PROPOSTA DE COMPARTIMENTAÇÃO GEOMORFOLÓGICA PRELIMINAR DO ALTO CURSO DO RIO DAS VELHAS (MG)

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1 PROPOSTA DE COMPARTIMENTAÇÃO GEOMORFOLÓGICA PRELIMINAR DO ALTO CURSO DO RIO DAS VELHAS (MG) Gisele Barbosa dos Santos, Mestre em Geografia, UFMG Antônio Pereira Magalhães Jr, Depto de Geografia, UFMG Resumo O alto vale do Rio das Velhas insere-se no domínio do Quadrilátero Ferrífero, cuja expressividade geomorfológica reflete a complexidade geológica regional. No entanto, a área ainda apresenta lacunas de estudos geomorfológicos para o conhecimento das feições e processos fluviais pretéritos e atuais. Visando contribuir para o conhecimento deste quadro, este trabalho apresenta uma proposta de compartimentação geomorfológica preliminar do alto curso do Rio das Velhas com base em aspectos morfológicos e de dinâmica fluvial. Foram considerados como critérios a caracterização e espacialização de níveis deposicionais e seqüências estratigráficas, vazões, tipos de sedimentos de margens e carga suspensa. Mesmo não fazendo parte do contexto fluvial atual de calha, os níveis de terraços são importantes como ambientes marginais á calha na área. Suas propriedades contribuem para a estabilidade das margens e para as características morfológicas do canal. As variáveis hidrossedimentológicas foram monitoradas durante um ano. O vale foi compartimentado em quatro trechos de acordo com sua morfologia e dinâmica predominante, sendo o trecho mais à montante marcado por uma seqüência de poços e corredeiras, seguido por um trecho com dinâmica tendendo ao entrelaçamento devido à variação na capacidade de transporte de carga suspensa e à elevada carga arenosa de fundo. Para jusante segue um trecho marcado por vale extremamente encaixado e leito rochoso, denotando forte controle estrutural. O trecho mais à jusante apresenta padrão tipicamente meandrante. O alto curso do Rio das Velhas revelou-se como um complexo mosaico de ambientes erosivos e deposicionais, condicionados pela tectônica regional e pelas variações nos processos hidrossedimentológicos locais. Palavras-chave: compartimentação geomorfológica; geomorfologia fluvial; Rio das Velhas, Quadrilátero Ferrífero. 1 - Introdução A caracterização geomorfológica de sistemas fluviais interiores, com dinâmica típica de ambientes montanhosos, é ainda escassa no Brasil. Grande parte do alto Rio das Velhas reflete estas condições, apresentando variações morfológicas e morfodinâmicas que refletem o quadro geológico e geomorfológico regional. Cortando diferentes litologias e submetido a um comportamento tectônico que alia o soerguimento regional a uma movimentação diferencial de blocos, o alto Rio das Velhas vem, há séculos, sofrendo fortes pressões antrópicas associadas a diferentes atividades como a mineração (ouro e ferro, principalmente), agropecuária e expansão urbana. Na expansão destas atividades, a remoção da cobertura vegetal é uma das conseqüências mais clássicas, intensificando e potencializando os focos de erosão acelerada na área.

2 Pesquisas desenvolvidas no Instituto de Geociências da UFMG vêm tentando reduzir as lacunas de conhecimento sobre a geomorfologia fluvial da bacia do alto Rio das Velhas. Este trabalho tem por objetivo, apresentar uma proposta de compartimentação geomorfológica do alto curso do Rio das Velhas com base em critérios morfológicos e morfodinâmicos atuais e pretéritos. Foram consideradas variáveis quantitativas e qualitativas: distribuição e características dos níveis deposicionais fluviais e respectivas seqüências sedimentares; aspectos morfológicos do vale; características das margens; vazões e carga em suspensão. As variáveis hidrossedimentológicas foram monitoradas durante um ano hidrológico (dezembro de 2006 a dezembro de 2007) em sete pontos ao longo do vale (Figura 1). 2 Materiais e métodos Os níveis deposicionais foram analisados em campo, com auxílio de interpretação de um mosaico de ortofotos (1:8000, 1989). Foram levantadas as tipologias e o arranjo espacial dos níveis, bem como as características das fácies (textura, cor, arranjo, litologia dos seixos). Mesmo não fazendo parte do contexto fluvial atual de calha, os níveis de terraços são importantes como ambientes marginais á calha na área. Suas propriedades podem contribuir para a estabilidade das margens e para as características morfológicas do canal, por exemplo. Em termos da dinâmica fluvial atual, foram monitoradas as seguintes variáveis: - erosão marginal: aplicação da técnica de pinos e estacas, perfilagens sucessivas e levantamento fotográfico. Foram utilizados pinos de ferro com 1 m de comprimento e 5 mm de diâmetro, inseridos horizontalmente na face das margens, posicionados em seqüência vertical em cada ponto monitorado. As estacas têm 1 m de comprimento e 8 cm de lado, sendo inseridas verticalmente na planície de inundação próximo aos pinos. O recuo (erosão) ou o acréscimo (deposição) nas margens foram medidos com auxílio de trena. - composição dos materiais das margens. As análises granulométricas foram realizadas no Laboratório de Geomorfologia do Instituto de Geociências da UFMG; - carga sedimentar atual: foram coletadas amostras de água para análises laboratoriais de carga suspensa e também foram coletadas amostras de carga de fundo. As medições de vazões visaram complementar os resultados e permitir a análise das variações de carga suspensa e da erosão das margens entre as estações seca e úmida.

3 Figura 1. Localização da bacia do alto Rio das Velhas e dos pontos de monitoramento 3 - Área de estudo A bacia do Alto Rio das Velhas situa-se no Quadrilátero Ferrífero, próximo a Belo Horizonte - MG, borda sul do Cráton do São Francisco (Figura 1). Abrange os municípios de Ouro Preto, Caeté, Nova Lima, Sabará e Belo Horizonte, dentre outros, somando cerca de 3 milhões de habitantes. O Quadrilátero Ferrífero é uma das mais significativas províncias minerais do Brasil, além de ser considerado um importante domínio geomorfológico. São encontradas as seguintes unidades geológicas principais (Alkmin & Marshak, 1998): (i) Supergrupo Minas, proterozóico, constituído por um pacote metassedimentar de quartzitos, xistos, filitos e itabiritos; sua ocorrência é utilizada como critério de delimitação do Quadrilátero; (ii) embasamento cristalino arqueano, composto por granitos, gnaisses e migmatitos. Correspondem, em sua maioria, às rochas do Complexo do Bação, que aflora na porção central do Quadrilátero em uma zona rebaixada devido à erosão nas rochas cristalinas mais friáveis. A fragilidade destas rochas condiciona o desenvolvimento de inúmeros voçorocamentos cuja origem antrópica é contestada por alguns autores; (iii) Supergrupo Rio

4 das Velhas, arqueano, composto basicamente por quartzitos, xistos e filitos que constituem uma seqüência tipo greenstone belt, corresponde à zona de contato entre as bordas serranas do Supergrupo Minas e a zona mais rebaixada no Complexo do Bação; (iv) Grupo Itacolomi, de idade proterozóica, constituído basicamente por quartzitos. Também ocorre nas zonas serranas que limitam o Quadrilátero, mas com representatividade espacial bem inferior ao Supergrupo Minas. A Figura 1 ilustra o quadro geológico da área. O clima da área é Quente de Inverno Seco (CAMARGOS, 2005). As médias anuais de temperatura giram em torno dos 18ºC na área serrana das cabeceiras do Rio das Velhas, enquanto as médias de precipitação chegam a atingir mm. Distinguem-se de 4 a 5 meses secos (maio a setembro). As menores médias ocorrem no trimestre de julho a setembro, enquanto as maiores ocorrem entre os meses de novembro e abril, com maiores incidências nos meses de dezembro e janeiro. 4 Parâmetros hidrogeomorfológicos Foram identificados quatro níveis deposicionais aluviais ao longo do vale, sendo um Nível de Várzea e três níveis de terraços (Terraço Superior, Terraço Intermediário e Terraço Inferior). Os níveis de Terraços Superior e Intermediário apresentam-se escalonados e o nível de Terraço Inferior apresentou variação tipológica em relação ao Nível de Várzea: escalonado, recoberto pela várzea (terraço de recobrimento) e com várzea embutida. O escalonamento dos níveis de terraços reflete o contínuo soerguimento epirogenético regional enquanto a variação nas tipologias do T1 e da Várzea resultam da associação entre a movimentação diferencial de blocos ao longo do vale (processo anteriormente verificado por Magalhães Jr e Saadi, 1994) e a influência do processo de encouraçamento da calha fluvial por um paleopavimento detrítico concrecionado que forma a base do Nível de Terraço Inferior (Magalhães e Santos., 2008). O trecho onde o Terraço Inferior encontra-se escalonado em relação à Várzea deve coincidir com blocos tectonicamente mais ativos, provocando maior encaixamento da calha. Por sua vez, onde o Terraço é recoberto pela várzea, além da dinâmica tectônica mais estável, ocorre influência do processo de encouraçamento da calha que oferece resistência ao encaixamento e provoca o recobrimento. Finalmente o trecho onde a Várzea está embutida no Nível de Terraço Inferior deve sofrer a influência da proximidade da Serra do Curral que representa uma importante barreira estrutural à dinâmica sedimentar da rede de drenagem ao longo do Cenozóico (Magalhães Jr. e Saadi, 1994).

5 Os dados referentes ao monitoramento hidrossedimentológico e a distribuição espacial do Terraço Inferior ao longo do vale, podem ser observados na Figura 2. A análise dos dados permite concluir que o monitoramento da dinâmica das margens revelou maior estabilidade dos pontos situados mais próximos às cabeceiras do Rio das Velhas (SB04, SB05, SB06, SB07). Neste trecho o leito apresenta uma sucessão de poços (ambientes de menor energia) e corredeiras (maior energia) típica de sistemas fluviais montanhosos. O Nível de Terraço Inferior é, neste trecho, recoberto pela várzea e a calha apresenta o paleopavimento detrítico concrecionado que protege as margens da erosão. Ou escalonado em relação à várzea (siltoarenosa), onde foram registradas taxas erosivas nas margens, relativamente maiores. O que permite dizer que a erosão das margens foi condicionada, principalmente, pela resistência dos materiais das margens em relação à ação do fluxo, especialmente, nos trechos em corredeira. A carga suspensa apresentou valores muito baixos, denotando a maior resistência ao desgaste das rochas do Supergrupo Minas (xistos, quartzitos, itabiritos). Os pontos situados no trecho do vale onde ocorrem as rochas do Complexo do Bação (GL03 1 e IT02), apresentaram uma grande variação de carga suspensa, principalmente no período de cheia, devido aos aportes sedimentares provenientes principalmente do afluente mais importante neste trecho: o rio Maracujá. As vazões não aumentaram na mesma proporção que a carga sedimentar e parte do material foi depositado no leito dando origem a barras de canal principalmente arenosas. Sua sub-bacia apresenta uma concentração importante de voçorocamentos que fornecem elevada carga sedimentar arenosa às calhas fluviais. A elevada susceptibilidade natural derivada das frágeis rochas cristalinas do Complexo do Bação é agravada pela intensificação à erosão acelerada que as atividades humanas provocam (BACELLAR et al.,2005). Nestes pontos, foram registradas as maiores taxas de recuo de margens a partir de processos de erosão fluvial e deslizamentos rápidos. A saturação das fácies finas (areia fina, silte e argila) nos períodos de cheia provoca estes deslizamentos, enquanto as quedas são geradas por cisalhamento do fluxo na base das margens e perda de sustentação do material superior. No trecho do ponto IT02 o Terraço Inferior é do tipo escalonado em relação à várzea, estando em contexto de encosta. Portanto, não exerceu nenhuma influência sobre os processos dinâmicos atuais. 1 Neste trecho o Terraço Inferior é do tipo recoberto e possui pavimento detrítico. Portanto, as taxas erosivas são quase tão baixas como as dos pontos à montante, enquanto surgem, neste trecho, barras arenosas que denotam a ocorrência de ambientes deposicionais.

6 A taxa de erosão marginal do ponto RA01 também foi elevada. Neste trecho a várzea se encontra embutida no Terraço Inferior, refletindo a constante migração lateral e a dificuldade de entalhe vertical do canal. O canal tem padrão tipicamente meandrante, com fluxos mais agressivos e taxas de recuo mais elevadas nas margens côncavas. Além disso, as margens são compostas, basicamente, por areia grossa pouco coesa, facilitando a queda por cisalhamento. A carga suspensa permaneceu alta, por se tratar de um ponto do Rio das Velhas à jusante de seus dois principais afluentes na região: rio Maracujá e rio Itabirito. No entanto, seus valores apresentaram uma queda significativa em relação ao trecho imediatamente à montante (IT02), o que pode ser explicado pelo represamento de parte dos sedimentos, proveniente do rio Maracujá, no lago da Represa Rio de Pedras.

7 Figura 2. Taxas das variáveis hidrossedimentológicas.

8 4 Compartimentação do vale do alto Rio das Velhas: morfologia e dinâmica A proposta de compartimentação geomorfológica do alto vale do Rio das Velhas resultou do cruzamento das variáveis morfológicas e morfodinâmicas consideradas (Figura 3). TERRAÇOS Tipo Terraço Recoberto Terraço Escalonado Terraço com Várzea Embutida PLANÍCIE a) Feições meandro abandonado lagoas de cheia permanentemente inundada planície recobrindo terraço b) Largura inexistente canal muito encaixado canal pouco encaixado c) Uso Urbano pastagem mineração agricultura MARGEM a) Composição silte-argila areia cascalho rocha Granulométrica b) Forma íngreme côncava convexa degraus plana c) Processo de recuo erosão fluvial queda escorregamento predominante d) Estabilidade estável moderadamente estável moderadamente instável instável LEITO a) Forma Fundo chato em U assimétrico b) Tipo argila silte areia cascalho blocos de rocha c) Presença de barras Silto-argilosa arenosa cascalho CARGA SUSPENSA a) Capacidade baixa moderada elevada FLUXO a) Velocidade lento moderado rápido Figura 3. Critérios utilizados para compartimentação. A partir dos resultados foram criadas classes de taxas de recuo das margens, de carga de leito e suspensa, e das velocidades de fluxo e vazão. Além das tipologias dos níveis de terraços identificadas visualmente a partir do arranjo espacial, o Nível de várzea pôde ser classificado segundo tipologias resultantes do cruzamento das variáveis estudadas. Foram identificados 8 tipos de planícies, 8 tipos de margens fluviais e 7 tipos de calha fluvial. A análise da distribuição espacial de cada unidade fluvial permitiu a compartimentação de trechos fluviais homogêneos (Figura 4) que apresentam as seguintes características:

9 Trecho A: canal encaixado com seqüências de poços-corredeira típicas de sistemas fluviais montanhosos; paleopavimento detrítico concrecionado encouraçando a calha fluvial; margens com fácies atuais (planície) e pretéritas (Terraço Inferior de recobrimento). A planície apresenta-se extensa. As margens evoluem principalmente por erosão e quedas nas cheias. Trecho B: canal encaixado e planície fluvial com feições e depósitos típicos de canais meandrantes (lagoas de cheia, meandros abandonados, depósitos orgânicos) e dinâmica de calha com características de canais entrelaçados (barras arenosas, canais secundários, variação na descarga e carga sedimentar arenosa). Presença menos freqüente de poços e corredeiras, assim como do paleopavimento detrítico na calha. Margens evoluindo principalmente por escorregamentos nas cheias. Trecho C: canal muito encaixado (à semelhança de um pseudo-canyon) com margens íngremes e substrato rochoso; forte controle estrutural; presença de barras (de seixos e arenosas) e ilhas. Planície inexistente e leito em substrato rochoso. Margens rochosas evoluem lentamente por erosão. Calha com corredeiras freqüentes (soleiras geológicas). Trecho D: canal encaixado com padrão e dinâmica tipicamente meandrantes; depósitos predominantemente arenosos com estruturas plano-paralelas e matéria orgânica abundante; grande parte da planície encontra-se ocupada por zona urbana. Margens evoluem principalmente por erosão e quedas. Presença de barras de canal arenosas e de cascalho. Percebeu-se que o curso fluvial do alto Rio das Velhas apresenta variações importantes quanto à dinâmica erosiva e deposicional. A alternância de trechos com predomínio de erosão ou sedimentação já havia sido detectada e cartografada por Lana (2004). A seqüência de poços e corredeiras foi apontada pelo autor como conseqüência da variação de níveis de base locais, relacionados à justaposição de litologias com resistências diferentes. Além dos fatores litológicos, a dinâmica tectônica e as influências antropogênicas devem ser levadas em conta na interpretação da diferenciação entre os trechos.

10 Figura 4. Compartimentação do vale do Rio das Velhas.

11 5 - Considerações finais Os quatro trechos fluviais resultantes da classificação do curso do alto Rio das Velhas demonstram que a dinâmica fluvial apresenta variações importantes em termos de morfodinâmica atual. Enquanto o trecho A ilustra a complexidade dos ambientes fluviais interiores de regiões montanhosas (seqüência poços-corredeiras), conforme já verificado por Castro et al. (2005), os demais trechos possuem características diferenciadas que refletem o forte controle estrutural e que se aproximam, à jusante, de um sistema fluvial mais tipicamente meandrante. Porém, a elevada carga sedimentar fornecida pelos voçorocamentos presentes na sub-bacia do rio Maracujá contribui para a origem de características morfodinâmicas que tendem para o padrão entrelaçado à jusante da confluência. A classificação aqui proposta é de cunho apenas preliminar, já que outras variáveis podem ser incorporadas e as análises devem ser verticalizadas. Agradecimentos: Á FAPEMIG e ao CNPq pela viabilização financeira das pesquisas. 6 - Referências bibliográficas ALKMIM, F. F.; MARSHAK, S. (1991). Transamazonian Orogeny in the Southern São Francisco Craton Region, Minas Gerais, Brazil: evidence for Paleoproterozoic collision and collapse in the Quadrilátero Ferrífero. Precambrian Research, 90: AYOADE, J. O. Introdução a climatologia para os trópicos. 5 ed. Bertrand Brasil. São Paulo: p. BACELLAR, Luis de Almeida Prado; LACERDA, Willy Alvarenga; COELHO NETO, Ana Luiza; Controlling factors of gullying in the Maracujá Catchment, Southeastern Brazil; Earth Surf. Process. Landforms 30, (2005) Published online in Wiley InterScience ( DOI: /esp.1193 CASTRO, P. T. A.; ALVES, J. M.; FERREIRA, H. L.; LANA, C.E. (2005). A Influência dos Níveis de Base Locais nas Características Físicas dos Ecossistemas Fluviais: Os Rios Periféricos à Serra do Espinhaço Meridional, MG. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE LIMNOLOGIA, 10., Ilhéus, Anais em CD-Rom. LANA, C. E. (2004). Cartografia Integrada de Ecossistemas Lóticos (Fluviais) no Alto Curso do Rio das Velhas, MG. Ouro Preto, Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Dissertação de Mestrado, 175 p. MAGALHÃES JR, A. P. & SANTOS, G. B. (2008). Processos de Encouraçamento da Calha do Alto Rio das Velhas e seus Reflexos na Dinâmica Fluvial Moderna, Quadrilátero Ferrífero, MG. In: SINAGEO, VIII, Belo Horizonte, anais em CD Rom.

12 MAGALHÃES JR, A. P. & SAADI, A. (1994). Ritmos da dinâmica fluvial neo-cenozôica controlados por soerguimentos regionais e falhamento: o vale do Rio das Velhas na região de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil. Geonomos. Belo Horizonte, 2 (1): MAGALHÃES JR. A. P. (1993). Evolução da dinâmica fluvial cenozóica do Alto-médio Rio das Velhas na região de Belo Horizonte - MG. Belo Horizonte, Departamento de Geografia, Instituto de Geociências, Universidade Federal de Minas Gerais, Dissertação de Mestrado, 175 p.