Propriedades morfométricas de um segmento do médio curso da bacia hidrográfica do rio Pacoti-Ce

Autores

Queiroz, P.H.B. (UECE) ; Sales, M.C.L. (UFC)

Resumo

Este estudo trata da dinâmica hidromorfológica de um segmento do médio curso da bacia hidrográfica do rio Pacoti, a partir da aplicação dos seguintes parâmetros morfométricos: hierarquia fluvial, coeficiente de manutenção (Cm), extensão do percurso superficial (Eps), densidade de drenagem (Dd), densidade de rios (Dh), indice de circularidade (Ic), coeficiente de compacidade (Kc) e o índice de sinuosidade (Is). Obteve- um coeficiente de manutenção de 1785m²/m; uma extensão do percurso superficial em torno 892,8m; uma densidade de drenagem de 0,56km/km²; densidade hidrográfica de 0,21 rios/km², índice de circularidade de 0,43; coeficiente de compacidade de 1,50 e índice de sinuosidade de 1,18. Os resultados evidenciam uma significativa predisposição a erosão, baixa densidade de drenagem, baixa tendência à formação de canais e baixa susceptibilidade da bacia a enchentes

Palavras chaves

rede de drenagem; parâmetros quantitativos; indicadores ambientais

Introdução

Os estudos morfométricos permitem o entendimento da dinâmica da paisagem servindo como indicadores das condições ambientais, tornando-se, portanto, de grande relevância no âmbito da Geomorfologia Fluvial. Assim, a análise morfométrica de bacias hidrográficas é uma das principais formas de se avaliar quantitativamente a interação entre processos e condicionantes geomorfológico, pois permite caracterizar os aspectos geométricos e de composição das bacias, estabelecendo indicadores relacionados à forma, ao arranjo estrutural e à composição integrativa entre os elementos (CHEREM, 2008). Para Chorley e Hagget (1974), os modelos morfométricos em hidrologia buscam estabelecer interações dos eventos hidrológicos e a geometria das bacias de drenagem (morfometria), de modo que, as características da rede de drenagem podem ser racionalizadas com base na teoria do escoamento/infiltração, possibilitando controlar o padrão de escoamento das precipitações sobre as bacias e auxiliando na racionalização de eventos hidrológicos extremos. O trabalho intitulado “Propriedades Morfométricas de um segmento do médio curso da bacia hidrográfica do rio Pacoti”, é resultado das atividades do Programa de Pós-graduação em Geografia - Mestrado, da Universidade Federal do Ceará- UFC. Este trabalho tem como finalidade efetuar a caracterização morfométrica de um setor do médio curso da bacia hidrográfica do rio Pacoti, atentando para a dinâmica dos processos hidromorfológicos, que por sua vez, servem de indicadores acerca das condições ambientais da área. Optou-se por estudar apenas um trecho do médio curso, pela necessidade de investigar de forma mais especifica os processos hidrogeomorfológicos no setor, pois entende-se que uma bacia hidrográfica quando subdividida em hierarquias menores, se constitui em unidade fundamental de trabalho, justamente por apresentar uma área menor, mais fácil de ser monitorada. O rio Pacoti tem um curso longitudinal de cerca de 112,5 Km com uma área aproximada de 1.257 km² estando suas nascentes localizadas, na vertente setentrional do Maciço de Baturité, em nível altimétrico entre 700m e 900m, abrangendo os municípios de Pacoti e Guaramiranga, na Latitude de S 4º 12’ e Longitude de W 38º 54’ e sua foz localiza-se no município de Aquiraz na faixa costeira delimitada pelas coordenadas geográficas S 3° 49’ 05’’e W 38° 23’ 28’’. O rio banha os municípios de Pacoti, Redenção, Acarape, Pacajus, Guaiúba, Horizonte, Itaitinga, Fortaleza, Eusébio e Aquiraz. O recorte espacial de análise desta pesquisa trata-se de um trecho do médio curso da bacia hidrográfica do rio Pacoti, abrangendo aproximadamente 247,6km² e inserida maior parte nos municípios de Redenção e Acarape.

Material e métodos

Para hierarquização dos canais fluviais foi utilizada a proposta de Stralher (1952), onde os segmentos de canais formadores, sem tributários, são denominados de primeira ordem; da confluência de dois canais de primeira ordem surgem os segmentos de canais de segunda ordem que só recebem afluentes de ordem inferior. Da confluência de dois segmentos de canais de segunda ordem surgem os segmentos de terceira ordem que recebem afluentes de ordens inferiores. Para determinar o comprimento médio dos segmentos hídricos em cada uma das ordens foi utilizada a proposta de Horton (1945). Na equação, Lm = Lu/Nu, Lm representa o comprimento médio dos canais, Lu o comprimento dos canais em cada ordem, Nu o número de canais de cada ordem. A relação de bifurcação representa a relação entre o número total de segmentos de determinada ordem e o número total de segmentos da ordem imediatamente superior. Estes valores indicam o grau de dissecação da bacia hidrográfica, quanto maior for o índice de bifurcação maior será o grau de dissecação, valores geralmente abaixo de dois, indica relevo colinoso. Para determinar a relação de bifurcação foi utilizada a equação Rb = Nu / Nu + 1 , onde Rb é a relação de bifurcação, Nu o número de segmentos de determinada ordem e Nu + 1 é o número de segmentos da ordem imediatamente superior. A densidade hidrográfica relaciona o número de rios ou canais com a área da bacia hidrográfica. Assim, expressa a magnitude da rede hidrográfica, indicando sua capacidade de gerar novos cursos d'água em função das características pedológicas, geológicas e climáticas da área (HORTON, 1945; STRALHER, 1952). Na equação D = N/ A , n é o número de canais e A é a área total da bacia. A densidade de drenagem tem relação direta com os processos climáticos atuantes na área estudada, os quais influenciam o fornecimento e o transporte de material dentrítico ou indicam o grau de manipulação antrópica. Em outras palavras, para um mesmo tipo de clima, a densidade de drenagem depende do comportamento hidrológico das rochas. Assim, nas rochas mais impermeáveis, as condições para o escoamento superficial são melhores, possibilitando a formação de canais e, consequentemente, aumentando a densidade de drenagem. Na equação D=C/A, C é o comprimento total dos canais e A é a área total da bacia. A extensão do percurso superficial (Eps) representa a distância média percorrida pelas enxurradas antes de encontrar um canal permanente (HORTON, 1945). O resultado obtido também serve para caracterizar a textura topográfica, sendo calculada através da equação Eps = 1 / 2 x Dd , onde Eps é a extensão do percurso superficial e Dd e a densidade de drenagem. O coeficiente de manutenção fornece a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento (SCHUMM, 1956). Este índice é um dos valores numéricos mais importantes para a caracterização do sistema de drenagem, limitando a área mínima necessária para o desenvolvimento de um canal (LANA, 2001) Na equação Cm= 1/ Dd x 1000, Dd é a densidade de drenagem. O índice de circularidade representa a relação entre a área total da bacia e a área de um círculo de perímetro igual ao da área total da bacia, que, na expansão areal, melhor se relaciona com o escoamento fluvial (MILLER, 1953; CHRISTOFOLETTI, 1980). Na equação Ic= 12,57. A /P², A é a área total da bacia e P é a área do círculo de perímetro igual ao da área total da bacia. O coeficiente de compacidade (Kc) relaciona a forma da bacia com um círculo. Constitui a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual à da bacia, de modo que, o menor valor possível de ser encontrado é 1,000, oque corresponderia a uma bacia circular (GANDOLFI, 1971)

Resultado e discussão

A bacia, no trecho de estudo, apresenta uma área em torno de 247,6 km², e um perímetro de 84,13 km. O comprimento verdadeiro (projeção ortogonal) do rio principal é da ordem de 38,21 km, e a distância vetorial que representa o comprimento em linha reta entre os dois pontos extremos do canal é da ordem de 25,55 km. Foram contabilizados um total de 54 canais com um comprimento total de 140 km de extensão. Desses 54canais, 42 segmentos são de primeira ordem, 9 de segunda, 2 de terceira e 1 de quarta ordem. Esses valores indicam um elevado controle estrutural nas nascentes do rio,comandando a formação de cursos fluviais Os segmentos de primeira ordem possuem um comprimento total de 81,7 km, os de segunda 26,5 km, os de terceira 19,5 km ,e o de quarta ordem 12,3 km. Obteve-se que os canais de primeira ordem têm comprimento médio em torno de 1,94 km, os de segunda ordem 2,94 km, os de terceira 9,75 km e o de quarta ordem 12,3 km. No que se refere aos índices de bifurcação foram encontrados os seguintes valores: 4,66 para os canais de segunda ordem, 4,50 para os canais de terceira ordem e 2,0 para os canais de quarta ordem. Esses valores de bifurcação indicam que nas áreas de nascentes o relevo é bastante dissecado. Em seguida, foi calculado o Coeficiente de Manutenção, que indica a área mínima necessária para existir um metro de canal de escoamento, ou seja, indica a capacidade de manter cursos perenes. Para a área o valor do coeficiente de manutenção encontrado é de 1.785 m²/m. Cabe ressaltar que este valor é elevado indicando que a bacia, no trecho, não é rica em cursos d’água. O coeficiente de manutenção encontrado predomina nas áreas onde o relevo é mais plano, diminuindo gradativamente na medida em que o relevo se torna mais ondulado. Este comportamento pode ser explicado quando da ocorrência de chuvas de grandes intensidades nas áreas planas, quando o escoamento superficial tende a se concentrar, formando fluxos preferenciais e gerando, desta forma, os canais que compõem a rede de drenagem. No relevo mais acidentado o escoamento superficial tende a seguir a declividade natural do terreno escavando o solo nos pontos de menor resistência ao cisalhamento, proporcionado uma concentração maior de canais naturais e, por sua vez, a maior densidade de drenagem. Um terceiro índice analisado refere-se à Extensão do Percurso Superficial, (Eps) que para a área é de 892,8 indicando o comprimento do caminho percorrido pelas águas pluviais antes de se estabilizarem ao longo de um canal. Para Rocha (1997), em termos ambientais, a determinação deste parâmetro é de fundamental importância, podendo ser relacionado ao indicativo de erosão. O valor encontrado é elevado e indica uma predisposição à erosão. A partir dos valores do coeficiente de manutenção e extensão do percurso superficial, é possível enfatizar que a vegetação formada por matas úmidas e matas secas ajuda a proteger as vertentes contra os processos erosivos. Entretanto a remoção desta cobertura vegetal sem técnicas adequadas expõe os solos e os materiais inconsolidados, naturalmente susceptíveis a erosão, diretamente à ação das chuvas. Tal efeito provoca um aumento no escoamento superficial e sub-superficial favorecendo uma dinâmica intensa nas vertentes, principalmente em áreas de alta declividade, que pode conduzir a processos de erosão laminar e concentrada. Outro aspecto avaliado diz respeito à densidade de drenagem, que na área é de 0,56km/km². De acordo com Villela e Matos (1975) esse índice pode variar entre 0,5km/km² em bacias com drenagem pobre a 3,5km/km² ou mais em bacias bem drenadas. Para a área o valor da densidade de drenagem (Dd) encontrado foi da ordem de 0,56km/km², considerado regular dentro da classificação de Villela e Mattos (1975). No entanto, deve-se considerar como uma baixa drenagem se comparados a outras áreas. Valores baixos de densidade de drenagem estão geralmente associados a regiões de rochas permeáveis, o que não justifica, portanto, o valor encontrado para a área (Dd = 0,56 km/km²), tendo em vista a geologia local está representado por rochas do complexo cristalino, altamente impermeáveis. Na área em estudo essa baixa densidade de drenagem está associada, sobretudo, aos depósitos de sedimentos colúvio- eluviais de idade quaternária, com granulometria variada, originados pela alteração do material das partes altas e transportados dominantemente pela gravidade, ou originados pelas alterações da rocha “in situ”. Ainda foi analisada a densidade de rios (Dr) que, assim como a densidade de drenagem tende a refletir os processos de controle no desenvolvimento da rede hidrográfica,sejam eles naturais ou artificiais. A relação entre o número total de rios e a área de uma bacia hidrográfica revela densidade de rios que expressa, em seu resultado a frequência (ou quantidade) com que os cursos d’água aparecem em uma área padrão. Para a área foi constatado uma baixa densidade hidrográfica em torno de 0,21 rios/km², indicando uma baixa tendência à formação de canais. Quando o valor de (Dd) é superior ao (Dr), reflete um acentuado controle estrutural, o que reflete num menor número de canais, no entanto, com comprimentos mais elevados. Foram avaliados ainda, o Índice de Circularidade (Ic) e o Coeficiente de Compacidade (Kc) da área de estudo. De acordo com os resultado obtidos Kc = 1,50 e Ic = 0,43, pode-se afirmar que esse trecho da bacia hidrográfica do rio Pacoti mostra-se pouco suscetível a enchentes em condições normais de precipitação (ou seja, excluindo-se eventos de intensidades anormais) pelo fato de o coeficiente de compacidade apresentar o valor acima da unidade e o índice de circularidade ser menor que 0,51. Assim, há uma indicação de que a bacia não possui forma circular, possuindo, portanto, uma tendência de forma alongada. Quanto mais irregular for a bacia, maior será o coeficiente de compacidade. Um coeficiente mínimo igual à unidade corresponderia a uma bacia circular e, para uma bacia alongada, seu valor é significativamente superior a 1. Uma bacia será mais suscetível a enchentes acentuadas quando seu Kc for mais próximo da unidade. Já um índice de circularidade igual a 0,51 representa um nível moderado de escoamento; maior que 0,51 indica que essa bacia tende a circular; menor que 0,51 a bacia tende a ser mais alongada , o que favorece um maior escoamento. Por fim, o índice de sinuosidade encontrado para a área foi de 1,18 (adimensional). Este valor informa que o canal principal da bacia tende a ser transicional, ora sinuoso, ora retilíneo. De acordo com Schumm (1963), valores próximos a 1,0 indicam que o canal tende a ser retilíneo, já valores superiores a 2,0, indicam que o canal tende a ser tortuoso e os valores intermediários indicam formas transicionais, regulares em alguns trechos e irregulares em outros. Para Guerra e Cunha(1996), as diferentes sinuosidades dos canais são determinadas muito mais pelo tipo de carga detrítica do que pela descarga fluvial.

Considerações Finais

A caracterização morfométrica das bacias hidrográficas é de fundamental importância nos estudos ambientais, isso porque descreve as características sobre o sistema fluvial e a modelagem do relevo identificando as possíveis alterações antrópicas provocadas dentro desse sistema, bem como na tentativa de compreensão da dinâmica fluvial. O uso da morfometria no estudo das bacias hidrográficas constitui-se num meio complementar para explicar as interações que ocorrem entre todos os elementos da paisagem, dentre eles a pedologia, relevo e a rede hidrográfica e seus processos ambientais. A aplicação da morfometria em um trecho do rio Pacoti, resultou em um conjunto de dados consistentes que permitiram avaliar o comportamento hidrogeomorfológico da bacia para fins de planejamento ambiental. A bacia no setor apresenta uma baixa densidade de drenagem e hidrográfica, elevado coeficiente de manutenção e extensão do percurso superficial, o que requer um manejo adequado da área em termos de cobertura vegetal e relevo para não comprometer as nascentes dos cursos fluviais. O índice de circularidade e o coeficiente de compacidade indicam que em condições normais de precipitação esse setor da bacia não é propicio a enchentes. Por fim, espera-se que os resultados obtidos possam direcionar a elaboração de politicas de planejamento ambiental, que levem em conta à dinâmica hidromorfológica da área.

Agradecimentos

Referências

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