ILHAS FLUVIAIS E LACUSTRES: ASPECTOS GERAIS DE FORMAÇÃO E DE ANÁLISE MORFOMÉTRICA E AMBIENTAL

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1 ILHAS FLUVIAIS E LACUSTRES: ASPECTOS GERAIS DE FORMAÇÃO E DE ANÁLISE MORFOMÉTRICA E AMBIENTAL Gilberto Pessanha Ribeiro 1,2,3,4 Artur Willcox dos Santos 4 Ubiratan de Souza Dias Junior 4 1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Faculdade de Engenharia, Departamento de Engenharia Cartográfica Rio de Janeiro, RJ gilberto@eng.uerj.br 2 Universidade Federal Fluminense, Instituto de Geociências, Departamento de Análise Geoambiental Niterói, RJ gilberto_pessanha@id.uff.br 3 Globalgeo Geotecnologias Rio de Janeiro, RJ gilberto@globalgeo.com.br 4 Georeferencial Inteligência Cartográfica e Mapeamento Digital Nova Iguaçu, RJ artur@georeferencial.com.br, ubiratan@georeferencial.com.br RESUMO: A formação de ilhas fluviais e lacustres pode estar associada a processos distintos, diante de particularidades do ambiente físico onde elas se localizam. Condicionantes ambientais, e outros promovidos pela ação antrópica promovem a sua formação e desenham cenários ao longo de sua evolução com a contribuição do agente hídrico de forma predominante. Aspectos sobre processos de formação e de dinâmica dessas ilhas são aqui apresentados, numa perspectiva de análise da morfometria executada com apoio de imagens de satélites de alta resolução WorldView-2/DigitalGlobe e também de fotografias aéreas métricas. Estudos de caso são trazidos para ilustrar, de forma geral, mais visual e aparente, os aspectos da paisagem e dos principais efeitos dos agentes responsáveis por esta dinâmica: (a) Ilhas contidas em lagos de reservatório de Itaipu; (b) Ilhas em Cabo Frio, RJ; (c) Ilhas em Porto de Galinhas, PE; e (d) Ilhas contidas no delta do Rio Paraíba do Sul, RJ. Objetivando destacar características da forma dessas feições geográficas, e de configuração espacial de objetos em sua vizinhança, além do componente dos agentes fluviais (vazão líquida, vazão sólida, correntes, marés e forçantes oceanográficas), objetiva-se aqui despertar interesse por estudos e pesquisas aplicadas sobre em que medida estão as ilhas em questão suportando pressões naturais e antrópicas em seu processo de formação e desenvolvimento.

2 1. INTRODUÇÃO Porção de terra firme, situada no mar, lago ou rio, e cercada por água por todos os lados, esta é a definição de ilha (IBGE, 2004). Apresentar aspectos da formação de ilhas fluviais e lacustres requer entender processos geomorfológicos que se responsabilizam pela sua forma e estudos de sua composição geológica e pedológica permitem entender parte do que apresentar em sua morfometria e susceptibilidade a processos erosivos e de deposição. Há em rios ilhas que se formam por processo marcado puramente por sedimentação, acompanhado por fixação e colonização de vegetação de espécies variadas. O propósito aqui é também sinalizar as ilhas dentro do contexto de legislação ambiental em vigor. Pretende-se aqui, uma contribuição onde essas feições geográficas ocupam papel importante nas transformações envolvendo fluxo aquoso e de sedimentos em rios, e também quando submetidas às variações do nível d água provocados por ciclos hidrológicos e por marés astronômicas em zonas costeiras. 2. IMAGENS COMO FONTES DE EXTRAÇÃO DE MÉTRICAS DE ILHAS E MONITORAMENTO DE SUA DINÂMICA AMBIENTAL Imagens de satélites de alta resolução e fotografias aéreas métricas contribuem com eficácia para execução de mapeamentos topográficos e temáticos onde a identificação e a extração de objetos geográficos são possíveis por meio de técnicas de sensoriamento remoto e processamento digital dessas imagens (aplicação de contraste, georreferenciamento, equalização, segmentação e classificação supervisionada). Imagens de alta resolução do sistema orbital WorldView-2 multiespectrais apresentam características de 2m de resolução espacial e as bandas pancromáticas 0,5m. Desta forma permite mapeamentos regionais e locais de até 1/ de escala cartográfica. Imagens do sistema orbital THEOS (Thailand Earth Observation Satellite), por exemplo, permitem com bandas multiespectrais de 15m de resolução espacial, mapeamentos de até 1/ de escala. Este sensor para bandas pancromáticas a resolução é de 2m. Avanços em técnicas de extração de objetos de imagens prosseguem e hoje busca-se aperfeiçoar sistemas especializados destinados a resolver problemas de contornos e de atribuição de padrões de uso da Terra e cobertura vegetal (Anderson et al., 1979), com mais eficácia, e há investimentos destacados nesse sentido que apontam soluções bem interessantes (Teixeira, 2013). A associação das formas das ilhas com as forçantes que atuam sobre seu ambiente físico permitem alterar sua configuração espacial (Ribeiro, 2005). Técnicas de sensoriamento

3 remoto resolvem tarefas de quantificação dessas mudanças, e também contribuem para seu monitoramento qualificado quando adotadas classes temáticas dos estágios de formação e desenvolvimento. Mapeamentos digitais já executados em localidades distintas, com base em imagens de satélites e fotografias aéreas, serviram de referência para suporte no arcabouço metodológico para produção de cartas e mapas de zonas fluviais e lacustres contendo ilhas, a saber: Cruz (2008), França e Soares (2009), Gelelete (2008), Magalhães et al. (2008), Neto (2007), Oliveira (2010), Rosa (2008), Silva (2009), Pereira (2008) e Pinheiro (2008). 3. ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS DE AMBIENTES FLUVIAIS E LACUSTRES O ambiente fluvial é sempre submetido ao ciclo hidrológico da bacia hidrográfica onde estão inseridas as feições geográficas (ilhas e margens). Há condicionantes atmosféricos, meteorológicos e climatológicos que atuam na bacia, hoje marcadas também por eventos extremos. As mudanças fisiográficas nas ilhas fluviais estão diretamente vinculadas à vazão e competência do rio no transporte hídrico e de sedimentos. Margens estão submetidas a processos erosivos e de deposição, e ilhas podem surgir a partir de processos de acumulação de sedimentos em trechos de baixa energia, onde a declividade é menor. O relevo influencia nesses processos, e em planícies costeiras observa-se a ocorrência de ilhas como resultado dessa acumulação de material deposicional (Christofoletti, 1980). A sinuosidade dos canais, fluxo e descarga dos rios (Cunha, 2002) onde material variado é transportado por suspensão, ou rolado pelo fundo, impõem uma dinâmica particular, onde a composição mineralógica é resultado de uma mistura diversificada de material proveniente de fontes litológicas por ações de intemperismo químico e físico, principalmente. No que se refere a ambientes lacustres, alguns desses processos ocorrem e costumam ser mais lentos. Ilhas podem ser formadas por ação de acumulação de água de chuva em áreas mais baixas, ou por ação humana, que é o caso de reservatórios. Processos erosivos também se estabelecem nesses casos, sendo que por desagregação do material que as constituem. As margens dessas ilhas apresentam com o tempo exposição do solo que, por sua vez são poucos desenvolvidos, ou exposição de pacotes de sedimentos acumulados com graus diferentes de compactação. O seu transporte por meio hídrico se faz por efeitos de variação do nível da lagoa. A velocidade desses processos está em geral condicionada

4 ao índice pluviométrico da região, e ao escoamento superficial nas cabeceiras dos rios que desembocam nessas lagoas. 4. APRESENTAÇÃO DE ESTUDOS DE CASO Com o propósito de ilustrar estágios de formação e dinâmica desses ambientes, a seguir são apresentados casos de ilhas fluviais e lacustres onde processos diferenciados ocorrem, tanto em áreas continentais, como também em áreas costeiras e oceânicas. A Figura 1 apresenta um caso de ilhas oceânicas, próximas à costa, em Porto de Galinhas, localizadas no litoral sul de Pernambuco. O mapa apoiado por imagem WorldView-2 auxilia a identificação das formas, que, neste caso, tem relação direta com recifes de corais. Aspectos fisiográficos podem ser analisados, assim como atributos de textura e cor. Figura 1: Porto de Galinhas, PE. (imagem cedida pela Globalgeo Geotecnologias) A Figura 2 a seguir refere-se a um recorte espacial em Cabo Frio, município localizado no estado do Rio de Janeiro, onde a ilha fluvial apresenta cobertura vegetal exuberante, com suas margens ricas em sedimentos predominantemente finos, provenientes, grande parte, da

5 plataforma continental adjacente à costa, por efeito também de marés astronômicas (Franco, 1981). Nessa interface continente-oceano ilhas fluviais, contidas em rios e canais, possuem características mistas de composição pedológica e de sedimentos não consolidados. Figura 2: Cabo Frio, RJ. (imagem cedida pela Globalgeo Geotecnologias) No que se refere a ambientes lacustres são apresentadas cartas-imagem de áreas do reservatório Itaipu, tanto no estado do Paraná (Figura 3 Rio Bonito do Iguaçu/PR) como no estado do Rio Grande do Sul (Figura 4 Mariano Moro/RS). Em ambos os casos as ilhas lacustres possuem em suas margens uma aparência de solo exposto, mostrando que ações do nível d água do reservatório contribuem para evolução dos processos de erosão e de acumulação de sedimentos em suspensão, muito possivelmente com baixa taxa de compactação. Nesses casos as energias hídricas são mais baixas do que em rios, e estão diretamente associadas ao índice pluviométrico da região, ou por ações humanas rotineiras de regulação das próprias barragens. A supressão da vegetação nas margens se deu nesses casos assim que o lago artificial se formou.

6 Figura 3: Lago do reservatório de Itaipu, Rio Bonito do Iguaçu, PR. (imagem cedida pela Globalgeo Geotecnologias)

7 Figura 4: Lago do reservatório de Itaipu, Rio Bonito do Iguaçu, PR. (imagem cedida pela Globalgeo Geotecnologias) Um estudo de caso mais conhecido e mais estudado é apresentado a seguir. O Departamento de Engenharia Cartográfica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) e o Departamento de Análise Geoambiental do Instituto de Geociências da Universidade Federal Fluminense (UFF), com apoio direto da empresa Globalgeo Geotecnologias, têm estudo esse ambiente desde 2003 ( ( Trata-se do baixo curso do rio Paraíba do Sul, marcado por ilhas fluviais, compostas por sedimentos transportados pelo próprio rio, onde a ocupação humana é emblemática nessa planície costeira, e a população vivencia crises ambientais há décadas. Projetos de pesquisa aplicados, com apoio da FAPERJ, alguns já concluídos e outros em desenvolvimento, revelam que o desenho das margens, das ilhas e do litoral responde rápido às forçantes astronômicas (marés), atmosféricas (vento) e oceanográficas (onda e corrente litorânea). A Figura 5 apresenta e ilustra parte meridional do delta do rio Paraíba do Sul, de sua planície costeira Quaternária. Ela é marcada por processos geológicos durante o Holoceno, e no mosaico de ortofotografias pode-se observar feições como: paleocanais, paleopraias, paleodunas, lagunas, lagoas, praia atual, e também ilhas fluviais (Suguio, 2001).

8 Figura 5: Recorte da porção meridional da planície costeira do rio Paraíba do Sul, São João da Barra e São Francisco do Itabapoana, RJ (ano 2000). (créditos: Ampla) Essas ilhas são resultados de processos geomorfológicos onde a disponibilidade de sedimentos e a competência do rio, associados à dinâmica de formação da planície, apresentam cenários e paisagens que tanto despertam interesse em pesquisas e estudos orientados. A seguir são, com mais detalhe, apresentadas algumas ilhas fluviais próximas à desembocadura, onde parte expressiva é marcada por uso (pasto para gado/pecuária) e por vegetação de mangue. A ilha do Graça, mais no interior continental (Figura 6) possui uso humano, e a ilha do Lima, no delta (Figura 7) também, sendo que por população local de pescadores. São casos típicos de ocupação insular no litoral brasileiro. Na desembocadura dos rios Jequitinhonha (BA), São Francisco (BA), Itabapoana (RJ-ES), Doce (ES), dentre muitos outros, tal cenário ocorre.

9 Ilha do Graça Figura 6: Ilha do Graça no delta do rio Paraíba do Sul, São João da Barra e São Francisco do Itabapoana, RJ. (créditos: Base Fotogrametria/IBGE)

10 Ilha do Lima Figura 7: Ilha do Lima no delta do rio Paraíba do Sul, São João da Barra e São Francisco do Itabapoana, RJ. (créditos: Base Fotogrametria/IBGE) As Figuras 8, 9, 10 e 11 a seguir, tiradas em 05/01/2013, referem-se à ilha da Convivência (Figura 8), exatamente localizada no canal meridional, adjacente ao pró-delta do rio Paraíba do Sul, e outras ilhas fluviais jovens (Figuras 9, 10 e 11) que se formaram e surgiram há pouco tempo, colonizadas por vegetação de mangue, estas próximas à margem do rio, visivelmente ocupada por obras e edificações.

11 Figura 8: Ilha da Convivência, São Francisco do Itabapoana, RJ (data: 05/01/2013). (créditos: Gilberto P. Ribeiro) Figura 9: Ilha fluvial no segundo plano, São João da Barra, RJ (data: 05/01/2013). (créditos: Gilberto P. Ribeiro)

12 Figura 10: Ilha fluvial, São João da Barra, RJ (data: 05/01/2013). (créditos: Gilberto P. Ribeiro) Figura 11: Visão parcial de ilha fluvial e área ocupada na margem meridional do rio Paraíba do Sul, São João da Barra, RJ (data: 05/01/2013). (créditos: Gilberto P. Ribeiro)

13 5. COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES Aspectos gerais de formação e dos ambientes físicos das ilhas fluviais e lacustres foram apresentados. Investidas em pesquisas em ilhas dessa natureza podem ter apoio importante por meio de imagens de satélites e fotografias aéreas. Com imagens de satélites de alta resolução, como por exemplo, WorldView, GeoEye, RapidEye, IKONOS e QuickBird zonas importantes de rios e lagoas podem ser contempladas com estudos dirigidos à dinâmica ambiental. As ilhas denunciam e revelam processos da dinâmica dos ambientes onde elas ocorrem. Seu traço, seu desenho, sua configuração espacial, sua evolução, associados aos fatores ambientais, podem ser melhor entendidos, do ponto de vista geomorfológico. O monitoramento desses ambientes onde as ilhas se localizam comprovadamente apontam estratégias de gestão pública sobre o uso humano, e também sobre projetos e ações de preservação e de conservação. A prática observada de aglutinação de ilhas fluviais às margens, com o objetivo de ampliação de áreas agrícolas ou para uso em pecuária, assim como uso por atividades associadas ao turismo devem ser melhor administradas e inibidas. As ilhas representam ambientes naturais, com sua dinâmica própria, e são usadas para contemplação e aprendizado. São habitats de vida silvestre, por exemplo, local de apoio para aves migratórias. Os sedimentos que compõem as ilhas na foz do rio Paraíba do Sul, por exemplo, são ricos em nutrientes que servem parcialmente de base da cadeia alimentar de aves e outros organismos. Ações investigativas sobre os referidos ambientes, apoiadas por pesquisas científicas não predatórias, impõem às ilhas tempo de dedicação em observação e coleta de dados no campo, associados às informações das imagens, com a seriedade exigida na obtenção de resultados que as descrevam geograficamente, e que as inserem nos ambientes naturais onde se localizam. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Anderson, J.R., Hardy, E.E., Roach, J.T. & Witmer, R.E. Sistema de classificação de uso da Terra e do revestimento do solo para utilização com dados de sensores remotos Superintendência de Recursos Naturais e Meio Ambiente, IBGE, Cruz, Z.Q. Mapeamento digital regional do uso e cobertura da terra em unidade de conservação a partir de imagens CBERS para apoio a gestão ambiental Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro

14 Cunha, S.B. & Guerra, A.J.T. (org.) Geomorfologia Exercícios, Técnicas e Aplicações Ed. Bertrand Brasil Christofoletti, A. Geomorfologia Editora Edgard Blücher Ltda França, J.B.S. e Soares, P.G. Avaliação do mosaico digital composto por fotografias nãométricas retificadas a partir de transformação linear direta Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Franco, A.S. Tides Fundamentals, Analysis and Prediction Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo Gelelete, G.J.A. Classificação digital de uso da terra e cobertura vegetal de zona costeira em Araruama (RJ) a partir de imagens sensoriais Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro IBGE Vocabulário Básico de Recursos Naturais e Meio Ambiente Magalhães, C.R., Medeiros, Y.M., Silva. A.E. e Ribeiro, G.P. Plano Urbano Do Complexo Industrial Do Porto Do Açu Com Suporte De Mapas Temáticos Digitais Gerados A Partir De Imagens Sensoriais, Resende, Neto, R.S.M. Mapeamento digital do entorno da Baía de Guanabara em suporte á análise ambiental, Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Oliveira, R.D. Modelagem tridimensional da Ilha Grande, Angra dos Reis (RJ) Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Pereira, M.F.M. Mapeamento digital de zona urbana em Teresópolis (RJ), adjacente ao Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO), a partir de imagens IKONOS II Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Pinheiro, T.C. Mapeamento digital do município de São João da Barra (RJ) com suporte de imagens IKONOS e dados GPS, como requisito para revisão do plano diretor municipal Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Ribeiro, G.P. Tecnologias digitais de geoprocessamento no suporte à análise espaço-temporal em ambiente costeiro Tese de doutorado (Programa de Pós-Graduação em Geografia) Universidade Federal Fluminense

15 Rosa, E.C. e Ignácio, J.F. Geração de ortofotomosaico da Ilha Grande (RJ) e ensaio para o perfil de praia Projeto de Graduação (Engenharia Cartográfica) Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Silva, L.S.L. Acompanhamento multitemporal do crescimento urbano de Macaé com suporte de imagens históricas e Sistema de Informação Geográfica Dissertação de Mestrado (Engenharia de Computação/Geomática) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro Teixeira, K.S. Uma proposta metodológica de integração de técnicas de análise espectral de inteligência computacional baseadas em conhecimento, para reconhecimento de padrões em imagens multiespectrais. Tese de Doutorado em Meio Ambiente, UERJ Suguio, K. Geologia do Quaternário e Mudanças Ambientais. Passado + Presente = Futuro? Paulos s Comunicação e Artes Gráficas