Autores

Maia, R.S. (UFPB) ; Santos, C.J.S. (UFPB) ; Cruz, K.K.S. (UFPB) ; Souza, J.O.P. (UFPB)

Resumo

A estrutura teórica para o entendimento do sistema fluvial parte da abordagem sistêmica. O presente artigo tem como objetivo caracterizar a dinâmica dos controladores fluviais que influenciam na dinâmica, a partir do continuum fluvial, onde foi escolhido o trecho principal da bacia do Rio Taperoá – PB. O trecho analisado da área apresentou um perfil longitudinal retilíneo com extensão de 158 m, apresentando uma área de captação de 5.512 km², tendo três áreas de confluência que influenciam a dinâmica do rio, e juntamente, refletem nos valores da área de captação, a entrada do primeiro afluente mostra 1.513 km² para a área de captação, chegando a outros dois picos de mudança, na altitude de 410 m a captação da bacia é de 4.293 km² e aos 385 m de altitude, onde o valor da área de captação aumenta para 5.192 m/m. A energia do fluxo e do gradiente, alcançam 1466,6 W/m e 0,04 m/m, respectivamente, onde a relação entre eles contribui para os controladores fluviais.

Palavras chaves

Semiárido; sistema fluvial; controladores fluviais

Introdução

A estrutura teórica para o entendimento do sistema fluvial parte da abordagem sistêmica, que tem como principal característica a visão integrada e que se preocupa em analisar as inter-relações dos elementos, onde a compreensão do comportamento e funcionamento dos sistemas só será possível com estudos integrados dos elementos e a organização dos mesmos como um todo (MATTOS; PEREZ FILHO, 2004). Portanto, faz-se da bacia hidrográfica o recorte espacial sistêmico, onde tem-se como base os domínios processuais clássicos (produção, transporte e deposição), é importante atentar-se para outros fatores condicionantes da dinâmica fluvial, como o clima e a geologia e a variações dos mesmos no interior da bacia, os quais modificam as condições de transporte de fluxo de água, sedimentos e consequentemente na eficiência da transferência de energia e matéria, modificando assim os processos sedimentológicos atuantes (SOUZA; ALMEIDA, 2015; SCHUMM, 1977). Assim, é necessário entender como as modificações dos controles fluviais influenciam na dinâmica fluvial das paisagens semiáridas e para compreender isso, a ideia de continuum fluvial se faz contundente. Na perspectiva do perfil longitudinal (ideal) Vannote, et al 1980 coloca que o rio começa nas cabeceiras de drenagem, possuintes de alta declividade, mas vai ficando mais plano, e com menor energia, surgindo assim novas unidades. Em um modelo ideal, as variáveis físicas no sistema fluvial apresentam evolução contínua, que geram respostas aos constituintes desse sistema e geram reajustes aos padrões de carregamento, transporte e armazenamento ao longo do rio (zonas processuais). É dessa maneira que muitas comunidades ocuparam áreas de rios, onde a diferenciação dos gradientes físicos subsidiava determinadas espécies, dando o alicerce necessário para essas comunidades se desenvolverem, permitindo assim a estruturação do conceito de “River Continuum”. Para muitos rios, essa relação entre altimetria e comprimento, que compõe o perfil longitudinal, faz-se importante pelo fato de ser uma forma de investigar o comportamento fluvial, pois o mesmo tem papel fundamental na esculturação da paisagem. Essa visão cartesiana do rio apresenta uma característica de equilíbrio, onde ocorre o decaimento da altimetria com declividades maiores a montante e gradativamente menores à jusante (CHRISTOFOLETTI, 1980). Contudo, os controles fluviais irão trazer uma diversidade em diferentes trechos do rio, modificando essa ideia de equilíbrio e tendo grande importância para a configuração do mesmo. Desta forma, para o trecho que se propõe analisar Brierly & Fryirs et al (2005), coloca que a heterogeneidade do rio vai gerar uma diversidade fluvial e que isso é condicionado por vários elementos, que interagem e exercem influência na dinâmica ambiental do rio, como: Clima, topografia, geologia, ações antrópicas. Assim, o resultado da interação dessa série de elementos e dos controladores fluviais, que seriam: as condições de vazão, o gradiente do canal e a textura do leito e da margem, seria a diversidade fluvial. (BRIERLEY; FRYIRS, 2005). Portanto é notável, a necessidade de estudos iniciais voltada para a caracterização dos controladores fluviais, pois os mesmos se apresentam de suma importância para o entendimento da dinâmica fluvial e assim fornecer um suporte para estudos posteriores, que estarão voltados para análise da dinâmica hidrológica e sedimentólogica do ambiente fluvial. Perante o que foi explicitado, o presente artigo tem como objetivo a caracterização dos controles fluviais, compreender a dinâmica fluvial na bacia do Rio Taperoá- PB, mostrando assim como se dá a relação do comportamento de vazão, área de captação efetiva, gradiente e energia do fluxo, diante do perfil longitudinal do mesmo.

Material e métodos

Para alcançar o objetivo proposto foram elaborando perfis dos elementos controladores da diversidade fluvial, (gradiente, área de captação efetiva, vazão e energia do fluxo) do canal principal da bacia hidrográfica do Taperoá, dentro da perspectiva do continuum fluvial. Visando a caracterização da dinâmica desses condicionantes controladores, será analisado junto a características ambientais presentes na área de estudo: Geologia, Topografia e Clima. A primeira etapa foi a delimitação da bacia do Rio Taperoá e extração da drenagem no ArcMap 10.2.2, a partir de imagens SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) com resolução espacial de 90 metros, tendo as coordenadas geográficas Datum WGS 1984 e escala de 1:250.000, obtidas pela plataforma de dados online Brasil em Relevo, organizado e classificado pela EMBRAPA. A segunda etapa foi construção dos perfis, com o intuito de interpretar os controles sobre o caráter e comportamento da dinâmica da bacia do rio Taperoá. Vale destacar que a posição de cada alcance ao longo do perfil longitudinal, juntamente com a declividade, comportamento de vazão, área de captação e energia do fluxo, possibilitar um guia inicial para a caracterização da dinâmica hidrossedimentológica e processos e formas do rio (BRIERLEY; FRYIRS, 2005). Desse modo, utilizando o ArcMap 10.2.2, foram produzidos os perfis (longitudinal, área de captação efetiva e o gradiente através da ferramenta Stack profile, permitindo assim, a criação de uma tabela com os dados para serem exportados para o software Excel, sendo elaborados os perfis longitudinais da área de análise. O perfil de declividade foi elaborado a partir da diferença da distância com a altitude, ao longo do canal. Já o perfil de vazão, foi elaborando a partir dos da proporção entre os dados da área de captação efetiva, área total da bacia e a média de vazão da bacia, que foi obtida através do banco de dados do estudo de Dantas (2016). Para elaboração do perfil do comportamento da energia de fluxo baseou-se nos estudos de Fryirs e Brierley, (2013). A partir do cálculo da distribuição da energia total (Eq. 1) que remente-se a taxa de trabalho feito pela água, que flui pelo leito e transporta sedimentos, e assim reflete o total de energia disponível para fazer o trabalho ao longo de um canal do rio. Na Eq.1o Ω é a o total da energia do fluxo o Q, é a descarga, ou seja, vazão da bacia; s é o gradiente do canal e γ é valor o específico peso de água, isto é, 9.800 Nm-2). Eq.1Ω= γ Qs Por fim, após a construção dos perfis dos controladores fluviais, foi organizado o mapa geológico da área de estudo com base na Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM, 2016), com a finalidade de compreender a influência da litologia no comportamento dos controladores fluviais.

Resultado e discussão

A bacia hidrográfica do Rio Taperoá está situada na parte central do Estado da Paraíba, na região do Cariri, e se localiza entre as coordenadas geográficas (Figura 1), inseridos total ou parcialmente em 19 municípios. O Taperoá, principal rio da bacia, de regime intermitente, nasce na Serra do Teixeira e desemboca no Rio Paraíba, no açude Boqueirão. A bacia do Rio Taperoá drena uma área de 5.667,49 km², estando inserida numa região semiárida quente (IBGE, 1991). As chuvas se distribuem na bacia de forma irregular durante o ano, sendo o período chuvoso representado pelos meses de Fevereiro a Abril, os quais concentram 64% da precipitação anual. A bacia registra em média 512 mm de precipitação total anual (DANTAS, 2016). O canal principal da bacia do Rio Taperoá possui extensão de 158 km (Figura 1) apresentou, de forma geral, um perfil longitudinal, onde ocorre o decaimento da altura de suas cabeceiras para a foz. Foram analisados os principais controles que regem o comportamento desse rio, onde foram compilados elementos importantes para a configuração desse ambiente fluvial, como: regime de vazão, energia do rio, área de captação efetiva e gradiente. Foi possível calcular a área de captação em relação ao perfil longitudinal no trecho analisado da bacia (figura 2). O gráfico número 1 mostra que o trecho inicia nas cabeceiras da bacia com altura de 675 m, chegando a 375 m na sua área de deposição, não apresentando grandes variações em todo o seu perfil, configurando uma extensa área plana. Em três momentos a linha da área de captação aumenta de maneira que se destaca no gráfico, isso indica a entrada de três afluentes no canal principal, interferindo de forma direta e aumentando assim a área de captação, onde o primeiro afluente incorpora-se com o trecho analisado, na altitude de 470 m, o segundo a 398 m e o terceiro a 385 m à jusante da cabeceira do rio, e possui uma área de captação de 5.512 km². O aumento da área de captação, no trecho supracitado, indica possíveis mudanças na morfologia do rio, que podem ser desencadeadas pelo aumento do fluxo. Para cada ponto do perfil longitudinal a vazão se comporta de uma maneira, assim, onde o mesmo detém os valores da área de captação, a vazão da área irá acompanha-lo, ou seja, a medida em que a área de captação do trecho aumenta, a vazão faz o mesmo, correspondendo assim, o quanto o trecho comporta de volume de água em m³/s. O gráfico apresenta três modificações significativas que indicam a entrada de três afluentes no canal nos valores da área de captação que iniciam na parte intermediária do perfil, localizada a uma altitude de 480 m a jusante da bacia, a área de captação até esse ponto aumenta gradativamente sem grandes mudanças, onde a entrada do primeiro afluente mostra 1.513 km² para a área de captação. Em seguida a linha da área de captação se estabiliza e permanece aumentando, chegando a outros dois picos de mudança, na altitude de 410 m a captação da bacia é de 4.293 km² configurando a entrada do segundo afluente, a última mudança no canal ocorre aos 385 m de altitude onde o valor da área de captação aumenta para 5.192 m/m. Significando assim, que nesses três pontos a entrada dos afluentes no trecho, ascendem a área de captação significativamente. Outros dois elementos que se fazem importantes para a análise dos controladores fluviais são: gradiente e energia do fluxo (figura 3). O gráfico 2 mostra um aumento expressivo perto da foz da Bacia, a 388 m o gradiente expressa-se com uma saliência de 0,010m/m, e aos 386 m o gradiente sobre uma ascensão de 0,043 m/m assemelhando-se muito ao gráfico energético. Dentro do modelo ideal da Bacia, o gradiente será mais expressivo perto da cabeceira, haja vista que à medida em que se segue o rio o fluxo tende a estabilizar-se, o gradiente torna-se mais baixo e devido a isso ocorreria o acumulo de sedimentos, pois apresentaria uma baixa carga de energia no para o transporte do mesmo. Ao observar os gráficos percebemos que esse canal não segue esse modelo, que possivelmente mudanças bruscas na litologia estaria influenciando o comportamento do canal, aumentando a declividade na foz que per conseguinte estaria elevando o nível energético. A energia do fluxo seria a massa de água que entra no rio a certa altura acima de um determinado de nível de base, onde o gradiente do canal é fator determinante para a linha da energia subir ou descer. Assim de acordo com o gráfico 3, onde a linha vermelha é o perfil longitudinal e a verde é energia do fluxo, conseguimos perceber que os valores da energia oscilam pouco e aumentam gradativamente ao longo do perfil, mostrando a ideia de um rio ideal. Contudo o gráfico 3 apresenta um pico da energia bem próximo a foz da bacia, mais precisamente a 386 m de altitude alcançando uma energia de 1466,67 W/m, sendo algo incomum pois com o aumento da área de captação que se tem nesse trecho a energia deveria ser menor e consequentemente o gradiente também, pois nas zonas de deposição de uma bacia a energia distribui-se melhor, em função da descarga de sedimento que é maior, entretanto ela aumenta repentinamente podendo ser resultado de uma mudança de litologia (figura 4). Devido a isso, estudos e testes in loco são de suma importância para a obtenção de resultados conclusivos quanto a essa estrutura, o material aqui disposto, age como fomentador dessa questão, servindo para uma primeira indagação.

Mapa de localização da bacia hidrográfica do rio Taperoá –PB.


Gráfico 1- perfil longitudinal e a área de captação do canal principal da bacia do rio Taperoá.


Gráfico 2- Relação do perfil longitudinal com o gradiente. Gráfico 3 – Relação do perfil longitudinal com a energia do fluxo.


Mapa geológico da bacia hidrográfica do rio Taperoá –PB.

Considerações Finais

A partir dos resultados gerados podemos perceber que o canal analisado não apresenta grandes mudanças altimétricas, porém os gráficos que representam a energia do fluxo e o índice do gradiente, mostraram picos de mudanças significativas, que ocorreram na zona processual de deposição da bacia próximo a foz. Sendo isso incomum, e algo que se diferencia do modelo ideal de um rio. Um dos controles que podem justificar esses picos é a variação na litologia, contudo por ser um trabalho inicial as informações são primárias, sendo necessário uma investigação mais a fundo, juntamente com o trabalho de campo a respeito dos controladores fluviais dessa área, para assim confirmar ou desmistificar o que foi gerado a partir do geoprocessamento.

Agradecimentos

Referências

CHRISTOFOLETTI, Antônio. Geomorfologia. São Paulo: Ed. Blucher, 1980.
BRIERLEY, G.; FRYIRS, K. Geomorphology and river management: applications of the river styles framework. Blackwell Publishing. 2005.
DANTAS, J. C. Processos hidrossedimentológicos na bacia do Rio Taperoá. (2016). 80 f. Monografia (Graduação em Geografia) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa – PB.
FRYIRS, K. A. AND BRIERLEY, G. J. Geomorphic Analysis of River Systems: An Approach to Reading the Landscape, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK. 2013
IBGE - Instituto Basileiro de Geografia e Estatística. Classificação da vegetação brasileira, adaptada a um sistema universal. São Paulo, 1991. 123p.
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