USO DOS PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO JAGUARI/RS EM ESTUDOS GEOAMBIENTAIS

Autores

Santos, V.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Menezes, D.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Robaina, L.E.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA) ; Trentin, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA)

Resumo

O presente trabalho traz como objetivo o uso dos parâmetros morfométricos nos estudos geoambientais, na Bacia Hidrográfica do Rio Jaguari (BHRJ), usando SIG para a manipulação e análise dos dados quantitativos. A BHRJ está situada na região oeste do Estado do Rio Grande do Sul. Os estudos geoambientais vem como ferramenta auxiliadora para o entendimento do processo de interação homem-natureza, que acabam desencadeiam na maioria das vezes, problemas ambientais. A partir desses estudos, pode-se entender os processos atuantes e as características físicas dos elementos que compõem a paisagem. Os parâmetros morfométricos permitem caracterizar os elementos físicos de forma quantitativa, atribuindo valores que descreveram a intensidade dos processos atuantes em bacias hidrográficas, possibilitando entender as transformação ocorridas na área de estudo.

Palavras chaves

Morfometria; Bacia Hidrográfica; Rio Jaguari

Introdução

Os estudos relacionados à interação do homem com a natureza, vêm ganhando destaque nas pesquisas cientificas da ciência geográfica, sendo esta, uma influenciadora na análise e interpretação do espaço geográfico. Ao analisar as questões ambientais, devem-se discutir os fenômenos da superfície terrestre, a partir de sua natureza heterogênea, tendo em vista o diagnóstico das potencialidades e restrições ambientais de cada sistema, de maneira integrada. A análise de bacias hidrográficas contribui a planejamentos ambientais, que servem de soluções a problemas que surgem em decorrência de ações antrópicas e de fenômenos naturais. Segundo Trentin (2007), quando se discute os problemas relacionados a questões ambientais, as bacias hidrográficas se apresentam como unidades relevantes para tal discussão por esta ser um sistema integrado e aberto com entrada e saída continua de matéria e energia. Para Attanasio (2004), o termo bacia hidrográfica refere-se a uma compartimentação geográfica natural delimitada por divisores de água. Este compartimento é drenado superficialmente por um curso d’água principal e seus afluentes. A análise geoambiental, vem como ferramenta auxiliadora para a interpretação de dados reais, com base em bancos de dados georreferenciados, que caracterizarão os elementos físicos da paisagem, resultando em detalhamentos riquíssimos das formas naturais da área de estudo. Os estudos geoambientais em bacias hidrográficas auxiliam no levantamento de informações referentes às características naturais e elementos físicos, estabelecendo unidades homogêneas que os descrevam. Estudos referentes ao comportamento hidrológico de qualquer bacia hidrográfica, de maneira quantitativa, utiliza-se o método de análise morfométrica, que caracteriza a rede de drenagem, levando-se em consideração a geologia e geomorfologia da área de estudo. A caracterização morfométrica de uma bacia hidrográfica é um dos primeiros e mais comuns procedimentos executados em análises hidrológicas ou ambientais, e tem como objetivo elucidar as várias questões relacionadas com o entendimento da dinâmica ambiental local e regional. Christofoletti (1999) caracteriza a análise morfométrica como um conjunto de procedimentos, que descrevem os aspectos geométricos e de composição dos sistemas ambientais, servindo como indicadores relacionados à forma, ao arranjo estrutural e a interação entre as vertentes e a rede de canais fluviais de uma bacia hidrográfica. Sendo assim, o presente trabalho traz como objetivo caracterizar os parâmetros morfométricos, usando um banco de dados georreferenciados em ambiente de SIG (Sistema de Informação Geográfica) da Bacia Hidrográfica do Rio Jaguari (BHRJ), localizada na região oeste do Estado do Rio Grande do Sul, tendo sua extensão distribuída por 11 (onze) municípios: Jaguari, Jari, Jóia, Mata, Nova Esperança do Sul, Santiago, São Francisco de Assis, São Miguel das Missões, São Vicente do Sul, Toropi e Tupanciretã.

Material e métodos

Utilizou-se o software ArcGis 10.0, para o processamento e análises dos dados, seguindo os seguintes parâmetros morfométricos da BHRJ: Área, Perímetro, Comprimento Axial, Comprimento do rio principal, Comprimento total de rios, Altitudes mínima – média – máxima, Amplitude altimétrica da bacia hidrográfica, Amplitude altimétrica do rio principal, Declividade do rio principal, Coeficiente de compacidade, Densidade de drenagem, Fator de forma, Hierarquia fluvial, Extensão média do escoamento superficial, Sinuosidade do rio principal, Razão de elongação e Coeficiente de rugosidade da bacia hidrográfica. A área da bacia hidrográfica (A) foi definida para análise em quilômetros quadrados (km²), assim como para o Perímetro (P) da área de estudo. O Comprimento Axial (LB) foi estabelecido a partir do ponto mais distante à foz do Rio Jaguari. Além disso, foi definido o Comprimento do rio principal (LRP) e o Comprimento total dos rios (LT). O Comprimento total dos rios (LT) permite uma avaliação primária das alterações em termos de perda ou ganho na extensão de caminhos para o escoamento linear das águas da bacia hidrográfica, podendo este parâmetro ser expresso em quilômetros (km) ou em metros (m). A declividade do rio principal (SR) é representada pela relação entre a amplitude altimétrica do rio principal (HR) e o comprimento do rio principal (LRP). A declividade do rio principal pode ser relacionada com a sinuosidade do rio principal (SinR) que estabelece a razão entre o comprimento do rio principal e o comprimento axial. Observa-se que este fator é adimensional e quanto maior seu valor maior a sinuosidade do curso d’água, sendo que este tende a aumentar da cabeceira para a foz do rio. Para análise da altimetria, utilizou-se a ferramenta “topo to raster”, sendo definido a partir de arredondamentos matemáticos, 6 (seis) classes hipsométricas: < 100m, 100 – 200m, 200 – 300m, 300 – 400m, 400 – 500m e > 500m. O Coeficiente de compacidade (Kc) é obtido pela relação entre a área de um círculo com perímetro igual ao da bacia e a área da bacia, sendo, portanto, adimensional. Quanto mais irregular uma bacia maior o coeficiente. Bacias com valores próximos da unidade se assemelha a forma de um círculo. A Densidade de drenagem (Dd) correlaciona o comprimento total dos canais (LT) com a área da bacia hidrográfica. Segundo Villela e Mattos (1975), analisando o parâmetro da densidade de drenagem de maneira quantitativa, indicaram que o índice de 0.5 km/km² representa bacias com drenagem pobre, e o índice extremo de 3.5 km/km² ou mais, indica bacias excepcionalmente bem drenadas. O Fator de forma (Kf) utiliza a razão entre a largura média e o comprimento axial da bacia, sendo que mais próximo de 1 (um), a bacia será mais compacta. Quando relacionado às cheias o fator de forma pode assumir os seguintes valores: 0.75 – 1.00 = Alta; 0.50 – 0.75 = Média; < 0.50 = Baixa (STIPP, 2006). A Hierarquia fluvial é obtida a partir do método de classificação estabelecida por Strahler (1952), onde os menores canais de drenagem, sem tributários são considerados de primeira ordem, estendendo-se da nascente até a confluência com outro canal, o encontro de dois canais de primeira ordem origina um de segunda ordem, que quando unido a um de mesma ordem origina um de terceira ordem e assim sucessivamente. A Extensão média do escoamento superficial (LES) leva como fatores condicionantes a Área (A) da bacia e o comprimento total de rios. Este parâmetro relaciona a densidade de drenagem da bacia hidrográfica (ou a área desta) com um comprimento médio lateral da rede de drenagem. O Coeficiente de rugosidade (Rn) da bacia representa um índice utilizado na análise dimensional da topografia, combinando informações pertinentes a amplitude topográfica e a densidade de drenagem. O coeficiente de Razão de Elongação (Re) é o parâmetro geométrico que indica o grau de circularidade da bacia sendo obtida pela razão entre a área e o comprimento axial da bacia.

Resultado e discussão

Situada na região oeste do Rio Grande do Sul, a BHRJ distrbui-se à margem direita do Rio Ibicuí, sendo este um dos principais tributários da margem esquerda do Rio Uruguai, o qual é o limite natural entre os países do Brasil e da Argentina. O canal principal do Rio Jaguari, possui uma extensão de 539 km, estando à direção de fluxo, no sentido Norte-Sul. A BHRJ apresenta uma área de 5.149,73 km² e perímetro de 404,78 km², apresentando o comprimento axial (medido pela ponto mais distante à foz do rio principal) de 135,77 km. Os principais afluentes do rio principal são: Rio Jaguarizinho, Arroio Piriqui, Arroio Inhandiju, Arroio Sanga Funda, Arroio Jaguari – Mirim, Arroio Sanga da Divisa, Arroio Jacaré, Arroio Pessegueiro, Rio Capivari, Arroio Santana, Arroio Lajeado Santa Brigida, Arroio Lajeado dos Nazários e o Arroio Santa Tecla. Os afluentes acima citados, apresentam hierarquia de drenagem maior, de 4ª (quarta) ordem. A bacia hidrográfica conta com 2.451 canais de drenagem, que juntos contabilizam 6.647,42 km de extensão, resultando como valor no parâmetro densidade de drenagem 1.29 km/km². Segundo Christofoletti (1980), bacias hidrográficas com estes valores, são consideradas de média capacidade de drenagem. A BHRJ apresenta como ordem de hierarquia máxima, conforme a classificação proposta por Strahler (1964), canal de 6ª ordem (Figura 01). A bacia hidrográfica possui amplitude altimétrica de 468 metros, sendo a menor cota de 76 metros, localizada próxima à foz do rio, e a maior cota é de 544 metros, localizada ao norte da bacia hidrográfica. Na BHRJ, há predominância da classe hipsométrica 300 – 400m (Figura 02), ocupando 40,64% da área total da bacia hidrográfica. A classe que representam altitudes maiores que 500m, são as que ocupam uma menor área na bacia hidrográfica, estando está situada no Planalto Meridional. Desse modo, percebe-se a transição entre as unidades geomorfológicas existentes no Estado gaúcho: Planalto Meridional, Rebordo do Planalto e Depressão Periférica. A declividade do rio principal representada pela relação entre a amplitude altimétrica do rio principal e o comprimento do rio principal. Apresenta como valor resultante 8.21 m/m a cada quilômetro linear, caracterizando o Rio Jaguari como um canal de alta inclinação, o que acarreta fluxo de alta velocidade. Este índice é um indicativo de transição entre formas regulares e irregulares, ou seja, os canais podem ser retilíneos, quando o controle estrutural é predominante, e tortuosos nas demais porções do canal. O Rio Jaguari, no seu curso principal, apresenta um valor ao redor de 39,7% de sinuosidade do curso d’água (SinR), que pode ser considerado como sinuoso pela classificação de Crhistofoletti (1981). Quanto a densidade de drenagem (Dd), encontrou-se o valor médio de 1.29 (km/km²) que caracteriza a bacia do Rio Jaguari como mediamente drenada. Essas condições refletem uma associação de substrato/solos permeáveis e impermeáveis. Para o parâmetro fator de forma (Kf) obteve-se o valore de 0.27 km²/km indicando forma pouco compacta. Quando relacionamos as cheias, a bacia hidrográfica do Rio Jaguari apresenta-se com baixa tendência a cheias, o que influencia em baixo risco de atingir áreas próximas ao canal principal e seus tributários. A extensão média do escoamento superficial (LES), referente ao tempo de concentração das águas na bacia hidrográfica, traz como valor quantitativo 0.19 km representando um tempo médio de concentração na bacia, e também reforçando os dados indicando condições de densidade de drenagem média. A razão de elongação é outro parâmetro geométrico que indica o grau de circularidade da bacia sendo obtida pela razão entre a área e o comprimento axial da bacia. A BHRJ apresenta o valor de 0.59 km, indicando bacia de forma alongada, sendo visível sua distribuição Norte - Sul. Estes parâmetros de forma indicam uma bacia alongada onde a chegada das águas, do escoamento superficial, no canal principal é distribuída ao longo do tempo, diminuindo a suscetibilidade de grandes cheias do canal principal. O Coeficiente de rugosidade da bacia representa um indicador de capacidade de uso do solo, que para a BHRJ, com o valor de 0.60 km indicando boa aptidão ao uso agrícola. Os resultados obtidos, após a análise dos parâmetros morfométricos, estão descritos na Tabela 01:

Fonte: Os autores, 2016.


Fonte: Os autores, 2016.


Fonte: Os autores, 2016.

Considerações Finais

Analisando os parâmetros morfométricos da Bacia Hidrográfica do Rio Jaguari, pode-se descrever a intensidade de alguns fenômenos naturais atuantes nos canais fluviais, propiciando estudos mais específicos do local e que caracterizam a bacia hidrográfica. Através dos resultados, a bacia hidrográfica do Rio Jaguari apresenta diferentes valores, sendo que estes auxiliam no entendimento de algumas questões ambientais relacionadas à bacia hidrográfica. Com base no dados quantitativos, após a análise, consegue-se entender os processos atuantes na bacia hidrográfica, além de servirem de base para outros trabalhos, como compartimentação de relevo e unidades geomorfológicas. Sendo assim, a análise dos parâmetros morfométricos são importantes dentro dos estudos geoambientais, pois disponibilizam informações que caracterizam o relevo, a partir dos processos atuantes relacionados à rede de drenagem. Muito destas, são reservatórios de água para o abastecimento de cidades, que retiram água dos rios e arroios para tratamento. O estudos geoambientais vem como auxiliador no planejamento e uso físico da paisagem, influenciando no modo de vida da sociedade envolvida.

Agradecimentos

Agradecemos à Universidade Federal de Santa Maira pelas condições acadêmicas oferecida para as pesquisas científicas.

Referências

ATTANASIO, C.M. Planos de manejo integrado de microbacias hidrográficas com uso agrícola: uma abordagem hidrológica na busca da sustentabilidade. 2004. 193p. Tese (Doutorado em Recursos Florestais) – Escola Superior de Agricultura “Luis de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2004.

CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia. 2ª ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1980.

CHRISTOFOLETTI, A. Modelagem de Sistemas Ambientais. São Paulo: Edgard Blücher, 1999.

STIPP, Nilza A. F. Análise Morfométrica da bacia hidrográfica do rio Taquara –Uma contribuição para o estudo das ciências ambientais). Portal da Cartografia, Londrina v. 3 n. 1, 2010.

STRAHLER, Arthur N. Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. In: CHOW, Ven Te (Ed.).Handbook of applied hydrology: a compendium of water resources technology. New York: Mc-Graw Hill, 1964. Section 4-II Part II, 4-39 – 4-75.


TRENTIN, R.; ROBAINA, L. E. S. Metodologia para Mapeamento Geoambiental no Oeste do Rio Grande do Sul. In: Simpósio Brasileiro de Geografia Física Aplicada, 11, 2005. Anais... 2005.