Autores
Luz, L.D. (PGE/UEM) ; Parolin, M. (UNESPAR) ; Silva, A. (UFMS - CPAN) ; Stevaux, J.C. (UEM)
Resumo
A junção de dois canais, com fluxo e carga sedimentar distintas, produz um ambiente único dentro da bacia de drenagem. Neste trabalho são apresentados os principais aspectos hidromorfodinâmicos da zona de confluência dos rios Cuiabá e Paraguai, usando levantamento batimétrico por eco-sonda e perfilagem de velocidade, bem como coleta de sedimento de fundo. A zona de confluência é discordante, o rio Cuiabá é 50-60% mais raso que o rio Paraguai, porém no período de vazante apresenta maior poder hidráulico, aproximadamente 100 m3/s a mais que o rio Paraguai. Não obstante, as feições morfológicas encontradas são condizentes com a literatura científica sobre o assunto que envolvem simulações em laboratório e exemplos em campo.
Palavras chaves
Ambiente de Confluência; Morfologia de Canal; Dinâmica de Fluxo
Introdução
A junção abrupta de dois canais fluviais cada qual com fluxo e descarga sedimentar independentes cria um ambiente de erosão e deposição único dentro da bacia de drenagem (BEST, 1986; BENDA et al. 2004), não obstante, apresenta um ambiente de competição e interação de fluxos distintos (BIRON et al. 1996). De acordo com Rhoads e Sukhodolov (2001), a estrutura de fluxo nas zonas hidrodinâmica de confluência (Confluence Hydrodynamic Zone – CHZ) é influenciada por diversos fatores, como: a) estilo da plataforma de confluência, que pode ser simétrico (Y) ou assimétrico (y) (MOSLEY, 1976); b) pelo ângulo de junção (BEST, 1987); c) pela razão de fluxo nas confluências (BEST, 1987); e pelo d) grau de concordância do leito na entrada da confluência, que pode ser concordante (mesma elevação) ou discordante (diferentes elevações) (BIRON et al., 1996), que por sua vez, possui razão direta com as morfologias encontradas nas zonas de confluência. O estudo das zonas de confluência permite diversas aplicações em diferentes campos do conhecimento. No Brasil, segundo Stevaux et al. (2009a), o primeiro trabalho a tratar dos aspectos morfológicos, sedimentológicos e limnológicos da zona de confluência foi Turra et al. (1999). Os estudos em confluência de grandes rios, com uma abordagem voltada ao aporte sedimentar, têm sido desenvolvidos, principalmente, na Bacia Amazônica (SOARES, 2007; FERREIRA, 2013), no Alto rio Paraná (BARROS, 2006; FRANCO, 2007; PAES, 2007; STEVAUX et al. 2009a, 2009b) e recentemente no rio Ivaí (SANTOS, 2015), porém não apresenta até o momento estudos no Pantanal. A dinâmica sedimentar e migração dos canais dos rios pantaneiros são fortemente influenciados pela própria dinâmica hidrológica da bacia sedimentar (ASSINE, 2015). O rio Paraguai é o principal coletor de águas do Pantanal. Nasce na Chapada dos Parecis no estado do Mato Grosso e recebe diversos tributários que nascem nos planaltos a leste e adentram a planície pantaneira por diversos sistemas de leques fluviais (ASSINE, 2003). O rio Cuiabá possui um canal meandrante único em seu baixo curso, perdendo água para a planície apenas em poucos e pequenos canais (PUPIM, 2015). A zona de confluência dos rios Cuiabá e Paraguai está localizada em um dos pontos chaves para a compreensão da dinâmica de inundação do Pantanal, que segundo Assine et al. (2015) compreende um sistema de gargalo (bottleneck) causando um atraso na onda de cheia. Objetivou-se com esse estudo acrescentar maiores informações sobre os aspectos hidrodinâmicos e morfológicos da zona de confluência dos rios Cuiabá e Paraguai no período de vazante e as suas consequências sedimentológicos.
Material e métodos
A atividade de campo para o levantamento dos dados foi realizada no período de vazante (novembro de 2015), com o objetivo de levantar dados batimétricos e sobre a dinâmica de fluxo. Para a batimetria foi utilizada a eco-sonda FURUNO®, modelo 1650F, acoplada ao GPS Garmim® e a um computador portátil com o uso do software Fugawi 4.5®. A leitura foi realizada com base em malha de perfis transversais com espaçamento de aproximadamente 200 m entre eles, os quais foram desenhados previamente em imagem Landsat-TM 5 da área com o uso do software ArcGis 10.2® e exportados como .geotiff para o software Fugawi 4.5®. Posteriormente, os dados foram exportados como arquivo .txt com dados sobre latitude, longitude e profundidade. Esses dados foram trabalhados no ArcMap10.2®, visualizados no ArcScene10.2® e os ajustes finais foram feitos com o software CorelDRAW X7®. Simultaneamente a coleta de dados sobre a estrutura de fluxo foram feitos perfis transversais usando sonda ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) RD Instrument™ Rio Grande 600 kHz, um a montante da confluência em cada um dos canais, um na zona de confluência, passando pelos dois canais e um no rio Paraguai a jusante da confluência. Os dados da sonda ADCP foram armazenados pelo software WinRiver II®. A leitura da morfologia dos perfis e a estrutura de fluxo foram exportados em .pdf e trabalhados no software CorelDRAW X7®. Em consonância as seções ADCP houve a coleta de sedimento de fundo, recuperadas com uso de amostrador do tipo Van Veen e analisados (granulometria usando o peneiramento manual) no Laboratório de Sedimentologia da Unespar/Fecilcam.
Resultado e discussão
A zona de confluência dos rios Cuiabá e Paraguai encontra-se em uma área de
deposição ativa (zona mais distal) do megaleque do Cuiabá (segundo maior
megaleque do Pantanal com aproximadamente 15.300 km²), que segundo Pupim
(2014) constitui uma planície flúvio-lacustre desconfinada. No lobo atual de
deposição do rio Cuiabá ocorre diversos rompimentos do canal principal com a
formação de leques de crevasse, conexão com lagoas e áreas permanentemente
alagadas. Os paleocanais da planície de inundação são ativados somente
durante as cheias (Pupim, 2014).
Não obstante, a planície Paraguai-Amolar produz um efeito de gargalo
(bottleneck) com as águas dos rios Paraguai e Cuiabá, causando um atraso na
onda de cheia. Esse fenômeno é responsável por alimentar lagoas e pântanos
nessa planície, produzindo uma área alagada que pode alcançar cerca de
10.000 km2 durante os meses de junho e julho (ASSINE, 2015)
Best e Rhoads (2008), com uma extensa revisão bibliográfica, assinalaram a
presença de cinco feições morfológicas principais nas zonas de confluência,
em diferentes níveis de grandeza, desde canais pequenos até em rios de
grande porte, são eles: zona de escavação (scour hole); barras de
tributários (tributary-mouth bars); barras pós-confluência (Mid-channel
bars); barras laterais (bank-attached lateral bars) e zona de sedimentação
no canal principal anterior a confluência.
Na morfologia da zona de confluência dos rios Cuiabá e Paraguai (Fig. 2)
foram detectadas quatro das cinco feições descritas por Best e Rhoads
(2008), com exceção das barras pós-confluência que são mais comuns em
confluências simétricas (Y). Mosley (1976) apresentou uma série de
experimentos em laboratório sobre as zonas de escavação e concluiu que a
profundidade tem razão direta com o ângulo de junção dos canais, no entanto
se estabiliza a partir de 100º. No caso dos rios Cuiabá e Paraguai que
possuem uma junção com angulação de aproximadamente 160º essa morfologia
apresentou uma grande importância dentro da zona de confluência. Bryan e
Kuhn (2002) acrescentam que quanto mais assimétrica a junção dos canais,
mais complexo se torna a estrutura da zona de escavação, devido a conturbada
hidrodinâmica de competição de fluxos.
Outra morfologia encontrada foi a formação de barra na foz do rio Cuiabá.
Essa morfologia é reportada, conforme Best e Rhoads (2008), por diversos
trabalhos que tratam dos processos sedimentares em zonas de confluência.
Essas barras são responsáveis pela formação de fáceis de avalanche que se
formam em direção à zona de escavação. O crescimento ou erosão dessas barras
está condicionada aos pulsos de inundação que os canais recebem. Na data de
coleta dos dados, o rio Cuiabá apresentou uma vazão média de 434,061 m³/s, o
canal do rio Paraguai antes da confluência apresentou 341,856 m³/s, ou seja,
uma vazão de quase 100 m3/s a mais que o canal principal, o que pode estar
promovendo a erosão da barra presente na foz do rio Cuiabá no período de
vazante. A maior concentração de vazão do rio tributário é explicada pelo
fato do rio Cuiabá receber o pulso de inundação antes ao rio Paraguai, fato
confirmado em conversa com os ribeiros.
A presença de zona de estagnação e sedimentação, com formação de barras
laterais, é reportada na margem esquerda do rio Paraguai a jusante da
confluência. Essas barras apresentam tamanhos consideráveis que permitem o
estabelecimento de vegetação durante a época de vazante. Best (1988) atribui
a formação dessas barras à separação de fluxo a jusante da confluência. No
entanto, no caso do rio Cuiabá e Paraguai a formação dessas barras está
condicionada a zona de desaceleração e fluxo reverso, como descrito por Best
e Rhoads (2008), permitindo a sedimentação de sedimentos finos associado a
material de granulometria maior em eventos de cheia.
O rio Paraguai também apresenta uma zona de estagnação anterior a
confluência (Fig. 3), evidenciada no transecto A-A’. Nessa área há a
sedimentação de finos com 40% do material de fundo composto por
silte/argila. Já após a confluência o rio Paraguai apresenta uma redução
nessa porcentagem para cerca de apenas 3% (Fig. 4).
Embora o rio Cuiabá apresente um canal mais estreito, o mesmo possui maior
potencial hidráulico durante a vazante, o que contribui para a diminuição do
fluxo do rio Paraguai anterior a confluência, permitindo a sedimentação de
finos. Da mesma forma, o elevado ângulo de junção (160º) contribui para tal
fenômeno. Após a confluência o canal do rio Paraguai torna-se mais estreito
e profundo, na zona de escavação alçando profundidade de até 14 m, com vazão
média de 832,499 m³/s.
Imagem de Satélite Landsat 8, composição R6G5B4, setembro de 2015.
No círculo está a zona de estagnação que ocorre logo após a confluência, responsável pela formação de barras laterais.
velocidade de fluxo e morfologia do canal nos pontos analisados.
Considerações Finais
A zona de confluência dos rios Cuiabá e Paraguai apresentam um potencial muito grande para os estudos de hidromorfodinâmicos, devido as suas características peculiares, como o alto ângulo de junção (aprox. 160º) e pelo fato de estar localizada em uma bacia sedimentar ativa e extremamente dinâmica. Os resultados aqui apresentados e discutidos estão em consonância com os demais trabalhos que se dedicam ao estudo das zonas de confluência. No entanto, com o trabalho de campo do período de cheia será possível estabelecer se haverá mudanças nas morfologias e na hidrodinâmica da área.
Agradecimentos
O primeiro autor agradece à CAPES pela concessão da bolsa de doutorado. Os autores agradecem ao financiamento do CNPq (Processo 443437/2014-9 e 447402/2014-5), a FUNDECT (0133/12 – SIAFEM: 020839), a UFMS - CPAN pelo o apoio para a realização de nossas pesquisas, ao CNPq pela Bolsa PQ2 a AS (312386/2014-1), à Edward Lo, Hudson Azevedo Macedo e Josemir Antunes pela ajuda no trabalho de campo, ao Laboratório de Sedimentologia da Unespar/Fecilcam e à ECOA – Ecologia e Ação pelo alojamento em campo.
Referências
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