Autores

Goudard, G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ (UFPR)) ; Santos, L.J.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ (UFPR))

Resumo

O noroeste do Paraná congrega diversos condicionantes físicos e antrópicos que contribuem para a deflagração de erosões lineares, sendo que o município de Paranavaí destaca-se, neste contexto, em termos de quantidades de feições erosivas. Diversos estudos vêm contemplando esta temática, contudo, em sua grande maioria, enfatizam a erodibilidade dos solos, em detrimento da erosividade das chuvas e dos condicionantes climáticos que interferem nos processos erosivos. Assim, o presente trabalho objetiva analisar as relações entre à ocorrência de erosões, a erosividade das chuvas e as dinâmicas pluviais em Paranavaí. Para tanto, pautou-se em dados diários de 27 estações pluviométricas, em índices de erosividade baseados nas equações de Fournier (1960) e Rufino et al. (1993), bem como em análises de persistência das chuvas e eventos pluviais extremos, no período de 1976 a 2015. Os resultados indicaram associações entre a concentração de feições erosivas e as dinâmicas pluviais na área.

Palavras chaves

Erosões; Erosividade; Paranavaí

Introdução

O noroeste do Paraná, no qual o município de Paranavaí, objeto de análise no presente estudo, encontra-se inserido (Figura 01), caracteriza-se como uma região de alta suscetibilidade à ocorrência de erosões hídricas, visto que congrega diversos condicionantes físicos e antrópicos que contribuem para a deflagração e a potencialização de processos erosivos lineares (WESTPHALEN, 2008). Em relação aos aspectos físicos, merecem destaque o contexto geológico do Grupo Caiuá, com rochas sedimentares, essencialmente arenosas (FERNANDES et al. 2012). Além disso, os gradientes texturais e a distribuição da cobertura pedológica na área, com a presença de Latossolos no terço superior das vertentes e de Argissolos, com descontinuidades texturais, nos terços médios e finais das vertentes, contribuem de maneira preponderante para o surgimento de feições erosivas na região. No que se refere às precipitações, estas atuam tanto na formação e transformação dos solos, como na remoção de seus constituintes a partir do impacto e concentração da chuva no solo. Do ponto de vista antrópico, o histórico de ocupação e instalação dos principais núcleos urbanos nos divisores de água (espigões), colabora em grande parte para a expressividade de processos erosivos que afligem as áreas urbanas da região noroeste do Paraná (BARNABÉ, 1989). Esta disposição das cidades culminou em manejos inadequados, resultando em escoamento concentrado e acúmulo das águas no terço médio das vertentes e, consequentemente, no desenvolvimento de consideráveis processos erosivos na área. Desse modo, atualmente, nas cidades do noroeste do Estado, incluindo Paranavaí, verificam-se erosões ativas, muitas delas com avanço rápido remontante (MANGUEIRA et al, 2016). Partindo-se destes pressupostos e em decorrência da relevância da temática, constata-se que diversos estudos vêm contemplando abordagens relativas às erosões hídricas na região (FIDALSKI, 1997; NAKASHIMA, 1999; GASPARETTO et al., 2001; WESTPHALEN, 2008; MANGUEIRA, 2014; 2017), contudo, em sua grande maioria, estes enfatizam a erodibilidade dos solos, em detrimento da erosividade das chuvas e dos condicionantes climáticos que interferem no processo erosivo (BOIN, 2000). Neste contexto, partindo-se da concentração de processos erosivos no noroeste do Paraná, bem como da carência de estudos voltados à erosividade e às dinâmicas pluviais relacionadas aos processos erosivos, o presente trabalho coloca em evidência os seguintes pontos: I) a ocorrência de feições erosivas, rurais e urbanas, no município de Paranavaí e suas relações com a os tipos de solos; II) a variabilidade espaço-temporal da erosividade no período de 1976 a 2015; III) a dinâmica espaço-temporal da concentração de eventos pluviais extremos e da persistência das chuvas, bem como suas associações com as áreas de ocorrência de erosões no município. Para tanto, tendo como base dados pluviais diários, foram utilizados índices de erosividade, coeficientes de chuva, persistências e eventos extremos de chuva, de modo conjugado ao mapeamento das feições erosivas (rurais e urbanas) previamente cadastradas na região, no intuito de evidenciar as relações entre à ocorrência de erosões, a erosividade das chuvas e as dinâmicas pluviais em Paranavaí. Ressalta-se que a escolha de Paranavaí para as análises supracitadas encontra-se embasada no histórico e na quantidade de feições erosivas, bem como no grau de criticidade destas erosões, sobretudo, no ambiente urbano (MENDONÇA, 1993; MANGUEIRA, 2014; 2017). Além disso, as estações pluviométricas do município e seu entorno, apresentam maior consistência em suas séries históricas, para fins de espacializações dos dados, considerando o recorte temporal adotado neste estudo.

Material e métodos

Quanto aos processos erosivos: A ocorrência de feições erosivas foi pautada em levantamentos realizados por Mangueira (2014), nos quais foram identificadas, por meio de procedimentos de fotointerpretação, 918 erosões rurais no noroeste do Paraná, sendo 46 destas localizadas no município de Paranavaí. Em relação às erosões urbanas e periurbanas, estas foram obtidas através da base de dados do Laboratório de Biogeografia e Solos da Universidade Federal do Paraná (LABS/UFPR), o qual em convênio com o Serviço Geológico do Paraná (MINEROPAR), apresenta o projeto intitulado “Mapeamento dos processos erosivos em municípios do Noroeste do Paraná: subsídios para um plano de gerenciamento de riscos”. No âmbito do referido projeto, foram identificados 33 municípios com erosões, em um total de 98 feições, das quais 12 encontram-se no município em análise. Os dados de solos foram obtidos a partir de Fasolo et al. (1988) em escala de semidetalhe (1:55.000), sendo estes adaptados para a atual classificação de solos (EMBRAPA, 2013), no intuito de evidenciar as relações entre a cobertura pedológica e a localização das erosões em Paranavaí. Quanto à dinâmica pluvial e a erosividade das chuvas: As análises das condições pluviais e de erosividade foram realizadas com base em dados diários de 27 estações pluviométricas, sendo estes coletados na temporalidade de 1976 a 2015, a partir do banco de dados do Hidroweb – Sistema de Informações Hidrológicas. Posteriormente aos procedimentos de coleta, as falhas foram preenchidas por meio de métodos de ponderação regional (VILLELA e MATTOS, 1975), no intuito de garantir a consistência das séries de dados utilizadas para as análises estatísticas posteriores.O cálculo da erosividade estimada baseou-se no coeficiente de chuva (Rc), determinado através da equação de Fournier (1960), segundo a qual Rc = p²/ P (Equação 01), em que Rc é o coeficiente de relação da chuva, p é a precipitação média mensal (mm) e P é a precipitação média anual (mm). Os valores mensais de Rc possibilitaram a estimativa do índice de erosividade através de equações lineares propostas por Rufino et al. (1993) e revalidadas por Waltrick (2010) para o Estado do Paraná. No presente estudo, adotou-se como referência para o cálculo da erosividade a equação correspondente ao município de Paranavaí, segundo a qual Y = 164,12 + 39,44 x (Equação 02), em que Y corresponde a erosividade mensal (EIm), e a variável X ao coeficiente de chuva (Rc). Os valores de erosividade anuais e sazonais foram resultantes do somatório e da média dos EI mensais, respectivamente. De modo conjugado, tendo como base estudos anteriores de Mangueira et al. (2016), que enfatizaram relações entre as dinâmicas pluviais e a evolução de feições erosivas na área, também foram colocados em evidência, no presente estudo, os extremos pluviais e a persistência das precipitações. Os eventos extremos de chuva foram considerados como aqueles iguais ou superiores ao percentil 99% (ETCCDMI, 2009), representando 1% das precipitações mais expressivas em uma série de dados, sendo utilizados de maneira satisfatória em estudos recentes (HALLAL, 2007; BARCELLOS, 2009; GOUDARD, 2015; MANGUEIRA et al, 2016). O limiar adotado corresponde ao P99% da estação pluviométrica de Paranavaí (2352017), sendo igual a 54,2 mm/24h. Destaca-se que estes eventos foram analisados, no recorte temporal deste estudo, quanto à frequência anual, relativa ao número de ocorrências iguais ou superiores ao limiar determinado. No que se refere à persistência, esta relaciona-se a consecutividade de dias de chuva iguais ou superiores a 0,1 mm (MARTÍN-VIDE, 2003), sendo analisada, neste trabalho, mediante a persistência máxima anual média no período de 40 anos (1976 - 2015). As interpolações dos dados, tanto de erosividade como de chuva, foram realizadas por Krigagem Ordinária Exponencial no software ArcGIS 10.1, levando-se em consideração os pressupostos de dependência espacial das amostras (CAMBARDELLA et al., 1994)

Resultado e discussão

O município de Paranavaí apresenta 46 erosões rurais e 12 urbanas (MANGUEIRA, 2014; 2017), sendo que estas concentram-se, sobretudo, na porção sul (Figura 02a). Entre os condicionantes do meio físico, a cobertura pedológica (Figura 02b) associada à dinâmica de ocupação urbana do município, ocupa papel preponderante no desenvolvimento destes processos, notadamente no que se refere a textura dos solos e a sua distribuição nas vertentes. Os Latossolos, que representam 480km² da área de estudo, localizam-se no terço superior das vertentes, sendo que por serem mais espessos, homogêneos e com porosidades intercomunicantes, não configuram-se como solos, preferencialmente, erosivos. Em contrapartida, os Argissolos, os quais ocupam cerca de 560km², localizam-se, preferencialmente, nos terços médios e finais das vertentes, onde evidenciam-se rupturas de declives e descontinuidades texturais entre os horizontes superficiais e subsuperficiais, as quais favorecem o surgimento de feições erosivas na área (MANGUEIRA et al., 2016). No que se refere aos padrões de precipitação e às relações com as erosões (Figuras 03 e 04), verifica-se que os índices de erosividade no município encontram-se fortemente relacionados à dinâmica pluvial, de modo que se nota uma sazonalidade das condições favoráveis ao desenvolvimento de processos erosivos na área. Em face das precipitações, as maiores concentrações ocorrem nos meses de janeiro (186,5 mm), dezembro (163,9 mm) e fevereiro (152,6 mm), ao passo que julho (62 mm) e agosto (48,8 mm) apresentam os menores aportes pluviais, considerando a média histórica de 1976 a 2015 das 5 estações de monitoramento localizadas em Paranavaí. Dessa forma, quanto à erosividade, são constatados valores mais expressivos no âmbito da primavera (626,6 MJ mm ha-1 h-1 ano-1) e verão (956,1 MJ mm ha- 1 h-1 ano-1), em detrimento do inverno e outono, com médias de 285 e 507,1 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente (Figura 03b), acompanhando a sazonalidade das chuvas na região. Do ponto de vista espacial, os índices de erosividade são mais significativos nas porções sul e sudeste do município, com decréscimos em relação ao norte e a oeste, apresentando valores médios anuais com variações de 6.900 a 7.400 MJ mm ha-1 h-1 ano-1 (Figura 03a). Salienta-se que estes resultados encontram-se em concordância com estudos de Waltrick (2010) e Waltrick et al. (2015), ao mapearem a distribuição espaço- temporal da erosividade no Estado do Paraná no período de 1986 a 2008, apresentando para a região noroeste valores de erosividades médias anuais variando de 7.000 a 11.000 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Especificamente para Paranavaí, considerando a estação pluviométrica 2352017, localizada na área urbana, os autores encontraram valores correspondentes a 7.340 MJ mm ha-1 h- 1 ano-1, estando estes condizentes com as espacializações realizadas no âmbito deste trabalho (WALTRICK, 2010; WALTRICK et al., 2015). Do ponto de vista das relações entre os índices estimados de erosividade e a concentração de erosões em Paranavaí, cabe ressaltar que do total de 58 feições erosivas presentes no município, 30 encontram-se na faixa de 7.100 a 7.200 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, ao passo que 27 estão entre os limirares de 7.200 a 7.400 MJ mm ha-1 h-1 ano-1 (Figura 03a). Além disso, constata-se que as maiores erosividades coincidem com a área urbana do município (Figura 03a), na qual as dinâmicas de ocupação históricas, já configuram-se como potencializadoras perante a deflagração e intensificação de processos erosivos na região, uma vez que modificam os padrões de escoamento, de modo a proporcionar acúmulos de águas no terço médio das vertentes e, consequentemente, o desenvolvimento de processos erosivos ativos e com rápido avanço remontante nesta porção do município (MANGUEIRA et al., 2016; MANGUEIRA, 2017). Em relação à variabilidade espaço-temporal das precipitações na área de estudo (Figura 04a), constata-se que esta apresenta configurações espaciais semelhantes aos índices de erosividade, com maiores concentrações, sobretudo, na porção sul e sudeste de Paranavaí, sendo evidenciadas variações médias anuais de 1315 a 1515 mm (Figura 04a). Ainda no que concerne às precipitações e seus potenciais erosivos, Mangueira et al. (2016) enfatizaram relações entre a evolução de processos erosivos e os eventos extremos e persistentes de chuva, de modo que após anos com maiores frequências de eventos extremos, os avanços das feições erosivas configuram- se como sendo mais expressivos no noroeste do Paraná, bem como, em contextos de anos com persistências de precipitação significativas, estes processos também ganham relevância. Desse modo, tendo como base a variabilidade espaço-temporal dos eventos pluviais extremos (Figura 04b), nota-se que do ponto de vista das frequências acumuladas, as variações são de 128 a 156 dias de chuvas extremas na região, apresentando maiores concentrações no extremo sudoeste e no sudeste da área de estudo, com frequências superiores a 150 dias de eventos pluviais extremos no período de 1976 a 2015, nestas porções do município de Paranavaí. Em relação às persistências (Figura 04c), marcadas pela consecutividade de dias de chuva, no período supracitado foram verificadas oscilações médias de 5 a 8 dias consecutivos máximos de chuva na área, sendo mais significativas na zona urbana de Paranavaí, com variações médias de 6,8 a 7,9 dias de continuidades pluviais ao longo dos 40 anos adotados como recorte temporal do presente trabalho. Desse modo, constatam- se associações entre as áreas de concentração de feições erosivas, tanto rurais como urbanas, no município (Figura 02a) e de precipitações mais expressivas (eventos pluviais extremos) e persistentes (Figuras 04b,c), sobretudo na porção sul de Paranavaí. Este fato é agravado ao se considerar a localização da área urbana, também nesta porção do município, a qual, em decorrência das dinâmicas históricas de ocupação, contribui sobremaneira para a presença de erosões lineares aceleradas, com avanços remontantes em direção à cidade. Neste sentido, levando-se em consideração as variabilidades espaço-temporais dos índices de erosividade e das precipitações no município em análise, verifica-se que em face dos condicionantes do meio físico, ainda que os solos apresentem papel de destaque para a deflagração de processos erosivos na região, sobretudo, mediante ao gradiente textural e distribuição nas vertentes, as chuvas também contribuem para o surgimento e potencialização dos impactos ligados à estas dinâmicas em Paranavaí. Estes processos destacam-se, principalmente, no ambiente urbano, em que os aportes pluviais são mais significativos e os padrões de escoamento das águas apresentam seus regimes locais modificados, culminando em incompatibilizações entre o volume de água pluvial que chega às caixas coletoras distribuídas na cidade e a capacidade das mesmas em dar vazão ao volume recebido. Dessa forma, promovem condições favoráveis para o surgimento de cicatrizes erosivas e impactos associados ao longo da área urbana do município.

Localização do Município de Paranavaí (PR) e das Estações de Monitoramento utilizadas no estudo


Feições Erosivas e Classes de Solo no Município de Paranavaí (PR)


Erosividade Anual, Sazonal e Mensal da Chuva no município de Paranavaí (1976 – 2015)


Dinâmica Pluvial (média histórica, extremos pluviais e persistência das chuvas) no município de Paranavaí (1976 – 2015)

Considerações Finais

A análise conjugada das erosões e das dinâmicas pluviais, permitiu constatar sazonalidades, tanto das chuvas, como dos índices de erosividade no município de Paranavaí, de modo que estes são mais significativos no âmbito dos meses de primavera e verão, com médias de 626,6 MJ mm ha-1 h-1 ano-1 e 956,1 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente. Do ponto de vista das médias anuais de erosividade, estas apresentaram variações de 6.900 a 7.400 MJ mm ha-1 h-1 ano-1 no âmbito da área de estudo, sendo mais expressivas na porção sul do município, na qual também concentram-se a maior parcela das feições erosivas. No que se refere às precipitações, evidenciaram-se variações de 128 a 156 dias de eventos pluviais extremos e de 5 a 8 dias consecutivos de chuva na temporalidade deste estudo. De modo conjugado, também constataram-se associações entre as áreas de concentração de erosões e de precipitações mais expressivas (eventos pluviais extremos) e persistentes, com destaque para a porção sul e sudeste de Paranavaí, na qual também localiza-se a sua área urbana. Dessa forma, nota-se que ainda que os solos e as ocupações urbanas sejam preponderantes para a suscetibilidade da área à erosões, a dinâmica de concentração espaço-temporal das precipitações, sobretudo, extremas e persistentes, contribui para o surgimento e agravamento de feições erosivas na área, culminando, assim, na necessidade de estudos que também coloquem em evidência os condicionantes climáticos atrelados a estes processos.

Agradecimentos

Referências

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