Characteristics of runoff coefficient of abandoned mine land using the storm water management model

Li, X.D.; Yang, Hee Moon; Wang, J.; Guo, Lei; Wang, Z.

doi:10.1201/9781315166582-70

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“…Outro fator que influencia, linearmente, o escoamento superficial é a inclinação do terreno. O aumento da inclinação de 40° para 50° em resíduos de carvão pode alterar o coeficiente de escoamento superficial de 0,504 para 0,516 (LI et al, 2017). Além disso, a topografia associada ao uso da terra foram os principais fatores na definição do coeficiente de escoamento em mina de carvão (SUYONO et al, 2020).…”

Section: Literatura Sobre Escoamento Superficial Em áReas De Mineraçã...unclassified

“…A cobertura pelas copas do eucalipto a partir do ano 5 é estabilizada, pois as plantas tendem reduzir a biomassa da copa em detrimento do tronco (SANTANA et al, 2008), confirmando que o aumento no escoamento superficial no ano 6 em relação aos anos 2 e 4 pode estar relacionado aos eventos atípicos de chuva (LI et al, 2017). Além disso, a retirada do minério acarreta a diminuição da declividade do terreno (SPLETOZER et al, 2021a) como pode ser visto nas parcelas dos anos 1 e 2.…”

Section: Características Das Chuvasunclassified

“…Ao final, a área é vegetada (CHAER et al, 2011;RUBIO et al, 2013;VILAS BOAS et al, 2018). As alterações no solo (GUO et al, 2020;LI et al, 2017;, na vegetação (ESPIGARES et al, 2013; MORENO-DE LAS HERAS; MERINO-MARTÍN; NICOLAU, 2009) e na topografia (GUO et al, 2020;LI et al, 2017;SUYONO et al, 2020) geram preocupações quanto aos seus efeitos nos recursos hídricos (ESPIGARES et al, 2013;LUAN et al, 2020;MANNA;MAITI, 2016;SUYONO et al, 2020;ZHANG et al, 2015), principalmente no escoamento superficial, correspondente a precipitação que não infiltra no solo e flui sobre o terreno (PING et al, 2017;WEYMAN, 1975).…”

Section: Introdução Geralunclassified

“…A mineração superficial é uma atividade econômica presente em vários países do mundo, a bauxita por exemplo, é explorada principalmente na Austrália, China, Brasil, Índia e Guiné (HERRINGTON et al, 2016), e embora seja essencial para o desenvolvimento econômico e social, esta atividade causa impactos ambientais (GABARRÓN et al, 2019). A atividade de mineração a céu aberto pode gerar impactos no solo e nos recursos hídricos (GUO et al, 2020;LI et al, 2017;), na vegetação (ESPIGARES et al, 2013; MORENO-DE LAS HERAS; MERINO-MARTÍN; NICOLAU, 2009) e na topografia (GUO et al, 2020;LI et al, 2017;SUYONO et al, 2020). O principal problema dessa atividade está relacionado com as perdas de água e de solo com a intensificação do escoamento superficial e da erosão (ESPIGARES et al, 2013;LUAN et al, 2020;MANNA;MAITI, 2016;SUYONO et al, 2020;ZHANG et al, 2015).…”

Section: Introductionunclassified

“…Já na bacia do rio Taojiang, China, a diminuição da área florestal em detrimento das áreas de mineração aumentaram o escoamento superficial em 0,08% (38,09 mm) de 2005 a 2010 e 0,16% (38,12 mm) de 2010 a 2015(LIANG et al, 2019a).Valores elevados de coeficiente de escoamento superficial (0,504-0,838) foram estimados para uma mina de carvão abandonada na China, ou seja, mais de 50,4% da água da chuva é convertida em escoamento. Esse elevado valor foi explicado pela baixa cobertura vegetal e devido ao solo superficial ser solto e instável(LI et al, 2017). Também na China, o modelo hidrológico SIMHYD-PML estimou um escoamento superficial anual de 48,86 mm para um valor observado de 26,97 mm e 386 mm de chuva em áreas mineradas na bacia do rio Kuye(LUAN et al, 2020).…”

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Monitoramento e predição do escoamento superficial em minas a céu aberto com foco na extração de bauxita

Spletozer¹

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A mineração é uma das principais atividades que contribui para o desenvolvimento econômico mundial. Na mineração superficial, o solo é escavado para atingir a matéria prima, como consequência os processos envolvidos no ciclo hidrológico são afetados, em especial, os caminhos das águas superficiais. O monitoramento em campo associado à predição precisa e confiável de escoamento superficial auxilia no planejamento e gestão dos recursos hídricos de áreas mineradas superficialmente, como minas de bauxita. Nesta tese, (i) os estudos sobre escoamento superficial em minas de superfície na última década foram revisados (2009 a 2020); (ii) a análise do escoamento superficial antes da mineração e durante seis anos de reabilitação com plantio de Eucalipto, após a mineração de bauxita foi apresentada; e, (iii) modelos de regressão e cinco algoritmos de aprendizado de máquina foram usados para explicar e predizer o escoamento mensal de seis anos de reabilitação em minas de bauxita. Revisão da literatura, monitoramento do escoamento superficial em campo e os fatores que o influenciam, assim como análises e modelagem no software R foram realizadas para atingir os três objetivos desta tese. As novas descobertas foram: A China, os Estados Unidos e Espanha lideram os trabalhos sobre escoamento superficial em áreas de mineração superficial. O escoamento anual variou entre 2,75 mm até 488 mm, sendo que a maior parte do planeta não registrou os impactos hidrológicos dessa atividade em escala local, por meio de artigos científicos. O escoamento percentual médio monitorado em campo nas minas de bauxita foi inferior a 1% em todos os períodos de reabilitação e chegou a ser 14,09 vezes menor que antes da mineração (1,13%), sendo que as características do solo, serapilheira e vegetação foram os fatores mais explicativos. As equações de regressão linear e algoritmos de aprendizado de máquina indicaram o volume precipitado, duração acumulada da precipitação, intensidade máxima da precipitação, o mês e o número de eventos como as variáveis mais explicativas para a geração do escoamento. A abordagem de modelos de regressão linear foi satisfatória na predição do escoamento superficial de área minerada de bauxita, sendo recomendado usar a equação anual ajustada para o respectivo ano de reabilitação. Os algoritmos de aprendizado de máquina Cubist e Random Forest apresentaram as melhores acurácias para redizer o escoamento na maioria dos anos de reabilitação, mas não houve um melhor modelo que apresentasse consistentemente o melhor resultado em todos os anos de reabilitação, sendo recomendado usar o modelo anual para o respectivo ano de reabilitação. Apesar da reabilitação completa da área minerada demandar um longo processo, nossas descobertas indicam que a sucessão da vegetação e os cuidados com a adequação das características do solo são eficazes para potencializar a recuperação do ecossistema após a desestruturação do solo em minas de bauxita a céu aberto. Assim como, equações e algoritmos apresentaram-se como ferramentas úteis para a predição do escoamento mensal em áreas mineradas, tornando-se um ponto inicial na busca da otimização do planejamento hidrológico das minas superficiais de bauxita. Palavras-chave: Águas superficiais. Mineração. Reabilitação. Inteligência artificial. Hidrologia Florestal.

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Monitoramento e predição do escoamento superficial em minas a céu aberto com foco na extração de bauxita

Spletozer¹

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Surface Runoff in Open Cast Mining Areas: Methods, Influential Factors, Quantifications, and Trends

Spletozer,

Fernandes Filho,

Martini

et al. 2024

Mine Water Environ

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Machine learning and regression in the management of runoff in bauxite mines under rehabilitation

Spletozer,

Fernandes Filho,

Martini

et al. 2024

Environ Sci Pollut Res

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