CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DO ALTO CURSO DA BACIA DO RIO TIBAGI

Autores

Grizio-orita, E.V. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Diniz, E. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA)

Resumo

Nesta pesquisa buscou-se caracterizar a geomorfologia do Alto Curso da Bacia Hidrográfica do rio Tibagi e identificar as estações pluviométricas e fluviométricas existentes nesta bacia, através da bibliografia existente para a análise de vazão, cotas e precipitação, utilizando-se de um recorte temporal de 1977 à 2010. A área analisada se localiza na porção centro-sul do estado do Paraná, na unidade de paisagem dos Campos Gerais no Segundo Planalto Paranaense. Desta forma buscou-se um levantamento bibliográfico de pesquisas científicas realizadas sobre a referida bacia, analisando as diferentes temáticas abordadas nestas pesquisas. Para as estações pluviométricas e fluviométricas foram utilizados os dados da Agência Nacional de Águas (ANA), posteriormente foram elaborados gráficos sobre os dados de pluviosidade. Através destes gráficos pode-se constatar que a pluviosidade no ano de 1980 possui os maiores índices e nos anos de 1999 a 2001 obtiveram um menor índice.

Palavras chaves

Geomorfologia; Rio Tibagi; Alto Curso

Introdução

A área de estudo refere-se ao Alto Curso da Bacia Hidrográfica do rio Tibagi, esta bacia atualmente vem sendo objeto de estudo de projetos científicos, pois se trata de uma importante bacia hidrográfica do Estado do Paraná abrangendo significativos municípios desse Estado. Sendo determinadas as coordenadas geográficas Latitude S 22° 47’ 22’’ e de Longitude W Grw. 51° 02’ 59’’. Segundo define Christofoletti (1980) pode-se definir uma bacia hidrográfica segundo a qual ‘a drenagem fluvial é composta por um conjunto de canais de escoamento que formam a bacia de drenagem, sendo definida como uma área drenada por um determinado rio, ou sistema fluvial’. Sendo a quantidade de água dependente do tamanho da área da bacia, precipitação e seu regime. De acordo com Medri (2002) “O rio Tibagi nasce no sul do estado do Paraná (Região Sul do Brasil), a 1060 m de altitude, tendo sua foz no rio Paranapanema”. Como citado acima, o Rio Tibagi tem sua nascente na Região Sul do Estado, especificamente entre os municípios de Ponta Grossa e Palmeira, na unidade de paisagem dos Campos Gerais. Os Campos Gerais localizam-se no flanco oriental da Bacia do Paraná, sendo influenciado pelo Arco de Ponta Grossa, estrutura essa responsável pela elevação e arqueamento do embasamento proterozóico e das camadas sedimentares da bacia, ‘formou-se no Mesozóico, apresentando um grande número de falhas e fraturas, além de vários diques de diabásio de direção NW-SE devido ao soerguimento da crosta, favorecendo formações a exemplo da formação Furnas e Ponta Grossa, além de um escalonamento do relevo em planaltos de origem erosiva no estado paranaense’(UEPG, 2004). O termo Campos Gerais foi utilizado primeiramente por Maack (1948) que caracterizou como uma zona fitogeográfica natural, com campos limpos e matas galerias ou capões isolados de floresta ombrófila mista, onde aparece o pinheiro Araucária. Nessa definição, a região é ainda limitada à área de ocorrência desta vegetação que a caracteriza situada sobre o Segundo Planalto Paranaense, no reverso da Escarpa Devoniana, a qual o separa do Primeiro Planalto, situado a leste. Segundo Medri (2002) o clima da região é classificado como Cfb subtropical úmido com verão quente e moderadamente quente. A bacia do Rio Tibagi é bastante heterogênea geologicamente são identificados os seguintes compartimentos geológicos: Grupo Açungui, Grupo Castro, Formação Furnas, Formação Ponta Grossa, Formação Itararé, Formação Rio Bonito, Formação Palermo, Formação Irati, Formação Serra Alta, Formação Teresina, Formação Serra Geral e Sedimentos Recentes (Medri, 2002). O rio Tibagi percorre três diferentes zonas do relevo paranaense, passando pelo Primeiro, Segundo e Terceiro Planalto (MAACK, 1981). Segundo esse mesmo autor, o Alto Curso acompanha uma fenda estrutural vertical retilínea do arenito furnas, que acompanha 42 km até chegar na embocadura do arroio da Invernada na Fazenda das Almas, após abandonar a fenda e receber o rio do Salto, ocorrem as primeiras corredeiras, o rio exibe meandros sinuosos ativos e abandonados e várzeas na região dos folhelhos de Ponta Grossa. A partir do distrito de Uvaia em Ponta Grossa até a junção com o Rio Pitangui o curso se apresenta estável, sem corredeiras e com margens íngremes de arenito Furnas. Em relação ao gradiente de interflúvios a bacia do Tibagi em seu alto curso apresenta os maiores desníveis chegando a média de 5m/km, no entanto 98,12% da área total possui média de 0,6m/km. Apresenta em sua área total 49% de relevo ondulado suave, 38% de relevo ondulado, 12% de relevo fortemente ondulado e 1% de relevo montanhoso e escarpado (PAROLIN, 2010). A ocupação do solo é bastante diversificada com a presença de matas naturais de araucárias, de mata de galeria e reflorestamento próximas as cidades de Imbituva, Ipiranga, Palmeira, além de outras. Áreas com culturas temporárias estão presentes na proximidade de Tibagi, Pirai do Sul, Ponta Grossa e Palmeira.

Material e métodos

A metodologia empregada consistiu em levantamento de dados bibliográficos sobre as características geomorfológicas da bacia Hidrográfica do Alto Curso do Rio Tibagi. As características climáticas e o regime de débitos, vazão, cotas, precipitação foram analisados a partir das séries históricas das estações pluviométricas e fluviométricas existentes na bacia por meio de dados solicitados à Agência Nacional de Águas (ANA). A partir dos dados obtidos foram realizados gráficos sobre a pluviosidade histórica dos últimos quarenta anos, bem como a elaboração de uma tabela constando as estações fluviométricas e pluviométricas existentes nesta bacia hidrográfica. Para elaboração da tabela foi utilizado os dados das estações da área, disponibilizados pela ANA. Esses dados contemplam o código de cada estação, o município que cada uma delas localiza-se, latitude, longitude, altitude, área de drenagem, início, término e interrupções de cada série, além dos valores de vazão média.

Resultado e discussão

Como já mencionado anteriormente a área estudada situa-se na região conhecida originalmente como Campos Gerais, no Segundo Planalto Paranaense, no reverso da Escarpa Devoniana. Esta região é compreendida como uma região fitogeográfica, principalmente pela presença de vegetação campestre. Desta forma grande partes dos municípios que são abrangidos pela Bacia Hidrográfica do Alto Curso do Rio Tibagi estão inseridos nesta região fitogeográfica, como os municípios de Ponta Grossa, Palmeira, Imbituva, Telêmaco Borba, Porto Amazonas, Ipiranga, Tibagi, Castro, Piraí do Sul. Assim podemos inferir uma similaridade geomorfológica desta região para com o Alto Curso do Rio Tibagi. Melo (2007) ao demonstrar o patrimônio geológico da região dos Campos Gerais, da informação relevante a cerca da Geomorfologia da região inferindo que existem inúmeras feições geomorfológicas como cânions, escarpamentos, furnas, relevo ruiniforme, feições geomorfológicas antigas como a exemplo das estrias glaciais de Witmarsum no município de Palmeira, escarpas, morros testemunhos, pináculos e torres, cavernas, dolinas, poços de dissolução, sumidouros, vales secos, fendas, corredores, labirintos, depressões, lapas, entalhes em paredes rochosas, caneluras, bacias de dissolução, espeleotemas, alvéolos, túneis, dentre outras feições derivadas de processos erosivos em arenitos das formações Furnas e Itararé ressaltando-se a importância dessas feições geomorfológicas para a região. Desta forma o autor citado acima destaca que as origens das formas de relevos da região advém de processos endógenos concomitantemente à fatores exógenos controlando a evolução dos processos. Essas formas de relevo são esculpidas por diversos fatores, morfogenéticos, geológicos, climáticos, dentre outros. O relevo desta região apresenta amplitudes grandes, com encostas abruptas e verticalizadas, com cânions, e trechos de rios encaixados, com inúmeras cachoeiras e corredeiras sobre o leito rochoso (MELO, 2007). A Figura 1 monstra a localização da Bacia Hidrográfica do Alto Curso do Rio Tibagi e a geomorfologia da área estudada. Medições realizadas pela Agência Nacional de Águas (ANA) mostram uma visão geral sobre o volume de água da rede hidrográfica do Alto Rio Tibagi. O quadro 1 apresenta as estações pluviométricas existentes na Bacia Hidrográfica do Alto Curso do Rio Tibagi, com as respectivas coordenadas geográficas, os municípios correspondentes, e os dados necessários que caracterizam as estações. O débito, a vazão ou a descarga é uma das principais variáveis que caracterizam um rio e é a quantidade de água que passa através de uma seção transversal, por unidade de tempo. O débito fluvial é considerado uma variável estocástica porque depende ou resulta de variáveis aleatórias (TUCCI, 2002) e por isso é bastante variável no tempo e no espaço. Essa variabilidade representada pela subida e descida das águas no decorrer de um ano civil (janeiro a dezembro) ou um ano hidrológico (vazante-cheia-vazante) corresponde ao regime fluvial ou regime hidrológico. A variabilidade representada pela dinâmica de águas baixas e altas tem como causa a combinação de diversos elementos da bacia hidrográfica ou fatores que ocorrem na mesma, tais como: condições de precipitação; evapo-transpiração; radiação solar; geologia; geomorfologia (declividade, comprimento da vertente); solos; cobertura vegetal; uso do solo, e ação antrópica (TUCCI, 2002), além da forma da bacia, de acordo com Villela e Mattos (1975). O conhecimento do regime de débitos de um sistema fluvial pode apresentar diferentes abordagens segundo um contexto hidrológico, geomorfológico, geográfico, ecológico entre outros que dependerá do profissional que está desenvolvendo a pesquisa dos seus objetivos ou até mesmo dos métodos e conceitos empregados para a análise dos dados. Os débitos mínimos são representados pelos valores mais baixos da série histórica. Entretanto o débito mínimo mensal é o menor valor de cada mês e não é necessariamente um débito correspondente a uma estiagem. Geralmente o débito mínimo é aplicado para avaliação da demanda mínima que um rio pode ter. Os débitos máximos são de grande interesse para o estudo de cheias e inundações de algum local do curso d’água, sendo os débitos mais elevados que ocorrem em uma seção do rio. Leopold (1994) define uma cheia como sendo “a ocorrência de um fluxo de magnitude que ultrapassa as margens naturais ou artificiais em um trecho do canal do rio”. O regime de débitos é analisado considerando uma escala temporal que pode ser organizada em valores diários, mensais ou anuais. Essas séries temporais permitem identificar a existência ou não de homogeneidade temporal (CHOW, 1964) que está relacionado a uma ocorrência uniforme dos débitos. Em geral, essa uniformidade é inexistente, pois existem diversos fatores de origem natural ou artificial que influenciam o comportamento dos débitos. Com base nos totais anuais de vazão elaborou-se um gráfico de cada estação do comportamento mínimo, médio e máximo anual de fluviometria da área estudada (não foi possível colocar os gráficos no trabalho por respeitar as normas do evento). Esses gráficos representam os meses de maior e menor vazão entre o período (1977 a 2010). Foi possível verificar através desses gráficos que os valores de Fluviosidade histórica da estação Chácara Cacheira caracterizaram-se com pico máximo de 145,8 m³/s no ano de 1998. Com relação ao gráfico da estação de Rosaldo Leitão o valor máximo se encontra no ponto 408,6 m³/s no ano de 1983 e o valor mínimo está no ano de 1996 com 24,8 m³/s. Os anos que obtiveram as maiores máximas também tiveram elevados valores médios de vazão anual, como nos anos de 1983, 1990 e 1998. A estação fluviométrica de Tibagi é a que apresenta os maiores valores de vazão anual com a máxima de 686,9 m³/s no ano de 1998, também é a estação com início de série mais antiga datando da década de 1930. O mínimo de vazão anual nessa estação foi em 2006 com 48,7 m³/s. A precipitação pluvial no meio tropical é um elemento importante para ser analisado, pois, através de seu “acompanhamento” pode-se caracterizar as estações secas e úmidas. Essas chuvas podem estar relacionadas com as convecções, que são movimentos ascendentes de ar úmido resultantes de pressões atmosféricas mais baixas, junto à superfície da Terra, segundo AYOADE (1986). Na área de estudo, o período chuvoso se inicia em outubro, prorrogando-se até o mês de março. Existe um curto período de transição (abril e maio) entre os períodos chuvosos e o de estiagem, este último inicia-se definitivamente em junho, estendendo-se até setembro. O período chuvoso atinge seu ponto máximo nos meses de dezembro e janeiro, e o de estiagem nos meses de junho a agosto. Abaixo, seguem as figuras 2 e 3 com os índices de pluviosidade histórica em cada estação localizada ao longo do Alto Curso do rio Tibagi, entre os anos de 1977 a 2009. A Pluviosidade histórica da estação Chácara Cacheira demonstra que a pluviosidade nesta estação se caracterizou com índices máximos relativamente parecidos, com o pico máximo no ano de 1983, com aproximadamente 135 mm. Já a estação Ivaí possui um pico de pluviosidade máximo no ano de 1995, com 300 mm de chuva. E a Rosaldo Leitão apresenta níveis semelhantes, com destaque de maior índice nos anos de 1997 e 2005 com media de 120 mm, e o menor índice em 1985, visto que os dados do ano de 1999 são insuficientes para que seja realizado um calculo de média. E a estação Santa Cruz mostra que o ano de 1998 se destaca com maior índice de pluviosidade, atingindo 204 mm. No gráfico de Pluviosidade Histórica da estação de Tibagi é onde se apresenta os maiores índices de pluviosidade, com destaque para o ano de 2005 com 163,6 mm. Na estação da Fazenda São Carlos, o maior índice é de 300,4 mm no ano de 2005, semelhante á Estação Ivaí. E na verifica-se um índice semelhante nos anos de 1995 e 1997, mas sua maior pluviosidade apresenta-se no ano de 1989 com 188 mm.

Mapa de localização e geomorfológico do Alto Curso do Rio Tibagi


Gráficos de Pluviosidade Histórica – Estação Chácara Cachoeira, Ivaí, Rosaldo Leitão e Santa Cruz.


Gráficos de Pluviosidade Histórica – Estações Tibagi, Fazenda São Carlos e Ventania.


Estações fluviométricas existentes na Bacia Hidrográfica do Alto Curso do Rio Tibagi

Considerações Finais

Estudos de caráter hidrológicos e geomorfológicos de canais fluviais são necessários para a análise e compreensão de um grande número de problemas como abastecimento, navegação, controle de cheias, recreação, além de permitir o entendimento de processos erosivos, de transporte, de evolução, entre outros. É possível observar, que a bacia possui um grande potencial de vazão e pluviosidade, contando com grande pluviosidade no ano de 1980 e menor entre 1999 e 2001. Foi verificado nas estações fluviométricas estudadas que as descargas mínima, média e máxima anuais tiveram ciclos de aproximadamente seis anos cada. O aumento da descarga fluvial observado ao longo do período provavelmente não teve causas externas à bacia, portanto, ela deve-se a modificação de uma ou mais variáveis relacionadas ao balanço hídrico. Nesse caso, a variável que sofreu modificação significativa pode ter sido a cobertura vegetal. A retirada da vegetação natural e a implantação de pastagem pode ter provocado uma redução da evapo-transpiração, o que permitiu uma maior disponibilidade de água para a alimentação do sistema fluvial. Para a adequada compreensão da evolução do rio Tibagi, em especial a área estudada, é necessário uma pesquisa que comprove a evapotranspiração, dessa forma analisando as estações em relação à chuva, ou seja, a chuva de cada estação. Também se faz necessário, um mapa detalhado de uso e ocupação do solo, para uma melhor compreensão do processo ocorrido neste espaço geográfico.

Agradecimentos

Referências

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