Modelagem de fenômenos intempéricos e erosionais em vertentes : uma aproximação de suas componentes não-lineares com base em métodos de mineração de dados

Esta tese de doutorado tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre as relacoes das propriedades fisico-quimicas do solo com a morfometria do relevo, buscando quantificar essas relacoes para a construcao de modelos conceituais e preditivos. Mapas auto-organizaveis e modelos de sistemas de informacao geografica foram utilizados para investigar as relacoes nao lineares associadas ao intemperismo quimico e fisico, fatores associados a fenomenos hidrologicos e a evolucao dos solos. Tres estudos de caso sao apresentados: o intemperismo quimico de solo no estado do Parana (22 variaveis e 304 amostras), o transporte fisico de sedimentos em Pocos de Caldas (9 variaveis e 29 amostras), e hidroquimica de aquiferos na Formacao Serra Geral no Estado do Parana (27 variaveis e 976 amostras). O metodo combinando simulacao estocastica e mineracao de dados permitiu explorar as relacoes entre relevo, granulometria e geoquimica dos solos. Regioes mais elevadas e com morfometria convexa apresentaram alta denudacao de elementos moveis (e.g., Ca) e baixa de elementos pouco moveis (e.g., Al). O mesmo padrao foi observado para granulometria de solos, ou seja, alta proporcao de areia em areas altas e convexas da bacia e altos teores de argila, com baixa condutividade hidraulica, em regioes convexas proximas aos canais de drenagem. O comportamento espacial da hidroquimica das aguas do aquifero Serra Geral apontou areas de potencial conectividade entre aquiferos, areas de recarga recente e de alto tempo de residencia. Foram construidos modelos preditivos nao tendenciosos das propriedades do solo em subsuperficie partindo da premissa de que o intemperismo e a morfometria se relacionam atraves de um processo duplamente dependente, onde a denudacao fisica e quimica atua no delineamento do relevo e a morfometria do terreno e um fator que caracteriza as condicoes fisico-quimicas do solo Abstract