Autores
- LUIZA PIRES DOS SANTOSUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIROEmail: luizageopires@gmail.com
- LAURA DELGADO MENDESUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIROEmail: lauradmendes@gmail.com
Resumo
O objetivo da pesquisa é analisar o controle tectonoestrutural na evolução e dinâmica do relevo e da
drenagem da bacia hidrográfica do rio Perequê Açu (Paraty – Cunha) a partir de índices morfotectônicos e
geomorfométricos. Os resultados mostram basculamento, maiores anomalias no rio Sertão, concavidades
mais altas próximas à foz, com diminuição à montante, exceto Sertão e Toca do Ouro, esses com trechos
convexos e desajustes à montante. Os rios mais equilibrados são Pedra Branca e Perequê Açu. Os perfis
topográficos em faixas longitudinais têm rebaixamento e índices baixos para a integral hipsométrica (THi) no
setor inferior e valores moderados à montante. Os perfis transversais indicam THi moderado e correlação
com o basculamento. A área reflete as condições do contexto geológico regional, principalmente o controle
tectonoestrutural, com compartimentos que indicam soerguimentos e influenciam a dinâmica
hidrogeomorfológica.
Palavras chaves
morfotectônica; geomorfometria; evolução do relevo; bacias hidrográficas; dinâmica hidrogeomorfológica
Introdução
A análise de condições morfoestruturais e morfotectônicas de bacias de drenagem pode ser realizada a
partir de análises quantitativas via parâmetros geomorfométricos, uma vez que a rede de drenagem é
importante elemento da paisagem na Geomorfologia Tectônica. Entre os índices utilizados estão incluídos
a Relação declividade-extensão (RDE) ou Índice de Hack (HACK, 1973), Fator de assimetria da bacia de
drenagem (FABD) (HARE e GARDNER, 1985), Fator de simetria topográfica transversal (FSTT) (COX,
1994), Perfil Topográfico de faixa, o Perfil Normalizado (PÉREZ-PEÑA et al., 2017), Lineamentos
Morfoestruturais (CHIANG, 1984), Integral Hipsométrica (Hipsometryc Integral – HI) (KELLER & PINTER,
1996), Índice de Atividade Tectônica (IAT) (EL HAMDOUNI et al., 2008), entre outros.
As áreas de escarpas serranas podem apresentar características e/ou condições relacionadas com a
evolução geológica e geomorfológica regional e importantes na dinâmica da área e relacionadas com a
energia do relevo e a dinâmica hidrogeomorfológica. Portanto, as informações sobre tais características
também são necessárias sob o ponto de vista da gestão territorial. Já nas áreas costeiras, Souza (2005)
descreve que apresentam uma particularidade geomorfológica importante que condiciona o
desenvolvimento de cheias: em geral, as cabeceiras e a maior área de captação das bacias encontram-se
em terrenos do embasamento com declividades elevadas a médias, enquanto que o restante da bacia está
implantada sobre terrenos de planície costeira, com declividades baixas até nulas. Com isso, os rios de
planície costeira recebem enorme volume de água proveniente das encostas, mas o coeficiente de
escoamento diminui fortemente devido às baixas declividades e à ação de represamento das águas doces
causada pelas marés que adentram os canais estuarinos e lagunares. Portanto, qualquer estudo de
suscetibilidade morfométrica em áreas costeiras deve levar em consideração que essas bacias
apresentam dois compartimentos geomorfológicos distintos, que devem ser analisados individualmente
(SOUZA, 2005).
Nesse contexto, a pesquisa tem como objetivo analisar o controle tectonoestrutural na evolução e
dinâmica do relevo e da drenagem da bacia hidrográfica do rio Perequê Açu (Paraty – Cunha) a partir de
índices geomorfométricos para contribuir para a interpretação sobre as características morfoestruturais e
morfotectônicas que possam influenciar na dinâmica dessa área especialmente afetada por um processo
de uso e ocupação que gera condições de risco geomorfológico. Inserida geomorfologicamente no
Domínio Morfoestrutural do Planalto Atlântico, na unidade das Planalto e Escarpas da Serra da Bocaina e
unidade de Planícies Fluviais e Flúvio-Marinha (SILVA, 2002), tem nascentes na Serra da Bocaina e setor
inferior que corta o centro histórico da cidade de Paraty.
A Serra da Bocaina é uma porção da Serra do Mar situada no limítrofe entre os estados de São Paulo e Rio
de Janeiro. Conforme Amador (1988), a Serra do Mar, com as suas diversas denominações locais (Órgãos,
Araras, Bocaina etc.), de direção SW-NE, é um bloco falhado e basculado para o norte, produzindo em
decorrência uma escarpa íngreme para o mar. Dispondo-se como uma grande barreira de escarpa de linha
de falha, se apresenta nessa região com desníveis que chegam a alcançar 2.400 metros (AMADOR, 1988).
Sendo um importante divisor de águas regional, os rios que fluem para o sul drenam a escarpa oceânica
em direção a baía da Ilha Grande, enquanto os rios que correm para o norte drenam a escarpa interior
rumo ao vale do rio Paraíba do Sul (SILVA, 2006). Em geral, essas bacias apresentam grandes amplitudes
altimétricas no alto e médio cursos, com elevada declividade. Ao alcançar as planícies costeiras,
predominantemente de pequena extensão, os canais apresentam ruptura de declive abrupta.
Material e métodos
Os dados foram gerados no ArcGIS® 10.5, licença do Laboratório de Geociências e Estudos Ambientais do
Instituto Multidisciplinar - UFRRJ, a partir de complementos e imagem Alos Palsar (Alaska Satellite
Facility), com 12,5 metros de resolução espacial.
O índice Relação Declividade-Extensão (RDE) ou índice de Hack (HACK, 1973) foi gerado via Knickpoint
Finder (SALAMUNI et al. 2013). Baseada em Etchebehere et al. (2004), utiliza imagem raster com a
elevação de onde é extraída a drenagem e calculados os índices por segmento (RDEs) e total (RDEt). Os
cálculos estão detalhados nas referências relacionadas. Foram definidas cinco classes de anomalias, de
acordo com Pires e Mendes (2021), a partir de adaptação das classes de Andrades Filho (2010) e
Etchebehere et al. (2006), que são: menores que 2; maiores que 2 e menores que 4; maiores que 4 e
menores que 6; maiores que 6 e menores que 8; maiores que 8 e menores que 10; e maiores que 10. De
acordo com Seeber e Gornitz (1983), os trechos entre 0 – 2 não apresentam anomalias, ou seja, a região
está equilibrada; de 2 –10 são anomalias de 2ª ordem; e acima de 10 são anomalias de 1ª ordem. Como
observam Etchebehere et al. (2004), é uma técnica simples, rápida e apropriada para avaliações de
natureza regional, permitindo definir setores anômalos em cada padrão de drenagem, sendo uma
importante ferramenta de análise nos estudos neotectônicos (ETCHEBEHERE et al., 2004).
O Fator de Assimetria da Bacia de Drenagem (FABD), proposto por Hare e Gardner (1985), indica a
assimetria com base na migração lateral do canal. Os valores de FABD iguais ou próximos a 50 indicam
que não há basculamento. Todavia, quando o valor é menor que 50, pode indicar um basculamento para a
margem esquerda e, quando maior que 50, para a margem direita. Salamuni et al. (2004) destacam que
esse deslocamento é causado por processos fluviais internos ou atividades tectônicas.
Os Perfis Topográficos em faixa (1000 m) foram gerados via SwathProfiler, com os valores máximos,
mínimos e médios de elevação (PÉREZ-PEÑA et al., 2017). Têm sido usados amplamente para caracterizar
a topografia em escala regional (GROHMANN, 2005) e muito úteis na geomorfologia tectônica (TELBISZ et
al., 2013). Para a obtenção dos dados examina-se a integral hipsométrica (HI), definida por Keller e Pinter
(1996) como a área sob a curva hipsométrica. Os valores de HI próximos a 1 indicam elevações médias
próximas das elevações máximas, uma paisagem jovem transitória, e os valores HI próximos de 0 indicam
paisagem madura com elevações médias próximas do mínimo (PÉREZ-PEÑA et al., 2017). Os autores
propõem o uso da Integral Hipsométrica Transversa (THi) que normaliza e corrige variações hipsométricas
anômalas em áreas de relevo plano.
São dados utilizados para detectar mudanças (rio, litologia, regime climático, relevo e soerguimento
tectônico), baseados na análise de distribuição espacial de métricas de canal, que calculam desvios dos
perfis (DEMOULIN, 1998; WHIPPLE e TUCKER, 1999; PÉREZ-PEÑA et al., 2017). Segundo Pérez-Peña et al.
(2017), rios em equilíbrio fluindo sobre litologia homogênea desenvolvem um típico perfil de forma
côncava, resultado da relação inversa entre a descarga (que pode ser aproximado pela área a montante) e
gradiente (que pode ser aproximado pelo canal declive) (PÉREZ-PEÑA et al., 2017). Paixão et al. (2020)
afirmam que, geralmente, perfis em condições de equilíbrio demonstram o ajuste estabelecido pela
denudação e remodelamento do relevo. Em alguns casos, apresentam inflexão, rupturas de relevo
(knickpoints), que alteram a concavidade dos perfis a jusante e a montante (WHIPPLE e TUCKER, 1999).
Os Perfis Normalizados, gerados via NProfiler, permitiram calcular o índice de concavidade (CT). Proposto
por Demoulin (1998), normaliza elevações em relação à elevação ou amplitude relativa e distâncias em
relação ao comprimento total do canal, e permite comparar rios com diferentes comprimentos e gradientes
(DEMOULIN, 1998).
Resultado e discussão
A Relação Declividade-Extensão indica o grau de desequilíbrio da rede de drenagem, com distribuição
variada. As anomalias mais altas acumulam-se nos rios Toca do Ouro e do Sertão. Embora ocorra maior
dispersão nas classes entre 2 e 5,9, há concentração das intermediárias entre 6 e 9,9 no rio do Sertão
(Figura 1A).
Na correlação com a geologia (Figura 1B) observa-se que os pontos de rupturas de declive estão
associados ao sistema de falhas e lineamento morfoestruturais. Para Salamuni et al. (2013), a reativação
de planos de falhas, processos erosivos e intemperismo diferencial também atuam sobre a sua disposição
espacial. No setor central, estruturas NE-SW (falhas e diques) parecem controlar a drenagem e a evolução
do relevo à montante, principalmente. Nesse aspecto, destaca-se a sub-bacia do rio Toca de Ouro, com as
maiores anomalias e onde estruturas se cruzam e podem ser responsáveis pela elevação do relevo, como
já observado sobre a influência do cruzamento de estruturas (falhas) com diferentes orientações na
geração de altos topográficos e rupturas de declive em área serrana do Rio de Janeiro (MENDES et al.,
2007).
Fator de Assimetria da Bacia de Drenagem indica basculamento da margem direita dos rios Pedra Branca
(75) e Perequê Açu (59), e da margem esquerda para os rios do Sertão (36) e Toca do Ouro (18), com base
em Hare e Gardner (1985), que são significativos e não uniformes, com assimetrias altas, médias e baixas.
O rio Toca do Ouro parece refletir melhor a configuração da bacia ao longo de todo o seu curso, com
basculamento da margem esquerda e, portanto, a migração do rio para a margem direita. A
superimposição das estruturas geológicas ocorre no setor superior, enquanto no inferior a migração do rio
é menos controlada. De acordo com Silva e Paes (2018), o reconhecimento de basculamentos é de suma
importância para o estudo da dinâmica, pois pode indicar a predisposição aos processos erosivos devido
ao aumento da declividade, logo, aumento da velocidade de fluxos d’água nas encostas em diferentes
trechos.
Com os perfis longitudinais normalizados (Figura 2) buscou-se avaliar o grau de dissecação e condições
de equilíbrio fluvial, a partir de dois critérios: (A) distância da cabeceira até a foz no centro histórico de
Paraty; e (B) da cabeceira até a convergência com o afluente.
Na análise da cabeceira até a foz (Figura 2A), os rios mais equilibrados são o Sertão (58,19%) e o Toca do
Ouro (55,59%), já que quanto maior o percentual do índice de concavidade, maior é a condição de
equilíbrio do perfil, com maior dissecação na área. Os rios com valores mais baixos são o Perequê Açu
(46,82%), em estágio de ajuste, e Pedra Branca (37,45%). De modo geral, os rios tendem a apresentar
índices de concavidade mais altos próximos à foz, com diminuição mais à montante. Contudo, percebe-se
que os rios do Sertão e Toca do Ouro possuem alta concavidade mesmo à montante, se comparado com o
Pedra Branca e Perequê Açu, o que reforça a condição de maior dissecação e equilíbrio. Segundo Paixão et
al. (2020), esses dados auxiliam na análise do grau de dissecação do relevo. Valores elevados indicam
drenagens mais ajustadas ao nível de base local e um perfil mais próximo do normal. Os valores mais
baixos indicam estágio de ajuste ao nível de base (PEREZ-PEÑA et al., 2017). Baller (2014) afirma que
esses estudos podem complementar várias áreas do conhecimento, a fim de analisar e indicar alguns
condicionantes, tais como estágios de evolução da paisagem, tectônica, soerguimento ou subsidência,
variações na residência das rochas, mudanças do nível de base, confluência de tributários, efeitos do clima
e também a introdução de carga sedimentar maior ou mais grossa. Portanto, é ferramenta de extrema
importância para os estudos geomorfológicos e são utilizados para a identificação de mudanças abruptas
ou não na declividade (PAIXÃO, 2020).
Na análise setorizada da cabeceira até o ponto de confluência com outros canais os resultados são bem
distintos (Figura 2B). Os rios mais equilibrados são o Pedra Branca (28,85%) e Perequê Açu (21,87%). Os
rios Sertão (7,80%) e o Toca do Ouro (-10,74%) possuem valores menores, com trechos convexos que
indicam desajustes à montante.
Paixão (2020) observa elevados valores de “CT” para drenagens distantes da foz associados a depósitos
eocênicos e à fase de ajuste erosivo e expansão após diminuição da intensidade tectônica em área
próxima, na bacia do rio Paraíba do Sul, no reverso da serra da Bocaina. É no setor superior até a área de
confluência principal onde são encontradas as principais rupturas de declive, e que são mais destacadas
nos perfis normalizados do que em perfis longitudinais tradicionais, além de serem de mais fácil
interpretação, segundo Perez-Peña et al. (2017). Tais rupturas interferem no equilíbrio dinâmico dos rios e,
portanto, na configuração dos perfis do rio Sertão e, principalmente, do rio Toca do Ouro, que concentra
mais anomalias de 1º ordem (RDE acima de 10) (Figura 1), além de serem os rios mais extensos. Perez-
Peña et al. (2017) destacam que os perfis convexos podem indicar que esses rios estão em estado
transiente e, portanto, ainda não adaptados ao nível de base da área. Como Paixão et al. (2020) também
observaram na bacia do rio Paraíba do Sul, o rio Toca do Ouro, convexo e com valor de CT negativo, reflete
a topografia elevada e rupturas de declive, que também podem estar associadas principalmente à
presença de estruturas que se cruzam e controlam a evolução do relevo.
Os perfis topográficos em faixa longitudinais (PTL) (Figura 3A) têm padrão similar aos perfis normalizados,
com rebaixamento à jusante, e valores “baixos” da integral hipsométrica (THi), indicando uma paisagem
madura com elevações médias. A exceção foi observada na para o perfil do rio Toca de Ouro que mostra
convexidade no resultado no perfil normalizado setorizado (cabeceira até a confluência).
Os perfis topográficos em faixa transversais (PFT) (Figura 3B) destacam valores máximos e mínimos do
relevo e os desnivelamentos entre as sub-bacias. Essa análise também mostra maior dissecação onde
ocorrem as principais estruturas geológicas (Figura 1) que definem compartimentos. O PFT3 e o PFT4
indicam um maior potencial erosivo, considerando a diferença altimétrica do PFT1 e o PFT 2. Os valores de
THi são moderados em todos os perfis. Há correlação, principalmente os perfis PFT3 e PFT4, com os
resultados do basculamento da margem esquerda, bem expresso nos perfis transversais à jusante. As
falhas e os rios estão visivelmente encaixados nos perfis, especialmente o perfil PFT1 onde passa o rio
Toca do Ouro que possui as principais anomalias de RDEs/RDEt, exercendo uma maior energia no relevo.
A alta energia da bacia do rio Perequê-Açu está relacionada com sua amplitude altimétrica (1663 m) e as
condições apresentadas, o que contribui para o rápido escoamento das águas, com uma planície mais
suscetível a inundações, combinada com a posição na área costeira, muito próxima da escarpa serrana,
com baixas declividades e sob influência das marés. Na cidade de Paraty ocorre concentração de chuvas
na primavera e, especialmente, no verão (OLIVEIRA e GALVANI, 2015). O PBMC (2016) reitera que nas
cidades costeiras do Brasil os eventos meteorológicos-oceanográficos extremos, como ressacas e
sobrelevações das marés meteorológicas positivas, têm como efeitos principais as inundações costeiras e
a erosão costeira, que são perigos de origem hidrometeorológica. A urbanização se expande, intensificada
pela especulação imobiliária com grandes empreendimentos a fim de concretizar o projeto da “Cancun
brasileira”, onde se destacam as modificações na cobertura e uso da terra. Diante disto, é de suma
importância a proteção da Área de Proteção Permanente da Baía de Paraty, visto suas características
geomorfológicas influenciam na alta energia dos canais, ocasionando uma maior suscetibilidade a eventos
como enchentes e inundações.
Área de estudo com destaque para os principais rios analisados e dados da relação declividade-extensão (RDE) sobre mapas hipsométrico (A) e geológico
Perfis longitudinais normalizados: (A) cabeceira até a foz em Paraty (B) cabeceira até o ponto de confluência)
Perfis topográficos em faixa: (A) longitudinais e (B) Tranversais
Considerações Finais
Os resultados indicam que a bacia do rio Perequê Açu sofre influência do controle tectonoestrutural, com
compartimentos e anomalias que podem resultar dos soerguimentos na evolução tectônica da área, com
estruturas geológicas associadas à evolução geológica regional, em especial do Sistema de Riftes
Cenozoicos do Sudeste (ZALÁN e OLIVEIRA, 2005). Ocorre basculamento, maiores anomalias no rio Sertão,
concavidades mais altas próximas à foz, com diminuição à montante, exceto os rios Sertão e Toca do Ouro,
esses com menor concavidade e trechos convexos e desajustes à montante. Os rios mais equilibrados são
Pedra Branca e Perequê Açu. Os perfis topográficos em faixas longitudinais têm rebaixamento no setor
inferior e baixos THi, com valores moderados à montante, indicando uma paisagem madura com elevações
médias. Os perfis transversais indicam THi moderado e correlação com o basculamento.
Por fim, são dados úteis para análise sobre condições de energia do relevo e dinâmica de fluxos num
contexto entre a imponente escarpa serrana da serra da Bocaina e as planícies flúvio-marinhas da Baía da
Ilha Grande, sob influência de marés e climáticas altamente favoráveis a ocorrência de eventos
pluviométricos de alta intensidade e que demanda maior atenção sob os processos de uso e ocupação já
preocupantes. A geomorfometria oferece importantes dados que ajudam na caracterização, seja sob a
perspectiva evolutiva ou de processos que possam afetar a área.
Agradecimentos
Referências
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