Aplicação do Índice RDE (Relação Declividade x Extensão) e Perfil Longitudinal do Ribeirão da Mata, Serra da Canastra - MG

Autores

Araújo, M.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA) ; Rodrigues, S.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA)

Resumo

O trabalho em questão trata-se da aplicação do índice RDE (Relação Declividade x Extensão), cuja finalidade é mesurar a capacidade erosiva e deposicional dos canais, na região da Serra de Canastra-MG, mais especificamente na Bacia do Ribeirão da Mata. Para tal, usou-se de técnicas de geoprocessamento, sensoriamento remoto. Essas técnicas nos auxiliam no cálculo do índice de RDE através da ferramenta “Field Calculator” usando formulas especificas para esta análise. Além de auxiliarem nos cálculos as técnicas em questão também nos ajudam na espacialização dos fatores relacionados à caracterização física da área, como geologia e geomorfologia.. Partindo desta correlação foi possível averiguar que o índice RDE está diretamente relacionado com regiões de contatos litológicos, contatos da rede de drenagem e controles estruturais como falhas, lineamento e escarpamentos, regiões de cabeceiras, regiões fortemente dobradas, dentre outros.

Palavras chaves

Geomorfologia; Serra da Canastra; Morfometria

Introdução

O trabalho em questão teve como objetivo a aplicação de Índices Morfométricos, mais especificamente o Índice RDE, na Bacia do Ribeirão da Mata, região da Serra da Canastra, a fim de compreender o comportamento deste canal, e consequentemente aprimorar os conhecimentos aos processos e formas que envolvem a Serra da Canastra e entorno. A justificativa deste trabalho se dá a partir do momento em que diversos são os estudos que recorrem aos canais fluviais para compreender a dinâmica geomorfológica de determinada área, (HORTON, 1945; STRAHLER, 1952; HACK, 1973; MAYER, 1992), sendo este o objetivo desta pesquisa. Ressalta-se também a importância do desenvolvimento deste trabalho uma vez que na região da Serra da Canastra, existe um déficit de trabalhos na temática geomorfológica, prejudicando não só a questão científica mais também o que se refere ao planejamento ambiental e urbano destes locais. A priori, a pesquisa parte do reconhecimento da área por meio de trabalhos de campos realizados na Serra da Canastra e entorno. Em sequência foram feitas pesquisas sobre a base de dados existente para a área, visto que as análises seriam efetuadas em ambiente SIG. Sendo assim optou-se por trabalhar com a base de dados do IBGE, cartas topográficas na escala de 1:50000, vetorizadas por meio em ambiente AutoCad e posteriormente convertidas e georreferenciadas para manuseio em ambiente ArcGis 10.2. A partir desta base foi possível gerar um MDT-HC (Modelo Digital do Terreno Hidrologicamente Consistido) em formado “raster”, e posteriormente os cálculos relacionados à aplicação do RDE. A escolha desta bacia para tal análise se deu principalmente pelo seu contexto litológico, onde é possível correlacionar as rupturas relacionadas ás falhas e escarpas e também mudança litológica com os valore obtidos pelo RDE e especializados no Perfil Longitudinal. Para autores como Hack (1973), Etchebehere (2000), Cristofoletti (1980), dentre outros, a lógica relacionada a este índice é basicamente a relação da declividade com a extensão, desta forma os valores maiores obtidos por ele nos indicam fatores relacionados à neotectônica, mudanças litológicas, rupturas abruptas, tributários de grande vazão que por ventura desembocam em tributários menores. Já se sabe, por excursões feitas anteriormente ao Ribeirão da Mata, que se trata de um canal que abrange a maioria destas condições, pois possui em seu curso uma das cachoeiras de maior queda encontrada na Serra da Canastra, e também que por levantamento geológico realizado pela CODEMIG (2013), a bacia pertence a dois contextos litológicos diferentes, repletos de falhas em toda sua extensão. Logo, torna-se o local ideal para averiguação deste índice, bem como um teste a escala apropriada para o seu calculo em ambiente SIG. Nesta perspectiva, o trabalho em questão tem como área de estudo a bacia do Ribeirão da Mata, canal este que é afluente do Rio Santo Antônio, o qual compõe parte expressiva dos canais da Bacia do Rio Samburá, um dos afluentes do Rio São Francisco. Suas nascentes em maioria estão localizadas no topo da Serra da Canastra (Chapadão do Diamante), desta forma as mesmas são compostas por um contexto litológico de quartzitos micáceos classificados pela CODEMIG (2013) como Membro Hidroelétrica da Batalha, Formação Chapado dos Pilões, Grupo Canastra. Estas rochas são de origem metamórfica datadas do Proterozóico. Sua foz já possui um contexto litológico diferente, ao longo do seu curso o canal passa por diversas rupturas devido ao contexto de falha, chegando até a escarpa norte da Serra da Canastra onde forma a cachoeira dos Rolinhos. Neste momento então o rio que corria por rochas quartziticas passa a correr por rochas sedimentares compostas principalmente por siltitos e arenitos finos, pertencentes ao Subgrupo Paraopeba, Supergrupo São Francisco. De forma que em resumo, é uma área mais estável pois esta sobreposta ao Cráton do São Francisco que foi recoberto pela Bacia Sedimentar do São Francisco.

Material e métodos

De acordo com Etchebehere et al. (2006), a esculturação dos vales seria resultado do conjunto das ações da gravidade e os cursos d’água, de forma que os mesmos representem o principal agente modelador do relevo. Desta forma, ao ajustar-se rapidamente a quaisquer deformações da crosta, os elementos de drenagem auxiliam o estudo de movimentos neotectônicos e configuram um excelente instrumento para análises dos parâmetros morfométricos. Considerando a importância dos estudos morfométricos, foi aplicado na Bacia do Ribeirão da Mata, o índice de Relação Declividade-Extensão idealizado por Hack (1973), que contribui como elemento prático na determinação das anomalias na concavidade natural do perfil longitudinal de um rio, possibilitando, a comparação das alterações ao longo de um determinado segmento fluvial. Para a confecção deste índice foram utilizadas bases topográficas do IBGE na escala 1:50000 vetorizadas e manipuladas em ambiente ArcGis 10.2. Destas cartas foram extraídas rede de drenagem, pontos cotados, e curvas de nível. Acredita-se que este três fatores nos contam muito sobre o relevo, nos proporcionado o contorno mais próximo possível da realidade. A partir destes atributos foi confeccionado um MDT-HC em formato raster semelhante a uma imagem SRTM, com valores altimétricos, mas que nos permite uma visão melhor dos vales e dos topos devido à interpolação com a rede de drenagem e pontos cotados. De acordo com Etchebehere (2000) as anomalias de drenagem podem ser encontradas através da relação RDEtotal/ RDE trecho. De forma que o RDEtotal são os valores correlacionados entre declividade e extensão do canal de sua nascente a foz, e o RDEtrecho são os valores subdivididos ao longo do curso. Sequencialmente deu-se inicio aos cálculos do RDE. Dada a formula referente ao RDEtotal = ∆h/ Logaritmo Natural de L, proposta por Hack (1973), onde ∆h seria a diferença altimetrica da nascente e da foz (declividade), e Log(L) seria o logaritmo natural da extensão do canal (L). O próximo passou consistiu nos cálculos do RDE por trecho (RDEtrecho), onde é necessário segmentar o canal utilizando os intervalos das curvas de nível (ferramenta “ Feature Line”. A formula proposta por Etchebehere (2000) para o calculo do RDEtrecho = ∆h/∆l * L, onde ∆h é a diferença altimetrica entre as extremidades dos segmentos, ∆l seria a projeção horizontal em linha reta entre as extremidades do segmento, e L o comprimento total do curso da monte do curso ao final do seguimento. Para o calculo de ∆h usou-se os mesmo passos do RDEtotal. Para o calculo de ∆l, optou-se por fazer uma transformação do shape do canal em um shape de pontos, no entanto os pontos demostrariam apenas o começo e o final de cada segmento, (ferramenta “feature vértices to point, opção both ends) em sequencia criou-se uma linha reta entre esses pontos, ou seja tem- se o ponto inicial do segmento, o ponto final do mesmo segmento e por fim a linha reta entre eles que nos indicará sua distancia, (ferramenta “points to line”, posteriormente com o shape criado usou-se “Calculte Geometry” para coluna extensão das linhas). Para o calculo de L, mediu-se as distancias da montante ao ponto final do seguimento analisado. Por fim, para o calculo das anomalias, utilizou-se a ferramenta “Fiel Calculator” correlacionado os valores de RDEtrecho e RDEtotal na equação Anomalias = RDEtrecho/RDEtotal. Estes valores posteriormente foram relacionados com o contexto geológico da bacia.

Resultado e discussão

Dado todos os procedimentos para elaboração do RDE em ambiente SIG, iniciou-se a etapa de analises dos valores, em especial os altos valores obtidos pela correlação do RDEtrecho/RDEtotal. Estas análises partiram do contexto litológico presente na bacia e também no contexto de formação da Serra da Canastra em âmbito regional e formação da faixa de dobramento Brasília e Bacia Sedimentar do São Francisco em âmbito geral. Na figura 1, podemos observar os resultados da correlação entre RDEtrecho / RDEtotal, de forma que os valores maiores, segundo Etchebehere (2000), indicam as áreas do canal que estão em desequilíbrio mostrando que o canal passou por alguma perturbação nestes pontos em específico. Estas perturbações podem estar relacionadas a movimentação no terreno, atividades neotectônicas, dentre outros. Observando atentamente ao mapa é possível notar níveis mais altos de RDE à medida que se aproxima a jusante. Este fato se dá, pois, de acordo com o contexto litológico a jusante deste canal há uma mudança na litologia da área passando de quartzitos micáceos do Grupo Canastra, para siltitos e arenitos do Grupo Bambuí. Nestes pontos exatamente é onde podemos encontrar a área limítrofe da Faixa de dobramentos Brasília com as bordas do Cráton do São Francisco. Essa mudança litológica faz com que o rio tenha que se adequar as novas condições de base para que o mesmo retorne ao seu estado de equilíbrio. Outro fator a se relacionar nesta área em específico é o forte controle estrutural em que se encontra o canal. Como se pode observar na figura 2, por se tratar de uma faixa de dobramentos, as adequações em que as rochas precisaram se submeter no pretérito fez com que as mesmas passassem por processos de quebras, deixando essas cicatrizes na paisagem, denominadas falhas, lineamentos e escarpas no caso da Serra da Canastra. Ainda sobre essa relação entre RDE e Geologia, foi gerado um perfil longitudinal. Os perfis longitudinais apresentam a relação da altimetria e a extensão do canal no qual podemos inserir a linha de tendência, ou linha de equilíbrio do canal, e também os valores anômalos, espacializados em forma de gráficos, como observado na figura 3. Neste gráfico observamos os valores maiores coincidindo com o trecho de maior declividade do canal, estas áreas correspondem como descrito anteriormente a uma serie de fatores geológicos que contribuem para este cenário, além de tratar-se de uma das quedas d’água de maior porte encontradas na região. Ainda sobre os canais fluviais como reflexo da base geológica e do forte controle estrututural, podemos afirmar que em um olhar mais amplo os canais localidados NE estão associados aos processos tectônicos de dobramentos e entalhamento dos mesmos, estes processos resultam em um relevo caracterizado por escarpamentos, dobramentos, falhamentos, relevos dissecados, os quais estão associados por sua vez aos processos tectônicos e erosivos do proterozóico médio e superior, caracterizando também em uma geologia marcada pela presença dos quartzitos. O setor voltado a SW da Serra da Canastra, ou seja, a borda SW, apresenta uma feição escarpada com paredões rochosos, depósitos de talus alinhados paralelamente de SE/NW, acompanhando a borda de uma sinclinal. As bordas da serra neste setor apresentam altitudes que variam de 960 a 1370 metros. A rede de drenagem é composta por dois rios principais que drenam as partes superiores da serra, os rios São Francisco e Santo Antônio. Outros pequenos canais drenam diretamente a escarpa e a afluem, já na parte baixa, a rede de drenagem dos dois rios citados anteriormente. Em função da conjunção entre rede de drenagem e estruturação litológica os canais drenam em sentido anti dip ou seja, correm em sentido contrário ao mergulho das camadas. O setor NE da Serra da Canastra, ou seja, sua borda voltada para NE, apresenta um relevo também controlado por estruturas direcionadas por uma borda de sinclinal. A rede de drenagem da porção superior da serra drena e, direção a esta borda, com drenagem correndo em sentido dip, ou seja, no mesmo sentido do mergulho das camadas, gerando um grande conjunto de canais que pertencem a bacia dos rio Samburá e Santo Antônio, conformando quedas que formam sistemas de saltos com vários escalonamentos e com posicionamento topográfico inferior a boda SW, com valores entre 911 e 1265 metros, identificando um possível nível de basculamento entre setores SW e NE. A borda SE, que conforma a porção terminal da Serra da Canastra em sua porção mais a leste, conforma um grande setor de formato semi-circular pelos rios que drenam em direção E, em especial o rio do Peixe e afluentes menos do rio São Francisco. Estes canais estão alinhados as principais direções estruturais da serra, ou seja, os canais drenam em sentido SE e conformam quedas fortemente escalonadas.

Fonte: ARAÚJO, M.S. 2015


Fonte: ARAÚJO, M.S 2015


Fonte: ARAÚJO, M.S. 2015


Fonte: ARAÚJO, M.S. 2015

Considerações Finais

Desta forma conclui-se que é possível desenvolver os cálculos relacionados ao RDE em ambiente SIG numa escala de 1:50000, uma vez que foi possível demostrar a lógica do raciocínio de Hack (1973) e a mesma demostrou-se plenamente coerente com a realidade do canal analisado. As técnicas aqui aplicadas auxiliaram tanto no entendimento do Ribeirão da Mata, suas dinâmicas e seus determinantes, quando na ampliação do conhecimento relacionado às analises morfométricas que auxiliam nas pesquisas geomorfológicas. A base cartográfica disponibilizada tipo vetor pelo IBGE também foi de uso satisfatório para as análises e questão, superando resultados encontrados em trabalhos realizados em imagens SRTM. Foi possível realizar todas as etapas apenas com este material, e como exposto aqui os resultados obtidos foram coerentes tanto com a teoria do Índice de Hack, quanto com a realidade encontra em campo.

Agradecimentos

Agradecimentos a CAPES pela bolsa de mestrado, CNPQ pelo apoio ao desenvolvimento do projeto 404648/2012-6 , agradecimentos a FAPEMIG pelo financiamento ao simpósio.

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