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MARIANE MAYUMI GARCIA TAKEDA
PROPOSTA DE MODELAGEM DE DADOS FISIOGRÁFICOS DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
PARA O MUNICÍPIO DE LONDRINA – PR
Londrina2007
MARIANE MAYUMI GARCIA TAKEDA
PROPOSTA DE MODELAGEM DE DADOS FISIOGRÁFICOS DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
PARA O MUNICÍPIO DE LONDRINA – PR.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Geociências da Universidade Estadual de Londrina, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Geografia.
Orientadora: Mirian Vizintim Fernandes Barros.
Londrina2007
MARIANE MAYUMI GARCIA TAKEDA
PROPOSTA DE MODELAGEM DE DADOS FISIOGRÁFICOS DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
PARA O MUNICÍPIO DE LONDRINA – PR.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Geociência da Universidade Estadual de Londrina, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Geografia.
COMISSÃO EXAMINADORA
____________________________________Profª. Drª. Mirian Vizintim Fernandes Barros
Universidade Estadual de Londrina
____________________________________Prof. Ms. Adilson Nalin Luiz
Secretaria Municipal do Ambiente - SEMA
____________________________________Prof. Drª. Eloiza Cristiane Torres
Universidade Estadual de Londrina
Londrina, 26 de Novembro de 2007.
DEDICATÓRIA:
A Deus, por habitar meu pequeno coração,
por ter aberto as portas e iluminado meu
caminho.
AGRADECIMENTOS
Talvez essa seja apenas uma maneira formal de agradecer àquelas
pessoas que realmente participaram da construção deste trabalho. Agradeço
profundamente a todos que participam diariamente da minha vida. Mas algumas
pessoas, realmente merecem essa menção.
A todos os meus familiares, em especial minha mãe Marina e minha
vó Malvina, grandes mulheres, exemplos de garra e superação.
Agradeço a todos da Secretaria Municipal do Ambiente – SEMA,
principalmente ao meu orientador de estágio, Adilson Nalin, pela amizade e
confiança, pelo apoio e incentivo nas tardes de trabalho.
Aos professores que contribuíram e participaram deste trabalho, em
destaque minha orientadora Mirian Vizintim, Zaqueu Rodrigues, Eloiza torres e
Deize Lopes (CTU).
Agradeço também aos meus amigos de curso, em especial à Bruna
e ao Hugo, companheiros de viagem, que discutiram, que participaram, que
cresceram, que acreditaram e que compartilharam todos os momentos “geográficos”
dessa jornada.
Ao meu grande amor Kleber, pela amizade, dedicação,
compreensão e incentivo. Pelo olhar que diz quase tudo, pela presença em todos os
momentos... pelo seu imenso amor!
Ah!, não poderia esquecer minhas grandes amigas, Paula, Natália e
Sandra, companheiras de infância, pelas risadas, festas e farras, sonhos e segredos
compartilhados.
A todas as outras pessoas, as quais não me referi, mas que
certamente também participaram de mais essa conquista. Meu muito OBRIGADA!
“Quem olha pra fora, sonha; Quem olha pra dentro, DESPERTA!”
(Carl Gustav Jung)
TAKEDA, Mariane Mayumi Garcia. Proposta de modelagem de dados fisiográficos de bacias hidrográficas para o município de Londrina – PR. 2007. 47 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Geografia)) – Universidade Estadual de Londrina, Londrina, 2007.
RESUMO
Para o gerenciamento e planejamento de bacias hidrográficas é condição básica co-nhecer suas principais características físicas. Baseado nessa necessidade foi defini-do um escopo mínimo de atributos que contemplaram os aspectos físicos de bacias hidrográficas como nome de identificação da bacia; bacia maior pertencente;área; comprimento do leito principal; forma da bacia; classificação dos cursos d'água; den-sidade de drenagem; rede de drenagem ; uso do solo;tipo de solo e outros. Neste âmbito, o objetivo deste trabalho é propor uma padronização de um banco dados fí-sicos de bacias hidrográficas para as instituições ambientais, públicas ou privadas, com a utilização da ferramenta de Sistema de Informação Geográfica – SIG, possibi-litando uma visão sistêmica, gerando maior grau de interação entre os dados, obten-do assim, maior agilidade e eficiência na elaboração de estudos de bacias hidrográfi-cas, bem como sua análise, gestão e/ou planejamento.
Palavras-chave: Sistema de Informação Geográfica, Padronização de dados físicos, Planejamento de bacias hidrográficas.
TAKEDA, Mariane Mayumi Garcia. Proposta de modelagem de dados fisiográficos de bacias hidrográficas para o município de Londrina – PR. 2007. 47 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Geografia)) – Universidade Estadual de Londrina, Londrina, 2007.
ABSTRACT
For the management and planning of watershed it is basic condition to know its main characteristics physical. Based in this necessity a minimum target of attributes was defined that had contemplated the physical aspects of watershed as name of identification of the basin; bigger basin; length of the main stream bed; form of the basin; classification of the river basins; draining density; draining net; use of soil ;type of soil and others. In this scope, the objective of this work is to consider a standardization of physical database of watershed for the ambient, public or private institutions, with the use of the tool of Geographic Information System - SIG, making possible a systemic vision, generating bigger degree of interaction between the data, thus getting, greater agility and efficiency in the elaboration of studies of watershed, as well as its analysis, management and/or planning.
Key words: Geographic Information System, Standardization of physical data, Planning of watershed.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Mapa hídrico da área urbana de Londrina...............................................21
Figura 2 – Visão geral de um SIG.............................................................................27
Figura 3 – Aplicações Geográficas...........................................................................29
Figura 4 –Tabela de dados alfanuméricos................................................................39
Figura 5 – Consulta realizado pelo Banco Dados.....................................................40
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................11
2. BACIAS HIDROGRÁFICAS COMO UNIDADE DE ESTUDO...............................13
2.1. GERENCIAMENTO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS..........................................16
2.2. PLANEJAMENTO AMBIENTAL EM BACIAS HIDROGRÁFICAS NO
CONTEXTO MUNICIPAL....................................................................................18
3. ABORDAGEM GEOSISTÊMICA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS.............23
3.1. SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – SIG..........................................24
3.1.1. Modelagem de Dados......... ............................................................................28
4. PADRONIZAÇÃO DE DADOS DAS CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS PARA BACIAS HIDROGRÁFICAS...........................................................................32
4.1. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ADOTADOS......................................33
4.2. ATRIBUTOS RELEVANTES...............................................................................35
CONSIDERAÇÕES FINAIS.......................................................................................42
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................43
1. INTRODUÇÃO
A crescente preocupação com a escassez dos recursos naturais, em especial
a água, tem levado entidades ambientais dedicadas ao planejamento ambiental a
concentrarem esforços no desenvolvimento de projetos voltados a bacia
hidrográfica, pois ela é justamente o palco de ações e degradações, refletindo
sistemicamente todos os efeitos.
Para a conservação deste recurso natural, o gerenciamento de bacias hidro-
gráficas tem um papel fundamental, sendo condição básica e inicial conhecer suas
principais características físicas. O conhecimento destas características é de grande
utilidade prática, pois segundo Vilella e Matos (apud Souza & Batista, 2007) eles
“permitem conhecer a variação no espaço dos elementos do regime hidrológico”.
Desse modo, o aproveitamento dos recursos hídricos pode ser feito de maneira mais
racional com maiores benefícios à sociedade em geral.
Dentro deste cenário, as instituições ambientais, públicas ou privadas, envol-
vidas com o gerenciamento de bacias hidrográficas produzem uma grande demanda
de trabalhos relacionados à informação hidrológica. Estes muitas vezes não contem-
plam os aspectos físicos necessários para uma análise mais precisa, e, muitas ve-
zes, são mal organizados e mal relacionados entre si, sem uma visão sistêmica, im-
possibilitando uma visão holística, dificultando assim a eficiência da análise, da ges-
tão e/ou do planejamento de bacias hidrográficas.
O ponto de partida desta pesquisa, no entanto, é propor um modelo de dados
físicos essenciais para o conhecimento e análise de uma bacia hidrográfica, em que
se busca não apenas identificar e organizar os atributos relevantes, mas também ob-
ter uma visão sistêmica, oferecendo uma maior agilidade e eficiência na elaboração
dos estudos hidrológicos, dando suporte ao gerenciamento de bacias hidrológicas
para instituições ambientais.
Para isto este trabalho esta organizado da seguinte forma: o capítulo 2 anali-
sa a bacia hidrográfica como unidade principal de estudo, como no seu gerencia-
11
mento como também no planejamento ambiental; o capítulo 3 descreve a aborda-
gem Geossistêmica, em conseguinte o Sistema de Informação Geográfica – SIG; o
capítulo 4 apresenta o modelo de dados fisiográficos com seus principais atributos
como proposta de padronização.
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2 BACIAS HIDROGRÁFICAS COMO UNIDADE DE ESTUDO
As bacias hidrográficas são de grande importância em estudos geográficos,
sendo consideradas como unidade de pesquisa de diversos assuntos, isto se deve a
relevância de sua dinâmica e a interação dos elementos químicos, físicos e
biológicos existentes, que interferem diretamente na sociedade.
A partir do final da década de 1960 a bacia hidrográfica passou a ser reconhecida como unidade espacial de estudos da Geografia Física, atualmente ela é incorporada aos estudos não apenas desta ciência, mas também das Ciências Ambientais como um todo, sendo tida como uma célula de análise ambiental, permitindo o conhecimento e avaliação de seus componentes e as interações entre estes (BOTELHO, 2004).
A bacia hidrográfica pode ser definida como unidade física, caracterizada
como uma área de terra drenada por um determinado curso d’água e limitada,
perifericamente, pelo chamado divisor de águas. Segundo Mondan e Cerny (apud
MACHADO, 2002)
[...] a bacia, do ponto de vista hidrológico pode ser considerada como a menor unidade de paisagem capaz de integrar todos os componentes relacionados com a qualidade e disponibilidade de água como: atmosfera, vegetação natural, plantas cultivadas, solos, rochas subjacentes, corpos d’água e paisagem circundante.
“Ambientalmente, pode-se dizer que a bacia hidrográfica é a unidade
ecossistêmica e morfológica que melhor reflete os impactos das interferências
antrópicas”. (JENKINS apud MACHADO, 2002).
A adoção da bacia hidrográfica como unidade de estudo aparece com a
transferência de conceito de região que fora trazido da Geologia para a Geografia no
período em que esta última ciência aflorava. Com o surgimento da Geografia quando
houve a necessidade de um objeto de estudo para esta ciência. Na Alemanha, com
Ratzel surgiu o conceito de região natural baseado na definição de região trazido da
Geologia. Ratzel definiu-a como um trecho da superfície terrestre, resultante da
combinação ou integração dos elementos da natureza: o clima, a vegetação, o
relevo etc, o que a diferenciaria em relação às demais.
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Desta maneira, o conceito de bacia hidrográfica foi transformado em conceito
de região natural, o qual foi amplamente explorado e estudado pela Geografia
alemã. Esta definição de região, dada pelos geógrafos alemães, vem reafirmar o
caráter determinista destes cientistas, pois, segundo eles, o meio ambiente
determina o modo de vida do homem, sendo que o homem é um elemento passivo
dentro da Geografia alemã.
Na França o conceito de região geográfica, foi muito bem explorado por Paul
Vidal de La Blache. Com essa definição, a Geografia francesa vai apresentar sua
característica possibilista, colocando o homem como elemento ativo, mostrando que
ele pode e modifica a natureza para seu bem estar. A região agora passa a ser uma
integração entre fatores naturais e humanos, a Geografia passa a estudar o homem
e a natureza.
A chamada Geografia Regional surgiu, nos E.U.A., com Hartshore. Esta
Geografia vai enfocar a região não como determinada pela natureza ou pelos
aspectos sócio-econômicos, mas sim pelo interesse do próprio pesquisador, o qual
selecionará a sua área de estudo de acordo com suas pretensões.
Nos estudos da Geografia Física, uma bacia hidrográfica é um recorte
espacial bastante utilizado, sobretudo na área de Geomorfologia, onde a visão
sistêmica se faz aparecer. Com a base física do ambiente, a abordagem
geossistêmica de Bertrand em 1972, ou mesmo a ecodinâmica de Tricart em 1977,
proporcionou um palco ideal de desenvolvimento utilizando a bacia como um recorte
possível.
Dentro desta perspectiva, a bacia hidrográfica é estudada como um sistema
onde, segundo Christofoletti (1979) refere-se às bacias hidrográficas como unidades
básicas por serem unidades funcionais integrativas e com expressividade espacial,
"sendo sistemas ambientais complexos em sua estrutura, funcionamento e
evolução".
A mesma posição expressa Cardoso da Silva (apud MACHADO, 2002)
quando, além de adotá-la como unidade básica de estudo, considera a bacia
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hidrográfica como "um modelo do sistema natural aberto, onde se pode interpretar
as trocas de energia e de materiais que ali se realizam".
Observa-se que esta mesma linha foi adotada por Giometti (1998) ao afirmar
que, pela abordagem de visão sistêmica, a bacia hidrográfica pode ser considerada
a melhor unidade de trabalho, pois oferece os subsídios necessários para a
compreensão da organização e dinâmica dos fluxos de matéria e energia que por
ela circulam.
Neste sentido a escala de bacia ou até mesmo da microbacia hidrográfica,
vem sendo adotada como preferencial para o planejamento conservacionista e, para
a efetiva execução de programas de controle de erosão e conservação de resíduos
hídricos. “Exemplos são os Programas de Microbacias Hidrográficas em São Paulo
com parcerias com o Governo Estadual e Municipal, no qual visa à utilização de
modo racional e integrado os recursos naturais do solo, da água, flora e fauna”.
(BERTOLINI et al, 1993). O Programa Estadual de Microbacias Hidrográficas é uma
estratégia proposta pelo Governo do Estado de São Paulo, com o apoio do Banco
Mundial, para propiciar o aumento do bem-estar das populações rurais, através da
implantação de sistema de produção agropecuária que visa garantir a melhoria nos
níveis de renda, mais produtividade das unidades de produção, recuperação das
áreas degradadas e preservação permanente, bem como a qualidades e a
quantidade das águas, isto é, um gerenciamento adequado de microbacias
hidrográficas.
Para um gerenciamento adequado de bacias hidrográficas que vise à
utilização de recursos naturais de forma racional, é de grande valia ter conhecimento
de suas características físicas, pois estes conhecimentos oferecem a possibilidade
de planejar os usos e as ocupações do solo e da água, pois estas são expressões
das relações sócio-econômicas do território, que revelam a apropriação da natureza
pelo homem e as alterações impostas. Sendo assim Oliveira (2004) relata que:
[...] na contextualização de uma bacia hidrográfica, como unidade de observação e intervenção, pode-se deduzir que, para elaboração e aplicação de um plano de gestão eficaz, deve-se obter o máximo de dados possíveis sobre a realidade pesquisada, e isso pode ser viabilizado e
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agilizado através de meios instrumentais (Sensoriamento Remoto e SIG, respectivamente).
Como instrumento para assessoramento à tomada de decisões, um banco de
dados padronizado dos aspectos físicos de bacias hidrográficas permite a redução
de certa parcela da subjetividade intrínseca ao processo de tomar decisões.
Neste contexto brasileiro, a bacia hidrográfica, é referência como área de
análise a partir da Resolução de n.º 01/86 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio
Ambiente) de 1981, sendo que esta unidade passou a ser considerada como área a
ser analisada no estudo prévio de impacto ambiental, pois integra grande parte das
relações causa-efeito que devem ser tratadas na gestão de recursos hídricos.
A aplicação da ferramenta de Sistema de Informação Geográfica - SIG se
insere sendo indicada para estudos hidrológicos, pois permite a obtenção de dados
de diversas fontes, manipulando e combinando informações e efetuando diversos
tipos de análises de forma simples e eficiente, permitindo uma economia de custos e
tempo.
2.1. Gerenciamento de Bacias hidrográficas
Durante o século XX aconteceram diversas transformações sociais,
econômicas, ambientais e políticas, tudo isso devido ao grande avanço dos meios
científicos e tecnológicos. O nosso meio ambiente foi explorado de forma predatória
com uma tentativa de extrair os maiores benefícios à sociedade humana. Os
recursos hídricos, numa visão inesgotável do ser humano, foram utilizados de
maneira bastante intensa, o que acabou impondo o uso múltiplo e sustentável da
água.
A quantidade e a natureza dos constituintes presentes na água variam
principalmente conforme a natureza do solo de onde são originárias, das condições
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climáticas e do grau de poluição que lhes são conferidos, especialmente pelos
despejos municipais e industriais.
Dentro deste aspecto, a gestão ambiental de recursos hídricos no Brasil,
iniciou-se em 1997, com a aprovação da legislação nacional de recursos hídricos e
do gerenciamento desses recursos. O processo de institucionalização esta sendo
marcado pela implementação e regulamentação da legislação que pressupõe a
cobrança pelo uso e pela poluição gerada, por meio dos comitês de bacias
hidrográficas.
A Lei nº 9.433 de 1997, que institui a Política Nacional de Gerenciamento de
Recursos Hídricos, constitui-se em um marco de grande importância para o
desenvolvimento sustentável no Brasil. Com base na necessidade de adequação do
sistema brasileiro de gestão de recursos hídricos a Política Nacional de Recursos
Hídricos, que em seu artigo 2º prevê:
• Assegurar à atual e as futuras gerações a necessária disponibilidade de água,
em padrões de qualidade de água aos respectivos usos.
• A utilização racional e integrada dos recursos hídricos com vista ao
desenvolvimento sustentável.
• A preservação e defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural
ou decorrente do uso inadequado dos recursos naturais.
Na elaboração dessa lei foram considerados diversos princípios para a gestão
de recursos hídricos entre eles:
Adoção da bacia hidrográfica como unidade de planejamento;
A consideração dos usos múltiplos da água;
O reconhecimento da água como bem finito e vulnerável.
Para promover a gestão de recursos hídricos, a Política Nacional de Recursos
Hídricos, prevê a criação de comitês de Bacias Hidrográficas, com a função de
debater questões e gerenciar a proteção e sustentabilidade destes.
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Lanna (1995) define o gerenciamento de bacia hidrográfica como um
instrumento que orienta o poder público e a sociedade, no longo prazo, na utilização
e monitoramento dos recursos ambientais (naturais, econômicos e sócio-culturais),
na área de abrangência de uma bacia hidrográfica, de forma a promover o
desenvolvimento sustentável.
De acordo com Prochnow (1990) “gestão por bacias pode-se entender a
forma pela qual se pretende equacionar e resolver as questões ambientais nela
existentes, mediante procedimentos integrados de planejamento e de
administração”. O uso de bacias como unidade de planejamento, permite uma
abordagem sistêmica onde o tamanho da bacia escolhida pode ser ajustado às
características físicas da diversidade da ocupação, dos problemas ambientais, dos
aspectos socioeconômicos e institucionais, bem como os objetivos do tempo e do
potencial humano disponível.
A bacia hidrográfica como unidade de análise de estudo destaca-se por sua
relevância na atuação do poder local, através do planejamento ambiental urbano,
através da legislação existente e dos poderes que lhe foram delegados, além do uso
de vários instrumentos.
2.2 Planejamento Ambiental em Bacias Hidrográficas no Contexto Municipal
De acordo com a constituição cabe ao município a “competência concorrente
e suplementar para legislar sobre matérias específicas de evidente interesse local” ,
já que a
Constituição de 1988 tem como uma de suas principais características o for-talecimento da autonomia municipal, no que se refere aos aspectos de inte-resse local como: administrativos, políticos, financeiros e/ou tributários e le-gislativo. Há o predomínio dos interesses do município em relação aos da União e do Estado (ALMEIDA et al., 1999).
O município deve incorporar no seu planejamento o ambiente. Mas, Almeida
et al. (1999) considera que:
18
... incorporar o ambiente ao planejamento não significa apenas agregá-lo, ao plano de desenvolvimento, na forma de um capítulo especial, nem orga-nizar uma nova hierarquia de valores que tenha em primeiro lugar os valo-res ambientais”. Para ele “consiste na análise sistemática, no decorrer de todo o processo de planejamento, das oportunidades e potencialidades, bem como dos riscos e perigos inerentes a utilização dos recursos ambien-tais da sociedade para o seu planejamento.
O município de Londrina possui como instituição ambiental a Secretaria Muni-
cipal do Ambiente – SEMA, instituída através da Lei Nº 8.677, de 26 de dezembro de
2001, em substituição à antiga AMA – Autarquia Municipal do Ambiente. Como insti-
tuição ambiental, a Secretaria tem como funções principais:
α) Articular-se com organismos municipais, estaduais, federais e privados visando obter recursos financei-ros e tecnológicos para desenvolver programas de proteção ao ambiente;
β) Assegurar a preservação, a recuperação e a explo-ração dos recursos naturais do Município;
χ) Estabelecer, implantar e administrar a política ambi-ental do Município;
δ) Elaborar e administrar projetos, como a criação de parques, áreas de proteção ambiental, reservas e estações ecológicas, fazendo a manutenção de áre-as verdes em consonância com o planejamento ur-bano municipal;
ε) Elaborar, implantar e manter os serviços de parques e jardins, de plantio, poda e erradicação de árvores;
φ) Elaborar e implantar campanhas educacionais e de treinamento destinadas a conscientizar a população para os problemas de preservação do ambiente, juntamente com as secretarias, os órgãos e entida-des afins;
γ) Fiscalizar todas as formas de agressão ao ambien-te, aplicar as penalidades cabíveis e orientar sua re-cuperação;
η) Assessorar a administração municipal no que con-cerne aos aspectos ambientais;
ι) Agir integradamente com todos os órgãos, secretari-as e entidades, visando à melhoria da qualidade de vida;
ϕ) Emitir pareceres sobre concessão de licença para instalação de empresas que manifestem interesse em explorar, economicamente, recursos naturais do Município;
κ) Emitir pareceres e laudos técnicos ambientais quan-to a empreendimentos que visem ao parcelamento
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do solo urbano e a indústrias que causem qualquer tipo de impacto ambiental;
λ) Emitir pareceres e laudos técnicos ambientais quan-to à utilização, doação ou qualquer empreendimento em áreas verdes e de preservação permanente pelo Município;
µ) Fiscalizar projetos e serviços de parques e jardins no que tange aos aspectos ambientais;
ν) Manter viveiro de mudas para produção de espécies nativas e ornamentais;
ο) Proceder a normatização e ao treinamento para poda e erradicação de arborização urbana a serem regulamentados por decreto;
π) Emitir laudos para erradicação e substituição de ár-vores;
θ) Planejar e elaborar normas técnicas para a arboriza-ção urbana do município;
ρ) Administrar, no âmbito do Município, os recursos provenientes de fundos criados com a finalidade de destiná-los ao ambiente, inclusive os recursos do Fundo Municipal do Meio Ambiente;
σ) Fiscalizar e autuar todas as alterações do solo, do subsolo e de pontos críticos de acúmulo de poluen-tes, visando à proteção e à contenção dos proces-sos de deterioração ambiental no âmbito do municí-pio;
τ) Efetuar outras tarefas afins no âmbito de sua com-petência.
Quanto ao patrimônio hídrico do município, é de grande valia ressaltar sua im-
portância, pois Londrina possui uma rede hídrica bastante vasta como mostra a figu-
ra a seguir.
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Figura 1: Mapa hídrico da área urbana do município de Londrina
e suas bacias hidrográficas.
O Município de Londrina é muito bem servido quanto às águas superficiais.
Somente na área urbana existem uma série de cursos d’água, em torno de 84 cur-
sos, segundo a Secretaria Municipal do Ambiente – SEMA, estes possuem várias
nascentes em seus percursos, sendo necessário obter dados físicos destes cursos
para promover as intervenções necessárias para protegê-los.
As águas subterrâneas de Londrina também merecem menção, o Aquífero
Guarani, que atende a região de Londrina produz até 1milhão/L/h/poço e abastece
102.365 mil habitantes em 30 cidades aproximadamente, segundo dados da Socie-
dade Rural do Paraná. Esses grandes mananciais, como também as águas superfi-
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ciais de Londrina necessitam de um planejamento ambiental que leve em considera-
ção todos os aspectos físicos que compõem uma bacia hidrográfica. Através do pla-
nejamento ambiental e do conhecimento minucioso das características naturais
da(s) bacia(s) tem se a possibilidade de planejar os usos e ocupações do solo e da
água da(s) mesma(s), de maneira a provocar o menor impacto ambiental possível.
Dessa forma, o estudo para o conhecimento destes locais é fundamental para
o desenvolvimento de uma política adequada de gestão dos recursos hídricos do
Município. O estudo de modelagem de dados físicos de bacias hidrográficas para o
município de Londrina, irá contribuir para diagnósticos, gestões e análises ambien-
tais de diversos cursos d’água urbanos e rurais, bem como, irá de encontro às ne-
cessidades municipais na confecção de acervos de informações ambientais, que
possam viabilizar um uso mais planejado e adequado dos recursos naturais.
Diante do exposto, as ferramentas do geoprocessamento permitem análises
complexas integrando dados de diversas fontes e criando bancos de dados georre-
ferenciados. Em estudo sobre a aplicação de SIG em microbacia hidrográfica, Assad
et al. (1998) puderam concluir que “para pequenas áreas as principais vantagens de-
correntes da utilização do SIG são a elevada precisão do produto final e a economia
de tempo em relação aos métodos tradicionais de análise”. Assim sendo, os planeja-
mentos de manejo e de conservação de solo e água de uma microbacia hidrográfica,
maior ou menor, podem ser executados com precisão e rapidez com a utilização de
SIGs.
22
3. ABORDAGEM GEOSISTÊMICA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
A aplicação da Teoria dos Sistemas iniciou-se nos Estados Unidos nas
primeiras décadas do século XX, juntamente com o avanço da Cibernética. Sua
utilização da nas ciências naturais é fruto do trabalho pioneiro de Bertalanfly (1973)
que a aplicou à Biologia e à Termodinâmica. Foram necessárias muitas décadas
para que essas determinações se ampliassem para o conjunto das ciências e pela
totalidade das ciências naturais. Os sistemas foram definidos por ele como conjuntos
de elementos que se relacionam entre si, com certo grau de organização,
procurando atingir um objetivo ou uma finalidade.
Segundo Christofoletti (1979), a organização do conjunto é decorrente das
relações entre os elementos, e o grau de organização entre eles confere o estado e
a função de um todo. Cada todo está inserido em um conjunto maior – o universo -,
que, formado por subsistemas, compreende a soma de todos os fenômenos e
dinamismos em ação. Assim, qualquer conjunto de objetos que possuam
propriedades comuns pode ser considerado um sistema.
Na Geografia Física, a aplicação da visão sistêmica tem como marco as
décadas de 1940 e 1950, inicialmente utilizadas em pesquisas que ressaltavam os
aspectos quantitativos e descritivos de fenômenos da natureza, pois se buscava
uma metodologia para a interpretação da paisagem. Na esfera física-geográfica e
das análises Geoambiental, Sotchava (1977) baseado na Teoria Geral dos Sistemas
definiu um Geossistema como formações naturais que experimentam os impactos
dos ambientes: social, econômico e técnico, constituindo-se um sistema dinâmico,
aberto e hierarquicamente organizado, relacionados tanto ao meio terrestre como ao
meio aquático. Os impactos causados pelos elementos sociais, econômicos e
técnicos, modificam a dinâmica natural peculiar, nesse sentido, a concepção
geossistêmica implica conceitualmente a relação sociedade x natureza.
Bertrand (1968), na sua Geografia Física Global, conceituou Geossistema
como um tipo de sistema aberto, hierarquicamente organizado, formado pela
combinação dinâmica e dialética, portanto instável, de fatores físicos, biológicos e
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antrópicos. Este resulta da combinação dinâmica de um potencial ecológico
(geomorfolologia, clima, hidrologia), de uma condição de exploração biológica
natural (vegetação, solo, fauna) e de atividades antrópica.
Os pressupostos teóricos do Geossistemas vinculado aos crescentes
problemas ambientais contribuíram para que a Geografia adentrasse
[...] ativamente na era da análise ambiental, expressamente na realização dos diagnósticos, zoneamentos e avaliação de impactos ambientais. De forma consecutiva, são também tratados os temas de manejo e planejamento dos usos dos espaços naturais e, em alguns casos - ainda raros - de recuperação de áreas degradadas, (MENDONÇA, et al, 1993).
Foi neste contexto da abordagem Geossistêmica, que ocorreu um grande
avanço técnico e metodológico no âmbito da pesquisa científica internacional.
Inovações teóricas e metodológicas puderam ser confrontadas e validadas a partir
dos avanços tecnológicos, principalmente devido à criação de computadores
(tratamentos gráfico-estatísticos automáticos) e pela utilização de imagens de
satélites, surgindo novas formas de análise e interpretações mais compatíveis e
próximas da essência dinâmica e integrada dos fenômenos estudados pelos
princípios sistêmicos.
Por meio desses avanços tecnológicos, estudos geográficos passam a utilizar
o computador como ferramenta de análise, neste sentido, o aparecimento no Brasil,
por volta da década de 1970, dos primeiros sistemas de informação geográfica
(SIG), deu grande impulso a Geografia. Estas tecnologias possibilitaram à Geogra-
fia, na sua tarefa de apreender e explicar o espaço, o desenvolvimento de novas
abordagens metodológicas para uma análise espacial.
3.1. Sistemas de Informação Geográfica - SIG
Segundo Câmara (2001) um SIG é constituído por
[...] um conjunto de ferramentas especializadas em adquirir, armazenar, recuperar, transformar e emitir informações espaciais. Pode-se considerar como informação geográfica o conjunto de dados cujo significado contém
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associações ou relações de natureza espacial, estes dados podem ser apresentados em forma gráfica (pontos, linhas e, áreas/polígonos), numérica e alfanumérica.
Assim, um sistema de informação geográfica utiliza uma base de dados
computadorizada que contém informação espacial sobre a qual atuam uma série de
operadores espaciais.
Os primeiros SIGs surgiram da necessidade de automatizar o processamento
de dados georeferenciados, sendo que a maioria deles relacionados com o uso da
terra, recursos naturais e análise ambiental. De acordo com Câmara (2001), as
primeiras tentativas para o desenvolvimento de SIGs, apareceram na Grã-Bretanha
e nos Estados Unidos, nos anos 1950, e tinham como principal objetivo à diminuição
de custos de produção e atualização e mapas. Na década de1960, surgiu no
Canadá, como parte de um plano estratégico governamental de longo prazo, um SIG
do inventário dos seus recursos naturais (Canadá Land Inventory). É desta época
também, o estudo de pesquisadores dos Estados Unidos, no sentido de lidar com
modelos de grande escala, com especial atenção aos modelos de transporte que
manipulavam diferentes tipos de dados e grandes arquivos, e cujo foco era, através
da análise de rotas, distribuição da população e de outras informações espaciais
como local de trabalho, fornecer soluções aos problemas de transporte.
Nos anos 1970 desenvolveu-se fundamentos matemáticos voltados à
cartografia, proporcionando o surgimento da chamada topologia aplicada, permitindo
a análise espacial entre elementos cartográficos. É também a década do surgimento
dos primeiros sistemas comerciais de CAD (Computer Aided Design), e dos
computadores de grande capacidade de armazenamento e velocidade de
processamento de dados, os famosos mainframes. Estes acontecimentos marcaram
a primeira geração dos SIGs baseados em CAD cartográfico.
Na década de 1980, ocorre rápido crescimento de novos recursos de
hardware e software, associado à redução de seus custos, favorecendo as
pesquisas na área de SIGs e a disseminação desta ferramenta. Com início dos anos
de 1990, inicia-se a “Segunda geração baseada em Banco de Dados Geográficos, e
concebida para uso em ambiente cliente-servidor, acoplada aos Sistemas
25
Gerenciadores de Banco de Dados - SGBDs Relacionais e com pacotes adicionais
para processamento de imagem” (CÂMARA, 1995).
No final da década de 1990, tem-se o início da terceira geração de SIGs, com
custos ainda mais reduzidos, voltados para ambientes de multiplataformas com
interfaces em janelas, gerenciando grandes bases de dados geográficas distribuídas
e compartilhadas com diversas instituições.
Percebe-se uma nova cultura emergindo no tratamento da informação geo-gráfica, capaz de analisar a configuração de dinâmicas espaciais, construir cenários e elaborar modelos prospectivos que podem auxiliar atividades de análise e planejamento, aspecto que recupera uma tradição geográfica em trabalhar com as informações espacializadas. (CARVALHO e SILVA, 2006).
Esta nova tendência impulsiona a utilização dos SIGs, nas diversas áreas do
conhecimento e de forma cada vez mais crescente, como um sistema de apoio à
decisão, seja no planejamento urbano ou no gerenciamento de recursos hídricos,
dentre outras. A utilização de técnicas matemáticas e computacionais para o trata-
mento de informações geográficas compõe o geoprocessamento. Esta tecnologia
tem influenciado de maneira crescente também as áreas de Cartografia, Análise de
Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e
Regional. Como exemplo, em alguns estudos, Simões (2001) pôde concluir que o
geoprocessamento favorece a percepção holística do meio ambiente, principalmente
quando aplicado a bacias hidrográficas, pois a identificação de áreas poluídas bem
como qual a estratégia de gestão são algumas das vantagens do uso do geoproces-
samento.
Segundo Nyerges (apud CYSNE, 2004), “um SIG integra basicamente cinco
componentes: hardware, software, dados espaciais e não-espaciais, recursos
humanos e métodos.
O hardware e o software servem de base para a execução de todos os
processos e funções, e sofrem mudanças devido aos constantes avanços
tecnológicos”. O dado, com características espaciais e não-espaciais, representa o
fenômeno geográfico.
26
De grande importância são os recursos humanos envolvidos na aquisição dos
dados, na elaboração do modelo e no gerenciamento do sistema, e, também no
emprego de métodos que auxiliam na definição do modelo que melhor representa as
práticas e processos de trabalho, figura 1.
Figura 2 - Visão Geral de um SIG.
Fonte – Adaptado de CYSNE, 2004.
O objetivo geral de um Sistema de Informação Geográfica é servir de
instrumento eficiente para todas as áreas, possibilitando integrar em uma única base
de dados informações representando vários aspectos do estudo de uma região.
Sendo assim, o SIG é uma base de dados digital de propósito especial no qual um
sistema de coordenadas espaciais comum é o meio primário de referência. Um SIG
requer recursos de:
Entrada dos dados a partir de mapas, fotografias aéreas, imagens de
satélites, levantamentos de campo e outras fontes;
Armazenamento, recuperação e busca de dados;
Transformação de dados, análise e modelagem, incluindo estatística espacial;
Comunicação dos dados, através de mapas, relatórios e planos.
27
Dentre estes recursos, as técnicas de modelagem e armazenamento de
dados serão apresentadas com maior enfoque, pois é o objeto central deste
trabalho.
Há diversas formas de armazenamento de dados, uma delas são os
chamados Bancos de Dados que, com a ajuda da matemática e a utilização dos
conjuntos aplicados aos arquivos de computadores, entram em ação o conceito de
tabelas, com as operações de seleção, junção, intersecção e diferença. Estes
podem ser definidos como:
[...] conjunto de tabelas no computador organizadas e inter-relacionadas
logicamente de forma a atender os requisitos de informações de uma
organização ou instituição (BORTOLOTO, 2000).
A arte de modelagem de dados consiste em decompor o mundo real em uma
série de sistemas simplificados para alcançar uma visão sobre as características
essenciais de certo domínio (SOARES, 2000), assunto a ser apresentado no
próximo item.
3.1.1. Modelagem de Dados
O mundo geográfico pode ser representado através das visões de
modelagem de campo e modelagem de objetos.
A modelagem de campo vê o mundo como uma superfície contínua, sobre a qual os fenômenos geográficos são observados segundo diferentes distribuições. Os campos são geralmente representados por estruturas de tesselação ou matriciais, chamados também de estrutura raster. (CÂMARA, 1996).
A modelagem de objetos representa o mundo como uma superfície ocupada
por objetos identificáveis, cujas representações, segundo Silberschatz et al. (apud
CYSNE,2004), podem ser resumidas nas seguintes estruturas básicas: ponto, linha
28
e área. Com estas três entidades podemos representar os variados fenômenos
geográficos representados como estrutura vetorial.
Como pré-requisito para a construção de um sistema de informações
geográficas eficiente é necessário a modelagem de um banco de dados adequado
para lhe dar suporte. A atividade de modelagem de dados surgiu no início dos anos
1980 objetivando organizar e classificar os arquivos dos computadores existentes
até então. “Necessidade esta decorrente das redundâncias dos dados existentes, e
conseqüentemente das informações, inconsistências e confiabilidade das mesmas,
armazenadas nos discos dos computadores”. (BORTOLOTO, 2000).
Os modelos de dados podem variar de acordo com o nível de abstração
empregado. Câmara et al (1996) especificam quatro níveis de abstração utilizada
nas aplicações geográficas:
Nível do mundo real - Contém os fenômenos geográficos a serem representados como, rios, cidades e vegetação.
Nível conceitual - Oferece um conjunto de conceitos formais para modelar as entidades geográficas, em um alto nível de abstração. Este nível determina as classes básicas (contínuas e discretas) que serão criadas no banco de dados.
Nível de representação - As entidades formais definidas no nível conceitual (classes de campos e objetos) são associadas às classes de representação espacial. As diferentes representações geométricas podem variar conforme a escala, a projeção cartográfica escolhida ou a visão do usuário. O nível de representação não tem correspondente na metodologia tradicional de banco de dados já que aplicações convencionais raramente lidam com o problema de múltipla representação.
Nível de implementação - Define padrões, formas de armazenamento e estruturas de dados para implementar cada tipo de representação, figura 2.
Figura 3 – Níveis de especificação de aplicações geográficas.
Fonte – Baseado em DAVIS, 2000.
Segundo Elmasri e Navathe (2000) um modelo de dados é “um conjunto de
conceitos que podem ser utilizados na descrição da estrutura de um banco de
dados, e que oferece algum nível de abstração, escondendo detalhes de
29
armazenamento dos dados que não são necessários à maioria dos usuários”. Esta
estrutura de dados é definida como os tipos de dados, os relacionamentos e as
restrições que devem existir sobre os dados. É comum também encontrarmos nos
modelos de dados orientados a objetos ou objetos-relacionais, a definição de um
conjunto de operações básicas de recuperação e atualização no banco de dados
(entre elas as operações de incluir, alterar e deletar), e a definição de operações
válidas a serem aplicadas aos objetos, definindo o seu comportamento.
Estes podem ser classificados segundo suas características em:
• Sequencial – As informações são armazenadas em registros organizados sequencialmente, um após o outro.
• Hierárquico – Os registros são classificados como pais e filhos. Um registro pai é associado a vários filhos que podem ou não ter seus próprios filhos
• Rede – As informações são relacionadas entre si por apontadores. Estes apontadores formam pares de entidades e, de par em par, conseguem expressar relacionamentos do tipo 1 para 1, 1 para vários, vários para 1 e vários para vários.
• Orientado a objetos – A unidade fundamental de recuperação e armazenamento de informações passa a ser o objeto. O objeto é uma estrutura de dados que contém, além de suas informações gráficas e alfanuméricas, informações sobre o relacionamento deste objeto com outros objetos.
• Relacional – Os diversos arquivos (ou tabelas) são ligados entre si de forma apenas lógica. Cada arquivo contém diversos “campos“ (ou colunas) e, para se relacionar com outro arquivo, basta que este novo arquivo tenha um destes campos em comum. (ROSA, 2004)
O gerenciamento de dados consiste na inserção, remoção e/ou
modificação/atualização nos dados, efetuados através de um sistema de
gerenciamento de banco de dados. Um banco de dados geográficos armazena e
recupera dados geográficos em suas diferentes geometrias, como também as
informações descritivas. Tradicionalmente os SIG's armazenavam os dados
geográficos e seus atributos em arquivos internos. Esse tipo de solução vem sendo
substituído pelo Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD), para
satisfazer à demanda do tratamento eficiente de dados espaciais e não-espaciais
(tabelas) cada vez maiores. O uso do SGBD permite com maior facilidade a
interligação de banco de dados já existentes com o SIG.
O crescimento de sistemas de bancos de dados geográficos em recursos hí-
dricos tem-se tornado cada vez nítido, com o recente desenvolvimento e avanço dos
Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Tornou-se tecnicamente e economica-
30
mente possível elaborar e programar bancos de dados dotados de inteligência espa-
cial, capazes de, além de gerenciar as informações alfanuméricas convencionais, in-
tegrá-las a geografia.
Dentre os diversos temas importantes na atualidade e que tem sido objeto de
análise de diferentes pesquisadores, instituições ambientais públicas ou privadas,
têm-se as bacias hidrográficas reconhecidas como unidades ideais, capaz de forne-
cer subsídios necessários para análises e planejamento eficientes sob a perspectiva
do uso sustentável dos recursos hídricos.
A implementação de um SIG, que visa manusear fatores físicos de bacias hi-
drográficas, exige a obtenção e manipulação de uma grande variedade de informa-
ções, tais como, uso do solo, tipo do solo, área, extensão, nome da microbacia, ba-
cia maior a qual pertence, ordem dos cursos d’água entre outros.
31
4. PADRONIZAÇÃO DE DADOS DAS CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS PARA BACIAS HIDROGRÁFICAS
Para o gerenciamento de bacias hidrográficas é condição básica conhecer
suas principais características físicas. Os conhecimentos destas são de grande utili-
dade prática, pois segundo Vilella e Matos (apud SOUZA, 2007) eles “permitem co-
nhecer a variação no espaço dos elementos do regime hidrológico”. Desse modo, o
aproveitamento dos recursos hídricos pode ser feito de maneira mais racional com
maiores benefícios à sociedade em geral.
A utilização deste modelo dada por instituições ambientais, pública ou priva-
da, ligada ao gerenciamento de bacias hidrográficas é facilitada pela existência de
atributos geográficos padronizados, relacionados à informação hidrológica. A pro-
posta é de padronizar e organizar os dados físicos, essenciais para o conhecimento
de uma bacia hidrográfica, sendo estes, muitas vezes, mal organizados e mal relaci-
onados entre si, sem uma visão sistêmica, impossibilitando uma visão holística, difi-
cultando assim a eficiência da análise, da gestão e/ou do planejamento de bacias hi-
drográficas.
Para comprovar a falta de padronização de dados hidrológicos em diversos
âmbitos de estudos, foram analisados três trabalhos relacionados à gestão de baci-
as hidrográficas, observando os atributos físicos utilizados.
O primeiro trabalho é o Projeto Resub Lago – Caracterização hidrológica bási-
ca dos municípios de São Pedro da Aldeia e Iguaba Grande (RJ), este, desenvolvido
por 15 instituições do Estado do Rio de Janeiro. Esta pesquisa visa avaliar o potenci-
al da Região dos Lagos para a captação de águas subterrâneas tendo em vista prin-
cipalmente o abastecimento rural. Para isso foram utilizados uso do solo, nomencla-
tura, tipo de solo, e clima da bacia hidrográfica em análise.
O segundo trabalho é desenvolvido no Instituto de pesquisas Espaciais –
INPE, no qual participa do Programa de Ciência e Tecnologia para Gestão de Eco-
sistemas Ação "Métodos, modelos e geoinformação para a gestão ambiental”. Ela-
32
borado por Camilo Daleles Rennó e João Soares, o projeto Modelos Hidrológicos
para Gestão Ambiental visa fornecer ferramentas para compreender os processos
hidrológicos, esta pesquisa emprega os itens como evapotranspiração, precipitação,
escoamento superficial, uso do solo, tipo de solo e nomenclatura da bacia hidrológi-
ca em estudo.
Como um terceiro e último exemplo, o trabalho desenvolvido pela Secretaria
Municipal do Ambiente – SEMA, ainda em andamento na cidade de Londrina, o
projeto Revitalização do Ribeirão Lindóia identifica, como aspectos físicos, o uso do
solo, tipo do solo, vegetação e índice de qualidade da água da área em análise.
Dentro desta análise, fica evidente a falta de um conjunto de atributos
essências no âmbito físico de bacias hidrográficas. A padronização e organização de
um banco dados físicos, com a utilização da ferramenta de Sistema de Informação
Geográfica – SIG, em especial o Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados
(SGBDs), oferece suporte para o armazenamento, gerenciamento e recuperação
destes atributos visando obter um maior grau de integração entre si. Com isto,
ganha-se maior agilidade e eficiência na elaboração de estudos de bacias
hidrográfica bem como seu eficiente gerenciamento e análise ambiental.
A padronização de dados físicos utilizando um banco de dados (SGBD) con-
tribuirá para obtenção resultados mais eficazes, tanto para análises de bacias como
para seu gerenciamento.
4.1. Procedimentos Metodológicos Adotados
Para o desenvolvimento desse trabalho foram diagnosticados e discutidos
atributos físicos relevantes de uma bacia hidrográfica. Foram analisados diversos
modelos de dados hidrológicos como: SIGMA 2001, ACQUA, COGERH, SUDERH-
SA, SIGERCO/RS, estes exemplificavam, especificamente o ciclo das águas superfi-
ciais e/ou subterrâneas. Nenhum destes modelos de dados hidrológicos analisados
33
contemplou os aspectos físicos de bacias hidrográficas, essenciais para a análise
das mesmas.
O modelo SIGMA 2001, é um Sistema de Informações para Gestão do Meio
Ambiente com ênfase Recursos Hídricos. Este projeto desenvolvido pela
Universidade Federal de Pernambuco, Grupo de Recursos Hídricos e Departamento
de Engenharia Civil, tem por objetivo o gerenciamento integrado de aqüíferos da
região metropolitana do Recife. O projeto apresenta dados sobre poços, bacias,
estações de monitoramento hidrometeorológicas (fluviométricas, evaporímetros,
pluviométricas, de umidade e temperatura), barragens e municípios.
O modelo ACQUA desenvolvido na dissertação de mestrado de Joney Rosas
Cysne da universidade Federal do Ceará, é um modelo de dados conceitual para
gerenciamento de recursos hídricos em ambientes de sistemas de informações
geográficas, que mostra uma visão detalhada de todos os corpos e estruturas
hídricas de um sistema de informações de recursos hídricos e seus relacionamentos
topológicos, representados através de classes convencionais e classes geo-
referenciadas.
O modelo de dados apresentada pela COGERH (Companhia de Gestão dos
Recursos Hídricos), ligada à Secretaria de Recursos Hídricos do Governo do Estado
do Ceará atua, mais especificamente no controle da demanda e oferta de água
bruta, para os mais variados fins, tais como a indústria, irrigação, abastecimento
urbano e rural, etc.
O quarto modelo analisado foi desenvolvido pela Superintendência de
Desenvolvimento dos Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do Paraná –
SUDERHSA. Dentre os modelos analisados, este é o mais completo, tanto na
abrangência, em termos de recursos hídricos, como na representação dos dados,
quer espaciais ou não espaciais. O mundo hídrico, segundo o modelo, está dividido
em águas subterrâneas e águas superficiais, representadas respectivamente pelas
entidades poços e rios. A captação da água é representada pela entidade ponto de
captação, para daí seguir a um dos usuários, especializados através dos seguintes
tipos: aterro; barramento; retificação; comércio-serviço; indústria; agricultura e
34
pecuária. A entidade estação, através de seus inúmeros relacionamentos, concentra
as atividades de controle de descarga, análise de qualidade da água, avaliação cota-
vazão e medição de consumo.
O modelo conceitual de dados analisado para o sistema SIGERCO/RS
(Sistema de Gerenciamento Costeiro, da Fundação Estadual de Proteção Ambiental
do Estado do Rio Grande do Sul – FEPAM/RS) tem como modelo proposto, trazer
informações sobre os temas sócio-econômico, licenciamento para uso dos recursos
hídricos (poluentes) e hidrografia, e apresenta as classes modeladas na visão de
geo-objetos.
Observou-se, na análise dos modelos hidrológicos, que não há uma modelo
padrão de dados físicos para dar suporte a análises e planejamento de bacias hidro-
gráficas.
Para uma maior discussão foi aplicado um questionário, que encontra-se no
anexo desta pesquisa, entre os técnicos da Secretaria Municipal do Ambiente –
SEMA, com o objetivo de detectar as características relevantes de bacias hidrográfi-
cas, pois estes trabalham constantemente com análises e planejamento de bacias
hidrográficas.
Baseado nessas necessidades foi definido um escopo mínimo de atributos
que contemplem os aspectos físicos, sendo estes, de grande importância para ca-
racterizar e realizar análises e dar suporte a planejamento de bacias hidrográficas.
4.2. Atributos Relevantes
Foram selecionados as seguintes variáveis mais importantes para caracterizar
uma bacia hidrográfica:
• Nome de identificação da (micro) bacia.
• Bacia maior pertencente.
35
• Área.
• Comprimento do leito principal.
• Forma da bacia.
• Classificação dos cursos d'água.
• Densidade de drenagem.
• Rede de drenagem (perenes, intermitentes e efêmeros)
• Uso do solo.
• Tipo de solo
• Outros
Nome de Identificação da (micro) bacia hidrográfica
A bacia hidrográfica, para uma melhor identificação necessita de um nome, o
corpo d'água principal é o que rege o nome da bacia.
Bacia hidrográfica maior pertencente
A bacia hidrográfica normalmente faz parte de outras bacias de maior porte e
assim sucessivamente, então uma bacia hidrográfica é integrante de uma bacia
maior.
Área da bacia hidrográfica
Corresponde à área limitada pelos divisores de água. É um dos elementos
mais importantes da bacia hidrográfica, pois é básico para quantificação de quase
todos os parâmetros e grandezas hidrológicas, um deles é o valor da área multiplica-
do pela lâmina da chuva precipitada, no qual define o volume de água recebido pela
bacia. Identificado por m² ou km².
Comprimento do leito principal
É a extensão do curso d’água principal.
36
Forma da bacia
Bacias hidrográficas geralmente apresentam dois formatos básicos, com
tendência a serem circulares ou elípticas (alongadas). As formas têm importância
especial no comportamento do escoamento superficial. As primeiras têm tendência
de promover maior concentração da enxurrada num trecho menor do canal principal
da bacia, promovendo vazões maiores e adiantadas, relativamente às bacias
alongadas, que produzem maior distribuição da enxurrada ao longo do canal
principal, amenizando, portanto, as vazões e retardando a vazão de pico (máxima).
Classificação dos cursos d'água
Método de Horton
Esta metodologia pode ser resumida da seguinte forma:
1. Cursos d’água de 1ª Ordem: são aqueles que não possuem tributários;
2. Cursos d’água de 2ª Ordem: formados pela união de 2 ou mais cursos de 1ª
ordem;
3. Cursos d’água de 3ª Ordem: formados pela união de 2 ou mais cursos de 2ª
ordem, podendo receber cursos d’água de 1a ordem.
Densidade de drenagem
A densidade de drenagem indica a eficiência da drenagem da bacia. É defini-
da pela relação entre o comprimento total dos cursos d'água e a área de drenagem.
Quanto mais eficiente o sistema de drenagem, ou seja, quanto maior a densidade de
drenagem da bacia, mais rapidamente a água do escoamento superficial originada
da chuva chegará à saída da bacia. Sendo Densidade de Drenagem (Dd), Lt: Com-
primento total dos canais e A: Área da bacia.
Dd = Lt/A
37
Rede de drenagem
É constituída por um curso d'água principal e seus afluentes, está ligada à efi-
ciência de drenagem da área da bacia e à potencialidade para formar picos elevados
de enchente. Segundo Porto et al (apud SOUZA & BATISTA, 2007) podem ser clas-
sificados em:
• Perenes : são aqueles nos quais se verifica, durante todo o tempo, mes-mo nas secas mais severas, escoamento da água. Isto é garantido pela drenagem do lençol freático, cujo nível deve situar-se acima do fundo do leito do rio, para garantir energia para o escoamento.
• Intermitentes : são aqueles cujo escoamento não ocorre no período das secas mais severas.
• Efêmeros : são aqueles onde se verifica escoamento apenas durante e imediatamente após ocorrência de uma chuva intensa.
Uso do solo
Um dos fatores fisiográficos mais importantes que afetam o escoamento é o
controle da terra ou uso do solo. Cobertura vegetal, desmatamento, expansão da
agricultura, urbanização entre vários outros processos de transformação da paisa-
gem, são itens fundamentais para caracterização do ambiente, pois controlam a di-
nâmica da água dentro da bacia hidrográfica. É através do uso do solo que se verifi-
ca o índice de permeabilidade, no qual exerce uma influência diferente no tocante às
características de evapotranspiração e de retenção da precipitação.
Tipo de solo
O Levantamento Pedológico é uma das primeiras etapas do estudo fisiográfi-
co e geomorfológico de uma bacia hidrográfica. A clara distinção entre classes de
solo permite estabelecer, elaborar ou até mesmo a instalação de projetos de infra-
estrutura na área urbana. Bem como os manejos devem ser implantados visando à
utilização adequada de cada solo, ou seja, visando o uso sustentável do solo.
38
Outros
Neste item pode ser inserido outros aspectos de grande importância na ánlise
de bacias hidrográficas como Índice de Qualidade de Água – IQA, largura média do
rio, forma do vale, vazão da bacia como também fotos e mapas.
A seguir as figuras 3 e 4 exemplificam um modelo de banco de dados alfanu-
mérico com atributos físicos relevantes de uma bacia hidrográfica e sua utilização.
Figura 4 - Tabela de dados alfanuméricos do software Arcview.
39
Figura 5 - Ilustra um tipo de consulta que pode ser realizado pelo banco de dados utilizando a tabela de atributos.
Os aspectos físicos de uma bacia hidrográfica desempenha papel importante
no que diz respeito a gestão e planejamento de bacias, uma vez que o entendimento
da dinâmica da água é de fundamental importância em todos os aspectos. No
entanto, é pouco provável que haja sucesso no planejamento ambiental das bacias
hidrográficas se os aspectos físicos destas não forem devidamente estudados e
compreendidos. Isto ocorre porque os aspectos físicos, como exemplo a
participação do solo e seu uso, no ciclo hidrológico da bacia hidrográfica, definem
toda a dinâmica de uma bacia.
No entanto, os estudos que norteiam o planejamento e análise das bacias
hidrográficas necessitam de ferramentas que estão diretamente ligadas à evolução
tecnológica, como a ferramenta de geoprocessamento, em destaque um banco de
dados conciso, que ofereça suporte para o armazenamento e gerenciamento destes
dados físicos visando obter um maior grau de integração entre si. Com a aplicação
40
desta ferramenta, permite-se que sejam feitas análises mais detalhadas, com maior
agilidade e eficiência na elaboração de estudos de bacias hidrográficas.
41
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A bacia hidrográfica se configura atualmente como umas das principais
unidades de gerenciamento territorial, sendo foco para a conservação de recursos
naturais. A discussão das características físicas e funcionais de bacias hidrográficas
tem a finalidade de proporcionar o conhecimento de diversos fatores que
determinam a natureza de um rio. A importância destes conhecimentos residem no
fato de que, através da padronização desses atributos que condicionam uma bacia
pode-se fazer comparações entre elas, além de compreender fenômenos passados.
Assim, o aproveitamento de recursos hídricos pode ser feito de maneira mais
racional com maiores benefícios à sociedade em geral.
Deste modo é necessário pesquisas nesta área que facilitem a gestão e o
gerenciamento de bacias hidrográficas. Sendo assim, o estudo das características
fisiográficas de bacias hidrográficas é de grande importância, pois estes são fatores
iniciais e essenciais para efetuar análises hidrológicas e ambientais.
Neste sentido, esta pesquisa foi de extrema relevância pois, além de propor
uma modelagem de dados físicos essenciais para o conhecimento de uma bacia
hidrográfica, dá abertura para que as instituições ambientais, numa abordagem
sistêmica e dentro do âmbito do planejamento de bacias hidrográficas, utilizem de
ferramentas de informática capazes de integrar e processar grandes volumes de
informações, geralmente tratadas de forma desordenada, de maneira a servir de
suporte ao processo de tomada de decisão, dessa forma, sendo o SIG uma
ferramenta que apresenta maior potencial de suporte à tomada de decisão.
Por fim, o desenvolvimento desta pesquisa não pode ser considerado como
um resultado final mas sim, um instrumento auxiliar de informações hidrológicas.
42
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VILLELA, S.M.& MATTOS, A. Hidrologia Aplicada. São Paulo: MacGraw-Hill, 1980.
45
anexo
46
QUESTIONÁRIO APLICADO NA SECRETARIA MUNICIPAL DO AMBIENTE – SEMA.
1) Quais são os atributos relevantes da uma bacia hidrográfica necessários para se analisar e dar
suporte na realização de projetos ambientais da Diretoria Técnica?
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