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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

 

 

MODELADO DO RELEVO E PROCESSOS EROSIVOS NA MICROBACIA DO ARROIO CADENA/SANTA MARIA–RS.

Cristiane Regina Michelon 1; Mauro Kumpfer Werlang 2
(Licenciada em Geografia, Acadêmica do Curso de Especialização em Geociências1, Professor do Departamento de Geociências2, Campus da Universidade Federal de Santa Maria-RS crmich@bol.com.br, mwerlang@hanoi.base.ufsm.br)

 


Vertente, Perfil e forma ,Nichos de nascentes
3-Aplicações da Geografia Física a Pesquisa
3.1-Aplicações Temáticas em Estudos de Caso


 


 


1- INTRODUÇÃO

Atualmente vem se observando um crescimento populacional que reflete em profundas modificações na paisagem. Na busca de suprir suas necessidades o homem acaba interferindo na natureza do ambiente. Ocupações desordenadas, substituição da cobertura florestal original pelos mais diversos tipos de uso, construção de barragens e estradas, são alguns dos vários fatores que acabam comprometendo o meio físico.
Pohlman (1996) retrata bem este fato. Afirma que a ocupação de muitas cidades brasileiras, especialmente aquelas situadas nas regiões metropolitanas, na maioria das vezes desconsidera o meio físico. Há o uso indiscriminado de espaços como encostas, margens de arroios e cabeceiras de drenagem. O processo de ocupação da cidade de Santa Maria representa muito bem esta conjuntura, marcada pela ocupação desordenada do solo, submetendo os espaços livres das áreas periféricas à uma constante transformação. A população se apropria desses locais sem levar em conta as condições litológicas da área, o grau de declividade trazendo inúmeros prejuízos ao meio-ambiente.
Christofoletti et al (1993, p.23.) considera que “os processos de desenvolvimento e ocupação do espaço pela atividade humana tem desencadeado uma necessidade crescente de estudos da paisagem que subsidiem a elaboração de planos ordenadores da relação homem/ natureza, a fim de ser minimizada a degradação ambiental”.
Dessa forma estudos que visem harmonizar a relação entre homem e natureza assumem fundamental importância. Nesse sentido levantamentos sobre a geomorfologia são básicos. Ross (1990,p.10), considera o relevo como sendo “parte importante do palco, onde o homem como ser social, pratica o teatro da vida”. Entende-se dessa forma a real importância dos estudos geomorfológicos, uma vez que é sobre o relevo que se dá o desenvolvimento da vida e suas relações. Também Justus et al (1986) consideram o relevo como uma variável importante no planejamento do espaço, uma vez que estabelece categorias de avaliação conforme o grau de fragilidade de cada ambiente, alertando sobre os problemas da influência antrópica. Em suas concepções Cassetti (1994) defende que a geomorfologia constitui-se num importante subsídio para a compreensão racional da forma de apropriação do relevo pelo homem.
Assim considerando que estudos geomorfológicos fornecem importantes subsídios para avaliar o grau de fragilidade das áreas frente à ação dos processos morfogenéticos, o presente trabalho teve como objetivo principal analisar os diferentes modelados do relevo destacando as áreas de cabeceiras de vale como fontes de alimentação para os processos erosivos.
 

2- LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA
 

A área de estudo compreende a microbacia hidrográfica do Arroio Cadena e está localizada na região central do estado Rio Grande do Sul.
A área assenta-se sobre litologias da Formação Santa Maria (membro Passo das Tropas e Membro Alemoa), Formação Caturrita, Formação Botucatu, Formação Serra Geral, Terraços Fluviais e sedimentos atuais do Quaternário.
Quanto à geomorfologia, a área está situada na Depressão Central do Rio Grande do Sul (também denominada Depressão Periférica Sul Rio-Grandense), na transição para o Planalto Meridional Brasileiro (planalto e chapadas da bacia do Paraná). O relevo da Depressão Central caracteriza-se por apresentar uma topografia suave, com baixas cotas altimétricas, onde se destacam planícies aluviais, terraços fluviais e as coxilhas. Na zona de transição entre a Depressão Central e o Planalto ocorrem níveis de pedimentos. Corresponde à escarpa da Serra Geral onde ocorre a presença de vales causados pela erosão fluvial regressiva, propiciando o recuo da escarpa e o aparecimento de morros residuais. Nessa área é comum a ocorrência de fenômenos de erosão e movimentos de massa generalizados, que provocam sulcos e ravinas.
Em relação à rede hidrográfica, a área pertence à bacia do rio Vacacaí. Apresenta um padrão de drenagem que enquadra-se no tipo sub-dentrítico (apresentando controle estrutural no curso principal). Em alguns casos o controle estrutural caracteriza padrões sub-paralelos na drenagem. Está representada por canais de primeira, segunda, terceira e quarta ordem. Estes canais fluviais são responsáveis pelo modelado e dissecação dos interflúvios e pelo entalhamento dos talvegues.
No que se refere ao clima, caracteriza-se por apresentar quatro estações bem definidas com chuvas bem distribuídas durante o ano. Conforme a classificação climática de Köppen, citado por Ayoade (1986), corresponde ao clima mesotérmico brando Cfa (temperado quente) apresentando como caraterísticas invernos frios, com temperatura média do mês mais frio entre 13°C e 15°C. Os verões são quentes, com temperatura média do mês mais quente superior a 24°C. As precipitações são regulares durante todo o ano, não apresentando estação seca, com índices pluviométricos anuais entre 1500 mm e 1600 mm. Os ventos predominantes são de Leste e Sudeste.
A área sofreu significativas alterações na cobertura original da vegetação. Parte da área apresenta-se inserida no domínio dos campos com capões e matas galerias. A área que atualmente é dedicada à pecuária e agricultura apresenta uma cobertura de gramíneas entremeadas de pontos com vegetação remanescente. São as formas ciliares representadas pelos capões e capoeiras galerias. Na porção representada pelo Rebordo do Planalto (norte da área), e porção leste-sul, os empreendimentos agrários e, principalmente os urbanos impuseram modificações na vegetação, apresentando remanescentes da floresta Estacional Decidual e floresta Estacional Semidecidual. Os agrupamentos remanescentes da cobertura vegetal original situam-se nas partes íngremes das encostas. O desmatamento foi seguido de uma ocupação agropecuária e urbana intensa.
 

3-METODOLOGIA
 

3.1-Elaboração do Mapa Base
A obtenção da base cartográfica se deu a partir da folha topográfica de Santa Maria SH. 22.V–C-IV/1- SE. Delimitou-se a microbacia levando em consideração as curvas de nível, pontos cotados e a rede de drenagem. Definido o divisor topográfico, foram copiados a rede de drenagem, rede viária e a toponímia da área. Essas informações foram digitalizadas, obtendo-se a base cartográfica. Após seguiu-se o trabalho em etapas. Na primeira, realizou-se a confecção do esboço geomorfológico a partir da fotointerpretação de aerofotogramas, e posteriormente compilou-se a carta da geologia e confeccionou-se a carta de dissecação do relevo.


3.2- Elaboração do esboço geomorfológico e geológico
O esboço geomorfológico foi obtido através da fotointerpretação de aerofotogramas verticais em escala de 1: 8.000. Posteriormente com auxílio do programa SITER 1.2, transformou-se para o formato digital. Constituiu-se no instrumento norteador da pesquisa, uma vez que as informações geradas neste esboço serviram de subsídio para o desenvolvimento das etapas seguintes.
Assim, inicialmente, delimitou-se os três compartimentos geomorfológicos presentes na área de estudo: O Rebordo do Planalto Meridional Brasileiro, Depressão Central e a Planície Aluvial. Para auxiliar no entendimento da dinâmica das vertentes obteve-se, a partir de aerofotogramas verticais, o perfil da forma das vertentes conforme a proposição de Rocha (1986). Esses foram analisados de acordo com o Índice de Curvatura de Crista (ICC); Índice de Curvatura de Base (ICB) e o Índice de Massa (IM) conforme Christofoletti,1980.
Objetivando-se compartimentar a área conforme a ocorrência das formações superficiais, compilou-se o mapa da geologia baseando-se na carta geotécnica de Santa Maria elaborada por Maciel Filho (1999). Assim destacou-se as principais formações geológicas existentes, diferenciando-as por cores. No compartimento denominado Rebordo do Planalto ocorrem as Formações: Serra Geral (rochas vulcânicas ácidas e básicas); Botucatu (arenitos eólicos) e Caturrita (arenitos finos a médios bastante permeáveis). No que tange ao compartimento Depressão Central, destacou-se as Formações Santa Maria, Rosário do Sul e Caturrita. A Formação Santa Maria está constituída por seqüências: Siltitos argilosos e arenitos argilosos bastante impermeáveis; Formação Caturrita (arenitos permeáveis); e a Formação Rosário do Sul (rochas sedimentares de origem fluvial). O setor correspondente à planície aluvial destaca-se por apresentar um relevo plano, formado principalmente por processos de acumulação de materiais provenientes das áreas mais elevadas. Os Sedimentos Atuais, Terraços Fluviais e rochas da Formação Rosário do Sul são o substrato geológico predominante.
 

3.3-Elaboração da Carta de Dissecação do Relevo
Para a elaboração do mapa de dissecação do relevo empregou-se a metodologia proposta pelo projeto RADAMBRASIL,(1986) e Ross (1992,1996). Esta baseia-se na relação entre a densidade de drenagem e a dimensão interfluvial média para a dissecação no plano horizontal, e no grau de entalhamento dos canais, para a dissecação no plano vertical.
 

O Quadro1 mostra o enquadramento dos índices de dissecação do relevo a partir da proposta de Ross (1996).
 

Dimensão interfluvial média/ entalhamento  médio

Muito grande (1) >750m

>15mm

Grande (2) 750 a 350m

7 a15mm

Média (3) 50 a 150m

3 a 7mm

Pequena (4) 150 a 50m

1 a 3mm

Muito Pequena (5) <50m

1mm

Muito fraco (1)

< de 20m

11

12

13

14

15

Fraco (2)

20 a 40m

21

22

23

24

25

Médio (3)

40 a 80m

31

32

33

34

35

Forte (4)

80 a 160m

41

42

43

44

45

Muito forte (5)

> 160m

51

52

53

54

55

Fonte: Adaptado de Ross, J.L.1996.
 

Na elaboração do mapa de modelado do relevo foram levados em conta as curvas de nível (grau de entalhamento dos canais) e a rede de drenagem (dimensão interfluvial). O modelado de acumulação foi definido conforme a cota altimétrica, cujo processo de acumulação é predominante. No presente estudo ficou definida a cota de 90m. Para a definição do modelado de aplanamento consideraram-se as superfícies com cotas elevadas e baixo grau de entalhamento que vem sofrendo contínuo desgaste. Assim foram encontrados na microbacia, modelados de aplanamento, acumulação e dissecação. As classes de dissecação obtidas foram assim caracterizadas:
Muito fraca: caracteriza-se por apresentar modelado convexo-côncavo com aprofundamento dos vales menor que 20m. É comum a presença de vales nas cabeceiras e vestígios de sedimentos arenosos.
Fraca: apresenta modelado convexo-côncavo com aprofundamento dos vales entre 20m e 40m, sendo comum a presença de vales nas cabeceiras de drenagem e afloramentos rochosos.
Média: apresenta modelado convexo-côncavo com aprofundamento dos vales entre 40 a 80m. A inclinação das vertentes é moderadamente forte (10-18°), contribuindo assim para o surgimento de formas de erosão acelerada.
Forte: modelado de topos convexos e aguçados, estreitos, vertentes retilíneas, vales estreitos com aprofundamento das incisões entre 80 a 160m, e declividade muito forte (30-45°).
Muito Forte: caracteriza-se por apresentar modelados de topos planos convexos e/ou aguçados, alongados ou cuspidais, com patamares escalonados nas vertentes. Predominam declividades muito fortes (aprofundamento maior que 160m, apresentando morfologia de movimentos de massa, vales suspensos, quedas d‛ água e corredeiras.
Os modelados de acumulação são formados a partir da erosão das áreas mais altas onde a rede de drenagem tem importante papel . As áreas de aplanamento localizam-se principalmente nas bordas dos divisores d’água, caracterizando-se pela presença de elevações e ressaltos topográficos.
 

3.4 -Índices morfométricos das vertentes
A fim de explicar a morfogênese das vertentes, seguiu-se a proposta de Christofoletti (1980). O autor destaca diversos atributos que influenciam no comportamento do perfil das vertentes. Para o trabalho optou-se por relacionar três deles (índice de curvatura de crista, índice de curvatura de base e índice de massa). Assim para efetuar os cálculos desses atributos, foi necessário inicialmente construir os perfis das vertentes. Os valores utilizados para a construção dos perfis correspondem ao acumulado da altura e do comprimento horizontal. Traçados os perfis foi possível através das equações calcular os índices de curvatura de crista (ICC), curvatura de base (ICB) e índice de massa (IM) das vertentes. Os itens abaixo compreendem as definições desenvolvidas por Christofoletti (1980), a respeito de cada atributo utilizado.


1- Altura da Vertente (H)-corresponde à diferença de altitude entre os pontos superiores e inferior da vertente representada no perfil.


2- Comprimento Horizontal da Vertente (L)-corresponde ao comprimento da linha horizontal que une o ponto inferior do perfil a outro situado na mesma altitude, mas com coordenadas de latitude e longitude do ponto superior.


3- Índice de Curvatura de Crista (ICC)- É determinado convertendo–se as coordenadas X (comprimento horizontal) e Y(altura da vertente) de cada ponto do perfil, em porcentagens dos valores totais. O valor percentual é calculado de forma diretamente proporcional ao comprimento horizontal e inversamente proporcional a altura da vertente.Isso feito, o índice pode ser calculado através da equação 1
 

ICC= (5-y5+10-y10)/2     (1)
 

Sendo que y5 e y10 equivalem respectivamente aos valores percentuais da altura correspondentes a 5% e 10%. Assim os valores positivos retratam cristas convexas e os negativos, cristas côncavas.
 

4- Índice de Curvatura Basal (ICB)=é calculado de modo semelhante ao índice de curvatura de crista, sendo definido pela equação 2.
 

ICB=(90 - y90) +( 95 – y95)/ 2      (2)
 

Onde y90 e y95 equivalem respectivamente aos valores percentuais da altura da vertente correspondentes a 90% e 95%. Assim os valores positivos retratam bases convexas e os negativos, bases côncavas.
 

5- Índice de Massa=é definido pela equação 3
 

IM=(y16 + y50 + y 84)/3      (3)
 

Onde: y16, 50,84 são valores percentuais da altura da vertente, correspondentes a 16%,50%,84% do comprimento horizontal respectivamente. Os valores superiores a 50 indicam formas côncavas e aquelas inferiores a 50, formas convexas.
 

3.5.-Correlação entre os índices determinados
Adotou-se o método da correlação de Pearson, o qual avalia a intensidade entre no mínimo duas variáveis. Está baseada na co-variância que é dada pela equação.


r =          (4)


Onde:
n=número de amostras
xi=índice de curvatura de cristas
yi= índice de curvatura de base
 

Segundo Gerardi et al (1981, p.99) o coeficiente de correlação de Pearson “é uma medida em forma de índice, para indicar o grau de associação linear entre variáveis com dados na escala de intervalo ou de razão”. Ainda segundo as autoras, a correlação pode variar de +1 a –1. É positiva quando os valores de x aumentam concomitantemente com os valores de y, e negativa quando os valores de x aumentam em detrimento dos valores de y. A correlação perfeita positiva ocorre quando os valores de r são iguais a 1(r=+1), ocorrendo o contrário (r=-1) diz-se que ocorreu correlação perfeita negativa. Chamam atenção para valores iguais a zero. Estes segundo as autoras nem sempre significam que não há correlação entre as variáveis. Há sim possibilidade de haver outro tipo de correlação que não seja a linear.
Assim fazendo–se uso deste método procurou-se analisar o grau de correlação entre os índices de curvatura de crista, base e massa das vertentes em estudo. Inicialmente relacionou-se os índices de curvatura de crista e base das vertentes. Em seguida os índices de curvatura de crista com os índices de massa, para posterior análise dos índices de curvatura de base e os índices de massa.
 

4-ANÁLISE DOS RESULTADOS


Com base nos levantamentos realizados, identificou-se três compartimentos geomorfológicos então denominados: Rebordo do Planalto Meridional Brasileiro, Depressão Central e Planície aluvial. O Rebordo do Planalto Meridional Brasileiro contorna o setor norte da microbacia formando um semi-arco. Apresenta-se praticamente em toda a sua extensão como relevo escarpado. Está constituído litologicamente por rochas das Formações Botucatu, Serra Geral e Caturrita. Essa diversidade de litologias sob a ação dos processos morfogenéticos conferem ao relevo variadas formas. Predominam formas de dissecação, que de acordo com Boaventura apud Rafaelli (2000,p.45) “são áreas com topografia pronunciada, onde a evolução das formas está relacionada com o entalhamento dos cursos d´água de diferentes ordens de grandeza e erosão”. No que se refere as vertentes observa-se a predominância de formas côncavas. Sua dinâmica está relacionada aos processos de escorregamento, deslizamentos e escoamento superficial intensificados principalmente pelo modelado do relevo (modelados de dissecação) associado ao substrato geológico e ao grau de declividade da área.
O setor correspondente a Depressão Central ocupa a maior parte da microbacia, apresenta um relevo suavemente ondulado. É o setor mais antropizado da microbacia, uma vez que abriga o sitio urbano de Santa Maria. Observa-se nesse compartimento uma série de fatores que possuem larga influência quanto à ação dos processos erosivos e na evolução das formas de relevo como a quantidade expressiva de nichos de nascentes e a forte antropização da área. A forte antropização observada através da retirada da cobertura vegetal, impermeabilização da superfície com a construção de ruas e calçadas vem provocando uma série de desequilíbrios no ambiente natural. As freqüentes inundações, o estabelecimento de ravinas e voçorocas refletem a resposta da natureza frente a estas transformações. Sabe-se que o desenvolvimento dos processos erosivos se processam com maior intensidade principalmente nas áreas mais fragilizadas. Na Depressão Central, estas se traduzem nas cabeceiras de vale ou nichos de nascentes,além de ravinas e voçorocas. Observa-se que a remoção da vegetação em grande parte das nascentes dos rios vem acentuando a ação dos processos erosivos. Aliado a isso surge o fato de que as condições litológicas que compõem o compartimento são muito favoráveis ao desenvolvimento de incisões erosivas. As vertentes em sua maioria apresentam formas convexas, onde as condições geológicas e a natureza dos solos, associadas à ação antrópica e a presença de nichos de nascentes, produzem intensa instabilidade morfogenética.
O setor que corresponde à planície aluvial localiza-se ao sul da microbacia estende-se para o norte ao longo do rio principal. Está constituída litologicamente pelas Formações Rosário do Sul, Terraços Fluviais e Sedimentos Atuais. Insere-se no modelado de relevo enquadrado como de acumulação. Topografia plana, acúmulo de sedimentos provenientes das áreas mais elevadas, fazem deste compartimento uma área sujeita a inundações periódicas. As rochas inconsolidadas, formadas por depósitos recentes, bastante permeáveis, influenciadas pela topografia plana favorecem os processos de acúmulo e infiltração de água, que refletem na elevação do nível do lençol freático. A forte antropização observada na área representada por loteamentos irregulares, retirada da cobertura vegetal, favorecem o afloramento do lençol em superfície fazendo surgir gleissolos e planossolos, fato este que reflete no modelado do relevo. O modelado do relevo associado às condições litológicas e a pequena profundidade do lençol freático tem expressiva participação na evolução das vertentes nesse compartimento, que apresentam-se na maioria com formas côncavas. A Figura 1 mostra o mapa do modelado do relevo da microbacia.
 


 

5-CONSIDERAÇÕES FINAIS

 

Considerando o objetivo principal do trabalho, o estudo da dinâmica evolutiva do relevo frente às condições geológicas e ao modelado, destacando as áreas de cabeceiras de drenagem como fontes de alimentação para processos incisivos sobre as vertentes, pode-se inferir que os resultados obtidos se mostraram esclarecedores. Assim observou-se que nos três compartimentos analisados: Rebordo do Planalto, Depressão Central e Planície Aluvial, o modelado do relevo vem sofrendo alterações. No entanto convém ressaltar que estas não se processam nas mesmas proporções.
Assim, no que se refere ao compartimento Rebordo do Planalto os processos de dinâmica do relevo estão relacionados sobretudo as condições do modelado (modelados de dissecação), associados ao substrato geológico, e ao grau de declividade da área. Condições estas que favorecem os processos de escorregamentos, deslizamentos e escoamento superficial, principais modeladores das vertentes neste compartimento. De um modo geral, formas convexas- côncavas predominam, demonstrando assim o processo de evolução da área. O compartimento denominado Depressão Central pode ser considerado o mais instável da microbacia. As vertentes em sua maioria apresentam formas convexas, onde as condições geológicas associadas principalmente à ocorrência de nichos de nascentes, possuem forte influência na incidência de processos erosivos. A dinâmica das vertentes na Formação Santa Maria está fortemente relacionada principalmente a estes fatores, aliados a forte antropização. Nas formações Botucatu e Rosário do sul a evolução do relevo se processa muito mais em função das condições geológicas.
A forma das vertentes no setor correspondente a Planície Aluvial encontram-se na maioria com cristas e bases concavizadas. Os processos de evolução das vertentes foram condicionados principalmente pelo modelado do relevo, associado às condições geológicas e a pequena profundidade do lençol freático. Os nichos de nascentes tem pouca participação, visto a quantidade insignificante encontrada neste setor. É possível inferir também que a ação dos processos morfogenéticos estabeleceram-se inicialmente na base das vertentes, estendendo-se posteriormente até a crista.
No que diz respeito à ação dos processos morfogenéticos ao longo das vertentes, observou-se correlação existente em todos os setores das vertentes. Isso indica que qualquer alteração provocada em determinado setor acaba transferido para o conjunto. Fica demonstrado então a importância da realização de estudos levando em conta não só o conjunto vertente, e sim todos os fatores atuantes nos processos da dinâmica evolutiva do relevo.

6-BIBLIOGRAFIA
 

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