CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA MICRO BACIA HIDROGRAFICA DO CORRÉGO DO MONJOLO NA CIDADE DE PATOS DE MINAS MG

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1 CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA MICRO BACIA HIDROGRAFICA DO CORRÉGO DO MONJOLO NA CIDADE DE PATOS DE MINAS MG Rafael Luís Silva 1 *; Dácio José Cambraia Filho 2 ; Elcides Rodrigues da Silva 3 ; Gustavo Rodrigues Barbosa 4 ; Daniel Oliveira e Silva 5 & Paulo Eduardo Silva Martins 6 Resumo O objetivo deste trabalho foi fazer uma caracterização morfométrica da micro bacia hidrográfica do Córrego do Monjolo na cidade de Patos de Minas MG, a partir da estimativa de alguns parâmetros físicos, como: coeficiente de compacidade, fator de forma, índice de circularidade, declividade, altitude, ordem e densidade de drenagem. Foram utilizadas imagens tendo como base o Google Earth Pro e cartas topográficas do IBGE, na escala de 1:30.000, utilizando o sistema de informações geográficas, através do software ArcGis A área de drenagem encontrada foi de 14,33 km² e o perímetro, de 16,27 km. A micro bacia hidrográfica do córrego do monjolo tem formato alongado, com coeficiente de compacidade de 1,2, fator de forma de 0,36 e índice de circularidade de 0,68. A densidade de drenagem obtida para a bacia foi de 1,23 km/km². A forma mais alongada da bacia hidrográfica indica que a precipitação pluviométrica sobre ela se concentra em diferentes pontos, concorrendo para amenizar a influência da intensidade de chuvas, as quais poderiam causar maiores variações da vazão do curso d água. Palavras-Chave Bacia hidrográfica, Córrego do Monjolo, geoprocessamento CHARACTERISTICS OF MICRO WATERSHED OF MONJOLO STREAM IN PATOS DE MINAS - MG Abstract The objective was to make a morphometric characterization of the micro watershed of Monjolo stream in the city of Patos de Minas - MG, from the estimate of some physical parameters such as compactness factor, form factor, circularity index, slope, altitude, order and drainage density. Taking images were used as basis the Google Earth Pro and topographic maps of IBGE, on the scale of 1: 30,000, using the geographic information system, using the ArcGIS software The drainage area was found to be km² and the perimeter, of km. The micro watershed Monjolo stream has elongated shape, with compactness coefficient of 1.2, form factor of 0.36 and circularity ratio of The drainage density obtained for the basin was 1.23 km / km². The more elongated watershed manner indicates that rainfall over it focuses on different points, contributing to minimize the influence of the intensity of rainfall, which could cause major variations in the flow of the stream. Keywords Watershed, Monjolo stream, GIS 1 Discente do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM). rafael3bmx@hotmail.com 2 Discente do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM). daciocambraia@hotmail.com 3 Docente do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM). elcides@unipam.edu.br 4 Docente do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM). gustavorb@unipam.edu.br 5 Docente do Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM). danielos@unipam.edu.br 6 Docente da Universidade Tiradentes (UNIT). paulo_xx_martins@hotmail.com * Autor Correspondente: Rafael Luís Silva 1. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 1. INTRODUÇÃO Estudos relacionados às bacias hidrográficas e suas drenagens merecem atenção pelo seu fundamental papel na implementação dos modelos terrestres. O comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica está relacionado de suas características naturais, sendo pautada em algumas variáveis, como a forma, relevo, área, geologia, rede de drenagem, solo e do tipo de cobertura vegetal Lima (1986). No Brasil, a lei n 9.433/97 estabelece as bacias hidrográficas como unidades territoriais para aplicação da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), em que a fixação dessas unidades básicas envolve a abrangência de aplicação dos instrumentos da PNRH, tais como: enquadramento dos corpos d'água, outorga e cobrança pelo uso de recursos hídricos. Assim, a padronização e automatização do traçado de bacias hidrográficas são fundamentais para a efetivação adequada da PNRH, evitando-se possíveis conflitos de utilização dos recursos hídricos. O aumento da superfície impermeabilizada reduz significativamente a infiltração no solo e aumenta o escoamento superficial, causando um aumento da vazão no período curto de tempo, ocasionando inundações. De acordo com Barbosa (2006) As inundações em áreas urbanas representam um grave problema para as cidades brasileiras, uma vez que atingem áreas densamente ocupadas ocasionando prejuízos consideráveis e irreparáveis para a população. Com a intensificação da degradação dos recursos naturais, principalmente do solo e da água, a deterioração do meio ambiente atinge níveis críticos, assoreamento dos rios, contaminação dos recursos hídricos, menor disponibilidade de água para irrigação e abastecimento humano; são apenas alguns dos reflexos encontrados Junior et al. (2011). Para que se possa reverter essa situação, deve ser analisado e encontrado uma solução dinâmica que abranja toda a área da bacia, pois tendo apenas ações isoladas, o problema somente mudará de região, sendo transferido para outro lugar, sem resolver de fato o problema. Bacia Hidrográfica é uma área topograficamente definida, drenada por um curso d água ou um sistema conectado de cursos d água, de modo que toda vazão efluente seja descarregada através de uma simples saída Studart e Campos (2001). A bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água de precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. A bacia hidrográfica compõe-se basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos de água que confluem até resultar um leito único no exutório. Tucci (2012). A impermeabilização dos solos gera alterações no balanço entre infiltração e escoamento, aumentando o fluxo de água superficial que se direciona aos rios. As taxas de evapotranspiração e infiltração diminuem com o aumento do processo de urbanização, há um significativo aumento do escoamento superficial, o que gera maior propensão a inundações, visto que o escoamento superficial contribui para o rápido aumento da vazão fluvial em eventos de chuva. Cajazeiro (2012). Enchentes e inundações em bacias são alterações causadas pela subida do nível menor dos canais, sendo as enchentes originadas de causas naturais e por não afetarem populações, já as inundações incluem fatores artificiais (barragens) e danos a população. São processos naturais que podem se intensificar pelas alterações da superfície (impermeabilização do solo), pelos regimes de precipitação (chuvas intensas), pela geometria da bacia, ou ainda, da junção de ambos. Podem gerar impactos negativos de diversas ordens e magnitudes, incluindo perdas de vidas humanas, danos ao patrimônio e proliferação de vetores e doenças. Estes impactos são mais nítidos quando atingem áreas urbanizadas, devido a concentrações de pessoas Silva et al (2010). O geoprocessamento torna-se um conjunto de ferramentas capaz de reunir a cartografia, o armazenamento de dados, permitindo que se faça o tratamento e a análise dessas informações, tudo XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 isso de forma integrada, através de programas computacionais relacionados a um Sistema de Informação Geográfica (SIG) Sebusiani e Bettine (2011). O SIG é muito eficaz para a realização de estudos, pois permite a interação dos dados, o armazenamento, elaboração e sobreposição de mapas georreferenciados, contabilização de áreas e diversas análises de modelagem que transcendem a capacidade de métodos manuais Borges et al. (2008). Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi fazer uma caracterização morfométrica da micro bacia hidrográfica do Córrego do Monjolo na cidade de Patos de Minas MG, a partir da estimativa de alguns parâmetros físicos, como: coeficiente de compacidade, fator de forma, índice de circularidade, declividade, altitude, ordem, curva hipsométrica e densidade de drenagem 2. MATÉRIAS E MÉTODOS O estudo foi desenvolvido no Laboratório de Geoprocessamento do Centro Universitário Patos de Minas - UNIPAM analisando a micro bacia do Córrego do Monjolo no município de Patos de Minas / MG, que se encontra entre as coordenadas 46º 28 e 46º 36 de longitude e 18º 33 e 18º 39 de latitude, tendo como base o Google Earth Pro. Figura 1 - Localização micro bacia córrego do monjolo - O autor (2015) De posse da delimitação da área da bacia, obtiveram-se diferentes características físicas, como: área da bacia, perímetro, coeficiente de compacidade, fator de forma, índice de circularidade, declividade, altitude, densidade de drenagem e ordem dos cursos d água. COEFICIENTE DE COMPACIDADE Relação do perímetro da bacia e a circunferência de círculo de área igual à da bacia. Para uma bacia circular ideal o Kc deverá ser igual a 1, para uma bacia alongada, seu valor terá que ser superior a 1. Quanto mais o Kc for próximo da unidade, maior a bacia será suscetível a enchentes mais acentuadas Garcez e Alvarez (1988). XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Kc = 0,28 P A (1) Kc coeficiente de compacidade; P perímetro (km); A área de drenagem (km 2 ). FATOR DE FORMA Relaciona a forma da bacia com a de um retângulo, sendo à razão entre a largura média e o comprimento axial da bacia. Quando mais o Kf de uma bacia for baixo, menor terá propensão a enchentes, em virtude de que em uma bacia estreita e longa (Kf baixo), possuir menor possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo, simultaneamente, toda a sua extensão Oliveira et al. (2010). Kf = A L 2 (2) Kf fator de forma; A área de drenagem, km²; L comprimento do eixo da bacia, km. DENSIDADE DE DRENAGEM O sistema de drenagem é composto pelo rio principal e seus tributários. Seu estudo indica a velocidade com que a água deixa a bacia hidrográfica, mostrando o grau de desenvolvimento do sistema de drenagem, ou seja, aponta a eficiência da drenagem da bacia Cardoso et al. (2006). Dd = Lt A (3) Dd densidade de drenagem (km/km 2 ); Lt comprimento total de todos os canais (km) - sejam eles perenes, intermitentes ou temporários; A área de drenagem (km 2 ) - a área total da bacia. ÍNDICE DE CIRCULARIDADE O índice de circularidade é a razão entre a área e o quadrado do perímetro, quando a área se aproxima da forma circular aumenta a probabilidade de inundação. Ic = 12,57 A P² (4) A área total em Km² P perímetro em Km. A classificação de ordem do curso d agua de acordo com Sordi (2012) e realizada com canais sem tributários são considerados canais de primeira ordem, quando dois canais de primeira ordem se XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 unem gera um de segunda ordem, quando dois canais de segunda ordem se unem, forma-se um de terceira ordem e assim consecutivamente. 3. RESULTADOS E DISCURSÕES A bacia estudada possui uma área de 14,33 km² e perímetro 16,27 km, sendo que grande parte se encontra urbanizada, tendo ainda a Avenida Fátima Porto, que é uma das principais avenidas da cidade. Pode-se observar na (Tabela 1) os resultados obtidos das características fisiográficas da micro bacia hidrográfica do Córrego do Monjolo da cidade de Patos de Minas - MG. Tabela 1: Características da micro bacia - O autor (2015) Características Resultados Área da bacia (A) 14,33 km² Perímetro da bacia (P) 16,27 km Comprimento do canal principal (L) 6,29 km Comprimento total dos canais (Lt) 17,57 km Coeficiente de compacidade (Kc) 1,2 Fator de forma (Kf) 0,36 Densidade de drenagem (Dd) 1,23 km/km² Índice de circularidade (Ic) 0,68 Ordem do curso d'agua 3 ordem Analisando os resultados obtidos é possível identificar como cada característica influencia o comportamento da micro bacia hidrográfica do Córrego do Monjolo. Através do coeficiente de compacidade, que assemelha a forma da bacia a de um círculo e quanto mais próximo da unidade for o Kc, maior será o risco de enchentes acentuadas, sendo possível perceber que a bacia possui alto risco de enchentes, pois o Kc encontrado é de 1,20. O fator de forma compara a área da bacia a de um retângulo, quando mais próximo do zero menor será a propensão de enchentes, como o Kf é igual a 0,36 a bacia tende a ser alongada. A densidade de drenagem indica a eficiência da drenagem da bacia. De acordo com Villela e Mattos (1975), a densidade de drenagem pode variar de 0,5 km/km2 em bacias com drenagem pobre a 3,5 km/km², ou mais em bacias bem drenadas, como a bacia estudada tem 1,23 km/km² ela possui média capacidade de drenagem. O índice de circularidade tende a unidade quando a bacia se aproxima da forma circular e diminui quando a forma se torna alongada, de acordo com Schumm e Oliveira (2010), valores maiores que 0,51 mostram que a bacia tende a ser mais circular ajudando os processos de inundação, já os valores menores que 0,51 sugerem que a bacia tende a ser mais alongada favorecendo o processo de escoamento. Como a bacia possui um IC de 0,68 a bacia tende a ser mais circular, favorecendo os picos de cheia. O mapa de declividade é um dos mapas mais importantes na análise das inundações, pois normalmente as áreas com maiores declividades escoam as águas para as áreas de menor declividade, devido ao desnível, fazendo com que nas áreas mais planas ocorra uma concentração de água. De acordo com a Embrapa (1979) as declividades podem ser classificadas da seguinte forma: de 0 3% Relevo plano, de 3 8% Relevo suavemente ondulado, de 8 20% Relevo ondulado, de 20 45% Relevo fortemente ondulado, de 45 75% Relevo montanhoso e > 75 Relevo fortemente montanhoso. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 Cotas (m) Observando o mapa (Figura 2) é possível perceber o caminho do curso d água, que está rodeada por uma declividade mais elevada. Figura 2 - Mapa de declividade - O autor (2015) A curva hipsométrica (Figura 3) mostra o relevo da bacia hidrográfica graficamente, sendo a relação das cotas com o percentual acumulado da área total de cada cota. As cotas são em relação ao nível do mar. CURVA HIPSOMÉTRICA ,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 Áreas relativas acumuladas (%) Figura 3 - Curva Hipsométrica da Micro Bacia Hidrográfica do Córrego do Monjolo - O autor (2015) A micro bacia do Córrego do Monjolo é de 3ª ordem, como é possível observar na Figura 5 a seguir. Isso significa que a bacia possui algumas ramificações. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 Figura 4 - Ordem dos cursos d'agua - O autor (2015) 4. CONCLUSÃO De acordo com os resultados, pode-se concluir que: O geoprocessamento aliado às características fisiográficas e hidrográficas de uma localidade e uma importante ferramenta para a gestão e planejamento dos recursos hídricos. A caracterização morfométrica da micro bacia hidrográfica do córrego do Monjolo aponta para uma bacia de forma mais alongada, sendo comprovado pelo índice de circularidade, coeficiente de compacidade e fator de forma. Isso denota um forte controle estrutural da drenagem. A densidade de drenagem é de 1,23 km/km2, podendo-se afirmar que a bacia em estudo apresenta uma profunda dissecação fluvial e perenidade, em função da pluviosidade media. A micro bacia hidrográfica do córrego do Monjolo é de terceira ordem, apontando que o sistema de drenagem da bacia é pouco ramificado. O estudo apresenta informações de extrema importância pois se trata de uma bacia no meio urbano, desta forma contribuindo para o melhor planejamento de drenagem urbana. REFERÊNCIAS BARBOSA, F. A. R. (2006) Medidas de proteção e controle de inundações urbanas na bacia do Rio Mamanguape/PB p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana). Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, BORGES (et al). (2008). Mapeamento do uso do solo e cobertura vegetal da porção de alto curso da bacia do rio Uberabinha MG. In anais do II Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias de Geoinformação, Recife, PE, CAJAZEIRO, J. M. D. (2012.) Análise da susceptibilidade à formação de inundações nas bacias e áreas de contribuição do Ribeirão Arrudas e Córrego da Onça em termos de índices morfométricos e impermeabilização. Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais, abr XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 CARDOSO, C. A. (2006). Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do Rio Debossan, Nova Friburgo, RJ. R. Árvore, Viçosa-MG, v.30, n.2, p , EMBRAPA. (2014). Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriA. Disponível em: < Acesso em: 05 maio GARCEZ, L. N.; ALVAREZ, G.A. (1988). Hidrologia. Revista e Atualizada, 2ª edição, São Paulo, p JUNIOR, R. F. V. (et al). (2011). Diagnóstico das áreas de preservação permanente na microbacia hidrográfica do Córrego Jataí. Revista Caatinga, Mossoró, v. 24, n. 3, p , jul - set, LIMA, J. M. (1987). Relação entre erosão, teor de ferro, parâmetros físicos e mineralógicos de solos da região de Lavas (MG). 86 p. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas) na Escola Superior de Agricultura de Lavras, Lavras, MG. OLIVEIRA, P. T. S., (et al). (2010). Caracterização morfométrica de bacias hidrográficas através de dados SRTM. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, v.14, n.8, p , SORDI, M. V. (et al). (2012). Análise morfométrica do Ribeirão Laçador Faxinal Paraná. REVISTA GEONORTE, Edição Especial, V.2, N.4, p STUDART, T. M. C.; CAMPOS, J. N. B. (2001). Gestão das águas: Princípios e práticas. ABRH - Associação Brasileira de recursos Hídricos, Porto Alegre, TUCCI, C. E. M. (1997). Água no meio urbano. Instituto de Pesquisas Hidráulicas Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Água Doce, cap.14. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8