Journal of Sedimentary Environments (JSE) is an open access online international journal that provides online publication of original research work, review and views in all areas related to Sedimentology and Environment and related subjects from all over the world. The JSE is being published by the Palaeontology and Stratigraphy Department of University of State of Rio de Janeiro with an objective to promote speedy publication of research work fulfilling the general criteria of significance and scientific excellence. All articles published in JSE are rigorously peer-reviewed. The Journal is published four-annually (four numbers per year). JSE accepts works related with present and past sedimentary environments, based on a multiproxy and/or a multidisciplinary perspective. The integration of scientific knowledge in the field of Earth and Life Sciences, its relationship with other sciences and areas of knowledge and technological tools and devices developed for the study of sedimentary environments and prospection of natural resources is encouraged. The whole process of submission and article evaluation is done electronically. JSE offers the following advantages: Variable-length articles, compatible with the interests of the subject and its needs; Permanent online access to the full manuscripts and published data bases; Color publication of photos and figures on the web version; Online inclusion of additional material (data, color pictures, animations and maps); Quick editing; JSE doesn’t apply fees to submission and works publication; Manuscripts for JSE can be submitted in Portuguese, Spanish or English but are only published in English. e-ISSN: 2447-9462 | Creation year: 2016 | Knowledge area: Geosciencies | Evaluated by CAPES Qualis for: Geosciences; Environmental Sciences; Anthropology/Archeology; Engineers II; Geography; Urban and Regional Planning/Demography
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
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EVALUATION OF THE BEST-FIT PROBABILITY OF DISTRIBUTION AND RETURN PERIODS OF RIVER DISCHARGE PEAKS. CASE STUDY: AWETU RIVER, JIMMA, ETHIOPIA
The identification of the best distribution function is essential to estimate a river peak discharge or magnitude of river floods for management of watershed and ecosystems. However, inadequate estimation of the river peak discharge and floods magnitude may decrease the efficiency of water-resources management, resulting in soil erosion, landslides, environmental damage and ecosystem degradation. To overcome this problem in hydrology, different methods have been employed, applying a probability distribution. In this study to determine the suitable probability of distribution for estimating the annual discharge series with different return periods, the annual mean and peak discharges of the Awetu River (Jimma, Ethiopia) over a 24 years’ time period have been collected and used. After the homogeneity and consistency test, data were analyzed to predict extreme values and were applied in seven different probability distribution functions by using L-moment and easy fit methods. Then, three goodness of fit tests, Anderson-Darling (AD), Kolmogorov-Smirnov (KS), and Chi-Squared (x2) tests, were used to select the best probability distribution function for the study area. The obtained results indicate that, Log-normal distribution function is the best-fit distribution to estimate the peak discharge recurrence of the Awetu River. The 5-year, 10-year, 25-year, 50-year, 100-year and 1000-year return periods of discharge were calculated for this river. The results of this study are useful for the development of more accurate models of flooding inundation and hazard analysis. AVALIAÇÃO DA MELHOR PROBABILIDADE DE AJUSTE DE DISTRIBUIÇÃO E PERÍODOS DE RETORNO DOS PICOS DE DESCARGA FLUVIAL. ESTUDO DE CASO: AWETU RIVER, JIMMA, ETIÓPIA Resumo Avaliação da melhor função de probabilidade de distribuição e de períodos de retorno de picos de descarga de rio. Estudo de caso: Rio Awetu, Jimma, Etiópia. A identificação da melhor função de distribuição é essencial para estimar um pico de descarga de rios ou a magnitude das inundações de bacias hidrográficas e ecossistemas, tendo em vista a gestão dos sistemas hídricos e dos ecossistemas. Entretanto, uma estimativa inadequada da magnitude do pico de vazão e inundações do rio pode diminuir a eficiência do gerenciamento dos recursos hídricos, resultando em erosão do solo, deslizamentos de terra, danos ambientais e degradação do ecossistema. Para superar esse problema na hidrologia, diferentes métodos foram empregados, aplicando funções de probabilidade de distribuição e retorno. Neste estudo, para determinar a probabilidade adequada de distribuição e para estimar séries de descarga anuais com diferentes períodos de retorno, foram usados dados de médias anuais de picos de descarga do Rio Awetu (Jimma, Etiópia) durante um período de 24 anos. Após o teste de homogeneidade e consistência, os dados foram analisados para prever valores extremos e foram aplicados a sete funções diferentes de probabilidade de distribuição, usando o momento L e métodos de ajuste fácil. Em seguida foram utilizados, três testes de qualidade de ajuste, Anderson-Darling (AD), Kolmogorov-Smirnov (KS), and Chi-Squared (x2), para selecionar a melhor função de probabilidade de distribuição para a área de estudo. Os resultados obtidos indicam que, a função de distribuição log-normal é a que mais se adequa para estimar a recorrência de picos de descarga do Rio Awetu. Os períodos de retorno de descarga de 5 anos, 10 anos, 25 anos, 50 anos, 100 anos e 1000 anos foram calculados para este rio. Os resultados deste estudo são úteis para o desenvolvimento de modelos mais precisos de inundação e análise de risco. Palavras-chave: Descarga de Rio. Qualidade de ajuste. Log Pearson Tipo III. Distribuição de probabilidade.
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FORAMINIFERAL STUDY OF NKPORO SHALE EXPOSURES, CALABAR FLANK (SE NIGERIA): AGE AND DEPOSITIONAL ENVIRONMENT
Foraminiferal analysis of the sedimentary deposits of Nkporo shale exposed at PAMOL along Calabar/Odukpani Road, in the Calabar Flank, Southeastern Nigeria, was investigated in order to determine its geological age and paleoenvironmental conditions. The lithology is predominantly composed by shale with traces of siltstone and sandstone. Shale is generally light to dark grey, occasionally light brown, sub-fissile to fissile, moderately hard, carbonaceous, and slightly ferruginous. Results of foraminiferal analysis showed that the samples consist predominantly of arenaceous/agglutinated benthic foraminifera. Calcareous planktic foraminifera are absence and calcareous benthic taxa are almost absence of calcareous. The occurrence of the following foraminifera taxa Ammobaculite sp., Haplophragmoides sahariense, Haplophragmoides talokaense, Trochammina sp., Trochammina dustuna, Ammobaculites amabensis and Bolivina sp. suggest that sediments in the study area were deposited during the Maastrichtian age. The paleo-depositional-environment should occur in transitional marine settings, probably a marsh/lagoon. In the study area, calm hydrodynamic conditions prevailed. They favored the accumulation of fine-grained sediment and organic matter which gave rise to oxygen scarcity. The environment would be stressful for benthic foraminifera not only because of oxygen scarcity but also due to the variability of water salinity (hypo to hypersaline). ESTUDO DE FORAMINÍFEROS DOS FOLHELHOS DE NKORHO, CALABAR FLANK (SE DA NIGERIA): IDADE E AMBIENTE DEPOSICIONAL Resumo A análise de foraminíferos dos depósitos sedimentares do folhelho Nkporo expostos em PAMOL ao longo da estrada de Calabar/Odukpani, em Calabar Flank, sudeste da Nigéria, foi estudada tendo em vista determinar sua idade relativa e condições paleoambientais. A litologia é predominantemente composta por folhelho com camadas de siltito e arenito. O folhelho é, em geral, cinza claro a escuro, ocasionalmente marrom claro, sub-físsil a físsil, moderadamente consolidado, carbonáceo e levemente ferruginoso. Os resultados da análise dos foraminíferos mostraram que as amostras estudadas contêm predominantemente foraminíferos bentónicos arenáceos/aglutinantes. Não foram encontrados foraminíferos planctónicos, estando também quase ausentes táxons bentónicos com carapaça constituída por carbonato de cálcio. A ocorrência dos seguintes taxa Ammobaculites sp., Haplophragmoides sahariense, Haplophragmoides talokaense, Trochammina sp., Trochammina dustuna, Ammobaculites amabensis e Bolivina sp. sugerem que os sedimentos na área de estudo foram depositados durante o Maastrichtiano (Cretaceo superior). A sedimentação deverá ter ocorrido em ambiente marinho de transição, provavelmente em pântanos/lagoas. Na área de estudo, prevaleceram condições hidrodinâmicas calmas que favoreceram o acúmulo de sedimentos finos e matéria orgânica, que originou a escassez de oxigênio. O ambiente seria estressante para os foraminíferos bentónicos, não só devido à escassez de oxigênio, mas também devido à variabilidade da salinidade da água (hipo a hipersalina). Palavras-chave: Bioestratigrafia. Foraminíferos Bentônicos. Aglutinantes. Maastrichtiano. Cretáceo. Ambiente marinho de transição.
SOIL EROSION RISK ASSESSMENT DUE TO LAND USE/LAND COVER CHANGES (LULC) IN HANGAR RIVER WATERSHED, NORTHWEST ETHIOPIA
Soil erosion is a major environmental and economic concern affecting all continents around the world. Soil loss facilitates land degradation, threatening both agricultural and natural environments. This problem is severe in Ethiopia due to its topographic features. To evaluate the effect of land use and land cover changes on soil erosion, we studied land use changes of the Hanger River watershed, NW Ethiopia, from 2005 to 2017, using remote sensing and estimating soil erosion using the Revised Universal Soil Loss Equation. The results of land-cover changes have revealed a decrease in open forest areas, grazing land, shrub land and grass land by 33.16%, 9.20 %, 3.22 %, and 7.62 %, respectively in a fourteen years period. In the same period, there was an increase in agricultural areas by 48.73 % and dense forest by 4.74 %. The estimated mean soil erosion potential in Hanger River watershed, between 2005 and 2017, was about 55.5 and 70.5 t ha-1 year-1, respectively. For the High and Very high classes, the values increased from 33.40% to 35.74% and 6.36% to 12.81%, respectively from 2005 to 2017. Therefore, it can be concluded that there is an increasing tendency for soil erosion in the area due to changes in land cover, particularly deforestation due to agricultural land expansion. This trend should receive attention aiming to keep the stability and sustainability of this ecosystem in the future. Management interventions are necessary to improve the status and utilization of watershed resources by applying sustainable land management practices for sustainable livelihood of the local people. AVALIAÇÃO DE RISCOS DE EROSÃO DO SOLO DEVIDO A ALTERAÇÕES DO USO DO SOLO/ COBERTURA DO SOLO (LULC), NA BACIA DO RIO HANGAR, NOROESTE DA ETIÓPIA Resumo A erosão do solo suscita uma grande preocupação ambiental e econômica e afeta todos os continentes. A perda de solo facilita a degradação da terra, ameaçando ambientes agrícolas e naturais. Este problema é grave na Etiópia devido às suas características topográficas. Para avaliar o efeito das mudanças no uso e cobertura da terra na erosão do solo, estudamos as mudanças no uso da bacia hidrográfica do Rio Hanger, no noroeste da Etiópia, de 2005 a 2017, usando sensoriamento remoto e estimando a erosão do solo com a Equação Universal de Perda de Solo Revisada. Os resultados das mudanças na cobertura da terra revelaram uma diminuição nas áreas de florestas abertas, pastagens, arbustos e pastagens em 33,16%, 9,20%, 3,22% e 7,62%, respectivamente, em um período de catorze anos. No mesmo período, houve um aumento nas áreas agrícolas em 48,73% e na floresta densa em 4,74%. O potencial médio estimado de erosão do solo na bacia hidrográfica do Rio Hanger, entre 2005 e 2017, foi de cerca de 55,5 e 70,5 t ha-1 ano-1, respectivamente. Para as classes Alta e Muito Alta, os valores aumentaram de 33,40% para 35,74% e 6,36% para 12,81%, respectivamente, de 2005 a 2017. Portanto, pode-se concluir que há uma tendência crescente de erosão do solo na área de estudo devido a mudanças na cobertura da terra, particularmente desmatamento, na sequência da expansão da terra agrícola. A referida tendência deve ser acompanhada, com o objetivo de se tomarem medidas adequadas que permitam manter a estabilidade e a sustentabilidade do ecossistema no futuro. É, pois, necessário adotar medidas de gestão adequadas a fim de se poder melhorar o status e a utilização dos recursos da bacia hidrográfica do Rio Hanger, aplicando práticas sustentáveis de manejo da terra para a subsistência sustentável da população local. Palavras-chave: SIG. Bacia Hidrográfica. Mudanças no uso e cobertura da terra. RUSLE. Erosão do solo.
EVALUATION OF CONTAMINATION BY POTENTIALLY TOXIC ELEMENTS (PTE) OF SEDIMENTS AROUND THE PETROLEUM TERMINAL PIPELINE “DUTOS E TERMINAIS DO CENTRO SUL (DTCS)”, SP, BRAZIL
The Petroleum Terminal Pipeline “Dutos e Terminais do Centro Sul (DTCS)” is one of the largest petroleum terminals in Brazil. To assess wastewater treatment efficiency of the DTCS and to evaluate the contamination by potentially toxic elements (PTE) of sediments, ten sampling points were studied near the riser output of the submarine outfall in the summer of 2005, 2006 and 2007, and ten sampling points were studied along the São Sebastião Channel (CSS). All data were above the standards required by the Brazilian salt water/brackish Water Directives (CONAMA Resolution 454/2012). However, the sediments near the submarine outfall were enriched by As and Cu, with concentrations exceeding the threshold effect level (TEL). In 2005 and 2006, the concentrations of Ba, Sr, Ni and Pb exceeded the values established by TEL in some places. Concentrations of As were 69 times higher than that measured in the background station. In 2007, all the analyzed metals almost doubled the concentrations of that found in 2005. High concentrations of PTE in the sediments, namely Ba and As, are a source of contamination that should be considered for the water quality management planning of the DTCS system. Avaliação da Contaminação por Elementos Químicos Potencialmente Tóxicos (PTE) dos Sedimentos da Região do Terminal Petrolífero “Dutos e Terminais do Centro Sul (DTCS)”, SP, Brasil Resumo O Terminal Petrolífero “Dutos e Terminais do Centro Sul (DTCS)”, SP, Brasil é um dos maiores terminais de petróleo do Brasil. Para avaliar a eficiência do tratamento de águas residuais do DTCS e estimar a contaminação por elementos potencialmente tóxicos (PTE) dos sedimentos, foram estudados dez pontos de amostragem perto da saída do ducto submarino no verão de 2005, 2006 e 2007 e dez pontos de amostragem ao longo do Canal de São Sebastião (CSS). Todos os dados estavam acima dos padrões exigidos pelas Diretrizes Brasileiras para Águas Salgadas/Salobras (Resolução CONAMA 454/2012). No entanto, os sedimentos perto do exutor submarino estavam enriquecidos por As e Cu, tendo as concentrações excedido o nível limiar de efeito (TEL; the threshold effect level). Em 2005 e 2006, as concentrações de Ba, Sr, Ni e Pb ultrapassaram os valores estabelecidos para o TEL. As concentrações de As foram 69 vezes superiores às medidas na estação de fundo. Em 2007, todos os PTE tinham quase duplicado as concentrações de 2005. As altas concentrações de PTE nos sedimentos, nomeadamente Ba e As, são uma fonte de contaminação que deve ser considerada no planejamento da gestão da qualidade da água do sistema DTCS. Palavras-chaves: Elementos Químicos Potencialmente Tóxicos. Sedimentos. Emissários Submarinos. Efluentes Petroquímicos.
THE IMPRINT OF THE GEOLOGICAL INHERITANCE AND PRESENT DYNAMICS ON URUGUAYAN INNER SHELF SEDIMENTS (SOUTH-WESTERN ATLANTIC)
The Uruguayan continental shelf is characterised by a unique hydrographic system, composed of the Río de la Plata buoyant plume (RdlP-BP), and by water masses of contrasting thermohaline characteristics. Below the RdlP-BP the southward-flowing Subtropical Shelf Water and the northward-flowing Subantarctic Shelf Water converge at the Subtropical Shelf Front, which is the shelf extension of the Brazil-Malvinas Confluence. Three main sedimentary environments can be described associated with; I) “Atlantic coastal sands” (i.e. onshore from the palaeovalley); II) the SW-NE running “RdlP palaeovalley” and; III) “Relict sands” (i.e., offshore of the RdlP palaeovalley). Three exposed sedimentary units (U1 to U3) identified from acoustic profiles and sediment cores (sedimentary characteristics of stratigraphic units) almost entirely restricted to the palaeovalley. The transect here studied intersects these three environments contributing thus with the description of the morphological setting and sedimentary coverture. Physical and geochemical data were integrated and used to characterise the sedimentary facies previously described in the inner shelf and to understand environmental control on the development of these facies. Sediments from U1 show the terrestrial imprint of the RdlP and drier regional conditions, while sediments that characterised U3 indicate a sandy facies (quartz and bioclasts: whole and fragmented shells and polychaetes tubes) corresponding to an ancient coast. This last (with approximately 11 m height), is probably related to sea-level stabilization, between 20 and 25 m occurring during the Upper Pleistocene and Holocene for the South-Western Atlantic. The sediment from U3 reflects the colder and drier conditions prevailing in the region during the formation of this facies (13.7 and 9.7 cal ka BP). Eroded sediments (e.g., from U3; ancient coast) are deposited inside the palaeovalley and on the onshore region (between the palaeovalley and coastal sands). Also, U1 extends from the palaeovalley covering the onshore region. The outcrop of warmer oceanic shelf waters was probably a consequence of the geomorphology of the palaeovalley (edge of the palaeovalley) and related to the still fall presence of waters typical of the austral warm season when higher advection of Brazil Current occurs over the shelf. In this regard, the mound-like feature should induce bottom water to rise, operating as a ramp. Productivity proxies (Si/Ti, Ba/Ti, Ca/Ti and P/Ti) present the highest values in these stations (S16-S18), reflecting the imprint of the upwelling in the sediment. The information reported in this work is particularly important to better understand sedimentological dynamics in the Uruguayan inner shelf and the Southwestern Atlantic region. It is also important for elaborating more precise paleoenvironmental and palaeoceanographic reconstructions. Resumo A plataforma continental uruguaia é caracterizada por um sistema hidrográfico único, composto pela pluma túrbida do Rio de la Plata (RdlP-BP) e por massas de água com características termohalinas contrastantes. Abaixo da RdlP-BP, a água subtropical da plataforma que flui para sul e a água subantártica da plataforma que flui para norte convergem para a frente subtropical da plataforma, a qual é a extensão da Confluência Brasil-Malvinas. Três principais ambientes sedimentares podem ser descritos associados: I) a "areias costeiras atlânticas" (com ocorrência em direção a terra a partir do “Paleovale do RdlP”); II) o “Paleovale do RdlP” com direção SW-NE e; III) a "Areias relíquia" (para offshore do “Paleovale do RdlP”). Três unidades sedimentares estratigráficas expostas (U1 a U3) identificadas a partir de perfis acústicos e testemunhos de sedimentos quase que totalmente restritas ao paleovale. Dados físicos e geoquímicos foram integrados e utilizados para caracterizar as fácies sedimentares encontradas na plataforma continental interna e para entender o controle ambiental sobre o desenvolvimento dessas fácies. Os sedimentos da unidade U1 representam o registo terrestre da RdlP e condições regionais mais secas, enquanto os sedimentos que caracterizam a unidade U3 indicam fácies arenosas (quartzo e bioclastos: conchas inteiras e fragmentadas e tubos de poliquetas) correspondente a uma costa antiga. Este último (com aproximadamente 11 m de altura) está provavelmente relacionado à estabilização do nível do mar, entre 20 e 25 m durante o Pleistoceno Superior e o Holoceno, no Atlântico Sudoeste. O sedimento da unidade U3 reflete as condições mais frias e secas da região durante a formação desta fácies (entre 13,7 e 9,7 cal ka BP). Sedimentos erodidos (por exemplo, de U3; costa antiga) são depositados dentro do paleovale e na região onshore (entre o paleovale e as areias costeiras). Além disso, a unidade U1 estende-se do paleovale até ao continente. O afloramento de águas oceânicas mais quentes, foi provavelmente uma consequência da geomorfologia do paleovale e está relacionado à presença de águas típicas da estação quente austral, quando ocorre maior advecção da corrente do Brasil na plataforma. A estrutura semelhante a um monte deve induzir a subida da água no fundo, operando como uma rampa. Os proxies de produtividade (Si/Ti, Ba/Ti, Ca/Ti e P/Ti) apresentam os maiores valores nessas estações (S16-S18), refletindo a impressão da ressurgência no sedimento. As informações obtidas através deste trabalho são particularmente importantes para melhor compreender a dinâmica sedimentar na plataforma interna uruguaia e na região do sudoeste do Atlântico. Também é importante para elaborar reconstituições paleoambientais e paleoceanográficas mais precisas. Palavras-chave: Dinâmica sedimentar. Dinâmica hidrográfica. Estuário do Rio de la Prata. Atlântico sudoeste. Plataforma continental interna.
STUDY OF THE KARST PROCESS DYNAMICS IN KHÓZUÈ: CALCAREOUS MASSIF OF CHERINGOMA PLATEAU (MOZAMBIQUE)
The present research was developed aiming to study macroscopically the effects of karstification that, over the time, affected significantly the carbonated massif in Khózuè, Cheringoma Plateau (Mozambique). The research was carried out from a field study (collecting samples and photos) for a period of one week, in May of 2017, in Khózuè. During the field work, evidences found in nature were recorded as well as, the mode of occurrence of several structures (caves, dolines and speleothems). The karstification in the study area that occurs in the Cheringoma Formation (from Middle Eocene) was greatly conditioned by fractures which influenced the process and formation of caves and dolines. These structures tended to follow morphological patterns depending on guide fractures orientation allied to their genesis and creating, in certain cases, dolines with a cross morphology. In addition to caves and dolines, karstic activity in the Cheringoma Formation massif also created other structures, especially speleothems, which are not widespread, and also preservation/fossilization of plant remains by mineralization. Chemical weathering chemical weathering, but especially internal geodynamic phenomena transformed the Khózuè massif one karst region with peculiar characteristics. Resumo Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar macroscopicamente os efeitos da carstificação que, com o tempo, afetaram significativamente o maciço carbonatado de Khózuè, no platô de Cheringoma (Moçambique). A pesquisa foi realizada a partir de um estudo de campo (coleta de amostras e fotografias), em 2017, em Khózuè. Durante as atividades de campo, foram analisadas as estruturas encontradas na área de estudo, tal como a ocorrência de falhas, cavernas, dolinas e espeleotemas. A carstificação na área de estudo, associada á Formação Cheringoma (do Eoceno Médio), foi muito influenciada por falhas. Estas favoreceram a formação de cavernas e dolinas. Essas estruturas tenderam a assumir padrões morfológicos condicionados pela orientação de falhas. Em certos casos, as falhas deram origem por exemplo a dolinas em forma de cruz. Além de cavernas e dolinas, a atividade cárstica no maciço da Formação Cheringoma deu lugar também a outras estruturas, como por exemplo, espeleotemas encontrados em apenas alguns locais e a processos de preservação/fossilização por mineralização de restos vegetais. A meteorização química, mas sobretudo fenómenos de geodinâmica interna transformaram o maciço calcário de Khózuè uma região cárstica com características peculiares. Palavras-chave: Karstificação. Cavernas. Dolinas. Espeleotemas. Fossilização. Fraturas.
SPATIAL DISTRIBUTION OF SOIL LOSS IN UPPER DIDESSA WATERSHED, ETHIOPIA
Soil erosion is dramatically increasing and accelerating in developing countries like Ethiopia. It has worrisome economic and environmental impacts and causes nutrient loss on agricultural land, sedimentation in rivers and reservoirs, clogged canals and other water supply systems. Determination of spatial distribution of soil loss rate in upper Didessa watershed is an important priority for prioritizing the area for watershed management practices in order to reduce soil erosion. The Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) framed with geographical information system and remote sensing technique was used to estimate the mean annual soil loss in Upper Didessa Watershed, Ethiopia. Digital elevation model (DEM) with 30mx30m resolution was collected from Ministry of Water, Irrigation and Energy and used to delineate the watershed. Soil loss factors of the watershed like length and slope factor (LS), soil erodibility factor (K), cover management factor (C), support practicing factor (P) and rain fall erosivity factor (R) were evaluated and integrated in GIS to compute the annual soil loss rate of the watershed. The results of this work reveal that the annual rate of soil loss in the watershed is 5.23 t / ha / year. They also show that the central part of the watershed is an area prone to soil erosion. DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DA PERDA DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA SUPERIOR DIDESSA, ETIÓPIA Resumo A erosão do solo está aumentando e acelerando dramaticamente em países em desenvolvimento como a Etiópia. Tem impactos econômicos e ambientais preocupantes e causa perda de nutrientes em terras agrícolas, sedimentação em rios e reservatórios, entupimento de canais e outros sistemas de fornecimento de água. A determinação da distribuição espacial da taxa de perda de solo na bacia hidrográfica superior do Rio Didessa é uma prioridade importante para priorizar a área para práticas de manejo de bacias hidrográficas a fim de reduzir a erosão do solo. A Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE), enquadrada com sistema de informação geográfica e técnica de sensoriamento remoto, foi usada para estimar a perda média anual de solo na Bacia do Alto Didessa, na Etiópia. O modelo digital de elevação (DEM) com resolução de 30mx30m foi coletado no Ministério da Água, Irrigação e Energia e utilizado para delinear a bacia hidrográfica. Os fatores de perda de solo da bacia hidrográfica, como comprimento e fator de inclinação (LS), fator de erodibilidade do solo (K), fator de manejo da cobertura (C), fator de prática de apoio (P) e fator de erosividade da chuva (R) foram avaliados e integrados no SIG para calcular a taxa anual de perda de solo da bacia hidrográfica. Os resultados deste trabalho revelam que taxa anual de perda de solo da bacia hidrográfica é de 5,23 t / ha / ano. Mostram ainda que a parte central da bacia hidrográfica é uma área propensa à erosão do solo. Palavras-chave: SIG. Perda de solo. RUSLE. Didessa superior da bacia hidrográfica.
INFLUENCE OF SOIL TYPE IN STREAM FLOW AND RUNOFF MODELED FOR THE UPPER DIDESSA CATCHMENT SOUTHWEST ETHIOPIA USING SWAT MODEL
This study aimed to model the flow of streams and identify the sub-basins responsible for the high flow in the Didessa watershed, southwest Ethiopia, considering the regional soils types. Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used to simulate stream flow and quantify surface runoff. The input data used were Digital Elevation Model (DEM), land use/land cover map, soil map and metrological data. The data were obtained from Ministry of Water, Irrigation and Electricity and National Meteorology Agency of Ethiopia. Simulation of SWAT was used to identify the most vulnerable sub-basins to the hydrological process. The model was calibrated and validated using the stream flow data. The simulated stream flow was calibrated by the SWAT-CUP2012 calibration sub-model of SWAT-CUP SUFI2. Sensitivity analysis showed that curve numbers (CN2), ALPHA-BNK and CH-K2 are the most sensitive top three parameters. The R2 and Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) values were used to examine the model performance. The results indicate 0.84 and 0.80 for R2 and 0.65 and 0.54 for NSE during calibration and validation, respectively. The average annual surface runoff in the delineated catchment was 774.13 mm. Changes in precipitation explained 89% of the variation in surface runoff, as more than 89% of precipitation from the catchment converted to surface runoff. The most three annual surface runoffs contributing were the 11, 23 and 5 sub-basins. INFLUÊNCIA DO TIPO DE SOLO NO FLUXO DE CÓRREGOS PARA A BACIA SUPERIOR DO RIO DIDESSA, SUDOESTE DA ETIÓPIA UTILIZANDO O MODELO SWAT Resumo Este estudo teve como objetivo modelar o fluxo de córregos e identificar as sub-bacias responsáveis pelo alto fluxo na bacia hidrográfica do Rio Didessa, sudoeste da Etiópia, considerando os tipos de solos regionais. O modelo SWAT (Solo and Water Assessment Tool) foi utilizado para simular o fluxo da corrente e quantificar o escoamento superficial. Os dados de entrada utilizados foram o Modelo Digital de Elevação (DEM), mapa de uso / cobertura do solo, mapa do solo e dados metrológicos. Os dados foram obtidos no Ministério da Água, Irrigação e Eletricidade e Agência Nacional de Meteorologia da Etiópia. A simulação do SWAT foi utilizada para identificar as sub-bacias mais vulneráveis ao processo hidrológico. O modelo foi calibrado e validado usando os dados de fluxo dos córregos. O fluxo de corrente simulado foi calibrado pelo submodelo de calibração SWAT-CUP2012, do SWAT-CUP SUFI2. A análise de sensibilidade mostrou que os números da curva (CN2), ALPHA-BNK e CH-K2 são os três principais parâmetros mais sensíveis. Os valores de R2 e Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) foram usados para examinar o desempenho do modelo. Os resultados indicam 0,84 e 0,80 para R2 e 0,65 e 0,54 para NSE durante a calibração e validação, respectivamente. O escoamento superficial médio anual na bacia hidrográfica foi de 774,13 mm. Mudanças na precipitação explicaram 89% da variação no escoamento superficial, pois mais de 89% da precipitação da bacia foi convertida em escoamento superficial. As sub-bacias 11, 23 e 5 foram as que mais contribuíram para os fluxos superficiais anuais da Bacia do Rio Didessa. Palavras-chave: Tipo de solo. Análise sensitiva. Fluxo de córregos. Swat-Cup. Bacia Superior do Rio.
INFLUENCE OF PHOSPHORUS-CONTAMINATED SEDIMENTS IN THE ABUNDANCE OF POTENTIALLY TOXIC PHYTOPLANKTON ALONG THE SFAX COASTS (GULF OF GABES, TUNISIA)
This is the first work performed in the shellfish production area located along the Sfax coasts (southern Tunisia) on the spatial and temporal patterns of toxic phytoplankton. It relates the excessive introduction of phosphorus in coastal waters from sediments contaminated with that nutrient. A multivariate approach was applyed using data derived from the National Phytoplankton Monitoring Program (REPHY) (2006-2009). We also examine if there is a direct relationship between the abundance of toxic phytoplankton and physical and chemical parameters. This study is based on phytoplankton composition and abundance, as well as physical and chemical data to evaluate the ecological status of the Sfax coasts, at shellfish farms. A total of 13 taxa included in the Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC) toxic algae checklist and well-known bloom formers were identified in REPHY. Higher nutrient spring samples were distinguished from those of lower nutrient summer waters. The Redundancy Analysis (RDA) separated the toxic species into two groups related to nutrients availability. The large amounts of phosphorus and organic matter affected the toxic phytoplankton structure, due to the pollution of chemical origin underlining an organic load hardly biodegradable in Sfax coasts. Many of these species recorded in the water column were benthic dinoflagellates, a fact that could be explained by the resuspension of these organisms by hydrodynamics. The knowledge obtained in this study can be used to develop best management practices of the sediment compartment as well as the water column, which is crucial in the framework of any phytoplankton monitoring program. INFLUÊNCIA DE SEDIMENTOS CONTAMINADOS POR FÓSFORO NA ABUNDÂNCIA DE FITOPLANCTÔNPOTENCIALMENTE TÓXICO NAS COSTAS DE SFAX (GOLFO DE GABES, TUNÍSIA) Resumo Este é o primeiro trabalho realizado na área de produção de moluscos, situada ao longo das costas de Sfax (sul da Tunísia) que relaciona os padrões espaciais e temporais do fitoplâncton tóxico com a introdução excessiva de fósforo nas águas costeiras a partir da remobilização de sedimentos contaminados com esse nutriente. Foi usada uma abordagem multivariada com Base em dados derivados do Programa Nacional de Monitoramento de Fitoplâncton (REPHY) (2006-2009). Também foi analisada a relação entre a abundância de fitoplâncton tóxico e parâmetros físico-químicos. Este estudo baseia-se na composição e abundância de fitoplâncton, além de dados físicos e químicos para avaliar o estado ecológico das costas de Sfax, em áreas de cultivo de moluscos. Um total de 13 táxons incluídos na lista de algas tóxicas da Comissão Intergovernamental Oceanográfica e espécies geradoras de blooms de fitoplanctôn, bem conhecidas, foram identificados. Amostras de primavera, associadas a águas com mais nutrientes foram diferenciadas das amostras de verão em que a água tem teores mais baixos de nutrientes. A Análise de Redundância (RDA) separou as espécies tóxicas em dois grupos relacionados à disponibilidade de nutrientes. Os resultados revelaram que teores elevados de fósforo e matéria orgânica afetaram a estrutura do fitoplâncton tóxico, devido à poluição de origem química subjacente a uma carga orgânica dificilmente biodegradável nas costas de Sfax. Muitas das espécies encontradas na coluna de água são dinoflagelados bentônicos, fato que pode ser explicado pela ressuspensão desses organismos pelo hidrodinamismo. Os conhecimentos obtidos neste trabalho podem ser usados para desenvolver melhores práticas de gerenciamento costeiro e programas de monitoramento de fitoplâncton. Palavras Chave: Costas do sul de Sfax. Microalgas prejudiciais. Análise multivariada. Parâmetros físicos e químicos.
UNRAVELING MAGMATIC ACTIVITY IN SEDIMENTARY BASINS: SILLS AND RELATED BRITTLE STRUCTURES AFFECTING CAMPOS BASIN PETROLEUM SYSTEM (SE BRAZIL)
Historically, volcanic basins have been avoided by oil and gas companies for hydrocarbon exploration, due to high rates of unsuccessful cases, mainly when magmatic suites were unexpected. Furthermore, igneous rocks have always been considered harmful to petroleum systems. However, in the past two decades, researches regarding these systems in volcanic basins have shown a number of positive effects, as increasing permeability of tight rocks, and generation of traps. This work aims to investigate the occurrence and impacts of igneous intrusions on sedimentary basins regarding the reservoir and trap elements. For that, we use eight 2D seismic lines and five wells within the Papa-Terra field, southern Campos Basin, Brazil. Applying seismic stratigraphy, nineteen sills were identified, most of them have saucer-shaped geometries, but they are also planar. We have identified some possible joint connections in the NW sill complex, as well as a possible feeder dyke. Five sills are located right below two domal structures in the overburden, which were interpreted as forced-folds. There are fractures interpreted in the sills’ boundaries and in folded sediments. Some of the fractures in the sills boundaries were interpreted as hydrothermal vents that were active until Upper Cretaceous. The contribution of this study is a documentation of an offshore volcanic basin related to a proven petroleum system in the south Atlantic, which has been neglected by Brazilian researchers over the years. ATIVIDADE MAGMÁTICA EM BACIAS SEDIMENTARES: SOLEIRAS E FALHAS ASSOCIADAS QUE AFETAM O SISTEMA PETROLÍFERO DA BACIA DE CAMPOS (SE BRASIL) Resumo Historicamente, as empresas de petróleo e gás evitam efectuar propecção de hidrocarbonetos em bacias afetadas por vulcanismo, devido a elevadas taxas de insucesso, principalmente quando os pacotes magmáticos são inesperados. Além disso, as intrusões de rochas ígneas sempre foram consideradas prejudiciais aos sistemas petrolíferos. No entanto, nas últimas duas décadas, pesquisas relacionadas a esses sistemas em bacias vulcânicas mostraram vários efeitos positivos, pois podem contribuir para o aumento da permeabilidade de rochas compactas e geração de armadilhas. Este trabalho tem como objetivo investigar a ocorrência e os impactos de intrusões ígneas numa bacia sedimentar. Para isso, foram analisadas oito linhas sísmicas 2D e cinco poços no campo Papa-Terra, no sul da Bacia de Campos, Brasil. Aplicando a estratigrafia sísmica, foram identificadas dezanove soleiras, a maioria delas com geometrias em forma de pires, mas também planas. Foram identificadas algumas possíveis conexões no complexo da soleira NW, bem como um possível dique de alimentação. Cinco soleiras localizadas logo abaixo de duas estruturas em forma de doma correspondem possivelmente a dobras forçadas. Existem fraturas nos limites das soleiras e em sedimentos dobrados. Algumas das fraturas nos limites das soleiras poderão ter funcionado como ductos circulação hidrotermal que terão estado ativos até o Cretáceo Superior. Este estudo contribuiu para um melhor conhecimento de uma bacia vulcânica offshore relacionada a um sistema petrolífero comprovado no Atlântico Sul, a qual tem sido negligenciada por pesquisadores brasileiros ao longo dos anos. Palavras-chave: Vulcânica. Bacia Sedimentar. Soleira em forma de pires. Estratigrafia sísmica. Bacia Offshore. Margem Continental. Cretáceo Superior.
IMPACT OF EUTROPHICATION ON BENTHIC FORAMINIFERA IN SEPETIBA BAY (RIO DE JANEIRO STATE, SE BRAZIL)
The main objective of this work is to analyze the consequences of eutrophication in benthic meiofaunal organisms (foraminifera) in an internal area of Sepetiba Bay (State of Rio de Janeiro, SE, Brazil). This study is interesting because, at the studied site, the sediments corresponding to the period of greatest accumulation of organic matter were not contaminated by metals, although Sepetiba Bay has areas known to be polluted by this type of contaminants. Thus, in this study, it was possible to consider only the impact caused by eutrophication. In the SP6 core, collected in the Sepetiba Bay internal area and studied in this work, textural, geochemical (concentration of chemical elements; 210Pb and 137Cs; radiocarbon data) and foraminifera were analyzed in a muddy section, with a few intercalations of sandy layers. The sediments of the analyzed section were deposited in the last ≈2,350 BP years. The concentrations of Al, Cd, Co, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Ti, V and Zn are higher at the base of the core and decrease towards the top. The contents of TOC, P and Zr have inverse paterns. The ratios of these elements to their background value have similar patterns. However, previous studies have recognized that during the twentieth century Cd, Zn, Cr and Pb concentrations increased in several areas of Sepetiba Bay, mainly due to industrial activity. The area where this core was collected may have been dredged. Radiocarbon ages suggest a loss of ≈2000 years of sedimentary registration, marked by an unconformity at a depth of 126 cm, probably caused by dredging. A new sedimentary sequence unpolluted by metals but highly enriched in organic matter was deposited on the surface of that discontinuity. Foraminifera were quite abundants in the lower section (240-126 cm; between ≈2,400-2,090 years BP, execept in the sandy layers), corresponding to sediment deposition before dredging. After dredging, the accumulation of very fine-grained sediments rich in organic matter generated eutrophication phenomena, which caused a drastic reduction in the abundance and diversity of these organisms. This work testifies the effect of eutrophication on meiofaunal organisms. Although some coastal foraminifer species tolerate harmful effects caused by eutrophication, it is recognized that the impact has been so negative that even these species occur with reduced abundance in the study area. IMPACTO DA EUTROFICAÇÃO EM FORAMINIFEROS BÊNTONICOS NA BAÍA DE SEPETIBA (ESTADO DO RIO DE JANEIRO, SE BRASIL) Resumo O principal objetivo deste trabalho é analisar as conseqüências da eutrofização em organismos meiofaunais bentônicos (foraminíferos) em uma área interna da Baía de Sepetiba (Estado do Rio de Janeiro, SE, Brasil). Este estudo é interessante porque, no local estudado, os sedimentos correspondentes ao período de maior acumulação de matéria orgânica, não estavam contaminados por metais, apesar da Baía de Sepetiba ter áreas reconhecidamente poluídas por este tipo de contaminantes. Assim neste estudo foi possível considerar apenas o impacto causado pela eutrofização. No testemunho SP6, coletado na área interna da Baía de Sepetiba e estudado neste trabalho, foram analisados dados texturais, geoquímicos (concentração de elementos químicos; 210Pb e 137Cs; dados de radiocarbono) e foraminíferos numa secção lamosa, com intercalações de camadas arenosas. Os sedimentos da seção analisada foram depositados nos últimos 2.350 anos BP. As concentrações de Al, Cd, Co, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Ti, V e Zn são mais elevadas na base do testemunho e diminuem em direção ao topo. O conteúdo de TOC, P e Zr possui padrões inversos. As razões destes elementos com o respectivo valor de fundo possuem padrões semelhantes. Porém, estudos anteriores reconheceram em várias áreas da Baía de Sepetiba um aumento das concentrações de Cd, Zn, Cr e Pb durante o século XX, principalmente devido à atividade industrial. A área onde foi coletado este testemunho poderá ter sido dragada. As idades de radiocarbono sugerem uma perda de aproximadamente 2000 anos de registro sedimentar, marcada por uma inconformidade a 126 cm de profundidade, causada provavelmente por dragagem. Uma nova sequência sedimentar não poluída por metais, mas bastante enriquecida em matéria orgânica foi depositada sobre a superfície da descontinuidade. Os foraminíferos eram relativamente abundantes na seção inferior (240-126 cm; entre ≈2.400-2.090 anos BP), correspondente á deposição de sedimentos antes da dragagem. Após a dragagem, a acumulação de sedimentos muito finos e ricos em matéria orgânica, gerou fenómenos de eutrofização, que terão causado uma redução drástica da abundância e diversidade destes organismos. Este trabalho testemunha o efeito da eutrofização em organismos meiofaunais. Apesar de algumas espécies de foraminíferos costeiros tolerarem efeitos nefastos causados pela eutrofização, reconhece-se que o impacto foi tão negativo que mesmo estas espécies ocorrem com abundância reduzida na área estudada. Palavras-chave: Área Costeira. Registro Paleoambiental. Impacto Antrópico. Meiofauna, Abordagem Multiproxy.
LITHOSTRATIGRAPHIC CONTROL OF THE CANGAS-POCONÉ LINEAMENT AURIFEROUS DEPOSITS (PARAGUAY BELT): IMPLICATIONS FOR REGIONAL EXPLORATION
rocks of the Cuiaba Group, into the inner portion of the Paraguay Belt (Brazil). They occur in a belt (~1200 m) where the host rocks are graphitic phyllites, metadiamictites, metasiltites and sandstones metamorphosed in greenschist facies. In these deposits gold occurs free or included in pyrite related to three types of quartz veins, parallel to Sn (V1), parallel to Sn+1 (V2) and orthogonal (V3) which are rich in gold. The study of outcrops in regional profiles, open mines for gold exploration and drilling holes in the Cangas-Poconé alignment indicate that the preferential location of gold mineralization at (Cangas Facies) is related to the existence of strong lithological control of the mineralizations. The Cangas facies present low permeability of rhythmite, structural arrangement of permeability barriers S0 and S1 at high angle with respect to the fluid migration path and mainly the presence of ferruginous levels acting as geochemical barriers for precipitation of metals in solution in the fluid. The knowledge that gold concentration is related to sedimentary control is important for regional exploration and is a guide for local miners. CONTROLE LITOSTRATIGRÁFICO DOS DEPÓSITOS AURÍFEROS DO LINEAMENTO CANGAS-POCONÉ (CINTURÃO PARAGUAI): IMPLICAÇÕES PARA A EXPLORAÇÃO REGIONAL Resumo Os depósitos de Cangas-Poconé estão hospedados em rochas metassedimentares do Grupo Cuiabá, na porção interna do Cinturão do Paraguai (Brasil). Eles ocorrem em um cinturão (~ 1200 m), onde as rochas hospedeiras são filitos, metadiamictitos, metasiltitos e arenitos grafitados, metamorfoseados em fácies de xisto verde. Nesses depósitos, o ouro ocorre livre ou incluído em pirita relacionada a três tipos de veios de quartzo. O estudo de afloramentos em perfis regionais, minas abertas para exploração de ouro e perfurações no alinhamento Cangas-Poconé indica que a localização preferencial da mineralização de ouro em (Cangas Facies) está relacionada à existência de forte controle litológico. O conhecimento de que a mineralização de ouro está relacionada ao controle sedimentar é importante para a exploração regional e é um guia para os mineradores locais. Palavras-chave: Ouro. Controle Sedimentar. Grupo Cuiabá. Cinturão do Paraguai.
MARINE TRANSGRESSION RECORDS IN THE SEPETIBA BAY REGION (RJ-BRAZIL) BY GPR AND GROUND MAGNETIC SURVEY
This work aims to identify sedimentary and basal rocks structures in the Sepetiba Bay Basin (Rio de Janeiro State, SE Brazil) located in the western portion of Guanabara Graben formed during the course of Paleocene tectonic activity. Two distinct geophysical tools were used to investigate the geological records by the integration of geological survey and geophysical data: Ground-penetrating radar (GPR) and Ground Magnetic survey. GPR results allowed to interpret and delimit subsurface layers of the basin. It was observed in the analyzed all sections, that the most superficial layers of the radargrams (about 8 meters; with Radar 100 Mhz) the presence of clay and silty sediment layers, related to a calm depositional environment and below 8 m sandy layers related to more energetic depositional environment were found. These sedimentological changes should be influenced by sea level oscillations and marine transgressions in this area. Magnetic ground survey allowed to identify basement rocks of the Sepetiba Bay Basin and to confirm the event of sea level rise. REGISTROS DE TRANSGRESSÃO MARINHA NA REGIÃO DE SEPETIBA BAY (RJ-BRASIL). PESQUISA COM GPR E MAGNÉTICA EM TERRA Resumo Este trabalho tem como objetivo identificar estruturas de rochas sedimentares e basais na Bacia da Baía de Sepetiba (Estado do Rio de Janeiro, SE Brasil), localizada na porção oeste da Guanabara Graben, formada durante o curso da atividade tectônica do Paleoceno. Duas ferramentas geofísicas distintas foram usadas para investigar os registros geológicos pela integração do levantamento geológico e dos dados geofísicos: GPR e levantamento magnético do solo. Os resultados do GPR permitiram interpretar e delimitar as camadas subterrâneas da bacia. Observou-se nas seções analisadas, que nas camadas mais superficiais dos radargramas (cerca de 8 metros; com Radar 100 Mhz) a presença de camadas de argila e sedimentos sedimentares, relacionadas a um ambiente deposicional calmo e abaixo de 8 m de camadas arenosas relacionadas a ambiente deposicional mais energético. Essas mudanças sedimentológicas devem ser influenciadas por oscilações do nível do mar e transgressões marinhas na área. O levantamento magnético do solo permitiu identificar rochas subterrâneas da Bacia da Baía de Sepetiba e confirmar o evento de elevação do nível do mar. Palavras-chave: Área costeira. Evolução da bacia sedimentar. Alterações passadas no nível do mar. Magnetometria. GPR.