Continuidade e distribuição espacial da umidade do solo em bacia hidrográfica da Serra da Mantiqueira

Léo F Ávila,Carlos R De Mello,Antônio M Da Silva

doi:10.1590/s1415-43662010001200002

Léo F Ávila, Carlos R De Mello + Show 1 more

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https://doi.org/10.1590/s1415-43662010001200002

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Abstract

O entendimento associado à continuidade espacial da umidade do solo é imprescindível para compreensão e predição de fenômenos relacionados aos processos hidrológicos. A metodologia geoestatística tem sido empregada muitas vezes, para estudos desta natureza. Neste contexto, o semivariograma é utilizado para modelar a continuidade espacial de uma variável para, seu posterior mapeamento. O objetivo no presente estudo foi modelar a continuidade espacial da umidade do solo em uma bacia hidrográfica experimental na região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais, e posteriormente o mapeamento da umidade do solo ao longo do tempo. Os modelos de semivariograma exponencial, esférico e gaussiano, foram ajustados por Mínimos Quadrados Ordinários, Mínimos Quadrados Ponderados e Máxima Verossimilhança, testando sua aderência pelo grau de dependência espacial e validação cruzada. O modelo exponencial apresentou melhor ajuste em 59% dos casos. O grau de dependência espacial médio foi de 88%, conferindo forte grau de dependência à estrutura de continuidade espacial. O mapeamento da umidade do solo mostrou comportamento fortemente associado ao uso do solo e condições topográficas.

Highlights

The knowledge related to the spatial continuity of the soil moisture is essential for understanding and prediction of the hydrological processes
The semi-variogram is used to model the spatial continuity of a specific variable for its mapping
Exponential, spherical and gaussian semi-variogram models were fitted applying the Ordinary Least Square, Weighted Minimum Square and Maximum Likelihood methodologies, testing their adherence based on the Spatial Dependence Degree and database from Cross-Validation procedure

Summary

MATERIAL E MÉTODOS

Os dados experimentais foram monitorados na bacia hidrográfica do Ribeirão Lavrinha, situada entre as coordenadas 22o 07’ S e 22o 09’ S de Latitude e 44o 26’ W e 44o 29’ W de Longitude, e entre as altitudes de 1144 e 1739 m (Figura 1). Foram ajustados e analisados 6 modelos matemáticos (linear, logarítmico, polinomial de 2o grau, potencial, exponencial e média móvel) aos dados mensurados do conteúdo de água no solo pelo equipamento TDR, associados aos valores observados de umidade do solo consistindo, portanto, numa calibração específica para as condições pedológicas e de uso do solo do presente estudo. O segundo critério, baseado na validação cruzada, consiste em estimar os pontos observados com base no modelo de semivariograma ajustado, possibilitando comparar o valor estimado ao real (Mello et al., 2008a) e, consequentemente, o erro produzido pelo modelo. Na fase de geração dos mapas de umidade do solo, empregou-se o interpolador geoestatístico (krigagem ordinária), trabalhando-se com uma extensão do ArcMap, do software ArcGIS 9.2 (ESRI, 2004), fornecendo os parâmetros dos modelos do semivariograma que apresentaram melhor ajuste para cada evento

Análise exploratória dos dados e avaliação da continuidade espacial

Data da medição

Findings

LITERATURA CITADA