Análise morfométrica da bacia do rio Suaçui Grande: uso da

Análise morfométrica da bacia do rio Suaçui Grande: uso da
ferramenta SIG no apoio à gestão territorial e de recursos
hídricos
Simone Freire de Lima - Aluna do 5º período do Curso de Tecnologia em Gestão
Ambiental do IFMG, campus Governador Valadares. [email protected]
Fabio Monteiro Cruz – Professor Mestre do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental
do IFMG, campus Governador Valadares. [email protected]
RESUMO
A bacia do rio Doce (MG) sofre historicamente com eventos
hidrológicos danosos, gerando com frequência perdas materiais e humanas,
constituindo um grave problema. A bacia do rio Suaçui Grande merece
destaque por estar localizada no médio rio Doce, região considerada crítica sob
o prisma da problemática das enchentes. Desta forma, realizou-se análise das
características morfométricas da bacia do rio Suaçuí Grande, sub-bacia do rio
Doce, a fim de compreender seu comportamento hidrológico e estimar sua
fragilidade a tais eventos, buscando orientar e subsidiar a gestão territorial e de
recursos hídricos da região. Os resultados evidenciaram, dentre outras coisas
que as características relativas, sobretudo, ao relevo tornam a bacia propensa
a tais eventos e mudanças no uso da terra podem acentuar esta problemática
podendo potencializar a fragilidade natural da bacia, merecendo assim ações
de monitoramento, recuperação e conservação ambiental na bacia, a fim de
atenuar esta problemática.
PALAVRAS-CHAVE: bacia do rio Suaçui Grande, enchentes, fragilidade
ambiental, análise morfométrica, processos hidrológicos, gerenciamento de
recursos hídricos.
ABSTRACT
The Doce river watershed (MG) suffer historically damaging to hydrological
events, often generating material and human losses, a serious problem. The
Suaçuí Grand River watershed noteworthy for being located in the middle Rio
Doce region considered critical from the perspective of the problem of flooding.
Therefore, we carried out analysis of morphometric characteristics of the Suaçuí
Grande river watershed, sub-basin of the Rio Doce, in order to understand its
hydrology and estimate its fragility to such events, seeking to guide and support
the management of water resources and territorial the region. The results
showed, among other things characteristics relating mainly to relief make the
basin prone to such events and changes in land use may exacerbate this
problem may exacerbate the fragility of the natural watershed, they warrant
monitoring actions, recovery and conservation environment in the watershed in
order to mitigate this problem.
KEYWORDS: Suaçuí Grande River watershed, flooding, environmental fragility,
morphometric analysis, hydrological processes, water resources management.
1
INTRODUÇÃO
O relevo, que constitui a paisagem física do globo, é resultado principalmente
de uma atuação em conjunto das ações intempéricas e dos processos tectônicos.
Para estudar as variadas características dos relevos, a bacia hidrográfica se apresenta
como unidade física ideal de estudo (ALVES; CASTRO, 2003).
Para tal, a geomorfologia – ciência que se dedica ao estudo das formas de
relevo, tendo em vista a origem, estrutura, natureza das rochas e o clima da região –
apresenta importância fundamental (Guerra, 1966).
Neste contexto, as bacias hidrográficas constituem unidades físicas da
paisagem que, portanto, podem ser estudadas no âmbito da geomorfologia, à luz dos
processos hidrológicos que ocorrem no seu interior.
Desta forma, a análise morfométrica de uma bacia hidrográfica consiste em
estimar quantitativamente a forma física e o relevo desta, com objetivos variados,
dentre os quais a determinação de seu comportamento hidrológico.
Na literatura especializada as definições de bacias hidrográficas variam de
acordo com os diversos objetivos com que estas podem ser estudadas, conforme
pode ser observado em Barrela et al. (2001), Faustino (1996), Coelho Netto (1995) e
Lima e Zakia (2000). Contudo, uma definição mais usual remete a bacia hidrográfica
como uma área de captação da água de precipitação, demarcada por divisores
topográficos, onde toda água captada converge para um único ponto de saída, o
exutório (KARMANN, 2009).
Para efeitos de estudo, ou gerenciamento de recursos hídricos, quando uma
bacia hidrográfica apresenta dimensões significativas, esta pode ser dividida em
partes considerando os maiores rios correspondentes a um de seus afluentes ou
tributários. A estas partes nomeia-se de sub-bacias (IGAM, 2007)
Para
Villaça e Nascimento (2008)
numa bacia todos os rios são
hierarquicamente interligados através de uma rede hidrográfica, configurando os
canais fluviais.
Os mesmos autores afirmam que considerando o arranjo hierárquico dos
canais fluviais dentro de uma bacia hidrográfica é possível classificá-la em diversas
ordens.
Dentre os inúmeros autores que oferecem contribuições aos procedimentos de
hierarquização hidrográfica, pode-se destacar Horton (1945), Shumm (1956) e Strahler
(1956). Entretanto, se sobressai em relação aos demais o último autor.
A hierarquia fluvial segundo Strahler
considera que os canais de primeira ordem são aqueles que não
2
apresentam tributários, isto é, são canais de cabeceiras de drenagem
[...]. Os canais de segunda ordem são os canais subsequentes à
confluência de dois canais de primeira ordem e assim
sucessivamente, sendo que a confluência com canais de ordem
hierárquica menor não altera a hierarquização da rede. (Strahler,
1952 apud Cherem, 2008. p. 27)
Guerra (1966) corrobora com a importância do processo de hierarquização
hidrográfica ao afirmar que ela determina os padrões de drenagem, podendo ocorrer
uma grande diversidade de padrões; sendo eles dendríticos, retangular, paralelo,
treliça, radial ou anelar. Estes podem variar, dentre outros aspectos, de acordo com o
tipo de rocha e das estruturas geológicas presentes em seu substrato (KARMANN,
2009).
Alves e Castro (2003) ressaltam que, no estudo dos padrões de drenagem e
demais atributos dos sistemas hidrológicos, as bacias hidrográficas constituem
unidades físicas ideais de estudo, uma vez que relacionam a gestão territorial e de
recursos hídricos, sendo moldada pelas diferentes formas de relevo da superfície
terrestre.
Porém, há relativa escassez de estudos a respeito de bacias hidrográficas que
evidenciem quantitativamente a fisionomia, para que através destes seja possível
identificar a homogeneidade dos fatores que influenciam as formas de relevo (ALVES;
CASTRO, 2003).
Tais estudos são de extrema importância e seus resultados podem ser
aplicados nas mais diversas áreas como: determinação das fontes de abastecimento
de água, controle de poluição e erosão, projetos de irrigação e drenagem, ocupação
do solo, lazer, desenvolvimento e preservação dos ecossistemas (aquáticos ou
terrestres), controle de enchentes e inundações, bem como no processo de gestão de
recursos hídricos (CURTARELLI, 2009).
Ao estudar aspectos físicos através da análise morfométrica é possível
determinar quais pontos da bacia hidrográfica tem maior predisposição a receber
maior e menor carga de água.
Os principais aspectos físicos que atuam no comportamento hidrológico das
bacias hidrográficas são dentre outros: relevo, área, altitude, forma, permeabilidade do
solo, cobertura vegetal e porosidade (KARMANN, 2009; PISSARRA et al, 2004).
A fim de fazer um levantamento e monitoramento dos recursos naturais, entre
eles a análise da morfometria do relevo ou de bacias hidrográficas, variadas técnicas
de aquisição de informações foram desenvolvidas, historicamente.
Contudo, os métodos tradicionais trabalhavam através de sistemas analógicos,
muitas vezes com mapas e documentos em papel, o que não garantia elevada
3
precisão às informações e tornava o processo moroso, além de limitar a análise dos
dados, tornando quase impossível o agrupamento de informações proveniente de
fontes diferentes.
Com o progresso tecnológico os meios de obtenção da informação ganharam
dinamismo e precisão, além de tornar possível o armazenamento de dados em
ambiente computacional (CÂMARA; DAVIS, 2012). A evolução dos procedimentos e a
inserção de novas técnicas no sensoriamento remoto, na cartografia digital, nos
sistemas de informações geográficas (SIG´s) e, mais recentemente, na internet
concede carater mais dinâmico aos mapas, oferecendo maior agilidade e rapidez na
obtenção das informações e resultados (CASTRO, 2000).
Novo (2010) define sensoriamento remoto como a utilização conjunta de
sensores, equipamentos de transmissão de dados com objetivo de estudar eventos,
fenômenos e processos que ocorrem na superfície do planeta terra. Já o termo
geoprocessamento, segundo Câmara e Davis (2012), remete ao conjunto de
tecnologias para coleta, tratamento, manipulação e apresentação de informações
espaciais voltado para um objetivo específico. Os SIG’s são as ferramentas
computacionais para geoprocessamentos e permitem realizar análises complexas, ao
integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados
(CÂMARA; DAVIS, 2012).
Para Brubacher et al. (2011) a introdução de técnicas de sensoriamento
remoto e geoprocessamento viabilizam e aceleram a análise morfométrica
contribuindo para o diagnóstico e o entendimento dos processos decorrentes da
dinâmica geomorfológica e hidrológica.
O comportamento hidrológico das bacias hidrográficas é fator determinante
quanto à suscetibilidade de uma dada região à ocorrência de enchente e inundações.
Estudos morfométricos tem sido realizados, utilizando as novas tecnologias de análise
espacial disponíveis, com o objetivo de orientar e subsidiar a gestão territorial e o
gerenciamento de recursos hídricos. Desta forma é conveniente comentar alguns
desses trabalhos.
Através de um estudo realizado na bacia hidrográfica do rio dos Sinos – RS foi
possível determinar através de análises morfométricas quais regiões da bacia
possuíam maior propensão à ocorrência de enchentes. O estudo concluiu que
A partir da extração de variáveis morfométricas e, com base na
analise das sub-bacias e regiões, foi possível compreender a
dinâmica de escoamento no interior da bacia e destacar as áreas
mais suscetíveis a enchentes e as que mais influenciam na
ocorrência desses eventos na porção mais a jusante da bacia do rio
dos Sinos. Também foi possível distinguir áreas com ocorrência de
enchentes de curta duração e alta velocidade de escoamento (nas
regiões do rio Rolante, da Ilha e Paranhana) das áreas com
4
enchentes de longa duração, como na várzea do rio dos Sinos. Alem
disso, com base nos resultados obtidos, foram identificadas as áreas
prioritárias para o monitoramento das chuvas (nas bacias dos rios
Rolante e Paranhana), de cotas e de vazões dos rios (prioritariamente
na varzea do rio dos Sinos) (BRUBACHER et al, 2011. p. 1285).
Curtarelli (2009) realizou a análise morfométrica na bacia hidrográfica do rio
Cubatão do Sul – Santa Catarina/Brasil através da ferramenta SIG (Sistemas de
Informações Geográficas). Os resultados obtidos indicaram grande suscetibilidade a
enchentes na região da bacia hidrográfica do rio Cubatão do Sul, devido à grande
parte do terreno ser ondulado, bem como 50% da área possuir terras acima dos 490
metros de altitude.
Tonello (2006) utilizando analise morfométrica como ferramenta concluiu que o
formato da bacia hidrográfica da Cachoeira das Pombas, Guanhães – MG
apresentava-se alongado, possuindo menor concentração do escoamento superficial.
Dessa forma, pôde o autor inferir que a bacia da Cachoeira das Pombas apresenta
risco inferior de enchentes nas condições normais de precipitação.
Outros estudos morfométricos em bacias hidrográficas com diferentes
contextos ambientais e hidrológicos foram desenvolvidos por diversos autores e
podem ser estudados por consulta a Oliveira (2008), Borges et al (2007), Ferreira e
Moreti (1998), Rosim et al (2003), Machado et al (2008).
Com relação à susceptibilidade das bacias hidrográficas a eventos hidrológicos
danosos, pode-se inferir que as cheias e as enchentes, principalmente do leito maior
dos rios, é um processo natural que decorre do ciclo hidrológico (TUCCI, 2005). O
autor descreve os rios como possuidores de dois leitos – menor e maior – sendo que o
primeiro é a área do rio onde a água escoa na maior parte do tempo e o segundo é
caracterizado quando o nível da água supera os níveis do leito menor, gerando a
inundação. A partir daí No entanto, quando tais áreas são ocupadas pela população,
por plantações ou criação de animais os impactos são frequentes. Para Tucci (2005)
os principais impactos sobre a população são:
Prejuízos de perdas materiais e humanos;
Interrupção da atividade econômica das áreas inundadas;
Contaminação por doenças de veiculação hídrica como
leptospirose, cólera, entre outras;
Contaminação da água pela inundação de depósitos de
material tóxico, estações de tratamentos entre outros.
As enchentes, inundações e os escorregamentos são os principais desastres
naturais que acontecem no Brasil (SILVA L. A., 2009). O estado de Minas Gerais é
frequentemente castigado, em menor ou em maior grau, pelos fenômenos de
enchentes e inundações. Em 2012 as enchentes e inundações fizeram várias vítimas
5
no estado, além de comprometer a infraestrutura de vários municípios.
Neste sentido, a bacia hidrográfica do Rio Doce, a qual 86,4% está no estado
de Minas Gerais (IGAM, 2007), é uma das mais problemáticas, sendo repetidamente
atingida por estes fenômenos. Segundo a Companhia de Pesquisa de Recursos
Minerais - CPRM (2005) apud SILVA (2009) somente no período de dezembro de
2004 a março de 2005, foram registradas, pela defesa civil do Estado de Minas Gerais,
88 ocorrências de inundações na bacia, correspondendo a 43% de um total de 203
registradas em todo Estado.
Coelho (2006)
e IGAM (2007, 2010) corroboram tais informações quando
afirma que as inundações e enchentes ocorridas, no período mais intenso de chuvas,
que vai de dezembro a fevereiro, configuram um problema recorrente para a bacia do
rio Doce. Tais acontecimentos se devem a fatores climáticos que provocam
precipitações que alimentam os rios por vários dias, tanto em pequenas como em
grandes bacias, associados a problemas erosivos (COELHO, 2006).
Considerando
por sua vez a bacia do rio Doce, três sub-bacias merecem destaque: sub-bacia do rio
Suaçuí Grande, sub-bacia do rios Casca e sub-bacia do rio Matipó (IGAM, 2007)
Sendo assim, a fim de facilitar o gerenciamento de recursos hídricos a bacia
hidrográfica do rio Doce foi dividida em sete unidades ou regiões hidrográficas. Dentre
estas desta-se, em termos de área, a Unidade de Planejamento de Gestão de
Recursos Hídricos - UPGRH DO4: Bacia Hidrográfica do Rio Suaçuí (IGAM, 2007;
IGAM, 2010).
A bacia hidrográfica do rio Suaçuí Grande está completamente inserida na
UPGRH DO4 que, segundo o IGAM (2007), possui grande suscetibilidade a
enchentes. De acordo com o mesmo autor na cheia que ocorreu em fevereiro de 1979
a região do rio Suaçuí Grande foi uma das mais atingidas, em especial a cidade de
Frei Inocêncio.
Face ao exposto este trabalho tem a finalidade de analisar as características
morfométricas da bacia hidrográfica do rio Suaçuí Grande, sub-bacia do rio Doce, a
fim de compreender seu comportamento hidrológico e estimar sua fragilidade a
eventos hidrológicos, buscando orientar e subsidiar a gestão territorial e de recursos
hídricos da região.
MATERIAL E MÉTODOS
A área de estudo compreende a sub-bacia do rio Suaçui Grande (MG), que se
localiza a margem esquerda do rio Doce (figura 01). Ela está situada na região leste
do estado de Minas Gerais e está integralmente incorporada à região hidrográfica de
6
planejamento DO4, região esta que ocupa uma área total de 21.555 km², segundo os
critérios do IGAM (2010).
Figura 01: Bacia do rio Suaçui Grande
Seu rio principal, que dá nome à bacia, nasce no município de Serra Azul de
Minas, no Parque Estadual do pico do Itambé, como rio Vermelho, que se encontrando
com os rios Turvo Grande e Cocais, no município de Paulistas, recebe o nome de rio
Suaçui Grande (IGAM, 2012)
O rio Suaçuí Grande mantém regime perene, sendo que no inverno (menos
chuvoso) se observa o menor volume de água e no verão (mais chuvoso) maior,
sendo essa variação em função ao clima da região. As maiores vazões ocorrem a
partir do mês de novembro, atingindo o pico no mês de janeiro (201,2 m³/s) (IGAM,
2010).
A bacia do rio Suaçuí Grande desenvolve-se predominantemente sobre o
bioma da Mata Atlântica, sendo que se destaca o ecossistema da Floresta Estacional
Semi-Decidual. No entanto, devido aos efeitos antrópicos, a maior parte da área total
da UPGRH DO4 é hoje ocupada pela pecuária. Verifica-se que cerca de 67% da
cobertura do solo é pastagem.
O trabalho foi estruturado em duas etapas: consolidação de bases de dados
geográficos e realização de operações de geoprocessamento para determinação de
7
parâmetros e índices morfométricos.
Foram obtidas bases de dados em formato vetorial e matricial nos portais do
SNIR (Sistema Nacional de Informações de Recursos Hídricos) (ANA, 2012) e
Embrapa Monitoramento por Satélite (EMBRAPA, 2012).
Bases vetoriais são aquelas em que as entidades físicas dispostas na
superfície da terra são representadas por elementos de geometria simples, como
pontos linhas e polígonos. Enquanto as matriciais, ou raster, compreendem
representações destas mesmas feições formadas por pequenas unidades digitais
(pixels) que em conjunto formam as entidades em questão (BARROS, 2003)
As bases vetoriais utilizadas foram: rede hidrográfica nacional (feição vetorial
linear) e Ottobacias (feições poligonais representativas de bacias hidrográficas).
Para a base matricial (raster) foram utilizadas cenas do modelo digital de
elevação SRTM do estado de Minas Gerais, a saber: SE-23-X-D, SE-23-Z-B, SE-23-VC e SE-23-Y-A.
O modelo digital de elevação (MDE) SRTM (Shuttle Radar Topographic
Mission) foi produzido originalmente através de imageamento por radar SAR (Radar
de Abertura Sintética) de cerca de 80% da superfície da terra no ano de 2000, pelo
ônibus espacial Endevour (SANTOS, 2006).
Todas as bases em formato vetorial ou raster foram geoprocessadas utilizando
as projeções esférica GCS (Sistema de Coordenadas Geográficas) e plana UTM
(Universal Transversal Mercator), ambas em DATUM SAD-69 por convenção.
A manipulação das bases de dados e a determinação dos índices e parâmetros
morfométricos foram realizadas utilizando o sistema de informações geográficas (SIG)
ArcGIS 10 (ESRI, 2012). O ArcGIS 10 é um sistema de informações geográficas
desenvolvido pela empresa ESRI, que permite manipular, produzir mapas e realizar
inúmeras operações de geoprocessamento com aplicações em variadas áreas do
conhecimento (ESRI, 2012).
A determinação dos índices e parâmetros seguiu aos procedimentos
operacionais descritos em CRUZ (2010), cujas ferramentas de geoprocessamento
utilizadas encomtram-se compiladas na tabela 01.
Tabela 01: ferramentas de geoprocessamento do ArcGIS 10
FERRAMENTA
DISSOLVE
CLIP
EXTRACT BY MASK
MOSAIC TO NEW RASTER
RECLASS
SLOPE
TOOLBOX
GEOPROCESSING
GEOPROCESSING
SPATIAL ANALYST TOOLS
SPATIAL ANALYST TOOLS
SPATIAL ANALYST TOOLS
SPATIAL ANALYST TOOLS
8
Os parâmetros e índices empregados na análise morfométrica da bacia do rio
Suaçuí Grande foram selecionados com base em vários autores consagrados como
Strhaler (1956), Muller (1953), Schumm (1956) e Horton (1945), Villela e Mattos (1975)
e gerados em ambiente SIG.
Coeficiente de Compacidade
Segundo Villela e Mattos (1975) o coeficiente de compacidade compreende a
relação entre a área da bacia e área de um círculo igual a da bacia.
Este coeficiente não possui dimensão ou unidade de medida e varia de acordo
com a forma da bacia, independente do tamanho desta. Um coeficiente mínimo indica
que a bacia se aproxima de um formato circular. Um índice superior a 1 indica uma
bacia de formato mais alongado.
O coeficiente de compacidade pode ser determinado através da equação:
(Eq. 1)
Kc = coeficiente de compacidade
P = perímetro (km)
A = área da bacia (km²)
Índice de circularidade
O índice de circularidade tende para a unidade à medida que a bacia se
aproxima do formato circular e declina à medida que a forma se torna mais alongada.
Tal índice, proposto por Müller (1953) é obtido pela seguinte equação:
(Eq. 2)
= índice de circularidade
A = área de drenagem (km²)
= perímetro (km)
Densidade de drenagem
A densidade de drenagem, definida por Horton (1945) faz a relação entre o
9
comprimento total da drenagem e a área da bacia. Seu estudo indica a eficácia da
drenagem da bacia. Para determinação de tal índice utiliza-se a equação abaixo:
(Eq. 3)
Dd = densidade de drenagem (km/km²)
= comprimento total da drenagem (km)
A = área da bacia (km²)
Densidade hidrográfica
A densidade hidrográfica consiste na relação entre o número de canais e área
total da bacia. Segundo Freitas (1952) apud Alves e Castro (2003) esse parâmetro
indica o potencial hídrico de uma dada região, pois expressa o número de canais
existente por cada quilômetro quadrado da bacia hidrográfica. A equação que
expressa tal resultado é:
(Eq. 4)
= Densidade hidrográfica
= número de canais
A = área da bacia (km²)
Índice de rugosidade
O índice de rugosidade, de acordo com Castro e Carvalho (2009), combina o
comprimento das vertentes com a densidade de drenagem, expressando-se como
número adimensional que resulta do produto entre a amplitude altimétrica e a
densidade de drenagem. Expressa pela equação:
(Eq. 5)
= Índice de rugosidade
∆a = amplitude altimétrica (m)
Dd = densidade de drenagem (m²)
10
Coeficiente de manutenção
O Coeficiente de Manutenção representa o oposto da densidade de drenagem.
Ele indica a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de
escoamento permanente (SCHUMM, 1956). Expresso pela equação:
(Eq. 6)
= Coeficiente de manutenção (m/m²)
Dd = densidade de drenagem (m²)
Hierarquização hidrográfica
Conforme dito anteriormente existem diversas formas de ordenamento dos
canais fluviais. Utilizou-se neste trabalho o método de hierarquização apresentado por
Strahler (1952) apud Cherem (2008).
Declividade e mapa clinográfico
As classes de declividade da bacia foram agrupadas em seis intervalos
distintos, sugeridos pela Embrapa (1979), conforme mostrados na tabela 02 e sua
distribuição espacial evidenciada pela reclassificação do modelo digital de terreno
(MDT) da bacia.
Tabela 02: Classificação da declividade segundo a Embrapa (1979)
CLASSES DE RELEVO
Plano
INTERVALO (%)
0 -3
Suavemente ondulado
Ondulado
Fortemente ondulado
3-8
8 - 20
20 - 45
Montanhoso
Fortemente montanhoso
45 - 75
> 75
Amplitude Altimétrica e mapa hipsométrico
Este método proposto por Strhaler (1956) corresponde à diferença altimétrica
entre a altitude máxima e a altitude mínima. Tal parâmetro indica o desnível médio do
11
terreno da bacia hidrográfica.
A amplitude altimétrica foi determinado pela equação 2:
(Eq. 2)
∆a = amplitude altimétrica. (m)
= altitude máxima.
= altitude mínima.
Para elaboração do mapa hipsométrico (mapa da distribuição das altitudes) a
área da bacia foi dividida em 5 classes, de intervalos iguais, conforme tabela 03
abaixo.
Tabela 03: Classes hipsométricas da bacia hidrográfica do rio Suaçuí Grande
ALTITUDE (m)
INTERVALO
161
457,3
753,6
1049,9
1346,2
457,2
753,5
1049,8
1346,1
1642
CLASSES
1
2
3
4
5
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados da análise morfométrica realizada encontram-se compilados nas
tabelas 04 e 05.
Tabela 04: Índices morfométricos da bacia do rio Suaçuí Grande.
ÍNDICES
RESULTADOS
Área
Perímetro
10376,4 Km²
660,522 Km
Comprimento total de drenagem
3269,701 Km
Altitude máxima
1642 m
Altitude mínima
161 m
12
Tabela 05: Parâmetros morfométricos da bacia do rio Suaçuí Grande
PARÂMETROS
RESULTADOS
Coeficiente de compacidade
1,815607492
Índice de circularidade
0,298956092
Densidade de drenagem
0,315109 km/km²
Densidade hidrográfica
0,0465 canais/km²
Índice de rugosidade
47
Coeficiente de manutenção
3173,500384 m²/m
Amplitude Altimétrica
1481m
A área de drenagem da bacia, reportada, foi de 10.376,4 km² e seu perímetro
de 660,522 km. Pode-se inferir que a bacia trata-se de uma unidade de grande porte,
considerando sua dimensão relativa à área da bacia do rio Doce (86.715 Km2), em que
está
inserida,
levando-a a apresentar significativa importância no contexto
geomorfológico e hidrológico da bacia principal, podendo até mesmo contribuir com os
eventos de cheias e aporte de sedimentos, desta última (IGAM, 2007).
Outro fator marcante com relação à área da bacia do rio Suaçuí Grande referese à disparidade entre o valor determinado e o informado pela UPGRH-DO4. Segundo
os critérios de IGAM (2007) a referida bacia apresenta área total de 12.413 km². Tal
discrepância decorre do fato de que a unidade DO4, para efeitos de gerenciamento de
recursos hídricos em Minas Gerais, incorpora não somente a malha hidrográfica
efetivamente presente na bacia do rio Suaçui Grande, mas também corpos d’água que
estão além do perímetro da bacia e que não contribuem diretamente para sua
disponibilidade hídrica, como é o caso da sub-bacia do rio Suaçui pequeno cujo
exutório encontra-se no próprio rio Doce, mas que apesar disto encontra-se situado na
UPGRH D04.
O coeficiente de compacidade apresenta valor de 1,8156; demonstrando que a
bacia não possui formato circular e sim uma tendência para uma forma mais alongada.
Logo, não possuindo a princípio uma significativa susceptibilidade a eventos de cheias
e enchentes assumindo este fator de forma isolada. Contudo, deve-se considerar que
as mudanças no uso/ocupação do solo da bacia decorrentes da ação humana podem
alterar este panorama podendo gerar uma maior fragilidade a estes eventos, não
evidenciada pelo parâmetro em questão, modulando-os e tornando sua ocorrência
uma realidade na do rio Suaçui Grande, e no próprio rio Doce, em decorrência,
notadamente de condições excepcionais de eventos extremos de precipitação.
IGAM (2007) corrobora tal constatação ao afirmar que no histórico de cheias do
13
Doce que a região da bacia do rio Suaçuí Grande foi mais atingida pelas cheias que
ocorreram em fevereiro de 1979, devido a grande ocorrência de precipitações acima
da média no mês de janeiro e intensas chuvas no mês seguinte do mesmo ano.
Tal fato é ainda reforçado pelo índice de circularidade, que resultou em um
valor de 0,2989. Segundo Schumm (1956), de acordo com o valor reportado do Ic, as
bacias podem ser caracterizadas da seguinte forma:
1. Ic = 0,51 possuem escoamento superficial moderado e pequena probabilidade de
cheias rápidas;
2. Ic > 0,51 demonstra uma bacia circular favorecendo os processos de inundação;
3. Ic < 0,51 bacia mais alongada favorecendo o escoamento superficial.
No caso da bacia do Suaçuí a ocorrência de enchentes e enxurradas podem se
tornar mais frequentes, sobretudo, na estação mais quente (verão), quando os índices
pluviométricos são maiores.
O trabalho de Ferreira et. al (2010) ratifica a hipótese mencionada, pois
segundo o autor na bacia hidrográfica do Açude Cachoeira II, no município de Serra
Talhada – PE foram encontrados índice de circularidade de 0,37 e coeficiente de
compacidade igual a 1,63. Constatou-se assim que, apesar da bacia apresentar
ramificações significativas, devido sua forma alongada ela possui menor risco de
cheias durante os eventos normais de precipitação.
A densidade de drenagem estimada para a bacia do rio Suaçui Grande é de
0,3151 Km/Km². De acordo com Villela e Mattos (1975), este índice pode variar de 0,5
km/km² em bacias com drenagem pobre a 3,5 ou mais nas bacias bem drenadas. O
índice encontrado indica que a bacia em estudo possui baixíssima capacidade de
drenagem, o que levaria a uma concentração do escoamento superficial na bacia com
aumento da probabilidade de ocorrência de enchentes.
Resultado semelhante foi encontrado em estudo realizado na bacia do rio
Pajeú – PE, onde a densidade de drenagem encontrado foi de 0,753, mostrando que
aquela bacia possui baixo desenvolvimento do sistema drenagem. O que, segundo o
autor, pode ser associado às características naturais do clima na região, ao regime
pluviométrico caracterizado por chuvas de baixa intensidade e pouca concentração de
precipitação, além do pequeno comprimento da maioria dos canais (FEITOSA et. al,
2011).
Porém, é importante ressaltar que a base de dados vetorial de drenagem
utilizada para obtenção do parâmetro foi a disponibilizada pela Agência Nacional de
Águas (ANA), cuja escala muitas vezes não permite resultados satisfatórios para
estudos de abrangência local ou mesmo regional, em virtude de não representar
corpos hídricos de menor ordem. Por este fato, a malha hidrográfica da bacia do rio
14
Suaçuí Grande pode ter sido subestimada e ter tendenciado o baixo valor evidenciado
para a densidade de drenagem da bacia. Note-se que o Instituto de Gestão das Águas
de Minas (IGAM) disponibiliza uma base estadual vetorial de drenagem em seu portal,
porém, esta possui contraditoriamente escala ainda maior que a disponibilizada pela
ANA, o que justifica a escolha da última para análise morfométrica realizada.
A mesma problemática da incompatibilidade da base vetorial de drenagem
utilizada pode justificar o baixíssimo valor de densidade hidrográfica reportado no
estudo (0,0465) e o elevado coeficiente de manutenção (3173500 m²/m), o que
indicaria uma carência de cursos d’água na região (menos de 1 por km²), cuja
necessidade de área para manutenção de 1 metro de canal perene seria de mais de
3000km² de área na bacia.
O índice de rugosidade da bacia apresenta valor de 47, o que é bem
significativo, tendo em vista que, segundo Silva (2011), quanto maior for este índice
maior é a probabilidade de degradação da bacia. Este é um parâmetro norteador
quanto ao uso potencial da terra com relação às suas características para agricultura,
pecuária ou florestamento (ROCHA, 1997 apud DEAMO, 2008).
Corrobora para o resultado IGAM (2007) e Coelho (2006) ao afirmarem que a
bacia do rio Suaçuí Grande apresenta grandes problemas erosivos, levando a crer que
as mudanças no uso da terra podem estar atuando, alterando significativamente os
processos hidrológicos da bacia, potencializando o escoamento superficial levando a
acentuando a propensão a enxurradas e enchentes, por ocasião de eventos extremos
de precipitação, conforme já comentado anteriormente.
Em análise realizada nas bacias hidrográficas do Córrego Teixeiras, Ribeirão
das Rosas e Ribeirão Yung, afluentes do rio Paraíbuna na cidade de Juiz de Fora –
MG, verificou-se resultado semelhante, o que levou ao autor concluir que as bacias
estudadas possuem suscetibilidade média de degradação (SILVA, 2011).
Quanto às classes hipsométricas a sua distribuição espacial na bacia encontrase ilustrada na figura 02 e as representatividades de cada classe estão dispostas na
tabela 06.
15
Figura 02: Mapa hipsométrico da bacia do rio Suaçui Grande
Tabela 06: Distribuição das classes hipsométricas da bacia do rio Suaçuí Grande
ALTITUDE (m)
INTERVALO
161
457,3
753,6
1049,9
1346,2
457,2
753,5
1049,8
1346,1
1642
CLASSES
%
1
2
3
4
5
32,87
45,20
20,98
0,68
0,27
As classes de maior ocorrência na bacia são as classes 1 e 2, demonstrando
que mais de 80% da bacia tem altitude entre 161 e 753 metros.
É importante salientar que a relação precipitação e deflúvio é diretamente
influenciada pelas altitudes e pela declividade, sobretudo devido ao aumento da
velocidade do escoamento superficial, e diminuindo a possibilidade de infiltração
(CARDOSO, 2006).
A amplitude altimétrica reportou o valor de 1481 m, revelando uma significativa
variação de altitudes na bacia, o que em última análise favorece a uma maior energia
no processo de escoamento superficial em decorrência deste processo ser modulado
pela diferença de potencial entre as áreas mais elevadas e baixas da bacia, o que
16
pode gerar um grande transporte de sedimentos e exportação de nutrientes dos solos
de bacias com avançado degradação em função de mudanças no uso da terra.
A distribuição espacial das classes de declividade assim como suas
respectivas representatividades, encontra-se elucidadas na figura 03 e tabela 08.
Figura 03: Mapa clinográfico da bacia do rio Suaçui Grande
O resultado dessa análise apresenta elevada correspondência com os dados
referentes às altitudes, pois demonstra que mais de 87% da bacia possui relevo
ondulado ou fortemente ondulado. Disto decorre que, este fator isoladamente infere
uma grande propensão à bacia de forma geral a ocorrência de um rápido escoamento
superficial quando da ocorrência principalmente de eventos de precipitação mais
intensos, levando a tendência à ocorrência de enxurradas e enchentes na bacia e no
próprio rio Doce.
Karmann (2009) ratifica o exposto uma vez que segundo o autor em terrenos
onde a topografia possui declive mais acentuado a possibilidade de infiltração é
menor, enquanto o escoamento superficial é favorecido.
x
17
Tabela 07: Distribuição de classes de declividade da bacia hidrográfica do rio Suaçuí Grande
CLASSES DE RELEVO
INTERVALO
%
Plano
Suavemente ondulado
Ondulado
Fortemente ondulado
Montanhoso
Fortemente montanhoso
0 -3
3-8
8 - 20
20 - 45
45 - 75
> 75
4,56
10,37
37,29
45,05
2,65
0,09
A bacia do rio Suaçuí Grande foi classificada como uma unidade fisiográfica de
5ª ordem, após a análise do mapa da malha hidrográfica, seguindo os critérios de
Strahler. Isso mostra que o sistema de drenagem é pouco ramificado, já que possui
grande área. Na tabela 08 são apresentados os números de canais para cada ordem.
Contudo, tal quais os parâmetros densidade de drenagem, densidade hidrográfica e
coeficiente de manutenção deve-se considerar as limitações impostas pela base
hidrográfica vetorial de drenagem utilizada, o que certamente pode ter subestimado a
ordem da bacia.
Tabela 08: Hierarquização hidrográfica da bacia do rio Suaçui Grande
HIERARQUIZAÇÃO HIDROGRÁFICA
ORDEM DO CANAL
Nº DE CANAIS
1º
261
2º
106
3º
55
4º
42
5º
19
TOTAL:
483
CONCLUSÃO
A bacia do rio Suaçui Grande exerce uma importância relativamente elevada
sob o prisma hidrológico, na bacia do rio Doce, por se tratar de uma das suas
principais sub-bacias.
De forma geral nem todos os índices e parâmetros morfométricos revelaram
uma substancial fragilidade a eventos hidrológicos danosos, tais como enchentes e
enxurradas, na bacia. Sobretudo, aqueles relativos à forma da bacia e os que
estabelecem relações entre a área de drenagem e a sua respectiva malha
hidrográfica.
Contudo, devem-se considerar as limitações que a carência de uma base
18
vetorial de drenagem apropriada impuseram a análise. Neste sentido, é necessário e
desejável que as instituições que possuem a missão de manter e operar sistemas de
informações de recursos hídricos realizem exercícios de produção de bases vetoriais
de drenagem, dos mananciais de Minas Gerais, em escalas mais detalhadas, e que
estas bases sejam disponibilizadas em seus portais de acesso. Pois desta forma,
trabalhos posteriores desta natureza poderão ser mais bem apoiados.
Com relação à propensão a fragilidade analisada em função do relevo, a
unidade apresentou maior tendência à ocorrência de cheias, enchentes e enxurradas;
em função de sua pronunciada amplitude altimétrica e níveis de declividades elevados,
que confere a bacia uma grande energia no processo de escoamento superficial.
Em virtude do fato da água obedecer a leis físicas em seu ciclo natural,
estando sujeita aos efeitos das condições de conservação de suas bacias de
drenagem, e da bacia do rio Suaçui Grande apresentar níveis elevados de mudanças
no uso da terra, que podem potencializar sua fragilidade natural a eventos hidrológicos
extremos é necessário que ações de monitoramento do processo de uso/ocupação
dos solos, de recuperação de áreas degradadas e conservação ambiental de áreas
inalteradas sejam executadas, a fim de mitigar os efeitos destes eventos e reduzir a
probabilidade de acirramento desta problemática.
Neste sentido, a implementação dos programas e projetos, previstos no plano
de bacia do rio Doce, possui caráter estratégico, bastando apenas serem executadas
para contribuírem para a mitigação dos efeitos ambientais e sociais que este eventos
inferem aos ecossistemas e a população residente nas áreas de risco.
REFERÊNCIAS
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Sistema Nacional de Informações de
Recursos Hídricos. Disponível em: <http://goo.gl/pumoC>. Acesso em 21 de Julho.
2012.
ALVES, J. M. P; CASTRO, P. D. A. Influência de feições geológicas na morfologia da
bacia do rio do Tanque (MG) baseada no estudo de parâmetros morfométricos e
análise de padrões de lineamentos. Revista Brasileira de Geociências , Vol. 33, 117 –
124, 2003.
BARRELLA, W. et al. As relações entre as matas ciliares os rios e os peixes. (2001).
In: RODRIGUES, R.R.; LEITÃO FILHO; H.F. (Ed.) Matas ciliares: conservação e
recuperação. 2.ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2007. p. 187 –
208.
BARROS, S. A. de. Sistemas de informações geo-referenciadas: conceitos e
fundamentos. 2ª ed. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 2003. 236 pag.
BORGES, M. E. et. al. Emprego do processamento digital dos parâmetros
19
morfométricos no mapeamento geomorfológico da Bacia do Rio Preto. Espaço &
Geografia , Vol. 10, Nº. 2, 2007. p. 401:429.
BRUBACHER, J. P. et. al. XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR.
Suscetibilidade de enchentes a partir da análise das variáveis morfométricas na bacia
hidrográfica do rio dos Sinos/RS. 2011. Disponível em: <http://goo.gl/NbHs6>. Acesso
em 24 de Junho de 2012.
CÂMARA, G.; DAVIS, C. Fundamentos de Geoprocessamento. (U. F. Viçosa,
Produtor). 2012 Disponível em: <http://goo.gl/76seo>. Acesso em 04 de Julho de 2012
CARDOSO, C. A. et al. Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio
Debossan, Nova Friburgo, RJ. Revista Árvore, vol. 30, n. 2, 2006, p. 241-248.
CASTRO, J. F. A importância da cartografia nos estudos de bacias hidrográficas. In:
XXX Semana de Estudos Geográficos “O Homem e as Águas”, Minicurso.
(CAEGE/IGCE/UNESP), 2000. Disponível em: <http://goo.gl/uujlw>. Acesso em 04 de
Julho de 2012.
CHEREM, LUIS FELIPE SOARES. Análise morfométrica da Bacia do Alto do Rio das
Velhas – MG. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Minas Gerais,
Instituto de
Geociências, 2008.
COELHO NETTO, A. L. Hidrologia de encosta na interface com a geomorfologia. In:
GUERRA, A. J. T., CUNHA, S. B. da (Org). Geomorfologia: uma atualização de bases
e conceitos. 2 ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1995.
COELHO NETTO, A. L. Compartimentação geomorfológica da bacia do rio Doce: uma
atualização. VI Simpósio Nacional de Geomorfologia. Goiânia, 2006.
CRUZ, F. M. Avaliação geoambiental e hidrológica da bacia di rio Itacaiúnas, PA.
Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) – Programa de Pós-Graduação
em Ciências Ambientais, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará,
Museu Paraense Emilio Goeldi e EMBRAPA, Belém, 2010
CURTARELLI, M. P. SIG aplicado à caracterização morfométrica de bacias
hidrográficas – estudo de caso da bacia hidrográfica do rio Cubatão do Sul – Santa
Catarina/Brasil. Anais IX Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Santos, São
Paulo, Brasil: INPE, 2009. p. 549:560.
DEAMO, J.C.M. at. al. Diagnóstico físico - conservacionista da microbacia do Córrego
Boa Vista, Uberlândia – MG. 2008. Disponível em: < http://goo.gl/Y2BSo >. Acesso em
11 de setembro de 2012.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA – EMBRAPA. Serviço
Nacional de Levantamento e Conservação de Solos. Rio de Janeiro: EMBRAPASNLCS, 1979.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Programa
Brasil em Relevo. CNPM. Disponível em: < http://goo.gl/De0Ec >. Acesso em 17 de
Agosto. 2012.
ESRI. ArcGIS 10. Disponível em: < http://www.img.com.br/arcgis10/novo.html >.
Acessado em 12 de Maio de 2012.
20
FAUSTINO, J. Planificación y gestión de manejo de cuencas. Turrialba: CATIE, 1996.
p. 90.
FEITOSA, A. et. al. Caracterização Morfométrica e identificação de Áreas
Susceptíveis a Erosão na Bacia do Rio Pajeú, PE: o Estudo de Caso da Bacia do Rio
Pajeú/PE. Revista Brasileira de Geografia Física, 2011. pp. 820 – 836.
FERREIRA at. al. Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do Açude
Cachoeira II, no município de Serra Talhada – PE, Brasil. VI Seminário Latino
Americano de Geografia Física e II Seminário Ibero Americano de Geografia
Física. 2010. Disponível em: < http://goo.gl/IuVkX >. Acesso em 10 de Setembro
de 2012.
FERREIRA, M. C.; MORETI, E. Um indicador de degradação de bacias hidrográficas
obtido a partir de modelos digitais do terreno e dados orbitais em ambiente de
geoprocessamento. Anais IX Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Santos,
Brasil, 11-18 setembro 1998, INPE, p. 549-560.
GUERRA, A. T. Dicionário Geológico e Geomorfológico. Rio de Janeiro: Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, 1966.
HORTON, R. E. Erosional development of streams and their drainage basins:
hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of America
Bulletin, v. 56, n.3, 1956. p. 275-370.
INSTITUTO DE GESTÃO DAS ÁGUAS DE MINAS IGAM. Plano integrado de
recursos hídricos da Bacia do Rio Doce e dos planos de ações de recursos hídricos
para as unidades de planejamento e gestão de recursos hídricos no âmbito da Bacia
do Rio Doce. Belo Horizonte: IGAM, 2007.
INSTITUTO DE GESTÃO DAS ÁGUAS DE MINAS IGAM. Plano de ação de recursos
hídricos da unidade de planejamento e gestão DO4 PARH Suaçuí. Belo Horizonte:
IGAM, 2010. Disponível em: < http://goo.gl/yWtWf >. Acesso em 24 de Junho de 2012
INSTITUTO DE GESTÃO DAS ÁGUAS DE MINAS IGAM, 2012. Disponível em: <
http://goo.gl/yRkrl >. Acesso em 24 de Junho de 2012.
KARMANN, I. Água: ciclo e ação geológica. In: TEIXEIRA, W et. al. Decifrando a
Terra. 2ª Edição , p. 186-209. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009.
LIMA, W.P.; ZAKIA M.J.B. (2000). Hidrologia de matas ciliares. In: RODRIGUES;
R.R.; LEITÃO FILHO; H.F. (Ed.) Matas ciliares: conservação e recuperação. 2.ed. São
Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2007. p.33-43.
MACHADO, K. J. et. al. Utilização de geotecnologias para determinação do modelo
digital de elevação hidrologicamente consistente e áreas de preservação permanente.
Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico Multifinalitário . Florianópolis, 2008.
MÜLLER, V. C. A quantitative geomorphology study of drainage basin characteristic in
the Clinch Mountain Area. New York: Virginia and Tenesse. Dept. of Geology, n. 3,
1953, p. 30.
NOVO, E. M. Sensoriamento remoto - Princípios e aplicações. 4ª Edição ed. São
Paulo: Edgard Blucher, 2010.
21
OLIVEIRA, S. N. Metodologia para delimitação e análise multivariada de atributos
morfométricos de bacia de drenagem usando modelo digital de elevação
hidrologicamente corrigido. Dissertação de Mestrado . Brasília, 2008.
PISSARRA, T.; POLITANO, W. E. Avaliação de características morfométricas na
relação solo-superfície da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, Jaboticabal (SP).
Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2004. Disponível em: < http://goo.gl/0fnZC >.
Acesso em 03 de Julho de 2012
ROSIM, S. et. al. TerraHidro - Uma plataforma computacional para o desenvolvimento
de aplicativos pra a análise integrada de recursos hídricos. Anais XI SBSR, 25892596. Belo Horizonte, MG: INPE, 2003.
SANTOS, P. R. A. dos. Avaliação da precisão vertical dos modelos SRTM para a
Amazônia. Revista Brasileira de Cartografia. v. 58, n. 01, 2006. p. 101 – 107.
SHUMM, S. A. Evolution of drainage systems and slopes in badlands of Perth Amboy.
Geological Society of America Bulletin, n. 67, 1956. p. 597-649.
SILVA, L. A. Problemas ocasionados pela enchente de dezembro de 2008 em Ponte
Nova - MG. 2009. Acesso em 14 de Agosto de 2012, disponível em: <
http://goo.gl/AM9a0 >.
SILVA, R. C. Análises morfométricas e hidrológicas das bacias hidrográficas do
Córrego Teixeiras, Ribeirão das Rosas e Ribeirão Yung, afluentes do rio Paraíbuna,
Juiz de Fora/MG. 2011. Disponível em: < http://goo.gl/OZyzD >. Acesso em 11 de
setembro de 2012.
STRAHLER, A. N. Quantitative slope analysis. Geological Society of America Bulletin,
n. 67, 1956. p. 571-596.
TONELLO, K. C. et. al. Morfometria da bacia hidrográfica da Cachoeira das Pombas,
Guanhães - MG. 2006 Disponível em: < http://goo.gl/oagiz >. Acesso em 24 de Junho
de 2012.
TUCCI, C. E. Gestão de Inundações Urbanas_In: Gestão de Águas Pluviais Urbanas.
(Ministério das Cidades – Global Water Partnership - Wolrd Bank – Unesco). 2005.
Disponível em: < http://goo.gl/tbLMO >. Acesso em 24 de Junho de 2012.
VILLAÇA, M. G.; NASCIMENTO, W. M. Bacias Hidrográficas: Planejamento e
Gerenciamento. Revista Eletrônica da Associação dos Geógrafos Brasileiros – Seção
Três Lagoas , 2008. p. 102-121.
VILLELA, S. M.; MATTOS, A. Hidrologia Aplicada. São Paulo: McGraw – Hill do
Brasil, 1975.
22