Brazilian Journal of Development

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Brazilian Journal of Development

Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 1,p.4219-4236 jan. 2020. ISSN 2525-8761

Caracterização hidrogeomorfométrica da microbacia do Rio São Jorge,

Rondônia, Brasil

Hydrogeomorphometric characterization of the São Jorge river

microbacia, Rondônia, Brazil

DOI:10.34117/bjdv6n1-301

Recebimento dos originais: 30/11/2019 Aceitação para publicação: 27/01/2020

Fabrício Matheus Pimenta Pacheco

Formação acadêmica mais alta: estudante de Engenharia Florestal Instituição: Universidade Federal do Amazonas

Endereço: Av. General Rodrigo Octavio Jordão Ramos, 1200 - Coroado I, Manaus-AM, CEP 69067-005

E-mail: [email protected]

Jhony Vendruscolo

Formação acadêmica mais alta: Doutor em Ciência do Solo Instituição: Universidade Federal do Amazonas

Henrique de Freitas Ramos

Formação acadêmica mais alta: estudante de Engenharia Agronomia Instituição: Universidade Federal do Amazonas

Antonio Augusto Marques Rodrigues

Formação acadêmica mais alta: Doutor em Agronomia Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia

Endereço: Av. André Araújo, 2936 - Petrópolis, Manaus - AM, CEP 69067-375 E-mail: [email protected]

Wanderson Cleiton Schmidt Cavalheiro

Formação acadêmica mais alta: Mestre em Ciências Ambientais

Instituição: Cavalheiro Engenharia Rural e Empresarial LTDA, Dep. Pesquisa e Extensão Endereço: Av. Vereador Edson Santana Mota, 3862, Bairro Jequitibá,Rolim de Moura - RO,

CEP: 76.940 - 000 E-mail: [email protected]

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Francisco Adilson dos Santos Hara

Formação acadêmica mais alta: Doutor em Biologia Instituição: Universidade Federal do Amazonas

Karen Janones da Rocha

Formação acadêmica mais alta: Doutora em Engenharia Florestal Instituição: Universidade Federal de Rondônia, Brasil

Endereço: Av. Norte Sul, 7300 - Nova Morada, Rolim de Moura - RO, CEP 76940-000 E-mail: [email protected]

Gustavo Neco da Silva

Formação acadêmica mais alta: Graduando em Engenharia Florestal Instituição: Universidade Federal de Rondônia, Brasil

Endereço: Av. Norte Sul, 7300 - Nova Morada, Rolim de Moura - RO, CEP 76940-000 E-mail: [email protected]

RESUMO

As informações da paisagem denotam a aptidão do solo para o uso e ocupação humana. Assim, são essenciais para o planejamento e a gestão dos recursos naturais. Em face ao exposto, o objetivo do trabalho foi realizar a caracterização geométrica, topográfica e hidrográfica da microbacia do rio São Jorge, município de Cabixi/RO. Foram analisados os parâmetros geométricos, topográficos e hidrográficos, com os softwares Google Earth e QGIS 2.10.1, e imagem altimétrica do satélite Alos (Sensor Palsar). A microbacia do rio São Jorge tem área de 51,93 km2, perímetro de 40,97 km, fator de forma de 0,17, coeficiente de compacidade de 1,59, índice de circularidade de 0,39, altitudes de 83 a 579 m, predominância dos relevos suave ondulado (47,94%), ondulado (26,5%) e plano (18,48%), rede hidrográfica de 92,24 km, padrão dendrítico, 5ª ordem de drenagem, 3,20 rios km-2, densidade de drenagem de 1,78 km km-2_{, 3,20 nascentes km}-2_{, índice de sinuosidade de 27,90%, coeficiente de manutenção de}

563 m2 m-1 e tempo de concentração de 2,18 h. As informações das características hidrogeomorfométricas podem ser utilizadas para auxiliar na delimitação de áreas para aptidão agrícola e para conservação dos recursos naturais, assim como na seleção de práticas de manejo conservacionistas do solo e da água, visando a qualidade de vida da geração atual e das futuras gerações.

Palavras-Chave: Geotecnologia, recursos hídricos, planejamento ambiental, Amazônia

Ocidental.

ABSTRACT

The landscape of information denote the soil suitability for use and human occupation, thus, are essential for the planning and management of natural resources. In view of the above, the objective of this work is to perform the geometric, topographic and hydrographic characterization of the São Jorge river microbasin, municipality of Cabixi/RO. The geometric,

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topographic and hydrographic parameters were analyzed using Google Earth and QGIS 2.10.1 software, and altimetric image of the Alos satellite (Palsar Sensor). The São Jorge river microbasin has area of 51.93 km2_{, perimeter of 40.97 km, form factor of 0.17, compactness of}

1.59, circularity index of 0.39, altitudes of 83 to 579 m, predominance of smooth undulating (47.94%), undulating (26.5%) and flat (18.48%) reliefs, 92.24 km hydrographic network, dendritic pattern, 5th order drainage, 3.20 rivers km-2, drainage density of 1.78 km km-2, 3.20 springs km-2, similarity index of 27.90%, maintenance coefficient of 563 m2 m-1 and concentration time of 2.18 h. Information on hydrogeomorphometric characteristics can be used to assist in the delimitation of areas for agricultural suitability and conservation of natural resources, as well as in the selection of soil and water conservation management practices, aiming at the quality of life of current and future generation.

Keywords: Geotechnology, water resources, environmental planning, Western Amazon.

1 INTRODUÇÃO

O desenvolvimento sustentável é alcançado quando a atividade antrópica é economicamente viável, socialmente justa e ambientalmente correta (Jardim, 2012). Dentre estes três pilares do desenvolvimento sustentável destaca-se o ambiental, por estar diretamente relacionado com a disponibilidade de recursos naturais e, consequentemente, com a aptidão de uso e ocupação do solo. A caracterização ambiental pode ser realizada utilizando a bacia hidrográfica como unidade de estudo, visto que esta área é considerada como ideal para o planejamento e gestão dos recursos naturais (Brasil, 1997).

As bacias hidrográficas são compostas por microbacias, que por apresentarem menores dimensões facilitam a aquisição de informações detalhadas da paisagem, aumentando a eficiência do planejamento e da gestão dos recursos hídricos (Cavalheiro e Vendruscolo, 2019). As características geométricas, topográficas e hidrográficas da paisagem permitem análises a respeito de suscetibilidade a enchente (Pandey et al., 2014), influencia a propagação de incêndios (Ribeiro et al., 2008), suscetibilidade à erosão (Cogo, Levien e Schwarz, 2003), potencial de mecanização agrícola (Höfig e Araújo-Junior, 2015) e delimitação de áreas de preservação permanente (Brasil, 2012).

A obtenção das informações pode ser realizada diretamente em campo ou com o uso de geotecnologias. Nas últimas décadas tem-se optado pelo uso de geotecnologias, em relação a levantamentos de campo, principalmente em grandes áreas, por permitirem a obtenção de uma grande quantidade de informações em tempo hábil e com baixo custo financeiro.

A microbacia São Jorge localiza-se no município de Cabixi/RO, e abrange 90 propriedades rurais (INCRA, 2019), cuja principal atividade econômica é a agropecuária, com

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destaque para o agronegócio. Apesar da importância da microbacia, constata-se a escassez de informações sobre a região. Dessa forma o presente estudo tem como objetivo realizar a caracterização geométrica, topográfica e hidrográfica da microbacia São Jorge, a fim de disponibilizar informações para conciliar a conservação dos recursos naturais com o desenvolvimento econômico da região.

2 MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi realizado na microbacia do rio São Jorge, localizado no município de Cabixi, sul do estado de Rondônia, Brasil (Figura 1). A região tem clima de Monção, temperaturas médias anuais entre 24 e 26 °C (Alvares et al., 2014) e precipitações anuais de 1.728,9 a 1.843,7 mm (Franca, 2015).

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Figura 1. Localização da microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

Foram analisados os parâmetros geométricos (área, perímetro, fator de forma, coeficiente de compacidade e índice de circularidade), de relevo (altitude mínima, altitude média, altitude máxima e relevo) e da rede hidrográfica (padrão de drenagem, ordem dos rios, densidade hidrográfica, densidade de drenagem, densidade de nascentes, índice de sinuosidade, coeficiente de manutenção e tempo de concentração). As análises foram realizadas nas seguintes etapas:

Etapa 1: identificação e elaboração da rede de drenagem, com a ferramenta “adicionar

caminhos” do software Google Earth (GE). As trilhas foram salvas em formato Key hole Mark up Language (KML), em seguida, encaminhadas para o software QGIS 2.10.1 (QGIS

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Development Team, 2015), onde foram salvas em formato Shape file (SHP), editadas e unidas em uma única camada. Posteriormente, comparou-se a distribuição espacial da rede de drenagem com dados de Parvis (1950), para se identificar o padrão de drenagem.

Etapa 2: delimitação do perímetro, realizado no software GE com a ferramenta

“adicionar polígono”, utilizando como referência a rede de drenagem e as características do relevo na região, e mensuração da área da microbacia, com a ferramenta “Calculadora de campo” e o complemento “Statist”, no software QGIS.

Etapa 3: mensuração do fator de forma, coeficiente de compacidade e índice de

circularidade, com as equações 1, 2 (Villela & Mattos, 1975) e 3 (Santos et al., 2012).

F = A / L2 (Equação 1)

Onde: F = fator de forma; A = área de drenagem da microbacia (km2_{); e L = comprimento do}

eixo da microbacia (km).

Kc = 0,28 x (P / √A) (Equação 2) Onde: Kc = coeficiente de compacidade; P = perímetro da microbacia (km); e A = área de drenagem da microbacia (km2_).

IC = 12,57 x (A / P2₎ _{(Equação 3)}

Onde: IC = índice de circularidade; A = área de drenagem da microbacia (km2_{); e P = perímetro}

da microbacia (km).

Etapa 4: mensurações das altitudes mínima e máxima, diretamente das imagens de

satélite Alos, produto RTC (Sensor Palsar com resolução espacial de 12,5 m) (ASF, 2017), e a altitude média com a ferramenta “Estatística por Zona”, no software QGIS. Em seguida, mesurou-se a declividade na paisagem (%), com a ferramenta “Modelo Digital de Elevação”, com base nas imagens do satélite Alos.

Etapa 5: mensurações das densidades de drenagem, hidrográfica e de nascentes com

as equações 4 (Horton, 1932, apud Horton, 1945), 5 (Santos et al., 2012) e 6 (Machado e Souza, 2005).

Dd = L / A (Equação 4)

Onde: Dd = densidade de drenagem (km km-2_{); L = comprimento total dos canais (km); e A =}

área de drenagem da microbacia (km2).

Dh = N / A (Equação 5)

Onde: Dh = densidade hidrográfica (rios km-2); N = número de rios de primeira ordem; A = área de drenagem da microbacia (km2_).

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Onde: Dn = densidade de nascentes (nascentes km-2); Nn = número de nascentes; e A = área de drenagem da microbacia (km2).

Etapa 6: mensurações do índice de sinuosidade, coeficiente de manutenção e tempo

de concentração, com as equações 7 (Villela & Mattos, 1975), 8 (Santos et al., 2012) e 9 (Kirpich, 1940, apud Targa et al., 2012).

Is = 100 x [(L – Dv) / L] (Equação 7) Onde: Is = índice de sinuosidade (%); L = comprimento do canal principal (km); Dv = distância vetorial do canal principal (km).

Cm = (1 / Dd) x 1000 (Equação 8) Onde: Cm = coeficiente de manutenção (m2 _m-1_{); Dd = densidade de drenagem (km km}-2₎

Tc = 0,57 x (L3 _{/ H)}0,385 _{(Equação 9)}

Onde: Tc = tempo de concentração (h); L = comprimento do talvegue principal (km); H = desnível entre a parte mais elevada e a secção de controle (m).

Etapa 7: classificação dos parâmetros fator de forma, coeficiente de compacidade,

índice de circularidade, ordem da rede de drenagem, densidade hidrográfica, densidade de drenagem, índice de sinuosidade e relevo, com dados da literatura (Tabela 1).

Tabela 1.Valores de referência para classificação de parâmetros geométricos, drenagem e relevo.

Parâmetro Unidade Limite Classe Autor

< 0,50 Não sujeito a enchentes

Fator de forma (F) - 0,50 – 0,75 Tendência média a enchentes 1 0,76 – 1,00 Sujeito a enchentes

Coeficiente de compacidade (Kc)

1,00 – 1,25 Alta propensão a enchentes

- 1,26 – 1,50 Tendência média a enchentes 1 > 1,50 Não sujeito a enchentes

0,36 – 0,50 Forma alongada

Índice de circularidade (Ic) - 0,51 – 0,75 Forma intermediária 2 0,76 – 1,00 Forma circular

1 Improvável habitat de peixes

Ordem da rede de drenagem - 2 Baixas condições para habitação 3 3 Moderadas condições para habitação ≥ 4 Elevadas condições para habitação

< 3 Baixa Densidade hidrográfica (Dh) rios km-2 3 – 7 Média 4 7 – 15 Alta > 15 Muito alta < 0,50 Baixa

Densidade de drenagem (Dd) km km-2 0,50 – 2,00 Média ₅

2,01 – 3,50 Alta

> 3,50 Muito alta < 20 Muito reto

Índice de sinuosidade (Is) % 20 – 29 Reto 6

30 – 39,9 Divagante

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Parâmetro Unidade Limite Classe Autor > 50 Muito sinuoso 0 – 3 Plano 3 – 8 Suave ondulado Relevo % 8 – 20 Ondulado 7 20 – 45 Forte ondulado 45 – 75 Montanhoso

Fontes: 1 – Lima Júnior et al. (2012); 2 – Silva (2012); 3 – Adaptado de Fairfull&Whiteridge (2003); 4 – Lollo (1995); 5 – Beltrame (1994); 6 – Romero et al. (2017); 7 – Santos et al. (2013).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

A microbacia do rio São Jorge tem área de 51,93 km2, perímetro de 40,97 km, fator de forma de 0,17, coeficiente de compacidade de 1,59 e índice de circularidade de 0,39. Essas características indicam que a microbacia tem forma alongada e não é suscetível a enchentes. Resultados semelhantes podem ser observados nas microbacias dos rios Enganado (Moreto et al., 2019) e Santa Teresinha (Soares et al., 2019), também pertencentes a sub-bacia do rio Escondido e bacia do rio Guaporé, denotando que essa é uma característica comum na região.

3.2 CARACTERÍSTICAS TOPOGRÁFICAS

A área de estudos tem altitudes que variam de 83 a 579 m, com valor médio de 273 m, e amplitude altimétrica de 496 metros (Figura 2). Com base na amplitude altimétrica, estima- se que as temperaturas se encontram entre 22,12 e 26,88 °C, visto que, a região tem temperatura média da 24,5°C (SEDAM, 2012) e geralmente ocorre a redução de 0,48oC a cada 100 m de ascensão vertical (Fritzsons et al., 2016).

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Figura 2. Mapa hipsométrico da microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

Com relação ao relevo, constata-se que existem áreas planas a escarpadas, com predominância das classes suave ondulado (47,94%), ondulado (26,5%) e plano (18,48%), aproximadamente 92,92% da área total (Figura 3). A declividade influência as perdas de solo e água em função da erosão hídrica, sendo observado o aumento destas perdas com a elevação da inclinação do terreno (Cogo, Levien & Schwarz, 2003). Portanto, a microbacia tende a ter baixa suscetibilidade a processos erosivos, com exceção da região localizada na cabeceira da microbacia.

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Figura 3. Relevo da microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

O relevo também influencia a propagação de incêndios e a mecanização agrícola. Neste contexto, verifica-se que a microbacia tem 88,87% da área com declividade < 15%, sendo considerada como de baixa influência de propagação (Ribeiro et al., 2008), e com potencial a mecanização alto a extremamente alto (Höfig e Araujo-Junior, 2015). A região mais propícia a propagação de incêndios e de baixo potencial para a mecanização estão localizadas na cabeceira da microbacia.

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4 CARACTERÍSTICAS HIDROGRÁFICAS

A microbacia São Jorge tem rede de drenagem de 92,24 km, padrão dendrítico, drenagem de 5ª ordem (Figura 4), densidade hidrográfica de 3,20 rios km-2_{, densidade de}

drenagem de 1,78 km km-2, densidade de nascentes de 3,20 nascentes km-2 (Figura 5), índice de sinuosidade de 27,9%, coeficiente de manutenção de 563 m2 _m-1 _{e tempo de concentração}

de 2,18 h. Portanto, a microbacia tem moderada condições para habitação de peixes, densidades médias (hidrografia, nascentes e drenagem), canal principal retilíneo, elevada eficiência de manutenção e baixo tempo de concentração.

Figura 4. Rede e ordem de drenagem da microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

É importante destacar que, apesar da microbacia ter geometricamente baixa suscetibilidade a enchentes, pode ocorrer inundações na região. A possibilidade de inundações

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está relacionada com o baixo tempo de concentração da microbacia, uma vez que a duração das precipitações na região geralmente ultrapassam 2,18 h, como pode ser verificado no trabalho de Gonçalves (2011).

Figura 5. Distribuição espacial das nascentes na microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

As densidades de drenagem e de nascentes estão relacionadas com a declividade da microbacia, sendo observado que os valores tendem a se elevar juntamente com a inclinação da paisagem (Figuras 6 e 7). As regiões mais declivosas são mais propensas a erosão hídrica e, consequentemente, a formação de canais em sulco (Amorim et al., 2001), e podem alcançar o lençol freático em alguns casos, formando novas nascentes e cursos de água. Portanto, as regiões das cabeceiras tendem a ter maiores concentrações de recursos hídricos e serem mais suscetíveis a processos erosivos, sendo consideradas áreas prioritárias para implantação de projetos de preservação, conservação ou recuperação da cobertura florestal. Nesta área, caso haja implantação de projeto com cultivos agrícolas, será necessária a adoção

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 1,p.4219-4236 jan. 2020. ISSN 2525-8761 de práticas conservacionistas de solo, como cultivo em nível, cobertura morta, entre outros para evitar perdas de solos por erosão.

Figura 6. Distribuição espacial da rede de drenagem em função do relevo na microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

Figura 7. Distribuição espacial das nascentes em função do relevo na microbacia do rio São Jorge, Rondônia, Brasil.

5 CONCLUSÃO

A microbacia tem forma alongada, baixa suscetibilidade a enchentes, baixa susceptibilidade a processos erosivos, baixa influência de propagação de incêndios, alto potencial à mecanização agrícola, padrão de drenagem dendrítico, densidades médias

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(hidrografia, nascentes e drenagem), canal principal retilíneo, elevada eficiência de manutenção e baixo tempo de concentração.

As informações hidrogeomorfométricas da microbacia São Jorge podem ser utilizadas para auxiliar na delimitação de áreas para aptidão agrícola e para conservação dos recursos naturais, assim como na seleção de práticas de manejo conservacionistas do solo e da água, visando a qualidade de vida da geração atual e das futuras gerações.

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