O documento discute as bacias hidrográficas (BHs) e seus principais componentes e características a partir de uma perspectiva geográfica. As BHs são unidades ambientais importantes para estudos envolvendo o ciclo hidrológico e a análise hidrogeomorfológica. Suas características físicas, como área, forma, relevo e rede de drenagem, influenciam processos como infiltração, evapotranspiração e escoamento superficial. Além disso, fatores como clima, componentes bio
1. Discussões teóricas envolvendo bacia hidrográfica
em uma abordagem geográfica
Professor: Éderson Dias de Oliveira
SUGUIO, K. e BIGARELLA, J. J. Ambientes Fluviais. Ambientes Fluviais, 2ª ed. UFSC,
Florianópolis, 1990.
2. Importância da BH em estudos ambientais
Os aspectos geomorfológicos são um importante
condicionante do intercâmbio da água no ciclo hidrológico.
Dentre as regiões hidrológicas de importância prática para
os estudos envolvendo a análise hidrogeomorfológica
destaca-se a BH.
Por meio da Lei Federal nº 9.433 de 1997, a BH foi definida
como Unidade de Planejamento e Implantação da Política
Nacional de Recursos Hídricos.
Inseridos nesse recorte, os recursos hídricos passaram a
ser um bem de domínio público, tornando-se necessário para
sua exploração a implementação de um planejamento de uso
da água.
3. Pela Lei ficou estabelecido
também à participação pública
dos usuários e da comunidade
nos planos de manejo e
planejamento dos recursos
hídricos (BRASIL, 1997).
As BHs têm sido muito utilizadas como recorte espacial nos
estudos do âmbito da Geografia e outras ciências;
Este recorte se trata de uma unidade ambiental que
possibilita tratar dos componentes e da dinâmica das inter-
relações necessárias ao planejamento e a gestão ambiental.
Por se arranjar de forma sistêmica, as interferências nos
componentes da BH pode desencadear alterações e impactos
a jusante e nos fluxos energéticos de saída (descarga, cargas
sólidas e dissolvida) (CUNHA e GUERRA, 2009).
4. •Nos últimos anos as ações envolvendo a derrubada das
florestas para implantação de atividades agropecuárias e/ou
urbano industrial no país têm sido crescente.
•As bacias podem ser classificadas de acordo com sua
importância:
Principais (as que
abrigam os rios
de maior porte);
Secundárias e;
Terciárias;
5. As BHs podem ser classificadas segundo sua localização, em:
LitorâneasInteriores
6. Classificação da BH quanto
ao escoamento global
a) Exorréica: quando o
escoamento das águas se
faz de modo contínuo até o
mar ou oceano, isto é, as
bacias desembocam
diretamente no nível
marinho;
b) Endorréicas: quando as
drenagens são internas e
não possuem escoamento
até o mar, desembocando
em lagos ou dissipando-se
em desertos, ou perdendo-
se nas depressões
cársticas;
7. c) Arréicas: quando não há
nenhuma estruturação em
BHs, como nas áreas
desérticas onde há pouca
precipitação e a atividade
dunária é intensa
obscurecendo as linhas e os
padrões de drenagem;
d) Criptorréicas: quando as
BHs são subterrâneas, como
nas áreas cársticas. A
drenagem subterrânea
acaba por surgir em fontes
ou integrar-se em rios
superficiais, (Christofoletti,
1980).
8. Fatores do escoamento em BH
• Há 3 fatores principais que influenciam no escoamento em
BH: clima, componentes biofísicas e intervenção humana;
Clima
• À escala continental o escoamento anual depende, sobretudo,
das zonas climáticas onde as BHs se inserem; ou seja, das
características do clima, ex. BH amazônica;
• A variação mensal/diária do escoamento associa-se ao clima,
por meio da precipitação e da temperatura.
• A precipitação é responsável pela quantidade de água que
entra nas BHs;
• A temperatura comanda a retenção da água nos meses mais
frios, sob a forma de neve/gelo, e também a sua evaporação;
9. As componentes biofísicas das bacias hidrográficas
Dentre elas se destacam:
• a geometria (área, forma),
• a rede de drenagem (número de cursos de água, comprimento,
sinuosidade/retilinearidade e hierarquia),
• o relevo (altitude, exposição e inclinação),
• o substrato
geológico (litologia,
estrutura),
• os solos (textura e
espessura) e,
• a vegetação (tipo e
grau de cobertura).
10. Intervenção humana
A ação antrópica nas BHs potencializa alterações no
comportamento hidrológico destas como:
Artificialização do escoamento;
Intervenção indireta (sobre as componentes biofísicas das
bacias) e intervenção direta sobre o escoamento;
Intervenções na rede de drenagem (aprofundamento,
alargamento e retilinearização dos canais fluviais,
construção de canais artificiais);
Supressão da cobertura vegetal (desflorestação ou
florestação de vastas áreas;
Intervenção direta no escoamento: exploração ou recarga
artificial aquíferos, criação de reservatórios artificiais e
regularização do escoamento através de grandes barragens.
11. Fatores do escoamento das BHs: enquadramento climático,
componentes biofísicas das bacias e intervenção humana.
12. Características físicas de uma bacia hidrográfica
A caracterização morfométrica da BH é um dos primeiros e
mais comuns procedimentos executados em análises
hidrológicas ou ambientais;
Esta tem como objetivo elucidar as várias questões
relacionadas no entendimento da dinâmica ambiental local e
regional (TEODORO et. al. 2007).
Pois os aspectos físicos e bióticos da BH desempenham
importante papel nos processos do ciclo hidrológico,
influenciando dentre outros:
a evapotranspiração,
a infiltração e
a quantidade de água produzida como deflúvio e os
escoamentos superficial/subsuperficial;
13. Análise sistémica das bacias hidrográficas
A BH se trata de um sistema físico aberto, constituído por diversas
componentes, que interagem e influenciam o seu comportamento
hidrológico.
Nas BHs podem ser feitas análise qualitativa e quantitativa
(linear, areal e hipsométrica) como:
Área de Drenagem
• É a área plana
(projeção horizontal)
inclusa entre os seus
divisores topográficos.
• A área de uma bacia é
o elemento básico para
o cálculo das outras
características físicas.
14. Geometria de BH - Forma da bacia
É uma das características da BH mais difíceis de serem
expressas em termos quantitativos. Ela tem efeito sobre o
comportamento hidrológico da bacia, como por exemplo, no
tempo de concentração (Tc).
Em igualdade de outros fatores, uma bacia circular e compacta
apresenta maior tendência para a ocorrência de cheias do que
uma bacia estreita e alongada.
16. • Para caracterização da forma da bacia, deve recorrer-se a uma
análise qualitativa, feita por observação visual (bacia alongada,
circular, compacta, etc.) e a uma análise quantitativa, feita com
recurso a alguns parâmetros que relacionam a forma da bacia
com formas geométricas conhecidas.
• Existem vários índices utilizados para se determinar a forma
das bacias, procurando relacioná-las com formas geométricas
conhecidas:
• a) O índice de Gravelius ou coeficiente de compacidade (Kc):
é a relação entre o perímetro da bacia e o perímetro de um
círculo de mesma área que a bacia.
• Kc = 0,28 P / √A, em que: P é o perímetro da bacia (em km) e A é
a área da bacia (em km²).
• Trata-se da relação entre o perímetro da bacia (P) e o
perímetro de um círculo (Pc) de igual área:
17.
18. • Numa BH alongada, os afluentes atingem o rio principal em
diferentes pontos ao longo da sua extensão, enquanto numa
BH circular, os afluentes convergem em seções mais
próximas, elevando o escoamento nos pontos de confluência.
• Este fato é importante sobretudo nas situações de cheia,
aumentando os caudais de cheias, potencializando as bacias
circulares mais perigos do que as alongadas.
19. • O Índice de Gravelius é um número adimensional, o valor
mínimo será igual à unidade (1), correspondendo a uma BH
circular.
• Considera-se compacta uma bacia em que Kc < 1,6. Em
igualdade dos restantes fatores, a tendência para grandes
cheias será tanto mais acentuada quanto mais próximo da
unidade for o valor deste coeficiente.
• Quanto mais
irregular for a
bacia, tanto
maior será o
respectivo
coeficiente de
compacidade.
20. • Fator de Forma (Kf): é a razão entre a largura média da
bacia (L) e o comprimento do eixo da bacia (L) (da foz ao
ponto mais longínquo da área), onde Kf = A / L².
• Kf é um número adimensional e o maior valor que Kf pode
tomar é 1 correspondente a uma bacia quadrada (L = lm).
• Quanto menor Kf menor tendência para cheias terá a bacia.
• Isto porque uma
bacia com um Kf
baixo (maior é o
comprimento da
bacia), é uma bacia
estreita e longa, que
como já referido tem
menor tendência para
a ocorrência de
cheias.
21. ATIVIDADES
• Sejam duas BHs X e Y quaisquer. A partir dos dados
fornecidos abaixo, proceda aos cálculos do fator de forma
(Kf) e do coeficiente de compacidade (Kc) para cada uma das
bacias.
• A seguir responda qual delas possui maior tendência a
enchentes? Justifique sua resposta relacionando os dois
coeficientes calculados à sua conclusão.
Kf = A / L² -- Kc = 0,28 P / √A
22. Conceito de Rio
Geomorfologicamente o termo rio aplica-se exclusivamente
para designar “corrente canalizada” ou confinada;
Geologicamente a palavra rio é empregada para referir-se o
tronco principal de um sistema de drenagem;
Dicionário Geológico-Geomorfológico: “Rio é qualquer fluxo
canalizado, e as vezes é empregado para referir-se a canais
destituídos de água.”
23. Classificação dos rios quanto à constância do escoamento
Os cursos de água podem ser classificados quanto ao seu
regime de escoamento em três tipos básicos (Lencastre e
Franco, 2003):
Perenes ou
Permanentes -
escoam ao longo
de todo o ano,
porque o nível
superior do
aquífero, se situa
sempre acima do
fundo do leito do
rio, fornecendo-
lhe água
constantemente.
24. • O escoamento é dito perene quando o nível do lençol freático
fica sempre acima do leito do rio, mesmo durante o período
de estiagem (2).
• Os cursos de água perenes escoam água durante todo o ano.
• O escoamento é mantido pelas reservas de água subterrâneas
que alimentam o escoamento, mesmo na estação seca.
• O nível de água subterrâneo nunca desce abaixo do leito do
curso de água, mesmo nas secas mais severas.
• Exemplos: os grandes rios como Amazonas, Nilo, Danúbio,
Reno, etc.
Perene P Qs
Lençol
Qss
Qb
1) chuvoso
2) estiagem
25. • Temporários: só escoam,
durante uma parte do tempo, e
dividem-se em duas categorias,
consoante a duração dessa
ausência de escoamento:
• Intermitentes ou Sazonais -
escoam na estação de
abundância e secam na de
estiagem, uma vez que o nível
do freático varia entre acima e
abaixo do nível do leito fluvial.
• Efêmeros ou Ocasionais - só
dependem do escoamento
superficial, ou seja, o nível
superior do aquífero nunca
atinge o fundo do seu leito.
26. • Os cursos de água intermitentes, geralmente, escoam
durante a estação húmida e secam na estação seca.
• Durante a estação húmida o nível freático sobe acima do
nível inferior do leito escoando, por isso, água de origem
subterrânea e superficial.
• Já na estação seca, o nível freático desce a um nível
inferior ao do leito e o escoamento cessa, ocorrendo apenas
após ou durante chuvadas pontuais.
• Exemplos: os rios do Nordeste em geral.
Intermitente P Qs
Lençol
Qss
Qb 1) chuvoso
2) estiagem
27. • Os cursos de água efêmeros existem apenas
durante/imediatamente os períodos de precipitação
transportando, por isso, apenas escoamento superficial.
• O nível freático encontra-se sempre abaixo do leito do curso
de água não havendo, portanto, qualquer contribuição
subterrânea para o escoamento.
• Ex: os rios de regiões secas, com solo sem capacidade de
armazenamento (solos rochosos, leitos impermeáveis, etc.) e
também trechos de cabeceiras de drenagem;
• Obs: muitos rios apresentam traços dos 3 tipos de
escoamento, todavia, a maioria dos grandes rios é perene, e
geralmente os pequenos rios são efémeros ou intermitentes.
P Qs
Qss
Lençol
Efêmero
28. • Ganho de água
• Perda de água
• Perda de água -
nível freático
desconectado
29. Nesse contexto os rios podem possuir regimes hídricos
efluentes: quando recebem água do subsolo – zona de
saturação; e influentes: quando perdem água para o subsolo.
30. A bacia hidrográfica e seus componentes
• Nascente: é o lugar onde o canal se inicia (nos mapas é
representado pelo começo da linha azul). Não se deve pensar que
a nascente seja um lugar bem definido. Também denominada de:
cabeceira, fonte, minadouro, mina, lacrimal, anfiteatro, etc.
• Sub-afluente - pequeno
curso fluvial que escoa
suas águas num afluente
ou tributário de um
grande rio.
• Afluente/tributário -
curso d'água, cujo volume
ou descarga contribui para
aumentar outro rio ou lago
no qual desemboca.
31. • Confluência ou Junção: é o lugar onde
dois canais se encontram. Na análise
morfométrica e topológica não são
permitidas junções tríplices;
• Curso superior: parte do curso de um rio que está mais
próxima de sua nascente, e onde pode predominar a erosão
(desgaste) vertical.
• Curso inferior: parte do curso de um rio que está mais
próxima de sua foz, e onde pode predominar a deposição
vertical - aluvionamento.
• Curso médio: trecho intermediário do curso de um rio, onde
se destaca a ação de transporte.
• Foz, Exutória ou Desembocadura: é o local onde desagua um
rio, podendo dar em outro rio em um oceano ou no lago;
32. • Débito, Caudal ou Vazão:
quantidade de água que um rio
escoa em um ponto qualquer de
seu curso.
• Regime: variação do débito de
um rio no decorrer de um ano.
• Margem: terras emersas ou firmes junto às águas de um rio,
lago ou lagoa. O observador de costas para montante, isto é, a
nascente, terá do seu lado direito a margem direita e do lado
oposto, a margem esquerda.
• Meandro: curva no traçado do rio. Os meandros são largos e
semelhantes entre si e resultam da corrente, que escava a
parte côncava da margem, zona de maior velocidade da água, e
deposita no lado convexo da margem.
33. • Leito: trecho recoberto
pelas águas ao se escoarem,
sendo sua largura variável,
conforme a quantidade de
água existente no canal
fluvial.
• Jusante: é qualquer ponto do
rio/BH que se localize
“depois” em direção a foz.
• Montante: é qualquer ponto do rio/BH que se localize antes
em direção a nascente.
• Crista, Divisor topográfico ou Interflúvio: intersecção do
plano das vertentes - é o oposto de talvegue. A crista é
formada por uma linha determinada pelos pontos mais altos, a
partir da qual divergem os dois declives das vertentes.
34. • Talvegue: é a linha de maior profundidade no leito fluvial.
Resulta da intersecção dos planos das vertentes com dois
sistemas de declives convergentes.
• Vale: parte que se estende de um interflúvio a outro,
abrangendo o talvegue, o leito, as margens e as vertentes.
• Rede fluvial/canais: é o padrão inter-relacionado de
drenagem formado por um conjunto de rios em determinada
área, a partir de qualquer número de fontes até a
desembocadura da referida rede;
• Vertentes ou encostas: laterais
dos vales fluviais, indo desde a
margem até o interflúvio.
• Segmento/curso fluvial: é o
trecho do rio ou canal ao longo
do qual a ordem que lhe é
associada permanece constante;
37. Classificação dos rios com relação a inclinação das camadas
geológicas
Davis (1954), propôs várias designações considerando a
disposição dos cursos d'água em relação à altitude das
camadas geológicas, sendo usado os termos:
Insequente;
39. Estes rios formam cursos retilíneos e paralelos fluindo rumo às partes
baixas. Na BH do Paraná, temos como exemplos os rios Iguaçu e
Paranapanema.
40. Essas zonas se tratam de falhas, diaclasamento, rochas menos
resistentes e etc. O rio dos Pato afluente do rio Ivaí constitui um
exemplo.
41.
42.
43.
44. Morfometria fluvial: é a análise geométrica das formas de
relevo e da drenagem fluvial.
Sistema de drenagem
O sistema de drenagem de uma BH é constituído pelo rio
principal e seus tributários; o estudo das ramificações e do
desenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica a
maior ou menor velocidade com que a água deixa a BH.
Esse padrão também influencia no
comportamento hidrológico da bacia.
Ordem dos cursos fluviais
Consiste no processo de se estabelecer
a classificação de um determinado curso
de água no conjunto total da bacia
hidrográfica (Horton, 1945).
Para isso adota-se o seguinte
procedimento segundo Strahler , 1957:
45. (1) os cursos primários recebem o numero 1;
(2) a união de 2 de mesma ordem dá origem a um curso de ordem
superior; e,
(3) a união de 2 de ordem diferente faz com que prevaleça a
ordem do maior.
• Canais de 1ª ordem => não possuem tributários;
• Canais de 2ª ordem => somente recebem tributários de 1ª
ordem;
Ordem dos cursos d’água.
• Canais de 3ª ordem => podem
receber um ou mais tributários
de 2ª ordem, e também
afluentes de 1ª ordem;
• Canais de 4ª ordem =>
recebem tributários de 3ª
ordem e, das ordens inferiores.
46.
47. • Já com relação a definição do curso de água principal de uma
BH, há vários critérios (canal com ordem mais elevada; maior
altitude; trecho mais longo dentro da BH, Shreve, 1974);
• Classifique os cursos d’água abaixo de acordo com a
hierarquia fluvial proposta por Strahler?