Resumos

Geologia

Análise morfométrica da bacia do Rio do Tanque, MG - Brasil

Cláudio Eduardo Lana

(PET-DEGEO/EM/UFOP)

E-mail: lanageo@opala.degeo.ufop.br

Júlia Maria de Paula Alves

M.Sc., Doutoranda - PPG - ECRN - Degeo - EM/Ufop

E-mail: julia@degeo.ufop.br

Paulo de Tarso Amorim Castro

Ph.D., Professor Adjunto do Degeo - EM/Ufop

E-mail: paulo@degeo.ufop.br

Resumo

Os indicadores físicos específicos da bacia do Rio do Tanque, afluente do rio Santo Antônio, localizada no médio vale do Rio Doce, borda sudeste do Cráton São Francisco, foram determinados quantitativamente, através da análise de seus parâmetros morfométricos.

Entre os diversos parâmetros, alguns se mostraram de fundamental importância no estudo dessa bacia, tais como: relação de relevo, densidade hidrográfica, densidade de drenagem, coeficiente de manutenção, gradiente de canais, índice de circulação e índice de sinuosidade.

Dos dados obtidos, pôde-se inferir algumas peculiaridades da bacia, como, por exemplo, o fato de os seus cursos d'água possuírem baixo nível de escoamento, sendo que alguns encontram-se bastante encaixados, enquanto outros apresentam caráter tipicamente meandrante, além de áreas de drenagens homogêneas, levando-se em consideração o padrão de drenagem e a tipologia dos canais. Essas características se confirmam pela presença de dois níveis de base locais que se configuram em áreas de retenção de sedimentos e se localizam sempre a montante das porções dos canais controladas por falhas, fraturas e contatos geológicos.

Palavras-chave: análise morfométrica, bacia hidrográfica, rio do Tanque , Rio Doce.

Abstract

The hydrographic basin processes are very representative samples of the Earth's relief dynamic therefore, they are frequently studied. However, the most of researches about this geological system are qualitative and, sometimes, insufficient to determinate the basin elements who influence the shape of the planet surface. In other side, the Morphometric Analysis Method is a kind of quantitative approach that reveals typical physic parameters of the studied basin, qualifying the environmental alterations.

In this work, we used the Morphometric Analysis about the Rio do Tanque Basin, to determinate their morphologic and sedimentary peculiarities.

Keywords: morphometric analisys, hidrographic basin, Tanque river, Doce river.

1. Introdução

As diferentes formas de relevo presentes na superfície terrestre são oriundas da interação entre processos tectônicos, pedogênicos e intempéricos, que atuam de forma diversificada nos diferentes materiais rochosos. As bacias hidrográficas, como um sistema individualizado, podem ser consideradas como fontes de dados relevantes para a obtenção de informações sobre a evolução do modelado da superfície da Terra.

No intuito de se obterem dados quantitativos para diferenciar áreas homogêneas dentro de uma bacia hidrográfica, utiliza-se o método da análise morfométrica, que consiste na caracterização de parâmetros morfológicos, tais como: densidade hidrográfica, densidade de drenagem, gradiente de canais, índice de sinuosidade, entre outros. Tais parâmetros explicitam os indicadores físicos da bacia, caracterizando suas homogeneidades.

Nesse trabalho, realizou-se uma análise detalhada da bacia do Rio do Tanque, afluente do rio Santo Antônio, localizado no médio rio Doce, procurando-se destacar e quantificar as formas de relevo e os padrões de drenagem existentes, além de reconhecer os processos erosivos atuantes. Com base nesse estudo, foram obtidas informações relativas à propensão de ocorrência de cheias na bacia, bem como a localização de suas porções susceptíveis à acumulação de sedimentos e a relação com as feições geológicas que as controlam.

2. Materiais e métodos

A metodologia utilizada constou do levantamento detalhado de duas séries de fotografias aéreas nas escalas de 1:30.000 (PROSPEC, serviço 609, 1989) e 1:60.000 (USAF, serviço AF 63 32, 1966), nas quais foram evidenciados a cobertura vegetal (abundante, média e escassa), rede de drenagem, as zonas de retenção de sedimentos (meandros abandonados e barramentos naturais) e os locais com ocorrências de voçorocas e com susceptibilidade à erosão laminar. Como suporte para os levantamentos citados, foram utilizadas duas imagens de satélite LANDSAT-TM, obtidas em datas diferentes.

Em mapas topográficos na escala de 1:100.000 (IBGE 1983), folhas Conceição do Mato Dentro, Itabira e Ipatinga, foi delimitada a bacia hidrográfica e extraídos dados como: ordem de canais, segundo o sistema de ordenação de Strahler (1952 e 1956); número de canais; perímetro total da bacia; altitudes máxima, média e mínima; dimensão do perfil longitudinal total; diferença entre altitudes máxima e mínima da área drenada; diferença em metros ao longo do perfil longitudinal e área total da bacia.

Esses dados foram utilizados para o cálculo dos seguintes parâmetros morfométricos: densidade hidrográfica, densidade de drenagem, gradiente de canais, relação de relevo, coeficiente de manutenção, índice de circularidade e índice de sinuosidade.

2.1 Localização e acessos

O rio do Tanque é afluente do rio Santo Antônio, que, por sua vez, é afluente da margem esquerda do médio rio Doce. Está compreendido entre os paralelos 19°15' e 19°40' e os meridianos 42°50' e 43°35' (Figura 01) e os limites da bacia se dão próximos às cidades de Ipoema, Itabira, Ferros e Conceição do Mato Dentro. Suas principais nascentes se encontram nas serras da Lapa, Negra, Espinhaço, Cauê e Pedra Branca. Os principais acessos são a rodovia BR-120, que liga Itabira a Senhora do Porto, BR-381, que liga Belo Horizonte a Governador Valadares e diversas estradas não pavimentadas.

2.2 Geomorfologia

Valadão (1988) reconheceu e individualizou três superfícies de aplainamento desenvolvidas na porção oriental do Brasil durante o Mesozóico-Cenozóico: Superfície Sul-Americana, Superfície Sul-Americana I e Superfície Sul-Americana II.

A Superfície Sul-Americana (Mesozóico a Meso-Mioceno) foi gerada pela ruptura das placas sul-americana e africana e caracteriza-se por formações superficiais arenosas delimitadas por feições escarpadas que, atualmente, são representadas pelos principais divisores hidrográficos.

A Superfície Sul-Americana I (passagem Meso-Eo-Mioceno) foi gerada com o soerguimento Miocênico, responsável pela desnudação continental acentuada, ocasionando as coberturas sedimentares neogênicas (Valadão, 1999b).

A Superfície Sul-Americana II (Eo-Plioceno) se estabeleceu com Soerguimento Pliocênico, responsável pela reincisão da rede hidrográfica e é representada pelo piso de amplas depressões interiores e sublitorâneas, que atualmente refletem nos cursos baixos e parte dos cursos médios das principais bacias hidrográficas que drenam a porção oriental do Brasil (Valadão, 1999a).

Remanescentes das três superfícies descritas são verificados ao longo da bacia do Rio Doce, respectivamente nos cursos alto, médio e baixo. A bacia do Rio do Tanque exibe resquícios da Superfície Sul-Americana, representada pela serra do Espinhaço e da Superfície Sul-Americana I, caracterizada por unidades litológicas que bordejam a mesma.

2.3 Clima e vegetação

Os fatores geográficos que influenciam as massas de ar atuantes na bacia do Rio Doce resultam em climas não uniformes em toda a sua extensão, embora esteja localizada totalmente na faixa tropical do hemisfério sul. No curso baixo da bacia, o inverno é ameno, com incursões de massa polar, ocasionando quedas de temperatura. O verão é quente com temperaturas máximas entre dezembro e janeiro. A montante, nas áreas mais elevadas, os verões exibem temperaturas médias entre 18 e 20ºC.

Na bacia do Rio do Tanque predomina o clima do tipo CWb (Köppen 1948), marcado por chuvas abundantes durante o verão, com temperaturas inferiores a 22ºC. Nas porções mais baixas predomina o tipo CWa, com chuvas abundantes e temperaturas elevadas no verão.

A cobertura vegetal da bacia do Rio Doce se caracteriza por espécies altas com copas espaçadas nas regiões mais baixas e resquícios de floresta subcaducifólia substituída por plantações, pastos e reflorestamento. Em altitudes superiores a 1000 m predominam samambaias, capins e arbustos (Euclydes, 1997).

2.4 Padrões de drenagem

A bacia do Rio Doce apresenta os padrões de drenagem retangular, radial, espinha de peixe, subparalelo e subdendrítico (Souza, 1995).

A mesma exibe, predominantemente, os tipos retangular e subdendrítico. O tipo retangular é controlado por lineamentos NW, onde correm os ribeirões do Tatu, Itauninha e afluentes da margem SE do ribeirão Jirau. Já o padrão subdendrítico é oriundo da alteração do dendrítico, que sofre pouca ou nenhuma influência dos elementos estruturais e, geralmente, é condicionado por rochas resistentes e uniformemente erodidas. Nessa bacia, o padrão subdendrítico apresenta duas direções preferenciais NW, mais pronunciada, e NE, de expressão local (Figura 02).

2.5 Contexto geológico

A bacia do Rio do Tanque localiza-se no bordo sudeste do Cráton São Francisco e exibe as unidades representadas, de forma sintética, no mapa geológico (Figura 03).

Para a descrição da geologia regional, foi tomado como base o levantamento do Projeto Espinhaço, através da Folha Guanhães (Grossi-Sad 1997) e da Folha Conceição do Mato Dentro (Grossi-Sad et al. 1997), o qual é complementado pelos trabalhos referentes ao bordo sudeste do Cráton São Francisco apresentados por Grossi-Sad et al. (1990a, 1990b) e Endo (1997).

De forma sucinta, pode-se dizer que a região é composta pelos milonitos, gnaisses e granitóides do bordo da serra do Espinhaço, rochas arqueanas e proterozóicas indiferenciadas que incluem gnaisses parcialmente milonitizados com dobramentos pronunciados (Endo, 1997); granitos a quartzo-monzonitos de cor cinza clara a rosada e granulometria grossa pertencentes à Suíte Borrachudos (Grossi-Sad et al., 1990b); Grupo Guanhães, representado por gnaisses finamente bandados com intercalações discretas de anfibolitos, lentes finas de quartzito e raras camadas de formações ferríferas bandadas (Grossi-Sad et al., 1990a). As metaultramáficas com intercalações de formação ferrífera, quartzitos, mica-xistos e filitos constituem as Seqüências Rio das Velhas e Rio Mata Cavalo. O Supergrupo Minas também ocorre nessa região e é caracterizado pela presença dos quartzitos, quartzitos conglomeráticos, conglomerados, filito grafitoso, formações ferríferas, dolomitos, mármores, entre outros. Duas seqüências, uma filítica e outra itabirítica, constituem a Seqüência Serra da Serpentina, também presente na área de estudo, assim como o Supergupo Espinhaço, caracterizado pelos quartzitos de granulação variada e intercalações freqüentes de outras litologias.

O caráter complexo da geomorfologia da região estudada pode ser observado através dos falhamentos presentes em depósitos recentes, das rupturas de declive no perfil longitudinal dos rios, descontinuidades topográficas, do arranjo da rede de drenagem, dos cursos meandrantes e do modelado, que são testemunhos da evolução cenozóica da área.

As rupturas de declive verificadas revelam falhamentos E-W e reativação de falhamentos antigos NE e NW. Esses falhamentos induziram o aparecimento de níveis de base locais (dois, no caso bacia do Rio do Tanque), responsáveis por modificações no modelado e distribuição espacial de trechos meandrantes.

Os depósitos da porção a montante do rio Doce, onde se encontra a bacia do Rio do Tanque, exibem um modelado acidentado, vales encaixados e dissecação média a forte, condicionados por falhamentos pré-cambrianos (NE e NW), que predominam em relação aos recentes (E-W) (Souza, 1995).

O acúmulo de sedimentos, principalmente nas cabeceiras dos rios se relaciona a dois fatores: o basculamento de blocos para NW, ocasionando a retenção de sedimentos em trechos rebaixados, e a presença de soleiras que dificultam o escoamento de sedimentos de montante para jusante (Souza, 1995).

3. Parâmetros utilizados e resultados obtidos

A partir dos dados anteriormente descritos, foram calculados índices e valores e foram feitas interpretações que forneceram características relativas à forma da bacia, aos componentes da rede hidrográfica e à textura da topografia. Parâmetros combinados também foram utilizados no sentido de confirmar o caráter erosivo da bacia.

A fim de se realizar o cálculo dos índices, foi verificado, segundo a metodologia já descrita, que se trata de uma bacia de sétima ordem, a qual apresenta um perímetro total de 200 km, para uma área total de 1086,64 km². O comprimento de seu canal principal é de 125 km, sendo que sua distância vetorial é de 59 km. A diferença de altitude máxima medida nessa bacia é de 1023 m e o comprimento total de seus 2837 canais é de 5349km.

Utilizando-se dos dados relacionados anteriormente, foram calculados os parâmetros descritos a seguir, os quais atendem aos objetivos iniciais da pesquisa.

Os parâmetros morfométricos obtidos foram:

A - Quanto à Forma da Bacia Hidrográfica

• Relação de Relevo (

  ), onde Da é a amplitude altimétrica e L é o comprimento do canal principal. Esse parâmetro estabelece a relação entre a diferença de altitudes máxima e mínima na bacia e o comprimento total do canal principal (Schumm, 1956). O valor aqui encontrado foi de 0,082, sugerindo que essa bacia possui um relevo relativamente suave.

• Densidade Hidrográfica (

  ), onde n é o número de canais e A é a área total da bacia. Esse parâmetro relaciona o número de rios ou canais com a área da bacia hidrográfica. Em outras palavras, expressa a magnitude da rede hidrográfica, indicando sua capacidade de gerar novos cursos d'água em função das características pedológicas, geológicas e climáticas da área (Freitas, 1952). Vale ressaltar que a densidade hidrográfica e a densidade de drenagem referem-se a aspectos diferentes da textura topográfica. O valor obtido foi de 2,61 canais/km

  ², revelando a grande capacidade dessa bacia de gerar novos cursos d'água.

• Densidade de Drenagem (

  ), onde C é o comprimento total dos canais e A é a área total da bacia. Esse índice relaciona o comprimento total dos canais com a área da bacia de drenagem. Essa variável se relaciona diretamente com os processos climáticos atuantes na área estudada, os quais influenciam o fornecimento e o transporte de material detrítico ou indicam o grau de manipulação antrópica. Em outras palavras, para um mesmo tipo de clima, a densidade de drenagem depende do comportamento hidrológico das rochas. Assim, nas rochas mais impermeáveis, as condições para o escoamento superficial são melhores, possibilitando a formação de canais e, conseqüentemente, aumentando a densidade de drenagem. O contrário acontece com rochas de granulometria grossa (Horton, 1945). O valor encontrado foi de 4,92 km/km

  ², mostrando que há um grande escoamento superficial e uma intensa dissecação associada.

B - Quanto aos Componentes da Rede Hidrográfica

• Coeficiente de manutenção (

  ), onde Dd é a densidade de drenagem. Esse parâmetro fornece a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento (Schumm, 1956). É considerado como um dos índices mais importantes do sistema de drenagem. O valor obtido foi de 203,25 m

  ²/m, indicando que, de uma maneira geral, essa bacia é rica em cursos d'água.

• Gradiente de Canais (Gc = a

  _max / L) (%), onde a

  _max é a altitude máxima e L é o comprimento do canal principal. Esse índice é a relação entre a cota máxima e o comprimento do canal principal expresso em porcentagem. A sua finalidade é indicar a declividade dos cursos d'água (Horton, 1945). O valor encontrado foi de 0,86 %, mostrando que os canais tendem a possuir baixa declividade.

C - Quanto aos Parâmetros Combinados

• Índice de Circularidade (

  ), onde A é a área total da bacia e Ac é a área do círculo de perímetro igual ao da área total da bacia. Esse índice representa a relação entre a área total da bacia e a área de um círculo de perímetro igual ao da área total da bacia, que, na expansão areal, melhor se relaciona com o escoamento fluvial. Assim, Ic=0,51 representa um nível moderado de escoamento, não contribuindo na concentração de águas que possibilitem cheias rápidas. Valores maiores que 0,51 indicam que a bacia tende a ser mais circular, favorecendo os processos de inundação (cheias rápidas). Já os valores menores que 0,51 sugerem que a bacia tende a ser mais alongada favorecendo o processo de escoamento (Müller, 1953 e Schumm, 1956). O valor obtido nesse trabalho foi de 0,3411, o que possibilita inferir que a área da bacia em questão distancia-se da área de um círculo e, conseqüentemente, apresenta um alto nível de escoamento e uma baixa propensão à ocorrência de cheias.

• Índice de Sinuosidade (

  ), onde L é o comprimento do canal principal e dv é a distância vetorial entre os pontos extremos do canal principal. Relaciona o comprimento verdadeiro do canal (projeção ortogonal) com a distância vetorial (comprimento em linha reta) entre os dois pontos extremos do canal principal (Schumm, 1963). Valores próximos a 1,0 indicam que o canal tende a ser retilíneo. Já os valores superiores a 2,0 sugerem canais tortuosos e os valores intermediários indicam formas transicionais, regulares e irregulares. Sabe-se, entretanto, que a sinuosidade dos canais é influenciada pela carga de sedimentos, pela compartimentação litológica, estruturação geológica e pela declividade dos canais. O Índice de Sinuosidade obtido de 2,12 indica que os canais da região estudada tendem a ser sinuosos.

4. Conclusões

Observando-se os índices morfométricos descritos anteriormente, pôde-se concluir que algumas informações aparentam ser contraditórias. Porém é necessário que as mesmas sejam correlacionadas ao contexto geológico e, principalmente, estrutural da área de estudo, para que sejam plenamente compreendidas. Partindo desse princípio, o fato de um relevo, cuja diferença de cota chega a 1023 m, ser tido como suave é justificado pela presença dos dois patamares (níveis de base locais) presentes na região. Além disto, esses patamares são responsáveis pela existência de áreas mais susceptíveis à deposição sedimentar, apresentando cursos d'água tipicamente meandrantes (porções a montante dos mesmos) e outras, onde predomina a dissecação dos terrenos associada ao aumento da declividade dos cursos d'água e ao aparecimento de canais encaixados (porções a jusante). O encaixamento da drenagem está intimamente ligado a feições estruturais como fraturas, falhas e contatos geológicos, que exercem o controle sobre essas porções da bacia hidrográfica.

Artigo recebido em 01/03/2001.

Datas de Publicação

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