CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA BACIA DO RIO PIRIZAL – LITORAL DO PARANÁ

Autores

Silva, P.H.M. (UEL) ; Salton, F.G. (UEL) ; Lohmann, M. (UEL)

Resumo

Estudos relacionados a bacias hidrográficas são de grande relevância na compreensão dos processos geomorfológicos, por exemplo, na esculturação do relevo. O presente trabalho tem como objetivo analisar os parâmetros morfométricos e compreender a relação entre a hidrografia e o relevo da bacia hidrográfica do rio Pirizal, localizada no litoral paranaense. Foram realizados cálculos morfométricos a fim de analisar aspectos hierárquico, linear, areal e hipsométrico da bacia. Essa é uma bacia de 5ª ordem, possui uma drenagem dentrítica, com declividade acentuada e uma grande amplitude altimérica, devido a sua localização na Serra do Mar.

Palavras chaves

Bacia hidrográfica; Morfometria; Rio Pirizal

Introdução

Bacias hidrográficas são definidas basicamente como uma área responsável pela drenagem da água das chuvas e sedimentos através de canais. Elas são delimitadas pelos pontos mais altos do relevo e possuem tamanhos diversificados. Christofoletti (1974) define bacia de drenagem como área drenada por um determinado rio ou por um sistema fluvial. Segundo Guerra; Silva; Botelho (1999) a bacia hidrográfica é uma unidade ideal de análise da superfície terrestre, na qual é possível reconhecer e estudar as inter-relações existentes entre os diferentes elementos da paisagem e os processos que atuam em sua esculturação, sendo assim, a melhor unidade de planejamento de uso de terras. Estudos sobre drenagens fluviais são de grande significância para a Geomorfologia. Para Christofoletti (1974) a análise da rede hidrográfica pode levar à compreensão e ao esclarecimento de diversas questões geomorfológicas, pois os cursos de água constituem processo morfogenético dos mais ativos na esculturação da paisagem terrestre. Tais estudos incluem a análise morfométrica de bacias hidrográficas, uma vez que a morfometria engloba inúmeros parâmetros que possibilitam uma maior caracterização da bacia. Alguns desses parâmetros são utilizados para avaliar a susceptibilidade de ocorrência de eventos ligados à deterioração ambiental e isso viabiliza uma orientação do uso mais racional de determinada bacia. Quando se trata da investigação das formas de relevo, segundo Stipp; Campos; Caviglione (2000), há uma necessidade de se verificar as interações entre os processos físicos sob a ótica quantitativa por meio do método de análise morfométrica. Pois os valores numéricos permitem a compreensão das morfoestruturas do relevo, sendo essenciais no entendimento dos processos geomorfológicos e hidrológicos que ocorrem nas bacias hidrográficas ao longo do tempo. O presente trabalho tem por objetivo principal analisar os parâmetros morfométricos da bacia hidrográfica do rio Pirizal, localizada na região fisiográfica do litoral do estado do Paraná, além de compreender a relação entre a hidrografia e o relevo.

Material e métodos

Os cálculos morfométricos foram feitos com base na Carta Topográfica de Pedra Branca do Araraquara (SG-22-X-D-V-3-SO), na escala 1:25.000, elaborada pela Diretoria de Serviço Geográfico no ano de 2002. Para auxiliar na integração dos dados utilizou-se o Software ArcGis 10.Adotou-se como metodologia as propostas apresentadas por Strahler (1957) e Christofolleti (1974) as quais utilizam a abordagem morfométrica.Foram analisados os aspectos hierárquico, linear, areal e hipsométrico da bacia hidrográfica do rio Pirizal. As fórmulas utilizadas para o cálculo dos parâmetros morfométricos foram: Comprimento médio dos canais: utilizado para se obter o comprimento médio dos canais de cada ordem. Cmc = Cm/Nm Onde,Cmc = comprimento médio dos canais;Cm = comprimento dos canais de cada ordem;Nm = número de canais de cada ordem. Relação de bifurcação: é a relação entre o número total de segmentos de uma certa ordem e o número total dos de ordem imediatamente superior. Rb = Nu/Nu+1 Onde,Rb = relação de bifurcação;Nu = número de rios de determinada ordem; Nu+1 = número de rios da ordem imediatamente superior. Gradiente do canal principal: é a relação entre a amplitude topográfica do canal principal e o comprimento do mesmo, indicando a declividade do canal. Gcp = Acp/Ccp.1000 Onde,Gcp = gradiente do canal principal;Acp = amplitude altimétrica do canal principal;Ccp = o comprimento do canal principal. Área da bacia: é toda área drenada pelo conjunto do sistema fluvial, projetada em plano horizontal. Perímetro da bacia: é a medida do contorno da bacia hidrográfica. Índice de compacidade: depende apenas da forma da bacia e resulta da razão entre o perímetro e a área da mesma. Kc = P/2√ π.A Onde,Kc = índice de compacidade;P = perímetro;A = área. Densidade hidrográfica: é a relação existente entre o número de rios ou cursos de água e a área da bacia hidrográfica. Dh = N/A Onde,Dh = densidade hidrográfica;N = número total de canais;A = área da bacia. Densidade de drenagem: correlaciona o comprimento total dos canais de escoamento com a área da bacia hidrográfica. Dd = N/A Onde, Dd = densidade de drenagem;N = soma total dos comprimentos dos canais;A = área da bacia. Coeficiente de manutenção: fornece a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento. Cm = 1/Dd.1000 Onde, Cm = coeficiente de manutenção;Dd = densidade de drenagem. Amplitude altimétrica: é a diferença entre a maior e menor altitude da bacia. Relação de relevo da bacia: é a relação entre a amplitude altimétrica máxima e a maior extensão da bacia analisada, medida paralelamente a principal linha de drenagem. Rr = Hm/Lb Onde,Rr = relação de relevo;Hm = amplitude altimétrica;Lb= comprimento do eixo da bacia. De posse dos parâmetros calculados, foram elaboradas as análises e interpretações que constituem os resultados da pesquisa.

Resultado e discussão

A bacia do rio Pirizal (Figura 1) apresenta um padrão de drenagem que pode ser caracterizada como do tipo dentrítico. Segundo Chistofoletti (1974) este tipo de drenagem também pode ser chamado de arborescente, devido ao seu desenvolvimento, que se assemelha à configuração de uma árvore. Da mesma maneira que os ramos de uma árvore, os tributários se distribuem em todas as direções e se unem formando ângulos agudos de graduações variadas, sem chegar nunca ao ângulo reto. A existência de ângulos retos, no padrão dendrítico, constituem anomalias ligadas, em geral, aos fenômenos tectônicos. Os resultados numéricos obtidos para a bacia em análise estão apresentados nas Tabelas 1 e 2. A bacia do rio Pirizal, com uma área de 22,42 Km², possui um sistema de drenagem que pode ser classificado, segundo a hierarquia de Strahler, como de quinta ordem, indicando um sistema bastante ramificado. No que se refere à forma da bacia, pode-se afirmar que esta apresenta uma forma mais alongada. Isso se deve ao fato de o índice de compacidade ser superior a 1, pois quanto maior a irregularidade da bacia maior será o coeficiente. Uma bacia com coeficiente de compacidade igual à unidade ou muito próximo dela, apresenta maior possibilidade de ocorrência de cheias (VILLELA; MATTOS, 1975). Como o valor obtido para o rio em análise foi de 1,39 pode-se afirmar que, em condições normais de precipitação, ele é pouco suscetível a enchentes. Para o conhecimento do potencial de escoamento superficial da bacia e de seus setores, deve-se levar em conta a densidade de drenagem desse sistema. Os valores obtidos podem colaborar para o manejo da bacia hidrográfica. O rio Pirizal possui uma densidade de drenagem de 3,51 km/km², indicando que essa bacia é bem drenada. Segundo Chistofoletti (1974), as melhores condições de escoamento superficial estão ligadas às rochas onde a infiltração encontra maior dificuldade de acontecer. Inversamente à densidade de drenagem tem-se o coeficiente de manutenção que, segundo Schumm (1956 apud CHISTOFOLETTI, 1974), é um dos valores numéricos mais importantes para a caracterização de um sistema de drenagem, pois tem uma ligação com os canais de primeira ordem, que são os fornecedores da água que mantém o canal principal. Para o rio Pirizal o valor obtido foi de 284,89 m²/m. Relacionando com a densidade de drenagem é possível afirmar que o rio possui uma boa capacidade de manutenção de um metro de canal fluvial. Além da bacia do rio Pirizal ser bem drenada, ela apresenta uma alta capacidade de gerar novos cursos d’água. Essa afirmação é possível a partir da análise dos resultados do cálculo da densidade hidrográfica, que para a bacia é de 6,28 canais/km². A amplitude altimétrica da bacia em estudo é de 1.366 m. Esta altitude influencia na quantidade de radiação que a bacia recebe o que está diretamente ligado à evapotranspiração, temperatura e precipitação. Conforme se aumenta a altitude da bacia, diminui-se a quantidade de energia solar que o ambiente recebe, sendo assim, a energia disponível para a realização dos fenômenos citados será menor (CASTRO; LOPES, 2001). Além do balanço de energia, a temperatura também varia em função da altitude, sendo assim, altas variações na altitude ocasionam grandes diferenças na temperatura, ocasionando também variações na evapotranspiração. Ainda de acordo com Castro e Lopes (2001), em altitudes elevadas a temperatura é baixa e somente uma pequena quantidade de energia é utilizada para evaporar a água. Enquanto que nas altitudes baixas, praticamente toda a energia absorvida é usada no processo de evaporação. A partir dos dados da amplitude altimétrica e do comprimento do canal principal é possível identificar qual a relação de relevo da bacia em questão. Esta variável permite analisar a velocidade de escoamento superficial da água, pois representa a dinâmica topográfica da área. O valor da relação de relevo para o rio Pirizal foi de 0,13, indicando um relevo com declividades acentuadas (acima de 45%), além de ilustrar ser uma bacia característica de relevo montanhoso, reflexo de sua localização na Serra do Mar. Ainda com base nesses dados, infere-se que a presente bacia possui um escoamento rápido, justamente em função das características de relevo com declividades acentuadas. Ainda sobre a declividade da bacia, com o resultado do gradiente do canal principal de 140,24, pode-se afirmar que a mesma possui uma declividade acentuada e grande amplitude altimétrica. A Figura 2A ilustra o perfil longitudinal do rio que confirma as características da bacia apresentar grande amplitude altimétrica, corroborando ser de área com relevo montanhoso. Analisando o perfil longitudinal (Figura 2A) nota-se que o rio Pirizal possui um caimento em torno de 300m da nascente até aproximadamente 5,5 km da mesma. Após esse trecho, o rio possui um caimento brusco de aproximadamente 700 m em apenas 2 km, ilustrando a grande inclinação do terreno, típico de áreas com relevo acidentado. Em relação ao perfil topográfico (Figura 2B) é interessante notar que a maioria dos vales da bacia ocorre em forma de V ou VU. Isto se deve a grande inclinação da bacia, principalmente no terço superior e médio, o que proporciona à área uma vazão rápida, possuindo alto potencial erosivo. Este fato indica que quando da ocorrência de chuvas intensas na cabeceira da bacia, há grande probabilidade de ocorrerem enxurradas rápidas ou cheias relâmpagos, também conhecidas popularmente por “cabeça d’água”.

Figura 1 – Localização da bacia hidrográfica do rio Pirizal, PR.


Figura 2 – Perfil longitudinal (A) e exemplo de perfil topográfico (B) do rio Pirizal.


Tabela 1 – Morfometria da Bacia do Rio Pirizal, PR. Tabela 2 – Morfometria da Bacia do Rio Pirizal, PR.

Considerações Finais

Estudos morfométricos de bacias hidrográficas ampliam o conhecimento sobre determinadas áreas, além de fornecer dados numéricos capazes de auxiliar em estudos ambientais e planejamento territorial. Esses estudos também são base para a geomorfologia fluvial, pois contribuem na análise de processos ligados a hidrologia que atuam como modeladores do relevo. A bacia hidrográfica do rio Pirizal possui uma área de 22,42 Km², apresenta um padrão de drenagem dentrítico e uma hierarquia fluvial de 5ª ordem. Com relação às características do relevo, pode-se concluir que a mesma possui declividade acentuada, grande amplitude altimétrica, além de valores elevados de relação de relevo e do gradiente do canal. Esses resultados são típicos de bacias localizadas em regiões montanhosas, como as da Serra do Mar. Além de contribuir quantitativamente, fornecendo informações fundamentais para possíveis estudos mais detalhados, as análises morfométricas contribuem para o entendimento de forma integrada das dinâmicas hidrogeomorfológicas de uma bacia.

Agradecimentos

Referências

CASTRO, P.; LOPES, J. D. S. Recuperação e conservação de nascentes. Viçosa, MG: CPT, 2001.

CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia. São Paulo: Edgard Blücher, 1974.

GUERRA, A. J. T.; SILVA, A. S da; BOTELHO, R. G. M. Erosão e conservação dos solos: conceitos, temas e aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1999.

SCHUMM, S. A. Evolution of drainage, systems and slopes in badlands of Perth Amboy. New Jersey: Geol. Soc. America Bulletin, 1956, v.67, p.597-646.

STIPP, N. A. F.; CAMPOS, R. A.; CAVIGLIONE, J. H. Análise morfométrica da bacia hidrográfica do rio Taquara - uma contribuição para o estudo das ciências ambientais. Portal da Cartografia, v. 3, n. 1, p. 105 –124, 2010.

STRAHLER, A. N. Quantitative analysis of watershed geomorphology. In: Transaction of the American Geophysical Union. v. 38. n. 6, 1957.

VILLELA, S. M. & MATTOS, A. Hidrologia Aplicada. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1975.