Discussões teóricas envolvendo bacia hidrográfica em uma abordagem geográfica

Professor: Éderson Dias de Oliveira

SUGUIO, K. e BIGARELLA, J. J. Ambientes Fluviais. Ambientes Fluviais, 2ª ed. UFSC,

Florianópolis, 1990.

Importância da BH em estudos ambientais

Os aspectos geomorfológicos são um importantecondicionante do intercâmbio da água no ciclo hidrológico.

Dentre as regiões hidrológicas de importância prática paraos estudos envolvendo a análise hidrogeomorfológicadestaca-se a BH.

Por meio da Lei Federal nº 9.433 de 1997, a BH foi definidacomo Unidade de Planejamento e Implantação da PolíticaNacional de Recursos Hídricos.

Inseridos nesse recorte, os recursos hídricos passaram aser um bem de domínio público, tornando-se necessário parasua exploração a implementação de um planejamento de usoda água.

Pela Lei ficou estabelecidotambém à participação públicados usuários e da comunidadenos planos de manejo eplanejamento dos recursoshídricos (BRASIL, 1997).

As BHs têm sido muito utilizadas como recorte espacial nosestudos do âmbito da Geografia e outras ciências;

Este recorte se trata de uma unidade ambiental quepossibilita tratar dos componentes e da dinâmica das inter-relações necessárias ao planejamento e a gestão ambiental.

Por se arranjar de forma sistêmica, as interferências noscomponentes da BH pode desencadear alterações e impactosa jusante e nos fluxos energéticos de saída (descarga, cargassólidas e dissolvida) (CUNHA e GUERRA, 2009).

•Nos últimos anos as ações envolvendo a derrubada dasflorestas para implantação de atividades agropecuárias e/ouurbano industrial no país têm sido crescente.

•As bacias podem ser classificadas de acordo com suaimportância:

Principais (as queabrigam os riosde maior porte);

Secundárias e;

Terciárias;

As BHs podem ser classificadas segundo sua localização, em:

LitorâneasInteriores

Classificação da BH quanto ao escoamento global

a)Exorréica: quando oescoamento das águas sefaz de modo contínuo até omar ou oceano, isto é, asbacias desembocamdiretamente no nívelmarinho;

b)Endorréicas: quando asdrenagens são internas enão possuem escoamentoaté o mar, desembocandoem lagos ou dissipando-seem desertos, ou perdendo-se nas depressõescársticas;

c) Arréicas: quando não hánenhuma estruturação emBHs, como nas áreasdesérticas onde há poucaprecipitação e a atividadedunária é intensaobscurecendo as linhas e ospadrões de drenagem;

d) Criptorréicas: quando asBHs são subterrâneas, comonas áreas cársticas. Adrenagem subterrâneaacaba por surgir em fontesou integrar-se em riossuperficiais, (Christofoletti,1980).

Fatores do escoamento em BH

• Há 3 fatores principais que influenciam no escoamento emBH: clima, componentes biofísicas e intervenção humana;

Clima

• À escala continental o escoamento anual depende, sobretudo,das zonas climáticas onde as BHs se inserem; ou seja, dascaracterísticas do clima, ex. BH amazônica;

• A variação mensal/diária do escoamento associa-se ao clima,por meio da precipitação e da temperatura.

• A precipitação é responsável pela quantidade de água queentra nas BHs;

• A temperatura comanda a retenção da água nos meses maisfrios, sob a forma de neve/gelo, e também a sua evaporação;

As componentes biofísicas das bacias hidrográficas

Dentre elas se destacam:

• a geometria (área, forma),

• a rede de drenagem (número de cursos de água, comprimento,sinuosidade/retilinearidade e hierarquia),

• o relevo (altitude, exposição e inclinação),

• o substratogeológico (litologia,estrutura),

• os solos (textura eespessura) e,

• a vegetação (tipo egrau de cobertura).

Intervenção humana

A ação antrópica nas BHs potencializa alterações nocomportamento hidrológico destas como:

Artificialização do escoamento;

Intervenção indireta (sobre as componentes biofísicas dasbacias) e intervenção direta sobre o escoamento;

Intervenções na rede de drenagem (aprofundamento,alargamento e retilinearização dos canais fluviais,construção de canais artificiais);

Supressão da cobertura vegetal (desflorestação ouflorestação de vastas áreas;

Intervenção direta no escoamento: exploração ou recargaartificial aquíferos, criação de reservatórios artificiais eregularização do escoamento através de grandes barragens.

Fatores do escoamento das BHs: enquadramento climático, componentes biofísicas das bacias e intervenção humana.

Características físicas de uma bacia hidrográfica

A caracterização morfométrica da BH é um dos primeiros emais comuns procedimentos executados em análiseshidrológicas ou ambientais;

Esta tem como objetivo elucidar as várias questõesrelacionadas no entendimento da dinâmica ambiental local eregional (TEODORO et. al. 2007).

Pois os aspectos físicos e bióticos da BH desempenhamimportante papel nos processos do ciclo hidrológico,influenciando dentre outros:

a evapotranspiração,

a infiltração e

a quantidade de água produzida como deflúvio e osescoamentos superficial/subsuperficial;

Análise sistémica das bacias hidrográficas

A BH se trata de um sistema físico aberto, constituído por diversascomponentes, que interagem e influenciam o seu comportamentohidrológico.

Nas BHs podem ser feitas análise qualitativa e quantitativa(linear, areal e hipsométrica) como:

Área de Drenagem

• É a área plana(projeção horizontal)inclusa entre os seusdivisores topográficos.

• A área de uma bacia éo elemento básico parao cálculo das outrascaracterísticas físicas.

Geometria de BH - Forma da bacia

É uma das características da BH mais difíceis de seremexpressas em termos quantitativos. Ela tem efeito sobre ocomportamento hidrológico da bacia, como por exemplo, notempo de concentração (Tc).

Em igualdade de outros fatores, uma bacia circular e compactaapresenta maior tendência para a ocorrência de cheias do queuma bacia estreita e alongada.

Características fluvio-morfológicas

Efeito sobre o comportamento

dos rios particularmente

em pequenas BHs.

O tempo de concentração

pode ser usado para auxiliar neste estudo.

• Para caracterização da forma da bacia, deve recorrer-se a umaanálise qualitativa, feita por observação visual (bacia alongada,circular, compacta, etc.) e a uma análise quantitativa, feita comrecurso a alguns parâmetros que relacionam a forma da baciacom formas geométricas conhecidas.

• Existem vários índices utilizados para se determinar a formadas bacias, procurando relacioná-las com formas geométricasconhecidas:

• a) O índice de Gravelius ou coeficiente de compacidade (Kc):é a relação entre o perímetro da bacia e o perímetro de umcírculo de mesma área que a bacia.

• Kc = 0,28 P / √A, em que: P é o perímetro da bacia (em km) e A éa área da bacia (em km²).

• Trata-se da relação entre o perímetro da bacia (P) e operímetro de um círculo (Pc) de igual área:

• Numa BH alongada, os afluentes atingem o rio principal emdiferentes pontos ao longo da sua extensão, enquanto numaBH circular, os afluentes convergem em seções maispróximas, elevando o escoamento nos pontos de confluência.

• Este fato é importante sobretudo nas situações de cheia,aumentando os caudais de cheias, potencializando as baciascirculares mais perigos do que as alongadas.

• O Índice de Gravelius é um número adimensional, o valormínimo será igual à unidade (1), correspondendo a uma BHcircular.

• Considera-se compacta uma bacia em que Kc < 1,6. Emigualdade dos restantes fatores, a tendência para grandescheias será tanto mais acentuada quanto mais próximo daunidade for o valor deste coeficiente.

• Quanto maisirregular for abacia, tantomaior será orespectivocoeficiente decompacidade.

• Fator de Forma (Kf): é a razão entre a largura média dabacia (L) e o comprimento do eixo da bacia (L) (da foz aoponto mais longínquo da área), onde Kf = A / L².

• Kf é um número adimensional e o maior valor que Kf podetomar é 1 correspondente a uma bacia quadrada (L = lm).

• Quanto menor Kf menor tendência para cheias terá a bacia.

• Isto porque umabacia com um Kfbaixo (maior é ocomprimento dabacia), é uma baciaestreita e longa, quecomo já referido temmenor tendência paraa ocorrência decheias.

ATIVIDADES

• Sejam duas BHs X e Y quaisquer. A partir dos dadosfornecidos abaixo, proceda aos cálculos do fator de forma(Kf) e do coeficiente de compacidade (Kc) para cada uma dasbacias.

• A seguir responda qual delas possui maior tendência aenchentes? Justifique sua resposta relacionando os doiscoeficientes calculados à sua conclusão.

Kf = A / L² -- Kc = 0,28 P / √A

Conceito de Rio

Geomorfologicamente o termo rio aplica-se exclusivamentepara designar “corrente canalizada” ou confinada;

Geologicamente a palavra rio é empregada para referir-se otronco principal de um sistema de drenagem;

Dicionário Geológico-Geomorfológico: “Rio é qualquer fluxocanalizado, e as vezes é empregado para referir-se a canaisdestituídos de água.”

Classificação dos rios quanto à constância do escoamento

Os cursos de água podem ser classificados quanto ao seuregime de escoamento em três tipos básicos (Lencastre eFranco, 2003):

Perenes ouPermanentes -escoam ao longode todo o ano,porque o nívelsuperior doaquífero, se situasempre acima dofundo do leito dorio, fornecendo-lhe águaconstantemente.

• O escoamento é dito perene quando o nível do lençol freáticofica sempre acima do leito do rio, mesmo durante o períodode estiagem (2).

• Os cursos de água perenes escoam água durante todo o ano.

• O escoamento é mantido pelas reservas de água subterrâneasque alimentam o escoamento, mesmo na estação seca.

• O nível de água subterrâneo nunca desce abaixo do leito docurso de água, mesmo nas secas mais severas.

• Exemplos: os grandes rios como Amazonas, Nilo, Danúbio,Reno, etc.

Perene P Qs

Lençol

QssQb1) chuvoso

2) estiagem

• Temporários: só escoam,durante uma parte do tempo, edividem-se em duas categorias,consoante a duração dessaausência de escoamento:

• Intermitentes ou Sazonais -escoam na estação deabundância e secam na deestiagem, uma vez que o níveldo freático varia entre acima eabaixo do nível do leito fluvial.

• Efêmeros ou Ocasionais - sódependem do escoamentosuperficial, ou seja, o nívelsuperior do aquífero nuncaatinge o fundo do seu leito.

• Os cursos de água intermitentes, geralmente, escoamdurante a estação húmida e secam na estação seca.

• Durante a estação húmida o nível freático sobe acima donível inferior do leito escoando, por isso, água de origemsubterrânea e superficial.

• Já na estação seca, o nível freático desce a um nívelinferior ao do leito e o escoamento cessa, ocorrendo apenasapós ou durante chuvadas pontuais.

• Exemplos: os rios do Nordeste em geral.

Intermitente P Qs

Lençol

QssQb 1) chuvoso

2) estiagem

• Os cursos de água efêmeros existem apenasdurante/imediatamente os períodos de precipitaçãotransportando, por isso, apenas escoamento superficial.

• O nível freático encontra-se sempre abaixo do leito do cursode água não havendo, portanto, qualquer contribuiçãosubterrânea para o escoamento.

• Ex: os rios de regiões secas, com solo sem capacidade dearmazenamento (solos rochosos, leitos impermeáveis, etc.) etambém trechos de cabeceiras de drenagem;

•Obs: muitos rios apresentam traços dos 3 tipos deescoamento, todavia, a maioria dos grandes rios é perene, egeralmente os pequenos rios são efémeros ou intermitentes.

P Qs

Qss

Lençol

Efêmero

• Ganho de água

• Perda de água

• Perda de água -nível freáticodesconectado

Nesse contexto os rios podem possuir regimes hídricosefluentes: quando recebem água do subsolo – zona desaturação; e influentes: quando perdem água para o subsolo.

A bacia hidrográfica e seus componentes

• Nascente: é o lugar onde o canal se inicia (nos mapas érepresentado pelo começo da linha azul). Não se deve pensar quea nascente seja um lugar bem definido. Também denominada de:cabeceira, fonte, minadouro, mina, lacrimal, anfiteatro, etc.

• Sub-afluente - pequenocurso fluvial que escoasuas águas num afluenteou tributário de umgrande rio.

• Afluente/tributário -curso d'água, cujo volumeou descarga contribui paraaumentar outro rio ou lagono qual desemboca.

• Confluência ou Junção: é o lugar ondedois canais se encontram. Na análisemorfométrica e topológica não sãopermitidas junções tríplices;

• Curso superior: parte do curso de um rio que está maispróxima de sua nascente, e onde pode predominar a erosão(desgaste) vertical.

• Curso inferior: parte do curso de um rio que está maispróxima de sua foz, e onde pode predominar a deposiçãovertical - aluvionamento.

• Curso médio: trecho intermediário do curso de um rio, ondese destaca a ação de transporte.

• Foz, Exutória ou Desembocadura: é o local onde desagua umrio, podendo dar em outro rio em um oceano ou no lago;

• Débito, Caudal ou Vazão:quantidade de água que um rioescoa em um ponto qualquer deseu curso.

• Regime: variação do débito deum rio no decorrer de um ano.

• Margem: terras emersas ou firmes junto às águas de um rio,lago ou lagoa. O observador de costas para montante, isto é, anascente, terá do seu lado direito a margem direita e do ladooposto, a margem esquerda.

• Meandro: curva no traçado do rio. Os meandros são largos esemelhantes entre si e resultam da corrente, que escava aparte côncava da margem, zona de maior velocidade da água, edeposita no lado convexo da margem.

• Leito: trecho recobertopelas águas ao se escoarem,sendo sua largura variável,conforme a quantidade deágua existente no canalfluvial.

• Jusante: é qualquer ponto dorio/BH que se localize“depois” em direção a foz.

• Montante: é qualquer ponto do rio/BH que se localize antesem direção a nascente.

• Crista, Divisor topográfico ou Interflúvio: intersecção doplano das vertentes - é o oposto de talvegue. A crista éformada por uma linha determinada pelos pontos mais altos, apartir da qual divergem os dois declives das vertentes.

• Talvegue: é a linha de maior profundidade no leito fluvial.Resulta da intersecção dos planos das vertentes com doissistemas de declives convergentes.

• Vale: parte que se estende de um interflúvio a outro,abrangendo o talvegue, o leito, as margens e as vertentes.

• Rede fluvial/canais: é o padrão inter-relacionado dedrenagem formado por um conjunto de rios em determinadaárea, a partir de qualquer número de fontes até adesembocadura da referida rede;

• Vertentes ou encostas: lateraisdos vales fluviais, indo desde amargem até o interflúvio.

• Segmento/curso fluvial: é otrecho do rio ou canal ao longodo qual a ordem que lhe éassociada permanece constante;

foz ou desembocadura

NASCENTES

CONTINENTE

afluente margem direita

curso inferior

OCEANO

curso médio

sub-afluente

afluente margem esquerdacurso

superior

sub-afluente

2 2

3 3

4

5

11

6

talvegue

leito

margem margem

vertentevertente

interflúviointerflúviovale

OUTROS COMPONENTES

Classificação dos rios com relação a inclinação das camadas geológicas

Davis (1954), propôs várias designações considerando adisposição dos cursos d'água em relação à altitude dascamadas geológicas, sendo usado os termos:

Insequente;

FrontEscarpa

Crista

Reverso

Forma de relevo típico de Cuesta

Estes rios formam cursos retilíneos e paralelos fluindo rumo às partes

baixas. Na BH do Paraná, temos como exemplos os rios Iguaçu e

Paranapanema.

Essas zonas se tratam de falhas, diaclasamento, rochas menos

resistentes e etc. O rio dos Pato afluente do rio Ivaí constitui um

exemplo.

Morfometria fluvial: é a análise geométrica das formas derelevo e da drenagem fluvial.

Sistema de drenagem

O sistema de drenagem de uma BH é constituído pelo rioprincipal e seus tributários; o estudo das ramificações e dodesenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica amaior ou menor velocidade com que a água deixa a BH.

Esse padrão também influencia nocomportamento hidrológico da bacia.

Ordem dos cursos fluviais

Consiste no processo de se estabelecera classificação de um determinado cursode água no conjunto total da baciahidrográfica (Horton, 1945).

Para isso adota-se o seguinteprocedimento segundo Strahler , 1957:

(1) os cursos primários recebem o numero 1;

(2) a união de 2 de mesma ordem dá origem a um curso de ordemsuperior; e,

(3) a união de 2 de ordem diferente faz com que prevaleça aordem do maior.

• Canais de 1ª ordem => não possuem tributários;

• Canais de 2ª ordem => somente recebem tributários de 1ª

ordem;

Ordem dos cursos d’água.

• Canais de 3ª ordem => podemreceber um ou mais tributáriosde 2ª ordem, e tambémafluentes de 1ª ordem;

• Canais de 4ª ordem =>recebem tributários de 3ªordem e, das ordens inferiores.

• Já com relação a definição do curso de água principal de umaBH, há vários critérios (canal com ordem mais elevada; maioraltitude; trecho mais longo dentro da BH, Shreve, 1974);

• Classifique os cursos d’água abaixo de acordo com ahierarquia fluvial proposta por Strahler?