Autores
- JOÃO GABRIEL DE MORAES PINHEIROUNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ (UESC)Email: jgmpinheiro.bge@uesc.br
- SAMUEL DE AMARAL MACEDOUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS (UNICAMP)Email: s264821@dac.unicamp.br
Resumo
A caracterização morfométrica consiste na análise das características
geométricas, hipsométricas e lineares de uma bacia hidrográfica por meio de
modelos matemáticos. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo analisar
a morfometria da bacia hidrográfica do rio Cachoeira, Bahia, utilizando imagens
do projeto TOPODATA, disponibilizadas gratuitamente pelo Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais. Essas imagens foram utilizadas para alimentar o Sistema de
Informações Geográficas ArcGIS 10.8.1, licenciado pela Unicamp. Verificou-se que
a bacia do rio Cachoeira apresenta baixa tendência à enchente em índice
pluviométrico normal, escoamento superficial lento e baixa disponibilidade de
recursos hídricos. A caracterização morfométrica é uma das primeiras
investigações comumente realizadas após a delimitação da bacia, sendo essencial
para o direcionamento de estudos posteriores.
Palavras chaves
Geomorfologia; Planejamento Ambiental; Geoprocessamento; Tendência a enchente; Recursos hídricos
Introdução
As Bacias Hidrográficas (BH) podem ser definidas como um conjunto de terras que
são drenadas por um rio principal e seus afluentes, as quais são formadas nas
regiões mais altas do relevo, por divisores de águas, neste processo as águas da
chuva podem ter dois destinos: ou escoam superficialmente formando riachos e
rios ou infiltram, retroalimentando o lençol freático (TEODORO et al., 2007;
BERNARDI et al., 2012). Esta definição se alinha com a afirmação de Lima
(1986), que a bacia hidrográfica pode ser compreendida como um sistema
geomorfológico aberto. Mesmo quando não sofre interferências, ela permanece em
constante flutuação, em um estado de equilíbrio transicional ou dinâmico. Assim
sendo, a bacia hidrográfica é um sistema dinâmico que está em constante
interação com o ambiente ao seu redor, e as suas características e
comportamentos são influenciados pelas entradas e saídas de energia e matéria
(Tonello et al., 2006). Ou seja, as águas superficiais escoam para as partes
mais baixas do terreno, subsidiando a formação de rios e riachos, neste sentido
as cabeceiras são formadas por riachos que nascem nos terrenos mais íngremes das
montanhas e serras. À medida que as águas dos riachos descem, unem-se aos outros
riachos aumentando o volume e formando os primeiros rios (TEODORO et al., 2007;
BERNARDI et al., 2012). Neste sentido, pode-se afirmar que as BHs são produtoras
de água doce, mas não apenas a entrada de água, pois seus componentes ambientais
ajudam a purificar a água, como as áreas de mata ciliar e as zonas úmidas
(ALTMANN, 2014), se estabelecendo como fontes de abastecimento de água doce para
a população (BRASIL, 1997). Diante deste panorama, os recursos hídricos merecem
atenção através do planejamento e gestão, haja vista que nos moldes do
desenvolvimento econômico atual boa parte da água é utilizada de maneira
irracional e não sustentável, aliado a isso existe a distribuição heterogênea
dos recursos hídricos, na qual constata-se que a água não é um recurso
democrático, não estando integralmente disponível e com qualidade para suprir
todas as necessidades humanas (BERNARDI et al., 2012). Para a gestão eficiente e
integral dos recursos hídricos de uma BH é necessário a compreensão dos aspectos
geomorfológicos, como subsídio ao planejamento. Dessa forma a análise
morfométrica da BH é de suma importância tanto para se ter uma base de dados
confiável sobre o ambiente tanto para a qualificação da bacia (BARROS; STEINKE,
2009). Segundo Antônio Cristofolini em seu livro "Geomorfologia" de 1980, a
morfometria de bacias hidrográficas é o estudo das características quantitativas
da forma das bacias hidrográficas, utilizando-se técnicas de análise espacial
para medir, descrever e comparar essas características. Neste sentido,
pressupõe-se que quantificar é necessário para qualificar, isto significa que a
utilização de modelos matemáticos para o estudo de uma BH permite caracterizá-la
de modo preciso e confiável (BARROS; STEINKE, 2009). Dada a importância da
compreensão geomorfológica básica da BH e os recursos tecnológicos disponíveis
atualmente, este estudo tem o objetivo de analisar as características
morfométrica da Bacia Hidrográfica do Rio Cachoeira (BHRC), que pertence a VII
Região de Planejamento e Gestão das Águas (RPGA), denominada de RPGA Leste.
Devido à complexidade da rede de drenagem do estado da Bahia, as RPGA foram
criadas com o intuito de implementar as políticas de recursos hídricos através
de procedimentos teóricos-científicos (BAHIA, 2009). Portando, a realização da
presente pesquisa se justifica a partir de três perspectivas: a primeira é a
ambiental, por permitir construir uma base de dados para melhor compreender a
dinâmica da bacia; social, pois ao entender a bacia é possível propor melhores
planos de gestão dos recursos hídricos; e econômico, considerando a importância
da água para regiões com concentração de empresas.
Material e métodos
A BHRC localizada entre as latitudes: -14,716837 norte, -15,375943 sul e
longitude -40,155311 oeste, -39,032804 leste (Figura 1). A norte está limitada
pelas bacias dos rios de Contas e Almada, ao sul pelas bacias dos rios Pardo e
Una, a leste pela bacia do rio Pardo e a oeste pelo oceano atlântico. Sua área
total de 4.288,69 km2, engloba 12 municípios, com população de 600.000 mil. A
caracterização morfométrica foi realizada a partir das propostas apresentadas
por Horton (1945), Parvis (1950), Schumm (1956), Strahler (1957), Villela e
Matos (1975), Christofoletti (1980), Piedade (1980), Beltrame (1994), Lana
(2001), Cardoso et al. (2006), Nardini et al (2013), como pode ser visualizado
na Tabela 1. O Fator de Forma (F), o índice de Circularidade (Ic) e o
coeficiente de compacidade (Kc) permitem compreender o formato da bacia e
inferir interpretações considerando as referências apresentadas por (VILLELA E
MATOS, 1975; NARDINI ET AL., 2013). A densidade hidrográfica é uma medida da
quantidade de corpos de água em uma determinada região. Ela é calculada
dividindo-se a área da região pela quantidade de água presente nela, e é
geralmente expressa em km²/km² ou km de rios por km², podendo ser analisada a
partir da proposta de Lollo (1995). A relação de relevo se refere à forma como
as diferentes formas do terreno estão distribuídas em uma determinada área
geográfica, podendo ser interpretada a partir dos valores de referência
propostos por Piedade (1980). O Índice de sinuosidade é uma medida que descreve
a curvatura do canal principal de um rio em relação à sua extensão, sendo o
resultado avaliado pela proposta de (SCHUMM, 1963). O gradiente de canais é a
variação da altitude ao longo do curso de um rio ou riacho que faz parte dessa
bacia hidrográfica. A sua finalidade é indicar a declividade dos cursos de água,
sendo expressa em metros por quilômetro (m/km) ou em porcentagem (%) (HORTON,
1945; STRAHLER, 1952). A densidade de drenagem é uma medida da quantidade de
canais de drenagem em relação à área total de uma bacia hidrográfica, podendo os
valores serem interpretados a partir das referências apresentadas por Beltrame
(1994). O coeficiente de manutenção expressa a capacidade de uma bacia
hidrográfica em manter a sua própria estrutura e funcionalidade ao longo do
tempo. Primeiramente, realizou-se o tratamento do Modelo Digital de Elevação
disponibilizados gratuitamente pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(INPE, 2011). Para isto, seguiu-se a proposta de Valeriano (2008), o que
permitiu gerar um mosaico das folhas 14S405ZN e 15S405ZN em ambiente de Sistema
de Informações Geográficas Arcgis 10.8, licenciado pela universidade Estadual de
Campinas através da ferramenta Mosaic, depois o mosaico foi reprojetado para o
Sistemas de Referência de Coordenada Sirgas 2000, através da ferramenta Project
raster. Em seguida, realizou-se a delimitação da BHRC por meio da ferramenta
ArcSWAT. Posteriormente, ainda no Arcmap, calculou-se a área e perímetro da BHRC
utilizando a ferramenta raster calculator, em seguida foram calculados os
índices referentes a análise geométricas – Fator de Forma (F), Coeficiente de
Compacidade (Kc), índice de Circularidade (Ic) e Comprimento do eixo da bacia.
Os índices referentes a análise do relevo foram obtidos através dos dados
hidrométricos. Assim sendo, foi possível obter as variações de altitude, Índice
de sinuosidade (Is), Gradiente de canais (Gc) e Relação de relevo (Rr). Por fim,
foram obtidos os valores referentes a análise da rede de drenagem, considerando
o modelo hidrográfico. Dessa forma, foram calculados Comprimento do canal
principal, Comprimento total dos canais, Comprimento vetorial do canal
principal, Densidade de drenagem (Dd), Coeficiente de manutenção (Cm), Ordem da
bacia hidrográfica e Número de canais de 1ª ordem.
Resultado e discussão
Conforme apresentado na Tabela 7, a caracterização morfométrica da bacia
hidrográfica consiste na análise geométrica, por meio de equações que consideram
área e perímetro, na análise hipsométrica, utilizando equações que levam em
conta os valores altimétricos, e na análise linear, em que as equações
consideram a distância dos vetores que representam os corpos hídricos
(CRISTOFOLETTI, 1980). A análise geométrica revela que a BHRC possui uma área de
captação de água de aproximadamente 4.288,69 km2, um perímetro de 666,18 km e o
comprimento do eixo da bacia de 122,8 km. A partir desses dados, foram
realizados os cálculos das equações (Tabelas 1) referentes ao Coeficiente de
Compacidade (Kc) - 2,85, Fator de forma (F) - 0,28 e Índice de Circularidade
(Ic) - 0,12, que ao serem analisados indicam que a bacia possui um formato
retangular comprido (VILLELA; MATOS, 1975; NARDINI et al., 2013). Assim sendo,
os valores de Kc, Ic e F revelam que a bacia apresenta geometria distante do
formato circular. Dessa forma, pode-se inferir que apresenta baixa tendência à
ocorrência de enchente em um cenário com índice pluviométrico normal (VILLELA;
MATOS, 1975; NARDINI et al., 2013). Essa interpretação, ao ser combinada com o
clima do tipo Af, que age sobre a BHRC, com pluviosidade superior a 1.000 mm
anuais, se bem distribuída ao longo do ano (KÖPPEN-GEIGER, 1936), a bacia pode
enfrentar problemas com escassez de recursos hídricos (BAHIA, 2016). Apesar das
características geométricas revelarem que a bacia não tende a enchentes em
cenário com índices normal de chuva, há histórico de inundação em cenário de
índice excepcional de chuva, com registros de grandes cheias do rio Cachoeira em
dezembro de 1967 (ANDRADE, 1968), dezembro de 2007 (HORA; GOMES, 2009) e
dezembro de 2021 (ITABUNA, 2022). Há duas principais causa das intensas chuvas
de verão, uma é a influência da "Zona de Convergência Intertropical" (ZCIT)
(MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007) e a outra é a ocorrência de eventos climáticos
extremos decorrentes do fenômeno La Ninã (INMET, 2023). Esses eventos provocam
“input” de uma grande quantidade de água, ocasionando rápido escoamento nas
áreas de patamares e serras da Bacia, e rápida acumulação de águas nas
depressões no médio e baixo curso, estando a área urbana localizada no médio
curso, próximo ao rio cachoeira (SEI, 2014; IBGE, 2021). A análise do relevo
revela que nas compartimentações patamares e serras, a altitude máxima é de
1.100 m, as depressões ficam abaixo de 200 metros, e terraços e planícies
marinhas chegando a mínima de 1,0 m. Com base nos valores hipsométricos, torna-
se possível identificar a Relação de Relevo (Rr), o Gradiente dos Canais (Gc) e
o Índice de Sinuosidade (Is) (Tabela 2). A Rr de 7 m/km indica que a bacia tem
um terreno mais acidentado (PIEDADE, 1980), sobretudo no alto curso da bacia
(IBGE, 2021). No entanto, isso também pode significar que a bacia tem uma área
variando de ondulada a plana, indicando um escoamento superficial mais lento,
principalmente nas áreas de depressões. O Gc de 6,08 para a BHRC também revela
que a bacia possui valores de declividade muito elevados, o que pode repercutir
no potencial de energia do canal fluvial. De acordo com Lana, Alves e Castro
(2001), canais que apresentam valores de 0,90% tendem a ter baixa declividade, o
que corrobora para menor velocidade no escoamento superficial. O Ic descreve a
curvatura do canal principal de um rio em relação à sua extensão (SCHUMM, 1963).
No caso do BHRC, o índice de sinuosidade foi moderado, apresentando um valor de
1,62 (SCHUMM, 1963), o que indica que há uma velocidade moderada no escoamento
da água, não sendo forte o suficiente para a formação de canais lineares, nem
fraca demais para a formação de canais sinuosos. Os dados de hipsometria e
declividade (INPE, 2011) apontam que há predominância de relevo ondulado a forte
ondulado no alto curso da bacia, com compartimentação planalto pré-litorâneo, o
curso médio ondulado, com compartimentação colinas, e baixo curso plano, com
compartimentação característica de Planície resultante da combinação das ações
marinhas e fluviais nas embocaduras de rios sujeitos às penetrações das marés;
podendo conter mangues e terraços (IBGE, 2021). Os valores dos índices Rr, Gc e
Is e as informações extraídas dos dados de hipsometria, declividade e formas do
relevo podem ajudar a compreender o escoamento superficial acelerado no alto
curso da bacia e escoamento lento no médio e baixo curso em cenário de índice
pluviométrico excepcional, consequentemente, permite entender a dinâmica do
processo de inundação na área urbana de Itabuna, Bahia. As informações extraídas
dos índices Rr, Gc e Is e dos dados hipsométricos, clinográficos e formas do
relevo também permitem entender o padrão de drenagem, o qual foi identificado
como dendrítico, sendo comum em áreas de planalto pré-litorâneo, com rochas
apresentando baixo grau metamórfico, e desenvolvimento de latossolo e argissolo
(IBGE, 2021). É um padrão observado em bacias hidrográficas onde a água flui em
diferentes direções (CRISTOFOLETTI, 1980). O comprimento total desses canais de
drenagem calculado na BHRC é de 4.374,0 km. Dos canais identificados, 2.595 são
de primeira ordem, o que sugere a existência de 2.595 nascentes, a partir de um
modelo digital de elevação com resolução espacial de 30 m. As nascentes estão
localizadas nas compartimentações de planalto pré-litorâneo cobertos por
floresta ombrófila densa (IBGE, 2021). Uma boa parte das nascentes estão em
propriedades privadas – fazendas de cacau (CAR, 2023), em que a maioria mantém
parte da cobertura vegetal por causa da vocação da região para o cultivo no
sistema cabruca, demandando menos recurso hídrico para irrigação. Neste sistema,
as mudas de cacau são plantadas à sombra das árvores da mata nativa, após esta
ter sido submetida a um raleamento de seu sub-bosque (ENGEL, 1999). A densidade
hidrográfica (Dd) da área em questão foi de 0,61 canais/km², sendo considerada
baixa, ou seja, inferior a 3 canais/km² (LOLLO, 1995). Para Engelbrecht et al
(2019, p. 739), “a disponibilidade hídrica e a taxa de reposição por recarga são
reduzidas na BHRC, indicando que o volume de água disponível para captação
sustentável, superficial e subterrânea, é bastante restrita”. Neste sentido, se
o sistema cabruca demandasse mais recursos hídricos, as lavouras de cacau
estariam comprometidas. Considerando o perfil da cabruca, é importante destacar
o seu papel de proteção das nascentes, atendendo uma base legal para áreas de
proteção permanente para nascentes em propriedades rurais de cultivo de cacau
(BRASIL, 2012). Por outro lado, a densidade de drenagem da bacia foi de 1,02
km/km², indicando uma quantidade mediana de canais ou rios que existem em uma
determinada bacia hidrográfica em relação à sua área (BELTRAME, 1994), estando
de acordo com a classificação do IBGE (2021). De acordo com Engelbrecht et al
(2019, p. 739), “a evapotranspiração anual média da BHRC corresponde a cerca de
85% da precipitação, enquanto 15% desta é escoada pelos rios ou infiltrada em
subsuperfície”. Podendo ser essa uma explicação para a quantidade mediana de
rios. De acordo com a CEPLAC (1976), as vazões dos rios da BHRC são
influenciadas pelas variações nos índices pluviométricos, e os rios Salgado e
Colônia, que formam o rio Cachoeira, são intermitentes e podem ficar sem água
por até oito meses durante o ano. Em um cenário com índice pluviométrico baixo,
a região enfrenta crise hídrica. No ano de 2016, municípios abastecidos pelo rio
Cachoeira passou por uma crise sem precedentes (BAHIA, 2016). Apesar da baixa
disponibilidade de recursos hídricos, sobretudo em período de pouca chuva, o
estudo intitulado "Análise quali-quantitativa da bacia do rio cachoeira (BA)"
revelou que a qualidade da água do rio Cachoeira se apresentou em boas condições
ambientais em relação aos parâmetros avaliados: oxigênio dissolvido, turbidez,
temperatura e pH (MELO et al., 2014).
A figura ilustra a localização da bacia hidrográfica do rio Cachoeira no estado da Bahia.
Parâmetros escolhidos para análise morfométrica da bacia hidrográfica do rio cachoeira, Bahia.
Resultados dos cálculos morfométricos da bacia hidrográfica do rio cachoeira, Bahia
Considerações Finais
A partir das técnicas de geoprocessamento, em ambiente de SIG alimentado, com
imagem TOPODATA, constatou-se durante a análise geométrica que a BHRC apresenta
baixa tendência a enchente em cenário de índice pluviométrico normal, porém há
registros de inundação destrutivas em cenários de índice pluviométrico
excepcional, sendo necessário investigações mais específicas para explicar o
fenômeno considerando bacias menores. A análise do relevo mostrou que a bacia tem
uma parte com relevo ondulado e outra com relevo plano, assim, favorece o
escoamento superficial a montante e desfavorece a jusante. As características do
relevo também revelam alta capacidade de geração de novos cursos hídricos, mas
isso depende da entrada de água na bacia. A BHRC apresenta baixa densidade
hidrográfica, o que indica menor número de corpos hídricos de primeira ordem e
consequentemente baixa quantidade de nascentes. E densidade de drenagem mediana,
indicando quantidade razoável de canais de drenagem em relação à área total de uma
bacia hidrográfica.
Agradecimentos
O presente trabalho foi realizado com apoio de Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - processo n° 88887.801419/2023-00.
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