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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




A contribuição metodológica da Geografia Física nos diagnósticos e planos de Gerenciamento de Bacias Hidrográficas GBH

 

 

Adorea R. Albuquerque[1]

Antonio J. T. Guerra[2]

[1] Universidade Federal do Amazonas – Pós-graduanda PPGG /UFRJ. Nível Doutorado

[2] Prof. Dr. Orientador – PPGG/UFERJ. CAPES






Palavras-chave: bacia, gestão, recursos
Eixo: 3- Aplicação da Geografia Física à Pesquisa
Sub-Eixo: 3.2 - Propostas teóricas e metodológicas






 

Introdução:

Com o objetivo de desenvolver uma estratégia que vise proteger e restaurar a qualidade ambiental e, conseqüentemente, os ecossistemas aquáticos, a Agência Nacional de Águas (ANA), para fins de planejamento, oficializa o conceito de bacia hidrográfica baseada em pressupostos legais. Sendo assim, a bacia hidrográfica está expressa conforme a Lei 9.433, de 08 de janeiro de 1997, que institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e preconiza em seus fundamentos que "a bacia hidrográfica é a unidade territorial de caráter básico e fundamenta,l para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos”.

 Esta abordagem fundamenta-se na constatação de que muitos problemas ambientais de qualidade e quantidade de água serão evitados ou resolvidos de maneira eficaz por meio de ações que focalizem a bacia hidrográfica como um todo, incluindo as atividades desenvolvidas em sua área de abrangência e os atores sociais que direta e indiretamente utilizem os recursos hídricos dentro desta unidade espacial.

Em razão da complementaridade hidrológica entre as águas subterrâneas e superficiais, a gestão deste recurso deve se dar de forma integrada, contemplando a utilização da água subterrânea numa perspectiva de otimização de uso, no espaço e no tempo. Este pressuposto desenvolve-se a partir da compreensão de dois aspectos primordiais: o primeiro de caráter essencialmente físico e biótico, onde a água é o constituinte fundamental do chamado ciclo hidrológico na natureza, sem a mesma torna-se impossível à sobrevivência dos seres e o estabelecimento de uma intrínseca rede de interações de sistemas interligados a processos geológicos, geomorfológicos e climáticos. Além disso, a água funciona como moderadora de temperatura na biosfera. As correntes oceânicas transferem energia dos trópicos para os pólos, enquanto que a circulação da atmosfera é sempre na direção de áreas de alta evaporação para áreas de baixa evaporação, o que resulta em efeitos mais acentuados nos climas continentais e nas taxas de precipitação e evaporação. A condensação do vapor d’água na atmosfera é a origem da maior parte da energia associada às tempestades. O calor latente que é liberado numa tempestade média equivale à energia cinética de uma bomba atômica. Num furacão, pode chegar a 10.000 bombas. E os ventos associados a estas manifestações são, também, responsáveis por destruições e mortes. (Lima, 2000). O segundo aspecto, basicamente social, refere-se à demanda de água pelo homem, onde se torna importante dizer, que desde os tempos mais remotos, os grupos humanos buscam alternativas de sanar seus problemas quanto ao uso e qualidade deste recurso, executando obras de engenharia, como a construção de aquedutos, represas, poços e barragens. Para se ter idéia do fato, a represa mais antiga do mundo foi construída no Egito a cerca de 5.000 anos; o Poço de Jacó foi perfurado atravessando-se camadas rochosas de 30m e se encontra em uso até os dias de hoje.

Os indicadores anteriormente citados evidenciam que a necessidade de gerenciar de forma correta o uso da água sempre foi de grande relevância. Nos dias de hoje, a forma mais eficaz de gerenciar o uso da água, parte da compreensão científica a respeito da complexidade sistêmica do funcionamento da rede de drenagem de uma bacia hidrográfica, através de estudos eminentemente geográficos. Desse modo, este trabalho tem a finalidade de apresentar a proposta metodológica que a Geografia Física, pode oferecer como contribuição a este gerenciamento.

 

Bacia Hidrográfica: Aspectos conceituais

A bacia hidrográfica se caracteriza como a unidade básica e fundamental do ciclo hidrológico. Pode ser preliminarmente conceituada, como uma área definida topograficamente, drenada por um curso de água ou por um sistema interligado de cursos de água tal que todos os caudais efluentes sejam descarregados através de uma única saída, a secção de referência da bacia (Lencastre e Franco 1984). O contorno desta área, ou seja, da bacia é estabelecido pela linha de separação de águas, o divisor de drenagem, que por sua vez, divide as taxas de processos hidrológicos como precipitações, vazão, percolação e outros, entre bacias vizinhas. Os terrenos de uma bacia hidrográfica são delimitados por dois tipos de linhas de separação de águas: uma topográfica ou superficial e outra freática ou subterrânea. A linha de separação freática é, em geral determinada pela estrutura geológica dos terrenos, sendo muitas vezes influenciada também pela topografia. As áreas demarcadas por esta linha de separação dificilmente coincidem com exatidão. Devido à dificuldade em se determinar precisamente a separação freática, uma vez que ela não é fixa, mudando com as flutuações o lençol de água subterrânea, ao longo do ano; para efeitos práticos costuma-se considerar que a área da bacia de drenagem é determinada pela linha de separação topográfica. Quanto mais próximo estiver o lençol freático, mais próximas entre si estarão as linhas de separação. Com o rebaixamento do lençol subterrâneo, durante a estação seca, a linha de separação freática distancia-se da topográfica.

A água que atinge uma bacia hidrográfica pode, então, ser drenada, ser reservada em lagos e represas e daí evaporar para a atmosfera ou infiltrar-se, percolando o solo.

Do ponto de vista hidrológico, o solo funciona como um reservatório, cujo volume de água armazenado pode ser bastante variável no tempo, dependendo de muitos fatores ligados a sazonalidade climática, porosidade do solo, natureza da rocha e tipo de cobertura vegetal. O balanço de água no solo pode ser resolvido computando-se todas as entradas e as saídas do sistema. A principal entrada de água no sistema é a precipitação. Considerando a existência de uma cobertura vegetal sobre o solo, a água da chuva é primeiramente interceptada pelo dossel, a água poderá também atingir diretamente o solo ou corpos d’água. Esta água interceptada pode então ser evaporada. Da água que chega até a superfície do solo, parte é infiltrada (entra no perfil de solo) e parte pode escoar superficialmente. A água infiltrada irá se redistribuir ao longo do perfil de solo. Simultaneamente à entrada de água no solo, a água pode estar sendo evaporada pela superfície ou retirada do solo pelas raízes e transpirada pelas folhas do dossel. A água pode ainda descer o perfil de solo e chegar ao lençol freático, ou, em algumas situações, pode haver um fluxo ascendente de água no solo.

As bacias hidrográficas constituem importantes reservas de água doce, onde a disponibilidade do volume está na dependência das correlações específicas de cada grupo de solo associadas às características de relevo e geologia. Este sistema onde a relação geologia-relevo-solo, é fundamental pode ser claramente visualizado através de métodos de estudos, onde são analisados de forma interativa todos os mecanismos que envolvam os indicadores e parâmetros citados. Um dos métodos mais eficaz é a metodologia de bacias, que vem sendo usada com devida freqüência em diagnósticos do meio físico, para a conservação e proteção de áreas, que exijam análises preliminares de risco e impactos ambientais.

A metodologia de bacias é o ponto de partida para a implantação de programas de gerenciamento, planejamento do uso, recuperação e conservação deste uso.

 

A Bacia de drenagem: unidade de controle das mudanças ambientais

 Qualquer ação técnica que vise aplicar e implementar planos de gestão e gerenciamento em bacias requer como princípio o conhecimento de que a área de drenagem é a unidade espacial dos estudos hidrológicos e hidrográficos, representando um sistema aberto dentro do qual atuam de forma interativa, mecanismos de entrada e saída de fluxos Entradas e saídas de chuvas, processos erosivos na paisagem, alterações nas condições de umidade do terreno, intemperismo das rochas e transferência de sedimentos, são mecanismos que ocorrem simultaneamente através dos movimentos da água nas fases hidrológica e terrestre do ciclo, resultando em efeitos positivos ou negativos na área drenada. Estes efeitos podem ser identificados e devidamente monitorados, se considerarmos que a bacia de drenagem é a unidade hidrogeomorfológica fundamental destes processos (Chorley, 1962).

Água e sedimentos quando visualizados na área de captura da bacia evidenciam a influência direta de três processos erosivos distintos: a) o geomorfológico-fluvial onde são observados mecanismos sobre morfodinâmica dos canais; b) a incisão de canais nas encostas e superfícies elevadas; c) a ação da gravidade na topografia; estes são processos que podem exercer influência direta na produção de sedimentos dentro do canal. Utilizando-se os respectivos fatores como critérios ou parâmetros indicadores de processos de erosão e sedimentação, é possível observar que a correlação existente entre canal, encostas e sedimentos, pronuncia-se dentro das áreas drenadas, podendo fornecer dados e informações que possibilitem estudos e levantamentos sobre o ambiente físico das bacias.

A forma dos canais na bacia expressa freqüentemente esta interação, canais retilíneos, por exemplo, estão associados aos leitos de origem cristalino-rochosa de alta resistência à erosão; já os canais anastomosados, às planícies sedimentares inundáveis, com a divagação do talvegue de uma margem a outra e pontos de grandes e pequenas profundidades e zonas de acumulação. Características como estas, refletem o papel da encosta como produtora de sedimentos para dentro do canal, que pode alterar os níveis de profundidade no canal. Esta variação de profundidades demonstra o dinamismo dos leitos em função da variável dos débitos; a respeito Cunha (1994), menciona que durante os fluxos baixos, os sedimentos que constituem as soleiras são transportados pelas águas correntes e depositados nas depressões. De modo inverso, no decorrer dos altos fluxos, essas depressões são escavadas e limpas pela correnteza, depositando-se o material removido das soleiras. A mesma autora, afirma ainda, que os fluxos fluviais de aspectos anastomosados, espelham condições climáticas locais, natureza do substrato, cobertura vegetal e gradiente.  Taxas concentradas de chuvas alternadas por longos períodos de estiagem e intensas nevadas com degelos rápidos proporcionam melhores condições para o desenvolvimento deste tipo de drenagem. As formas de drenagem constituem um conjunto de canais de escoamento interligados que formam a bacia.

Para Allen (1965 apud Bigarella, 1990), denomina-se padrão de drenagem o arranjo em planta dos rios e riachos dentro de uma bacia, este arranjo espacial, segundo autores como Bigarella e Suguio (1990); Cunha (1994); Castro e Saraiva (2001) serve como critério de interpretação das seguintes aspectos: a) classificação dos rios e respectivas bacias; b) morfodinâmica de canais; c) natureza do terreno, condições topográficas disposição das camadas e das linhas de falhamento; d) taxas de pluviosidade; e)tipos e modalidades de classificação de cobertura vegetal.

Quanto aos indicadores gerados de acordo com as condições pedológicas, em solos desnudos ou com cobertura vegetal rarefeita, as condições de escoamento superficial e subsuperficial podem ser alteradas. Em áreas próximas às bacias é freqüentes a existência de fazendas e o uso de formas diversificadas de cultivo. Segundo Guerra (1994), em áreas agrícolas o escoamento superficial pode ser mais acentuado, devido o remanejamento de partes do subsolo para cima e vice-versa, através da mecanização da agricultura. Isto pode gerar impactos como a diminuição da espessura do topo do solo, o empobrecimento das áreas agrícolas e diminuição nos teores de matéria orgânica. Aumentos nas taxas de escoamento superficial podem por sua vez, ocasionar aumentos nos fluxos de água tanto nas áreas drenadas como dentro dos canais fluviais, além de proporcionarem condições favoráveis para a elevação das taxas de produção de sedimentos nas bacias diante de chuvas constantes.

 O escoamento subsuperficial deve ser analisado como uma componente básica para a identificação de alterações ou modificações nas bacias, pois o volume de águas que atinge os canais, representa o escoamento fluvial que é determinado pelas águas superficiais e subterrâneas. 

O gradiente das encostas também merece destaque no estudo de bacias. Em terrenos declivosos, o fluxo lateral subsuperficial, pode formar canais por onde a água escoa preferencialmente. Estes canais podem escoar água somente durante um evento de chuva ou durante algum tempo depois, cessa o escoamento tão logo a água infiltre     no solo (curso influente). Outros canais, por sua vez, permanecem constantemente escoando água (curso efluente) a menos que, por algum motivo, o nível do lençol freático venha a baixar fazendo que o canal fique acima da zona de saturação.

 

A contribuição metodológica da Geografia Física nos planos de GBH.

É fato comum estabelecermos equívocos entre os conceitos de Gerenciamento de Bacia Hidrográfica e Gerenciamento de Recursos Hídricos, tais equívocos decorrem do fato de confundirmos o gerenciamento de um único recurso ambiental, ou seja, a água quando realizado no âmbito de uma bacia hidrográfica.

O Gerenciamento de Bacias Hidrográficas (GBH) deve ser considerado como resultado da adoção de uma bacia hidrográfica como unidade de planejamento e intervenção da gestão ambiental, sistêmica e globalizada. O gerenciamento dos recursos hídricos procura a harmonização das ofertas e demandas de água em uma determinada bacia. Propondo um conceito para o GBH Lanna (1995, p.62) com base no documento da World Commission on Environment and Development, expõe que o gerenciamento de uma bacia hidrográfica é o processo de negociação social sustentado por conhecimentos científicos e tecnológicos, que visa a compatibilização das demandas e das oportunidades de desenvolvimento da sociedade como potencial existente e futuro do ambiente, na unidade espacial de intervenção da bacia hidrográfica.

Efetuados os estudos ambientais nas bacias e microbacias hidrográficas, serão executados os planos de gestão ambiental, que visam promover a proteção da água, do solo e outros recursos, essenciais à sustentabilidade da atividade econômica e ao controle da degradação em toda a área da bacia, tanto nas zonas adjacentes aos divisores de água como à jusante dos canais.  

 

A aplicação metodológica da Geografia Física nos planos de Gerenciamento das Bacias Hidrográficas.

Grande parte dos estudos realizados no âmbito da Geografia Física é elaborada através da abordagem multisistêmica dos mecanismos projetados nos ambientes. Praticamente nenhuma outra metodologia poderia se enquadrar de forma tão perfeita nesta linha de abordagem quanto a metodologia de bacias. Sendo assim, cabe-nos aqui expor as propostas metodológicas desta disciplina para o estudo das bacias, voltadas para aplicações de caráter prático, neste caso, os planos de gestão e gerenciamento.

Serão apontadas a seguir etapas a serem executadas nos estudos geográficos nos levantamentos de campo, análises de laboratório e trabalhos de gabinete.

 

Delimitação e setorização da bacia:

As delimitações das bacias podem ser obtidas através de informações cartográficas em escalas de 1:50. 000 e 1:20. 000 preferencialmente, fechando-se a área pelos interflúvios, representados nas cartas topográficas por curvas de nível.

 

 

Delimitação das bacias por curvas de nível

As bacias podem ser desmembradas em um número qualquer de sub-bacias, dependendo do ponto de saída considerado ao longo do seu eixo-tronco ou canal coletor. As sub-bacias são subdivisões que devem estabelecer conexões com a área maior, conforme exemplificado abaixo:

 

 

Componentes da bacia hidrográfica

Área de drenagem – Quanto maior for a área da bacia, maior será a sua capacidade de coletar a precipitação, portanto, maior será o volume de água infiltrado ou escoado superficialmente. É possível delimitar a área e calcular seu tamanho com auxílio de planímetros, pesagem de papel uniforme devidamente recortado, substituição de escalas numéricas em papel milimetrado.

Comprimento da bacia – considerado como a maior distância medida em linha reta, entre a foz e determinado ponto situado ao longo do perímetro.

Forma da bacia – figuras geométricas como o retângulo, o círculo e o triângulo, podem ser utilizadas para o reconhecimento de cheias excepcionais.

Densidade dos rios - método utilizado para identificar a freqüência ou quantidade dos rios ou cursos de água em uma determinada bacia. Pode ser visualizado por métodos de hierarquização

Densidade de drenagem - a densidade de drenagem correlaciona o comprimento total dos canais de escoamento com a área da bacia hidrográfica. O comprimento dos canais pode ser obtido utilizando-se instrumentos como o curvímetro.

 

Dados de Precipitação:

As entradas de chuvas na bacia são fatores de extrema importância no ciclo hidrológico. A exemplo, podemos citar que o volume de água precipitado nestas áreas, associado ao regime sazonal exerce influência direta no controle das cheias ou vazantes. Logo a necessidade de mensuração destes dados é um fator importante para o manejo e controle das alterações ambientais. A mensuração de taxas pluviométricas poderá ser realizada através de aparelhos como os pluviômetros ou pluviógrafos, podendo ser estimada em unidades de profundidade, geralmente em milímetros a partir da fórmula: PR (mm) = r2 h/R, onde P = altura da precipitação em mm, R = raio do pluviômetro, r = raio da proveta,h = altura da coluna de água na proveta.

Existem três métodos para o cálculo das taxas pluviométricas: a média aritmética, o método de Thiessen e o método das isoietas. (ver Beltrame, 1994; Coelho Netto, 1994; Lencastre, 1984).

 

Características Pedológicas:

As características físicas e químicas dos grupos de solos existentes nas bacias podem fornecer um banco de dados de imensurável valor, através deste estudo é possível identificar o potencial erosivo da área e propor medidas rápidas de mitigação e controle deste risco.

Grupos distintos de solos quando associados às características específicas de relevo e geologia local, assumem comportamentos visualizados em uma abordagem sistêmica em que se encontram sobrepostos os elementos geologia-relevo-solo. Neste sentido, a dinâmica geomorfológica a que são submetidas às bacias, requerem cuidados durante os levantamentos, a exemplo Guerra (2001) ressalta que no estudo de bacias de drenagem devemos sempre incluir uma “noção de dinamismo, por causa das modificações que ocorrem nas linhas divisórias de água sob o efeito dos agentes erosivos, alargando ou diminuindo a área da bacia”. Indicações com esta permitem a verificação e análise pormenorizada dos critérios ou parâmetros do solo responsáveis pelo potencial erosivo e futuras modificações na evolução das paisagens.

Para melhor identificação dos parâmetros de erodibilidade é necessário realizar a coleta de amostras de solos e submetê-las à análises laboratoriais, estas análises devem determinar os seguintes aspectos: densidade aparente, densidade real, porosidade, textura, estrutura, consistência, cor do solo, acidez, alcalinidade, identificação de argilas (raio x) e outros.  (Kiehl, 1979).

Além destes aspectos, as condições de drenagem e escoamento superficial merecem ser devidamente estudados, para o reconhecimento destas condições são utilizados aparelhos conhecidos como infiltrômetros que possibilitam o entendimento da variação das taxas de infiltração em função da textura, da compactação do solo e da umidade antecedente (Guerra 1996).

As formas erosivas como ravinas e voçorocas, devem ser cadastradas em fichas modelos (anexo), devidamente balizadas com bússolas de geólogo, onde são retirados as distâncias e os ângulos para a identificação de direção do avanço do processo erosivo, estas medidas servirão para monitoramentos futuros e manejo dos ambientes impactados.

 

Interpretações Cartográficas e Geração de Mapas Temáticos:

Executadas as fases de levantamentos, trabalhos de campo e análises laboratoriais, é possível a confecção de cartas ou mapas temáticos. O número que pode ser obtido por técnicas de overlay (figura 09) e sofisticados programas de computadores em SIGs (Sistemas de Informações Geográficas) é praticamente imensurável. Entretanto, podem ser enunciados os mais utilizados como: Mapa Geológico, Mapa hipsométrico, Mapa geomorfológico, Mapa pedológico, Mapa de declividade, Mapa de cobertura vegetal, Mapa de ocupação, Mapa de uso de solo, Mapa de drenagem, Mapa de risco erosivo.

Certamente as contribuições que as informações cartográficas oferecem são criteriosamente trabalhadas para compor bancos de informações, que futuramente irão subsidiar a gestão dos recursos hídricos nas bacias hidrográficas, favorecendo as atividades econômicas de sustentabilidade ambiental dos grupos sociais dentro desta unidade espacial.

 

Conclusões

A metodologia de bacia hidrográfica proporciona aos planos de gerenciamento, uma forma de diagnóstico efetiva e adequada para fins de preservação e proteção ambiental. Sem sombra de dúvidas, disciplinas como a Geografia Física, contribuem de maneira impar para a elaboração destes diagnósticos, em função da própria natureza e epistemologia da ciência geográfica, ou seja, a abordagem multidisciplinar.

Os diversos ramos de estudo, auxiliam a elucidação das questões ligadas aos problemas de impactos ambientais, a Geomorfologia, por exemplo, possibilitará diagnósticos e prognósticos sobre o risco erosivo identificado em áreas afetadas, a Climatologia, fornecerá dados sobre as alterações microclimáticas locais, a Biogeografia identificará o potencial biótico da área quanto a flora e fauna, através de inventários biogeográficos e finalmente a Cartografia, providenciará o mapeamento completo da área. 

 

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