Análise das Características Morfométricas da Bacia Hidrográfica do Rio de Ondas, BA

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Análise das Características Morfométricas da Bacia Hidrográfica do Rio de Ondas, BA
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FERNANDES, Flávio [1], OLIVEIRA, Melquesedeck Saturnino Cabral [2], ROCHA, Felizardo Adenilson [3]

FERNANDES, Flávio; et.al. Análise das Características Morfométricas da Bacia Hidrográfica do Rio de Ondas, BA. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 02, Vol. 02, pp. 55-71, Fevereiro de 2018. ISSN:2448-0959

RESUMO

O objetivo do estudo foi analisar as características morfométricas da bacia hidrográfica do rio de Ondas, de forma a contribuir para melhor gestão dos recursos hídricos e planejamento ambiental da região. Para obtenção das características morfométricas da bacia foi utilizado o Modelo Digital de Elevação em ambientes de sistemas de informações geográficas, obtido a partir de imagens Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com resolução espacial de 30m. A área de drenagem encontrada foi de 5525,96km² e o perímetro igual a 605,94km. A bacia apresentou uma altitude média de 758m e uma declividade média 3,32% definido pela classificação da Embrapa como relevo ondulado. Os resultados obtidos pelo coeficiente de compacidade de (2,28), fator de forma (0,26) e índice de circularidade (0,19) indicam que a bacia possui um formato alongado, tornando-se pouco susceptível a enchentes em condições normais de precipitação. A densidade de drenagem da bacia foi de 0,18 km km-2, caracterizando como uma bacia mal drenada.

Palavras-Chave: Morfometria, Geotecnologias, Recursos Hídricos.

INTRODUÇÃO

Os problemas relacionados com a escassez hídrica tanto de caráter qualitativo quanto quantitativo têm aumentado à preocupação da população em relação à gestão dos recursos hídricos. Nessa perspectiva, tem-se desenvolvido políticas públicas com o objetivo de auxiliar na tomada de decisões para assegurar a manutenção dos recursos hídricos para gerações futuras e atual (MIOTO, 2014).

Segundo CAMPOS et al., (2015), a determinação de vários parâmetros de uma bacia hidrográfica, produzem informações que auxiliam no seu manejo, sendo fundamentais em projetos ou planejamentos ambientais futuros na área de estudo. Neste contexto, os sistemas de informações geográficas tem sido utilizados como ferramenta para geração de informações que correlacionam diversas variáveis ambientais (PEREIRA et al., 2015).

Segundo FRAGA (2014), o surgimento do Modelo Digital de Elevação (MDE), bem como tecnologias na área de geoprocessamento em ambientes de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), garante eficiência na obtenção e confiabilidade de resultados envolvendo delimitação automática de bacias hidrográficas.

De acordo com FERREIRA (2012), compreender o comportamento hidrológico que uma bacia apresenta e que futuramente poderá apresentar, torna-se possível ao se conhecer as características morfométricas da mesma, possibilitando acompanhar interferências nos processos do ciclo hidrológico e as respectivas respostas da natureza. Os estudos das características fisiográficas são importantes em qualquer investigação hidrológica, como avaliação do potencial de escoamento de águas subterrâneas e superficiais, como também gestão de bacias e avaliação ambiental (MAGESH et al., 2015).

A sub-bacia hidrográfica do rio de Ondas é uma das oito que compõe a Mesorregião do Extremo Oeste da Bahia. Está sub-bacia é de extrema importância para região, por apresentar características fisiografias e climáticas que favorecem o desenvolvimento de atividades agrícolas. A expansão dessas atividades tem sido de forma insustentável do ponto de vista ambiental, por ocupar áreas que segundo a legislação são áreas de preservação permanente (SANTOS et al., 2013).

Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo determinar as características morfométricas na bacia hidrográfica do rio de Ondas.

CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

A bacia hidrográfica do Rio de Ondas está localizada na mesorregião do extremo norte baiano entre os paralelos 8681134 – 8609734 m e meridianos 349584

– 499255 m, contida na zona 23, conforme o sistema de projeção Universal Transversa de Mercator (UTM). A bacia abrange os municípios de Barreiras e Luís Eduardo Magalhães (Figura 1).

O clima da bacia hidrográfica é classificado, segundo a classificação internacional de Köppen, como “Aw”, ou seja, clima tropical com estação seca de inverno. A temperatura média anual varia de 22 – 24ºC e precipitação média anual fica entre 1300 -1900 mm.

Figura 1: Localização da bacia hidrográfica do rio de Ondas.
Figura 1: Localização da bacia hidrográfica do rio de Ondas.

DELIMITAÇÃO DA BACIA E OBTENÇÃO DO MDEHC

O MDEHC (Modelo Digital de Elevação Hidrologicamente Consistido) da bacia hidrográfica foi gerado a partir da base cartográfica das SRTM (Shuttler Radar Topography Mission), com resolução espacial de 30 metros, obtidas do banco de dados do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS, 2017). Utilizou-se quatro imagens SRTM na escala de 1:250.000 para contemplar toda área da bacia. Posteriormente foi realizado a reprojeção cartográfica das imagens de WGS 84 para SIRGAS 2000, Zona 23S. Após a reprojeção foi feito o mosaico das imagens, preenchimento das depressões espúrias, delimitação da área de drenagem da bacia hidrográfica, extração da rede de drenagem e obtenção das características morfométricas. O software utilizado para manipulação das imagens foi ArcGIS 10.2/ArcMap® do ESRI.

As características físicas geradas a partir da base de dados foram: área de drenagem, perímetro da bacia, coeficiente de compacidade, índice de circularidade, fator de forma, densidade de drenagem, declividade utilizando a classificação da EMBRAPA (2009), altitude e hierarquia dos cursos d’água.

DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS

Após a delimitação da bacia foram obtidas as características morfométricas. A deliberação da área de drenagem da bacia, o perímetro e os comprimentos foram alcançados utilizando-se rotinas específicas do aplicativo computacional ArcGIS 10.2®.

O coeficiente de compacidade (Kc) constitui a relação entre a circunferência de um círculo de área análogo a bacia e o perímetro da mesma. Seu valor é superior a 1, quanto mais próximo o Kc for de 1, a bacia será mais suscetível a enchentes. A determinação de Kc é baseada na Equação 1.

Equação 1
Equação 1

Em que, Kc é o coeficiente de compacidade, adimensional; A é a área da bacia (m²); P é o perímetro da bacia (m).

O fator de forma relaciona o formato da bacia com um retângulo, relacionando à razão entre o comprimento axial e a largura média. Ao compararmos duas bacias, quanto menor for o fator de forma, menos sujeita ela será a enchentes, se comparada à outra de mesmo tamanho, porém com fator de forma maior, segundo VILLELA E MATTOS (1975). O fator de forma é determinado utilizando a Equação 2:

Equação 2 
Equação 2

Em que, F é o fator de forma, adimensional; A é a área de drenagem (m2); L = comprimento do eixo da bacia (m).

Quanto ao índice de circularidade, pode-se considerar outra característica que relaciona a forma da bacia ao formato de um círculo. O índice de circularidade tende a 1, conforme a bacia se aproxime do formato circular e diminui quando é mais alongada. Para efetuar o cálculo utiliza-se a Equação 3.

Equação 3 
Equação 3

Em que IC é o índice de circularidade, A é a área de drenagem (m2) e P o perímetro (m).

Quanto às altitudes e declividades médias, máximas e mínimas foram obtidas automaticamente através do MDEHC, utilizando a classificação da EMBRAPA (2009).

Já a densidade de drenagem (Dd) apresenta a relação entre o somatório dos comprimentos dos rios e a área total da bacia, indicando a velocidade com que a água deixa a bacia, fornece informações sobre a sua eficiência de drenagem sendo dada por km/km². Para a determinação do índice foi utilizada a Equação 4.

Equação 4 
Equação 4

Em que, Lt é igual ao somatório dos comprimentos dos rios; e A é a área de drenagem da bacia.

A hierarquização fluvial foi realizada a partir da metodologia de STRAHLER (1957), onde canais de primeira ordem são aqueles que não apresentam tributários. Canais de segunda ordem, são aqueles formados a partir da confluência de canais de primeira ordem, podendo também ter tributários de primeira ordem. Os canais de 3ª ordem são formados a partir da confluência de dois canais de segunda, podendo receber tributários de segunda e primeira ordens, e assim se sucede para os demais tributários (SILVEIRA, 2001).

O relevo, uma das principais características de uma bacia hidrográfica, tem como fundamento básico suas vertentes (VELOSO, 2002). A orientação das vertentes da bacia hidrográfica do rio de Ondas, foi realizada através da ferramenta “Aspect” com a utilização do software ArcGIS 10.2.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na Tabela 1 estão apresentadas as características morfométricas da bacia hidrográfica do rio de Ondas. A bacia apresenta área de drenagem de 5525,96 Km², comprimento axial de 145,98 Km e perímetro igual a 605,94 Km. Segundo a classificação proposto por WISLER E BRATER (1964), bacia que apresentam áreas superiores a 26 Km² são classificadas como grandes. De acordo com Tucci (2013) a área de uma bacia também é de fundamental importância para avaliar sua potencialidade hídrica.

Tabela 1 – Resultados da caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio de Ondas, Bahia.

Parâmetros Morfométricos Unidade Resultado
Área de Drenagem Km² 5.525,96
Perímetro Km 605,94
Forma da Bacia Coeficiente de Compacidade
(kc)
2,28
Fator de Forma (Kf) 0,26
Comprimento axial da bacia Km 146
Indíce de Circularidade 0,18
Comprimento do rio principal Km 156
Sistema de Drenagem Comprimento total de todos os canais Km 1028
Densidade de Drenagem Km. Km-² 0,18
Ordem dos cursos d’água 4
Declividade máxima % 94,53
Declividade média % 3,32
Relevo da Bacia Declividade mínima % 0,00
Altitude máxima m 929
Altitude média m 758
Altitude mínima m 435

O coeficiente de compacidade (KC) de uma bacia hidrográfica além de ser utilizado para indicar seu formato, também indica tendência a sofrer picos de enchentes, em condições normais de precipitação. A bacia hidrográfica do rio de Ondas apresentou um KC igual a 2,28. Para Oliveira (1997) bacias que apresentaram valores de KC superiores a 1,5 apresentam formato alongado e não estão sujeitas a enchentes em condições normais de chuva.

O índice de circularidade (IC) e a fator forma (F), são outros índices utilizados para correlacionar a forma da bacia com figuras geométricas conhecidas. Os valores

encontrados para IC e F foram 0,19 e 0,26, respectivamente. Esses valores, assim como o encontrado para o KC, sugerem que a bacia possui um formato alongado e pouca susceptibilidade a picos de enchentes.

O ordenamento dos canais (Figura 2) de uma bacia hidrográfica, reflete a eficiência do seu sistema de drenagem. De acordo com BERTONI & LOMBARDINETO (2008), uma maior ramificação indica uma eficiência mais elevada do sistema de drenagem de uma bacia. Seguindo o método proposto por STRAHLER (1974), a bacia hidrográfica do rio de Ondas possui ramificação de 4ª ordem.

Figura 2: Ordenamento dos cursos d’água na bacia hidrográfica do rio de Ondas.
Figura 2: Ordenamento dos cursos d’água na bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Conforme apresentado na Tabela 2, 43,54% dos tributários do rio de Ondas são de 1ª ordem, o que indica uma grande quantidade de nascentes na bacia.

Tabela 2 – Ordem dos cursos d’água e sua porcentagem na bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Ordem dos Cursos d’agua L (Km) %
447,585 43,54
183,535 17,85
314,505 30,69
81,375 7,92
Total: 1028,00 100

 

Analisando a hipsometria (Figura 3) da área de estudo, é possível verificar que a elevação variou entre 435 e 929 m. A altitude média da área de estudo foi de 758 m. O conhecimento dessa característica fisiográfica da bacia é de fundamental importância, uma vez que está relacionado a vulnerabilidade de evaporação da água no solo graças a maior ou menor incidência de energia na área (SANTOS et al., 2012).

Figura 3: Mapa de altitude da bacia hidrográfica do rio de Ondas.
Figura 3: Mapa de altitude da bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Dentre as altitudes (Tabela 3) encontradas na área de estudo, percebe-se que 45,93% apresenta-se mais próxima da média geral. De acordo com DUARTE et al. (2007), a temperatura média de uma bacia está diretamente relacionado a altitude média e variação da altitude. Além de promover alterações significativas na temperatura média da bacia, as variações de elevação também provocam alterações significativas na precipitação média anual (FRAGA et al., 2014).

Tabela 3 – Distribuição da elevação na bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Altitude (m) Área %
435 – 618 200,29 3,62
618 -713 758,92 13,73
713 – 767 2538,10 45,93
767 – 833 1067,80 19,32
833 – 929 960,85 17,40
Total 5525,96 100

 

A declividade, característica que afeta consideravelmente o ciclo hidrológico de uma bacia hidrográfica, é de fundamental importância para seu planejamento e manejo (TONELLO et al., 2006). A espacialização da declividade na bacia hidrográfica do rio de Ondas está apresentada na Figura 4. A bacia apresenta uma declividade média igual a 3,32%, que, segundo a EMBRAPA (2009), caracteriza-se como relevo plano.

Figura 4: Espacialização da declividade na bacia hidrográfica do rio de Ondas.
Figura 4: Espacialização da declividade na bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Na Tabela 4, pode-se observar que a bacia hidrográfica do rio de Ondas apresenta 58,23% da sua área com relevo plano, segundo a classificação da Embrapa (2009). Dentre as outras classes de relevo, a que apresentou menor representatividade na bacia foi a de relevo fortemente montanhoso, apresentando distribuição de 0,0044% e área de 0,2421 Km². Associado com as condições climáticas da região, essa característica da bacia é fundamental para mecanização e expansão das fronteiras agrícolas no extremo oeste baiano (SANTOS et al., 2013).

Tabela 4 – Distribuição das classes de declividade na bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Declividade (%) Discriminação Área (Km²) %
0 – 3 Relevo Plano 3217,84 58,23
3 – 8 Relevo Suavemente Ondulado 2025,49 36,65
8 – 20 Relevo Ondulado 221,86 4,01
20 – 45 Relevo Fortemente Ondulado 49,84 0,90
45 – 75 Relevo Montanhoso 10,70 0,19
75 Relevo Fortemente Montanhoso 0,242 0,0044
Total 5525,96 100

 

Uma das formas de avaliar quais áreas estão mais sujeitas a irradiação solar, é correlacionar a declividade do relevo com a orientação das vertentes (Figura 5). Segundo SILVA e SILVA (2010) a utilização da orientação das vertentes do relevo como ferramenta de identificação do uso mais adequado para o solo, tem se mostrado eficiente uma vez que a radiação solar é um dos fatores limitantes para o desenvolvimento das plantas.

O relevo na bacia hidrográfica do rio de Ondas apresenta as vertentes com uma maior predominância de orientação para o Leste (13,02%), Sudeste (11,96%) e Sul (11,81%). De acordo com BENATTI et., al (2015) as regiões mais adequadas para restauração florestal, são aquelas que apresentam as vertentes com maior orientação para o leste. Essas regiões tendem a ter maior incidência da radiação pela manhã, período em que as temperaturas não provocam um grande desconforto térmico nas plantas.

Figura 5: Orientação das vertentes do relevo da bacia hidrográfica do rio de Ondas.
Figura 5: Orientação das vertentes do relevo da bacia hidrográfica do rio de Ondas.

Dentre os parâmetros analisados na caracterização morfométricas de bacia hidrográficas, a densidade de drenagem é reconhecidamente como um dos mais importantes, por se correlacionar com diversas variáveis do meio físico, tais como: relevo, litologia, uso e ocupação do solo (HIRUMA et al., 1994). A densidade de drenagem encontrada para bacia foi 0,19 (km/km²), que segundo a classificação proposto por VILLELA E MATTOS, (1975), é considerada pobre ou mau drenada.

CONCLUSÃO

Tendo como base os resultados obtidos e considerando-se as condições em que o estudo foi realizado, conclui-se que: a bacia hidrográfica do rio e Ondas apresenta formato irregular e apresenta pouca susceptibilidade a picos de enchentes em condições normais de precipitação, sendo que tal afirmação pode ser comprovada pelos coeficientes de formas encontrados para bacia.

A baixa densidade de drenagem indica uma pequena quantidade de canais em relação a área de drenagem. A bacia apresentou uma hierarquização fluvial igual a quatro, sendo que a 43,54% dos canais são de primeira ordem, o que indica uma grande quantidade de nascentes na área de estudo.

A bacia hidrográfica do rio de Ondas apresenta 58,23% da sua área com relevo plano, fator que foi fundamental para o desenvolvimento de atividades agrícolas em municípios que contemplam sua área.

O relevo na bacia hidrográfica do rio de Ondas apresenta os vertentes com uma maior predominância de orientação para o Leste (13,02%), essas áreas tendem a ser mais adequadas para o reflorestamento.

A altitude média da bacia foi igual a 758 m, sendo que 45,93% da área de estudo apresenta altitudes entre 713 – 767m, fato que indica que a bacia não apresenta grandes variações na sua temperatura média.

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[1] Pós-Graduando do Curso de Geotecnologias/Escola de Engenharia de Agrimensura/Vitória da Conquista, BA.

[2] Pós-Graduando do Curso de Geotecnologias/Escola de  Engenharia de Agrimensura/Vitória da Conquista, BA.

[3] Professor Doutor – Instituto Federal da Bahia, Campus Vitória da Conquista, BA.

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