Autores

Santos, C.J.S. (UFPB) ; Souza, J.O.P. (UFPB)

Resumo

A pesquisa está voltada para caracterização sedimentológica e topográfica dos trechos de preenchimento sedimentar no vale na bacia hidrográfica do Baixo Piancó, possibilitando assim o entendimento da gênese e dinâmica sedimentológica dos depósitos, bem como da potencialidade para armazenamento de água dos mesmos. Para alcançar o objetivo proposto para esta pesquisa, foram realizadas as análises granulométricas e da hidrodinâmica dos depósitos em diferentes trechos aluviais, com base na proposta metodológica de Gale & Hoare, utilizando o diagrama de Shepard e Pejrup através do programa Sysgran 3.0. Assim, foi possível identificar diferentes trechos de depósitos aluviais com predominância de grãos grosseiros (cascalhos e areia) e trechos com 90% de sedimentos finos (silte e argila). Desse modo, pode-se entender que o processo de deposição nos trechos aluviais analisados, está sob influência das diversas particularidades das caraterísticas físicas do ambiente.

Palavras chaves

Ambiente Fluvial; Aquífero aluviais; Caracterização sedimentológica

Introdução

O desafio da gestão da água torna-se mais complexo quando se trata de um ambiente fluvial semiárido, devido à escassez de chuva, a ausência de cursos perenes de água, além da insuficiência de disponibilidade hídrica nos reservatórios durante maior parte do ano. O déficit hídrico, juntamente com o impasse de integrar estrategicamente os recursos hídricos superficiais e subterrâneos constitui em um desafio para o semiárido do Nordeste brasileiro (SOUZA e ALMEIDA, 2015; VIEIRA, 2003). Assim essa área necessita de uma política de gerenciamento de água, entre eles a retirada de águas de aquíferos cristalinos (fissurais) e aquíferos aluviais. Considerando a sustentabilidade hídrica e viabilidade técnica-econômica para o semiárido, a exploração dos aquíferos aluviais torna-se mais viável em relação aos aquíferos cristalinos, pois apresentam pouca profundidade, boa porosidade, alta permeabilidade e boa drenagem natural, possibilitando a permanência de água no lençol freático e menor capacidade de evaporação (SÁ e DINIZ, 2012; SANTOS, FREIRE e SOUZA, 2009). Os depósitos aluviais são formados por sedimentos clásticos depositados pelas correntes fluviais nas margens e no leito das drenagens. São de grande importância no contexto do semiárido brasileiro, tornando-se expressivas reservas de águas subterrâneas (SILVA e SOUZA, 2017). Esses são constituídos de detritos das mais variadas frações granulométricas, desde seixos até argilas, com predomínio, na maioria das vezes, da fração arenosa. Em virtude da heterogeneidade de competência, tanto no sentido longitudinal, como no sentindo transversal ao rio. De modo geral, a granulometria do material do deposito aluvial, decresce do alto para baixo curso do rio, do talvegue do canal para as margens, na medida em que diminui a sua competência. Isto esta especificamente relacionada com a distribuição e velocidade do fluxo em função da queda do gradiente. Nessa perspectiva no alto e médio do curso, se tem a predominância de depósitos aluviais mais grosseiros, enquanto que no baixo curso o depósito se caracteriza com grãos mais finos (CHARLTON, 2008; SCHERER, 2008; FRYIRS & BRIERLEY, 2013). Tais depósitos devem ser analisados de forma integrada com níveis de drenagem superficial e subterrâneo, com a finalidade de estabelecer padrões distintos de intervenções para exploração dos recursos hídrico neles acumulados. Existem algumas técnicas de exploração dos aquíferos aluvial, uma das mais utilizadas é a escavação do deposito. Entre as variadas técnicas de captação das águas dos aquíferos aluvias, pertinente nas comunidades ribeirinhas do semiárido paraibano, pode citar as cacimbas e os poços amazonas. Assim como as cacimbas, os poços amazonas são caracterizados por serem um tipo de poço raso, porém o que os difere das cacimbas é a presença de uma estrutura mais sofisticada, apresentando diâmetro superior a 5 m e que possui revestimento parcial ou total em sua parede (COSTA, 1984; VASCONCELOS,2014). Porém existem alguns fatores que podem comprometer a potencialidade dos aquíferos aluviais, uma delas, é quando a captação não é controlada, partes das reservas permanentes podem ser exploradas, ocasionando risco de exaustão do aquífero (ALBUQUERQUE et al, 2015). Portanto é notável, a necessidade de estudos voltados para os ambientes de depósitos aluviais, pois os mesmos apresentam uma grande importância socioeconômica para pequenas comunidades rurais, embora venham sendo sistematicamente esquecidos ou relegados como aquífero de importância local ou até regional. Ou seja, existem poucos estudos para uma investigação hidrológica nos aquíferos aluvias no semiárido Paraibano. Desse modo, a pesquisa procurou realizar uma caracterização sedimentológica e topográfica dos trechos de preenchimento sedimentar no vale da Bacia do Baixo curso do rio Piancó, possibilitando assim o entendimento da gênese e dinâmica sedimentológica dos depósitos, bem como da potencialidade para armazenamento de água dos mesmos.

Material e métodos

Para alcançar o objetivo proposto para a pesquisa, foram estruturados alguns passos metodológicos, os quais tiveram como foco a caracterização sedimentológica e topográfica de áreas de leito aluvial, dos aquíferos aluviais. Inicialmente foram realizados dois trabalhos de campo, sendo o primeiro com a finalidade de exploração da área de estudo, tendo como objetivo identificar as características ambientais da bacia, a diferença entre os ambientes fluviais e escolher os trechos que foram analisados. Após a escolha dos trechos de análise houve mais um trabalho de campo, a fim de realizar coleta de sedimentos para análise e levantamento de dados através dos do uso de equipamentos (GPS e Estação total). A caracterização topográfica teve como objetivo a identificação da geometria dos vales preenchidos, sendo que os levantamentos foram realizados em planta, longitudinalmente e por secções transversais. Os dados foram coletados a partir de estação total da marca Leica modelo TS02, disponível pelo Grupo de Estudos do Quaternário do Nordeste Brasileiro (GEQUA) do departamento de Ciências Geográficas da UFPE. A partir do levantamento em planta das áreas dos depósitos aluviais, bem como dos perfis laterais e longitudinais, analisou-se os depósitos de forma tridimensional, estimando o volume de material depositado. Já para a caracterização sedimentológica as amostras foram coletadas nas áreas de leito aluvial, que representam as áreas de aquífero aluvial, sendo coletadas de forma superficial. A análise sedimentológica consistiu em uma análise granulométrica, visando caracterizar os sedimentos superficiais que compõe as áreas de preenchimento e das áreas fontes. Dessa forma, procurou-se identificar as áreas para coleta das amostras, onde foram cavadas trincheiras superficiais visando à análise de perfis estratigráficos e das propriedades sedimentológicas na qual foram examinadas posteriormente em laboratório. As análises granulométricas tiveram como finalidade estabelecer o tamanho das partículas em sedimentos detríticos, sendo este um parâmetro essencial para análises das propriedades físicas dos sedimentos (TAVARES, 2010). As análises granulométricas foram realizadas partir da separação dos sedimentos finos e grossos, no laboratório de sedimentologia (LEGAM) do departamento de Geociências da UFPB. A granulometria das areias e dos cascalhos foi realizada através do peneiramento das amostras, onde as frações de silte e argila foram dispensadas. Partes das informações obtidas foram baseadas na proposta metodológica de Gale & Hoare (1991). Desse modo, todas as amostras coletadas foram utilizando 100g de cada amostra, a qual é diluída em solução de hexametafosfato de sódio, lavada em seguida a secar em estufa a 80°C. Posteriormente, as amostras foram novamente pesadas e peneiradas em jogo de peneiras com intervalos sucessivos de 1 phi (Ф) para individualização das frações: areia muito fina, areia fina, areia, areia media, areia grossa, cascalho. Os sedimentos finos, fração silte e argila, foram separados por pipetagem. De posse dos valores das frações: cascalho, areia, silte e argila, foram submetidos aos parâmetros estatísticos propostos por Folk & Ward (1957); a classificação dos sedimentos foi realizada usando o diagrama de Shepard (1954) e Pejrup (1988) através do programa Sysgran 3.0 que apresentou, o diâmetro médio, o grau de seleção, o grau de assimetria e curtose de cada amostra de sedimento. Por fim a tipificação e classificação dos depósitos sedimentares categorizados de acordo com sua dinâmica deposicional e os tipos de sedimentos depositados. Os dados sedimentógicos são importantes para averiguação de recarga em aluviões, porque a distribuição granulométrica está relacionada com a porosidade e permeabilidade dos depósitos sedimentares, onde suas modificações podem ser estimadas com base nas características granulométricas (BARROS, 2014).

Resultado e discussão

A bacia hidrográfica em análise, Bacia Baixo curso do rio Piancó, apresenta área de 768km² e está situada na mesorregião do Sertão Paraibano, encontra-se localizado nos municípios de Pombal, Coremas, São Bentinho e Cajazeirinhas . Esta inserida ao trecho perenizado da bacia hidrográfica do Rio Piancó, localizado a jusante dos açudes Coremas- Mãe d’água, sendo afluente da bacia hidrográfica do Piranhas-Açú. A área está inserida Polígono das secas, apresentando um clima tropical úmido com inverno seco, o bioma predominante são espécies de caatingas Hiperxerófila. Portanto, para explicitar a caracterização física e sedimentológica dos depósitos de aquíferos aluviais na bacia do baixo Piancó, foram selecionadas três trechos para discussão neste trabalho. A escolha dos mesmos se justifica, pois trata-se de trechos fluviais que é representativos para os diferentes e predominantes tipos de depósitos aluviais presente nos principais canais da bacia. Sendo assim o trecho 1 é representativo para o canal principal, onde o mesmo apresenta uma variação de altitude entre 227 m a 175m e tem como sua principal característica uma dinâmica artificializada; o trecho 2 encontra-se em um afluente com uma altitude entre 252 a 216; por fim o trecho 3 que está posicionado no médio curso do riacho Riachão, apresentando uma variação de altitude de 301 a 194 (figura1). O trecho1 está localizado na foz do canal principal (rio Piancó), em relação à geometria, como feita por Brierley & Frirys (2005), corresponde a um canal semi-confinado, pois o canal apresentam entre 10% e 90% do trecho com planície de inundação (figura 2 b, 2c), apresentando um gradiente é de 2 m/km, a largura do canal, equivalente a 48 m, a área de captação de 761km²,configurando-se em uma área com baixa/média energia e competência de fluxo. O canal apresenta um fluxo de água de aproximadamente 80 cm de profundidade, o leito se caracteriza com a presença de blocos rochosos, seixo e sedimento. Em relação à caracterização sedimentológica, foi analisando o sedimento do leito, e o mesmo, está classificada como areia grossa, com grau de seleção dos grãos pobre e com uma assimetria muito positiva, e uma curtose muito platicúrtica. A hidrodinâmica do processo de sedimentação encontra-se variando entre muito alta e baixa, revelando que a sedimentação se deu através de um fluxo com baixa/média energia (figura 2e). De acordo com diagrama de Shepard (figura 2d), o material do leito é classificado como areia ou arenito, como mostra o gráfico na (figura 2f), a areia apresenta uma predominância de quase 62% e o cascalho de 38%, em quanto que em relação aos grãos finos (silte e argila) estiveram ausentes nas amostras. A predominância de grãos de areia na amostra, demostra que à energia do fluxo é maior em relação ao fluxo que atuou no processo de deposição das planícies, mesmo que o trecho em análise esteja localizado na foz da bacia, no qual a tendência é apresentar gradiente menos elevado. O fluxo com maior energia é capaz de transportar com mais facilidade os sedimentos mais finos como silte a argila, refletindo também no processo na seleção dos grãos, apresentando grãos mais selecionados. No médio curso do afluente do Riacho Riachão (afluente do canal principal), está localizado o trecho 2, diferentes do trecho anterior , este se destaca, por apresentar grande predominância de grãos finos na área de aquífero aluvial, apresentando como uma das principal características um fluxo intermitente (figura 3c). No leito do canal foi possível identificar a predominância de sedimentos finos. A geometria do canal corresponde a um canal semi-confinado (figura 3b), com uma largura de aproximadamente 33m, apresentando a área de captação de 21km² e um gradiente de 3 m/km, apresentando características de uma área com média/baixa energia e competência de fluxo. Os dados granulométricos deste trecho revelaram que o sedimento do leito apresenta grau de seleção pobremente selecionado, assimetria aproximadamente simétrica, prevalecendo majoritariamente à fração de silte. Desse modo, as porcentagens dos sedimentos mostraram a predominância de frações de silte com mais de 61% e argila com quase 29%, enquanto praticamente não há frações de areia apresentando menos de 1% e para cascalho 9% da amostra (figura 3f). O diagrama de Shepard (figura 3d) classificou como silte argiloso material da amostra, a hidrodinâmica é alta, conforme o diagrama de Pejrup (figura 3e), demonstrando características da energia de fluxo agindo nos processos de deposição. No médio curso do Riacho Riachão a jusante de uma confluência, está localizado o trecho 3, configura-se como um canal confinado, pois com base em Brierley & Frirys (2005) um canal confinado se configura com um vale com menos de 10% do trecho com planície de inundação, não ocorrendo assim o extravasamento do fluxo (figura 4b). O trecho apresenta um gradiente de 3m/km, a largura do canal é de 14m, a área de captação de 112 km², caracterizando-se em uma área com baixa/média energia e competência de fluxo. A jusante do trecho em análise apresenta evidencia de escavação do leito, ou seja, a construção de poço para exploração, dos depósitos aluviais (figura 4c). Conforme os dados granulométricos, a amostra deste trecho apresentou classificação de areia fina e grau de seleção muito pobremente selecionado, com assimetria muito positiva, revelando que não há variação na seleção dos grãos de sedimento. A porcentagem das frações dos grânulos mostrou que há mais de 61% de fração de areia; as frações de cascalho e argila ficaram entre 15% e 16%; enquanto as frações de silte ficaram abaixo de 7% (figura 4f). O diagrama de Shepard classificou (figura 4d) como areia argilosa material da amostra, a hidrodinâmica é moderada conforme o diagrama de Pejrup demonstrando características de um fluxo de média energia agindo nos processos de deposição (figura 4e). De modo geral os depósitos aluviais analisados nesta bacia apresentaram uma hidrodinâmica de moderada a alta, característica comum, pois se tratam de trechos que apresentam um fluxo de média energia. A área de captação evidenciou serem maiores à jusante, ou nos trechos próximo as confluências, propiciando maiores recargas nos aquíferos aluviais situados nas áreas a jusante das confluências e próximo à foz. Assim o trecho 1 está representando os canais da bacia que estão localizado próximo a foz, onde os mesmos apresentam uma dinâmica de canais perene, com depósitos aluviais composto de areia e cascalho, revelam as características de um fluxo com baixa energia, na qual esse fluxo não possui capacidade de transportar sedimentos mais grosseiros, a hidrodinâmica de fluxo variando de muito alta a baixa. O trecho 2 é representativo dos canais que apresentam depósitos aluviais compostos de sedimentos finos (argila e silte), característica esta direta relacionada a energia do fluxo. Por fim, o trecho 3 está representando os depósitos aluviais arenosos e com presença de pequenas frações de argila, apresenta uma hidrodinâmica variando entre alta a baixa, neste mesmo trecho foi identificado escavações para exploração depósitos aluviais.

Figura 2: Caracterização topográfica e sedimentológica - Trecho 1.


Figura 3: Caracterização topográfica e sedimentológica - Trecho 2.


Figura 4: Caracterização topográfica e sedimentológica - Trecho 3.

Considerações Finais

A partir dos resultados gerados, pode-se entender que o processo de deposição nos trechos aluviais analisado, está sob influência das diversas particularidades das caraterísticas físicas do ambiente. A hidrodinâmica que trabalha os materiais sedimentar dos leitos se encontra entre moderada a alta, característica comum do comportamento da dinâmica fluvial desta bacia, pois se tratam de trechos que apresentam um fluxo de média energia. A área de captação evidenciou serem maiores à jusante, ou nos trechos próximo as confluências, propiciando maiores recargas nos aquíferos aluviais situados nas áreas a jusante das confluências e próximo à foz. Outra questão que vale ressaltar é que nos trechos localizados na foz da bacia, o material sedimentar do leito apresenta uma baixa porcentagem de material coeso (silte e argila). Portanto, diante do que foi explanado nesta pesquisa considera-se notória a necessidade de estudos mais detalhados para a área em questão, viabilizando a criação de dados verticalizados no que diz respeito à região e ao tema abordado. Uma das formas de aprofundamento dessa abordagem são estudos de estratigrafia que permitem gerar informações detalhadas sobre o processo de sedimentação, características texturais, litológicas, sedimentológicas e geocronológicas dos depósitos, possibilitando auxiliar na compreensão, da capacidade erosiva dos depósitos aluviais, geração de informações sobre a permeabilidade e capacidade do volume de água dos aquíferos aluviais.

Agradecimentos

Referências

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