apostila bacias hidrográficas
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2. BACIAS HIDROGR`FICAS
2.1 Abordagem Introdutria
Bacias hidrogrficas so definidas como reas nas quais a gua drena para um
nico ponto de sada. Todos os corpos dgua que nascem nas cabeceiras de uma
bacia fluem para a seo de controle ou exutrio da baci a. Portanto, consiste de uma
rea na qual ocorre o escoamento (drenagem) da gua, a partir de limites geogrficos
conhecidos como divisores de gua com direcionamento do fluxo para a seo de
controle.
Bacias hidrogrficas normalmente fazem parte de outras bacias de maior porte
e assim sucessivamente, at as grandes bacias como do Rio Paran, So Francisco e
Amazonas. Sendo assim, a adoo do termo sub-bacia hidrog rfica mais apropriada,
haja vista que os critrios de definio quanto ao tama nho, so imprecisos. Assim, por
exemplo, dentro Campus da UFLA existem vrias sub-bacias hidrogrficas, as quais
direta ou indiretamente drenam para o Ribeiro Verm elho (que passa prximo ao
Brejo), que por sua vez, integrante de uma bacia maior, a do Rio Grande, que por
sua vez pertence a Bacia do Rio Paran. Observa-se que todos os corpos dgua que
nascem na bacia da UFLA atingiro o oceano Atlntico, na seo de controle da Bacia
do Rio Paran, no rio da Prata, Argentina.
Destacam-se os seguintes elementos fisiogrficos de uma bacia hidrogrfica:
- Divisores de `gua: linha que representa os limites da b acia, determinando o
sentido de fluxo da rede de drenagem;
- Seo de Controle: local por onde toda a gua captada da bacia (enxurrada
e corpos dgua) drenada;
- Rede de Drenagem: constitui-se de todos os corpos dgua da bacia e
canais de escoamento, no necessariamente perenes. So canai s perenes
aqueles em regime permanente de fluxo. So considerado s intermitentes os
corpos dgua que fluem somente na poca das chuvas, ou seja, quando
as nascentes esto abastecidas. Ao chegar a estao de dfi cit hdrico, tais
canais secam; e so efmeros os canais pelos quais fluem gua somente
quando ocorre escoamento originado de precipitao, ou se ja, a enxurrada.
Quando a precipitao termina, o fluxo cessa.
A rede de drenagem extremamente importante para caracterizao e manejo
de bacias hidrogrficas, determinando sua capacidade de produo de gua, as
caractersticas do escoamento superficial e o potencial de produo e transporte de
sedimentos. Observa-se que estas 3 propriedades hidrol gicas so de grande
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importncia para o manejo da bacia, especialmente no con texto ambiental e so
diretamente influenciadas pelas caractersticas da rede de drenagem.
Cobertura vegetal e classe de solo so ambas fundamentais para
caracterizao do ambiente e controlam a dinmica da gu a dentro da bacia
hidrogrfica. Cada cobertura vegetal exerce uma influncia diferente no tocante s
caractersticas de evapotranspirao e de reteno da pre cipitao. Da mesma forma,
os tipos de solo, que alm do aspecto evaporativo, interferem decisivamente nos
processos de infiltrao de gua e por conseqncia direta, nas caractersticas do
escoamento superficial e transporte de sedimentos.
Igualmente importante, o formato da bacia hidrogrfica. Bacias hidrogrficas
geralmente apresentam 2 formatos bsicos, com tendncia a serem circulares ou
elpticas (alongadas). As formas tm importncia especial no comportamento do
escoamento superficial. As primeiras tm tendncia de promover maior concentrao
da enxurrada num trecho menor do canal principal da bacia, promovendo vazes
maiores e adiantadas, relativamente s bacias alongadas, que produzem maior
distribuio da enxurrada ao longo do canal principal, amenizando, portanto, as
vazes e retardando a vazo de pico (mxima).
2.2 Parmetros fisiogrficos importantes no context o hidrolgico
2.2.1 - Conceitos aplicveis ao estudo de Bacias Hi drogrficas
Pequenas Bacias
O conceito de pequenas bacias controverso. No est somente associado ao
tamanho (rea) das mesmas, mas ao objetivo dos estudos que sero aplicados. Ponce
(1989) citado por Goldenfun (2001) relata as seguintes propriedades para se definir
uma bacia hidrogrfica como pequena:
- uniformidade da distribuio da precipitao em toda a rea da bacia;
- uniformidade da distribuio da precipitao no tempo ;
- o tempo de durao da chuva geralmente excede o temp o de concentrao
da bacia;
- a produo de gua e sedimentos ocorre em grande parte nas vertentes da
bacia e o armazenamento e o fluxo concentrados nos cursos dgua no so
significativos.
Estas propriedades so estabelecidas com o objetivo de facil itar a modelagem
do processo de transformao chuva-vazo. Contudo, h um problema que no pode
ser desconsiderado, que a questo da variabilidade, principalmente espacial, dos
eventos de precipitao e da capacidade de infiltrao de gua no solo, que
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combinados, produziro grande variao na gerao do es coamento superficial.
Portanto, o conceito de homogeneidade tambm deve ser considerado, especialmente
em funo dos objetivos a serem alcanados. Estes devem ser n orteados em funo
de uma melhor compreenso das relaes fsicas e matemticas que envolvem os
vrios componentes do ciclo hidrolgico.
Bacias Representativas
Tais bacias so definidas de forma que possam representar uma regio
homognea. So instrumentadas com aparelhos para monitoramento e registro dos
eventos hidrolgicos e climticos. Estas bacias so utilizadas para estudos
hidrolgicos sem que haja alterao de suas caractersticas f isiogrficas, em especial
solo e cobertura vegetal, que so mantidas estveis. Assim sendo, h necessidade de
grandes sries histricas em especial de vazo e precipita o.
O principal objetivo de bacias representativas instrumentadas produzir
informaes hidrolgicas e meteorolgicas para toda uma r egio homognea a que
pertencem. Alm de longos perodos de anlise so feitos estudos climticos,
hidrogeolgicos e pedolgicos. Enfim, bacias representativ as instrumentadas tm
como objetivos cientficos, os seguintes estudos:
- avaliao detalhada dos processos fsicos, qumicos e biolg icos do ciclo
hidrolgico, necessitando-se de longas sries histricas e m nima alterao
do meio;
- desenvolvimento de modelos para predio de eventos h idrolgicos
associados ao escoamento superficial, gua no solo e evapotranspirao da
regio homognea, que a bacia representa;
- anlise dos efeitos de mudanas naturais de aspectos fisiogrficos no ciclo
hidrolgico.
Bacias Experimentais
So bacias hidrogrficas que visam basicamente a estudos cientficos dos
componentes do ciclo hidrolgico e eventuais influncias de manejos neste. Neste
caso, pode-se produzir alteraes intencionais nas caracter sticas de uso do solo e
vegetao na bacia. Normalmente, por constiturem-se em reas destinadas
estritamente a pesquisa, havendo-se necessidade de aquisio da rea, o tamanho
destas bacias no ultrapassa 4 km 2, sendo, portanto, de pequenas dimenses. Os
principais objetivos das bacias experimentais so:
- avaliar a influncia de manejos como desmatamento e influncia de
diferentes usos do solo na produo de eroso e no ciclo hidrolgico;
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- testar, validar e calibrar modelos de previso hidrol gica;
- treinamento de tcnicos e estudantes com os aparelhos de medio
hidrolgica (medidores de vazo, lingrafos, molinete s, etc) e climtica;
- como em bacias representativas, estudos detalhados de processos fsicos,
qumicos e biolgicos do regime hdrico das bacias;
Normalmente, busca-se o estudo comparativo dos efeitos de manejos, portanto,
necessrio que haja mais de uma bacia monitorada.
Bacias Elementares
So bacias de pequena ordem, constituindo-se na menor u nidade
geomorfolgica onde podem ocorrer, de maneira completa , o ciclo hidrolgico
(Goldenfun, 2001). Apresentam reas inferiores a 5 km2, permitindo as seguintes
consideraes:
- uniformidade em toda rea dos eventos pluviomtricos;
- caractersticas de vegetao e pedologia semelhantes em t oda a bacia;
- controle sobre a entrada de sedimentos provenientes de outras reas;
- identificao rpida e precisa de mudanas no horizont e superficial dos solos
que constituem as bacias;
- no haja efeitos significativos da concentrao de gu a e sedimentos nas
calhas dos cursos dgua, quando comparada produo destes nas
vertentes.
Se houver condies de comprovao de tais premissas, pode-se fazer
estudos numricos precisos do ciclo hidrolgico, que ajudaro no entendimento dos
processos envolvidos com o mesmo. Segundo Goldenfum (2001) em bacias
experimentais e elementares pode-se fazer estudos cuja necessidade de informaes
variem de um perodo extenso de anlise (grandes sries histricas) ou perodos
bastante curtos, tudo dependendo dos objetivos. Por exemplo: na avaliao dos
efeitos de diferentes prticas agrcolas pode-se trabalhar com perodos curtos de
anlise; j na avaliao dos efeitos de desmatamento ou funo hidrolgica de
diferentes coberturas vegetais, h necessidade de uma srie maior de dados para se
chegar a resultados conclusivos.
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2.2.2 Caracterizao Fisiogrfica de Bacias Hidrogr ficas
Divisores de `gua
O divisor de guas delimita a Bacia Hidrogrfica. Existem dois tipos de
divisores: o topogrfico e o geolgico ou fretico. O primeiro diz respeito linha que
une os pontos mais elevados do relevo e o segundo, linha que une os pontos mais
elevados do lenol fretico. O divisor fretico varia ao longo do ano em funo das
estaes (poca de chuva e seca). Normalmente, no h coincidncia entre os dois
tipos de divisores, prevalecendo quase sempre o topogrfico, por ser fixo e de mais
fcil identificao. A Figura 1 mostra uma carta topogrfica com a delimitao de uma
pequena bacia hidrogrfica, com seus principais elementos fisiogrficos.
Figura 1. Carta topogrfica da regio do sul de Minas, com a separao de uma
pequena bacia hidrogrfica e seus principais elementos fisiogrficos.
`rea da Bacia Hidrogrfica
Corresponde rea limitada pelos divisores de gua, conectando-se na seo
de controle. um dos elementos mais importantes da Baci a Hidrogrfica, pois
bsico para quantificao de quase todos os parmetros e g randezas hidrolgicas.
Seo de Controle
Rede de Drenagem
Divisores de `gua
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Solos da Bacia Hidrogrfica
O Levantamento Pedolgico uma das primeiras etapas do estudo fisiogrfico
e geomorfolgico de uma bacia hidrogrfica. A clara distino entre classes de solo
permite estabelecer como os manejos devero ser implantad os visando ao uso
adequado de cada solo, ou seja, visando aplicao do ma nejo conservacionista, que
objetiva adequar o uso do solo dentro de sua capacidade fsica e qumica e sugerir as
melhores formas de correo de deficincias. Desta forma, pode-se trabalhar e corrigir
problemas associados eroso e cultivo de culturas enquadra das nos limites de cada
solo, caracterizados pela Classe de Capacidade de Uso.
Em termos de pesquisa, o Levantamento Pedolgico de suma importncia
para se implementar experimentos que visem ao estudo de variabilidade espacial e
temporal de parmetros fsico-hdricos do solo e estabele cer uma base de informaes
que sero teis para justificar eventuais comportamentos hidrolgicos na bacia
hidrogrfica.
Pela Figura 2 pode-se observar as classes de solo de uma pequena bacia
hidrogrfica da regio de Lavras, MG, que se constitui na primeira etapa de avaliao
hidrolgica da bacia em questo.
Latosso lo Vemelho-Amarelo Camb issolo Latosso lo Vemelho d istrfico tipco
Solos h idromrficos
0 240 480 720 960-240 m
Figura 2. Mapa de solos de uma bacia hidrogrfica da regio de Nazareno, MG
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- Forma da Bacia
A forma superficial da bacia hidrogrfica importante pela influncia que
exerce no tempo de transformao da chuva em escoamento e sua constatao na
seo de controle.
Comparando-se bacias de mesma rea e que geram a mesma quantidade de
escoamento (deflvio), aquela cujo tempo de deflvio menor deve possuir
proporcionalmente maior valor para a vazo mxima. Exatamente a forma superficial
da bacia que determina este comportamento diferenciado.
Existem alguns coeficientes que so utilizados para quanti ficar a influncia da
forma no modo de resposta de uma bacia ocorrncia de uma precipitao.
Especialmente, podem-se destacar os seguintes:
a) Coeficiente de Compacidade kc
a relao entre o permetro da bacia e a circunfernci a (permetro) de um
crculo de rea igual da bacia, sendo, portanto, adimensional. Assim, por meio de
manipulao matemtica, pode-se chegar seguinte express o:
(2) DP
(1) A4
D4D
A
c
c2
c
p=p
=p
=
Substituindo 1 em 2 tem-se:
p
p= cc
A2P (3)
Pela definio de kc, tem-se:
PcP
kc BH= (4)
Substituindo 3 em 4, obtm-se:
BH
BH
BH
BH
A
P28,0
A2
Pkc =
p
p= (5)
Em que, Ac a rea do crculo e igual rea da bacia (ABH), Pc o permetro
do crculo, PBH, o permetro da bacia hidrogrfica e D, o dimetro da circunferncia de
rea igual rea da bacia. Normalmente, PBH e ABH so dados em km e km2,
respectivamente.
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Observa-se que quanto mais prximo de um crculo uma baci a se assemelhar,
maior ser a sua capacidade de proporcionar grandes cheias. Isto ocorre porque h
converso do escoamento superficial, ao mesmo tempo, para um trecho pequeno do
rio principal, havendo acmulo do fluxo. Na Figura 3 pode-se observar o
comportamento do escoamento em uma bacia circular e em uma elipside. Nesta
ltima, o fluxo mais distribudo ao longo de todo o canal principal, produzindo cheias
de volume inferior.
Figura 3. Representao do fluxo superficial em duas baci as, uma circular e outra,
elipsoidal.
Quanto mais prximo da unidade for este coeficiente, mais a bacia se
assemelha a um crculo. Assim, pode-se resumi-lo da seguinte forma:
1,00 1,25 = bacia com alta propenso a grandes enchent es
1,25 1,50 = bacia com tendncia mediana a grandes enchentes
> 1,50 = bacia no sujeita a grandes enchentes
b) Fator de forma kf (ndice de Gravelius)
Expressa a relao entre a largura mdia da bacia e o s eu comprimento axial.
Assim, tem-se:
ax
_
LL
kf = (6)
Em que, L largura mdia e Lax, o comprimento axial da bacia.
A Figura 4 mostra como este ndice pode ser obtido. feito um polgono
contornando a bacia e a partir das dimenses da largura , faz-se uma mdia dos
valores.
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Figura 4. Representao grfica do clculo do fator de forma.
n
LL
n
1ii
= =-
(7)
O fator de forma pode assumir os seguintes valores:
1,00 0,75 = sujeito a enchentes
0,75 0,50 = tendncia mediana
< 0,50 = no sujeito a enchentes
c) ndice de conformao - Ic
Representa a relao entre a rea da bacia e um quadrado de lado igual ao
comprimento axial da bacia. Este ndice pode ser matematicamente expresso por:
ax2BH
L
AIc = (8)
Este ndice expressa a capacidade da bacia em gerar enchentes. Quanto mais
prximo de 1, maior a propenso enchentes, pois a baci a fica cada vez mais prxima
de um quadrado. No entanto, pode assumir valores acima e abaixo de 1. Se a bacia
possuir a forma de um retngulo, por exemplo, e o comp rimento axial for
correspondente ao menor lado deste retngulo, o ndice poder ser menor que 1. Se
esta mesma bacia apresentar comprimento axial no sentido do maior lado, o ndice
poder ser acima de 1.
L2
L1
Li
Ln
Lax
-
10
Observa-se que quanto maior o nmero de larguras e quanto mais prximo o
polgono que envolve a bacia se aproximar do formato desta, mais prximos sero o
fator de forma e o ndice de conformao.
Exemplo 1. Calcular os fatores de forma para uma bacia cujo permetro 11,3
km, rea de 800 ha e comprimento axial de 4,5 km. Foram determinados 7 valores de
largura ao longo da bacia, iguais a 1,5 km, 2,6 km, 3,5 km, 4,5 km, 4,3 km, 2,8 km e
1,1 km.
a) Coeficiente de Compacidade
Aplicando-se diretamente a equao 1, obtm-se:
12,18
3,1128,0 ==kc .: Bacia com tendncia alta a grandes enchentes.
b) Fator de forma e ndice de Conformao
( )
40,05,4
8
644,05,49,2
9,27
1,1...5,1
2
_
==
==
=++
=
Ic
kf
kmL
.: Bacia com tendncia mediana a enchentes
Concluso: observa-se que, com base no fator de forma, a bacia ter tendncia
mediana a enchentes. Com base no coeficiente de compacidade, a bacia apresentar
alta tendncia a grandes enchentes. Como o primeiro expressa uma tendncia a
enchentes (no diz respeito grandeza desta enchente) e o segundo expressa a
dimenso das enchentes, os ndices so complementares. Assim, esta bacia
apresentar tendncia mediana a enchentes e se estas ocorrerem, podero ser de
grande vulto.
Sistema ou rede de drenagem
Constituda por um curso dgua principal e seus tributrios, est associada
eficincia de drenagem da rea da bacia e potencialidade para formar picos
elevados de enchente. Podem ser classificados em:
- Perenes: so aqueles nos quais se verifica, durante todo o tempo, mesmo
nas secas mais severas, escoamento da gua. Isto garantido pela
drenagem do lenol fretico, cujo nvel deve situar-se acima do fundo do leito
do rio, para garantir energia para o escoamento.
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- Intermitentes: so aqueles cujo escoamento no ocorre no perodo das
secas mais severas.
- Efmeros: so aqueles onde se verifica escoamento apenas durante e
imediatamente aps ocorrncia de uma chuva intensa.
a) Classificao dos Cursos dgua
a.1) Mtodo de Horton
Esta metodologia pode ser resumida da seguinte forma:
- Cursos dgua de 1a Ordem: so aqueles que no possuem tributrios;
- Cursos dgua de 2a Ordem: formados pela unio de 2 ou mais cursos de 1 a
ordem;
- Cursos dgua de 3a Ordem: formados pela unio de 2 ou mais cursos de 2 a
ordem, podendo receber cursos dgua de 1a ordem.
Silveira (2001) resume este mtodo da seguinte forma: um canal de ordem u
pode possuir tributrios de ordem u-1 at 1. Isto significa designar a maior ordem ao
rio principal, desde a seo de controle at sua nascente. O mesmo raciocnio valido
para cursos dgua de 2a ordem, ou seja, desde a juno com um de 3 a ordem at sua
nascente. Portanto, tem-se uma subjetividade associada com a localizao desta
nascente. Existe um mtodo para separar a nascente do tributrio de ordem 1, que
consiste em passar uma perpendicular pela juno dos canais e adotar o canal
determinado pelo menor ngulo. Exemplificando:
Como o ngulo y menor que x, tem-se que o canal pr incipal (ordem 2) passa
a ser o de cor azul.
a.2) Mtodo de Strahler
- Cursos dgua de 1a Ordem: so todos os canais sem tributrios, mesmo que
corresponda nascente dos cursos dgua principais;
- Cursos dgua de 2a Ordem: so formados pela unio de 2 ou mais cursos
de 1a ordem, podendo ter afluentes de 1a;
2
1
y X
-
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- Cursos dgua de 3a Ordem: so formados pela unio de 2 ou mais cursos
de 2a ordem, podendo receber cursos dgua de 2a e 1a ordens.
Da mesma forma, resume-se este mtodo da seguinte maneira: um canal de
ordem u formado por 2 canais de ordem u-1, podendo receber afluncia de qualquer
ordem inferior. Observa-se que a subjetividade a respeito de nascentes deixa de existir
neste mtodo. Pode-se analisar tambm que, o mtodo de Horton apresentar um
menor nmero de canais. No exemplo anterior, a classificao seria dada da seguinte
forma:
O canal de 2a ordem comea na juno dos de 1 a ordem, ou seja, no h
designao de nascentes.
A ordem a rede de drenagem fornece uma noo do grau de ramificao e
permite inferir-se sobre o relevo da bacia. De modo geral, quanto mais ramificada for a
rede de drenagem, mais acidentado deve ser o relevo.
b) Densidade de Drenagem (Dd)
Reflete as condies topogrficas, pedolgicas, hidrolgi cas e de vegetao da
bacia. a relao entre o comprimento total dos canais ( L ) e a rea da Bacia
Hidrogrfica (ABH).
BHd A
LD = (9)
O valor obtido muito dependente do material utilizado, ou seja, fotografia
area ou carta topogrfica. Podem variar de 0,93 km/km2 a 2,09 km/km2, quando se
utiliza cartas topogrficas, e 5 a 13 quando se utiliza fotografias areas. Pode-se
classificar uma bacia, com base neste ndice, da seguinte forma:
- baixa densidade: 5 km km-2
- mdia densidade: 5-13 km km-2
- alta densidade: > 13 km km-2
Existem controvrsias quanto aos valores absolutos que indicam se a
densidade elevada ou baixa. De toda forma, o que se conclui atravs da
2
1
1
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13
comparao das densidades de duas bacias, que, aquela d e maior Dd mais
acidentada e provavelmente, possui cobertura vegetal de maior porte.
c) Densidade da Rede de Drenagem (DR)
Representa a relao entre o nmero de cursos dgua e a rea da bacia.
BHAN
DR = (10)
Em que N o nmero total de cursos dgua.
Pode-se observar que, conforme o mtodo de classificao d a ordem da rede
de drenagem, ser obtido um valor diferente para este coeficiente. O mtodo de
Horton, fornece um nmero menor de cursos dgua e, portanto, uma menor DR.
d) Extenso mdia do escoamento superficial (Cm)
Este parmetro relaciona a densidade de drenagem da ba cia hidrogrfica (ou a
rea desta) com um comprimento mdio lateral da rede de drenagem. A importncia
deste parmetro est no clculo do tempo de concentrao da bacia hidrogrfica.
Existem vrias metodologias para o clculo do tempo de concentrao da bacia, entre
eles, pode-se destacar o mtodo do SCS-USDA, que baseado na velocidade do
escoamento. Assim, dispondo-se da trajetria e da velocid ade do fluxo, determina-se o
tempo de concentrao com base na definio fsica de veloci dade. A Figura 5
exemplifica a forma de obteno deste parmetro.
Figura 5. Representao do comprimento mdio lateral d e uma bacia.
A rea da bacia hidrogrfica pode ser aproximadamente calculada pela
seguinte expresso:
= CmLABH 4 (11)
Cm
-
14
Combinando-se a equao 9 (densidade de drenagem) com a 11, resulta em:
dDCm
=
41
(12)
Em que Cm obtido em km se a densidade de drenagem for em km/km2.
e) Sinuosidade do Curso dgua principal (S)
Representa a relao entre o comprimento do canal princi pal e o comprimento
de seu talvegue (Lt), medido em linha reta. Observa-se que o fator adimensional. A
Figura 6 representa um curso dgua principal e seu talvegue.
LtL
S = (13)
Figura 6. Representao do curso dgua e seu talvegue.
f) Declividade do Curso dgua principal (`lveo)
Este parmetro de suma importncia para o manejo de bacias haja vista que
influencia diretamente na velocidade de escoamento da gua na calha da bacia e
consequentemente no tempo de concentrao da mesma. Existe m 3 mtodos de
determinao:
f.1) Clculo direto com base na diferena entre cotas da nascente e o da seo
de controle (h1):
( ) 1001%1 = Lh
S (14)
f.2) Clculo com base na altura de um tringulo de rea igual rea sob o perfil
do curso dgua principal.
( ) 1002%2 = Lh
S (15)
Lt
L
-
15
Tanto S1 quanto S2 so dados em percentagem se h1, h2 e L estiverem na
mesma unidade, normalmente em m.
A Figura 7 exemplifica os clculos acima: `rea sob O, A e L igual rea sob
O, B e L. A primeira pode ser obtida por meio de um planmetro, aps plotagem do
perfil do curso dgua.
Figura 7. Representao grfica dos clculos de declividade pelos dois primeiros
mtodos.
f.3) O terceiro mtodo baseia-se na mdia harmnica ponderada da raiz
quadrada das declividades dos diversos trechos retilneos, tomando-se como peso a
extenso de cada trecho.
S
S=
i
i
i
S
L
LS 2
1
3 (16)
2
3
S
S=
i
i
i
DL
LS (17)
DS i = (18)
i
ii L
dnD = (19)
Em que, dni diferena de cotas entre um trecho e outro; Li o comprimento
do respectivo trecho; Di a declividade do respectivo trecho. A Figura 8 exemplifica
este mtodo.
B
A
O L
h2
Distncia
Alti
tude
h1
-
16
Figura 8. Representao grfica do mtodo de ponderao pela raiz quadrada das
declividades dos diversos trechos do lveo.
Obs: Vrios autores ressaltam que o clculo mais adequado fornecido pelo mtodo
de ponderao pela raiz quadrada da declividade de cad a trecho. Este mtodo o que
mais se aproxima do perfil do curso dgua principal.
Exemplo 2. Fazer um estudo da rede de drenagem de uma bacia hidrogrfica cujas
caractersticas fisiogrficas (rede de drenagem e curvas de nvel) esto
esquematizadas abaixo. A rea da bacia de 8,5 km2.
830
Li
L2
Foz (seo de controle)
Nascente
L1
900
870
850
810
790
770
B 1,2 km
1,48 km
0,8 km
1,3 km
0,6 km
0,4 km
0,5 km 850
830
810
790
770
750
730
870
-
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a) Classificao da Ordem da Rede de Drenagem
N= 11 canais N= 7 canais
b) Densidade de Drenagem
Dispondo todos os canais da rede e por meio de um curvmetro, determina-se o
comprimento total dos canais.
L =14,98 km
76,15,898,14
==dD km km-2
c) Densidade da Rede de Drenagem
Por Strahler:
29,15,8
11==DR canais km-2
Por Horton
82,05,8
7==DR canais km-2
1 1
2
1
1
2
3
1
1 1
2
Mtodo de Strahler
1 2 1
1
2
3
1
Mtodo de Horton
-
18
d) Extenso mdia do escoamento superficial
142,076,14
1=
=Cm km
e) Sinuosidade do Curso dgua Principal
Lt=5,2 km
L=6,28 km (ver esquema da bacia)
S=1,21 (adimensional)
f) Declividade do Curso dgua Principal
f.1) ( ) 1001%1 = Lh
S
h1 = 870-730 = 140 m
L = 6,28 km = 6280 m
S1 (%) = 2,23 %
f.2) Perfil do Curso dgua principal e tringulo de rea igual rea sob o perfil.
`rea sob o perfil = 460000 m 2
Tringulo de rea igual do perfil:
720 740
760 780
800 820
840 860
880
0 1 2 3 4 5 6 7
Distncia (km)
Alti
tude
(m
)
h2
Perfil do curso dgua
-
19
m 49,146
4600002
6280
4600002
2
2
2
=
=
=
h
h
hB
( ) % 33,21006280
49,146%2 ==S
f.3) Na Tabela abaixo constam os dados a respeito do comprimento de cada trecho e a
respectiva diferena de nvel.
Trecho Li (m) dni (m) Di ( DiL / )
1 500 20 0,0400 2500,00
2 1200 20 0,0167 9295,16
3 1480 20 0,0135 12731,44
4 800 20 0,0250 5059,64
5 1300 20 0,0154 10480,94
6 600 20 0,0333 3286,34
7 400 20 0,0500 1788,85
6280 45142,37
%95,137,45142
62802
2
3 =
=
=
Di
Li
LiS
- Caractersticas do Relevo da Bacia Hidrogrfica
a) Declividade da Bacia
A declividade da bacia um parmetro importante uma vez que est
diretamente associada ao tempo de durao do escoamento su perficial e de
concentrao da precipitao nos leitos dos cursos dgua. I sto ir afetar a forma e os
valores mximos do hidrograma de projeto da bacia.
Pode-se defin-la matematicamente da seguinte forma:
( ) ( ) 100% = iBH
CNAD
I (20)
-
20
Em que, I a declividade mdia da bacia (%), D a equidistncia entre as
curvas de nvel (m) e iCN o comprimento total das curvas de nvel (m). A rea da
bacia deve estar em m2.
b) Elevao Mdia da Bacia Hidrogrfica
( )
BH
n
iii
A
ae
E
=
= 1 (21)
Em que, E a elevao mdia da bacia (m), ei a elevao mdia entre duas curvas de
nvel consecutivas (m), ai rea entre as curvas de nvel (km2).
c) Curva Hipsomtrica
A curva hipsomtrica representa a variao da elevao da s reas de uma
bacia hidrogrfica. Esta curva obtida quando se acumula as reas que esto acima
ou abaixo de determinada altitude. A Figura 9 representa o formato de uma curva
hipsomtrica.
Figura 9. Representao da curva hipsomtrica.
0%
Alti
tude
(m
)
% da `rea 100%
% de rea acima de determinada cota
% de rea abaixo de determinada cota
-
21
Exemplo 3. Faa um estudo das caractersticas do relevo (decl ividade, elevao e
curva hipsomtrica) da bacia do exemplo 2.
a) Declividade mdia da bacia: Soma dos comprimentos de cada curva de nvel.
Esquema do comprimento total das curvas de nvel.
CN Comprimento (km)
730 0,0
750 3,5
770 4,3
790 6,5
810 8,9
830 8,4
850 7,2
870
890
3,1
0,0
41,9
( ) ( ) 100% = iBH
CNAD
I = % 86,9100419008500000
20=
730
850
830
810
790
770
750
870 890
-
22
b) Elevao mdia da bacia
Curvas e i (m) a i (km2) ei x a i
730-750 740 0,25 185,0
750-770 760 0,82 623,2
770-790 780 1,20 936,0
790-810 800 1,30 1040,0
810-830 820 1,60 1312,0
830-850 840 1,83 1537,2
850-870 860 1,10 946,0
870-890 880 0,40 352,0
8,50 6931,4
( )
BH
n
iii
A
ae
E
=
= 1 = m 5,8155,8
4,6931=
c) Curva Hipsomtrica
Curvas ai (km2) `rea acima
(km2) % rea acima
`rea abaixo
(km2) % rea abaixo
730-750 0,25 8,50 100 0 0
750-770 0,82 8,25 97,1 0,25 2,9
770-790 1,20 7,43 87,4 1,07 12,6
790-810 1,30 6,23 73,3 2,27 26,7
810-830 1,60 4,93 58,0 3,57 42,0
830-850 1,83 3,33 39,2 5,17 60,8
850-870 1,10 1,50 17,6 7,00 82,4
870-890 0,40 0,40 4,7 8,10 95,3
890 0 0,00 0,0 8,50 100,0
-
23
Grfico da Curva Hipsomtrica
740760780800820840860880900
0 20 40 60 80 100
% `rea
Alti
tude
(m
)
%Acima %Abaixo
2.3. Manejo de Bacias Hidrogrficas
No contexto do planejamento do meio fsico, as bacias hidrogrficas so
unidades de trabalho fundamentais devido aos diferentes aspectos que as
caracterizam, especialmente no tocante aos recursos naturais solo e gua. Manejar
adequadamente a bacia hidrogrfica consiste de uma srie de aes que visam
conciliar o uso dos recursos naturais com o mnimo de impactos sobre a natureza, os
quais transformam por completo a realidade fsica das bacias, o que pode ser notado
pelo empobrecimento das comunidades que a habitam, no curto prazo.
A hidrologia desempenha papel central no que diz respeito ao manejo das
bacias, uma vez que o entendimento da dinmica da gua de fundamental
importncia em todos os aspectos. No entanto, pouco provvel que haja sucesso no
manejo ambiental das bacias hidrogrficas se o comportamento fsico dos solos,
associado cobertura vegetal, no for devidamente estud ado e compreendido. Isto
ocorre porque a participao do solo e seu uso, no ciclo hi drolgico da bacia
hidrogrfica, definem toda a dinmica da gua, destacando-se o reabastecimento de
aqferos, com conseqente gerao do escoamento subterrne o, produo e gnese
das enxurradas e seus efeitos, especialmente na figura do transporte de sedimentos e
inundaes, e, comportamento evapotranspirativo das bacia s hidrogrficas, o qual
est intimamente associado umidade do solo, com conseqncias diretas na
produo agropecuria.
No entanto, os estudos que norteiam o manejo das bacias hidrogrficas
necessitam de ferramentas que esto diretamente ligadas evoluo tecnolgica,
como geoprocessamento e sensoriamento remoto, os quais determinam, com preciso
e em tempo real, o comportamento espacial do uso atual do solo, confrontando-o
sua capacidade de uso ou aptido agrcola, por meio de imagens de satlite e
-
24
fotografias areas. Alm disto, a aplicao de ferramentas como a geoestatstica para
gerao de mapas do comportamento espacial de atributos fsicos do solo, permite
que sejam feitas anlises com alto nvel de preciso, associando e relacionando estes
atributos ao uso atual, permitindo inferncias fundamentais do diagnstico ambiental
da bacia bem como auxiliando na calibrao de modelos hi drossedimentolgicos, os
quais tambm se constituem de uma ferramenta poderosa no auxlio ao manejo do
solo em escala de bacias permitindo simulao de diferente s cenrios e seus efeitos
na dinmica da gua e sedimentos.
Neste contexto, a seguir ser apresentado um estudo de caso, o qual consiste
de um levantamento bsico de informaes fisiogrficas e estudo da distribuio
espacial dos atributos fsicos mais influenciados pelo manejo, podendo ser referncia
para o manejo de bacias hidrogrficas.
2.3.1 Estudo de caso: caracterizao fisiogrfica e manejo da bacia hidrogrfica
do ribeiro Marcela
1) Caracterizao Fisiogrfica
Caractersticas fisiogrficas bsicas da bacia hidrogrfica do ribeiro Marcela.
Dados: rea = 477,6 ha; permetro = 8,94km; comprimento axial = 2,47km; largura
mdia da bacia = 1,91km; comprimento do talvegue = 3,51km. Na tabela abaixo,
constam valores de rea entre cotas bem como comprimento das respectivas curvas
de nvel.
Cota Ai (km 2) Li (km)
950-960 0,06 0,418
960-980 0,63 1,920
980-1000 1,23 1,021
1000-1020 1,23 0,330
1020-1040 1,07 0,142
1040-1060 0,55 0,000
4,78 3,831
Na Figura 10 tem-se o mapa bsico das caractersticas fisiogrficas da bacia,
na forma georreferenciada, constando rede de drenagem, curvas de nvel e divisores
de gua. interessante destacar tambm a localizao d as nascentes da bacia, as
quais so responsveis pela produo de gua, sendo importantes indicadores da
qualidade ambiental da mesma.
-
25
Figura 10. Mapa bsico da sub-bacia hidrogrfica do Ribeiro Marcela, constando
curvas de nvel e rede de drenagem.
Levantamento das caractersticas fisiogrficas associadas forma da bacia
a) Coeficiente de Compacidade
Aplicando-se diretamente a equao 1, obtm-se:
14,178,4
94,828,0 ==kc .: Bacia com alta propenso a grandes enchentes.
b) Fator de forma e ndice de Conformao
783,047,2
78,4
773,047,291,1
91,1
2
_
==
==
=
Ic
kf
kmL
.: Bacia com tendncia mediana a enchentes
Baseado no fator de forma da bacia hidrogrfica do ribeiro Marcela pode-se
afirmar que a mesma possui tendncia mediana a enchentes. O coeficiente de
compacidade indica uma alta tendncia a grandes enchentes. Assim, conclui-se que a
bacia apresenta tendncia mediana a enchentes e se estas ocorrerem, podero ser de
grande vulto.
-
26
Levantamento das caractersticas fisiogrficas associadas rede de drenagem da
bacia
a) Classificao da ordem da rede de drenagem
Mtodo de Strahler Mtodo de Horton
N= 13 canais N= 8 canais
b) Densidade de drenagem
Dispondo-se todos os canais da rede de drenagem determinou-se o comprimento total
dos canais.
L= 8,59Km.
80,178,459,8
==Dd km km-2
Como pode-se observar o valor de 1,80 km km-2 resultado tpico de clculo baseado
em cartas topogrficas.
c) Densidade da rede de drenagem
Por Strahler
2
1
1
1
2 1
3
1
1 1
1 1
1 1
1
1 2
3
3
2
2
-
27
72,278,4
13==DR canais km-2
Por Horton
67,178,48
==DR canais km-2
d) Extenso mdia do escoamento superficial
139,080,1*4
1==Cm km
e) Sinuosidade do curso dgua principal
09,151,3
831,3==S
f) Declividade do curso dgua principal
h1) ( ) 1001%1 = Lh
S
h1 = 1040-950 = 90 m
L = 3,831 km = 3831 m
%35,2100383190
(%)1 ==S
h2) Perfil do curso dgua principal e tringulo de rea igual rea sob o perfil
920
940
960
980
1000
1020
0,4 0,9 1,4 1,9 2,4 2,9 3,4 3,9
Distncia (km)
Alti
tude
(m
)
H2
Perfil do curso dgua
-
28
h3) Mtodo da declividade equivalente constante
Cota Li (m) dni (m) Di ( DiL / )
950-960 418 10 0,0239 2702,49
960-980 1920 20 0,0104 18812,08
980-1000 1021 20 0,0196 7294,97
1000-1020 330 20 0,0606 1340,47
1020-1040 142 20 0,1408 378,37
3831 30528,38
%57,138,30528
38312
2
3 =
=
=
Di
Li
LiS
Levantamento das caractersticas fisiogrficas associadas ao relevo da bacia
a) Declividade mdia da bacia
Comprimento total das curvas de nvel =32,59km
( ) ( ) 100% = iBH
CNAD
I = % 64,13100325904778000
20=
b) Elevao mdia da bacia
Curvas e i (m) a i (km2) ei x a i
950-960 955 0,06 53,48
960-980 970 0,63 611,1
980-1000 990 1,23 1219,68
1000-1020 1010 1,23 1242,3
1020-1040 1030 1,07 1106,22
1040-1060 1050 0,55 581,7
4,78 4814,48
-
29
( )
BH
n
iii
A
ae
E
=
= 1 = m 21,100778,4
48,4814=
c) Curva Hipsomtrica
Curvas ai (km 2) `rea acima
(km 2) % rea acima
`rea abaixo
(km 2) % rea abaixo
950-960 0,06 4,78 100,00 0,06 1,16
960-980 0,63 4,72 98,84 0,69 14,36
980-1000 1,23 4,09 85,64 1,92 40,15
1000-1020 1,23 2,86 59,85 3,15 65,92
1020-1040 1,07 1,63 34,08 4,22 88,40
1040-1060 0,55 0,55 11,60 4,78 100,00
4,78
Grfico da Curva Hipsomtrica
940960980
1000102010401060
0 20 40 60 80 100
% rea
Alti
tude
(m
)
%Abaixo %Acima
-
30
2) Diagnstico do uso atual da sub-bacia hidrogrfi ca x aptido agrcola
Analisando-se a Figura 11 possvel avaliar a distribuio do uso do solo na
bacia hidrogrfica, constatando-se pequena diversidade de uso pastagem,
principalmente a natural, de baixa capacidade de suporte, apresentando variao da
qualidade do pasto ao longo do ano. A razo pela qua l se destaca a pastagem,
75,78% das terras da bacia hidrogrfica, a forte vocao leiteira da regio, sendo
esta a sua principal atividade econmica. Entretanto, so observados outros usos,
mas com menos expresso quando comparados atividade pecu ria leiteira. Este fato
permite inferir que as terras esto subutilizadas, pois aproximadamente 73% da rea
da bacia apresenta aptido para lavoura em pelo menos um dos trs nveis de manejo,
conforme mapa da Figura 12, e atualmente apenas 17,37% esto sendo utilizadas
com esta atividade (Tabela 1).
TABELA 1. Extenso e distribuio percentual das unidade s de mapeamento na bacia
hidrogrfica do Ribeiro Marcela.
Unidade de mapeamento `rea (ha) Percentual (%)
Pastagem natural e plantada 362,36 75,87
Cultura de milho 79,73 16,69
Fragmentos de mata natural 19,83 4,15
Eucaliptal 9,13 1,91
Lago 3,27 0,68
Cultura de maracuj 1,73 0,36
Canavial 1,53 0,32
Total 477,58 100
Analisando os mapas de aptido agrcola das terras e o ma pa de uso atual, a
primeira informao que se obtm que o uso e ocupao das terras na bacia
hidrogrfica no se do em conformidade com as classes de aptido, evidenciando a
falta de planejamento ou desconhecimento da aptido ag rcola das terras por parte
dos agricultores.
Do ponto de vista econmico, o uso atual das terras pode no estar sendo
vivel aos agricultores, pois estes poderiam estar trabalhando com culturas mais
rentveis (ciclo curto e bons preos) e ou at mesmo melhorar a qualidade das
-
31
pastagens, o que se traduziria em maior capacidade de suporte, aumentando assim, a
produo de leite.
Analisando-se in loco as condies de manejo do solo na b acia hidrogrfica,
foi possvel perceber a inexistncia de prticas de manejo conservacionista, como
plantio em nvel, terraos, cordes de contorno, rotao do pastejo, controle de eroso
nas estradas, dentre outras. Pde-se verificar ainda, a adoo de queimadas como
tcnica de limpeza permitindo inferir que alm da subutilizao em que as terras se
encontram, os agricultores que nelas trabalham, contribuem paulatinamente para a
degradao do solo.
Durante a fase de campo do presente trabalho, pde-se d etectar a presena de
avanado estado de degradao de algumas partes da pastag em, o que se
caracteriza pela presena de pelados, solos com pouca cobe rtura vegetal e sulcos
de eroso, embora rasos, mas com elevada freqncia, conforme pode-se verificar
pela Figura 13.
0 240 480 720 960-240 m
Estrada Lago Mata Milho Maracuj
Eucalipto Canavial Pastagem Rede de drenagem
NM
FIGURA 11. Mapa de ocupao e uso atual do solo na baci a hidrogrfica do Ribeiro da
Marcela
-
32
0 240 480 720 960-240 m
5n
5n
5n
5n
5n
5n
5n5n
5n
5n
5n
5n
5n
5n
5n
4(p)4p
2(b)c
4p
4p
4(p)
2(a)b(c)
4p
4p
2(a)b(c)
2(b)c
2(a)bc
2bc
2(b)c
3(b)
3(b)
3(ab)3(b)
3(b)
NM
3(b)
3(b)
2(a)b(c)
2(a)b(c)
2(b)c
2(a)
b(c)
3(b)
3(b)3(b)
3(b)
3(b)
Figura 12. Mapa de aptido agrcola da sub-bacia hidro grfica do ribeiro Marcela.
Fonte: Giarola et al. (1997).
Outro fato que chama a ateno, a inexistncia de mata ciliar ao longo da
rede de drenagem e pouca cobertura vegetal nas proximidades das nascentes,
restringindo-se presena de pequenos fragmentos (Figura 11). Visualiza-se na rea
de recarga de duas nascentes a presena de lavoura de mil ho, na qual no foi
constatada adoo de prticas de manejo conservacionista, o que pode ser um indcio
de que estas nascentes esto sendo assoreadas e ou at mesmo contaminadas
diretamente com agro-qumicos carreados pelas enxurradas. Com relao s
nascentes que se encontram inseridas em meio pastagem, de tecta-se que elas
sofrem diretamente as conseqncias do pastejo em seu entorno, detectando-se
pisoteio do gado e a utilizao de seus prprios olhos o u minadouros como
bebedouros, o que seria facilmente corrigido com o cercamento do seu entorno e
criando-se locais mais apropriados para consumo de gua pelos animais. H de se
ressaltar que o gado pode estar compactando o solo da rea de recarga das
nascentes, o que dificultar o processo de infiltrao, e por conseqncia,
-
33
reabastecimento de aqferos, propiciando o rebaixament o do mesmo, alm de
favorecer as condies para escoamento superficial, o que consiste em perda da
capacidade de produo hdrica da bacia ao longo do ano, alm de contribuir
diretamente com o assoreamento das mesmas. de se espera r que a dinmica de
uso e ocupao do solo afete a variabilidade de alguns a tributos fsicos do solo,
principalmente daqueles que herdam influncia do manejo, caso da densidade do solo
(DS) e matria orgnica (MO).
3) Avaliao de atributos fsicos susceptveis ao m anejo do solo
Nas Figuras 14, 15 e 16 so apresentados os mapas de super fcie da
variabilidade espacial dos atributos fsicos DS, MO, areia, silte, argila e Argila Dispersa
em `gua (ADA), na bacia hidrogrfica do ribeiro da Marcela, utilizando-se os valores
obtidos por meio de estudos geoestatsticos.
Pela gradao de cores, observa-se que h grande variabilidade para os
atributos estudados ao longo da extenso geogrfica da bacia. Confrontando as
Figuras 11 (uso atual) e 14a (comportamento espacial da Ds), observam-se menores
valores da Ds nas glebas cultivadas com lavouras e sob eucaliptal (1,05gcm-3), sendo
o contrrio constatado nas glebas ocupadas com pastagens (1,15gcm-3). O valor
caracterstico para este atributo nos Latossolos desta bacia, encontra-se prximo de
0,95 g cm-3, sendo indcio de compactao dos solos, principalmente n as glebas sob
pastejo.
No lado oeste da bacia, regio de vrzea com presena de lago, seguindo o
curso dgua principal, nota-se tambm menores valores para a Ds, o que pode ser
explicado em funo do acmulo natural de matria orgnica devido ao ambiente
redutor, o que retarda e dificulta a mineralizao da matria orgnica, fato este,
tambm observado prximo seo de controle da sub-bacia .
-
34
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
1.05 1.1 1.15
a) Ds (gcm-3)
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
b) MO (dagkg-1)
FIGURA 14. Distribuio espacial dos atributos DS (a) e M O (b) na bacia hidrogrfica
do Ribeiro Marcela.
-
35
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
15 20 25 30
a) Areia (%)
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
15 20 25
b) Silte (%)
FIGURA 15.Distribuio espacial dos atributos areia (a) e silte (b), na bacia
hidrogrfica do Ribeiro Marcela
-
36
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
45 50 55 60 65 70
a) Argila (%)
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
5 10 15 20 25
b) ADA (%)
FIGURA 16. Distribuio espacial dos atributos argila (a) e ADA (b), na bacia
hidrogrfica do Ribeiro Marcela
A regio situada na parte superior esquerda da bacia ( cultivada atualmente com
milho), apresenta menores valores de Ds, uma vez que o preparo do solo na bacia,
para culturas anuais, vem sendo realizado com base no mtodo convencional, com
arao seguida de 2 ou 3 gradagens, o que propicia, na superfcie, reduo da
-
37
densidade do solo pelo desprendimento da estrutura do solo e considervel
pulverizao.
Constata-se a presena de manchas claras (indicativas de mai or Ds), nas
regies de recarga de algumas nascentes, o que um indicativo de perturbao das
condies de infiltrao e restrio ao fluxo de gua, o que compromete o
abastecimento do aqfero, favorece o escoamento superfici al, possibilita o araste de
partculas, promove o seu assoreamento, aumenta a resistncia mecnica
penetrao radicular, reduz a aerao e disponibilidade de gua s plantas.
Com relao matria orgnica, (Figura 14b), percebe- se ligeira uniformidade
com manchas indicativas de maiores percentuais isolados ao sul no sentido leste-
oeste. Na regio sudeste tem-se a gleba ocupada com eucal ipto, e a sudoeste um
cerrado denso e pouco pastejado. Em ambas situaes, h cond ies favorveis ao
acumulo de serapilheira, culminando com maior percentual de MO detectado pelas
anlises e indicado pela krigagem. Isto evidencia o efeito benfico da matria orgnica
na reduo da densidade do solo. O fato da bacia ser ocup ada na sua maior parte por
pastagem, explica a uniformidade dos percentuais de matria orgnica encontrados
(1,5 a 2,5dag kg-1).
Estes fatos, corroboram com a hiptese de que a densidade do solo e o teor de
matria orgnica, herdam influncia do manejo empregado no uso e ocupao das
terras. Por isto, tais atributos podem ser considerados bons indicadores das condies
de uso, ocupao e equilbrio dos recursos presentes nas bacia s hidrogrficas, sendo
fundamentais para diagnstico das condies de manejo na s mesmas.
A classe textural de um solo pode ser indicativa do seu potencial de uso, pois
de maneira geral, solos argilosos apresentam maior capacidade de troca catinica
(CTC), o que garantia de bom suprimento nutricional s plantas e tambm elevada
microporosidade, o que ajuda a aumentar a capacidade de reteno e armazenamento
de gua. Isto significa que os solos argilosos (caso da bacia hidrogrfica em questo),
levaro mais tempo para esgotarem seu armazenamento do que os arenosos,
oferecendo boas condies de suprimento hdrico s plantas, o que refora a aptido
agrcola das terras da bacia.
A bacia hidrogrfica como um todo, apresenta baixo grau de disperso da
frao argila (5 a 20%). Este resultado permite inferi r que a bacia apresenta pouco
material disponvel para ser arrastado pela gua, ou seja, material com considervel
resistncia a ao mecnica das gotas de chuva (disperso e sal picamento). Contudo,
h de se ressaltar que o estado em que se encontram os solos (elevada Ds e falta de
cobertura vegetal), favorece o escoamento superficial, potencializando a eroso e o
carreamento de partculas, no refletindo sua resistncia natural.
-
38
A variabilidade espacial dos atributos fsico-hdricos, pode ser vista nas Figuras
17 (volume total de poros VTP e condutividade hidrulica saturada ko) e 18
(porosidade drenvel - e capacidade total de gua CTA).
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39
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
0.52 0.54 0.56 0.58
a) VTP (cm3 cm-3)
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
0.55 0.6 0.65 0.7
b) k0 (m dia-1)
FIGURA 17. Variabilidade espacial dos atributos fsico-hdricos VTP (a) e k0 (b) na bacia
hidrogrfica do Ribeiro Marcela.
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
-
40
550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18
a) m (%)
b) 550000 551000 552000
7648
500
7649
500
7650
500
22 24 26 28
b) CTA (mm)
FIGURA 18. Variabilidade espacial dos atributos fsico-hdricos m (a) CTA (b) na bacia
hidrogrfica do Ribeiro Marcela.
A variabilidade observada nas Figuras 17 e 18, para os atributos fsico-hdricos,
provavelmente funo da interao da variabilidade intrnseca e extrnseca, no
sendo possvel quantificar a contribuio isolada de uma ou de outra. A variabilidade
intrnseca, condicionada pela mudana, ainda que pequena, de caractersticas do
Longitude (m)
Latit
ude
(m
)
Longitude (m)
Latit
ude
(m)
-
41
solo, em funo das diferentes unidades pedolgicas present es e a variaes, dentro
das prprias unidades, tais como relevo, cujas cotas mais b aixas na regio sul da
bacia (caso particular da bacia em estudo) ou ao longo das vrzeas, condicionam o
acmulo de matria orgnica, favorece a presena de maior umidade, tornando os
solos mais susceptveis compactao, o que por sua vez reduzi ria o volume total de
poros, afetando assim o fluxo de gua.
A Figura 17a, mostra a distribuio espacial do atribut o VTP ao longo da
extenso geogrfica da sub-bacia. Percebe-se pequena variao para os valores
deste atributo, estando entre 0,52 a 0,58 cm3cm-3. Fazendo-se associao desta
distribuio com fatores intrnsecos (pedogenticos), nota-se relao entre estes,
principalmente com o atributo areia, ou seja, maior VTP coincidindo com glebas que
tm em suas fraes texturais predominncia da frao ar eia.
A distribuio espacial observada da densidade do solo, ev idencia a
predominncia da variabilidade extrnseca existente ent re estes dois atributos.
Visualiza-se maiores valores para a VTP, em regies de m enor densidade do solo,
sendo o contrrio tambm verdadeiro. A regio tonalizada em vermelho indicativa de
menor densidade do solo, coincide com a regio em tons ma is claros indicativa de
maior VTP. Esta gleba estava sob vegetao natural at o ano de 2000 e
esporadicamente era pastejada. A partir de ento, passou a ser ocupada com culturas
anuais. Em funo do pouco tempo de uso com atividades ag rcolas, a densidade do
solo ainda no foi alterada pelas operaes motomecaniza das que ali ocorrem.
Continuando a explorar a gradao de cores presentes nes tas duas figuras, v-se uma
mancha em tons mais claros na primeira (indicativa de maior densidade do solo), no
sentido norte sul no centro da bacia e, mancha em ton s avermelhados, na segunda
(indicativa de menor VTP), no mesmo sentido, semelhante em forma e tamanho,
evidenciando uma vez mais a forte relao entre Ds e VT P. Esta regio de maior Ds e
menor VTP, ocupada com pastagem, estando situada na zona de recarga de duas
nascentes.
A variabilidade espacial do atributo k0, pode ser visualizada na Figura 17b. A
gradao de cores fortemente pronunciada, destacando-se com nitidez quatro tons,
ou seja, k0 na faixa de 0,55; 0,60; 0,65 e 0,70 m dia-1 respectivamente. Predomina o
valor de 0,55 m dia-1 no sentido sudoeste centro e o valor de 0,7 m dia -1 ao sul.
Segundo Bernardo (2002), solos que apresentam valores de k0 maiores que 0,72 m
dia-1, so solos de k 0 muito alta, valores entre 0,36 e 0,72 m dia-1, solos de alta k0,
valores entre 0,12 e 0,36 m dia-1 mdia k0, valores abaixo de 0,12 m dia-1, baixa k0.
Quando comparado os valores de k0 encontrados, com as classes de k0 propostas por
este autor, verifica-se que os solos da bacia hidrogrfica possuem alta k0, o que j era
-
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de se esperar, em funo das classes de solo presente, embora tenha sido
diagnosticada tendncia compactao atual destes.
Confrontando-se o mapa de solos com o de k0, constata-se que os maiores
valores de k0 encontram-se na gleba de Latossolo Vermelho Distrfico tpico, o que
tambm pode estar relacionado com fatores pedogenticos e de formao desta
classe de solo. sabido que a orientao do material de origem deste solo (granito-
gnaisse) na bacia hidrogrfica influencia neste processo. No caso deste Latossolo, o
material est orientado verticalmente, favorecendo uma maior drenagem natural
nestes solos, o que influenciou, inclusive, na classe de solos, uma vez que o ambiente
mais drenado favoreceu a uma maior formao de hematit a, a qual determina as cores
mais avermelhadas deste solo. Para a outra classe de Latossolo da bacia (Latossolo
Amarelo), o material de origem, apesar de ser o mesmo, est orientado de forma
horizontal, dificultando o processo de drenagem interna e produzindo um ambiente
diferenciado, privilegiando a formao de goethita, ca racterizando cores mais
amareladas. Em termos de manejo, dentro da hidrologia, espera-se, por exemplo, que
em nascentes sob o Latossolo Vermelho, haja maior condio para recarga de
aqfero, favorecendo a produo de gua nestas reas, as quais devem, portanto, ser
manejadas com maior critrio, uma vez que verifica-se tendncia generalizada de
compactao do Latossolo na bacia.
A porosidade drenvel (m), Figura 8a, apresenta comportamento bem
caracterstico, crescendo no sentido leste-oeste da sub-bacia. Verifica-se tambm
neste sentido, menor Ds e porcentagem da frao argila e maior percentual da frao
areia, respectivamente. A combinao destes fatores, prova velmente contribuiu para o
fato observado.
A capacidade total de armazenamento (CTA), um dos atributos fsico-hdricos
do solo de maior importncia, pois alm de garantir suprimento hdrico s plantas, diz
o quanto de gua o solo pode armazenar a uma certa profundidade, por um
determinado perodo, o que interfere na freqncia das irrigaes. Pode-se dizer que a
CTA funo da interao de todos os outros atributos discutidos anteriormente.
Miranda et. al. (2001) relatam que a disponibilidade total de gua de um solo
(DTA) de textura fina, deve estar entre 1,2 a 2,4 mm de gua por cm de solo, o que
equivale a uma capacidade total de armazenamento (CTA) entre 18 a 36 mm para
uma camada de 15 cm de solo. Pela Figura 9b, constata-se que a CTA da sub-bacia
hidrogrfica, para a camada de 15 cm de solo, encontra-se entre 22 a 28 mm,
destacando-se a gleba a nordeste da sub-bacia. Confrontando este resultado com os
mapas de Ds, MO e percentuais das fraes areia e argila, observa-se que esta regio
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apresenta comportamento destes atributos, anteriormente discutidos, que favorece a
observao descrita.
Na parte sul, no sentido sudeste-sudoeste, percebe-se tambm uma faixa de
maior CTA. Neste sentido, tem-se gleba sob eucaliptal e cerrado mais denso,
propiciando maiores percentuais de matria orgnica, o que confere ao solo maior
capacidade total de armazenamento. Pode-se tambm creditar a maior CTA desta
faixa, aos percentuais das fraes texturais argila e arei a desta faixa, onde a baixa
concentrao desta ltima e elevado percentual da primeira auxilia na explicao do
fato observado. Fazendo tais associaes, possvel explica r todo o comportamento
da CTA ao longo da sub-bacia hidrogrfica, o que vem a reforar a interao deste
atributo com os demais, como citado anteriormente.
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