DIAGNÓSTICO DE ÁREAS FAVORÁVEIS À RECARGA E CONCENTRAÇÃO DE ÁGUAS ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE SENSORIAMENTO REMOTO

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1 DIAGNÓSTICO DE ÁREAS FAVORÁVEIS À RECARGA E CONCENTRAÇÃO DE ÁGUAS ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE SENSORIAMENTO REMOTO Ana Maria Bencciveni Franzoni * Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC Doutora em Geociências e Meio Ambiente Professora do Departamento de Engenharia Civil UFSC Professora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção UFSC Consultora da Revista Acta Scientiarum Universidade Estadual de Maringá Departamento de Engenharia Civil ECV UFSC CP 476 Campus Universitário Trindade Florianópolis/ SC/Brasil Cep Tel: Fax: afranzoni@hostbr.com.br Édis Mafra Lapolli 2 Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC RESUMO O presente artigo tem como objetivo avaliar e caracterizar altos/baixos estruturais associados a altos/baixos topográficos na definição de áreas de maior ou menor captação, circulação e concentração de águas subterrâneas. O estudo foi feito na Ilha de Santa Catarina Brasil utilizando Sensoriamento Remoto Orbital, permitindo num pequeno tempo de análise e custos diagnosticar e priorizar áreas favoráveis à recarga e concentração de águas. Para a pesquisa optou-se por uma interpretação visual da imagem orbital fundamentada numa análise lógica dos sistemas de drenagem e de relevo, concebida por Franzoni(2000) e serviu de base para a definição do Mapa de Linhas de Formas. As linhas de forma são linhas de contorno estrutural não cotadas. Estas linhas por alívio de pressão representam a configuração das camadas dos estratos rochosos e são resultantes de uma fase final de cisalhamento, onde predominam flexões por abatimento de blocos dando origem a altos e baixos estruturais. Sendo que esses altos e baixos estruturais são evidenciados por pequenos basculamentos de pórticos que configuram flexura antiformes e sinformes. A elaboração do Mapa de Linhas de Formas foi baseada nas indicações dos mergulhos dos estratos rochosos, obtidos a partir da extração e da análise da assimetria da rede de drenagem das imagens. Os sistemas de Sensoriamento Remoto em nível orbital geram uma grande variedade de dados e produtos, sendo que o alcance temporal e espacial dos dados proporciona uma ferramenta sem igual que pode ser utilizada em estudos ambientais. Palavras Chaves: Sensoriamento Remoto, Águas Subterrâneas, Sistema de Drenagem, Sistema de Relevo. INTRODUÇÃO No presente artigo os produtos de Sensoriamento Remoto utilizados foram, basicamente, fotografias aéreas pancromáticas e imagens orbitais do Satélite Landsat 5- TM. A opção do emprego das técnicas de Sensoriamento Remoto na identificação dos diversos compartimentos fisiográficos, com base na análise de elementos texturais e de suas estruturas nas imagens mostra-se adequada e relevante uma vez que 1

2 permite analisar e interpretar as principais deformações tectônicas e suas respectivas estruturas: lineamentos estruturais, sistemas de juntas e altos/baixos estruturais (Franzoni, 2000). Para o presente artigo optou-se pela metodologia desenvolvida por Franzoni (2000), onde o autor teve como propósito consolidar a aplicação de técnicas de Sensoriamento Remoto Orbital na identificação dos diversos compartimentos fisiográficos com base na análise de elementos texturais e de suas estruturas nas imagens. A análise lógica e sistemática, objetivando a elaboração do Mapa de Linhas de Forma foi fundamentada na premissa básica de que as diferentes formas de relevo e de drenagem, mais as variações observadas em seus arranjos, estão associadas a uma série de características do meio físico, as quais, quando analisadas em conjunto, indicam com segurança as adequabilidades e as limitações do terreno frente a uma determinada forma de uso e ocupação. ÁREA DE ESTUDO A Ilha de Santa Catarina, objeto deste estudo, localiza-se ao sul do Brasil, no estado de Santa Catarina e é parte integrante do Município de Florianópolis. Com uma área de aproximadamente 423 Km 2, a Ilha situa-se entre os paralelos e sul e meridianos e oeste de Greenwich, tendo direção NE-SW. Pela sua configuração geográfica a Ilha pode ser classificada como uma ilha continental, a qual representa a extensão dos grandes traços geológicos sobre o continente (Castilhos apud Franzoni, 2000). Geologicamente a Ilha de Santa Catarina teve a sua formação na depressão oriental do Brasil, bastante pronunciada do Rio de Janeiro para o Sul. Nesse afundamento, que os geólogos correlacionam com os derrames basálticos póstriássicos, as águas oceânicas invadiram os vales, os contrafortes que mais se projetavam para oriente transformaram-se em cabos e as partes mais altas das montanhas forma rodeadas pelas águas transformando-se em ilhas. Esse processo é revelado pelos canais existentes entre a Ilha de Santa Catarina e o Continente, que são antigos leitos de rios, e pela direção do relevo da Ilha, paralela à Serra do Mar (IBGE apud Franzoni et al. 2001). Ainda, conforme o mesmo autor, a Ilha apresenta uma estrutura cristalina granito-gnáissica com intrusões, posteriores de lavas, que lhe dá um arcabouço rochoso, no qual se apóiam formações recentes de sedimentação marinha. Assim, pode-se dizer que a Ilha de Santa Catarina está constituída por duas formas básicas, quais sejam: os terrenos sedimentares de formação recente e os terrenos cristalinos antigos. A maior parcela de rochas da Ilha é constituída pelo Granito Florianópolis. Os modelados geomorfológicos apresentados por esse granito, são de morros altos, fortemente dissecados, com encostas íngremes, em que afloram, principalmente, matacões de médio e grande porte. Os afloramentos mais extensos, contudo, ocorrem nas encostas, junto ao mar e nos topos dos morros (Santos apud Franzoni, 2000). Para o mesmo autor, os terrenos sedimentares de formação recente possuem depósitos com diferentes características e gêneses e, formam as baixadas e planos da Ilha. A heterogeneidade litológica da Ilha se reflete na grande variedade de formas de relevo, encerradas em dois domínios morfoestruturais: Embasamento em Estilos Complexos e Acumulações Recentes. Esses domínios comportam, por sua vez, conjuntos de formas de relevo fisionomicamente semelhantes em seus modelados, resultado da atuação de diversos processos morfogenéticos. Esses conjuntos formam as unidades geomorfológicas que caracterizam a paisagem da Ilha que são as chamadas Serras do Leste Catarinense e Planície Costeira. Na Ilha de Santa Catarina ocorrem principalmente os solos do tipo Podzólico Vermelho-Amarelo, Podzólico Vermelho Escuro, Podzol Hidromórfico, Cambissolo, Gley Pouco Húmido, Solos Orgânicos, Areias Quartzosas, Areias Quartzosas Hidromórficas e Areias Quartzosas Marinhas. Nas áreas do embasamento cristalino os solos, normalmente, apresentam espessura em torno de 1 m (horizontes A + B), predominando os do Tipo Podzólico Vermelho-Amarelo. Neste tipo de solo, o horizonte B textural apresenta, 2

3 geralmente, acúmulo de argila e coloração vermelho-amarelada e o horizonte A com cor clara. Já, nas áreas planas de sedimentação predominam as Areias Quartzosas, solos ácidos, pobres em nutrientes e acentuadamente susceptíveis à erosão eólica (Santos apud Franzoni, 2000). A hidrografia da Ilha é constituída por três bacias, duas lagoas e pequenos rios que deságuam nas baías Norte e Sul ou no Oceano Atlântico. A Bacia do Rio Ratones, situa-se na porção noroeste da Ilham em áreas de planícies, e esgota suas águas na Baía Norte. Por se situar em áreas muito baixas essa bacia é sujeita a inundações provocadas pelas subidas das marés. Formada pelo Rio Tavares e pelo Ribeirão da Fazenda, a Bacia do Rio Tavares está situada entre a Costeira do Pirajubaé e o Aeroporto e as suas águas deságuam na Baia Sul. Os rios dessa bacia são navegáveis e foram utilizados como meios de transporte. A Bacia do Itacorubi situa-se entre o extremo norte e sul da Ilha e a nordeste e leste do centro da cidade de Florianópolis, desaguando na Baia Norte. Apresenta uma paisagem bastante diversificada possuindo encostas de grande declividade, áreas quase planas e extensões contíguas de manguezais. As duas principais lagoas da Ilha tiveram sua origem no represamento de corpos d água por cordões arenosos de restinga na sua costa leste. MATERIAIS E MÉTODO Para o presente artigo foram utilizados: Fotografia aéreas verticais pancromáticas referentes ao aerolevantamento executado em mio de 1994, em escala nominal 1:8.000; Imagem do Satélite Landsat TM-5, bandas 3,4 e 5, órbita/ponto:220/79. formato analógico, passagem: junho de 1995; Imagem do Satélite Landsat TM-5, bandas 1,2,3,4,5 e 7, órbita/ponto:220/79. formato digital, passagem: julho de 1996; Cartas topográficas da Ilha de Santa Catarina (1974, 1981, 1983) Mapas: geológico, geomorfológico e político da Ilha de Santa Catarina (1990, 1991) A imagem analógica de 1995 foi interpretada utilizando-se critérios dentro de uma lógica e sistemática de fotointerpretação tendo como apoio as fotografias aéreas, a imagem digital de 1996, as cartas topográficas e os mapas geológico, geomorfológico e político da Ilha de Santa Catarina. O método empregado (Franzoni, 2000), foi baseado numa análise morfoestrutural que consiste numa associação das formas de relevo e drenagem, principalmente as propriedades de assimetria e feições anelares e radiais, onde pelo princípio da convergência de evidências dados de assimetria e feições anelares e radiais pode-se estabelecer um modelo de uma estrutura alto estrutural (assimetria divergente) e baixo estrutural (assimetria convergente). Essas feições caracterizam áreas anômalas associadas à linhas de forma de tendência regional permitindo estabelecer a configuração de contorno estrutural (não cotado). A assimetria da rede de drenagem é evidenciada pela disposição perpendicular e assimétrica de seus elementos em relação a um eixo definido por uma drenagem coletora. As formas assimétricas de drenagem são caracterizadas pela presença de elementos com tamanhos ou estruturas sistematicamente diferentes de um lado e de outro do elemento maior. Cursos de água desenvolvidos sobre estratos inclinados tendem a se ajustar ao acamamento. No caso de estratos do tipo fraco a moderadamente inclinados, os elementos de drenagem vão apresentar tamanhos ou arranjos sistematicamente diferentes de cada lado de um elemento de ordem imediatamente superior, onde os elementos mais longos de baixa angularidade e subparalelos, geralmente correm com o mesmo sentido das camadas (rios conseqüentes) Os rios mais curtos, com ângulos abertos, menos estruturados, correm no sentido contrário às 3

4 camadas (rios obseqüentes) (Anjos, 1986). Assim uma drenagem assimétrica pode ser considerada como indicativa de ocorrência de estratos não horizontalizados, cujo sentido do mergulho é dado pela direção dos cursos mais longos, que se comportam como rios conseqüentes. Em função disso, são indicadas áreas que em subsuperfície poderão estar configuradas como altos estruturais (antiforma) ou baixos estruturais (sinforma). A correlação dessas estruturas com a topografia permite a indicação de áreas configuradas como alto e alto topográfico, baixo estrutural e alto topográfico, alto estrutural e baixo topográfico e baixo estrutural e baixo topográfico. RESULTADOS OBTIDOS A análise de simetria da rede de drenagem permitiu concluir que na Ilha de Santa Catarina predominam áreas tanto de alto estrutural, como, de baixo estrutural. As regiões de Ingleses, Sambaqui, Itacorubi, Santa Mônica, Ribeirão da Ilha, Pântano do Sul encontram-se em áreas de altos estruturais e as regiões de Vargem Pequena, Vargem Grande, Ratones, Saco Grande e próximo à Lagoa do Peri estão localizadas em áreas de baixos estruturais. As áreas de altos estruturais são zonas intensamente fraturadas e com sistema de fraturas abertas, portanto de fácil captura de águas superficiais que migram para os baixos estruturais. Constituem áreas intensamente oxidantes, fortemente alteradas, com predominância de latossolos e que, sob o ponto de vista de relevo, são muito instáveis. A associação de alto estrutural a um alto topográfico representam áreas prioritárias de recargas de aqüíferos. Essas áreas são vulneráveis à poluição de aqüífero, pois são áreas intensamente fraturadas e abertas, não podendo dessa forma sofrerem intervenção humana pois se desestabilizam devido ao seu alto grau de alteração intempérica. Áreas de baixos estruturais são zonas favoráveis à concentração de águas subterrâneas quanto superficiais, constituindo-se ambientes redutores, sendo que o sistema de fraturamento é fechado, razão pela qual retém-se a água. As áreas de baixo estrutural quando associadas à baixo topográfico representam zonas de intensa concentração de água, autênticos aqüíferos. Nessas regiões, embora a alteração seja pequena, predominam argilas expansivas em ambientes redutor, portanto são áreas que devem ser prioritariamente utilizadas para exploração de águas subterrâneas. CONSIDERAÇÕES FINAIS As linhas de forma entre os altos/baixos estruturais indicam sempre a direção do fluxo de água subterrânea, portanto o seu conhecimento é de grande valia para planejamento e exploração de recursos hídricos e, principalmente de áreas que devem ser preservadas tanto na captura como na concentração de águas meteóricas. Embora a Ilha de Santa Catarina tenha um vasto potencial de recursos hídricos superfíciais, os recursos hídricos subterrâneos estratégicamente serão no futuro os pontos para exploração com a finalidade de abastecimento urbano e industrial. Deve-se ressaltar que este estudo deverá ser associado a uma avaliação dos sistemas de fraturamento (juntas e falhas) da região para melhor definição de áreas susceptíveis a percolação e circulação de águas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS Anjos, C. E. dos (1986) Tectônica da Borda da Bacia do Paraná e de seu Embasamento na Região de Itajaí-Lages Santa Catarina Uma Abordagem com Imagens Fotográficas do Sistema Landsat e Mosaicos de Radar. São Paulo, Tese de Doutorado.USP. Franzoni A.M.B. (2000) Avaliação do Meio Físico para Fins de Planejamento Geoambiental no Traçado e Manutenção de Rede Viária: Ilha de Santa Catarina. Rio Claro, Tese de Doutorado. UNESP. 4

5 Franzoni, A. M. B. et al. (2001) Análise Morfoestrutural por Satélite Visando a Caracterização e Proteção Ambiental de Mananciais Hídricos Subterrâneos In. 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2001, João Pessoa. ABES. IPUF (1991) Mapeamento Temático do Município de Florianópolis: mapas e memoriais descritivos (geologia, geomorfologia, solos e vegetação). Florianópolis. 5