UNIVERSIDADE ESTADUA DE MARINGÁ.

CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS LETRAS E ARTES

DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA

Luís Gabriel Menten Mendoza

Guilherme Watanabe

Pedro H. S. Brum

Análise hidrológica e levantamento das características gerais da Bacia Hidrográfica do Ribeirão Pinguim.

Maringá

2013UNIVERSIDADE ESTADUA DE MARINGÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS LETRAS E ARTES

DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA

Luís Gabriel Menten Mendoza

Guilherme Watanabe

Pedro H. S. Brum

Análise hidrológica e levantamento das características gerais da Bacia Hidrográfica do Ribeirão Pinguim.

Atividade como etapa de avaliação, apresentada à disciplina de Geoprocessamento Avançado, ofertada pelo curso de Geografia pela Universidade Estadual de Maringá, para obtenção de Título de Bacharelado em Geografia, ministrada pelo Professor: Ms. Paulo Germano

Maringá

2013

INTRODUÇÃO

O presente trabalho consiste em atividade regular da disciplina de

Geoprocessamento Avançado ofertada pelo Departamento de Geografia, pela

Universidade Estadual de Maringá, com o caráter de avaliação para obtenção

de média para conclusão da disciplina.

O ensaio parte do levantamento de dada Bacia Hidrográfica, destacando

aspectos hidrológicos e características gerais de determinada área. Para

iniciarmos a discussão, é necessário tratarmos de alguns conceitos

preliminares, como elementos norteadores do trabalho realizado. Como coloca

Daniel Fonseca de Carvalho e Leonardo Duarte Batista da Silva, entendemos o

ciclo hidrológico como

[...] um movimento e a troca de água nos seus diferentes estados físicos, que ocorre na Hidrosfera, entre os oceanos, as calotes de gelo, as águas superficiais, as águas subterrâneas e a atmosfera. (CARVALHO; SILVA, 2006, p. 15).

O ciclo hidrológico possui características de sistemas hidrológicos fechados

(CARVALHO; SILVA, 2006) levando em consideração a disponibilidade da água

na Terra, sua finitude e sua indestrutibilidade.

Para analisarmos o comportamento hídrico de determinada região, podemos

destacar a análise a partir de Bacias hidrográficas (BH) ou Bacias de

Drenagem. As BH proporcionam facilidades no processo de avaliação dos

diferentes componentes do ciclo hidrológico devido a sua simplicidade. A partir

das BH, podemos aplicar métodos de balanço das águas para uma região

hidrologicamente determinada e extrairmos uma série de informações nas mais

diferentes escalas, de acordo com o objeto a ser estudado.

Bacia Hidrográfica é, portanto, uma área definida topograficamente, drenada por um curso d’água ou por um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda a vazão efluente seja descarregada por uma simples saída.(CARVALHO; SILVA, p. 15)

A BH responde hidrologicamente por transformar a entrada de volume

concentrada no tempo (precipitação) em uma saída de água (escoamento),

buscando espaços cujo deslocamento da água, respeitando as características

do terreno, seja mais distribuída no tempo. Figura (01)

Figura 01: Resposta Hidrológica de uma Bacia Hidrográfica (CARVALHO;

SILVA).

As bacias

possuem dois

tipos de

divisores:

Divisores

topográficos e

Divisores

subterrâneos.

Consideramos os divisores topográficos para análise do presente trabalho. Os

divisores topográficos acompanham os pontos de maior altitude da área a ser

trabalhada, a partir deles, podemos identificar os divisores de água de

determinada bacia.

Para uma análise com maior nível de detalhes possível, existe uma série de

características que podemos extrair de determinada BH, porém, nos atentamos

a apenas realizar o levantamento de determinados aspectos conforme exigido

pela disciplina. Dentre elas, realizamos levantamento da área de drenagem e

perímetro da bacia, fator forma da bacia e ordens dos rios.

A área de drenagem pode ser entendida como:

[...] área plana (projeção horizontal) inclusa entre os seus divisores topográficos. A área de uma bacia é o elemento básico para o cálculo das outras características físicas. É normalmente obtida por planimetria ou por pesagem do papel em balança de precisão.(CARVALHO; SILVA, 2006, p. 17)

Outra característica levantada é o fator forma.

É uma das características da bacia mais difíceis de serem expressas em termos quantitativos. Ela tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia, como por exemplo, no tempo de concentração (Tc). Tc é definido como sendo o tempo, a partir do início da precipitação, necessário para que toda a bacia contribua com a vazão na seção de controle.(CARVALHO; SILVA, 2006, p. 19)

Para extrairmos o Fator Forma temos que utilizar vários índices para

determinar a forma das bacias.

Iniciamos com o coeficiente de compacidade Kc: é a relação entre o perímetro

da bacia e o perímetro de um circulo de mesma área que a bacia

(circularidade). (Carvalho; Silva, 2006, p. 20)

Kc = Pbh/Pc : Kc = 0,28 P/√A

O Kc é sempre um valor maior que 1 (se kc=1, a bacia seria um circulo

perfeito). Quanto menor o Kc mais circular é a bacia.

Para determinarmos especificamente o Fator Forma (Kf) utilizamos uma

fórmula cujo o Kf é “a razão entre a largura média da bacia (L) e o comprimento

do eixo da bacia (L) (da foz ao ponto mais longínquo da área).” (CARVALHO;

SILVA, 2006, p. 17).

Kf = L/L : L = A/L : Kf = A/L2

Para explicarmos as ordens dos rios, precisamos primeiro entender o Sistema

de drenagem.

O sistema de drenagem de uma bacia é constituído pelo rio principal e seus tributários; o estudo das ramificações e do desenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica a maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia hidrográfica. O padrão de drenagem de uma bacia depende da estrutura geológica do local, tipo de solo, topografia e clima. Esse padrão também influencia no comportamento hidrológico da bacia. (CARVALHO; SILVA, 2006, p. 20)

As ordens dos cursos d’água correspondem à sua classe dentro de

determinada bacia. Os cursos primários correspondem a rios de primeira

ordem, recebem o número 1; a união de 2 rios da mesma ordem origina um

curso de ordem superior, recebem o número 2; a união de 2 de ordem

diferentes faz com que prevaleça a ordem do maior (CARVALHO; SILVA, 2006,

p. 21).

Para extrairmos todas estas informações acima citadas, tivemos que recorrer a

um conjunto de dados digitais, utilizados sob uma plataforma (software) e com

base nas nossas interpretações conseguimos distinguir formas e valores para

determinados dados do espaço.

A geografia é marcada por uma série de paradigmas. Neste trabalho não

buscamos elucidar os diferentes períodos históricos e as constantes ordens

paradigmáticas inerentes na ciência geográfica. Para tanto, dentro da

geografia, surge uma corrente no período pós guerra, atribuída de aspectos

técnicos para o levantamento dos dados do espaço. Os Estados envolvidos na

segunda grande guerra precisavam elaborar estudos para ampliação e

reestruturação dos seus territórios. Os avanços tecnológicos deste período

marcaram uma mudança considerável na forma de análise dos dados

geográficos, há uma transição do modelo de levantamento na base dos

campos, para análises com base em Sensoriamento remoto. É neste período

transitório que surgem os SIG, ainda não estruturados na forma conceitual.

Entendemos aqui, SIG como:

[...] um poderoso conjunto de ferramentas para coleta, armazenamento, recuperação, transformação e visualização de dados espaciais do mundo real, para um conjunto de propósitos específicos (BARROUGH; McDONNEL, in FITZ, 2008)

Outro autor também busca apresentar o conceito de SIG, entende como “um

sistema assistido por computador para aquisição, armazenamento, análise e

visualização de dados geográficos” ( Eastman, 1995 in Fitz, 2008 pag 23).

Para nosso trabalho utilizamos o software SIG chamado de “ Quantum Gis”. O

Quantum Gis é um software Livre e Aberto. Utilizado para criação e análise

vetorial, suporta camadas raster, de banco de dados, e inúmeras outras

funcionalidades. É muito utilizado por pesquisadores das ciências ambientais,

cartógrafos, engenheiros etc. O Quantum Gis é um projeto conduzido de forma

voluntária, construído a partir de contribuições na forma de códigos, correções

de bugs, relatório de bugs entre tantos outros. Não possui patente, a licença do

produto é de propriedade coletiva, todos aqueles usuários que desejam instalar

o software não precisam de autorização e os links estão disponibilizados na

rede. Também é aberto, logo, os usuários podem fazer alterações dentro do

software adequando o programa a suas necessidades específicas.

Para realização de nossas análises, escolhemos a Bacia Hidrográfica do

Ribeirão Pinguim. O Ribeirão Pinguim localiza-se na região Sudeste do

Município de Maringá, é responsável pela divisão dos limites municipais de

Maringá e Marialva.

Elaboramos um mosaico com bases cartográficas extraídas do banco de dados

fornecidos pelo ITCG – Intituto de Terras Cartografia e Geociências,

disponibilizados pelo site www.itcg.pr.gov.br. Optamos pelas cartas topográficas

do IBGE 1:50.000, Região Sul:

- Mandaguaçu, 1990, Folha SF.22-Y-D-I-4 MI-2756/4, SAD69;

- Maringá, 1972, Folha SF-22-Y-D-II-3 MI 2757/3, Córrego Alegre;

- Ivatuva, 1972, Folha SF-22-Y-D-IV-2 MI 2782/2, Córrego Alegre;

- Bom Sucesso, 1992, Folha SF.22-Y-D-V-1 MI-2783-1, SAD-69.

Georreferenciamos todas as cartas topográficas, utilizando a interpolação por

vizinho próximo, e optamos pelo DATUM Córrego Alegre, considerando que a

área da BH ocupa a maior parte das cartas com esse DATUM. Após a imagem

georreferenciada, iniciamos a extração de todos os dados pertinentes à

atividade proposta. Vetorizamos a partir do mosaico (raster) que críamos e

obtivemos os seguintes dados.

- Rios da Bacia;

- Limites (divisor de águas) da bacia;

- Curvas de nível da bacia.

RESULTADOS

Após criadas as primeiras camadas vetoriais localizamos a bacia hidrográfica

(Anexo 1), conseguimos extrair uma série de características já explanadas

anteriormente neste trabalho, conforme podemos observar no Anexo 2.

Com os dados coletados chegamos as seguintes conclusões da BH.

Perímetro: 77255,97 m

Área: 22381961m²

Largura: 30315m

Circularidade: 1,49

Fator Forma: 0,24

Além disso, identificamos a ordem dos cursos d'água (Anexo 3) e as áreas com

ausência de vegetação nas áreas de APP conforme observamos no Anexo 4,

verificadas a partir da sobreposição da imagem disponível do Google Earth, via

plugin do Software Quantum Gis, depois de realizarmos a correção dos cursos

d'água na sobreposição dos vetores à imagem do Google.

O relatório inclui ainda imagens de alta resolução das áreas em que a APP está

desflorestada, com as feições identificadas de acordo com a identificação (ID)

do arquivo shape.

Referências

CARVALHO, D. F.; SILVA, L. D. B.. Capítulo 3. Bacia Hidrográfica, em Apostila

de Hidrologia, UFRRJ, Rio de Janeiro, 2006 (pp 15-32). Disponível em:

<http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/leonardo/downloads/APOSTILA/HIDRO-

Cap3-BH.pdf>. Acesso em: <setembro de 2013>.

FITZ, P. R.. Geoprocessamento sem complicação. Oficina de Textos, São

Paulo, 2008.

Instituto de Terras Cartografia e Geociências do Paraná (ITCG). Produtos

cartográficos. Disponível em: <http://www.itcg.pr.gov.br>. Acesso em:

<setembro de 2013>.