eixo temÁtico: 3 – gestÃo de bacias hidrogrÁficas … · caracterizaÇÃo morfomÉtrica e...
TRANSCRIPT
EIXO TEMÁTICO: 3 – GESTÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS E A DINÂMICA
HIDROLÓGICA
CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA E BIOLÓGICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO SERAFIM, SUB-BACIA DO RIO PARAIBUNA, JUIZ DE FORA - MG
Maola Monique de Faria1 ([email protected]); Raquel Callegario Zacchi1
([email protected]); Elaine Santiago Ferreira1 ([email protected]); Herly Carlos Teixeira Dias2 ([email protected]).
1-Estudantes do Curso de Geografia, Universidade Federal de Viçosa (MG); 2- Professor do Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa (MG)
CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA E BIOLÓGICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO SERAFIM, SUB-BACIA DO RIO PARAIBUNA, JUIZ DE FORA - MG
Maola Monique de Faria1 ([email protected]); Raquel Callegario Zacchi1
([email protected]); Elaine Santiago Ferreira1 ([email protected]); Herly Carlos Teixeira Dias2 ([email protected]).
1-Estudantes do Curso de Geografia, Universidade Federal de Viçosa (MG); 2- Professor do Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa (MG)
Resumo: A bacia hidrográfica deve ser considerada uma unidade de planejamento, pois permite monitorar as atividades desenvolvidas em seu interior com vistas à preservação dos recursos naturais, já que favorece o acompanhamento das alterações naturais introduzidas pelo homem tangentes ao uso e ocupação do solo. Perante isso, o presente estudo tem por objetivo caracterizar a bacia hidrográfica do Córrego Serafim, sub-bacia do Rio Paraibuna, localizado em Juiz de Fora – MG, quanto aos aspectos morfométricos, físicos e florístico. Para tal, inicialmente foi realizada ampla pesquisa bibliográfica em fontes impressas e digitais, com objetivo de realizar a caracterização fisiográfica (geologia, geomorfologia, solos e clima) e biológica (florística) da bacia. Com objetivo de realizar os cálculos morfométricos, delimitou-se a área da bacia que está inserida na Carta do IBGE folha Juiz de Fora SF - 23 - X - D - IV – 1, de escala 1:50.000. A bacia em questão possui área de 39,8 km2, ordem de drenagem igual a cinco e orientação a nordeste. De acordo com os resultados obtidos, mediante a correlação entre os fatores morfométricos, pode-se afirmar que a bacia possui mediana susceptibilidade à enchentes. O padrão de drenagem foi classificado como dendrítico, o que indica média capacidade de drenagem. Enquadrando-se na morfogênese do vale do Paraíba do Sul, a bacia do Rio Paraibuna é geologicamente formada rochas cristalinas. A área possui relevo fortemente dissecado, com altitudes compreendidas entre 700 e 900 metros, em média. As classes de solo predominantes são: Latossolo vermelho–amarelo, Latossolo Amarelo, Argissolos vermelho amarelo, Cambissolos, Neossolos Flúvicos, Neossolos Litólicos e Gleissolos. De acordo com a classificação de Koeppen a bacia apresenta clima mesotérmico com verões quentes e chuvosos, denominado de Cwb. A vegetação predominante é formada por espécies integrantes da Floresta Ombrófila Mista, apresentando manchas com espécies integrantes da Floresta Estacional Semidecidual. Palavras-chave: Bacia Hidrográfica, Morfometria, Córrego Serafim. Abstract: The drainage basin should be considered a unit of planning because it allows monitoring the activities developed in its interior in order to preserve the natural resources, as it promotes a monitoring of naturals changes introduced by tangents man to the use and occupation of land. Due to this, this study aims to characterize Serafim stream drainage basin, Paraibuna river sub – basin, both located in Juiz de Fora – MG considering morphometric, physical and floristic aspects. At the first moment, it was done an extensive literature search in printed and digital sources as an objective to get a physiographic description (geology, geomorphology, soils and climate) and biological (floristic) of the basin. In order to make morphometric calculations, it was limited a basin area which is in the IBGE from Juiz de Fora SF - 23 - X - D - IV – 1, scale 1:50,000. The basin on study has an area of 39.8 km2, drainage equal five and direction to northeast. According to the results obtained through the correlation between morphometric factors, the basin has a medium susceptibility to flooding. The drainage pattern was classified as dendritic, which shows medium drainage capacity. Within the morphogenesis of the Paraíba do Sul, the Paraibuna basin is geologically formed by crystalline rocks. The area has a heavily dissected topography with altitudes between 700 and 900 meters, on average. The main soil classes are: Red-yellow Latosoil, Yellow Latosoil, Red-Yellow Argisoils, Cambisoils, Neosoils Fluvicos, Neosoils Litólicos and Gleissoils. According to the Köppen classification, the basin has mesothermic climate with hot summers and rainy, called Cwb. The predominant vegetation consists of species from the tropical Rain Forest with some spots of species from the semideciduous seasonal forest. Key Words: Drainage basin, Morphometry, Serafim Stream.
1.0) Introdução
O estudo do território da bacia hidrográfica surge como saída para a implementação de
ações de recuperação ambiental, configurando-se como uma unidade de planejamento a ser utilizada
no dimensionamento espacial destas. Isso ocorre, como afirmam Guerra e Cunha (1996), em função
das bacias hidrográficas serem consideradas excelentes unidades de gestão dos elementos naturais e
sociais, sendo assim possível o monitoramento das mudanças introduzidas pelo homem.
Botelho e Silva (2004) afirmam que a adoção da bacia hidrográfica como unidade de
análise permite a visão sistêmica e integrada do ambiente. Isto ocorre devido ao fato de que as
pesquisas das redes fluviais possuem significância relevante na geomorfologia e os cursos de água têm
papel significativo na esculturação das feições de relevo.
Segundo Toledo e Dias (2005, p. 01) “a bacia hidrográfica deve ser considerada como uma
unidade de planejamento quando se deseja a preservação dos recursos hídricos, já que as atividades
desenvolvidas em seu interior têm influência sobre a quantidade e qualidade da água.”
Os estudos e as caracterizações envolvendo a bacia hidrográfica, apesar de não ser um
ramo novo de pesquisa, vêm evoluindo juntamente com as novas tecnologias, como por exemplo, a
utilização de Sistemas de Informação Geográfica. As ferramentas contidas nos diversos componentes
de um SIG permitem a execução de diversos estudos, dentre eles a análise morfométrica de bacias
hidrográficas, que pode ser definido como a análise quantitativa das interações entre a fisiografia e a
sua dinâmica hidrológica. Estes estudos permitem um conhecimento da dinâmica fluvial, bem como as
relações existentes entre ela e os diversos componentes do meio físico e biótico de uma bacia.
Em relação aos índices morfométricos, Lindner et al (2007) afirmam que estes são
importantes pressupostos para a prevenção de enchentes no território da bacia hidrográfica,além de
configurarem importantes instrumentos para o planejamento e gestão territorial.
Apesar da relativa facilidade em obter e processar dados referentes à morfometria das
bacias hidrográficas através da utilização dos SIG’s, muitas vezes essas facilidades não estão
disponíveis, sobretudo devido ao elevado custo dos softwares envolvidos neste e à necessidade de
computadores com bom desempenho e capacidade de processar essas informações. Assim, diante de
eventuais dificuldades encontradas para utilização dos SIG’s, pode-se delimitar a bacia hidrográfica
manualmente com a utilização das cartas elaboradas pelo IBGE, bem como efetuar os cálculos
morfométricos, com a utilização de equipamentos como o planímetro, utilizado para o cálculo da área
em figuras planas, e o curvímetro, utilizado para medir a distância entre dois pontos, sem que haja
perda no que se refere aos objetivos propostos.
No tocante ao manejo de bacias hidrográficas pode-se afirmar que este consiste em um
conjunto de técnicas aplicadas no âmbito da bacia hidrográfica que tem por objetivo regularizar a
vazão dos cursos hídricos, a produção econômica e a proteção ambiental, garantindo a preservação da
biodiversidade. Neste sentido, dentre os objetivos do manejo de bacias hidrográficas pode-se citar a
possibilidade compatibilizar a produção econômica e a preservação ambiental tendo como indicador os
recursos hídricos da bacia
Toledo e Dias (2005, p.02) afirmam que O manejo de bacias hidrográficas corresponde ao processo que permite formular um conjunto integrado de ações sobre o meio ambiente, a estrutura social, econômica, institucional e legal de uma bacia, a fim de promover a conservação e utilização sustentável dos recursos naturais e desenvolvimento sustentável.
Perante isso, o presente estudo tem por objetivo caracterizar a bacia hidrográfica do
Córrego Serafim, sub-bacia do Rio Paraibuna, localizado em Juiz de Fora(MG), quanto aos aspectos
morfométricos, físicos e florísticos. Sua importância se justifica pelo fato deste propiciar conhecimento
adequado da área para que, em trabalhos futuros, se possam propor técnicas adequadas para o manejo
integrado desta bacia.
2.0) Materiais e Métodos
2.1) Localização da área de estudo
A bacia hidrográfica do Córrego Serafim, sub-bacia do Rio Paraibuna, localiza-se na
cidade de Juiz de Fora (MG). Dados referentes especificamente a esta bacia são escassos. Mas, por
esta integrar a bacia do Rio Paraibuna, maior afluente em volume de água do Rio Paraíba do Sul,
optou-se por contextualizar a situação ambiental daquela bacia, como forma de demonstrar a situação
atual da bacia a ser estudada. Além de reforçar a importância deste estudo, já que este poderá ser
subsídio de um planejamento da mesma, favorecendo, assim, a conservação dos recursos presentes na
bacia do Córrego Serafim.
A bacia do rio Paraibuna (Figura 01) tem sua nascente localizada na Serra da Mantiqueira,
em Minas Gerais, a 1.200 m de altitude e deságua no Rio Paraíba do Sul a 250 m de altitude. Este corta
nove cidades dos estados de Minas Gerais e do Rio de Janeiro. O Quadro 01 demonstra área abrangida
por essa bacia em cada um desses estados.
Figura 01 - Localização da Bacia do Rio Paraibuna na Zona da Mata Mineira. Fonte: ORLANDO e LEAL (2006)
A cidade de Juiz de Fora ao longo de fins do século XIX e início do século XX passou por
franco crescimento, sendo este pouco atento para a importância do Rio Paraibuna, considerado um
impasse à materialização de determinados interesses de agentes sociais, sobretudo no espaço urbano da
cidade. Assim, de acordo com esses interesses, foram feitos vários aterros em seu curso, modificando
a sua calha e diminuindo a sua vazão, principalmente na época das chuvas.
Devido à ocorrência de diversas enchentes entre os anos de 1906 e 1940, foram
implementadas ações em todo o curso urbano do rio Paraibuna. Dentre as obras feitas, pode-se citar:
dragagem; desmonte de rochas; escavações; aterros; proteção das margens; reconstrução e alargamento
de pontes; desvio da rodovia União Indústria e desapropriações ao longo de suas margens.
A cidade de Juiz de Fora é a maior responsável pela poluição das águas do rio Paraibuna.
De acordo com a Companhia de Saneamento Municipal de Juiz de Fora (MG) (Cesama), as principais
fontes poluidoras são os efluentes industriais, o esgoto doméstico e os resíduos dos postos de
combustíveis. Além disso, são detectados em suas águas vários produtos químicos e derivados como
corantes, soda cáustica, cloro, sódio, mercúrio, fósforo, detergentes, fixadores, óleos, graxas, dentre
outros. Os agrotóxicos provenientes das áreas rurais também contribuem para a poluição do rio. A
insuficiência dos controles de emissão ou da infra-estrutura para tratamento desses efluentes
compromete a qualidade das águas para qualquer finalidade, especialmente para o abastecimento
doméstico.
Outro processo impactante de grande importância na bacia do Rio Paraibuna é o
assoreamento do seu curso principal e de seus principais afluentes, provocado por processos erosivos
verificados em várias áreas de Juiz de Fora, causado pela retirada da cobertura vegetal natural
existente, bem como por práticas agrícolas inadequadas nas áreas rurais do município e ao longo do
rio.
2.2) Geração da Base Cartográfica
A carta do IBGE utilizada no decorrer do presente estudo foi obtida na mapoteca da
Biblioteca Central da Universidade Federal de Viçosa. A bacia do Córrego Serafim está inserida na
folha Juiz de Fora SF - 23 - X - D - IV – 1, com escala 1:50.000.
Para delimitar o limite da bacia utilizou-se papel vegetal. Este foi posicionado sob a folha
Juiz de Fora, sendo feita a marcação dos topos de morros e do curso d’água principal e de tributários,
para que assim fosse possível delimitar a bacia. Esta delimitação teve por objetivo a obtenção de dados
para o cálculo dos índices morfométricos da mesma.
Para a obtenção dos dados para o calculo dos índices morfométricos utilizou-se dois
aparelhos: o curvímetro ASI analógico - utilizado para medição de distância entre dois pontos – e um
planímetro – utilizado para medição de áreas em figuras planas, e calculadora científica para aferir os
resultados.
A bacia do Córrego Serafim será caracterizada morfometricamente com base nos seguintes
fatores: fator de forma, índice de circularidade, razão de elongação, índice de compacidade, ordem e
densidade de drenagem, padrão de drenagem, razão de bifurcação, amplitude altimétrica, declividade
geral e média, altitude média e orientação.
Com relação aos aspectos fisiográficos serão levantados a geologia, a geomorfologia, os
solos e o clima, através da apresentação de noções da hidrologia local. Com relação aos aspectos
biológicos serão trabalhados principalmente aspectos referentes à vegetação presente na área de
estudo, indicando a sua ocorrência e distribuição. Estes dados foram obtidos a partir de uma ampla
pesquisa bibliográfica em livros, artigos científicos disponíveis em revistas impressas e em bibliotecas
digitais.
2.3) Área da Bacia
Calcula-se a área da bacia com base na seguinte fórmula:
A (mm2) = L (mm) x K x (esc2)
Sendo L a leitura do planímetro, K a cosntante de cada aparelho e esc o denominador da
escala. É importante ressaltar que para obter a área em m2 basta dividir o denominador da escala por
1.000.
2.4) Fator de forma
O fator de forma corresponde a razão entre a área de drenagem e o comprimento existente
entre a foz e o ponto mais longínquo do espigão. De acordo com Villela e Mattos (1975) apud Cardoso
et al (2006), quanto mais baixo for o fator de forma menor será a susceptibilidade a enchentes da bacia.
Obtém-se o fator de forma (F) a partir da equação
Onde: F é o fator de forma, A a área de drenagem (m2) e L o comprimento do eixo da bacia
(m).
2.5) Coeficiente de compacidade
O coeficiente de compacidade (Kc) relaciona o perímetro da bacia e a circunferência de um
círculo de área igual à da bacia. Conforme Villela e Mattos (1975) apud Cardoso et al (2006), esse
coeficiente varia de acordo com a forma da bacia, sendo que seu valor é um número adimensional.
Quanto maior for a irregularidade da forma da bacia, maior será o coeficiente de compacidade. Um
coeficiente com valor igual a um, corresponde a uma bacia de forma circular, se o valor for superior a
um, de forma significativa, a bacia terá uma forma alongada. Quanto mais o coeficiente de uma bacia
tiver seu valor próximo de um, maior será sua susceptibilidade a enchentes. O Kc foi obtido com base
na seguinte equação:
Sendo, kc o coeficiente de compacidade, P o perímetro (m) e A a área de drenagem (m2).
2.6) Índice de circularidade
Da mesma forma que o coeficiente de compacidade, o índice de circularidade tende a
unidade à medida que a forma da bacia se aproxima de um circulo e diminui de acordo com que ela se
torna alongada. Para o calculo desse índice utilizou-se a equação:
Onde, IC é o índice de circularidade, A é a área de drenagem (m2) e P o perímetro (m).
LARE
5,0128,1
2.7) Razão de Elongação
A razão de elongação é dada por:
Onde A é a área da bacia (km2), L é o comprimento do eixo (km).
2.8) Ordem
A partir de critérios determinados por Strahler (1957), pode-se determinar a ordem dos
cursos d’água. Strahler (1957) considera os canais sem tributários como de sendo de primeira ordem.
Os que se originam do encontro de dois canais de primeira ordem são canais de segunda ordem,
podendo ter afluentes de primeira ordem. Já os canais de terceira ordem se originam da confluência de
dois canais de segunda ordem, podendo ter afluentes de segunda ordem. As determinações das ordens
posteriores seguem o mesmo critério das anteriores, ou seja, canais de mesma ordem dão origem a
canais de ordem superior, podendo ter canais de ordem inferior como afluente. Deve-se ressaltar que a
união entre um canal de ordem superior com um canal de dada ordem não altera a ordem desses.
2.9) Padrão de Drenagem
O padrão de drenagem, segundo Pissarra et al (2005) expressa o comportamento
hidrológico e litológico do solo da bacia hidrográfica. Bigarella et al (1979) afirmam que dentro do
território de uma bacia hidrográfica pode existir diferentes padrões de drenagem, pois este este é
influenciado pela litologia, diferença de declividade e geomorfologia da região.
Conforme Christofoletti (1981) os padrões de drenagem são classificados de acordo com
sua gênese, padrão de escoamento e geometria. Dessa forma os padrões de drenagem podem ser
classificados em dendrítica, retangular, radial, espinha de peixe, subparalelo, subdendrítico, dentre
outros.
2.10) Densidade de Drenagem
O estudo da densidade de drenagem indica com qual velocidade a água deixa a bacia
hidrográfica, isto é, essa pode ser considerada como sendo o índice que mostra o grau de evolução do
sistema de drenagem. Este e calculado com base na seguinte equação:
Onde, Dd é a densidade de drenagem (km/km2), Lt é o comprimento total de todos os
canais (km) e A é a área de drenagem (km2).
o
o
nnRbo )1(
NRboRbo
RbBH
2.11) Razão de Bifurcação
A razão de bifurcação, segundo Horton (1932) apud Lima (2008) é definida pelo número
de canais de uma dada ordem (n) e o número de canais da ordem seguinte (n+1). Quanto maior a razão
de bifurcação mais impermeável é a bacia, conseqüentemente, quanto mais ramificada, mais
impermeável.
A razão de bifurcação é calculada de acordo com as fórmulas a seguir:
2.12) Altitude e Amplitude Altimétrica
Segundo Toledo e Dias (2005) as variações da altitude e da elevação da bacia hidrográfica
são importantes devido ao fato de influenciarem a precipitação, as perdas de água por evaporação e
transpiração e, conseqüentemente, sobre o deflúvio médio. Variações significativas de altitude
resultam em diferenças consideráveis de temperatura média, a qual acarreta variações na
evapotranspiração. Além disso, pode ocasionar variações na precipitação anual.
2.13) Declividade Geral e Média
A declividade do território da bacia hidrográfica possui estreita relação com os vários
processos hidrológicos nela existentes, tais como o escoamento superficial, a umidade do solo, a
infiltração, dentre outros. Além disso, ela regula o tempo de duração do escoamento superficial e da
concentração da precipitação no território da bacia hidrográfica (CARDOSO et al, 2006).
A declividade é obtida através da variação de altitude entre dois pontos quaisquer do
terreno, em relação à distância entre eles. A declividade foi classificada de acordo com Embrapa
(1989),conforme expresso no Quadro 02. Quadro 01 - Classes de declividade
Declividade (%) Classificação
0 – 3 Relevo plano
3 - 8 Relevo suavemente ondulado
8 – 20 Relevo ondulado
20 – 45 Relevo fortemente ondulado
45- 75 Relevo montanhoso
>75 Relevo fortemente montanhoso
Calculou-se a declividade média da bacia mediante a seguinte equação:
Onde S(%) representa a declividade média da bacia, L o comprimento do canal principal e
o P o perímetro da bacia.
2.14) Coeficiente de Rugosidade
Segundo Pissarra et al (2005) o coeficiente de rugosidade é o produto entre a densidade de
drenagem e a declividade média da bacia hidrográfica. Dessa forma, quanto maior o coeficiente de
rugosidade, maior será o risco de degradação da bacia.
Onde, Dd e a densidade de drenagem e Dl a declividade media.
2.15) Orientação
De acordo com Lima (2008) o fator orientação afeta as perdas por evapotranspiração,
devido a sua influência sobre a quantidade de radiação solar recebida pela bacia. Esta pode, sem
dúvida, afetar as relações entre a precipitação e o deflúvio.
Neste sentido, quanto maior orientação leste/oeste maior a exposição solar da bacia, e,
sendo assim, maior evaporação, resultando em solos com menor umidade.
3) Resultados e Discussão
3.1) Caracterização Morfométrica da Bacia Hidrográfica do Córrego Serafim
A área de drenagem encontrada para a bacia foi de 39, 8 km2, com um perímetro de 31, 50
km. A bacia hidrográfica possui ordem de drenagem igual a cinco e orientação a nordeste. (Figura 02)
FIGURA 02 – Delimitação da bacia do Córrego Serafim, sub-bacia do Rio Paraibuna
A bacia tem uma área total de 39,8 km2, sendo esta considerável, já que esta uma sub-bacia
do rio Paraibuna. Tal fato indica a importância de se realizar mais estudos na área, tendo em vista a
contribuição que esta fornece para a constituição da rede de drenagem de um importante rio da Zona
da Mata Mineira.
O fator de forma da bacia é igual a 0, 5847. Por possuir baixo valor, não se pode basear
nele somente para a realização de correlações em relação à susceptibilidade de enchentes da bacia. Por
isso a necessidade da correlação deste índice com outros índices morfométricos. Ao traçar tal
correlação com o coeficiente de compacidade e com o índice de circularidade, e possível afirmar que a
bacia possui susceptibilidade mediana à enchentes. Tal fato se justifica pelo fato do coeficiente de
compacidade ser igual a 1, 4085 e o índice de circularidade igual a 0, 5041.
Segundo Villela e Mattos (1975) apud Cardoso et al (2006) o coeficiente de compacidade
com valor igual a um corresponde a uma bacia de forma circular e, valores acima da unidade indicam
que a bacia possui forma mais alongada. O mesmo vale para o índice de circularidade.
O conhecimento do valor da densidade de drenagem possibilita um melhor planejamento
do uso e manejo de seu território. Villela e Mattos (1975) afirmam que a densidade de drenagem pode
variar entre 0,5 Km/km2 a 3,5 Km/km2 ou mais, sendo que o primeiro valor é apresentado por bacias
com drenagem pobre e o segundo por aquelas com boa drenagem. Neste sentido, a bacia hidrográfica
do Córrego Serafim apresentou uma densidade de drenagem igual a 2, 4748 km/km2, o que indica que
esta possui média capacidade de drenagem.
O índice de densidade de drenagem encontrado para a bacia hidrográfica do rio Debossan,
Nova Friburgo, RJ, foi de 2,35 km/km2, mostrando que essa bacia apresenta média capacidade de
drenagem (CARDOSO et al, 2006). Já a bacia do rio Turvo Sujo, Viçosa, MG, apresentou densidade
de drenagem igual a 4,6 km/km2, o que a faz ter uma elevada capacidade de drenagem (SANTOS,
2001).
O padrão de drenagem da bacia do Córrego Serafim pode ser classificado como dendrítica.
Tal comportamento se explica pela predominância de rochas cristalinas na área e pelo seu
comportamento hidrológico. A ordem encontrada para a bacia do Córrego Serafim foi igual a cinco, o
que indica que esta possui uma drenagem relativamente bem ramificada, isto se da pelo fato do relevo
da área ser significativamente bem movimentado.
O padrão de drenagem possui relação direta com a razão de bifurcação, já que este
demonstra o quanto a bacia é impermeável, isto é, quanto mais ramificada, mais impermeável. No caso
da bacia do Córrego Serafim, o valor encontrado foi de 1, 9624.
No que se refere ao índice de rugosidade, encontrou-se o valor de 58, 98. Quanto maior for
esse índice, maior será o risco de degradação da bacia. Com base nisto, afirma-se, que a bacia do
Córrego Serafim possui médio risco a degradação.
A altitude média da bacia é de 769 m e a amplitude altimétrica encontrada na área foi de
209m, indicando, como será explicitado no levantamento geomorfológico, uma área de relevo
acidentado. Esse dado é importante, porque variações significativas de altitude resultam em diferenças
consideráveis de temperatura média, a qual acarreta variações na evapotranspiração nas diferentes
áreas da bacia. Além disso, pode ocasionar variações na precipitação anual ao longo da
compartimentação do relevo da área.
A declividade geral e média influencia em vários processos hidrológicos como o
escoamento superficial, a umidade do solo, a infiltração de água, dentre outros. Além disso, regulam o
tempo de duração do escoamento superficial e da concentração da precipitação no território da bacia
hidrográfica. De acordo com o quadro da Embrapa (1989) a área, por possuir declividade média de 23,
8333 m, pode ser classificada como tendo um relevo fortemente ondulado.
3.2) Constituição Geológica
Enquadrando-se na morfogênese do vale do Paraíba do Sul, a bacia do Rio Paraibuna é
geologicamente formada rochas cristalinas de idade muito antiga, como gnaisses e granitos. De
acordo com Soares (2005), a área situa-se sobre rochas do embasamento cristalino, sob o domínio da
Província Geotectônica Mantiqueira. Predomina na área rochas metamórficas de forte grau de
metamorfismo. Este mesmo autor apresenta, de acordo com o diagnóstico elaborado pela equipe
técnica do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano de Juiz de Fora (1996), o mapeamento geológico
da bacia do Rio Paraibuna com as seguintes classes:
Areias e Argilas;
Anfibolitos e Metabasitos;
Charnockitos/Granulitos;
Gnaisses intercalados com quartzo;
Migmatitos intercalados com quartizito;
Gnaisses bandados;
Gnaisses com blastomilonitos
De acordo com Staico (1977), as rochas do embasamento cristalino na bacia do Rio
Paraibuna encontram-se recobertas por espessa camada de sedimentos que se formaram pela
decomposição das rochas originais. Em alguns trechos tais rochas afloram na superfície, ora tendo sido
soerguidas por movimentos tectônicos ora expostas pela ação erosiva.
Ainda de acordo com Staico (1977), os granitos e gnaisses sofreram, nesta região, pela
ação de forças endógenas, vários fraturamentos, os quais algumas vezes foram ocupados pelos leitos
dos cursos hídricos como ocorre no Paraíba do Sul, no Paraibuna e no afluente em estudo, Córrego
Serafim.
A abundância de rochas cristalinas nesta região lhe confere grande vantagem
econômica, através da fácil extração para utilização na construção civil. Inclui-se alguns tipos de
gnaisses caracterizados por uma textura xistosa cujo valor econômico não se limita ao material bruto
básico, mas abrange a utilização como acabamento fino em virtude da beleza. Outro importante
elemento explorado economicamente na região é o caulim, que fornece material que é submetido a um
processo de beneficiamento antes de ser exportado para as indústrias de papel. De acordo com Staico
(1977), pela falta de um perfil geológico aconselhável, da região, a magnitude das perspectivas
econômicas que os minerais presentes nesta apresentam, ainda é desconhecido todo o potencial de
minerais a serem explorados economicamente.
Um fato que chama atenção na região do vale do Rio Paraibuna é a inexistência de
minerais preciosos. Staico (1977) justifica-o considerando o longo tempo que a região ficou exposta a
um intenso trabalho erosivo, tendo por isso, sofrido grande desgaste.
3.3) Geomorfologia
A área possui relevo fortemente dissecado, com altitudes compreendidas entre 700 e
900 metros, em média. (STAICO 1977), fato comprovado pela declividade média. As montanhas e
colinas que cobrem a área do município de Juiz de Fora são contrafortes da Serra da Mantiqueira.
Entalhados a estes encontram-se alguns vales que possuem grande pluralidade, dentre eles o Vale do
Paraibuna, por onde corre o principal rio da região, enquanto seus afluentes e tributários correm
seguindo vales secundários. Morfologicamente, a área analisada pertence a uma região de Planaltos
Cristalinos rebaixados.
Staico (1977) também destaca a presença de terraços alveolares, sendo esta uma
formação bastante comum na região, que tem sua formação, em parte, explicada pela dissecação das
vertentes das colinas, fazendo-as recuar paralelamente às suas encostas. Nessas superfícies, muitas
vezes, os rios formam meandros contínuos, com aparência de rios de planície do que propriamente de
planaltos.
Este mesmo autor, ainda destaca a presença das várzeas ao longo dos cursos hídricos da
bacia do Rio Paraibuna. Segundo ele, além de várzeas mais recentes, ou seja, das áreas formadas por
largos e rasos campos de inundação, existem as várzeas mais antigas, atualmente secas e sem cursos
d’água, sendo cobertas ou circundadas por mata.
Staico (1977) afirma que os níveis de base de erosão do Rio Paraibuna e seus afluentes
baixaram em conseqüência dos movimentos epirogênicos ocorridos em virtude do balanço isostático
da placa Sul-Americana, ocasionando a intensificação da erosão sobre a área.
Ao longo do Rio Paraibuna, especificamente na área urbana do município de Juiz de Fora,
de acordo com dados da Companhia de Saneamento Básico de Juiz de Fora – MG (CESAMA), são
encontrados dois grandes compartimentos geomorfológicos que se individualizam, principalmente em
função do substrato, ou seja, dos aspectos geológicos: ao norte, os terrenos ocupados pelo Gnaisse
Piedade e ao sul, pelas rochas antigas do Complexo Juiz de Fora.
As áreas do Complexo Juiz de Fora possuem um relevo mais acidentado, principalmente
nas faixas de distribuição dos Charnockitos. Constituem relevos elevados topograficamente com
aspecto serrano e amplitudes topográficas de até 200 m. Neste compartimento, a paisagem trabalhada
pelos agentes erosivos produziu um aprofundamento do nível de base do Rio Paraibuna, enquanto
manteve soerguidos os fundos de vales de seus afluentes, sustentados por assoalhos rochosos,
constituindo verdadeiros "vales suspensos". Já o domínio do Gnaisse Piedade, onde predomina os
Migmatitos, exibe um relevo altamente dissecado, com topos alongados e estreitos, além de rios com
vales mais abertos e largos.
Ainda, existem vales profundos associados a encostas com elevadas declividades e um
relevo constituído predominantemente por morros sujeitos a chuvas com índices anuais elevados,
constituem os principais fatores que imprimem à região uma dinâmica superficial bastante intensa.
3.4) Solos
De acordo com Staico (1977) as classes de solo predominantes na região da cidade de Juiz
de Fora (MG) são o Latossolo vermelho – amarelo (LVa), Latossolo Amarelo (LA), Argissolos
vermelho amarelo, Cambissolos, Neossolos Flúvicos, Neossolos Litólicos e Gleissolos.
Segundo Lanni (2008) os Cambissolos são solos rasos, que apresentam a seqüência de
horizonte A, Bi, sendo o horizonte B incipiente. Ocorrem em relevos acidentados. Devido à presença
do B incipiente é comum a inexistência de enraizamento profundo. Por apresentar pedregosidade e
instabilidade dificulta processos de mecanização. Por apresentar teores elevados de silte no horizonte
C, apresenta vulnerabilidade a processos de voçorocamento, o que demanda cuidados redobrados com
seu uso e manejo.
Os Argissolos compreendem a solos com presença do horizonte B textural, que se
distingue do A pelo gradiente textural e pela estrutura em blocos. Apresenta a seqüência de horizonte
A, Bt. Seu horizonte B apresenta argila de atividade alta. Ocorre em vertentes côncavas abertas, com
relevo ondulado. Sua exploração é limitada pela alta predisposição a erosão e a limitada percolação de
água, além da susceptibilidade da formação de camadas compactadas, decorrentes das atividades
agrícolas (LANNI, 2008).
Os Latossolos são solos profundos, porosos, ácidos e com pouca distinção entre horizontes.
Estas características se devem ao alto grau de intemperismo desse solo. Por apresentar argilas de
atividade baixa e alta permeabilidade, favorece a recarga, através da infiltração e percolação, dos
lençóis freáticos, o que confere a manutenção da regularidade da vazão dos corpos de água. Por
apresentar uma boa estrutura, conferida pelo maior número de macroporos, possui pouca
susceptibilidade a processos erosivos. É encontrado em áreas de relevo suavemente ondulado. São
bastante utilizados para a agricultura e pastagem. Sua limitação ao uso encontra-se no fato de
apresentar baixa fertilidade natural (reduzido teor de bases trocáveis e de fósforo, com alta
concentração de alumínio no horizonte B) (LANNI, 2008).
Os Neossolos Litólicos, antigo Litossolo, apresenta seqüência de horizontes A, R.
Apresenta profundidade variando de 20 – 40 cm, assentado sobre rocha ou saprolito. Sua ocorrência
está associada a relevos fortemente ondulados, associados a afloramentos rochosos de maior
resistência ao intemperismo. Seu uso pela agropecuária é restrito, podendo ser utilizado para pastagens
nativas e reservas (LANNI, 2008).
Os Neossolos Flúvicos são solos pouco desenvolvidos, resultantes de deposições fluviais
recentes, apresentando a seqüência de horizontes A, C. Localizam-se ao longo das planícies fluviais
(leitos maiores) da bacia. Sua limitação de uso e ocupação encontra-se no fato dos riscos de
inundações periódicas e imprevisíveis, devido a isso não se recomenda a implantação nestes solos de
culturas de verão e culturas permanentes, podendo ser utilizadas para culturas de entressafra (LANNI,
2008).
Os gleissolos possuem horizonte A escuro, relativamente espesso, sobreposto a uma
camada acinzentada, que apresenta aumento gradativo do teor de argila de acordo com o aumento da
profundidade. Sua ocorrência esta associada às planícies fluviais. Por apresentarem elevado grau de
encharcamento, limita a implantação da agricultura. Seu cultivo só se torna possível a partir da
implantação de sistemas de drenagem, que podem ocasionar a perda da fertilidade natural destes solos
devido à mineralização da matéria orgânica contida nesses (LANNI, 2008).
3.5) Clima
O município de Juiz de Fora, inserido na região Sudeste brasileiro, é caracterizado por uma
diversidade climática. Segundo Nimer (1989) essa diversidade deve se à orografia da região, tanto no
que se refere à temperatura quanto a precipitação.
Juiz de Fora, de acordo com dados obtidos na estação climatológica local, apresenta duas
estações bem delineadas: uma com temperaturas elevadas e maior índice de precipitação, que vai dos
meses de outubro a abril, e outra com temperaturas mais baixas e secas, dos meses de maio a setembro,
como pode ser observado nos gráfico abaixo (Figura 03 e 04).
Figura 03 - Temperatura Mínima Mensal em Juiz de Fora – MG (1974 – 2004)
Figura 04 - Precipitação Mensal em Juiz de Fora – MG (1974 – 2004)
De acordo com a classificação de Köppen o município apresenta clima mesotérmico com
verões quentes e chuvosos, denominado de Cwb.
O relevo predominante no município contribui para com o clima existente e para com a
amenizar as temperaturas. Devido ao relevo, o clima pode ser considerado Tropical de Altitude.
De acordo com dados da estação climatológica, entre os anos de 1993 e 2005, as médias
anuais pluviométricas alcançaram 1.5356 mm, sendo que o mês de janeiro possui maior índice, 298
mm. A temperatura média gira em torno de 18,9ºC.
Durante o verão registra-se a ocorrência de chuvas do tipo convectiva ao final das tardes.
Observações realizadas pelos pesquisadores da estação climatológica durante três décadas demonstram
que o índice pluviométrico máximo anual pode ocorrer de novembro a março. Em 12 de março de
2001 foi medida a máxima pluviométrica para vinte e quatro horas que foi de 147, 4 mm.
Segundo Machado (2000) apud Torres e Martins (2005), a zona rural do município,
onde se localiza a bacia de trabalho, possui características climáticas bem distintas daquelas que são
encontradas no centro da cidade, principalmente no tocante à temperatura e a precipitação. Na região
da bacia em estudo as temperaturas são mais amenas, que são decorrentes da maior presença de
vegetação. As chuvas na região ocorrem com maior freqüência do que no centro da cidade. Tal fato se
deve a taxa de evapotranspiração da área que faz com que o índice pluvial da bacia se distinga do que
é encontrado na cidade.
3.6) Vegetação
Em relação a vegetação, é importante destacar que o município de Juiz de Fora passou por
profundas transformações ao longo do último século, sobretudo em função da ocupação humana e do
uso da terra, o que faz com que a vegetação original seja hoje representada por pequenas manchas em
restritas e isoladas áreas.
De acordo com Staico (1977), na área da bacia do rio Paraibana distinguem-se cinco
formações florísticas, sendo elas: mata tropical, cerradão, campos cerrados, campos limpos e secos, e
campos úmidos e brejos. De forma generalizada, encontra-se na área espécies integrantes da Floresta
Ombrófila Mista e manchas com espécies da Floresta Estacional Semidecidual.
A mata tropical possui uma grande quantidade de árvores altas e madeiras-de-lei, e há
também uma intensa diversidade da floresta mista. As árvores possuem ramificações no extremo do
tronco, folhas decíduas, que indicam o regime climático da área.
Por cerradão entende-se o conjunto de matas secas, principalmente desenvolvidas em
solos arenosos e cujas associações constam de tipos de plantas dos campos cerrados e de algumas
plantas com folhas perenes (STAICO 1977). Esta vegetação consiste de uma mata rala e fraca,
medindo aproximadamente 10 a 12 metros de altura.
A transição para o campo cerrado se dá de forma gradual, com ocorrência cada vez
maior de clareiras. Entre os tipos de campos, este é o que ocupa uma maior área dentro da bacia do rio
Paraibuna.
Segundo Staico (1977) o campo cerrado possui uma paisagem aberta, podendo ser
facilmente percorrida, predominando gramíneas e plantas herbáceas, o que faz com que seja utilizado
constantemente como pasto.
Os campos limpos e secos também são constantemente utilizados como pasto, onde, ao
lado das gramíneas do campo cerrado, também crescem gramíneas finas e rasteiras, sendo
característicos da região o capim gordura, catingueiro, ou melado.
Os campos úmidos e brejos, conforme afirma Staico (1977), correspondem aos campos
de inundação, que acompanham todos os cursos d’água, sejam maiores ou menores. A composição da
vegetação é a mesma em todas as várzeas, sendo as matas ciliares e de galeria, e as plantas
predominantes são gramíneas de baixadas úmidas e vegetação de pântanos.
As matas que eram características da região deram lugar às pastagens, que constituem
hoje a paisagem dominante da área. Conforme pode ser verificado no quadro 03 e na figura 05,
segundo Orlando e Leal (2006), as pastagens e campos correspondem a 72, 41% da área total da bacia,
seguida pela vegetação secundária, ocupando 16,13% da área.
Quadro 02 - Categorias de vegetação e uso – ocupação na Bacia do Rio Paraibuna
Uso – ocupação do solo/vegetação Área em km² %
Vegetação Nativa 658,57 7,70 Vegetação Secundária 1379,59 16,13
Reflorestamento 70,98 0,83 Campo/Pastagem 6.193,30 72,41
Área Agrícola 20,52 0,24 Área Urbana 57,94 0,68
Outros 172,06 2,01 Total 8552,96 100,00
Fonte: Orlando e Leal (2006)
Figura 05 - Uso e Ocupação do Solo na bacia do Rio Paraibuna Fonte: Orlando e Leal (2006)
4.0) Conclusões
Lindner et al (2007) afirmam que os índices morfométricos das bacias hidrográficas são
cálculos essenciais pois permitem, dentre outros aspectos, a prevenção de enchentes no território da
bacia hidrográfica, sendo também o primeiro passo para propor o manejo destas unidades naturais. De
acordo com os resultados morfométricos encontrados a bacia do Córrego Serafim verificou-se que
possui susceptibilidade mediana a enchentes, e que este resultado foi possível graças à análise dos
dados morfométricos calculados de forma correlacionada, comparados às características físicas da
área.
Referências Bibliográficas
BIGARELLA, J. J. et al. Estrutura e origem das paisagens tropicais e subtropicais. Editora UFSC, 1996. II vols. BOTELHO, R. G. M.; SILVA, A. S. da. Bacia Hidrográfica e Qualidade Ambiental. In: VITTE, Antônio C.; GUERRA, Antônio J. T. (orgs). Reflexões sobre a Geografia Física. Editora Berthand Brasil, Rio de Janeiro: 2004. p. 153 – 192. CARDOSO, Christiany Araujo et al (2006) . Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio Debossan, Nova Friburgo, RJ. Revista Árvore, Viçosa, v. 30, n. 2, 2006. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-67622006000200011&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 18 Março 2008. CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia Fluvial. Edgard Blücher, São Paulo, 1981. 313p. GUERRA, A.J.T.; CUNHA, S. B. Degradação ambiental. In: CUNHA, S. B. Geomorfologia e Meio Ambiente. Editora Bertrand Brasil, Rio de Janeiro, 1996. p. 337-339.
LANNI, J. L. Notas de aula SOL 250 - Constituição, Propriedades e Classificação de Solos. Universidade Federal de Viçosa, 2008. LIMA, W. de P. Análise Física da Bacia Hidrográfica. Disponível em: <http://www.esalq.usp.br/departamentos/lcf/lab/lhf/arquivos/CAPITULO%204.pdf.> 1996 Acesso em: 12 Out 2008. LINDNER, Elfride Anrain; et al. Sensoriamento remoto aplicado à caracterização morfométrica e classificação do uso do solo na bacia rio do Peixe/SC. In: Anais do XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 3405-3412. Disponível em: http://marte.dpi.inpe.br/col/dpi. inpe.br/sbsr@80/2007/01.31.19.10/doc/@sumario.htm. Acesso em março de 2008. MENEZES, Maria Lucia Pires. Acidade e o rio, o rio e a cidade. Espaços para o público. Revista Electronica de Geografia y Ciencias Sociales. Universidad de Barcelona. Vol. XI, n. 245, 1 de agosto de 2007. Disponível em: http://www.ub.es/geocrit/sn/sn-24535.htm Acesso em novembro de 2008. ORLANDO, Paulo Henrique Kingma.; LEAL, Antônio Cezar. Produção do Espaço e Gestão Hídrica na Bacia do Rio Paraibuna (MG-RJ): uma análise crítica. Tese (doutorado), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista. Presidente Prudente, 2006, 295 f. Disponível em: <http://www4.fct.unesp.br/pos/geo/dis_teses/06/06_Paulo_Henrique_Kingma_Orlando.pdf> Acesso em outubro de 2008. PANQUESTOR, E. K.; et al. (2002). Associação do processamento digital de imagens ao uso de parâmetros morfométricos na definição de unidades de paisagem da bacia do rio Corrente – BA. Espaço & Geografia, Vol.5, No1, 2002. p. 87:99 PISSARRA,T. C. et al. Avaliação por Fotointerpretação do Uso/Ocupação do Solo e Erosão Acelerada em Microbacias Hidrográficas Utilizando Sistemas de Informação Geográfica. Anais XII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. INPE, Goiânia, 2005, p. 2331-2337. SANTOS, A.R. Caracterização morfológica, hidrológica e ambiental da bacia hidrográfica do rio Turvo Sujo, Viçosa, MG. 2001. 141f. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos), Universidade Federal de Viçosa, Viçosa (MG), 2001. STRAHLER, A.N. 1957. Quantitative analysis of watershed geomorphology. New Halen: Transactions: American Geophysical Union, v.38, 1957. p. 913-920. SOARES, Dênis de Moura. Geoprocessamento como ferramenta de análise do risco ao carreamento de sólidos para o rio Paraibuna em Juiz de Fora – MG. Anais XII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Goiânia, Brasil, abr. 2005. p. 2375 -2382. STAICO, Jorge. A Bacia do Rio Paraibuna em Juiz de Fora. Universidade Federal de Juiz de Fora. Juiz de fora (MG), 1977. TOLLEDO, K. C.; DIAS, H. C. T. Análise Hidroambiental da bacia hidrográfica da cachoeira das Pombas, Guanhães, MG. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) - Universidade Federal de Viçosa. Viçosa: UFV, 2005. 69f. VILLELA, S.M.; MATTOS, A. Hidrologia aplicada. McGraw-Hill do Brasil, São Paulo, 1975, p. 245. COMPANHIA DE SANEAMENTO MUNICIPAL DE JUIZ DE FORA. <http://www.cesama.com.br/juiz_de_fora.php> Acesso em outubro de 2008. COMITÊ DE INTEGRAÇÃO DAS ÁGUAS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARAÍBA DO SUL. Disponível em http://www.ceivap.org.br/downloads/cadernos/Caderno%203%20-%20Paraibuna.pdf. Acesso em outubro de 2008. CÂMARA MUNICIPAL DE JUIZ DE FORA. Disponível: http://isal.camarajf.mg.gov.br/historia/aspectoseconom.html Acesso em novembro de 2008