4.2 BASE DE DADOS
4.3.8 Perfil longitudinal do rio principal
O gráfico do perfil longitudinal do rio Itapocu foi traçado com o modelo digital de elevação do terreno (MDE) e os cursos d'água da bacia em formato shapefile, na escala 1:50.000.
Os cursos d'água foram editados abrangendo apenas os rios Vermelho/Humboldt, em São Bento do Sul, que é a nascente mais distante, e o rio Itapocu (figura 6). O emprego da ferramenta 3D Analyst do programa ArcGIS 10, resultou na interpolação, que é uma transformação da linha do rio de 2D para 3D, ou seja, implanta a altitude que foi coletada pelo modelo numérico. Após a exportação dos dados para a planilha eletrônica do Excel, foram inseridos também os municípios que ficam ao longo do rio Itapocu, para uma melhor visualização geograficamente e interpretação do gráfico.
Figura 6. Rio Vermelho e rio Humboldt com o rio Itapocu Fonte: A autora
4.4 CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS
Para determinar a disponibilidade hídrica nos trechos que compõem a Bacia Hidrográfica do Rio Itapocu, este estudo foi baseado na “Regionalização de Vazões das Bacias Hidrográficas Estaduais do Estado de Santa Catarina” (ENGECORPS; TETRAPLAN; LACAZ MARTINS, 2006).
O estudo da regionalização de vazões teve como base a série de dados dos postos fluviométricos da Agência Nacional de Águas (ANA), encontrados em Santa Catarina e entorno. Os postos fluviométricos utilizados tinham que dispor de uma série de dados com extensão igual ou superior a 19 anos.
Na Bacia do Itapocu há cinco estações fluviométricas (Tabela 1). Estas estão em Jaraguá do Sul, Corupá, Schroeder e em Araquari.
Tabela 1. Localização das estações fluviométricas
Estação Nome Rio Latitude Longitude
82320000 Corupá Novo -26º25'26.04 -49º17'33.000
82350000 Jaraguá do Sul Itapocu -26º28'48.000 -49º04'50.88
82370000 Rio Jaraguá Jaraguá -26º29'43.08 -49º05'17.16
82549000 Schroeder Itapocuzinho -26º26'21.00 -49º03'46.00
82770000 Ponte SC-301 Piraí -26º26'53.16 -48º49'51.96
Fonte: Adaptado do Portal SNIRH - ANA
O parâmetro hidrológico vazão foi relacionado com o total precipitado e a área de drenagem, comprimento do talvegue e declividade média. As vazões médias de longo termo foram determinadas a partir das séries de vazões naturais médias mensais. As vazões mínimas são produzidas por uma determinada porcentagem de tempo que a vazão permanece igualada ou excedida. As vazões mínimas de 7 dias consecutivos foram geradas a partir da média aritmética das vazões diárias desses 7 dias. O tempo de retorno de 10 anos é o tempo médio necessário para que ocorram vazões menores ou iguais à essas vazões mínimas. A partir dessa série foram selecionados os menores valores para cada ano hidrológico.
Para uma melhor análise das vazões da Bacia do Itapocu, selecionou-se apenas as vazões dos exutórios dos principais afluentes do rio Itapocu, de cada sub-bacia. Assim tem-se ideia de quanta água sai da bacia.
5 RESULTADOS
5.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA BACIA
Tabela 2. Resumo das características físicas da bacia Características Resultados
Área de drenagem 3152,02 km²
Perímetro da bacia 355,6 km
Coeficiente de compacidade 1,77
Fator de forma 0,44
Comprimento rio Itapocu 89,4 km
Comprimento total cursos d'água 5320,65 km
Ordem 7ª
Densidade de drenagem 1,68 km/km²
Declividade média 28,2°
Fonte: A autora
5.1.1 Área de drenagem
A área da bacia medida resultou em aproximadamente 3.152 km² e o perímetro da bacia em 355 km. Na literatura antiga, como no Inventário (1989), Atlas (1986) e AMVALI (1997) a área da bacia era de 2.930 km², pois não consideravam integralmente o município de Balneário Barra do Sul, que foi emancipado de Araquari apenas em 1992. Na tabela abaixo é possível visualizar a área de cada sub-bacia.
Tabela 3. Área de drenagem das sub-bacias Sub-bacia Área Perímetro
Interbacia Rio Itapocu 336,07 195,35
Rio Humboldt 326,02 99,02 Rio Itapocuzinho 397,02 130,52 Rio Jaraguá 286,87 83,62 Rio Novo 329,51 97,33 Rio Itaperiú 252,62 92,97 Rio Piraí 599,85 166,61 Rio Putanga 410,93 128,79 Canal do linguado 213,12 85,43 Fonte: A autora 5.1.2 Forma da bacia
O coeficiente de compacidade para a Bacia do Itapocu resultou em 1,77, significando que a bacia é alongada e não está sujeita à maiores enchentes, pois afastou-se da forma circular. Segundo Villela e Mattos (1975), o coeficiente de compacidade varia com a forma da bacia, quanto mais irregular for a bacia, maior será o coeficiente e menos sujeita à enchentes. Valores menores do Kc indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados (KOBIYAMA, 2012).
O fator de forma é outro índice relacionado à enchente. Este apresentou um resultado baixo, de 0,44 apresentando a possibilidade das chuvas intensas não cobrirem a bacia simultaneamente em toda sua extensão e também dos rios tributários atingirem o rio principal em vários pontos ao longo do seu trecho.
Comparando com a bacia hidrográfica vizinha, do rio Cubatão (Norte), o coeficiente de compacidade é de 2,44, apresentando essa bacia uma forma mais irregular que do Itapocu. O baixo índice do fator de forma (0,28) confirma a menor tendência à inundação desta bacia. Mas Carvalho et al. (2002) comenta que esses índices funcionam adequadamente para bacias que possuem perfis longitudinais praticamente planos, pois não levam em conta o relevo.
5.1.3 Sistema de drenagem
O rio Itapocu apresentou um comprimento de 89,40 km, desde a sua formação até o exutório. O comprimento total do rio Itapocu com o rio Vermelho é de 135,94 km e do rio Itapocu com o rio da Bruaca é de 129,77 km.
Tabela 4. Comprimentos dos rios principais
Rio Comprimento (km)
Rio Itapocu 89,41
Rio Ano Bom 18,97
Rio Humboldt 18,41 Rio Vermelho 29,68 Rio Itaperiú 15,25 Rio Itapocuzinho 35,87 Rio Jaraguá 23,67 Rio Novo 31,44 Rio Piraí 71,87 Rio Putanga 20,18 Fonte: A autora
O grau de ramificação na bacia chegou até a 7ª ordem. Ao longo do trecho do rio Itapocu predominaram as ordens 6 e 7. Na sua formação até a desembocadura do Rio Itapocuzinho, a ordem é 6 e a partir desde até o exutório a ordem é 7.
Os cursos de primeira ordem, ou seja, as nascentes, equivalem 49,52% da rede de drenagem, seguidos pelos cursos de segunda ordem, com 23,82% e de terceira ordem com 13,63%. As ordens maiores 4, 5, 6 e 7 juntas equivalem a quase 13% da rede de drenagem.
Segundo Tonello (2005), geralmente em pequenas bacias que a ordem é inferior ou igual à quatro e é possível refletir os efeitos diretos do uso do solo nestas bacias. Quanto mais ramificada for a rede de drenagem, mais eficiente será esse sistema.
Através da ordem de uma bacia hidrográfica, é possível estimar o número de rios que compõem a mesma. Outra aplicação desses resultados, por exemplo, é calcular a taxa de área preservada das nascentes sobre a área total da bacia (KOBIYAMA, 2012).
A bacia do Rio Cubatão, com apenas 492 km² de área de contribuição e 88 km de comprimento do rio, possui uma hierarquização dos seus cursos d’água até a 5ª ordem (CARVALHO et al., 2002).
Figura 7. Mapa de ordens dos rios Fonte: A autora
A densidade de drenagem indica o grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem, para este é necessário o comprimento total dos cursos d’água, que calculado para a Bacia do Itapocu resultou em 5.320,65 km. Então, a relação entre o comprimento da rede de drenagem com a área da bacia resultou em 1,68 km de cursos d'água para cada km² de área da bacia, significando que possui uma boa drenagem.
O governo do estado apresentou em 1986, no Atlas de Santa Catarina, a densidade de drenagem de 1,59 km/km², estes calculados na escala de 1:250000, considerando a área da bacia de 2.930 km² e 4.684 km o comprimento de todos os cursos d'água.
A bacia do rio Cubatão possui uma menor densidade de drenagem que a bacia do rio Itapocu, com 1,09 km de rios para km² de área, mas deve-se levar em conta que a área da bacia do Cubatão é bem menor, com apenas 492 km².
5.1.4 Características do relevo
As altitudes na bacia variam de 0 à 100 metros na jusante nas áreas baixas dos municípios de Barra Velha, Araquari, São João do Itaperiú, Balneário Barra do Sul, Guaramirim e Massaranduba. A partir de Jaraguá do Sul, Schroeder há variações a partir de 200 metros e na montante da bacia as altitudes chegam a quase 1000 metros.
O escoamento superficial está relacionado com a declividade da bacia, afetando o tempo que leva a água precipitada para concentrar-se nos leitos que constituem a rede de drenagem da bacia (VILLELA; MATTOS, 1975).
Para a declividade média da bacia calculada, utilizou-se a unidade em graus, passando assim por uma modificação do método proposto por Villela & Mattos (1975).
As declividades distribuíram-se nas classes de forma esparsa, conforme apresenta na Tabela 5.
Tabela 5. Distribuição da declividade
Reclassificação nº de
pixels %
declividade média Nº de pixels x no intervalo declividade média 0 - 1° 358.719 10,24 0,5 179.359,5 1 - 2,5° 567.059 16,19 1,75 992.353,25 2,5 - 5° 359.290 10,26 3,75 1.347.337,5 5 - 7,5° 87.543 2,50 6,25 547.143,75 7,5 - 10° 466.595 13,32 8,75 4.082.706,25 10 -20° 17.565 0,50 15 263.475 20 - 30° 381.610 10,87 25 9.540.250 30 - 40° 631 0,018 35 22.085 40 - 60° 332.643 9,49 50 16.632.150 60 - 80° 930.595 26,57 70 65.141.650 Total 3.502.250 100 98.748.510,25 Fonte: A autora
A declividade média da Bacia do Itapocu resultou em 28,2°, um resultado relativamente alto.
Analisando-se as classes de declividade separadamente e sua participação no total, observa-se que a bacia apresenta dois compartimentos muito bem definidos, um bastante plano e outro bastante íngreme.
O compartimento plano está mais a leste, do litoral até Jaraguá do Sul, entrando principalmente pelo vale do Rio Putanga, em Massaranduba. O compartimento íngreme está mais a oeste, de Jaraguá do Sul até a Serra de Corupá e São Bento do Sul.
Figura 8. Perfil longitudinal do rio Itapocu
Fonte: A autora
O gráfico do perfil longitudinal mostra que o trecho superior do rio é bastante acidentado, a altitude máxima em São Bento do Sul é de 954,88 metros.
Este perfil longitudinal pode ser considerado como equilibrado, segundo (CHRISTOFOLETTI, 1981), pois G.K. Gilbert, em 1877 utilizou este termo no mesmo sentido em que os engenheiros ajustam e equilibram o leito das rodovias através de cortes e aterros.
Segundo a SDS (2007), os cursos d’água que nascem na Serra do Mar mostram no trecho superior perfil longitudinal bastante acidentado devido à movimentação do relevo, apresentando regime tipicamente torrencial, que ao atingir a planície marítima, o perfil
assinala baixa declividade, de forma que os cursos d’água passam a escoar em menor velocidade, desaguando em seguida no oceano.
De acordo com AMVALI (1997), os rios do Vale do Itapocu são caracterizados por perfis longitudinais, com declives acentuados, tendo em seu curso superior, leitos acidentados com vales suspensos e cascatas.
5.2 CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS
A regionalização de vazões foi realizada através das cinco estações fluviométricas presentes na Bacia do Itapocu.
Na região à montante, na estação do rio Novo, a precipitação é de 1.833 mm/ano, a extensão da série dos dados é de 55 anos, o coeficiente de escoamento encontrado é de 0,68. A vazão média de longo termo ou período (Qmlt) é 7.100 l/s e a média das vazões mínimas médias de 7 dias 1.900 l/s.
Na estação Itapocu as precipitações somam os 1.895 mm/ano e o coeficiente de escoamento superficial resultou em 0,54. Com período de dados de 62 anos, a vazão média de longo termo é 25.800 l/s e a média das vazões mínimas médias de 7 dias é de 5.900 l/s.
A precipitação na estação Jaraguá é de 1.913 mm/ano. A vazão média de longo termo é 11.000 l/s e a média das vazões mínimas médias de 7 dias é de 2.800 l/s, baseados em dados de 57 anos da estação. O coeficiente de escoamento superficial é 0,65.
Na área central da Bacia do Itapocu, a estação Itapocuzinho possui 24 anos de extensão de dados. A precipitação é elevada, com 2.159 mm/ano, coeficiente de escoamento de 0,71, vazão média de longo período de 17.400 l/s e média das vazões mínimas médias de 7 dias 4.700 l/s.
Por fim na região à jusante, a estação Piraí contabilizou a maior precipitação de Santa Catarina, com 2.283 mm/ano, coeficiente de escoamento superficial de 0,80, a vazão média de longo termo resultou em 25.000 l/s e a média das vazões mínimas médias de 7 dias é 3.100 l/s.
As análises de regressão da regionalização de vazões (ENGECORPS; TETRAPLAN; LACAZ MARTINS, 2006) indicaram que a vazão média de longo termo pode ser avaliada a partir do local precipitado anual e da área de drenagem da bacia hidrográfica, sem a necessidade de usar o comprimento do talvegue e a declividade média.
É possível visualizar na Tabela 6 as vazões mínimas que são igualadas ou superiores em 90, 95 e 98% do tempo de permanência, as vazões médias de longo termo e as vazões mínimas de estiagem de 7 dias consecutivos em um período de retorno de 10 anos, para os principais rios das sub-bacias do Itapocu.
Tabela 6. Vazões de referência para a foz das sub-bacias do Itapocu
Sub-bacia Q98 (l/s) Q95 (l/s) Q90 (l/s) Qmlt (l/s) Q7,10 (l/s) Precipitação acumulada (mm) Interbacia Rio Itapocu 16.522,8 21.243,65 26.751,26 78.680,17 10.100,83 1.929,63 Rio Humboldt 2.197,56 2.825,44 3.557,96 10.464,59 1.385,39 1.944,73 Rio Itapocuzinho 1.634,79 2.101,87 2.646,80 7.784,72 967,37 2.031,98 Rio Jaraguá 1.154,37 1.484,19 1.868,99 5.497,02 754,74 1.952,23 Rio Novo 2.548,96 3.277,23 4.126,88 12.137,88 1.750,28 1.932,86 Rio Itaperiú 180,25 231,76 291,84 858,35 145,75 1.863,99 Rio Piraí 2.246,89 2.888,86 3.637,83 10.699,49 1.284,10 2.042,15 Rio Putanga 3.067,81 3.944,32 4.966,92 14.608,60 1.997,73 1.905,21
Fonte: Adaptado do Estudo de Regionalização de Vazões
O rio Itaperiú, além de ser o menor rio e sub-bacia geograficamente inserida na Bacia do Itapocu, possui a menor precipitação acumulada e consequentemente, as menores vazões.
A vazão mínima de 7 dias consecutivos em um período de retorno de 10 anos variou bastante nas sub-bacias.
É possível observar que o rio Putanga, em Massaranduba apresentou as maiores vazões das sub-bacias, deve-se levar em conta que este rio sofreu retificação em seu leito, aumentando o escoamento superficial.
A jusante do rio Itapocu há a influência dos cursos d’água à montante, aumentando a sua vazão.
No Panorama dos Recursos Hídricos de Santa Catarina, da SDS (2007), foi encontrado alguns dados conflitantes. A vazão mínima Q90% para a Bacia do Itapocu é de 53.680 l/s e a vazão Q7,10 é de 18.820 l/s, com um total de precipitação anual de 1.900 mm.
6 CONCLUSÃO
Os resultados dos índices que são relacionados apenas com a forma da bacia, o coeficiente de compacidade (1,77) e o fator de forma (0,44), apresentaram que a Bacia do Itapocu possui uma forma alongada e não está sujeita a maiores picos de enchentes.
Conclui-se que a nascente mais distante do rio Itapocu é o rio Vermelho, em São Bento do Sul, totalizando 135,94 km de comprimento desde a nascente até o exutório do rio Itapocu em Barra Velha.
Quanto à drenagem da bacia, esta apresenta um eficiente sistema, visto que na escala 1:50000, o ordenamento dos rios chegou até a 7ª ordem e a densidade de drenagem é de 1,68 km de rios para cada km² de área da bacia.
A declividade média da Bacia do Itapocu resultou em 28,2°, um resultado relativamente alto.
O perfil longitudinal do rio apresentou que as maiores altitudes estão em direção a nascente e diminuem em direção à jusante.
7 RECOMENDAÇÕES
O estudo da morfometria da bacia, ou seja, de suas características físicas, como da forma da bacia, sistema de drenagem e características de relevo, é recomendado ser aplicado para cada sub-bacia da Bacia Hidrográfica do Rio Itapocu, a fim de verificar a situação destas localmente.
Como o relevo da bacia do Itapocu possui dois compartimentos bem definidos, uma área bastante plana e outra área muito íngreme, recomenda-se fazer um estudo da bacia sobre a tendência de enchentes levando em conta o relevo.
Recomenda-se utilizar o ordenamento dos rios para calcular a taxa de área preservada das nascentes sobre a área total da bacia.
Através das séries de vazões é possível realizar estudos de autodepuração de cargas poluidoras, dimensionar reservatórios, detectar e resolver conflitos entre usuários de água, bem como, estudar os processos de envolvem eventos de cheia ou de estiagem na bacia hidrográfica.
Na elaboração do Plano da Bacia, as vazões de referência deverão ser utilizadas na outorga, no enquadramento dos cursos d’água e na resolução de conflitos.
No geoprocessamento das informações de recursos hídricos, deve haver otimização do tempo no levantamento e organização de dados, pois as bases cartográficas apresentam muitas falhas.
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APÊNDICE C - Mapa de regionalização de vazões Q7,10
APÊNDICE D - Mapa de regionalização de vazões Vazão média de longo termo