Morfometria da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São Domingos, no município de Muniz
Freire (ES)
Caio Henrique Ungarato Fiorese1*, Tiago Oliveira de Aguilar2
DOI: https://doi.org/10.35699/2447-6218.2022.37152
Resumo
O objetivo desta pesquisa foi avaliar alguns parâmetros morfométricos da sub-bacia hidrográfica do ribeirão São
Domingos (BHRSD), a fim de apoiar melhorias a respeito da conservação dos recursos naturais e contribuir para
levantamento da potencialidade a ocorrência de problemas ambientais. Os procedimentos ocorreram no programa
ArcGIS®. A BHRSD foi delimitada para, em seguida, serem estimados os parâmetros: área e perímetro, coeficiente
de compacidade, fator de forma, índice de circularidade, coeficiente de manutenção, altitude, declividade, índice de
rugosidade, comprimento e número dos canais d’água, extensão do percurso superficial e densidades de drenagem e
hidrográfica. A BHRSD possui muito baixa susceptibilidade a enchentes e é bem drenada. Cada gota d’água percorre
cerca de 180 m até atingir o canal hídrico, favorecendo o escoamento superficial. As elevadas amplitudes altimétrica
e clinométrica indicam irregularidades topográficas e potencialidade à erosão, sendo este o principal problema. A
manutenção de uma cobertura vegetal mais densa junto com práticas corretas de manejo agropecuário são medidas
importantes.
Palavras-chave: Estudos Ambientais. Geoprocessamento. Parâmetros Morfométricos. Recursos Hídricos. Sistemas
de Informações Geográficas.
Morphometry of the São Domingos river sub-basin, in the municipality of Muniz Freire (ES)
Abstract
The objective of this research was to evaluate some morphometric parameters of the São Domingos stream sub-basin
(SDSS), in order to support improvements regarding the conservation of natural resources and contribute to raising
the potential for the occurrence of environmental problems. The procedures took place in the ArcGIS® program. SDSS
was delimited in order to then estimate the parameters: area and perimeter, compactness coefficient, form factor,
circularity index, maintenance coefficient, altitude, slope, roughness index, length and number of water channels,
extension of the superficial path and drainage and hydrographic densities. SDSS has very low susceptibility to flooding
and is well drained. Each drop of water travels around 180 m until it reaches the water channel, favoring surface
runoff. The high altimetric and clinometric amplitudes indicate topographic irregularities and potential for erosion,
this being the main problem. The maintenance of a denser vegetation cover together with correct agricultural mana-
gement practices are important measures.
Keywords: Environmental Studies. Geoprocessing. Morphometric Parameters. Water Resources. Geographic Infor-
mation Systems.
1
Universidade Federal do Espírito Santo. Alegre, ES. Brasil.
https://orcid.org/0000-0001-6866-0361
2
Instituto Federal do Espírito Santo. Alegre, ES. Brasil.
https://orcid.org/0000-0003-2341-3556
*Autor para correspondência: caiofiorese@hotmail.com
Recebido para publicação em 10 de junho de 2022. Aceito para publicação em 13 de agosto
de
2022 .
e-
ISSN: 2447-6218 / ISSN: 2447-6218. Atribuição CC BY.
CADERNO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
Agrarian Sciences Journal
2
Fiorese, C. H. U. e Aguilar, T. O.
Cad. Ciênc. Agrá., v. 14, p. 01–07, DOI: https://doi.org/10.35699/2447-6218.2022.37152
Introdução
A bacia hidrográfica ou bacia de drenagem de
uma seção de um curso d’água é a área que capta natural-
mente a água proveniente da chuva, gerando escoamentos
superficiais para um único ponto de saída, sendo formada
basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e
de uma rede de drenagem constituída por cursos de água
que confluem até resultar um leito único no exutório
(Tucci, 2009).
A Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH),
instituída pela Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997,
incorpora princípios e normas para a gestão de recursos
hídricos adotando a definição de bacias hidrográficas
como unidade de estudo e gestão. Assim, é de grande
importância para gestores e pesquisadores a compreensão
do conceito de bacia hidrográfica e de suas subdivisões
para auxiliar na tomada de decisão (Curtarelli, 2009).
O estudo morfométrico de uma bacia hidrográfica
é uma das primeiras e mais comuns etapas realizadas em
análises ambientais e hidrológicas, a fim de oferecer um
diagnóstico das alterações com ou sem interferência an-
trópica, almejando a compreensão da dinâmica ambiental
local e regional (Doriguel et al., 2015). A caracterização
morfométrica de bacias hidrográficas fornece informações
importantes para o planejamento da conservação da água
e demonstra a possibilidade ou não de ocorrer problemas
ambientais, como a susceptibilidade à erosão ou a en-
chentes (Gerber et al., 2018). Trabalhos com abordagem
em parâmetros morfométricos são muito úteis, em nível
local, para o gerenciamento de recursos naturais visando
o desenvolvimento sustentável por planejadores e toma-
dores de decisão em um programa de gerenciamento de
bacias hidrográficas (Ataide et al., 2017).
O estudo das características morfométricas de
bacias hidrográficas com o auxílio de Sistema de Infor-
mações Geográficas é um importante instrumento de
monitoramento e gestão dos recursos hídricos tanto para
gestores públicos quanto para os demais interessados no
uso e ocupação de bacias hidrográficas (Coliado et al.,
2020). A caracterização morfométrica, associada ao uso
de ferramentas computacionais de sensoriamento remo-
to e modelagem em Sistema de Informação Geográfica
(SIG), permite entender, de forma mais consistente, como
determinada bacia hidrográfica reage aos fenômenos
de precipitação, infiltração de água no solo e descargas
hidrológicas em um corpo hídrico (Bier et al., 2013).
Sendo assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar
alguns parâmetros morfométricos da sub-bacia hidrográ-
fica do ribeirão São Domingos, no município de Muniz
Freire, Espírito Santo, a fim de apoiar melhorias a res-
peito da conservação dos recursos naturais e apontar a
susceptibilidade à ocorrência de problemas ambientais
nesta sub-bacia.
Materiais e Métodos
A BHRSD fica localizada na área rural do mu-
nicípio de Muniz Freire, mesorregião Sul do Estado do
Espírito Santo. Com clima classificado como Aw segundo
Köppen (Ventura, 1964), possui a pecuária e cafeicultura
como as principais atividades econômicas. A Figura 1
mostra a localização da BHRSD.
Os procedimentos ocorreram no programa Arc-
GIS®. As bases cartográficas digitais foram adquiridas nos
portais eletrônicos do Instituto Jones dos Santos Neves
(IJSN), da Agência Nacional de Águas (Ana, 2020) e do
Sistema Integrado de Bases Geoespaciais do Estado do
Espírito Santo (Geobases, 2020). A princípio, foi deli-
mitada a BHRSD a partir dos procedimentos descritos
por Santos et al. (2010). O Modelo Digital de Elevação
(MDE) utilizado para delimitar a BHRSD apresentou 20
m de resolução e foi obtido a partir do método da rede
triangulada irregular (TIN), através das feições de curvas
de nível com equidistância de 5 m.
Na caracterização morfométrica, foram consi-
derados os seguintes parâmetros: área e perímetro de
drenagem, coeficiente de compacidade, fator de forma,
índice de circularidade, coeficiente de manutenção, alti-
tudes (máxima, média e mínima), declividades (máxima,
média e mínima), índice de rugosidade, comprimento e
número total dos canais d’água, extensão do percurso
superficial e densidades de drenagem e hidrográfica.
Os dados numéricos de altitude e declividades
máxima, média e mínima, além do mapa de declividade,
foram obtidos pela produção do MDE. Posteriormente, a
declividade foi classificada conforme a classificação ado-
tada pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
(Embrapa, 2013). A área de drenagem e o perímetro
foram extraídos por meio da delimitação da BHRSD e
por meio da tabela de atributos. O comprimento total
dos cursos d’água foi obtido através da edição de feição
de cursos d’água, da Agência Nacional de Águas (Ana,
2020). As equações empregadas na determinação dos
outros parâmetros e o referencial teórico consultado
estão descritos abaixo.
Coeficiente de compacidade (Kc): Relaciona o
perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de
área igual à da bacia. É obtido através da equação (1):
(Eq. 1)
Em que: KC = coeficiente de compacidade (adi-
mensional); P = perímetro (Km); A = área (KmZ). Quanto
mais próximo de 1 for o KC, mais circular será o formato
da bacia. Assim, menor será o tempo de concentração
das águas até chegar ao canal principal, aumentando a
possibilidade de enchentes (Curtarelli, 2009).
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Figura 1– Localização da BHRSD
Fator de forma (Kf): É a relação do formato de
uma bacia com um retângulo. Quanto mais baixo for Kf,
menos vulnerável a enchentes é a bacia hidrográfica,
quando comparada com outras bacias com Kf superior.
Esse valor foi calculado utilizando-se a equação (2), em
que: Kf
=
fator de forma; A
=
área (KmZ); L
=
compri-
mento axial (Km) (Villela; Mattos, 1975):
Extensão do percurso superficial (EPS): Dado
em km, é a distância média percorrida pelas enxurradas
do interflúvio até o canal permanente. Representa um
dos parâmetros mais relevantes que influencia nas par-
tes hidrológica e fisiológica da bacia. Considera, no seu
cálculo, a densidade de drenagem (Dd) (Romero et al.,
2017) (equação (5)):
(Eq. 2)
Índice de circularidade (Ic): Valores superiores a
0,51 informam bacias alongadas, enquanto que valores
inferiores a 0,51 fornecem bacias mais arredondadas
(Sousa; Paula, 2016). Considera uma relação entre a área
da bacia (A) e o perímetro (P), ou seja (equação (3)):
(Eq. 3)
Densidade de drenagem (Dd): Expresso em km-1,
representa a velocidade com que a água abandona a bacia
hidrográfica e o nível de desenvolvimento do sistema de
drenagem (Curtarelli, 2009). Esse número é informado
pela equação (4), sendo: LTC
=
comprimento total dos
cursos d’água (Km); A
=
área (KmZ).
(Eq. 4)
(Eq. 5)
Coeficiente de manutenção (Cm): é a área ne-
cessária que a bacia deve ter para manter perene cada
metro de canal de drenagem. Esse parâmetro, que permite
avaliar o risco de disponibilidade hídrica e considera a
densidade de drenagem (Dd; em m/mZ), é obtido através
da equação (6) (Ataide et al., 2012):
(Eq. 6)
Densidade hidrográfica (Dh): Esse parâmetro
representa a frequência de cursos hídricos e calcula a
capacidade de produzir novos cursos hídricos. Tal parâ-
metro, expresso em rios por KmZ, pode ser obtido pela
equação (7), em que: N
=
número de rios; A
=
área da
bacia (KmZ) (Stipp et al., 2010).
(Eq. 7)
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Índice de rugosidade (IR): expõe maior varieda-
de de ambientes e movimento do relevo, resultando na
variação dos declives e do comprimento das vertentes,
além da dimensão das drenagens. Quanto maior esse
coeficiente, maior também é a restrição das opções de
uso de solo (Machado et al., 2011). É obtido pela equação
(8):
(Eq. 8)
Em que: ∆a
=
amplitude altimétrica (m) e; Dd
= densidade de drenagem (km/kmZ). O índice de rugo-
Tabela 1 – Resultados dos parâmetros estimados
sidade pode caracterizar o relevo quanto à declividade.
Neste trabalho, o índice de rugosidade foi classificado
conforme Sousa e Rodrigues (2012). Os parâmetros fo-
ram obtidos através do Excel e analisados conforme a
literatura considerada.
Resultados e Discussão
A BHRSD possui área de 33,77 kmZ e amplitudes
altimétrica e clinométrica iguais a 861,61 m e 163,47%,
respectivamente. A Tabela 1 mostra os valores dos parâ-
metros morfométricos.
Parâmetro Valor
Área de drenagem 33,77 kmZ
Perímetro de drenagem 34,82 km
Coeficiente de forma 1,68
Fator de forma 0,42
Índice de circularidade 0,35
Coeficiente de manutenção 366,3 mZ
Índice de rugosidade 2352,20
Comprimento (LTC) total dos cursos d’água 92,36 km
Número (N) total dos cursos d’água 196
Extensão do percurso superficial 0,18 km ou 180 m
Densidade de drenagem 2,73 km/kmZ
Densidade hidrográfica
5,8 rios/kmZ
O coeficiente de compacidade e o fator de forma
obtidos caracterizam a BHRSD com formato oblongo e
baixa tendência a enchentes, enquanto que o índice de
circularidade informa que a BHRSD possui formato com-
prido e baixíssima vulnerabilidade a enchentes (tende a
conservação), conforme a classificação de Villela e Mattos
(1975). Isso procede pelo fato de que bacias hidrográ-
ficas com formato irregular, como a BHRSD, possuem
menor probabilidade de ser abrangida totalmente por
precipitações intensas, o que não ocorre com bacias mais
arredondadas (Villela; Mattos, 1975). Portanto, a BHR-
SD, devido ao seu formato, apresenta baixa tendência a
enchentes.
O coeficiente de manutenção revela que a BHRSD
requer uma área de 366,3 mZ para manter perene cada
metro de canal hídrico. Tal valor é baixo em comparação
com os números encontrados em outras bacias, como a
do Rio Taquara (753,579 mZ/m, conforme Stipp et al.
(2010)). Porém, é considerado satisfatório, pois indica
boa capacidade da BHRSD de abastecer os cursos hídricos
ali presentes. O valor da extensão do percurso superficial
foi classificado como alto (Sousa; Rodrigues, 2012). Os
mesmos autores explicam que quanto maior a declivida-
de, menor é o valor da EPS. Na BHRSD, as precipitações
percorrem distâncias relativamente curtas para atingir o
canal hídrico mais próximo.
A densidade de drenagem é enquadrada como
alta e indica uma bacia hidrográfica bem drenada. Dessa
forma, Sousa e Rodrigues (2012) afirmam que quanto
maior a densidade de drenagem, maior a rugosidade do
solo, caracterizando o relevo com baixo comprimento
de rampa e alta declividade, acentuando o escoamento
superficial e a erosão. O que representa um fator preo-
cupante para a BHRSD e confirma sua forte tendência a
erosão. Já a densidade hidrográfica é classificada como
“médio”, com capacidade regular de produzir novos cur-
sos d’água, embora os mesmos sejam bem abastecidos,
segundo o valor do coeficiente de manutenção.
O índice de rugosidade, seguindo a classificação
de Sousa e Rodrigues (2012), caracteriza a BHRSD com
relevo forte ondulado a montanhoso escarpado, com decli-
vidade média superior a 20%. No entanto, quanto maior
for o índice de rugosidade, maior o risco de degradação da
bacia quando as vertentes são íngremes e longas (Gerber
et al., 2018). O valor obtido foi considerado alto e indica
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expressiva potencialidade da BHRSD à erosão. Esses
resultados se confirmam na estimativa da declividade
média, que foi de 41,53%. Esse valor, de acordo com a
classificação considerada (Embrapa, 2013), caracteriza
o relevo da sub-bacia como “fortemente ondulado”.
Tabela 2 – Área para cada classe de declividade da BHRSD
Os dados numéricos de declividade mínima e
máxima são, respectivamente, iguais a 0% e 163,47%,
com média aritmética igual a 41,53% e desvio padrão
de 20,374%. A Tabela 2 e a Figura 2 apresentam, res-
pectivamente, os percentuais de área para cada classe
de declividade, conforme a classificação proposta pela
Embrapa (2013), e o mapa de declividade da BHRSD.
Classes de declividade Área (%)
0% - 3% (Plano) 2,424%
3% - 8% (Suavemente ondulado) 2,618%
8% - 20% (Ondulado) 10,482%
20% - 45% (Fortemente ondulado) 40,461%
45% - 75% (Montanhoso) 39,266%
> 75% (Escarpado)
4,749%
Figura 2 – Mapa clinométrico da BHRSD
No entanto, a declividade apresentou valores
expressivos em vários trechos da sub-bacia. Quanto maior
a declividade, maior será a velocidade de escoamento e
bem mais pronunciados e estreitos serão os hidrogramas
de enchentes, indicando maiores variações de vazões
instantâneas (Gerber et al., 2018). Portanto, os eleva-
dos valores de declividade, juntamente com o índice de
rugosidade, caracterizam a BHRSD com potencialidade
expressiva a erosão, o que requer um planejamento con-
servacionista das atividades executadas. A vegetação, por
exemplo, funciona como filtro entre os terrenos mais altos
e os corpos hídricos, atenuando o escoamento superficial
e absorvendo nutrientes do escoamento subsuperficial
(Schmitt; Moreira, 2015).
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Fiorese, C. H. U. e Aguilar, T. O.
Cad. Ciênc. Agrá., v. 14, p. 01–07, DOI: https://doi.org/10.35699/2447-6218.2022.37152
A altitude na BHRSD varia de 393,47 m a 1255,08
m, com média aritmética igual a 735,61 m e desvio padrão
Figura 3 – Mapa altimétrico da BHRSD
de 136,258 m. A Figura 3 mostra o mapa de altimetria
da BHRSD.
A BHRSD possui altitudes que superam 1000
m, além de ter elevada variação. Grandes variações de
altitude em uma bacia hidrográfica acarretam diferenças
significativas na temperatura média, a qual, por sua vez,
causa variações na evapotranspiração e precipitação
anual (Gerber et al., 2018). Portanto, tais fenômenos
podem ser perceptíveis na BHRSD, influenciando, assim,
na dinâmica ambiental de diferentes locais da sub-bacia
estudada.
Conclusão
A BHRSD possui potencialidade muito baixa à
ocorrência enchentes, além de ter área suficiente para
abastecer seus cursos hídricos e ser bem drenada. Todavia,
as características do relevo indicam elevada tendência à
erosão, sendo o principal problema dessa sub-bacia. Assim,
indicam uma situação muito favorável ao escoamento
superficial das precipitações e um risco à produtividade
e conservação dos solos locais. Faz-se necessária a manu-
tenção de uma cobertura vegetal mais densa junto com
práticas corretas de manejo agropecuário, além de um
planejamento antrópico correto.
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