Anais: Geomorfologia fluvial
CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA DE SEDIMENTOS DE FUNDO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CUBATÃO DO NORTE, SC
AUTORES
Haak, L. (UFPR) ; Oliveira, F.A. (UFPR)
RESUMO
O objetivo deste trabalho é caracterizar os sedimentos no leito dos principais
rios da Bacia Hidrográfica do rio Cubatão do Norte por meio da análise de sua
distribuição espacial e de suas características granulométricas. Situada na região
nordeste de Santa Catarina a bacia comporta três ambientes distintos: a planície
costeira, as escarpas da Serra do Mar e o Planalto Atlântico. A variação
topográfica está relacionada diretamente com a competência dos rios e os depósitos
de sedimentos.
PALAVRAS CHAVES
Sedimentos de fundo; Distribuição granulométri; Rio Cubatão
ABSTRACT
The objective of this study is to characterize the bed sediments of the Cubatão do
Norte River Basin by analyzing its spatial distribution and textural
characteristics. Located in the northeastern state of Santa Catarina, the basin
includes three distinct environments: the coastal plain, the slopes of the Serra
do Mar and the Atlantic plateau. The topographic variation is directly related to
the competence of the river and sediment deposits.
KEYWORDS
Bed sediments; Textural characteristics; Cubatão river
INTRODUÇÃO
O estudo das características físicas de uma bacia hidrográfica permite melhor
compreensão do funcionamento deste sistema natural, assim como a identificação
de ações antropogênicas que possam afetar o seu equilíbrio.
As paisagens são moldadas por processos que produzem, transportam e depositam
sedimentos. Informações sobre como os sedimentos foram produzidos e modificados
são dadas em distribuições de tamanho de grão, que evoluem após a produção de
sedimentos através da mistura de diferentes fontes, redução de tamanho por
ataque físico e químico, e triagem durante o transporte e deposição. A
compreensão de como as distribuições de tamanho evoluem, é central para os
problemas em sistemas fluviais, eólicos, costeiros e sistemas submarinos
(GRABOWSKI; DROPPO; WHARTON, 2011).
A distribuição de sedimentos em uma bacia é muito variável ao longo de seu
perfil longitudinal. Esta variação ocorre em função de tipos de rochas e solos,
da cobertura vegetal, das declividades, da compartimentação topográfica, do
regime de chuvas, entre outros. A compreensão do processo erosivo-
sedimentológico é complexa, pois envolve vários fatores de ordem física,
meteorológica e antrópica (CARVALHO, 1994). A bacia hidrográfica em estudo
apresenta uma grande variação de relevo e diferenciação de ambientes que fazem
com que apresente características muito distintas em seu interior. O objetivo
deste estudo é caracterizar os sedimentos de tamanho inferior a grânulos do
leito dos principais rios da Bacia Hidrográfica do rio Cubatão do Norte (BHRCN)
por meio da análise de sua distribuição espacial e de suas características
granulométricas.
Situada na região nordeste do Estado de Santa Catarina a bacia hidrográfica do
rio Cubatão do Norte apresenta uma área de 492 km2, está compreendida entre as
coordenadas UTM 680000/7122290 e 724010/7091990 e comporta três ambientes
distintos: a planície costeira, as escarpas da Serra do Mar e o planalto
atlântico.
MATERIAL E MÉTODOS
Foi realizada coleta de amostras de sedimentos em 20 pontos distribuídos no rio
Cubatão e em seus principais afluentes (Figura 1). Os pontos de coleta foram
definidos seguindo critérios de acessibilidade, configuração do leito fluvial e
compartimentação do relevo.
Os depósitos estavam em grande parte localizados após obstáculos no leito do
rio, como matacões e troncos. Batalla et al (2010) utilizam o termo ‘patch’ para
se referir aos sedimentos de textura fina acumulados atrás desses obstáculos ao
longo do leito de um rio. Segundo os autores, patches são as principais fontes
de sedimentos transportados durante as fases iniciais de eventos de fluxo
pequenos e freqüentes, chegando a cobrir entre 10% a 20% da superfície do leito
em alguns casos.
A coleta de material do leito para a caracterização da granulometria foi
realizada com um amostrador US-BMH-53 modificado, tipo pistão manual de
penetração vertical, construído em PVC. As amostras foram inicialmente secas em
temperatura ambiente por 30 dias e depois em estufa por 2 horas a 50ºC. Em
seguida as amostras foram quarteadas com o método de quarteamento Jhones até a
obtenção de 200 gramas.
O método de peneiramento integrado ocorreu de duas formas: primeiro as amostras
de 200 gramas foram peneiradas a úmido com as aberturas de 2,36; 1,18; 0,355 e
0,180 mm e secas em estufa a 70ºC por 15 horas. As amostras inferiores a 0,180
mm foram analisadas pelo granulômetro a laser Cilas 1064. Foi adotada a escala
de Wentworth para classificar as frações em grânulo, areia grossa, areia média,
areia fina, e silte e argila (Suguio, 1973). Os resultados foram transferidos
para planilha “Excel” para análises estatísticas.
Os mapas de localização e distribuição granulométrica dos sedimentos ao longo da
bacia hidrográfica foram produzidos no software ArcGis 9.3.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A formação de sedimentos, seu transporte e deposição são complexos, entretanto
pode-se destacar a interação dos fatores tectônicos, meteorológicos e
hidráulicos como os mais importantes para compreensão do ciclo sedimentar.
A deposição, bem como o transporte sedimentar, são governados basicamente pela
relação velocidade de assentamento de partículas e movimento do fluído. A massa,
volume e forma de um determinado grão e o nível de energia presentes no mesmo
determinam o estado de estar em transporte ou em repouso (depositado). Em regime
de baixas velocidades as partículas mais grossas, como pedregulho, deixam de se
mover, aumentando a quantidade de material das frações areias em movimento
(CARVALHO, 2000; CHRISTOFOLETTI, 1981)
Há um número de circunstâncias diferentes que levam à deposição. Estas incluem:
reduções na descarga de fluxo ao longo dos rios; diminuições no gradiente
topográfico que podem ser localizadas, ou envolvem uma redução gradual ao longo
de um comprimento de canal e causam uma redução na velocidade média do
escoamento e da energia do rio; o aumento da área transversal que promove um
aumento da resistência ao fluxo; o aumento do limiar de resistência muitas vezes
associados com a vegetação (CHARLTON, 2008).
As partículas de granulometria reduzida (silte e argila) constituem a carga de
sedimentos em suspensão e são carreadas em velocidade próxima à do fluxo
hídrico. As partículas de granulometria maior, como areia e cascalhos, rolam,
deslizam e saltam ao longo do leito dos rios e formam sua carga de fundo,
movimentando-se geralmente em momentos em que a velocidade da corrente se
intensifica.
As amostras foram coletadas em diferentes pontos na BHRCN localizados em áreas
com diferentes características tanto em relação a sua geologia, geomorfologia,
vegetação e topografia (Figura 1).
Os resultados obtidos indicam variações na distribuição granulométrica dos
sedimentos entre os diferentes pontos (Figura 2).
Fatores como topografia e competência do fluxo do rio são fundamentais para o
transporte ou depósito de sedimentos. Os locais com predomínio de grânulos, como
nos pontos 2, 6, 9, 11 e 17, são ambientes onde a velocidade do fluxo é maior e
próximos a setores com significativo desnível topográfico, o que possibilita a
movimentação desses grãos maiores.
A fração areia grossa predomina nos pontos 4 e 14, trechos com um fluxo intenso
e pequena inclinação. No ponto 14, além do predomínio de areia grossa, encontra-
se uma porção significativa de silte e argila, discrepância essa possivelmente
associada ao fato de se tratar de um ambiente com pequenos patamares que
apresentam desníveis topográficos, o que possibilita um aumento da velocidade de
fluxo no centro do leito, sendo também um ambiente propício para depósito de
sedimentos finos nas proximidades das margens fluviais, justificando assim uma
presença significativa de silte e argila.
A fração areia média é a mais encontrada ao longo do percurso do rio. As
características topográficas e do leito são favoráveis para tais depósitos.
Nestes pontos verifica-se um fluxo médio que se acentua em momentos de intensa
precipitação. Vários são os pontos que ocorre esta fração, mas aqueles que mais
se destacam são os pontos 1, 3, 5, 10, 13, 15, 16, 18, 19 e 20 (figura 2).
A areia fina é pouco encontrada na espacialização dos resultados, em alguns
locais, como os pontos 1, 3, 7, 9, 14, 15, 16 e 20, ocorrem em pequena
proporção. As frações de silte e argila são encontradas principalmente nos
pontos 14 e 20. O ponto 20 está localizado em um afluente do rio Cubatão,
localizado em ambiente de planície costeira, que apresenta pequeno fluxo e está
em uma área com grande interferência antrópica, ocorrendo desta forma um maior
acúmulo de sedimentos finos.
Figura 1
Localização da área de estudo e dos pontos de
coletas das amostras.
Fonte: Os Autores, 2012
Figura 2
Distribuição granulométrica dos sedimentos na
BHRCN.
Fonte: Os Autores, 2012
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados encontrados indicam um predomínio de areia média, areia grossa e
granulos nos leitos fluviais amostrados, indicando que o rio Cubatão apresenta um
aumento de competência ao longo do seu percurso, que pode estar associado à
amplitude altimétrica de 1.100m. Os locais onde ocorrem frações maiores estão
localizados em ambientes após declives acentuados, o que aumenta a velocidade do
fluxo fazendo com que essas frações sejam transportadas. Foram encontrados poucos
depósitos de frações como silte e argila, transportadas em suspensão, e
depositadas em ambientes em que o fluxo apresenta menor intensidade.
Constatou-se que a variação topográfica está relacionada diretamente com a
competência dos rios e os depósitos de sedimentos.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos ao Laboratório de Análise de Minerais e Rochas - LAMIR da Universidade
Federal do Paraná – UFPR, à CAPES e ao Programa de Pós Graduação em Geografia da
Universidade Federal do Paraná - UFPR.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
BATALLA, et al. Incipient Bed-Material Motion in a Gravel-Bed River: Field Observations and Measurements. U.s. Geological Survey Scientific Investigations Report, n. 5091, p.1-15, 2010.
CARVALHO, N.O. Hidrossedimentologia Prática. CPRM – Companhia de Pesquisa em Recursos Minerais, Rio de Janeiro, RJ, 1994.
CARVALHO, N.O.; FILIZOLA JR., N.O; SANTOS, P.M.C.; LIMA, J.E.F.W. Guia de Práticas Sedimentométricas. Brasília, Agência Nacional de Energia Elétrica, Superintendência de Estudos e Informações Hidrológicas, 2000.
CHARLTON, R. Fundamentals of fluvial Geomorphology. New York: Routledge, 2008.
CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia Fluvial. São Paulo, Edgard Blucher, 1981.
GRABOWSKI, Robert. C.; DROPPO, Ian G.; WHARTON, Geraldene. Erodibility of cohesive sediment: The importance of sediment properties. Earth-science Reviews, n. 105, p.101-120, 2011.
SUGUIO, K. Introdução à Sedimentologia. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1973.
