Autores

Ribeiro, K.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ) ; Albuquerque, E.L.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ)

Resumo

Essa pesquisa teve como objetivo analisar as características morfométricas da bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí, na perspectiva de compreender sua dinâmica fluvial de forma integrada. Para a realização da caracterização morfométrica da referida bacia, fez-se uso dos Sistemas de Informação Geográfica, gerando mapa de hierarquia fluvial, declividade e hipsometria. Foram calculados os índices morfométricos, levando em consideração os parâmetros de: densidade hidrográfica, densidade de drenagem, índice de sinuosidade, coeficiente de manutenção, coeficiente de compacidade, gradiente de canais, relação de relevo e índice de circularidade. Os resultados mostraram que a bacia possui controle litoestrutural, forma tendenciosa a circular e baixa densidade de drenagem, repercutindo em altas taxas de infiltração e limitado potencial na geração de novos canais fluviais.

Palavras chaves

Bacia hidrográfica; Morfometria; Piauí

Introdução

As bacias hidrográficas são um conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes, formadas nas regiões mais altas do relevo por divisores de drenagem, onde as águas das chuvas escoam superficialmente, dando origem a riachos ou infiltram no solo para formação de nascentes e/ou lençol freático (BARRELLA et al., 2001). Concebida enquanto unidade básica de planejamento territorial e ambiental, conforme Botelho e Silva (2004), a bacia hidrográfica se mostra como variável-chave no contexto do quadro natural, cuja análise deve levar à compreensão de seus componentes sob um ponto de vista integrativo. Assim, a bacia hidrográfica é um meio capaz de reunir em seus limites um grande e variado conjunto ambiental que interage de maneira intensa e imediata em toda a sua extensão, provocando transformações nas suas estruturas geológicas, morfológicas, climáticas, biogeográficas e pedológicas que se encontram circunscritas em seu interior. Ao contemplar a necessidade de uma base de dados, do meio físico, para elaboração de estudos ambientais em bacias hidrográficas, destacam entre estes a análise morfométrica como uma das mais importantes, podendo esta ser caracterizada através de uma análise quantitativa do relevo, onde se observa a configuração espacial do conjunto das vertentes e drenagens (GUERRA; CUNHA, 2003). A análise morfométrica de bacias hidrográficas é definida como um conjunto de procedimentos metodológicos que tem como orientação a investigação e compreensão científica dos componentes naturais de uma bacia hidrográfica (BRASIL, 2009), considerando que esta é um todo integrado. Nesta perspectiva, as técnicas morfométricas disponíveis para a coleta de dados, em estudos de bacias hidrográficas, seguem um conjunto de parâmetros e diretrizes, no intuito de possibilitar uma análise quantitativa e que contribui de forma significativa para obter as principais características de uma área de estudo, com vista a uma análise areal, linear e hipsométrica (CHRISTOFOLETTI, 1980). Todavia, atribuir modelos para simular processos em bacias hidrográficas tem sido um grande desafio, tendo em vista que os processos fluviais e seus fatores condicionantes são dinâmicos e difíceis de serem apreendidos e parametrizados (SAMPAIO; CORDEIRO; BASTOS, 2015). Nessa perspectiva, tendo a bacia hidrográfica como unidade de referência para o planejamento e investigação geomorfológica, a pesquisa em epígrafe tem como objetivo analisar as características morfométricas da bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí, no intuito de compreender sua dinâmica fluvial, a fim de contribuir para futuras ações de conservação e recuperação ambiental dentro do conjunto das drenagens integrantes da bacia hidrográfica do Rio Parnaíba.

Material e métodos

Para a realização da pesquisa foram utilizados dados altimétricos do recorte espacial em pauta, adquirida a partir do processamento do imageamento da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com resolução espacial de 30 metros. Esta, por sua vez, foi obtida na plataforma do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) as quais estão disponíveis gratuitamente para download no endereço eletrônico: https://earthexplorer.usgs.gov/. Ao utilizar como base o modelo digital de elevação (MDE), foi possível gerar os mapas de altimetria e declividade. Para a delimitação da bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí, considerou-se as cotas altimétricas, a partir dos dados SRTM. Também foram utilizados os dados de drenagem extraídos das cartas DSG (Diretoria de Serviço Geográfico/Ministério da Defesa) e base de dados da Companhia de Pesquisas de Recursos Minerais (CPRM). Para a delimitação e auxílio na identificação da drenagem da área de estudo foram utilizadas as cartas DSG de Amarante (SB.23-Z-B-II), Elesbão veloso (SB.23-Z-B-III) e São Pedro do Piauí (SB.23-X-D-V). Na sequência, foi elaborado em ambiente SIG (Sistemas de Informação Geográfica), a reclassificação do Modelo Digital de Elevação, através da ferramenta ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Reclassify. Com isso, foram geradas cinco classes de altimetria, variando de 90 a > (maior que) 400 metros, permitindo, assim, a identificação das áreas mais elevadas e das áreas mais rebaixadas da bacia hidrográfica em estudo. Para a geração do mapa temático de declividade, utilizaram-se as ferramentas do ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Surface > Slope. O mapa foi gerado em porcentagem, estabelecendo 05 (cinco) classes, estas variando de plano a ondulado, com intervalos de (0 – 8; 8 – 20; 20 – 45; 45 – 70 e > 70), seguindo a classificação proposta por Ramalho Filho e Beek (1995), mas adaptada de acordo com os declives apresentados na bacia hidrográfica em destaque. Como mencionado, vale frisar que o estudo empregou técnicas de geoprocessamento, a partir da utilização do software ArcGis versão 10.2, com licença registrada pela Universidade Federal do Piauí (UFPI), através do Laboratório de Geomática. Para a determinação da morfometria da bacia hidrográfica do Rio Mulato, foram levantados dados como: ordem de canais; comprimento total dos canais; área total da bacia; número de canais; densidade de drenagem; comprimento do canal principal; perímetro da bacia; amplitude altimétrica; comprimento do canal principal; altitude máxima; circunferência do círculo de mesma área que a área da bacia e distância vetorial entre pontos extremos do canal principal. Estes dados foram utilizados para a análise linear, areal e hipsométrica da bacia hidrográfica, considerando os seguintes parâmetros morfométricos: i) Densidade de drenagem; ii) Densidade hidrográfica; iii) Coeficiente de manutenção; iv) Relação de relevo; v) Gradiente de canais; vi) Índice de circularidade e; vii) Índice de sinuosidade. Os parâmetros foram definidos com base na literatura científica, merecendo destaque os trabalhos de Christofoletti (1969/1980), Lana; Alves; Castro (2001), Santos; Morais (2012) e Soares; Souza (2012), demonstrando em seus estudos bons resultados para o entendimento e análise da temática em questão.

Resultado e discussão

A área em estudo corresponde à bacia hidrográfica do Rio Mulato, localizada no estado do Piauí, e encontra-se inserida no grupo das bacias difusas do médio Parnaíba piauiense (Figura 1). O recorte espacial da bacia abrange os municípios de Amarante, Angical do Piauí, Hugo Napoleão, Jardim do Mulato, Palmeirais, Regeneração, Santo Antônio dos Milagres e São Gonçalo do Piauí, com uma área de aproximadamente 1.049 km² e uma população estimada em 70.017 habitantes (IBGE, 2010). Os principais canais fluviais que drenam esta bacia são: Riacho do Riachão, Riacho da Sambaíba, Riacho da Baixa, Riacho Rodeado, Riacho da Jurubeba, Riacho da Gameleira e Riacho Mulato. De acordo com Brasil (1973), as formas e modelados da paisagem da bacia hidrográfica do Rio Mulato tem sua gênese derivada no final do Jurássico ao início do Cretáceo, decorrente da extrusão magmática pelo desenvolvimento das falhas normais de São Francisco e do Descanso, com direção geral NE-SO junto aos municípios de São Francisco do Maranhão (MA) e Amarante (PI). Na proposta de classificação de Lima (1987), a bacia hidrográfica do Rio Mulato encontra-se inserida no compartimento regional do relevo que compreende os Baixos Planaltos do Médio-Baixo Parnaíba. As cotas altimétricas aumentam no sentido oeste-leste, com altitudes que variam de 80 a 160 metros, nas proximidades da foz do Rio Mulato no Rio Parnaíba, e de 300 a 400 metros nos planaltos rebaixados e morros testemunhos do tipo mesa no alto curso fluvial. As características climáticas apresentam temperaturas que registram mínima de 20ºC e máxima de 34ºC, correspondente ao clima tropical quente, com índices pluviométricos em torno de 800 mm/ano a 1.200 mm/ano, definidos pelo regime de atuação da massa Equatorial Continental, de 5 a 6 meses de seca, sendo os meses de janeiro, fevereiro e março os mais chuvosos (ANDRADE, 2004). A área que abrange a bacia hidrográfica do Rio Mulato está inserida numa área ecotonal, compreendendo estratos arbóreos, arbustivos e herbáceos, representativas das Matas de Cocais, da Caatinga e do Cerrado (BAPTISTA, 1975). A bacia hidrográfica em pauta apresenta um padrão de drenagem do tipo dendrítica, tendo o seu canal principal alinhado na direção NE-SO, com 64 km de comprimento. Conforme modelo aplicado para hierarquização dos canais, proposto por Strahler (1952), citado por Christofoletti (1980), a bacia hidrográfica evidenciou uma drenagem geral de 4° ordem. De acordo com a metodologia do autor mencionado, considera-se que os menores canais, sem tributários, são considerados como de primeira ordem, estendendo-se desde a nascente até a confluência; os canais de segunda ordem surgem da confluência de dois canais de primeira ordem, e só recebem afluentes de primeira ordem, e assim sucessivamente. Por sua vez, os índices morfométricos foram calculados a partir de fórmulas e conceitos propostos por Villela e Matos (1975) e Christofoletti (1980). O quadro 1 apresenta o resultado dos parâmetros morfométricos calculados para a bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí. O cálculo de Densidade de drenagem considerou toda a rede de drenagem vetorizada, correlacionando-a com a área da bacia, considerando que seu estudo indica a eficácia de drenagem da bacia. Christofoletti (1980) ressalta que, em um mesmo ambiente climático, o comportamento hidrológico das rochas repercute na densidade de drenagem. Dessa forma, nas rochas onde a infiltração encontra maior dificuldade há condições melhores para o escoamento superficial, gerando possibilidades para a esculturação de canais, e como consequência, densidade de drenagem mais elevada. Ou seja, quanto maior a densidade de drenagem maior a capacidade da bacia em realizar escoamentos. O valor encontrado para a bacia hidrográfica do Rio Mulato foi de 0,60 km/km², indicando que nesse sistema hidrográfico há uma maior probabilidade de altas taxas de infiltração do que de escoamento. O parâmetro de Densidade hidrográfica correlaciona à área da bacia com o número total de canais fluviais, demostrando o potencial hídrico de uma dada região e sua competência na formação de novos canais. Desta forma, o valor encontrado foi de 0,13 canais/km², o que significa dizer que, em função de seus atributos físicos, geológicos e topográficos, esta área apresenta certa dificuldade para formar novos canais fluviais. Quanto ao Índice de sinuosidade, este corresponde a razão do comprimento do canal principal, calculado por uma medida longitudinal entre pontos extremos do canal principal (nascente à foz). O valor encontrado foi de 1,42, indicando que os canais são meandrantes, tendo em vista que as drenagens retilíneas apresentam índice de sinuosidade próximo a 1,0. Ao analisar de forma mais detalhada os canais fluviais e tendo em vista a geologia local, pode-se inferir que é possível identificar padrões de drenagem distintos nos segmentos fluviais, em virtude de feições de controle estrutural sobre o arcabouço do canal, resultante de movimentos neotectônicos de falhas normais. A relação de relevo corresponde a uma análise hipsométrica, considerando o relacionamento existente entre a amplitude altimétrica máxima de uma bacia e a maior extensão da referida bacia, medida paralelamente à principal linha de drenagem. Dessa forma, a menor altitude é de 90m e a maior de 439m, refletindo em uma amplitude altimétrica de 349 metros. O valor encontrado para esse parâmetro foi de 0,0054, o que significa dizer que a bacia tem uma alta relação de relevo entre os componentes horizontais (alongada) e verticais (considerada a amplitude altimétrica). Destaca-se que as cotas altimétricas de maior expressividade estão no seu alto curso, com declive acentuado variando de 0 a > 70%, sendo classificada de acordo com Ramalho Filho e Beek (1995), e adaptada para a área em estudo, como plano a fortemente ondulado, principalmente nas áreas que abrangem os municípios de Regeneração/PI e Jardim do Mulato/PI. O Gradiente de canais, de acordo com Christofoletti (1980), corresponde a relação entre a diferença máxima de altitude entre o ponto de origem e o término com o comprimento do respectivo segmento fluvial. Tem por finalidade indicar a declividade dos cursos d’água, podendo ser medido para o rio principal e para todos os segmentos de qualquer ordem. Dessa forma, o valor encontrado foi de 0,68%, refletindo na compartimentação das formas de relevo, onde este se mostra relativamente ondulado, no seu alto curso. Este valor é justificado pela característica erosiva, considerada como moderada, em virtude da pouca declividade do terreno. O Coeficiente de manutenção indica a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento permanente. Christofoletti (1969) ressalta a importância de aplicar este índice, tendo em vista que este faz uma ligação com os canais de primeira ordem, que são os fornecedores de água que mantém o canal principal. Morais e Almeida (2010) corroboram que os valores desse índice normalmente são inversos ao índice de densidade de drenagem. Dessa forma, cada canal principal, em média, possui 1.665,37 m²/m para sua manutenção (área de recarga) e evolução da drenagem. Quanto ao Índice de circularidade, este faz relação entre o perímetro da bacia dividido pelo perímetro do círculo de mesma área da bacia (CHRISTOFOLETTI, 1969). De acordo com este índice, quanto mais próximo de 1, mais circular tende a ser a bacia, tendendo, por consequência, a ter um maior risco de cheias. O valor encontrado para esse índice foi de 0,53, tendendo a bacia a ser circular, o que resulta na probabilidade de ocorrer cheias ou inundações a depender do regime pluvial. Desta forma, a análise linear, areal e hipsométrica da bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí, considerando os parâmetros morfométricos adotados, retratam uma visão sinóptica e essencial para a gestão e gerenciamento de uma bacia hidrográfica, tendo em vista que a natureza é um todo integrado.

Figura 1 – Localização da bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí. Fonte: Organizado pelos autores (2017).


Quadro 1 – Parâmetros morfométricos calculados para a bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí. Fonte: Elaboração dos autores (2017).

Considerações Finais

A partir da análise dos dados morfométricos, seguido da interpretação dos resultados obtidos, considera-se que esta pesquisa tende a contribuir de maneira satisfatória na análise da realidade geodinâmica da bacia hidrográfica do Rio Mulato, estado do Piauí, na perspectiva de auxiliar a compreensão dos processos fluviais de forma integrada. Destaca-se que os parâmetros morfométricos analisados mostraram que a bacia possui certo controle litoestrutural, forma tendenciosa a circular e baixa densidade de drenagem, repercutindo, consequentemente, em altas taxas de infiltração. Por outro lado, apresenta escoamento superficial com fatores limitantes do ponto de vista geológico, dificultando a formação de novos canais fluviais.

Agradecimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES; Universidade Federal do Piauí - UFPI.

Referências

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