias hidrográficas.	Citado	MDE 9 m	Precipitação, Escoamento superficial, Declividade, Área de Drenagem, Uso e Cobertura da Terra, Sólidos em Suspensão	Geomorfológica, hidrológica e sedimentológica
(Grauso; Pasanisi; Tebano, 2018)	Índice de Conectividade Simplificado (SCI)	Expressa a capacidade potencial da transferência de sedimentos disponível em uma seção do rio.	Citado	MDE 20 m	Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Perda de Solo	Geomorfológica e sedimentológica
(Persichillo et al., 2018)	Índice de conectividade de sedimento (IC)	Analisou os efeitos antrópicos nas modificações da paisagem a partir da influência resultante da entrega de sedimentos	Aplicado	MDE 5 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Rathburn; Shahverdian; Ryan, 2018)	Índice de resiliência	Avaliar a recuperação de sedimentos pós-perturbação através da resiliência		Não Aplicado	Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Densidade do sedimento, Coesão do sedimento, Perda de Solo	Sedimentológica
(Zanandrea; Kobiyama; Michel, 2017)	Índice de conectividade hidrossedimentológica (ICHS)	Calcula o grau de conectividade de um escorregamento com o canal	Aplicado	Não Informado	Precipitação, Precipitação Antecedente, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica e sedimentológica
(Coulthard; van de Wiel, 2017)	Modelo de evolução da paisagem	Utilização de modelo de evolução da paisagem para avaliar conectividade de sedimentos		MDE 50 m	Precipitação, Escoamento superficial, Declividade, Área de Drenagem, Sólidos em Suspensão	CAESAR e CAESAR -Lisflood
(Calsamiglia et al., 2017)	Índice de conectividade de sedimento (IC)	Analisou a qualidade do solo usando padrões espaciais de conectividade hidrológica e sedimentar	Aplicado	MDE 1 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(De Walque et al., 2017)	Regressão logística com índice de conectividade de sedimento (IC)	Avaliou o risco de inundação lamacenta com regressão logística e IC como uma das variáveis explicativas	Aplicado	MDE 10 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Sólidos em Suspensão, Perda de Solo	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Kalantari et al., 2017)	Índice de conectividade de sedimento (IC)	Avaliou a probabilidade de inundação em infraestrutura de transporte a partir do acúmulo de sedimentos	Aplicado	MDE 2 m	Precipitação, Precipitação Antecedente, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Masselink et al., 2017)	Classificador Randon Forest e traçador de óxido de terra	Avaliou a conectividade de sedimentos com método de aprendizagem de máquina Random Forest		MDE 0,1 m	Precipitação, Granulometria do sedimento, Perda de Solo	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Bywater-Reyes; Segura; Bladon, 2017)	Regressão de mínimos quadrados e análise de componentes principais	Relevância nos controles naturais na produção de sedimentos.		MDE 0,9 m	Precipitação, Escoamento superficial, Declividade, Área de Drenagem, Perda de Solo	Geomorfológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Ortíz-Rodríguez; Borselli; Sarocchi, 2017)	Índice conjunto de conectividade (ICJ) e índice de eficiência hidrológica lateral (LHEI)	Análise de mobilização de sedimentos piroclásticos. Identificação de bacias hidrográficas que fornecem grandes quantidades de sedimentos com novo índice.	Aplicado	MDE 5 m	Precipitação, Erosividade, Taxa de Infiltração, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Sólidos em Suspensão, Perda de Solo	Geomorfológica, hidrológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Lisenby; Fryirs, 2017)	Análise de sedimentos através de coleta em campo	Foi avaliada a distribuição dos principais tipos de amortecedores de sedimentos (planícies aluviais, terraços, etc.), barreiras (açudes) e área de captação efetiva para caracterizar o potencial de (des)conectividade de sedimentos grosseiros		MDE 1 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica, uso e cobertura da terra e sedimentológica
(Gran; Czuba, 2015)	Modelo de Czuba e Foufoula-Georgiou	Avaliou o comportamento de pulsos de sedimentos, observando o papel da estrutura de rede		MDE 3 m	Precipitação, Erosividade, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Erodibilidade do solo, Perda de Solo	Geomorfológica, hidrológica e sedimentológica
(Liu; Fu, 2016)	Indicadores de conectividade	Quantifica a conectividade hidrossedimentológica de uma bacia utilizando modelo de erosão do solo e sedimentação	Citado	MDE 10 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica e hidrológica
(Pechenick et al., 2014)	Estatística multi-escala	Avalia a conectividade de sedimentos entre estradas rurais e canais na bacia		Não Informado	Precipitação, Precipitação Antecedente, Declividade, Uso e Cobertura da Terra, Perda de Solo	Geomorfológica e sedimentológica
(Messenzehl; Hoffmann; Dikau, 2014)	Índice de conectividade de sedimentos e índice morfométrico	Índice morfométrico através de geoprocessamento, para caracterizar a conectividade de sedimentos ao canal	Aplicado	MDE 2 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica e uso e cobertura da terra
(Cavalli et al., 2013)	Índice de conectividade de sedimentos (IC)	Abordagem geomorfológica da conectividade de sedimento em relação aos fluxos de detritos	Aplicado	MDE 2,5 m	Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Perda de Solo	Geomorfológica
(Baartman et al., 2013)	Índices de complexidade morfológica e de conectividade de sedimentos	Avalia relações entre a complexidade da paisagem e a conectividade da bacia		MDE 30 m	Precipitação, Erosividade, Taxa de Infiltração, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica e hidrológica
(Croke; Fryirs; Thompson, 2013)	Conectividade sistema canal/ planície aluvial	Avalia a conectividade de água e sedimentos do sistema canal/ planície aluvial	Citado	MDE 1 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra, Perda de Solo	Geomorfológica e hidrológica
(Tobias; Wolfgang, 2013)	Gráfico espacial	Avalia a conectividade das fontes e acumulações de sedimentos.	Citado	MDE 1 m	Precipitação, Escoamento superficial, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Rugosidade do Terreno, Uso e Cobertura da Terra	Geomorfológica
(Duvert et al., 2011)	Monitoramento hidrossedimentológico	Avaliou a conectividade entre as taxas de transferência de sedimentos e a vazão de base		MDE 10 m	Precipitação, Escoamento superficial, Declividade, Área de Drenagem, Uso e Cobertura da Terra, Sólidos em Suspensão, Perda de Solo	Geomorfológica, hidrológica e sedimentológica
(Borselli; Cassi; Torri, 2008)	Índice de conectividade de campo (FIC)	Dependem das intensidades dos eventos que ocorreram localmente e que deixaram sinais visíveis	Aplicado	MDE 5 m	Precipitação, Escoamento superficial, Erosividade, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem	Geomorfológica e uso e cobertura da terra
(Borselli; Cassi; Torri, 2008)	Índice de conectividade de sedimento (IC)	Identificou a representação da potencial conectividade baseada nas características da paisagem	Aplicado	MDE 5 m	Precipitação, Escoamento superficial, Erosividade, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem	Geomorfológica e uso e cobertura da terra
(Fryirs et al., 2007)	Modelo conceitual	Avaliou a conectividade da cadeia de sedimentos na bacia hidrográfica		Não Informado	Precipitação, Comprimento do Percurso, Declividade, Área de Drenagem, Densidade do sedimento, Granulometria do sedimento, Perda de Solo

Grupo	Variável	Proporção das aplicações
Hidrológica	Uso da Terra	77%
	Precipitação	91%
	Erosividade	20%
	Precipitação Antecedente	11%
	Escoamento superficial	80%
Geomorfológica	Comprimento da rampa	74%
	Declividade	97%
	Área de Drenagem	91%
	Rugosidade do Terreno	51%
Sedimentológica	Densidade do sedimento	6%
	Erodibilidade	6%
	Granulometria do sedimento	6%
	Coesão do sedimento	6%
	Sólidos em Suspensão	17%
	Perda de Solo	40%

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[TFN4] Fonte: Elaborada pelos autores.

[TFN5] *A coluna “Borselli como referência”, quando em branco, significa que o modelo não foi aplicado e nem citado pelos autores.