Aplicação de índices morfométricos na bacia hidrográfica do rio Jacaré-Guaçu (SP)

Autores

Valézio, (UNICAMP) ; Perez Filho, A. (UNICAMP) ; Lima, K.C. (UNICAMP)

Resumo

Índices morfométricos são capazes de identificar respostas dos sistemas fluviais aos seus condicionantes físicos. Dinâmicas diferenciadas podem estar ligadas a ação lito-estrutural, capazes de gerar rupturas nos perfis, estabelecer padrão para a drenagem e influenciar diretamente as características das formas associadas ao canal fluvial. Neste sentido, perfis longitudinais, associados à aplicação do índice SL (Stream Gradient-lenght Index) e ao fator de assimetria da bacia, foram utilizados no rio Jacaré Guaçu (SP), e permitiram a correlação de suas diversas anomalias e patamares à influência litológica.

Palavras chaves

Morfometria; Jacaré Guaçu; Geomorfologia Fluvial

Introdução

A utilização de índices morfométricos para a interpretação da dinâmica de bacias hidrográficas e demais sistemas naturais, reflete a ação efetiva da aplicação de novas metodologias para compreender e explicar os fenômenos da natureza. A interação entre a litologia e aspectos tectônicos são muitas vezes identificados por meio destes parâmetros quantitativos, indicando correlações entre o perfil estabelecido pelos rios e tais fatores. A efetividade dos perfis longitudinais em reportar fenômenos lito- estruturais e indicar anomalias ao longo do canal fluvial (KELLER e PINTER, 2002; WHIPPLE et al., 2007; LARUE, 2008; ZANCOPÉ et al., 2009), permite correlacionar estas anomalias pontualmente a ação de processos de soerguimento/abatimento de blocos por ações tectônicas, contato litológico ou mesmo por diferenciação da estrutura das rochas. Assim como o perfil longitudinal, outros índices também são sensíveis a mudanças de natureza lito-estrutural, como o índice SL (Stream Gradient- lenght Index) proposto por Hack (1973) e difundido para estudos dessa natureza (KELLER E PINTER, 2002; ETCHBEHERE et al., 2004, 2006; GOLDRICK e BISHOP, 2007); e o índice de assimetria da bacia, indicando forças crustais de deslocamento do canal fluvial para eixos não centrais da bacia hidrográfica. Para este trabalho, o rio Jacaré-Guaçu (SP), por se encontrar em áreas com heterogeneidades morfológicas e litológicas, e aparentemente responder diferentemente a estas imposições, permitiu uma correlação direta na existência ou não de knickpoints, corredeiras, cachoeiras e rápidos relativos a imposição lito-estrutural. A aplicação dos parâmetros foi efetivada pela seleção de cartas topográficas (1:50.000/IBGE), geológicas (1:1.000.000/CPRM) e imagens orbitais (Rapideye e SRTM/Topodata) a fim de correlacionar os resultados às morfologias e padrões de drenagem presentes, assim como sua correlação com o arcabouço geológico.

Material e métodos

Localizada na região central do Estado de São Paulo, a bacia hidrográfica do rio Jacaré-Guaçu ocupa área de drenagem de 4026,3 km², tendo seu canal principal orientação predominantemente SE-NW, transcorrendo longitudinalmente 237,9 quilômetros, tendo início no município de Itirapina e sua foz no município de Ibitinga. Especificamente, o rio Jacaré-Guaçu percorre áreas das Formações Pirambóia, Botucatu, Serra Geral e Itaqueri. A primeira, conforme descrevem Lopes e Marconato (2006), é constituída por arenitos médios e finos, incluindo estratificações cruzadas de grande porte oriundas do Mesozóico. A segunda, em contato basal com a Formação Pirambóia, apresenta segundo Lopes e Salvador (2006), mudança na coloração e características dos arenitos, sobretudo com relação à dimensão dos estratos cruzados, remontando depósitos residuais de dunas eólicas. A Formação Serra Geral, como coloca os autores op. cit., é resultado de intenso magmatismo fissural, tendo seus derrames assentados sobre os arenitos da Formação Botucatu. A ação magmática intercalada aos arenitos eólicos, conjuga a constante ação erosiva diferencial na província do Planalto Ocidental Paulista, se iniciando ainda na transição entre esta unidade e a das cuestas. Por fim, a Formação Itaqueri “compreende depósitos rudáceos de leques aluviais dispostos sobre as serras de Itaqueri, São Pedro, São Carlos e Cuscuzeiro. O tectonismo deformador desta unidade é caracterizado pela presença de estruturas rúpteis, principalmente falhas e juntas”. (RICCOMINI, 1997, p. 41-43). A aplicação de índices morfométricos propicia base quantitativa para identificação de zonas anômalas geradas na rede de drenagem, sobretudo em áreas de grande diversidade lito-estrutural, como o caso da bacia hidrográfica do Jacaré-Guaçu. No total foram empregados três parâmetros para interpretação destas alterações a fim de correlacioná-las a prováveis influencias lito-estruturais, a saber: perfil longitudinal, índice SL (Stream Gradient-lenght Index) e fator de assimetria da bacia. O perfil longitudinal, caracterizado pelo transecto do canal fluvial ao longo de sua bacia hidrográfica, reflete as imposições do terreno por meio de anomalias localizadas que fogem ao padrão morfométrico normal (WHIPPLE e TUCKER, 1999; PHILLIPS e LUTZ, 2008; ZANCOPÉ et al., 2009; PIKE et al., 2010), com assíntotas longas com concavidade para cima (ETCHEBEHERE, 2004) esculpida pela morfogênese fluvial (CHRISTOFOLETTI, 1977). Proposto por Hack (1973), o índice SL se configura pela relação entre o gradiente e a extensão do canal. Sua aplicação favorece a correlação entre diferença/transição litológica e seus contrastes de erodibilidade e eventos de ordem neotectônica na conformação de níveis de base locais ao longo dos canais fluviais (ECHEBEHERE et al., 2006; FONT et al., 2010; CELARINO e LADEIRA, 2014; TROIANI et al., 2014). A fórmula assim proposta corresponde à diferença altimétrica entre dois pontos de um segmento fluvial (Δh); a projeção horizontal da extensão do segmento (ΔL) e a distância acumulada do interflúvio ao ponto médio do segmento a ser considerado no cálculo (L). SL = (Δh / ΔL) x L O fator de assimetria da bacia exprime quantitativamente o deslocamento lateral dos canais (HARE e GARDNER, 1985) causado por processos fluviais e/ou forças crustais que destoam do padrão normal em escala de bacia (SALAMUNI et al., 2004). Valores superiores a 50 indicam basculamento da margem direita; inferiores a 50, basculamento da margem esquerda; e próximos a 50, revelam atividade tectônica incipiente (KELLER e PINTER, 2002; MOLIN et al., 2004). A equação compreende a área da bacia a margem direita (Ar) e área total da bacia de drenagem (At). FAB = 100 x (Ar / At) Os índices surgem como ferramentas de auxílio para interpretação da drenagem e seu ajuste aos demais componentes físicos presentes. Para a produção destes, foram utilizadas cartas topográficas em escala 1:50.000.

Resultado e discussão

A migração lateral do rio Jacaré-Guaçu foi quantificada pelo índice de assimetria da bacia. O valor de 66,2, resultante da aplicação do índice, indicaria basculamento mais pronunciado para o eixo a direita (direção montante para jusante) com possível reflexo de atividades tectônicas. A assimetria dos valores compreendidos para o Jacaré-Guaçu possivelmente advém da diferença de litologias presentes na bacia, sobretudo, as que sustentam a parte direita (basaltos e arenitos do Grupo Bauru) e a parte esquerda (arenitos da Formação Botucatu). O índice elevado de assimetria na bacia do Jacaré-Guaçu remete a maior ação dos fatores morfoestruturais na face direita, somadas ao já mencionado fator litológico. Os índices de assimetria para trechos específicos da bacia hidrográfica revelam segmentos ainda mais deslocados do eixo central. No baixo curso os valores do índice de assimetria são mais pronunciados, com destaque para os 77,01 e 77,64 nos trechos próximos a foz, onde se localiza também planície fluvial de grande extensão, a menos de 40 quilômetros do exutório. O índice de 72,8 no médio curso, em segmento de leito basáltico, une a influência lito-estrutural como controladora da bacia, ao padrão de drenagem presente. O perfil longitudinal do rio Jacaré-Guaçu concatenado ao índice SL, relata diversos processos de estabelecimento do canal fluvial sob os domínios do reverso das cuestas e do Planalto Ocidental Paulista, especificamente pelo imbricamento dos fatores litológicos e morfotectônicos (Figura 1). A rápida inflexão no trecho inicial do canal entre as cotas 940 e 780, além de marcar o entalhe natural dos cursos d’água nos interfluvios, também relata a diversidade litológica presente. A alternância entre rochas da Formação Itaqueri e Serra Geral nesse trecho inicial, que se alonga por 4,5 quilômetros, é fator considerável na caracterização longitudinal do canal fluvial e nos valores elevados do índice SL (Alcance máximo de 929,68). Figura 1: Perfil longitudinal e índice SL do rio Jacaré-Guaçu. Após acentuado desnível topográfico – aproximadamente 140 metros –, o rio Jacaré-Guaçu passa a se estabelecer em patamares mais sutis sob as rochas da Formação Botucatu, em depósitos colúvio-eluvionares e seus depósitos aluvionares, segmento este presente no que Pinheiro (2014) aborda como Depressão tectônica do Jacaré-Guaçu. Esta área contrasta com o padrão topográfico movimentado que se estende pelo reverso de cuestas no Estado de São Paulo, caracterizado pela rápida abertura da planície fluvial após momento de pronunciada incisão fluvial vertical sobre seu leito. Entre 620 e 600 metros ruptura pontuada nas rochas da Formação Pirambóia marca o perfil longitudinal de forma considerável, com o maior valor do índice SL (2537,11) para toda extensão do rio Jacaré-Guaçu. Assumindo a prerrogativa que a ruptura se localiza em substrato homogêneo, a deflexão do perfil pode estar associada a controle tectônico. O padrão retilíneo e sinuoso, os rápidos e corredeiras refletem o controle do substrato basáltico no setor subsequente que se estende por 11 quilômetros, com destaque para o desenvolvimento acentuado das alças sinuosas, porém, com pouca mobilidade lateral. Neste setor, valores maiores correspondentes ao índice de gradiente (2537,11 em seu início e 494,07 em seu término) se apresentam em suas bordas, demarcando-o com nitidez. O trecho enclausurado é então abandonado, dando lugar a planície fluvial de grande extensão transversal (de 1 a 3 quilômetros) e longitudinal (cerca de 67 quilômetros), que se distribui pelos depósitos retrabalhados da Formação Pirambóia e Botucatu e assume estabilidade quanto aos valores do índice SL (com valor continuo e abaixo de 175). A última zona de anomalias discriminada no perfil, se estende por 30 quilômetros e contrasta com os segmentos a montante e a jusante. Destaca-se novamente o substrato basáltico condicionando a relação do canal fluvial com sua declividade, que se acentua nesse trecho. Em conformidade estão os índices de gradiente, que passam a ascenderem com a descontinuidade do perfil, assumindo valores superiores aos registrados anteriormente (230,79; 329,07 e 328,82). Da cota 440 a 420 o perfil longitudinal não é mais afetado por rupturas, seguindo padrão de assíntota longa até o exutório, mesmo percorrendo novo setor basáltico no trecho final. Apesar de não apresentar mudanças no perfil e valores baixos e decrescentes no índice SL, as características da planície fluvial são novamente alteradas, em função do estrangulamento pela retomada do controle litológico basáltico. As rosetas reafirmam os trends de direção NW-SE e NE-SW (Figura 2) como os principais condicionantes estruturais da área, alinhamentos estes indicados por Fulfaro et al. (1967), Riccomini (1997), Ladeira e Santos (1996) e Santos e Ladeira (2006) para as Serras de Itaqueri e São Pedro, setor que compreende o alto curso do rio Jacaré-Guaçu. Figura 2: Rosetas de número de lineamentos e de comprimento total dos maiores lineamentos da bacia hidrográfica. A influência destes lineamentos é visualizada também no condicionamento dos afluentes do canal principal como também se une ao fator litológico na elucidação do fator de assimetria da bacia. A demarcação dos trechos sinuosos, retilíneos e meândricos do rio Jacaré-Guaçu ressalta a heterogeneidade lito-estrutural pela qual a área de abrangência de sua bacia hidrográficas está disposta, marcada pela transição de suas Províncias Geomorfológicas (Cuestas arenito- basálticas e Planalto Ocidental Paulista), confluindo na característica de sua rede de drenagem, com rápidos, corredeiras e cachoeiras, formados a partir de soleiras das rochas efusivas da Formação Serra Geral. A litologia acaba por explicar a localização das rupturas dos segmentos no rio Jacaré-Guaçu. O contato de rochas de diferente rigidez, a diferença de derrames basálticos e a possível presença de estruturas rúpteis explica, para a área, a sequência de quebras em diversos segmentos que acabam por definir diferentes comportamentos da drenagem, da formação de largas planícies de inundação com sistemas meandrantes a segmentos retilinizados com mínima divagação, proporcionada pelo enclausuramento das margens rochosas.

Perfil longitudinal e índice SL do rio Jacaré- Guaçu.


Rosetas de número de lineamentos e de comprimento total dos maiores lineamentos da bacia hidrográfica.

Considerações Finais

A utilização de índices morfométricos na análise e interpretação dos sistemas fluviais reforça a capacidade desta metodologia em identificar e associar rupturas às variáveis físicas que influenciam a conformação dos canais fluviais. O substrato litológico se apresentou como o principal mantenedor dos patamares encontrados no perfil longitudinal do rio Jacaré-Guaçu, que reiterados pela aplicação do índice SL, permitiram associar o papel do arcabouço geológico a seguintes knickpoints, rápidos e corredeiras, sobretudo às rochas mais resistentes da Formação Serra Geral. Destaca-se também o índice de assimetria da bacia, responsável por elucidar quantitativamente o deslocamento do canal fluvial ao eixo central da bacia hidrográfica, fornecendo subsidio às discussões do papel litológico, bem como a possível ação tectônica no basculamento de blocos e desajuste do rio Jacaré-Guaçu do seu eixo ideal.

Agradecimentos

Agradecemos à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo financiamento da pesquisa (2013/24885-1).

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