1 Introdução

A bacia hidrográfica pode ser definida como uma área delimitada pelos divisores de água que drena as águas de chuva por ravinas, canais e tributários para um curso d’água principal, cuja vazão efluente converge para uma única saída (BOTELHO; SILVA, 2004). Sendo assim, suas características governam, no seu interior, todo o fluxo superficial da água. Por conseguinte, vem sendo considerada uma unidade territorial ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais (TEODORO, et al., 2007; TUCCI, 2001).

Por representar uma unidade bem caracterizada, a adoção da bacia hidrográfica como unidade de planejamento é de aceitação internacional. No meio científico, considera-se a bacia hidrográfica como uma unidade de estudo independente (DONADIO et al., 2005). Essa unidade territorial passou também a ser adotada pela Lei 9.433, de 8 de janeiro de 1997, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos no Brasil (BRASIL, 2007). Tonello et al. (p.1, 2005) afirmam que “a bacia hidrográfica deve ser considerada como uma unidade de planejamento quando se deseja a preservação dos recursos hídricos, já que as atividades desenvolvidas em seu interior têm influência sobre a quantidade e qualidade da água”. Eles ainda complementam afirmando que a bacia hidrográfica é a unidade de planejamento mais adequada para o emprego no planejamento dos recursos naturais, visto que seus limites são imutáveis quando analisados no horizonte de planejamento humano, favorecendo, desse modo, o acompanhamento das alterações naturais produzidas pelo homem no ambiente natural a partir do processo de uso e ocupação do solo.

O manejo de bacias hidrográficas permite a ordenação de um conjunto integrado de ações sobre o meio ambiente, a estrutura social, econômica, institucional e legal, a fim de promover a conservação e a utilização sustentável dos recursos naturais e o desenvolvimento sustentável (TONELLO et al., 2005; SINGH; THAKUR; SINGH, 2013). Nesse sentido, o manejo integrado de bacias hidrográficas baseia-se em um conjunto de técnicas aplicadas no âmbito da bacia hidrográfica que tem por objetivo regularizar a vazão dos cursos hídricos, a produção econômica e a proteção ambiental, garantindo a preservação da biodiversidade (ZACCHI et al., 2012).

Para a implementação de ações de manejo em uma bacia hidrográfica é necessário planejar as ações a serem executadas. Primeiramente, deve-se escolher a bacia hidrográfica de interesse. Feita a escolha, faz-se necessário traçar os objetivos do manejo para, em seguida, realizar o diagnóstico físico (morfometria e fisiografia da bacia considerando os vários elementos do meio físico, tais como geologia, solo, geomorfologia e clima), o diagnóstico biológico (faunístico e florístico) e o diagnóstico socioeconômico (uso e usuários da água). Com base nesses estudos é realizada a análise para a escolha da melhor técnica de manejo a ser adotada.

Pissarra et al. (2010) relatam que as características morfométricas indicam as relações entre a rede de drenagem e a respectiva área drenada, refletindo a fisiografia e a dinâmica fluvial da bacia hidrográfica relacionadas à manifestação dos processos de formação e degradação da superfície.

A delimitação de uma bacia hidrográfica e sua caracterização morfométrica são procedimentos comumente utilizados em análises hidrológicas e ambientais. O advento e a consolidação dos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) e o aprimoramento na geração dos Modelos Digitais de Elevação (MDEs) têm contribuído, de forma expressiva, no desenvolvimento de metodologias automáticas para obtenção de variáveis morfométricas de forma mais eficiente, confiável e com reprodutibilidade científica (ELESBON et al., 2011).

Diante do exposto, o presente estudo tem como objetivo determinar as características morfométricas da bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato, Boa Vista/ Roraima, como forma de gerar novos subsídios para o gerenciamento dos recursos hídricos nela existentes.

2 Material e métodos

2.1 Área de Estudo

A área de estudo é a bacia do Igarapé Carrapato, localizada no município de Boa Vista, Roraima (Figura 1). O igarapé Carrapato é tributário da margem esquerda do rio Cauamé, que é afluente da margem direita do rio Branco. As nascentes da bacia situamse junto à drenagem de diversos lagos intermitentes da savana.

Figura 1.
Mapa de localização da bacia do Igarapé Carrapato

A bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato está inserida na unidade geomorfológica Depressão Boa Vista (IBGE, 2005), caracterizada pela predominância de formas de relevo planas e suavemente dissecadas, com cotas altimétricas variando de 90 a 120 m. Sobre esse relevo, desenvolveram-se solos bem drenados com textura média, com predominância dos Latossolos, com ocorrência de Argissolos (MELO et al., 2004).

A cobertura vegetal predominante na bacia é do tipo “Savana Parque com floresta de galeria” (SANDER et al., 2008). O clima regional é do tipo superúmido e mesotérmico na classificação de Thornthwaite, e AW (tropical chuvoso com período seco definido), na classificação de Köppen (BARBOSA et al., 1997). A precipitação anual segundo Barbosa et al. (1997) está concentrada entre os meses de maio, junho e julho. Silva et al. (2015) encontraram precipitação média anual de 1637,7 mm.

2.2 Obtenção do Modelo Digital de Elevação e delimitação da bacia hidrográfica

Com o objetivo de delimitar a bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato, foi realizado o download do Modelo Digital de Elevação (MDE) SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), com resolução espacial de 30 x 30 m, disponibilizado no site Earth Explorer (http://earthexplorer.usgs.gov/).

Após o download, foi realizado o preenchimento das depressões espúrias e a remoção de possíveis erros sistemáticos existentes a partir do emprego de ferramentas do software ArcGIS 10.2 (ESRI, 2012). Após, foi realizada a delimitação da bacia hidrográfica com base no MDE e o ponto com a localização da foz da bacia hidrográfica em estudo, que foi obtido a partir da base de dados do Centro de Geotecnologia, Cartografia e Planejamento Territorial (CGPTERR).

2.3 Determinação dos parâmetros morfométricos

Com base no limite da bacia hidrográfica foram calculadas as diferentes características morfométricas: área de drenagem (A), perímetro da bacia (P), comprimento do leito principal, amplitude altimétrica, declividade média, altitude mínima, máxima e média, coeficiente de compacidade (Kc), fator de forma (F), índice de circularidade (IC), densidade de drenagem (Dd) e ordem de drenagem.

A altitude mínima, máxima e média foi obtida a partir do MDE, e a declividade média foi obtida a partir do modelo de declividade gerado com base no MDE. O perímetro e a área foram calculados com base no limite da bacia. O ordenamento dos cursos d’água da bacia foi realizado empregando-se a metodologia estabelecida por Strahler (1957).

Todos os procedimentos foram realizados empregando-se a interface do software ArcGis 10.2.

2.3.1 Coeficiente de compacidade

O coeficiente de compacidade (Kc) relaciona a forma da bacia com um círculo, sendo calculada com base na Equação 1. Constitui a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual à da bacia. De acordo com Villela e Mattos (1975), esse coeficiente é um número adimensional que varia com a forma da bacia, independentemente de seu tamanho. Quanto mais irregular for a bacia, maior será o coeficiente de compacidade. Um coeficiente mínimo igual à unidade corresponderia a uma bacia circular e, para uma bacia alongada, seu valor é significativamente superior a 1. Uma bacia será mais suscetível a enchentes quando seu Kc for mais próximo da unidade. O Kc foi calculado utilizando-se a Equação 1.

Onde: Kc o coeficiente de compacidade, P o perímetro (m) e A a área de drenagem (m²).

2.3.2 Densidade de drenagem

A densidade de drenagem relaciona o comprimento total dos rios presentes na bacia hidrográfica com a área de drenagem. Calculou-se a densidade de drenagem da bacia com base na Equação 2.

Onde: Dd = densidade de drenagem; Lb = comprimento total dos rios; A = área da bacia.

2.3.3 Fator de forma

O fator forma (F) relaciona a forma da bacia com a de um retângulo, correspondendo à razão entre a largura média e o comprimento axial da bacia (da foz ao ponto mais longínquo do espigão).

A forma da bacia, bem como a forma do sistema de drenagem, pode ser influenciada por algumas características, principalmente pela geologia. Podem atuar também sobre alguns processos hidrológicos ou sobre o comportamento hidrológico da bacia. Segundo Villela e Mattos (1975), uma bacia com um fator de forma baixo é menos sujeita a enchentes que outra de mesmo tamanho, porém com fator de forma maior. O fator de forma (F) foi determinado, utilizando-se a Equação 3:

Onde: F é o fator de forma; A, a área de drenagem (m²) e L, o comprimento do eixo da bacia (m).

2.3.4 Índice de circularidade

Simultaneamente ao coeficiente de compacidade, o índice de circularidade tende para a unidade à medida que a bacia se aproxima da forma circular e diminui à medida que a forma se torna alongada. Para isso, utilizou-se a Equação 4.

Onde: IC é o índice de circularidade; A, a área de drenagem (m²) e P, o perímetro.

3 Resultados e Discussão

Antecedendo o cálculo dos índices morfométricos da bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato, calcularam-se os dados que foram utilizados como base para a obtenção das características morfométricas. Assim calculou-se o comprimento total de todos os canais = 38,28 km, o comprimento do eixo da bacia (L) = 17,28 km e o comprimento do canal principal da bacia = 18,63 km (Tabela 1).

A bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato drena uma área total de 75,39 km², com perímetro de 46,65 km (Tabela 1). Por sua grande área de drenagem e por sua localização junto à área de expansão urbana do município de Boa Vista, estudos aprofundados acerca dos recursos hídricos, principalmente do ecossistema de veredas com buritis buscando a sua conservação são necessários.

Ao analisar o fator de forma em conjunto com o índice de compacidade, é possível afirmar que a bacia apresenta baixa susceptibilidade à ocorrência de enchentes, em condições normais de precipitação da região. A baixa susceptibilidade à enchente da bacia está relacionada também à declividade média e à altitude média, além do fator de forma (Tabela 1) e à alta permeabilidade dos solos existentes na bacia. Vilela e Mattos (1975) afirmam que bacias com forma circular, onde o fator de forma se aproxima ou é igual à unidade, apresentam maior susceptibilidade à enchente, visto que o risco de ocorrerem chuvas intensas simultaneamente em todo o território da bacia é maior, ocasionando a concentração de grande volume de água no tributário principal. Em estudo semelhante, Tonello et al. (2006) observaram para a bacia hidrográfica da Cachoeira das Pombas, situada no Município de Guanhães/MG, morfometria similar à do Igarapé Carrapato, com formato alongado e com pouca possibilidade de enchentes.

Segundo Zacchi et al. (2012), conhecer a densidade de drenagem possibilita um melhor planejamento do uso e manejo da bacia hidrográfica. Villela e Mattos (1975) afirmam que uma bacia hidrográfica pode ser mal drenada, medianamente drenada e bem drenada. Levando isso em conta, a bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato pode ser considerada mal drenada, visto que sua densidade de drenagem é igual a 0,48 (Tabela 1). Vanzela; Hernadez e Franco (2010), estudando a bacia hidrográfica do córrego Três Barras em Marinópolis (SP), encontraram densidade de drenagem igual a 2,1 km/km², o que a faz ser classificada como uma bacia medianamente drenada. Fraga et al. (2014) caracterizaram a bacia hidrográfica do Rio Catolé como sendo mal drenada, com densidade de drenagem de 0,38 km/km². Singh, Thakur e Singh (2013), ao estudarem a bacia do rio Morar, encontraram densidade de drenagem de 1,18 km/ km², classificando, assim, essa bacia com baixa densidade de drenagem.

Ainda sobre a densidade de drenagem, o baixo valor obtido (Tabela 1) reflete que a bacia possui área total de drenagem superior ao comprimento total de canais. Porém, segundo Fraga et al. (2014), tal fato contribui para a dinâmica de infiltração da água no solo e para a menor propensão de picos de vazão; consequentemente, haverá uma maior recarga dos lençóis freáticos e diminuição do risco de extravasamento do canal.

O padrão de drenagem da bacia analisada pode ser classificado como retilíneo e paralelo, onde a confluência dos afluentes com o canal principal, em sua maioria, forma ângulos iguais a 90°, características de padrões de rede de drenagem retangular. Ao caracterizar a rede de drenagem dessa bacia, Sander et al. (2008) apontam que ela apresenta características que indicam forte controle estrutural, onde os canais apresentam em sua maioria direcionamento NW-SE e NE-SW. Da área total da bacia, 54% é ocupada por lagos, com maior concentração no trecho superior, ao norte da bacia, esses lagos permanecem cheios durante a estação chuvosa, apresentando canais de intercomunicação com os lagos formadores de outras bacias, que também drenam essa área; no período seco, esses lagos apresentam um leito sem afloramento do lençol freático, de sedimentos acinzentados pelo acúmulo de matéria orgânica, sendo importantes para a manutenção do curso d`água. Sander et al. (2008) constataram que, ao fim da estação seca, meses de março e abril, o sistema lacustre contribui com até 77% da descarga total do igarapé. Considerando a base cartográfica cedida pelo CGPTERR e a metodologia proposta por Strahler (1957) a bacia hidrográfica em estudo é de 3ª ordem.

Em relação à amplitude altimétrica, a bacia possui baixa amplitude (64 m) (Tabela 1). Esse valor indica que a bacia possui relevo pouco movimentado, fato confirmado pelas classes de declividade predominante da área (47,2% da área é plana e 49,5% é suavemente ondulada) (Tabela 2) e pela altitude máxima (124 m), média (83 m) e mínima (61m) (Tabela 1). A baixa variação nas características do relevo da bacia denota que não haverá diferenças consideráveis de temperatura média, a qual não acarreta variações na evapotranspiração nas diferentes áreas da bacia. A declividade do relevo influencia em vários processos hidrológicos, tais como o escoamento superficial, a umidade do solo, a infiltração de água, entre outros. Além disso, ela regula o tempo de duração do escoamento superficial e da concentração da precipitação no território da bacia hidrográfica (ZACCHI et al., 2012). O MDE da bacia pode ser observado na Figura 2.

Figura 2.
Modelo Digital de Elevação da bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato

A declividade média da bacia é de 3,5%, caracterizando o relevo como sendo plano, existindo algumas variações devidas à formação geológica, apresentando afloramentos de basalto caracterizando os pontos altos e, nas regiões mais planas, arenitos e solos síltico-arenosos da Formação Boa Vista. Na desembocadura da bacia, a presença de terraços lateríticos controla a topografia, formando um terreno levemente acidentado. Esses parâmetros são importantes e possuem grande influência sobre o escoamento superficial com consequências sobre o processo de erosão hídrica do solo, resultando em perda de água e nutrientes, que podem vir a provocar o assoreamento e eutrofização dos corpos d’água.

Toda a região onde está a bacia do Igarapé Carrapato é ocupada pela savana dos Campos do Rio Branco (BARBOSA et al., 2005), caracterizada por um vasto e plano tapete graminoso, com ondulações onde ocorre vegetação arbustiva nas cotas médias e baixas da bacia e ocorrência de formações lacustres na parte superior; lagos esses que abastecem extensa rede de drenagens ladeadas por uma mata ciliar onde predomina o buriti (Mauritia flexuosa).

A Figura 3 mostra o mapa de caracterização da área de pesquisa, destacando alguns pontos da bacia.

Figura 3.
Caracterização de diferentes pontos da bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato

Onde: A) áreas alagadas na região de montante da bacia com acumulação de matéria orgânica no leito dos lagos; B) seção do solo (horizonte «A»), uma área alagada de montante, cuja profundidade é indicada pelo autor da pesquisa: C) afloramento de lateritas no divisor de água da bacia; D) aspecto da savana após queimada recente; E) vista da planície de inundação a jusante do local de medição das vazões – observe depressão limitada pelos terraços lateríticos; F) área de extração de lateritas na Fig. E – observe ainda a proximidade do terraço do leito do canal (mata ciliar à direita); G) Afloramento de lateritas; e H) lago permanente na bacia – observar que o mesmo estava quase seco no período em que foi tirada a foto.

A cobertura vegetal exerce função hidrológica de interceptação e redistribuição da água da chuva. Nesse caso, a cobertura predominantemente rasteira tem uma função de manutenção das condições estruturais do solo e de controle de erosão. Enquanto os lagos presentes exercem forte influência para a manutenção da perenidade do igarapé ao longo do período de estiagem da região que, segundo Araújo et al. (2001), estende-se, em anos normais, de outubro a março.

A remoção da vegetação nativa levará consequentemente a processos erosivos, gerando degradação do ambiente, podendo se propagar para áreas adjacentes, que, mesmo considerando a morfometria da bacia desfavorável a processos erosivos, poderia afetar o curso d`água e as vidas nele presente.

A utilização dos solos de maneira intensiva, sem o devido cuidado com sua conservação e a das matas ciliares, culmina geralmente com a degradação das microbacias, assoreando os leitos dos cursos de água, depreciando sua qualidade, reduzindo sua disponibilidade e potencial de uso para a irrigação (VANZELA; HERNANDEZ; FRANCO, 2010). Segundo Arcova e Cicco (1999), nas bacias com cobertura de floresta natural, a vegetação promove a proteção contra a erosão dos solos, a sedimentação, a lixiviação excessiva de nutrientes e a elevação da temperatura da água. Nas microbacias de uso agrícola, quando comparadas às de uso florestal, o transporte de sedimentos e a perda de nutrientes são maiores.

4 Conclusões

A bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato possui forma alongada, sendo isso comprovado pelo índice de circularidade, coeficiente de compacidade e fator de forma.

A bacia hidrográfica do Igarapé Carrapato é de terceira ordem, apontando que o sistema de drenagem da bacia é pouco ramificado.

Com base nas características morfométricas analisadas, a bacia do Igarapé Carrapato possui baixa susceptibilidade à enchente.

A bacia possui relevo pouco movimentado, fato que contribui para que não existam diferenças consideráveis de temperatura média, a qual não acarreta variações na evapotranspiração nas diferentes áreas da bacia. Sua rede de drenagem é classificada como retilínea e paralela.

Os resultados da morfometria, se analisados em conjunto com outras características do meio físico e biótico da bacia tais como cobertura e uso do solo, e classes de solo, irão contribuir para a implementação de forma adequada de técnicas de conservação do solo. Consequentemente colaborarão com o aumento da taxa de manutenção do lençol freático da bacia e, por conseguinte, com a regularização da vazão de seus igarapés formadores.

Referências

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Notas de autor