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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




 

INSTABILIDADE AMBIENTAL EM MICROBACIA URBANA

 





 

Conrad Rodrigues Rosa: Estudante de Graduação do curso de Bacharelado em Geografia – DEGEOC/CCEN/UFPB.

siga1@geociencias.ufpb.br

Pablo Rodrigues Rosa: Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Manejo de Solo e Água – DESER/CCA/UFPB.

siga5@geociencias.ufpb.br

Paulo Roberto de O. Rosa: Professor do Depto. de Geociências/UFPB.

labema@geociencias.ufpb.br

 




Palavras-chave: Paisagem, Drenagem urbana, Instabilidade ambiental

Eixo 3 - Aplicação da Geografia Física à Pesquisa

Sub-eixo 3.2 - Propostas teóricas e metodológicas

 

 







 

INTRODUÇÃO

 

A Universidade Federal da Paraíba, Campus-I foi construída sobre relevo referente aos baixos planaltos costeiros, uma superfície cujo modelado é de baixa rugosidade. O Campus está localizado entre os vales dos rios urbanos Jaguaribe e Timbó, sendo este rio Timbó por sua vez é o afluente mais importante do rio Jaguaribe que, por sua vez, recebe a contribuição do riacho Timbó. O modelado do relevo no Campus constitui uma feição de tabuleiro, com baixa declividade.

O estabelecimento da instituição UFPB como equipamento urbano, designada por Cidade Universitária a partir da década 1970, foi uma intervenção significativa que acarretou alteração nos conjuntos determinantes da paisagem, especialmente na drenagem sobre o relevo e vegetação através da inserção das edificações. Nesse sentido, a drenagem natural sob a cobertura florestal da Mata Atlântica acabou sofrendo alterações, pois o ambiente foi modificado pelas intervenções determinadas pela retirada de vegetação, terraplenagem e, conseqüentemente, pela construção dos prédios e deposição de resíduos oriundos das obras.

A paisagem alterada determinou uma nova dinâmica para drenagem e com as calhas dos cursos de escoamento superficial e fluvial interrompidos, esses escoamentos precisaram encontrar novos caminhos em busca de menor energia, considerando-se que a superfície superior do relevo está entre as cotas de 35 a 40 metros acima do nível do mar. Essas calhas de escoamento recebem e passam a ser os caminhos naturais do escoamento das águas oriundas dos fluxos pluviais, cujo somatório anual na zona litorânea paraibana gira em torno de 2000 e 2200 mm anuais. Esse volume pluvial é distribuído durante o ano, sendo a maior concentração verificada entre os meses de março e agosto, com maior intensidade em junho e julho – 370mm, média referente ao decênio de 1990 – 2000. Esses dados foram obtidos no Laboratório de Energia Solar - LES e no Atlas Geográfico do Estado da Paraíba, permitindo a necessária compreensão da drenagem superficial no campus da UFPB como sendo de interesse e importância para a gestão do território constituído como Cidade Universitária.

A categoria Instabilidade, como elemento de observação sobre o ritmo do Equilíbrio Dinâmico da paisagem, é ponto de referência para a interpretação social num dado cenário. Essa categoria, quando ocasionada por forte antropização em superfícies frágeis, proporciona a compreensão dos processos morfogenéticos induzidos na paisagem. O estímulo buscado para compreensão da dinâmica de uma paisagem, alterada por condições antrópicas, é a forma que essa paisagem adquiriu, no caso a microbacia confinada.

O que anteriormente era uma parte integrante da vertente esquerda do riacho Timbó, passa a ter sua própria característica de unidade da paisagem: uma microbacia com micro-vertentes em ambos os lados, canais de escoamento superficial, áreas de inundação, áreas de maior e menor energia, além de processos erosivos. Confirmadas essas características, nota-se que a paisagem em questão tornara-se uma microbacia, o que sugere investigar sobre qual ou quais pontos há instabilidade, quais facetas pertencentes à microbacia auxiliam em sua dinâmica e qual a instabilidade corrente em uma microbacia confinada entre equipamentos urbanos desprovida de vegetação?

Por tratar-se de uma microbacia confinada, teríamos maior controle sobre os testes efetuados em busca de respostas aos questionamentos, posto que a área encontra-se em meio a edificações e não possui grandes dimensões. A área foi selecionada através da observação prévia de características que a identificam como sendo uma área especial pois possui características de microbacia (Figuras 1 e 2).

 

Data: 1998

Data: 2003

Figuras 1 e 2: Apresentação da área estudada em períodos distintos.

 

Este estudo objetiva verificar se há instabilidade na microbacia urbana confinada pelo território da UFPB Campus-I, e se esta instabilidade está relacionada com a ausência de vegetação. O que implica na compreensão da paisagem e seus conjuntos, a interação entre seus elementos e formação de uma paisagem modificada por antropismo, ou por causas naturais. Nesse entendimento, levantamos as seguintes hipóteses: a) a fragilidade da microbacia se deve à falta de cobertura vegetal que permite o escoamento superficial em forma de enxurrada; b) a desagregação de material é decorrente da impermeabilização da área circunvizinha, permitindo que as enxurradas torrenciais trabalhem sem obstáculos.

Após observar os conjuntos naturais, primeiro analisando cada unidade separadamente, depois a relação entre as unidades como vertente, solo, vegetação, antropismo e pluviosidade, procuramos compreender esses ambientes dinâmicos, utilizando a teoria proposta por Jean Tricart da Ecodinâmica.

O conceito de unidades ecodinâmicas, “baseia-se no instrumento lógico de sistema, e enfoca as relações mútuas entre os diversos componentes da dinâmica e os fluxos de energia/matéria no meio ambiente” (Tricart, 1977, p. 32). Ainda com base nos estudos de morfodinâmica, Jean Tricart afirma que fomos levados a distinguir três grandes meios morfodinâmicos em função da intensidade dos processos atuais: meios estáveis, meios intergrades e os fortemente instáveis.

 

METODOLOGIA

 

Através dos dados planialtimétricos oriundos de ortofotocartas de 1976 em escala 1: 2000 foi identificado a área de estudo como sendo uma microbacia urbana confinada. Juntamente com uma base cartográfica digital do Campus I (Rosa et al, 1999) detectamos os locais em que o equipamento urbano interferiu na drenagem do relevo, dando-lhe o caráter de microbacia.

Nessa área, efetuamos nivelamento com instrumento ótico (nível topográfico), sendo o nivelamento efetuado em perfis longitudinais com 40 e 20 metros de distância e transversais 20 metros. As cotas altimétricas foram lidas num intervalo de 1 metro, formando uma malha de perfis topográficos longitudinais e transversais. A partir desse levantamento processamos os dados que foram transformados numa planta baixa em formato digital.

Os dados pluviométricos são provenientes do setor de Climatologia do Laboratório de Energia Solar da UFPB (LES), oriundos de leituras efetuadas numa Estação Analógica e Digital, sendo que a digital fornece dados no intervalo de 5 minutos, mas para a pesquisa foi estabelecido um intervalo de 30 minutos. Os dados são referentes às precipitações dos anos de 1999 a 2003 e foram tratados em planilhas eletrônicas. A estação climatológica está distante cerca de 400m da microbacia confinada, e a estação microclimática experimental localiza-se dentro da microbacia (Araujo et al, 2000).

Além do exposto, contamos também com dados de movimento de massa, coletados por Almeida utilizando a metodologia proposta por Guerra (1996). Utilizamos ainda a técnica proposta por Molion (1983), do modelo de volume precipitado usando a fórmula para ambientes impermeabilizados. Por fim aplicamos na área um repovoamento vegetal, planejado em curvas de nível com intervalo de 0,50 metros, como prática conservacionista.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

 

Tomando a Teoria Ecodinâmica como referência, ensaiamos uma leitura da paisagem urbana onde a morfogênese supera a pedogênese em ambientes profundamente expostos às intempéries. Nosso trabalho acompanhou a ação mecânica das chuvas na área degradada (instável), área que outrora esteve amplamente desamparada de indivíduos vegetais encontrando-se e sua superfície majoritariamente exposta. Essa área atualmente está em processo de estabilização, a partir de uma gestão adequada, onde aplicamos a técnica de repovoamento vegetal para minimizar a ação mecânica das águas pluviais.

Na tarefa de decompor a paisagem, mantendo a homogeneidade do todo através da análise da microbacia, realizou-se inferências acerca das condições do sistema. Conforme Almeida citado em Cunha (1999, p.15) esse sistema refere-se à conexão entre o conjunto geomorfológico e climático, tendo ainda um conjunto de extrema importância, o sócio-econômico.

A perturbação na paisagem, condicionada pelos processos antrópicos, ocasiona as interações que ocorrem em um dado espaço, e nesse aspecto, a bacia hidrográfica passa a assumir concepção de sistema, pois que é um espaço em que ocorre troca de matéria e energia e onde os conjuntos das unidades mantêm uma relação entre si. A partir dessa assertiva, percebeu-se que da relação entre objetos surgem inevitavelmente atritos, devido ao fato de dois ou mais conjuntos tentarem encontrar o ponto de equilíbrio com o menor gasto de energia.

Para que haja estabilidade na paisagem os conjuntos integrantes devem dispor de elementos que proporcionem o ajustamento da transformação da matéria em energia, causando o menor impacto possível, caso contrário haverá uma perturbação no sistema ocasionando o enfraquecimento em um determinado ponto. O elo fraco dentro do conjunto referente ao relevo, que expressa uma perturbação por estar no limiar da interação entre os conjuntos climático, hidrográfico e antrópico, torna-se frágil na manutenção do sistema. Desse modo encontra-se a instabilidade, que em grande parte está associada ao fenômeno antrópico, pois nos sistemas naturais há uma tendência de retorno ao equilíbrio.

Os elementos que constituem essa paisagem em especial são os mesmos verificados em uma bacia de drenagem natural, sendo que a paisagem estudada encontra-se em maior escala, como se pode ver na figura 3 (7ª dimensão de grandeza na concepção escalar de Tricart).

 

Figura 3: Detalhes da escala de trabalho

Data: 03-2003

 

A microbacia é constituída de uma dinâmica própria, e em termos de morfogênese da paisagem é definida em grande parte através da desagregação de matéria da superfície, por falta de vegetação, através da alta incidência pluvial. A área de observação foi classificada e delimitada como sendo uma área com drenagem confinada por edificações urbanas, estabelecidas em três pontos da microbacia: dois nas vertentes esquerda e direita e um na cabeceira formando uma poligonal retangular. A área em observação, que se apresenta confinada por equipamentos prediais, constitui-se num retângulo de 1000m2 (Figura 4), cujo desnível entre o ponto mais elevado da cabeceira e o mais baixo é de 2,50m num perfil longitudinal de 50m, e o transversal de 20m entre as bordas das edificações, tanto da vertente esquerda quanto da direita. Essa área poligonal está confinada por vizinhos prediais com coberturas (telhado) de alta impermeabilidade e direcionam sua meia-água para a microbacia. Essas coberturas impermeáveis são referentes aos três prédios, sendo os dois das vertentes esquerda e direita com dimensão de 50 metros de comprimento com 10 de largura cada um, ou seja, 500 m2; já o prédio que impermeabiliza a cabeceira canaliza a água por dentro de sistemas difusores.

 

Figura 4: Cartograma demonstrando o confinamento da área.

 

Os valores espaciais das coberturas prediais nos remetem à questão da canalização das precipitações, permitindo inferir que essas se transformam em enxurradas torrenciais despejadas diretamente na microbracia.

A desagregação de material em sua grande maioria é decorrente da impermeabilização da área circunvizinha, que concentra águas das chuvas nos telhados despejando-as no ambiente. Quando a água concentrada escoa do telhado, (volume e intensidade tornam-se maior) para as zonas de ajardinamento (Figura 5), as enxurradas formadas nos perímetros descobertos resultam em uma forma torrencial, podendo o resultado ser visto na figura 6.

 

Figura 5 – Impermeabilização do solo através dos telhados, fenômeno que atua na concentração da pluviosidade

Data: 18/03/2003 – Pluviosidade: 1mm entre 8:00 e 8:30 h

 

Figura 6: Caminho da enxurrada.

Data: 18/03/2003 – Pluviosidade: 1mm entre 8:00 e 8:30 h

 

A relação da pluviosidade no relevo ocasiona o modelado, dando condições o surgimento de novas formas através da modificação das atuais. No caso da microbacia lidamos com microrelevo, em que as diminutas formações vão sendo esculpidas pelo movimento das enxurradas que, provocam alteração no relevo e no solo, definindo assim o desgaste da superfície como resultante da energia, aplicada e proporcionada pela interação chuva/ relevo (Figura 7). Com a falta da cobertura vegetal o desgaste sofrido pelo relevo torna-se maior.

 

Figura 7: Fenômeno do escoamento superficial constituinte da 7a grandeza na concepção de Tricart – morfongênese. Data: 21/03/2003

 

No dia 18/03/2003 houve uma precipitação de 1mm em 30’, de acordo com a estação digital. Conforme a estação convencional, que coleta dados de 12 em 12 horas, houve uma pluviosidade de 4,40mm. No entanto a precipitação significou um volume de 1000lt, concentrados pelos 1000m2 dos telhados, de água escoando nos canais, saturados por outras precipitações ocorridas no mesmo dia em outros horários (Tabela 1).

 

Data

Hora

Prec (mm)

17/03/03

21:00

0.00

18/03/03

09:00

4.40

 

Data

Hora

Prec (mm)

17/03/03

21:00

0.00

18/03/03

02:30

0.40

18/03/03

05:30

1.80

18/03/03

06:00

1.20

18/03/03

08:00

0.20

18/03/03

08:30

0.80

18/03/03

09:00

0.00

Obs: dados coletados de 30’ em 30’. Inserido somente valores de pluviosidade acima 0.00 mm

 

Tabela 1: Precipitação no dia 18/03/2003, dados da estação convencional e digital respectivamente no período entre 21:00 e 9:00 horas;  8:00 e 8:30 horas

 

Esse volume de água concentrada e despejada sobre uma superfície do relevo sem os agentes de contenção de erosão, provoca uma elevada degradação da superfície que recebe essa carga estabelecendo a morfogênese.

Nos perfis topográficos indicados na figura 8 e 9, vê-se que a microbacia apresenta um pequeno gradiente de declividade, porém in loco percebe-se, a existência de pontos que se encontram sob mais tensão que outros, denotando áreas de fragilidade, devido principalmente à falta de cobertura vegetal. Nesses pontos dão-se as condições à desagregação do solo, ora por meio da saltitação, ora erosão laminar, ora por erosão regressiva.

 

Figuras 8 e 9: Perfis topográficos longitudinal e transversal

 

Com a análise dos perfis, vê-se que a área, mesmo com baixa declividade, é passível de proporcionar os movimentos de massa, principalmente se suas vertentes não possuem cobertura vegetal, além da serrapilheira, pois ambas servem como amortecedores da pluviosidade, preservando o solo da radiação direta do sol.


 

 

Na falta da cobertura vegetal a microbacia confinada passa a ter como principal característica a instabilidade geomorfológica da paisagem, por estar vulnerável ao fenômeno climático referente ao elemento pluviosidade. Com a chuva de 1mm do dia 18/03/2003, foram despejados sobre a microbacia 1000 litros por m2 em 30 minutos. Como o solo da microbracia é bastante alterado, com zonas de alta compactação, apresentando inclusive entulho de obras em alguns trechos de sua subsuperfíce, essa chuva logo formou enxurrada.

Unido à declividade e ausência de vegetação, com a possibilidade de chuvas de natureza similar a do dia 18/03/2003, percebe-se que o solo dessa área cria também um ambiente propício à saturação pois logo cessa a capacidade de armazenamento de água no solo, devido ao preenchimento dos macroporos, corroborando para formação do escoamento superficial e, por conseguinte, movimentos de massa (observar Figura 7).

Na tentativa de minimizar os danos causados pelos movimentos de massa observável nas microravinas, resultantes do escoamento superficial, optamos pelo processo de plantio em curvas de nível (modelo oriundo da agricultura), e escolha de indivíduos vegetais apropriados (não exóticos). Nas curvas foram plantados indivíduos de pequeno porte (até 30cm de altura), como é visto na figura 10, tendo a função de reter o sedimento e amortecer a água precipitada; plantas arbustivas com a função de aparar as gotas da chuva.

 

Figura 10: Indivíduos vegetais de pequeno porte plantados em curva de nível

Data: 05/2003

 

A serrapilheira dos indivíduos vegetais arbóreos mais antigos na área foi se acumulando nos canteiros formados entre as curvas de nível, propiciados pela vegetação introduzida, colaborando para amenizar o impacto da chuva e da água que caem das folhas no solo. Outro fator desempenhado pela serrapilheira é o de promover a matéria orgânica no solo, dando-lhe condições naturais para se recuperar. Esse repovoamento vegetal tornou-se agente de contenção da erosão, restituindo, em parte, a estabilidade dessa paisagem.

A partir das relações entre os conjuntos contidos na paisagem estudada, vê-se que o desgaste é um dos elementos que provoca sua instabilidade e ocorre em pontos propícios à desagregação, como os elos frágeis.

A partir da concepção tricartiana em que o “modelado evolui lentamente, muitas vezes de maneira insidiosa, dificilmente perceptível” (op cit, p. 35), nota-se que a relação entre a ação dos elementos contidos no conjunto climático são os agentes que irão modelar a superfície terrestre, caso não haja a resistência oferecida pelo conjunto biótico, especialmente a vegetação, ou conjunto geológico.

Como já foi citado, há três níveis classificatórios do ambiente: meios estáveis, intergrades e os fortemente instáveis, todos tendo sua relação direta com a cobertura vegetal. No nosso caso, a área de estudo possui vegetação arbórea, mesmo assim esta não contribui de todo para a estabilização do ambiente, pois são árvores de porte alto (15 a 30 m), e por não haver extratos inferiores de sub-bosque ou gramíneas, as folhas das árvores acabam por auxiliar a concentração e condução das gotas de chuva para o solo, possibilitando um ganho de força que resulta num impacto mais expressivo da água com o solo (Lombardi Neto e Bertoni, p. 47). Um dos processos decorrentes desse impacto é a saltitação, em que grãos de sedimento são arremessados do solo dando condições para início do ciclo modelador, ou seja, mesmo em uma área aparentemente estável, há indícios de morfogênese.

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS

 

Pôde-se detectar que o emprego da Ecodinâmica enquanto teoria de suporte à interpretação da paisagem, conduz a pesquisa através dos conjuntos auxiliando na seleção das unidades que formam e transformam uma paisagem, fazendo convergir à análise para um nível classificatório que, empregado de forma regional, torna possível o planejamento e a gestão do território, visando a minimização da intensidade acarretada pelos fenômenos naturais quando o ambiente está ocupado de maneira inadequada.

Após a aplicação de técnicas embasada no uso da teoria a pesquisa demonstrou que uma paisagem instável pode se estabilizar, prevenindo e até coibindo possíveis desastres que acarretam prejuízos materiais tanto para o patrimônio natural quanto ao humano.

O repovoamento vegetal auxiliou o processo de estabilização natural da microbacia em evidência, evitando que o ambiente sendo um sistema confinado, venha a sofrer danos a partir da intervenção humana a partir da construção civil, no caso essa atividade é a principal concentradora da energia e da matéria no sistema. Esses danos estão relacionados à extrapolação da energia e da matéria modeladora na forma de alagamentos ou enxurradas.

 

 

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