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ENCICLOPÉDIA BIOSFERA , Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.22; p. 2015

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CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA SUB-BACIA HIDROGRÁFI CA DO RIBEIRÃO SÃO BARTOLOMEU

Luciano Bestete Oliveira¹, José Maria Gonçalves de Azevedo², Atanásio Alves do

Amaral3, Jéferson Luiz Ferrari4

1 Laboratório de Ecologia Aquática e Produção de Plâncton, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo – Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil. E-mail:

[email protected] 2 Engenheiro Agrônomo, Setor de Agricultura I, Instituto Federal de Educação, Ciência e

Tecnologia do Espírito Santo – Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil 3 Professor Titular-Livre, Curso de Pós-Graduação em Agroecologia, Instituto

Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo – Campus de Alegre, Alegre, ES, Brasil

4 Professor Titular-Livre, Curso de Pós-Graduação em Agroecologia, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito 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 caracterização morfométrica da sub-bacia do Ribeirão São Bartolomeu, Município de Alegre, Espírito Santo. As características da sub-bacia foram obtidas com a geração de mapas temáticos, utilizando-se o aplicativo computacional ArcGIS 9.2, com base nas curvas de nível disponibilizadas pelo sistema GEOBASES. Constatou-se que a área estudada tem relevo fortemente ondulado, com altitude média de 550 m e declividade média de 20 a 45%. Quanto à orientação do terreno, pôde-se constatar que a área da sub-bacia hidrográfica está mais voltada para a face oeste e com pouca área sombreada. A ferramenta SIG mostrou-se eficiente para a simulação das características morfométricas da sub-bacia hidrográfica do Ribeirão São Bartolomeu, portanto pode ser aplicada no estudo de outros corpos hídricos. PALAVRAS–CHAVE: estudos ambientais, sub-bacia hidrográfica, SIG

MORPHOMETRIC CHARACTERIZATION OF RIBEIRÃO SÃO BARTO LOMEU HIDROGRAPHIC SUB-BASIN

ABSTRACT

This study aimed to make the morphometric characterization of the sub-basin of the Ribeirão São Bartolomeu, municipality of Alegre, Espírito 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 Ribeirão São Bartolomeu. Therefore it can be applied in the study of other water bodies. KEYWORDS: GIS, environmental studies, hydrographic sub-basin


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INTRODUÇÃO As mudanças ambientais, naturais ou resultantes das atividades antrópicas,

modificam o solo, a água e a vegetação presentes em uma bacia hidrográfica. A utilização cada vez mais intensa da água e a interferência nos sistemas hidrográficos têm repercutido no equilíbrio dinâmico das bacias hidrográficas. Estudos dos sistemas aquáticos, a partir da análise espacial de bacias hidrográficas são fundamentais para a compreensão da dinâmica do ciclo hidrológico (NOVAIS, 2015). A gestão eficiente das bacias hidrográficas é fundamental para o uso racional dos recursos naturais que compõem uma bacia hidrográfica. A gestão eficaz de uma bacia hidrográfica garante a preservação e a conservação dos recursos naturais, levando ao desenvolvimento sustentável (SÁ et al., 2010).

Existem vários métodos para monitoramento e avaliação de impactos ambientais. No entanto, os mais viáveis, do ponto de vista econômico, são os que utilizam Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Os SIG são ferramentas eficientes, eficazes e de fácil manipulação (SÁ et al., 2010), que analisam informações geográficas armazenadas em bases de dados espaciais, simulando os fenômenos do mundo real (RUHOFF et al., 2005). Os SIG têm sido cada vez mais utilizados para orientar a tomada de decisão na gestão ambiental, e podem ser utilizados na gestão de bacias hidrográficas (SÁ et al., 2010).

Os SIG possibilitam levantamentos e análises de dados e cruzamentos de informações, 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 hidrográfica, o pesquisador precisa apenas de uma base cartográfica, um conjunto de pontos coletados com um receptor GPS e um conjunto de dados tabulados em planilha Excel (SÁ et al., 2010).

Uma das possibilidades de aplicação dos SIG é a análise morfométrica, que consiste na descrição dos parâmetros morfológicos e dos processos relacionados à morfologia de uma bacia hidrográfica, possibilitando a análise e das alterações causadas pela interferência antrópica e pelos fenômenos geológicos que ali ocorreram (PISSARRA et al., 2010). Segundo FERREIRA et al. (2012), o conhecimento das características morfométricas de uma bacia hidrográfica é fundamental para a conservação dos recursos hídricos, visto que possibilita acompanhar as interferências antrópicas no ciclo hidrológico e as respostas da natureza a essas interferências.

As bacias hidrográficas são formadas por um conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes (ARGENTO & CRUZ, 1996). Segundo TUCCI (2014), as bacias hidrográficas são áreas de captação natural da água das chuvas, que fazem os escoamentos convergir para um único ponto de saída.

Entre as unidades de observação e análise da paisagem, as bacias hidrográficas são as mais utilizadas, pois os recursos naturais são interligados e dependentes (LIMA et al., 2007). As bacias hidrográficas constituem excelentes unidades de planejamento e gerenciamento ambiental, cujo estudo, integrado às políticas públicas e à sociedade, pode tornar os problemas futuros menos impactantes (PENTEADO & FUJIMOTO, 2006; LIMA et al., 2007).

A ocupação e o uso da sub-bacia do Ribeirão São Bartolomeu são caracterizados pela: exploração intensiva dos recursos naturais (solo, água e vegetação), sem critérios técnicos, levando à degradação dos recursos naturais, refletida na baixa capacidade produtiva dos solos, em sucessivos desmatamentos e


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queimadas ilegais, na redução da quantidade de água produzida, no uso indiscriminado de defensivos agrícolas, no assoreamento dos cursos d’água e na má conservação de estradas.

Objetivou-se, com esse trabalho, fazer a caracterização morfométrica da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, por meio de uma ferramenta SIG, visando a contribuir para o gerenciamento eficaz e o desenvolvimento sustentável da região de abrangência dessa sub-bacia.

MATERIAL E MÉTODOS

Caracterização da área de estudo A sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu está situada no município de

Alegre, sul do Estado do Espírito Santo (Figura 1), atendendo a uma população de 13.000 pessoas, aproximadamente. As águas são utilizadas para abastecimento doméstico, dessedentação de animais, irrigação, piscicultura, lazer e outras finalidades.

FIGURA 1 - Localização da sub-bacia do ribeirão São Bartolomeu no Espírito Santo e no

município de Alegre Fonte: Elaborado pelos autores.

Esse trabalho foi realizado no período de março a junho de 2013, no Laboratório de Geprocessamento do Ifes - Campus de Alegre. As características morfométricas da sub-bacia foram simuladas, utilizando-se o Modelo Numérico do Terreno (MNT), obtido a partir das curvas de nível disponibilizadas pelo Sistema Integrado de Bases Geoespaciais do Estado do Espírito 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 técnica de reclassificação disponível na extensão Spatial Analyst do ArcGIS 9.2.

A orientação do terreno foi estimada utilizando-se como tema de entrada o MNT, sendo que a grade de exposição 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°).


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A representação do sombreamento e da iluminação do terreno foi construída utilizando-se o comando Hillshade presente no menu Surface Analysis do Spatial Analyst. O ângulo azimutal utilizado foi 315º e o ângulo de elevação do Sol foi 45º. A ramificação da rede hidrográfica foi caracterizada segundo o sistema de Horton-Strahler (HORTON, 1945; STRAHLER, 1957).

Com base no Código Florestal Brasileiro (Lei 12.651/2012), foram consideradas Áreas de Preservação Permanente (APP) as faixas marginais de recursos hídricos, delimitadas a partir dos canais da rede hidrográfica (BRASIL, 2012). Foram delimitadas áreas marginais de 30 metros de largura, a partir dos cursos d’água, e de 50 metros de largura, a partir das nascentes. Os mapas foram gerados utilizando-se o Sistema de Projeção Universal Transversa de Mercator e o sistema geodésico de referência South American Datum 1969 (SAD 69).

RESULTADOS E DISCUSSÃO Os mapas temáticos gerados (hipsometria, declividade, hierarquização dos

cursos d’água, orientação do terreno e iluminação) constituem as Figuras 2, 3, 4, 5 e 6, respectivamente.

FIGURA 2 - Mapa de hipsometria da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São

Bartolomeu Fonte: Elaborado pelos autores

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

MNT, após reclassificação. A bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu apresentou cinco classes hipsométricas, predominando a classe de 496 a 628 m de altitude. A cota altimétrica mais baixa é de 120 m e a mais alta é de 980 m, ambas em relação ao nível do mar. As classes hipsométricas não têm amplitude uniforme, por causa dos acidentes de relevo, visto que se trata de uma região montanhosa.


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FIGURA 3 - Mapa de declividade da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu Fonte: Elaborado pelos autores.

A declividade de um terreno representa a variação de altitude entre dois pontos desse terreno, em relação à distância que os separa (TONELLO et al., 2006). A bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu apresenta seis classes de declividade, predominando as áreas planas (0 a 3% de declividade) e as áreas fortemente onduladas (20 a 45% de declividade), conforme se observa no mapa (áreas vermelhas e verdes, respectivamente). As classes de declividade foram definidas conforme o sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras, proposto por RAMALHO FILHO & BEEK (1995). Segundo esse sistema, as áreas com declividade 0 a 13% podem ser utilizadas para agricultura, desde que se utilizem práticas conservacionistas simples, e as áreas com declividade 14 a 20% precisam de práticas intensivas de controle da erosão. Portanto, menos da metade da área total da bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu pode ser utilizada para agricultura.

A declividade de uma bacia hidrográfica determina os percentuais de escoamento superficial e sub-superficial, sendo relevante também para o planejamento da gestão. A velocidade de escoamento é determinada pela cobertura vegetal, pelo tipo de solo e pela intensidade das chuvas, entre outros fatores. Áreas sem cobertura vegetal e com declividade maior, apresentam maior velocidade de escoamento, o que resulta em menor quantidade de água disponível (TONELLO et al., 2006). Quase toda a área da bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu apresenta declividade acentuada, o que pode resultar em menor disponibilidade hídrica, devido ao escoamento rápido.

Segundo TONELLO et al. (2006), a intensidade das enchentes, a taxa de infiltração de água no solo e a suscetibilidade à erosão dependem da velocidade do escoamento superficial. Assim, quanto maior a velocidade de escoamento, menor a quantidade de água armazenada no solo, resultando em maior risco de enchentes. As enchentes são comuns, na bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, no período chuvoso, evidenciando, mais uma vez, o escoamento rápido, em quase toda a área da bacia.


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FIGURA 4 - Mapa de hierarquização dos cursos d’água da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu

Fonte: Elaborado pelos autores.

De acordo com a classificação de Horton-Strahler, o sistema de drenagem da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu apresenta ordem quatro de ramificação. Pequenas bacias hidrográficas 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 hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu é altamente ramificada, apresentando 218 nascentes. Provavelmente trata-se de uma bacia com sistema de drenagem altamente eficiente, o que reduz a taxa de infiltração de água no solo. De acordo com FERREIRA et al. (2015), quanto mais ramificada a bacia hidrográfica, mais eficiente a rede de drenagem dessa bacia.


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FIGURA 5 - Mapa de orientação do terreno da sub-bacia hidrográfica do ribeirão

São Bartolomeu. Fonte: Elaborado pelos autores.


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A Figura 5 mostra que não existe uma orientação única para a sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, predominando, no lado direito, a orientação oeste-sudoeste e no lado esquerdo, a orientação sudeste. A orientação leste é encontrada tanto no lado direito, quanto no lado esquerdo. Segundo TONELLO et al. (2006), a orientação da bacia hidrográfica corresponde à exposição aos raios solares, tomando-se como referência os pontos cardeais. No hemisfério sul, as bacias com orientação norte recebem maior quantidade de calor do que as bacias com orientação sul, esperando-se maior taxa de evapotranspiração nas bacias com orientação norte. CASTRO & LOPES (2001) afirmam que as bacias com orientação sul e leste são conservadoras de umidade, enquanto as bacias com orientação norte e oeste são dispersoras de umidade, esperando-se maior produção de água nas nascentes com orientação sul e leste. Como as orientações norte e oeste predominam no lado direito, espera-se maior quantidade de água no lado esquerdo da bacia do ribeirão São Bartolomeu, onde predominam as orientações sudeste e leste. Para definição dos lados direito e esquerdo, considere-se o observador de frente para a Figura, e não a origem da bacia hidrográfica.

FIGURA 6 - Representação da iluminação do relevo da sub-bacia hidrográfica do

ribeirão São Bartolomeu Fonte: Elaborado pelos autores.


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A Figura 6 mostra o efeito da reflexão da luz pelo relevo, ao ser iluminado pelo sol. As áreas expostas ao sol refletem muita luz, aparecendo claras, na figura. As áreas não iluminadas diretamente pelo sol, não refletem luz e aparecem escuras. Segundo TONELLO et al. (2006), o mapa de sombreamento e iluminação é uma maneira de representar o relevo, baseada na simulação da quantidade de luz refletida. Nesse mapa, as áreas que refletem maior quantidade de luz são as que apresentam maior declividade (áreas claras). Na bacia do ribeirão São Bartolomeu, as áreas com maior declividade predominam no lado direito, onde o relevo é montanhoso (Figura 3).

CONCLUSÕES

A rede de drenagem da sub-bacia do ribeirão são Bartolomeu tem padrão dendrítico e ordem quatro de ramificação, apresentando alto risco de ocorrência de enchentes.

A ferramenta SIG mostrou-se eficiente para a simulação das características morfométricas da sub-bacia hidrográfica do Ribeirão São Bartolomeu.

REFERÊNCIAS

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