CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DO ... morfometrica.pdf · CARACTERIZAÇÃO…

Download CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DO ... morfometrica.pdf · CARACTERIZAÇÃO…

Post on 12-Feb-2019

212 views

Category:

Documents

0 download

TRANSCRIPT

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

72

CARACTERIZAO MORFOMTRICA DA SUB-BACIA HIDROGRFI CA DO RIBEIRO SO BARTOLOMEU

Luciano Bestete Oliveira, Jos Maria Gonalves de Azevedo, Atansio Alves do

Amaral3, Jferson Luiz Ferrari4

1 Laboratrio de Ecologia Aqutica e Produo de Plncton, Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Esprito Santo Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil. E-mail:

luciano.bestete@hotmail.com 2 Engenheiro Agrnomo, Setor de Agricultura I, Instituto Federal de Educao, Cincia e

Tecnologia do Esprito Santo Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil 3 Professor Titular-Livre, Curso de Ps-Graduao em Agroecologia, Instituto

Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Esprito Santo Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil

4 Professor Titular-Livre, Curso de Ps-Graduao em Agroecologia, Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Esprito Santo Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil

Recebido em: 08/09/2015 Aprovado em: 14/11/2015 Publicado em: 17/12/2015

RESUMO Esse trabalho teve como objetivo fazer a caracterizao morfomtrica da sub-bacia do Ribeiro So Bartolomeu, Municpio de Alegre, Esprito Santo. As caractersticas da sub-bacia foram obtidas com a gerao de mapas temticos, utilizando-se o aplicativo computacional ArcGIS 9.2, com base nas curvas de nvel disponibilizadas pelo sistema GEOBASES. Constatou-se que a rea estudada tem relevo fortemente ondulado, com altitude mdia de 550 m e declividade mdia de 20 a 45%. Quanto orientao do terreno, pde-se constatar que a rea da sub-bacia hidrogrfica est mais voltada para a face oeste e com pouca rea sombreada. A ferramenta SIG mostrou-se eficiente para a simulao das caractersticas morfomtricas da sub-bacia hidrogrfica do Ribeiro So Bartolomeu, portanto pode ser aplicada no estudo de outros corpos hdricos. PALAVRASCHAVE: estudos ambientais, sub-bacia hidrogrfica, SIG

MORPHOMETRIC CHARACTERIZATION OF RIBEIRO SO BARTO LOMEU HIDROGRAPHIC SUB-BASIN

ABSTRACT

This study aimed to make the morphometric characterization of the sub-basin of the Ribeiro So Bartolomeu, municipality of Alegre, Esprito Santo, Brazil. The characteristics of the sub-basin were obtained with the generation of thematic maps using the computer application ArcGIS 9.2, based on the contour lines provided by GEOBASES-ES system. It was found that the studied area has strongly wavy relief, with an average altitude of 550 m and average slope 20-45%. As for exposure, it could be seen that the area of the watershed is more focused on the west side and with little shaded area. The GIS tool proved to be efficient for the simulation of morphometric characteristics of the watershed of the Ribeiro So Bartolomeu. Therefore it can be applied in the study of other water bodies. KEYWORDS: GIS, environmental studies, hydrographic sub-basin

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

73

INTRODUO As mudanas ambientais, naturais ou resultantes das atividades antrpicas,

modificam o solo, a gua e a vegetao presentes em uma bacia hidrogrfica. A utilizao cada vez mais intensa da gua e a interferncia nos sistemas hidrogrficos tm repercutido no equilbrio dinmico das bacias hidrogrficas. Estudos dos sistemas aquticos, a partir da anlise espacial de bacias hidrogrficas so fundamentais para a compreenso da dinmica do ciclo hidrolgico (NOVAIS, 2015). A gesto eficiente das bacias hidrogrficas fundamental para o uso racional dos recursos naturais que compem uma bacia hidrogrfica. A gesto eficaz de uma bacia hidrogrfica garante a preservao e a conservao dos recursos naturais, levando ao desenvolvimento sustentvel (S et al., 2010).

Existem vrios mtodos para monitoramento e avaliao de impactos ambientais. No entanto, os mais viveis, do ponto de vista econmico, so os que utilizam Sistemas de Informao Geogrfica (SIG). Os SIG so ferramentas eficientes, eficazes e de fcil manipulao (S et al., 2010), que analisam informaes geogrficas armazenadas em bases de dados espaciais, simulando os fenmenos do mundo real (RUHOFF et al., 2005). Os SIG tm sido cada vez mais utilizados para orientar a tomada de deciso na gesto ambiental, e podem ser utilizados na gesto de bacias hidrogrficas (S et al., 2010).

Os SIG possibilitam levantamentos e anlises de dados e cruzamentos de informaes, visando ao planejamento, ao manejo e/ou ao gerenciamento do ambiente e/ou dos recursos naturais encontrados nesse ambiente (PENTEADO & FUJIMOTO, 2006). Para desenvolver um sistema de monitoramento customizado, visando ao gerenciamento de uma determinada bacia hidrogrfica, o pesquisador precisa apenas de uma base cartogrfica, um conjunto de pontos coletados com um receptor GPS e um conjunto de dados tabulados em planilha Excel (S et al., 2010).

Uma das possibilidades de aplicao dos SIG a anlise morfomtrica, que consiste na descrio dos parmetros morfolgicos e dos processos relacionados morfologia de uma bacia hidrogrfica, possibilitando a anlise e das alteraes causadas pela interferncia antrpica e pelos fenmenos geolgicos que ali ocorreram (PISSARRA et al., 2010). Segundo FERREIRA et al. (2012), o conhecimento das caractersticas morfomtricas de uma bacia hidrogrfica fundamental para a conservao dos recursos hdricos, visto que possibilita acompanhar as interferncias antrpicas no ciclo hidrolgico e as respostas da natureza a essas interferncias.

As bacias hidrogrficas so formadas por um conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes (ARGENTO & CRUZ, 1996). Segundo TUCCI (2014), as bacias hidrogrficas so reas de captao natural da gua das chuvas, que fazem os escoamentos convergir para um nico ponto de sada.

Entre as unidades de observao e anlise da paisagem, as bacias hidrogrficas so as mais utilizadas, pois os recursos naturais so interligados e dependentes (LIMA et al., 2007). As bacias hidrogrficas constituem excelentes unidades de planejamento e gerenciamento ambiental, cujo estudo, integrado s polticas pblicas e sociedade, pode tornar os problemas futuros menos impactantes (PENTEADO & FUJIMOTO, 2006; LIMA et al., 2007).

A ocupao e o uso da sub-bacia do Ribeiro So Bartolomeu so caracterizados pela: explorao intensiva dos recursos naturais (solo, gua e vegetao), sem critrios tcnicos, levando degradao dos recursos naturais, refletida na baixa capacidade produtiva dos solos, em sucessivos desmatamentos e

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

74

queimadas ilegais, na reduo da quantidade de gua produzida, no uso indiscriminado de defensivos agrcolas, no assoreamento dos cursos dgua e na m conservao de estradas.

Objetivou-se, com esse trabalho, fazer a caracterizao morfomtrica da sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu, por meio de uma ferramenta SIG, visando a contribuir para o gerenciamento eficaz e o desenvolvimento sustentvel da regio de abrangncia dessa sub-bacia.

MATERIAL E MTODOS

Caracterizao da rea de estudo A sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu est situada no municpio de

Alegre, sul do Estado do Esprito Santo (Figura 1), atendendo a uma populao de 13.000 pessoas, aproximadamente. As guas so utilizadas para abastecimento domstico, dessedentao de animais, irrigao, piscicultura, lazer e outras finalidades.

FIGURA 1 - Localizao da sub-bacia do ribeiro So Bartolomeu no Esprito Santo e no

municpio de Alegre Fonte: Elaborado pelos autores.

Esse trabalho foi realizado no perodo de maro a junho de 2013, no Laboratrio de Geprocessamento do Ifes - Campus de Alegre. As caractersticas morfomtricas da sub-bacia foram simuladas, utilizando-se o Modelo Numrico do Terreno (MNT), obtido a partir das curvas de nvel disponibilizadas pelo Sistema Integrado de Bases Geoespaciais do Estado do Esprito Santo (GEOBASES) e foram geradas com o aplicativo computacional ArcGIS 9.2. As declividades foram reclassificadas em seis intervalos distintos, conforme PEREIRA & LOMBARDI NETO (2004), utilizando-se a tcnica de reclassificao disponvel na extenso Spatial Analyst do ArcGIS 9.2.

A orientao do terreno foi estimada utilizando-se como tema de entrada o MNT, sendo que a grade de exposio do terreno foi reclassificada em oito classes, conforme a metodologia de SANTOS (2007): N - NE (0 - 45), NE - E (45 - 90), E - SE (90 - 135), SE - S (135 - 180), S - SW (180 - 225), SW - W (225 - 270), W - NW (270 - 315), NW - N (315 - 360).

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

75

A representao do sombreamento e da iluminao do terreno foi construda utilizando-se o comando Hillshade presente no menu Surface Analysis do Spatial Analyst. O ngulo azimutal utilizado foi 315 e o ngulo de elevao do Sol foi 45. A ramificao da rede hidrogrfica foi caracterizada segundo o sistema de Horton-Strahler (HORTON, 1945; STRAHLER, 1957).

Com base no Cdigo Florestal Brasileiro (Lei 12.651/2012), foram consideradas reas de Preservao Permanente (APP) as faixas marginais de recursos hdricos, delimitadas a partir dos canais da rede hidrogrfica (BRASIL, 2012). Foram delimitadas reas marginais de 30 metros de largura, a partir dos cursos dgua, e de 50 metros de largura, a partir das nascentes. Os mapas foram gerados utilizando-se o Sistema de Projeo Universal Transversa de Mercator e o sistema geodsico de referncia South American Datum 1969 (SAD 69).

RESULTADOS E DISCUSSO Os mapas temticos gerados (hipsometria, declividade, hierarquizao dos

cursos dgua, orientao do terreno e iluminao) constituem as Figuras 2, 3, 4, 5 e 6, respectivamente.

FIGURA 2 - Mapa de hipsometria da sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So

Bartolomeu Fonte: Elaborado pelos autores

O mapa de hipsometria foi obtido a partir das curvas de nvel, com base no

MNT, aps reclassificao. A bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu apresentou cinco classes hipsomtricas, predominando a classe de 496 a 628 m de altitude. A cota altimtrica mais baixa de 120 m e a mais alta de 980 m, ambas em relao ao nvel do mar. As classes hipsomtricas no tm amplitude uniforme, por causa dos acidentes de relevo, visto que se trata de uma regio montanhosa.

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

76

FIGURA 3 - Mapa de declividade da sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu Fonte: Elaborado pelos autores.

A declividade de um terreno representa a variao de altitude entre dois pontos desse terreno, em relao distncia que os separa (TONELLO et al., 2006). A bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu apresenta seis classes de declividade, predominando as reas planas (0 a 3% de declividade) e as reas fortemente onduladas (20 a 45% de declividade), conforme se observa no mapa (reas vermelhas e verdes, respectivamente). As classes de declividade foram definidas conforme o sistema de avaliao da aptido agrcola das terras, proposto por RAMALHO FILHO & BEEK (1995). Segundo esse sistema, as reas com declividade 0 a 13% podem ser utilizadas para agricultura, desde que se utilizem prticas conservacionistas simples, e as reas com declividade 14 a 20% precisam de prticas intensivas de controle da eroso. Portanto, menos da metade da rea total da bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu pode ser utilizada para agricultura.

A declividade de uma bacia hidrogrfica determina os percentuais de escoamento superficial e sub-superficial, sendo relevante tambm para o planejamento da gesto. A velocidade de escoamento determinada pela cobertura vegetal, pelo tipo de solo e pela intensidade das chuvas, entre outros fatores. reas sem cobertura vegetal e com declividade maior, apresentam maior velocidade de escoamento, o que resulta em menor quantidade de gua disponvel (TONELLO et al., 2006). Quase toda a rea da bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu apresenta declividade acentuada, o que pode resultar em menor disponibilidade hdrica, devido ao escoamento rpido.

Segundo TONELLO et al. (2006), a intensidade das enchentes, a taxa de infiltrao de gua no solo e a suscetibilidade eroso dependem da velocidade do escoamento superficial. Assim, quanto maior a velocidade de escoamento, menor a quantidade de gua armazenada no solo, resultando em maior risco de enchentes. As enchentes so comuns, na bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu, no perodo chuvoso, evidenciando, mais uma vez, o escoamento rpido, em quase toda a rea da bacia.

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

77

FIGURA 4 - Mapa de hierarquizao dos cursos dgua da sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu

Fonte: Elaborado pelos autores.

De acordo com a classificao de Horton-Strahler, o sistema de drenagem da sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu apresenta ordem quatro de ramificao. Pequenas bacias hidrogrficas normalmente apresentam ordem inferior ou igual a quatro e refletem os efeitos do uso da terra. Quanto mais ramificada a rede, mais eficiente o sistema de drenagem (AGUIAR et al., 2014; OLIVEIRA et al., 2015). A sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu altamente ramificada, apresentando 218 nascentes. Provavelmente trata-se de uma bacia com sistema de drenagem altamente eficiente, o que reduz a taxa de infiltrao de gua no solo. De acordo com FERREIRA et al. (2015), quanto mais ramificada a bacia hidrogrfica, mais eficiente a rede de drenagem dessa bacia.

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

78

FIGURA 5 - Mapa de orientao do terreno da sub-bacia hidrogrfica do ribeiro

So Bartolomeu. Fonte: Elaborado pelos autores.

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

79

A Figura 5 mostra que no existe uma orientao nica para a sub-bacia hidrogrfica do ribeiro So Bartolomeu, predominando, no lado direito, a orientao oeste-sudoeste e no lado esquerdo, a orientao sudeste. A orientao leste encontrada tanto no lado direito, quanto no lado esquerdo. Segundo TONELLO et al. (2006), a orientao da bacia hidrogrfica corresponde exposio aos raios solares, tomando-se como referncia os pontos cardeais. No hemisfrio sul, as bacias com orientao norte recebem maior quantidade de calor do que as bacias com orientao sul, esperando-se maior taxa de evapotranspirao nas bacias com orientao norte. CASTRO & LOPES (2001) afirmam que as bacias com orientao sul e leste so conservadoras de umidade, enquanto as bacias com orientao norte e oeste so dispersoras de umidade, esperando-se maior produo de gua nas nascentes com orientao sul e leste. Como as orientaes norte e oeste predominam no lado direito, espera-se maior quantidade de gua no lado esquerdo da bacia do ribeiro So Bartolomeu, onde predominam as orientaes sudeste e leste. Para definio dos lados direito e esquerdo, considere-se o observador de frente para a Figura, e no a origem da bacia hidrogrfica.

FIGURA 6 - Representao da iluminao do relevo da sub-bacia hidrogrfica do

ribeiro So Bartolomeu Fonte: Elaborado pelos autores.

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

80

A Figura 6 mostra o efeito da reflexo da luz pelo relevo, ao ser iluminado pelo sol. As reas expostas ao sol refletem muita luz, aparecendo claras, na figura. As reas no iluminadas diretamente pelo sol, no refletem luz e aparecem escuras. Segundo TONELLO et al. (2006), o mapa de sombreamento e iluminao uma maneira de representar o relevo, baseada na simulao da quantidade de luz refletida. Nesse mapa, as reas que refletem maior quantidade de luz so as que apresentam maior declividade (reas claras). Na bacia do ribeiro So Bartolomeu, as reas com maior declividade predominam no lado direito, onde o relevo montanhoso (Figura 3).

CONCLUSES

A rede de drenagem da sub-bacia do ribeiro so Bartolomeu tem padro dendrtico e ordem quatro de ramificao, apresentando alto risco de ocorrncia de enchentes.

A ferramenta SIG mostrou-se eficiente para a simulao das caractersticas morfomtricas da sub-bacia hidrogrfica do Ribeiro So Bartolomeu.

REFERNCIAS

AGUIAR, P. F.; SILVINO, G. S.; PEREIRA, M. C. S.; ARAGO, R. de. Uso de geotecnologias na caracterizao morfomtrica da bacia hidrogrfica do Rio do Canto, Areia - PB. In: SIMPSIO DE RECURSOS HDRICOS DO NORDESTE, 12., 2014. Natal. Anais eletrnicos... Natal, Associao Brasileira de Recursos Hdricos, 2014. ARGENTO, M. S. F.; CRUZ, C. B. M. Mapeamento geomorfolgico. In: CUNHA, S. B.; GUERRA, A. J. T. (Org.) Geomorfologia: e xerccios, tcnicas e aplicaes. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, p. 239-249. 1996. BRASIL. LEI n. 12.651, de 25 de maio de 2012: Cdigo Florestal Brasileiro . Braslia, DF: Dirio Oficial da Unio, 2012. CASTRO, P.; LOPES, J. D. S. Recuperao e conservao de nascentes . Viosa, MG: CPT, 2001. 84 p. HORTON, R. Erosion development of streams and their drainage basins: hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of American Bulletin , v. 56, n. 3, p. 275 370, 1945. FERREIRA, R. G.; MOURA, M. C. O.; CASTRO, F. S. Caracterizao morfomtrica da sub-bacia do Ribeiro Panquinhas, ES. Enciclopdia Biosfera , v. 8, n. 15, p. 2247-2256, 2012. FERREIRA, R. G.; MOURA, M. C. O.; CASTRO, F. S. Uso de plataforma SIG na caracterizao morfomtrica da bacia hidrogrfica do rio Pancas - Brasil. Nativa , v. 03, n. 03, p. 210-216, 2015. LIMA, D. F. B. de; REMPEL, C.; ECKHARDT, R. R. Anlise ambiental da bacia hidrogrfica do rio Taquari: proposta de zoneamento ambiental. Geografia, v. 16, n. 1, p. 51-78, 2007.

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

81

NOVAIS, M. P. S. Anlise espacial de bacias hidrogrficas a partir de SIG: um estudo da bacia hidrogrfica do Itapicuru Bahia. SIMPSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 17., 2015, Joo Pessoa. Anais eletrnicos... Joo Pessoa, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2015. OLIVEIRA, P. J. D. de; CHAVES, L. H.; SIQUEIRA, H. E.; ARAJO JUNIOR, R. A.; RODRIGUES, V. A. Uso do SIG na caracterizao dos parmetros morfomtricos na bacia hidrogrfica do Ribeiro Araqu, Botucatu (SP). SIMPSIO INTERNACIONAL DE GUAS, SOLOS E GEOTECNOLOGIAS, 1., 2015, Uberaba. Anais eletrnicos... Uberaba, Universidade Federal do Tringulo Mineiro, 2015. PENTEADO, A. F.; FUJIMOTO, N. S. V. M. Anlise dos aspectos fsicos e das intervenes antrpicas da bacia hidrogrfica do arroio Kruze - RS. Revista Eletrnica Geografar , v. 1, n. 1, p. 01-19, 2006. PEREIRA, L. C.; LOMBARDI NETO, F. Avaliao da aptido agrcola das terras : proposta metodolgica. Jaguarina: Embrapa Meio Ambiente, 2004. 36 p. (Embrapa Meio Ambiente. Documentos, 43). PISSARRA, T. C. T.; RODRIGUES, F. M.; POLITANO, W.; GALBIATTI, J. A. Morfometria de microbacias do Crrego Rico, afluente do Rio Mogi-Guau, Estado de So Paulo, Brasil. Revista rvore , v. 34, n. 4, p. 669-676, 2010. RAMALHO FILHO, A.; BEEK, K. J. Sistema de Avaliao da aptido agrcola das terras . 3 ed. Rio de Janeiro: Embrapa CNPS, 1995. 65 p. RUHOFF, A. L.; SOUZA, B. S. P.; GIOTTO, E.; PEREIRA, R. S. Lgica Fuzzy e Zoneamento ambiental da Bacia do Arroio Grande. In: SIMPSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 12., 2005, Goinia. Anais... Goinia: Instituto Nacional de Pesquisa Espacial (INPE), p. 2355-2362. 2005. S, T. F. F. de; COSTA FILHO, J. F.; FRANCISCO, P. R. M.; BRAGA JUNIOR, J. M. Sistema de Informaes Geogrficas (SIG) para a gesto ambiental de bacias hidrogrficas. In: SIMPSIO BRASILEIRO DE CINCIAS GEODSICAS E TECNOLOGIAS DA GEOINFORMAO, 3., 2010. Anais eletrnicos... Recife, Universidade Federal de Pernambuco, 2010. SANTOS, A. R. dos. ArcGIS 9.1 total : aplicaes para dados espaciais. Vitria: Fundagres, 2007. 226 p. STRAHLER, A. N. Quantitative analysis of watershed geomorphology. Transactions of the American Geophysical Union , v. 38, p. 913 920, 1957. TONELLO, K. C.; DIAS, H. C. T.; SOUZA, A. L. de; RIBEIRO, C. A. A. S.; LEITE, F. P. Morfometria da bacia hidrogrfica da Cachoeira das Pombas, Guanhes - MG. Revista rvore , v. 30, n. 5, p. 849-857, 2006. TUCCI, C. E. M. (Org.). Hidrologia : cincia e aplicao. 4. ed. Porto Alegre: Editora

ENCICLOPDIA BIOSFERA , Centro Cientfico Conhecer - Goinia, v.11 n.22; p. 2015

82

da UFRGS/ABRH, 2014.

Recommended

View more >