Avaliação do escoamento superficial em áreas de mineração de bauxita na Zona da Mata de Minas Gerais, Brasil - Spletozer, Aline Gonçalves (Universidade Federal de Viçosa, 2018)
A mineração superficial contribui para o desenvolvimento econômico e social, mas altera as paisagens e os ecossistemas, podendo modificar os processos hidrológicos, como o escoamento superficial. A recuperação dessas áreas busca restabelecer os processos ecológicos e hidrológicos. Portanto, o monitoramento do escoamento superficial em áreas reabilitadas permite demonstrar a eficiência da reabilitação após a mineração. Este trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da mineração de bauxita no escoamento superficial em minas de bauxita no sudeste de Minas Gerais, Brasil. No capítulo 1, o objetivo foi comparar o escoamento superficial de antes da mineração com o da reabilitação inicial, após mineração. Sete parcelas coletoras de escoamento superficial foram alocadas e monitoradas antes da mineração e durante a reabilitação inicial. Fatores físico-ambientais e antrópicos que interferem no escoamento superficial foram caracterizados nos dois períodos e submetidos à análise de componentes principais (ACP). O escoamento superficial diminuiu de 0,76 % (área de referência) para 0,30 % da precipitação na reabilitação inicial. A redução da inclinação do terreno e o aumento da rugosidade da superfície foram os fatores mais explicativos para a redução do escoamento superficial, pois, diminuem a velocidade e o volume das perdas de água. A densidade e o teor de silte do solo aumentaram e a porosidade total, macroporosidade e matéria orgânica diminuíram na reabilitação inicial. A resistência do solo foi igual até a profundidade de 30 cm e aumentou na reabilitação inicial nas demais profundidades. Alterações nas propriedades físicas do solo e a redução de matéria orgânica são explicadas pelo revolvimento e exposição dos horizontes superficiais do solo. As taxas de infiltração foram iguais devido à presença de fissuras e fendas no substrato da reabilitação inicial que se assemelha aos caminhos biológicos de antes da mineração. O capítulo 2 objetivou comparar o escoamento superficial gerado entre 2,5 e 3,5 anos de reabilitação, após mineração de bauxita. Outras sete parcelas foram instaladas em uma área já reabilitada e monitorada em dois períodos chuvosos de anos consecutivos: 2,5 e 3,5 anos de reabilitação. Os fatores físico-ambientais e antrópicos que interferem no escoamento superficial foram caracterizados nos dois períodos e submetidos à ACP. O coeficiente de escoamento superficial médio aos 2,5 anos foi 0,17% (±0,37%) da precipitação e igual (p-valor <0,05) ao da idade de 3,5 anos (0,12% ±0,26%) de reabilitação. Esses coeficientes de escoamento foram menores do que o de área de plantio de eucalipto sem mineração (0,56%) na região e na mesma faixa de declividade. O sucesso do estabelecimento da cobertura vegetal, já no primeiro período avaliado, explica os valores semelhantes de escoamento superficial. A área de projeção das copas, diâmetro dos fustes de eucalipto, a serapilheira acumulada e sua capacidade de retenção hídrica aumentaram de 2,5 para 3,5 anos de reabilitação devido ao crescimento e maior porte das árvores, que potencializa elevada produção e deposição de folhas no solo. As taxas e a capacidade de infiltração e os parâmetros físicos do solo foram pouco alterados entre os períodos, pois, as características físicas do solo demandam muitos anos para modificação. As propriedades do solo, topografia construída e característica das plantas após mineração reduziram o escoamento superficial na reabilitação inicial, e permaneceram menores que a área de referências nos anos de reabilitação subsequentes.

Surface mining contributes to economic and social development, but alters landscapes and ecosystems, and can modify hydrological processes, such as surface runoff. The recovery of these areas seeks to restore ecological and hydrological processes. Therefore, the monitoring of surface runoff in rehabilitated areas allows demonstrating the efficiency of rehabilitation after mining. This work had the objective of evaluating the effects of bauxite mining on surface runoff in bauxite mines in the southeast of Minas Gerais, Brazil. In chapter 1, the objective was to compare the pre-mining surface runoff with that of the initial rehabilitation after mining. Seven surface runoff plots were allocated and monitored prior to mining and during initial rehabilitation. Physical-environmental and anthropogenic factors that interfere with surface runoff were characterized in both periods and submitted to principal component analysis (PCA). The runoff decreased from 0.76% (reference area) to 0.30% of precipitation at initial rehabilitation. The reduction of the slope of the terrain and the increase of the surface roughness were the most explanatory factors for the reduction of the surface runoff, since they reduce the speed and the volume of the water losses. Density and soil silt content increased and total porosity, macroporosity, and organic matter decreased in initial rehabilitation. The soil resistance was equal to the depth of 30 cm and increased in initial rehabilitation in the other depths. Changes in the physical properties of the soil and the reduction of organic matter are explained by the revolving and exposure of the superficial horizons of the soil. The infiltration rates were the same due to the presence of cracks and crevices in the substrate of the initial rehabilitation that resembles the biological pathways prior to mining. Chapter 2 aimed to compare the surface runoff generated between 2.5 and 3.5 years of rehabilitation after bauxite mining. Seven other plots were installed in an area already rehabilitated and monitored in two rainy periods of consecutive years: 2.5 and 3.5 years of rehabilitation. Physical-environmental and anthropogenic factors that interfere with surface runoff were characterized in both periods and submitted to PCA. The average runoff coefficient at 2.5 years was 0.17% (± 0.37%) of the precipitation and the same (p-value <0.05) at the age of 3.5 years (0.12% ± 0.26%) of rehabilitation. These runoff coefficient were lower than the eucalyptus plantation area without mining (0.56%) in the region and in the same slope. The success of the establishment of the vegetal cover, already in the first evaluated period, explains the similar values of surface runoff. The crown projection area, diameter of the eucalyptus shafts, accumulated litter and its water retention capacity increased from 2.5 to 3.5 years of rehabilitation due to the growth and greater size of the trees, which potentiated high production and deposition of leaves on the ground. The rates and infiltration capacity and physical parameters of the soil were little changed between the periods, since the physical characteristics of the soil require many years for modification. Soil properties, built topography and characteristics of plants after mining reduced runoff at initial rehabilitation, and remained smaller than the reference area in subsequent years of rehabilitation.
Evaluation of surface runoff in bauxite mining areas in the Zona da Mata of Minas Gerais, Brazil
Keywords: Hidrologia florestal; Bauxita - Minas e mineração; Recuperação de terra; Hidrologia Florestal