CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO BRANDINA, CAMPINAS SP

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1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO BRANDINA, CAMPINAS SP Laís Escórcio Correia Faculdade de Engenharia Ambiental e Sanitária Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologias lais.correia@outlook.com Sueli do Carmo Bettine Grupo de Pesquisa: Sustentabilidade Ambiental das Cidades Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologias subettine@puc-campinas.edu.br Resumo: A região da microbacia do Córrego Brandina localizada em Campinas, SP, tem sofrido intenso processo de urbanização e, consequentemente, degradação do meio. Deste modo, o presente trabalho buscou levantar as características fisiográficas da bacia, uma vez que tal levantamento é importante para se conhecer as fragilidades e potencialidades da mesma. Dos resultados obtidos é possível afirmar que a bacia não é suscetível a enchentes constantes, porém apresenta suscetibilidade a processos erosivos decorrente da sua pedologia e da ocupação inadequada do solo. Palavras-chave: bacia hidrográfica, características fisiográficas de bacias, geoprocessamento. Área do Conhecimento: Engenharias Engenharia Hidráulica - Hidrologia. 1. INTRODUÇÃO Entende-se bacia hidrográfica como sendo uma área de drenagem delimitada por um divisor de águas com margem definida por altitudes mais altas na qual a água da chuva tanto poderá infiltrar no solo formando nascentes e lençóis freáticos como, também, poderá escoar superficialmente fazendo a á- gua ser encaminhada à região de altitudes mais baixas, denominado exutório, onde seu acúmulo forma os riachos responsáveis pela drenagem destas terras que, por consequência do acúmulo de água trazida por seus afluentes, se tornam rios que desembocam no oceano [1]. A compreensão do conceito de bacia hidrográfica e de suas subdivisões é de grande importância para a gestão das águas. Assim, a Política Nacional de Recursos Hídricos, instituída pela lei nº de 08 de janeiro de 1997 introduz princípios e normas para a gestão de recursos hídricos tendo o conceito de bacias hidrográficas como unidade básica de estudo e gestão [1]. 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE BACIAS HIDROGRÁFICAS A melhor compreensão da dinâmica hidrológica e ambiental de uma bacia hidrográfica é dada pela sua caracterização física. Os indicadores físicos têm por objetivo qualificar as alterações ambientais de certa região e, também, avaliar a vulnerabilidade da bacia hidrográfica [1]. Especialmente no estudo de pequenas bacias é importante considerar que qualquer variabilidade ou alteração no meio, torna-se importante se comparado às bacias de dimensão média ou grande uma vez que pequenas bacias apresentam tempo de resposta mais rápido aos fenômenos hidrológicos. Assim, é de grande importância o levantamento e caracterização da área e forma de uma bacia hidrográfica [2]. 2.1 Área e Forma da Bacia A área de uma bacia é aquela delimitada pelos pontos de maior altitude, denominados de divisores de água [3]. Sua área e forma devem ser delimitadas de maneira precisa uma vez que tais características são essenciais para que se possa inferir sobre os processos hidrológicos a partir da aplicação de modelos chuva-vazão; se uma bacia possuir forma circular sua tendência de resposta é mais rápida, porém, se possuir forma mais alongada sua tendência de resposta é mais lenta [2]. Os parâmetros definidores da forma das bacias são: a) Coeficiente de compacidade (Kc) relação entre o perímetro da bacia com uma circunferência de igual área da bacia. P K c 0, 28 (1) A Quanto mais próximo da unidade estiver o valor de Kc, mais circular será a forma da bacia, portanto menor será o tempo de concentração de suas águas

2 até o canal principal aumentado a probabilidade de picos de enchentes. b) Coeficiente de conformação (Kf) - relação entre a área da bacia e o quadrado de seu comprimento axial. A K f (2) 2 L Quanto menor o Kf mais alongada é a bacia, logo, menor é a probabilidade de ocorrência de enchentes, pois o tempo de concentração das águas superficiais até o exutório é maior. 2.2 Densidade de Drenagem É uma característica física de grande importância nas bacias hidrográficas, pois relaciona os atributos de forma da bacia com os processos que agem sobre os cursos d água superficiais [2]. A densidade de drenagem é expressa pela relação entre o comprimento total dos cursos d`água e a área total da bacia, indicada pela equação 3. Considera-se capacidade de drenagem: pobre - Dd < 0,5 km/km²; regular - 0,5 Dd 1,5 km/km²; boa - 1,5 Dd 2,5 km/km²; muito boa - 2,5 Dd 3,5 km/km²; (3) excepcionalmente boa - Dd 3,5 km/km². Observa-se que quanto menor a capacidade de infiltração de uma bacia, maior será o escoamento superficial e por consequência maior probabilidade de ocorrência de erosão hídrica ocasionada pelo desprendimento e deposição das partículas de solo, correlacionando diretamente a densidade de drenagem ao potencial erosivo da bacia [4]. 2.3 Declividade do Canal Principal A declividade do canal principal está relacionada à velocidade do fluxo dentro do sistema de uma bacia. É de fundamental importância executar um levantamento detalhado do perfil longitudinal do canal para se definir a declividade de cada trecho do rio principal [2]. Quanto maior a declividade do canal, maior será a velocidade do escoamento superficial, menor o tempo de concentração e, portanto, maior a probabilidade da ocorrência de picos de enchentes [3]. Para o cálculo da declividade média do canal utilizase a expressão que relaciona a diferença de nível do canal com seu comprimento. (4) Para calcular a declividade equivalente deve-se calcular a declividade de cada trecho do canal principal e traçar o perfil longitudinal usando-se a expressão apresentada na equação 5. 2 Li S L (5) Di A relação entre o comprimento do talvegue (L) com o comprimento de cada trecho (Li) sobre a declividade de cada trecho (Di) é assim apresentada: Sendo ΔHi a diferença de entre cada trecho. 3. IMPORTÂNCIA DO SOLO (6) O solo tem a função de armazenar a água exercendo papel fundamental no sistema hidrológico, principalmente na recarga de aquíferos subterrâneos [5]. A infiltração se dá pela percolação da água precipitada entre as partículas de solo em sua superfície. A determinação deste parâmetro é de suma importância para que se estabeleçam métodos de conservação do solo e para o planejamento de sistemas de irrigação e drenagem, além de quantificar a taxa de retenção de água e aeração do solo [6]. Quanto menor for a dimensão dos grãos, mais rapidamente o solo chegará à saturação e, consequentemente, maior a probabilidade de erosão hídrica, porém a- presenta boa capacidade de armazenamento de água nas camadas superficiais. 4. COBERTURA VEGETAL E OS PROCESSOS HIDROLÓGICOS Em áreas com presença de menor cobertura vegetal ou com uma vegetação primária (gramíneas e vegetação baixa) a condutividade hídrica e a porosidade do solo são reduzidas [5]. A vegetação aumenta a presença de matéria orgânica nos solos e faz com

3 que as partículas se agreguem preservando sua porosidade e capacidade de infiltração, reduzindo riscos de erosão [7]. 5. USO E OCUPAÇÃO DO SOLO Quando o uso e ocupação do solo ocorrem de forma inadequada provocam diversos danos ao ambiente, principalmente em áreas nas quais os deslizamentos de encostas ou erosão de margens de cursos d`água podem colocar em risco a vida da população. Considerando-se, ainda, que o adensamento urbano provoca a impermeabilização das áreas com consequente aumento na frequência de cheias e potencialização da poluição difusa [8][9]. 6. TOPOGRAFIA DO SISTEMA FLUVIAL A topografia de uma bacia caracteriza sua declividade e, consequentemente, a velocidade do escoamento superficial [10]. A declividade média de uma bacia estabelece a velocidade de escoamento, além de exercer influência sobre os picos de enchente e infiltração podendo ou não aumentar o grau de erosão se associada à cobertura vegetal, à pedologia e ao uso da terra [11]. A expressão de declividade é dada pela diferença entre a altura máxima e mínima da bacia amplitude altimétrica dividido pelo comprimento da bacia: (7) 7. FERRAMENTAS DE GEOPROCESSAMENTO E O ESTUDO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Atualmente é possível a utilização de métodos que permitem a utilização de análises ambientais clássicas associada à tecnologias de geoprocessamento [12]. Tal ferramenta permite analisar os impactos ambientais provocados por inúmeros fatores comoperdas de solo identificando áreas que possuem maior suscetibilidade a diversos danos ambientais, além de possuir maior precisão de dados qualitativos e quantitativos podendo ser utilizada para e na gestão de recursos e aplicação de técnicas mitigatórias [12]. 8. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na figura 1 apresenta-se a delimitação da área da bacia do Córrego Brandina a partir de mapa cartográfico em escala 1: Figura 1. Imagem da delimitação da área da bacia a partir de mapas planialtimétricos em escala 1: Fonte: Plano Cartográfico do Estado de São Paulo, Apresentam-se na Tabela 1 os índices físicos calculados/obtidos para a Bacia do Córrego Brandina a partir do mapa apresentado na Figura 1. Tabela 1. Valores dos parâmetros físicos da bacia do Córrego Brandina. Área da bacia (A) Perímetro (P) Parâmetro Comprimento axial da bacia (L) Comprimento total da bacia (L) Valor 1,375 km² 4320 m 1800 m 2280 m Coeficiente de compacidade (Kc) 1,032 Fator de conformação sobre curso d água (Kf) 0,42 Fator de conformação em linha reta (Kf) 0,70 Densidade de drenagem (Dd) Densidade de cursos d água (Ds) 1,45 Declividade média do canal principal (S) Declividade equivalente do canal principal (S) Declividade média da bacia (I) 1,66 km/km² 0,0434 m/m 0,0311 m/m 0,06 m/m Conforme resultados apresentados na Tabela 1 observa-se que do coeficiente de compacidade (Kc = 1,032) obtido para a bacia, que a mesma apresenta

4 forma arredondada confirmando-se o apresentado na Figura 1. Do fator de conformação calculado (Kf= 0,42) conclui-se que os rios possuem o mesmo grau de importância. Deste modo, foi feito um cálculo utilizando o comprimento axial em linha reta, e não seguindo o contorno de apenas um rio como comumente é feito, e obteve-se o valor de 0,70. Quanto menor o valor desse parâmetro mais alongada será a bacia; se observa da figura 1 que a bacia possui um formato de leque, ou seja, possui uma forma arredondada com um leve alongamento. Portanto, a bacia possui maior probabilidade de picos de enchentes devido ao seu formato predominantemente arredondado, tendo assim, um tempo de concentração menor [3]. O valor da densidade de drenagem (Dd) de 1,66 km/km² expressa que a bacia possui boa drenagem, pois valores de Dd entre 1,5 e 2,5 km/km² indicam boa capacidade de drenagem. A densidade do curso d água (Ds) de 1,45 foi calculada considerando o número de canais dividido pela área da bacia. O cálculo da declividade média do canal (S) foi realizado através do gráfico de perfil longitudinal do canal principal apresentado na Figura 2. Subtraiu-se a cota de sua nascente - maior cota - da cota de sua foz menor cota e dividiu-se pelo comprimento do canal, obtendo-se um valor de 0,0434 m/m. mais acentuada; já entre as cotas 650m e 630m a declividade é menor, devendo o escoamento ocorrer de forma mais lenta. Calculou-se também a declividade de cada trecho do canal, denominada declividade equivalente do canal principal (S) obtendo-se o valor de 0,0311 m/m. Devido às variações de declividade do canal, conforme indicado anteriormente, é necessário o uso deste método de cálculo mais representativo [11]. E por último foi calculado a declividade média da bacia (I), obtendo-se então um valor de 0,06 m/m. Para a elaboração deste cálculo, foram utilizados mapas cartográficos de escala 1:2.000 onde mediuse a distância entre as curvas de nível a cada 5 metros de altitude ao longo do comprimento axial da bacia, para posteriormente elaborar um gráfico de perfil longitudinal. O gráfico de declividade da bacia é apresentado na Figura 3. Figura 3. Curva representativa do perfil longitudinal da bacia do córrego Brandina. Figura 2. Curva representativa do perfil longitudinal do canal principal da bacia do Córrego Brandina. Ao observar o gráfico do perfil longitudinal do canal, verifica-se que no trecho de canal entre as curvas de nível 650m e 695m o escoamento deve ocorrer de forma mais rápida pois a declividade do trecho é A declividade dos terrenos ou de solo de um bacia pode ser apresentada em graus ou em porcentagem. No mapa produzido e indicado como Figura 4 a legenda se encontra em porcentagem. A declividade dos terrenos, quando apresentada em porcentagem, classifica-os da seguinte forma: entre 0 e 3 por cento de declividade o terreno é considerado plano; de 3 a 8 por cento é suavemente ondulado; de 8 a 13 por cento moderadamente ondulado; de 13 a 20 por cento é solo ondulado; de 20 a 45 por cento fortemente ondulado; quando a declividade for maior que 45 por cento o terreno é montanhoso ou escarpado [12].

5 Foi analisada, também, a pedologia da região. A área de Campinas é composta predominantemente por latossolo, argissolo e neossolo. Porém, a área da Bacia do Córrego Brandina, situa-se em uma região composta somente por argissolo vermelho-amarelo como mostrado na Figura 5 - mapa produzido pela autora utilizando o software ArcGIS. Figura 4. Mapa de declividade da bacia do Córrego Brandina. A área da Bacia do Córrego Brandina, possui predominantemente solo plano e solo que varia entre suavemente ondulado à ondulado em alguns pontos, conforme visualizado no mapa produzido pela autora com software ArcGIS Figura 4. Figura 5. Mapa pedológico da Bacia do Córrego Brandina. 9. CONCLUSÃO A elaboração de mapas através de um sistema computacional tem a sua real importância quanto à objetividade e precisão dos resultados finais, além de ser uma ótima ferramenta para elaboração rápida de documentos cartográficos se comparado aos métodos convencionais. Tal método propiciou facilidades em apresentar visualmente as diferentes declividades da bacia e o tipo de solo presente. Através dos resultados obtidos e apresentados na Tabela 1, concluiu-se que a bacia apresenta parâmetros físicos que a classificam com pouca suscetibilidade a enchentes e processos erosivos. Entretanto, o desenvolvimento das ações antrópicas presentes na área poderão propiciar efeitos negativos ainda não observados. AGRADECIMENTOS À PUC-Campinas pela oportunidade de atuar no Programa PIBIC e ao CNPq por me proporcionar a bolsa de Iniciação Científica. REFERÊNCIAS [1] Costa, D. J. L. et al. (2007). O Conceito de Bacia Hidrográfica e a Importância da Caracterização Morfométrica para o Entendimento da Dinâmica Ambiental Local. Revista Uniara, n. 20. [2] Paiva, J. B. D. et al. (2003). Hidrologia Aplicada à Gestão de Pequenas Bacias Hidrográficas. ABRH/UFSM, Porto Alegre - RS. [3] Carvalho, D. F. et al. (2006). Apostila de Hidrologia capítulo 3: Bacia Hidrográfica. UFRRJ, Rio de Janeiro, p , ago. [4] Beltrame, A. V. (1994). Diagnóstico do Meio Físico de Bacias Hidrográficas: Modelo e Aplicação. Editora da UFSC, Florianópolis, SC, p [5] Curi, N. et al. (2009). Dinâmica Hidrológica de Duas Nascentes, associada ao Uso do Solo, Características Pedológicas e Atributos Físicohídricos na Sub-Bacia Hidrográfica do Ribeirão Lavrinha, Serra da Mantiqueira - MG. Scentia

6 Forestalis, Piracicaba, MG, v. 37, n. 82, p [6] Nunes, J. A. S. et al. (2012). Velocidade de Infiltração pelo Método do Infiltômetro de Anéis Concêntricos em Latossolo Vermelho de Cerrado. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer, Goiânia, v. 8, n. 15, p [7] Mendonça, L. A. R. et al. (2009). Avaliação da Capacidade de Infiltração de Solos Submetidos a Diferentes Tipos de Manejo. Eng Sanit Ambient, v. 14, n. 1, p , jan./mar. [8] Fiori, A. P. et al. (2008). Influência da Vegetação na Estabilidade de Taludes na Bacia do Rio Ligeiro (PR). Revista Geociência UNESP, São Paulo, v. 27, n. 3, p [9] Bettine, S. C. et al. (2013). Pavimento Permeável: uma análise para implantação. ABRH, Campinas-SP. [10] Christofoletti, A. (1981). Geomorfologia Fluvial. Edgar Blücher Ltda, São Paulo, SP, v. 1. [11] FCAV/UNESP (s. d.). Manejo e Bacias Hidrográficas. Acesso em 20/02/2015 disponível em < [12] EMBRAPA, (1999). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Rio de Janeiro, 412 p.