Geomorfometria nas Bacias Hidrográficas do Rio Samburá e Alto Curso do Rio
São Francisco na Região da Serra da Canastra-MG
Morphometry of Hydrographic Basins and the Samburá river High Course São Francisco river in the region of Serra da Canastra-MG
Marina S. Araújo1 Silvio Carlos Rodrigues2
Resumo:
Este trabalho desenvolveu-se sobre a perspectiva da geomorfologia fluvial de modo a analisar a evolução do relevo através de parâmetros morfométricos, aplicando índices morfométricos. A pesquisa realizada na Bacia do Alto Curso do Rio São Francisco em comparativo com a Bacia do Rio Samburá, inicia-se na perspectiva de um indício de “rebaixamento” detectado na porção norte da Serra da Canastra. Estruturou-se daí então o interesse em se pesquisar de modo quantitativo e interpretativo a evolução destes compartimentos geomorfológicos compreendendo sua gênese, formas e processos. As duas bacias pesquisadas apresentam características geométricas diferenciadas, apesar de estarem em um contexto geológico semelhante, porém não menos complexo. Os controles estruturais fortemente presentes na região, direcionam praticamente toda a drenagem das bacias através da presença de falhas, fissuras e fraturas. Além de ser uma drenagem diretamente confrontada com a presenças de escarpas, dando origem a diversas feições do tipo cachoeiras.Para desenvolver o trabalho primeiro será feito todo o levanto e atualização da base de dados disponível para de estudo, além de atualizações bibliográficas no que se refere a geologia e geomorfologia da região. Posteriormente serão desenvolvidos os cálculos dos índices de modo automático ou semiautomático, através da plataforma ArcGis 10.2.2.
Palavras Chave: Geomorfologia, Geomorfometria, Geomorfologia Fluvial.
Introdução
A Serra da Canastra, localizado na porção Oeste do estado de Minas Gerais (FIGURA 1), próximo aos munícipios de São Roque de Minas, Delfinópolis, São João Batista da Serra da Canastra, dentre outros. Possui hoje em sua área de extensão diversas nascentes de rios expressivos para o país. Como exemplo podemos citar as nascentes do Rio São Francisco (cuja extensão perdura até os limites do estado de Alagoas e Sergipe), nascentes do Rio Araguari e Rio Grande, sendo estes de grande influência no sistema hídrico da região, influenciando diretamente na esculturação do relevo e também sendo reflexo dos condicionantes litológicos da área. Nesta perspectiva, o trabalho em questão tem como área de estudo as bacias do Alto Curso do Rio São Francisco e Rio Samburá.
Mais especificamente relacionado a litologia, ambas bacias e suas drenagens cortam diferentes contextos litológicos, passando em um momento por rochas sedimentares em cobertura de embasamento cratônico e também por áreas fortemente dobradas.
1
Graduada em Geografia pela UFU, mestranda pelo PPGEO/IG/UFU, bolsista CAPES. 2 Prof. Dr. na Universidade Federal de Uberlândia
Há uma nítida diferenciação no que se refere ao posicionamento topográfico das bacias, onde o contexto de nascentes do Rio São Francisco está localizado em altitudes mais elevadas e em uma região mais dobrada, enquanto as nascentes do Rio Samburá encontram-se em altitudes poucos elevadas e em um relevo menos movimentado em comparação a outra bacia. Estes fatores nos evidenciam algumas diferenciações básicas entre as bacias, e nos servem de indícios no prosseguimento das análises.
Figura 1: Mapa de Localização da área de estudo
Fonte: ARAÚJO, M.S. 2015
Para estas analises optou-se então trabalhar com índices morfométricos tradicionais em estudos com rede de drenagem, com ênfase na aplicação do índice RDE (Declividade X Extensão) proposto por Hack, correlacionando-o com os índices SPI (Stream Power Index) a fim de identificar as áreas de anômalas e com um potencial erosivo maior. Estes índices serão especializados através de perfis longitudinais apontando as regiões de ruptura da linha de equilíbrio natural dos rios. Estes índices serão calculados de automático ou semiautomático, através da plataforma ArcGis 10.2.2.
Posteriormente nas regiões onde se apresentaram as anomalias serão desenvolvidos estudos relacionados a sedimentologia e mineralogia, a fim de conhecer o comportamento pretérito e presente dos canais nestes locais.
Haja vista toda a complexidade geomorfológica e geológica da área de estudo escolhida a escolha destas duas bacias para o desenvolvimento deste trabalho se deu devido a sua importância para o
entendimento da evolução geomorfológica da área. Sendo assim o trabalho em questão se justifica a partir do momento em que se enquadra em mais um levantamento interpretativo desta região no que se refere a geomorfologia e sua gênese, processos e formas. Neste ponto há de se destacar também a falta de estudos relacionados a está temática relacionados a Serra da Canastra.
Diante do que foi exposto, trabalho tem como objetivo principal entender a dinâmica atual e pretérita das bacias do Alto Curso do Rio São Francisco e Rio Samburá, sob o viés da geomorfometria e correlaciona-la com análises sedimentológicas, mineralógicas e mapeamento estruturais da área.
Trabalhos relacionados à geomorfologia são amplamente estudados ao longo da história. A análise das formas de relevo, suas dinâmicas e processos nos auxiliam na interpretação da paisagem. Para Marques (2009) as formas de relevo constituem a porção da paisagem onde se fixa a vida humana e onde são desenvolvidas suas atividades, e desta forma possui um reflexo direto na sociedade. Compreende-lo em sua plenitude nos primórdios foi uma questão de sobrevivência, e nos dias atuais uma questão essencial ao planejamento.
A geomorfologia então se subdivide-se em várias outras linhas de acordo com o ambiente estudado e vertentes metodológicas existentes. Atualmente podemos falar, em geomorfologia cárstica, geomorfologia costeira, geomorfologia do quaternário, antropogeomorfologia, etc. Partindo do pressuposto de entender não só as formas mais também os processos, estudiosos de geomorfologia aprofundaram-se na temática geomorfologia fluvial, analisando de forma quantitativa a gênese e dinâmica dos processos pelos quais se originam as formas de relevo. Neste viés podemos citar autores como Christofoletti (1980), Hack (1973) dentre outros que se aventuraram em analisar sistematicamente e quantitativamente as formas e processos do relevo.
Para Christofoletti (1980), a geomorfologia fluvial consiste nos estudos dos processos de das formas relacionadas como o escoamento dos rios. Para o autor os rios integram os agentes mais importantes no que se refere ao transporte de materiais intemperizados. Em termos geológicos e geomorfológicos, o rio caracteriza-se impreterivelmente a qualquer fluxo canalizado, incluindo canais que passam grande parte do seu tempo secos e admitindo fluxo apenas nas chuvas, durante ou após. De acordo com Christofoletti (1980) estes canais são chamados de rios efêmeros. Rios intermitentes seriam os que possuem fluxo durante parte do ano. Já os rios que drenam durante todo o ano são denominados rios perenes.
Ainda de acordo com este autor, o comportamento da bacia e suas características, influenciam direta ou indiretamente nos rios. Assim como os condicionantes que controlam as vertentes, uma vez que são estas feições que fornecem carga detrítica aos rios. Os estudos dos canais podem ser feitos através de diversos parâmetros morfométricos.
Schumm (1993 apud Camolezi et al. 2012) afirma que a drenagem é um importante elemento geomorfológico, uma vez que sua arquitetura e geometria podem dar subsídios ao entendimento da evolução geomorfológica, haja visto que a mesma é sensível às alterações crustais recentes. Para Etchebehere (2000), a drenagem constitui o primeiro elemento a dar respostas as alterações, uma vez
que estas por meio de análises da sua configuração, suas formas, associadas à assimetria de vales e controle deposicional, sugerem tais mudanças de base.
Um canal fluvial, para Bishop (1982 apud Silva et al. 2006), tende a seguir o caminho mais fácil e que acompanhe a declividade regional. Sendo assim, a identificação da ocorrência de um trecho do canal com fluxo que discorde da declividade sugere um desvio, que pode estar associado a uma litologia distinta ou a estruturas, que podem, por sua vez, correlacionar-se com eventos tectônicos.
As análises geomorfométricas ganharam destaque principal ao final do século XIX e tinham por objetivo mesurar as formas de relevo e analisá-las através de processos de sistemáticos. Christofoletti (1969) destaca alguns nomes e tendências e segundo o autor está vertente metodológica se desenvolveu principalmente nos países germânicos tendo como precursor Henri Baulig. No entanto do ponto de vista metodológico esta vertente não trouxe muitos avanços, sendo ultrapassada pelas concepções provenientes do continente americano através dos pressupostos de Davis.
A continuidade desta temática se deus em meados da década de 1945, com trabalhos que estabeleciam as leis que geriam os canais e suas bacias, analisando seus processos através da quantificação. Estes trabalhos gadanharam destaque sob as mãos de Robert E. Horton, no período do pós- guerra. (CHRISTOFOLETTI, 1969)
Em seus trabalhos Horton, pode correlacionar os aspectos relacionados aos processos hidrológicos com diversos índices por ele proposto, desenvolvendo uma série de leis gerais que serviram como base para o desenvolvimento dos estudos relacionados a esta temática até os dias atuais. Estudos embasados em Horton (1945), analisariam estas perspectivas sob um olhar quantitativo, ao contrário dos estudos remotos a este, que se baseavam em observações de cunho pessoal e em raciocínios indutivos.
Os estudos que envolvem análises morfométricas a partir dos canais fluviais, de acordo com Christofoletti (1969), são de fato muito completos e importante, uma vez que os mesmos constituem os processos morfogenéticos ativos de esculturação das paisagens.
No que se refere as pesquisas morfométricas relacionadas às bacias hidrográficas, Christofoletti (1980) afirma que as maiores contribuições estão nos Estados Unidos, com autores como Strahler (1952), Schumm (1956), Miller (1953) dentre outros. No Brasil, o autor destaca como trabalho pioneiro o artigo de Freitas (1952).
Em suma os estudos morfométricos em bacia hidrográfica se resumem a três tipos de análises: análise areal da bacia, análise linear e análise altitudinal de bacias hidrográficas. Onde, a análise linear consiste nos índices e relações dos componentes das bacias cujas medidas são feitas no comprimento. A análise areal são os índices relacionados ao elemento em que se podem obter medidas planimétricas bem como medições lineares. E por último as análises altitudinais das bacias hidrográficas, que estão diretamente ligadas as movimentações topográficas das áreas drenadas. (CHRISTOFOLETTI, A. 1980) Baseado em autores como Strahler (1952), Strahler (1957, 1958), Chorley (1962), Schumm (1956) e Hack (1973) a análise morfométrica em bacias hidrográficas foi inicialmente obtida por meio
de mensuração dos atributos em cartas topográficas e cálculo manual. No entanto com o desenvolvimento da computação e, posteriormente, dos sistemas computacionais para cálculos e análises de dados, e mais tarde o SIG, veio a possibilidade de otimizar o processo de análise quantitativa de atributos do relevo e da rede de drenagem.
Materiais E Métodos:
A obtenção dos índices morfométricos se divide em análise linear das bacias, análise areal das bacias e análise hipsométrica das mesmas. Além disso como já dito anteriormente será obtido também o índice RDE bem como os perfis longitudinais.
A análise linear, é composta por parâmetros de quantificação da rede de drenagem da bacia, onde as medições são realizadas ao longo das linhas de escoamento. Para esta pesquisa optou-se pelo Índice de sinuosidade do canal principal (Is), proposto por Horton (1945, apud Alves &Castro 2003) sendo a representação da influência da carga sedimentar, junto a compartimentação litológica e estrutural da área estudada. Seu valor corresponde ao resultado da razão entre o comprimento do canal principal (L) e a distância vetorial (dv) entre os pontos extremos do canal, conforme a equação: 𝐼𝑠= 𝐿𝑑𝑣
Nesse parâmetro, é possível notar que os valores próximos a 1 indicam elevado controle estrutural ou alta energia, enquanto os valores acima de 2 indicam baixa energia e os valores intermediários formas transicionais entre canais retilíneos e meandrantes.Já análise areal das bacias hidrográficas tem como variável a área da bacia hidrográfica, com suas medições planimétricas e lineares, onde é possível destacar os índices: área da bacia, perímetro da bacia, índice de circularidade, coeficiente de compacidade, densidade de drenagem, densidade de rios e coeficiente de manutenção.
Desta forma a Área da bacia (A) corresponde aárea drenada pelo conjunto do sistema fluvial, projetada em um plano horizontal. O Perímetro da bacia (P) refere-se aocomprimento total da linha que serve como divisor de águas da bacia, seu aumento está diretamente ligado ao seu desenvolvimento. O Índice de circularidade (Ke), proposto por Miller (1953, apud Christofoletti, 1980), é definido através da relação entre a área da bacia (A) e o seu perímetro (P), conforme as equações abaixo:𝐾𝑒= 𝐴∗4𝜋𝑃2
O Coeficiente de compacidade (Kc) por sua vez, refere-serelação entre o perímetro da bacia hidrográfica (P) e um círculo de igual área a da bacia (A) em questão, apresentada na seguinte equação:𝐾𝑐= 0,28∗𝑃√𝐴
A Densidade de drenagem (Dd) é resultante da relação entre o comprimento total dos canais de drenagem (Lt) e a área da bacia hidrográfica (A), a qual eles pertencem:𝐷𝑑= 𝐿𝑡𝐴
Já a Densidade de rios (Dr) tem a finalidade de comparar a frequência ou a quantidade de cursos de água existente em uma área de tamanho padrão (km2), Horton (1945) definiu este índice como sendo a relação existente entre o número de canais (N) e a área da bacia (A), conforme a equação abaixo:𝐷𝑟= 𝑁𝐴
O Coeficiente de manutenção (Cm), proposto por Schumm (1956), tem como finalidade fornecer a área mínima necessária para a manutenção de um canal de escoamento permanente. Entretanto, de acordo com Cherem (2008), sua expressão matemática demonstra que ele nada mais é do que a razão inversa da densidade de drenagem da bacia (Dd):𝐶𝑚= 1𝐷𝑑∗1
Considerando a importância dos estudos morfométricos, será plicado nas bacias hidrográficas em questão, o índice de Relação Declividade-Extensão proposto por Hack (1973), que contribui como elemento prático na determinação das anomalias na concavidade natural do perfil longitudinal de um rio, possibilitando, a comparação das alterações ao longo de um determinado segmento fluvial. A utilização deste índice no Brasil teve como pioneirismo a tese de doutorado de Etchebehere (2000), onde foi aplicada na análise da bacia do Rio do Peixe-SP.
As anomalias identificadas pelo índice referem-se a knick points que podem interferir na dinâmica erosiva e, consequentemente, nos setores de deposição e erosão, do rio. Este parâmetro juntamente com o perfil longitudinal, proporciona a interpretação da influência litoestrutural sobre a drenagem de uma bacia hidrográfica, que de certo modo, conduzirá os padrões de sedimentação, e consequentemente da distribuição espacial destes sedimentos.
Os Perfis Longitudinais tratam-se de um plano cartesiano onde no eixo “Y” é inserido o valor correspondente a altitude, enquanto no eixo “X” é inserido o comprimento do trecho a partir da cabeceira. A partir destas informações é gerado um gráfico de dispersão em seguida uma linha de tendência logarítmica, tendo como base as propostas de Hack (1973) e Guedes et al. (2006). De modo geral o gráfico possui concavidade, sendo que neste caso demonstraria a condição de equilíbrio no qual o trecho do rio se encontra. Se no perfil longitudinal algum trecho apresentar convexidade em relação a linha de tendência, seria indicativo de 10 processos de soerguimento. Do mesmo modo, se o gráfico apresentar concavidade
Para as análises sedimentológicas inicialmente será realizada a testes granulométricos e de parâmetros físicos, como grau de arredondamento, forma dos sedimentos, dentre outros.Também serão realizadas analises mineralógicas, a fim de comparar os sedimentos com as rochas regionais, investigando suas áreas fonte. Ambas as análises seguiram a metodologia sugerida pela EMBRAPA (1997), utilizando principalmente o método de pipeta.A etapa que se refere aos mapeamentos, espacialização e/ou cálculos dos dados morfométricos, será desenvolvida na plataforma ArcGis 10.2, tendo como base imagens de satélite LANDSAT 8, imagens de radar SRTM, mapas geológicos da CODEMIG (2014), dentre outros.
Conclusão
Por se tratar de um trabalho em fase inicial o mesmo ainda não apresenta resultados, no entanto seu desenvolvimento é de extrema importância para um conhecimento geomorfológico mais avançado da região, que contribuirá também para a compreensão dos elementos geomorfológicos em âmbito regional.Para Couto (2011), a rede de drenagem o elemento mais sensível às alterações no que se refere
a crosta, a compreensão de suas dinâmicas é essencial para análises morfotectônica e/ou morfoestruturais, pois constitui uma importante ferramenta dada a sua capacidade de resposta às alterações ou reativações tectônicas.De acordo com FUJITA et al. (2011) um curso fluvial é um sistema dinâmico, que pode apresentar ao longo de sua extensão diversos segmentos distintos, com características diferenciadas expressas em seu perfil longitudinal. Desta forma, objetivando essas informações, o trabalho será parte de estudos que são desenvolvidos por um longo tempo na história geomorfológica e que nos permite uma compreensão maior da evolução fluvial e geomorfológica.
Referências:
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