Autores

Macedo, S.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC)

Resumo

Esta pesquisa objetivou realizar uma análise hipsométrica e do uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica do rio Gandu, Bahia, utilizando técnicas de Geoprocessamento. Para alcançar os objetivos, foram utilizadas dados SRTM e Landsat 8, e o software ArcGis 10.2.2. Os resultados da análise hipsométrica revelam que a lenta concentração das águas da chuva no rio Gandu elimina a possibilidade de transbordamento no local de abrangência da bacia estudada, já a análise das mudanças do uso e ocupação da solo revelou que, dentro de alguns anos, a bacia hidrográfica do rio Gandu não proporcionará água com qualidade e volume necessários para o abastecimento da comunidade Ganduense.

Palavras chaves

SIG; Sensoriamento Remoto; Geoprocessamento

Introdução

No Brasil, a Lei Federal nº 9.433/97 estabelece a Bacia Hidrográfica (BH) como unidade territorial para aplicação da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH). Estas unidades básicas facilitam a aplicação dos instrumentos da PNRH, por exemplo: enquadramento dos corpos d’água, outorga e cobrança pelo uso de recursos hídricos. Do ponto de vista ambiental, uma Bacia Hidrográfica é relevante por ser compreendida como um sistema natural, constituído por uma área de captação e drenagem das águas precipitadas e por uma rede de canais articulados de escoamento superficial concentrado (SPANGHERO; MELIANI; MENDES, 2015, p. 102). O conceito de BH envolve explicitamente o conjunto de terras drenadas por um corpo de água principal e seus afluentes (PIRES, 2005, p. 59). Araújo et al. (2009) evidencia que a delimitação de uma bacia hidrográfica é um dos primeiros e mais comuns dos processos realizados em estudos hidrológicos ou ambientais. “A partir da localização da foz do rio principal, é possível identificar a rede hidrográfica e os interflúvios mais elevados que circundam os cursos d’água da bacia, chamados em conjunto de “divisor de águas” (SPANGHERO; MELIANI; MENDES, 2015, p. 102). Os estudos relacionados com as drenagens fluviais sempre possuíram função relevante na Geomorfologia e a análise da rede hidrográfica pode levar à compreensão e à elucidação de numerosas questões geomorfológicas, pois os cursos de água constituem processo morfogenético dos mais ativos na esculturação da paisagem terrestre (ALCÂNTARA; AMORIN, 2005, p. 70). Para entender a dinâmica da bacia hidrográfica, foi realizado um estudo hipsometrico considerando diversos parâmetros, como por exemplo, coeficiente de massividade, coeficiente orográfico, amplitude altimétrica, relação de relevo índice de rugosidade. Esses parâmetros podem ser estimados, a partir de um MDE (modelo digital de elevação). A análise morfométrica e a delimitação da bacia foram possíveis com uso das técnicas de Geoprocessamento, uma tecnologia que possui um conjunto de procedimentos de entrada, manipulação, armazenamento e análise de dados espacialmente referenciados (TEIXEIRA et al., 1997), e Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s), que na concepção de Johnson (2009) oferece um leque de funções que auxiliam na análise, com uso de características espaciais. Atualmente, diante de toda evolução tecnológica, o SIG é definido como um “Sistema de computadores e periféricos, programas, dados, pessoas, organizações e instituições com o propósito de coletar, armazenar, analisar e disseminar informações sobre áreas da terra” (CHISMAN, 1997, p. 5). “Um elemento importante no ambiente de sistema de informação geográfica é o recurso humano, responsável po definir projetos, implementar, usar e prestar assistência ao SIG” (MIRANDA, 2015, p. 38). Além da caracterização morfométrica foi realizado um estudo de uso e ocupação a fim de explicar problemas ambientais ocasionados pela ação humana. As principais causas de impactos ambientais em uma bacia hidrográfica estão relacionadas às interferências antrópicas no meio, tal como o lançamento de efluentes domésticos e industriais, ocupação irregular, supressão vegetal e outras ações antrópicas que venham a modificar a cobertura vegetal, principalmente nas áreas de preservação permanente (APP), ao longo dos cursos d’água” (SPANHERO; MOREAU; MACEDO, 2017, p.135). Para Mota (1981), a atuação do homem no meio ambiente deve ser planejada e adequada de modo que a degradação do ambiente físico seja ínfima. O presente estudo objetivou realizar uma análise hipsométrica e do uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do rio Gandu, com a identificação das suas características físicas e dinâmica.

Material e métodos

1° Delimitação da Bacia Hidrográfica Para delimitação da bacia hidrográfica do rio Gandu, utilizou-se uma imagem SRTM – Shuttle Radar Topography Mission do projeto internacional liderado pela National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) e pela NASA, com resolução espacial de 30 m e o sofware ArcGIS 10.2.2, licenciado pelo LabGeo/UESC, visto que nele foram confeccionados e manipulados os mapas. Com o uso da ferramenta ArcHydro, realizou-se os seguintes comandos: • Fill: preencher a superfície do raster eliminando pequenas imperfeições; • Flow Direction: avaliação de direção de fluxo; • Flow Acumulation: cálculo do fluxo acumulado; • Watershed: delimitação da bacia; • Raster to Features: transformação para polígono. 2° Análise hipsométrica Para análise hipsométrica da bacia hidrográfica foram considerados os seguintes parâmetros: Coeficiente de massividade; coeficiente de orográfico; Amplitude altimétrica; Relação de relevo;Índice de rugosidade. Coeficiente de massividade: em que H̅: altura média do relevo (m); A: área de drenagem (m2): tga’ = H̅/A (1) Coeficiente de Orográfico: em que Co: coeficiente orográfico; H̅: altura média do relevo (m); tga’: coeficiente de massividade: Co = H̅ * tga’ (2) Amplitude altimétrica: em que Hm: altimetria; P1: ponto mais alto (m) P2: ponto mais baixo (m): Hm = P1 - P2 (3) Relação de relevo: em que Rr: relação de relevo); Hm: amplitude topográfica máxima (m) Lh: cumprimento da bacia (m): Rr = Hm/Lh (4) Índice de rugosidade: em que Ir: índice de rugosidade; H: amplitude altimétrica; Dd: densidade de drenagem: Ir = H * Dd (5) 3° Mapeamento de uso e ocupação do solo Para a realização do estudo, utilizou-se imagens do satélite Landsat 8, Operational Land Imager (OLI) and Thermal Infrared Sensor (TIRS), resolução espacial 30 metros, dos períodos de 2014 a 2016. O motivo dessa escolha se deu pela disponibilidade gratuita do Instituto Nacional de Pesquisas Espacial (INPE), além da resolução adequada para o tipo de estudo. Para KHORRAM et al. (1998), o uso de imagens de 30 metros de resolução espacial, na revelação de mudanças, contribui para diminuição de erro quadrático médio, que pode ser inferior ou igual a 0,5 pixel. Utilizou-se o ArcCatalog, componente do software ArcGis10.2.2, para preparar o banco de dados. Depois, as imagens Landsat foram georreferenciadas no componente Arcmap do ArcGis10.2.2, em formato Geotiff. Após isso, foi importado o limite da Bacia, no formato vetorial, adquirido a partir do MDE. Em seguida, realizou-se o processamento digital da imagem que, de acordo com Novo (2008), tem por objetivo melhorar a qualidade dos dados e favorecer a interpretação de imagens. Ao finalizar as composições, aplicou-se a técnica de contraste linear para destacar as feições de interesse. Em seguida, foram testadas várias combinações de bandas, cores e contrastes, com o objetivo de se extrair o máximo de informações das imagens. As bandas espectrais consideradas no trabalho, para as imagens landsat 8, foram as 5, 4 3 (Infravermelho), 4, 3 e 2 (Cor natural) e 7,6 e 4 (Falsa cor). Essas combinações de bandas auxiliaram na melhor identificação dos principais usos do solo na área estudada (Água, Sistema Cabruca e/ou Agroflorestal, solo exposto, área urbana e pastagem e floresta ambrófila densa). Após a composição de banda, foi realizada a classificação digital supervisionada. Nesse tipo de classificação, o intérprete identifica as classes, e o algoritmo anteriormente treinado agrega os pixels. Sua escolha se deu pelo fato de apresentar menos problemas com pixel isolados. Para a realização desse processo, foi utilizado a ferramenta Spatial Analyst Tools > Multivariate > Maximum Likelihood Classification, localizada no ArcToolBox do ArcGIS 10.2.2. As classes foram geradas através da análise de agrupamentos.

Resultado e discussão

A hipsometria possui relação com a dinâmica da água na bacia hidrográfica, pois a água da chuva tende a escoar da parte mais alta do relevo ondulado, forte ondulado, montanhoso e forte montanhoso para a parte mais baixa e infiltrar em relevo plano ou suave ondulado. A hipsometria se preocupa em estudar as inter-relações existentes em determinada unidade horizontal de espaço no tocante a sua distribuição em relação às faixas altitudinais, indicando a proporção ocupada por determinada área da superfície terrestre em relação às variações altimétricas a partir de determinada isoipa base CHRISTOFOLETTI, 1980, p.117). Na Tabela 2 são apresentados os resultados da análise hipsométrica da bacia em estudo. O Coeficiente de Massividade da bacia do rio Gandu demonstra que em sua extensão ocorre maior distribuição de terras altas. O Coeficiente Orográfico, por seu lado, varia de acordo com o Coeficiente de Massividade, já que depende do valor deste. A Relação de Relevo de uma bacia evidencia sua respectiva declividade e contribui no cálculo de escoamento das águas das chuvas. O Índice de Rugosidade da bacia analisada expressa um valor adimensional baixo de 240,6, o que representa menor potencial para a ocorrência de cheias, dada a baixa Amplitude Altimétrica. A bacia do rio Gandu tem Relação de Relevo de 0,0017 m.(km²)-1 definida através dos parâmetros supramencionados em que o mapa altimétrico da bacia estudada demonstrou que as regiões mais altas contribuem para que todo o escoamento das chuvas deságue no curso hídrico principal. Os resultados da análise hipsométrica adquiridos a partir dos cálculos realizados revelam que a lenta concentração das águas de chuva no rio Gandu elimina a possibilidade de transbordamento no local de abrangência da bacia estudada. Na figura 3 observa-se o mapa de do uso e ocupação da terra entre os anos de 2014 e 2016 da bacia hidrográfica do rio Gandu. Já a tabela 3 evidencia resultados quantitativos da área ocupada pelas diversas classes de uso da terra encontradas nos períodos estudados. Em 2016, a forma predominante de uso da terra é constituída primeiramente pela cabruca e/ou sistemas agroflorestais, com 63,7% e pastagem com valor representativo de 31,0%. Ocorreu um leve aumento da classe de área urbana, houve diminuição da área de corpos hídricos, o que pode vim a significar problemas de assoreamento decorrente do desmatamento da vegetação ciliar. A área de corpos hídricos passou 0,2% em 2014 para 0,1% em 2016, além disso, houve uma redução a 0,1% da área de solo exposto. Os valores mais preocupantes são representados pela Floresta original da Mata Atlântica, decorrente do seu aproveitamento nos sistemas agroflorestais.

Fonte: SEI (2017) e INPE (2017)

Considerações Finais

A partir dos resultados obtidos, conclui-se que a bacia hidrográfica do rio Gandu é uma bacia pequena, com área de drenagem de 88,95 Km², com forma alongada, não favorecendo a inundação quando esses parâmetros considerados são examinados particularmente e em condições médias de precipitação. No que diz respeito à declividade média obtida para a bacia, o valor foi de 18%, caracterizando o relevo como ondulado e com boa capacidade de drenagem, confirmada pela densidade de drenagem igual a 0,764 Km/Km². Os resultados da análise hipsométrica revelaram que ocorre lenta concentração das águas das chuvas no rio Gandu e, consequentemente, uma boa drenagem dos 88,95 km² de área abrangente. Considerando as mudanças no uso e ocupação da terra, é possível pressupor que se continuar nesse ritmo, dentro de alguns anos a bacia hidrográfica do Rio Gandu não proporcionará água com qualidade e volume necessários para o abastecimento da comunidade Ganduense, pois a maior parte das nascentes estão em área de cabruca e/ou agrofloresta e pastagem.

Agradecimentos

Ao Laboratório de Geoprocessamento da Universidade Estadual de Santa Cruz por disponibilizar o aparato tecnológico necessário à realização do presente estudo.

Referências

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SPANGHERO, Pedro Enrico Salamim Fonseca; MELIANI, Paulo Fernando; MENDES, Júlio Santos. Mapeamento Hidrográfico de Detalhe e Análise Morfométrica Comparativa das Bacias dos Rios Tijuípe e Tijuipinho, Litoral Sul da Bahia. Caminhos de Geografia, v. 16, n. 53, 2015.
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