CARACTERIZAÇÃO
MORFOLÓGICA DE UM
TRECHO DO RIO ITAPOCU,
REGIÃO NORTE DE SANTA
CATARINA: SUBSÍDIOS PARA
A IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS
DE RISCO GEOMÓRFICO
Journal Title
XX(X):170 - 179
©The Author(s) 2021
DOI: 10.53455/re.v2i.40
Fábio Pinto
1
, Débora Brentano
2,1
and Fernanda Simoni
2
Abstract
Processos morfodinâmicos desenvolvidos em ambiente fluvial, estão relacionados a fatores naturais
que propiciam alterações periódicas na paisagem e às litoestruturas preexistentes que controlam
o substrato do vale fluvial. Os principais fatores naturais que propiciam as alterações, correspondem
a atividade tectônica, capaz de alterar os padrões altimétricos do terreno, e a atividade climática,
controladora do regime de precipitação. Por outro lado, a depender da composição e da
configuração estrutural do substrato, este poderá controlar a mecânica evolutiva dos rios. Estudos
de sensitividade fluvial, podem se restringir a análises encerradas em processos ou parâmetros
particulares, com a finalidade de elucidar problemas específicos do ambiente. Por outro lado,
podem possuir tendências generalistas, principalmente quando centrados na discussão dos efeitos
sinergísticos dos processos que imputam alterações ao ambiente e dos controles naturais que
proporcionam resistência e resiliência ao ambiente. Desse modo, o trabalho pretendido, visa
analisar as interações entre chuvas e condicionantes do substrato na evolução da paisagem fluvial,
através da integração de dados pluviométricos com dados geoespaciais, extraídos de mapeamento
multitemporal das alterações morfológicas nas geoformas do vale fluvial.
Palavras-chave:
Keywords
morfologia fluvial, sensitividade de paisagem, cartografia temática.
171
Estrab
ã
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INTRODUÇÃO
A sensitividade denota a paisagem como o produto de um conjunto de fenômenos que organizam
e retrabalham as geoformas da paisagem, obedecendo às características do substrato (Fryirs, 2017) ou
especificamente ao arcabouço litoestrutural de controle do terreno.
A análise da sensitividade, implica na avaliação da paisagem a partir da investigação dos seus limiares
de estabilidade (geomorphic thresholds), propriamente da identificação dos fatores de modificação e dos
controles geomórficos do terreno, permitindo a elaboração de modelos geoambientais fidedignos para
o desenvolvimento da política ambiental, o planejamento da ocupação territorial, a melhoria da qualidade
funcional do ambiente e, consequentemente, para a gestão ambiental e de riscos naturais (SCHUMM,
1979; SILVA & SILVA, 2016; FRYIRS, 2017) (Fryirs, 2017; Schumm, 1979).
Geoformas sedimentares associadas às paisagens fluviais, são especialmente sensíveis a quaisquer
perturbações nas condicionantes ambientais do sistema (SCHUMM, 1979, 1993; HOLBROOK &
SCHUMM, 1998; ) (Crosby & Whipple, 2006). Condições de desequilíbrio, com alterações nos padrões
de migração lateral, incisão, agradação e degradação sedimentar, e mudanças substanciais na paisagem
fluvial, decorrem por influência de processos que podem provocar alterações nos níveis de base locais,
ou fluviais, como aqueles associados ao clima (SCHUMM, 1979, 1993; ) (Crosby & Whipple, 2006).
A precipitação é considerada o principal agente de modificação da paisagem sob controle do clima,
com impacto direto no regime de escoamento superficial, sendo este, um dos mecanismos de modelação
mais relevantes (GILBERT, 1877; ) (Deal, Botter, & Braun, 2018; Scheidegger & Hydrogeomorphology,
1973). Entretanto, há uma disparidade na influência da precipitação na paisagem (Deal et al., 2018).
Processos morfodinâmicos são influenciados pelo montante anual da precipitação, mas são os extremos
episódicos que, em curtos períodos de tempo, afetam intensamente a paisagem (GILBERT, 1877;
Basso, Frascati, Marani, Schirmer, & Botter, 2015; Scheidegger & Hydrogeomorphology, 1973).
Portanto e considerando que o reconhecimento da sensitividade, proporciona a identificação dos
controles litoestruturais que imputam resistência geomórfica ao sistema; que a integração de dados
relativos a esses controles, com dados de origem climática, como aqueles relativos a extremos de
precipitação, auxilia na investigação dos limiares de estabilidade do ambiente; que um distúrbio que
ultrapassa o limiar de estabilidade do ambiente, tem propensão para ocasionar alterações reais e
duradouras, tanto no sentido de migração lateral, de incisão, ou alterações nas dimensões do canal
fluvial; e, finalmente, que os resultados da análise de sensitividade, podem ser traduzidos em produtos
de cartografia temática, úteis para a gestão e o planejamento territorial, o trabalho analisará as interações
entre chuvas e condicionantes do substrato na evolução das paisagens fluviais.
1 Mestrado Profissional em Clima e Meio Ambiente, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil
2 Instituto Federal de Santa Catarina, 3) Eng. Civil, Dra. Coorientadora
Emails: brentano@ifsc.edu.br (Débora Brentano), fernanda@ifsc.edu.br (Fernanda Simoni)
Corresponding author:
Fábio Pinto, Mestrado Profissional em Clima e Meio Ambiente, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil
Email: fabiomacielpinto@gmail.com
Pinto, Brentano and Simoni
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Para tanto, utilizará como área de estudo, um trecho do rio Itapocu, situado entre os municípios
de Corupá, Jaraguá do Sul, Guaramirim e Araquari, no Estado de Santa Catarina. Nesse trecho, se
determinada a sensitividade do ambiente fluvial ao desenvolvimento de processos morfodinâmicos
capazes de ocasionar alterações morfológicas cartografáveis, nos padrões de estilo fluvial. Para isso,
almeja-se caracterizar ajustes e alterações espaciais na morfologia do canal do rio; caracterizar
litoestruturas associadas ao controle morfoestrutural do canal; analisar a relação entre episódios de
extremos de precipitação e alterações espaciais na morfologia do canal. Ao final será elaborada carta
de sensitividade ao desenvolvimento de processos de ajuste morfológico, ou migração do canal fluvial.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Gilbert (1877), identificou agentes de esculpimento e degradação da paisagem, elencando a chuva
dentre os principais. Para Gilbert (1877), todos os processos de denudação são diretamente afetados pelo
montante médio das chuvas ao longo do ano, sendo acelerados ou diminuídos pelas variações periódicas
nas taxas de precipitação. Para os rios, os períodos em que a precipitação provoca eventos episódicos de
cheias e inundações, são mais significativos para os processos de modelagem da paisagem fluvial do que
períodos de monotonia, ou de chuvas bem distribuídas (GILBERT, 1877).
Scheidegger and Hydrogeomorphology (1973), em premissa semelhante, considera a água,
o agente mais importante na modelagem da paisagem, causando alterações no equilíbrio das formas
de relevo. A água de runoff ou de escoamento superficial, causaria os principais efeitos de modelação,
afetando a estabilidade das encostas, parcialmente percolando no substrato, alimentando os aquíferos e,
parcialmente, sendo capturada pelos rios (Deal et al., 2018; Scheidegger & Hydrogeomorphology, 1973).
Nos rios, eventos hidrológicos significantes que incrementam o fluxo hídrico por períodos curtos de
tempo, são relativamente mais significativos para a modelagem da paisagem, ante as variações médias
no montante da precipitação (GILBERT, 1877; ) (Scheidegger & Hydrogeomorphology, 1973). Esses
eventos estão diretamente associados à chuva dramaticamente concentrada que ocasiona o aumento
da capacidade erosiva, ao ponto de proporcionar alterações morfológicas drásticas no sistema fluvial,
causando destabilizações relativas ao rompimento de margens, além de enchentes (GILBERT, 1877;
) (Scheidegger & Hydrogeomorphology, 1973).
Nesse sentido, Bower, Hannah, and Mcgregor (2004), estabeleceram equações que correlacionam
fluxo hídrico, precipitação, temperatura do ar e as alimentaram com dados coletados durante 25 anos,
relativos a esses parâmetros. Demonstraram que rios são sensíveis às variações nos padrões das chuvas e,
enquanto não foi estabelecida relação clara entre temperatura do ar e fluxo hídrico (Bower et al., 2004).
Para Basso et al. (2015), a pluviosidade afeta os ambientes fluviais de maneira não linear, a
depender do contexto climático, ao produzir regimes heterogêneos, ou monótonos de escoamento nos
rios. Situações em que o contexto é propício à concentração de chuvas em determinados períodos,
favorecem a erosão e o transporte clástico, sendo mais significativos para a evolução paisagem fluvial.
Desse modo, há uma disparidade ante a escala geológica do tempo na ação climática em diferentes
paisagens pois, enquanto as taxas de chuva associadas ao ambiente fluvial, em horas ou dias, podem
conduzir a respostas erosivas relevantes e registráveis, por outro lado, em outros ambientes da paisagem,
uma resposta relevante sob as mesmas taxas, poderá levar séculos, ou milênios (Deal et al., 2018).
A influência de mudanças climáticas, igualmente, ocorrerá de maneira não linear, podendo impactar
na disponibilidade de sedimentos, modificar os regimes de escoamento, reduzir ou ampliar a energia do
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Estrabão (2) 2021
fluxo hídrico (Deal et al., 2018). Prudhomme et al. (2013a, 2013b), de maneira generalizada, consideram
bacias hidrográficas sensíveis a mudanças climáticas. Ainda que cada bacia absorva e responda de forma
particular aos impactos das mudanças, obedecendo às suas características físicas, respostas geomórficas
a eventos extremos, ocasionados por alterações nos padrões do clima, podem ocorrer em período,
relativamente, curto (2 a 20 anos).
Nesse contexto, cenários de mudanças climáticas com aumento na concentração de CO2 e
aerossóis de sulfato na atmosfera, são especialmente preocupantes quanto ao impacto nas bacias e
rede hidrográfica. A depender do contexto, essas condições podem ocasionar aumento nas taxas de
precipitação e no volume de água transportada nos rios, com alterações temporais nos períodos de
ocorrência de inundações e de pico de inundações (Jha, Arnold, Gassman, Giorgi, & Gu, 2006; Simonovic
& Li, 2004).
Para N Notebaert and Verstraeten (2010), em análise de escala geocronológica, os efeitos de
variações nos padrões climáticos em ambientes fluviais são claros. Dados estratigráficos, radiométricos
e paleoclimáticos, extraídos de amostras de sedimentos de planícies fluviais da região central e leste
da Europa, denotam clara relação entre alterações nos padrões de deposição aluvial e mudanças no
clima ocorridas ao longo do Holoceno, com mudanças no clima impactando diretamente nos padrões
de escoamento e deposição dos rios (Notebaert & Verstraeten, 2010).
METODOLOGIA
A metodologia se baseia na integração de dados morfoestruturais e pluviométricos, estes visando
a identificação de episódios de extremos para incorporação na análise da sensitividade. Uma vez
identificados os episódios.
Imagens de satélite serão utilizadas para caracterizar a rede fluvial em período diretamente associado
aos eventos pluviométricos identificados. A partir das imagens serão obtidos dados geoespaciais
(mapeamentos das margens fluviais e geoformas de fundo de vale para diferentes datas), buscando-se
a identificação de possíveis alterações ocorridas após a ocorrência de eventos extremos.
ÁREA DE ESTUDO
Para mapear a sensitividade do canal fluvial, adotou-se uma área de estudos corresponde a um trecho do
rio Itapocu, localizado em Santa Catarina, entre os Municípios de Corupá, Jaraguá do Sul, Guaramirim e
Araquari (Figura 1). O trecho abrange a um segmento longitudinal do rio, com cerca de 52,3 km, limitado
na montante pela confluência dos rios Novo e Humboldt (UTM 675.832 E / 7.075.311 S) e na jusante
pela desembocadura do rio Putanga (UTM 712.028 E / 7.063.098 S).
EVENTOS PLUVIOMÉTRICOS SELECIONADOS
Dados horários brutos, sem correção de falhas, foram extraídos de pluviômetros automáticos da rede
observacional do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais CEMADEN
(www2.cemaden.gov.br). Os dados foram obtidos para os municípios de Corupá, Jaraguá do Sul,
Guaramirim e Araquari/SC, abrangendo o período entre 01/01/2016 e 31/08/2021 (2070 dias). Em
seguida, houve a seleção primária das estações ativas, preferenciando-se aquelas situadas a uma
distância de até 250 m da área de estudo. Ou seja, aproximadamente instaladas no vale fluvial e
consideradas representativas para eventos incidentes na área. As estações selecionadas foram: João Tozini
Pinto, Brentano and Simoni
174
Figure 1. Croqui de localização da área de estudo e de identificação de hidrônimos para referência
situacional. Fonte de dados geoespaciais brutos: SDE (2015), IBGE (2020).
420450903A, situada em Corupá; Bombeiro do Centro 420890601A e SAMAE Ilha da Figueira
420890606A, situadas em Jaraguá do Sul; e Bananal 420650403A, situada em Guaramirim.
Essas estações apresentaram, respectivamente e aproximadamente 2,5%; 0,8%; 2%; e 0,5% de falhas
nos dados brutos do período. Desse modo, os eventos selecionados para análise, foram extraídos a partir
da estação com menor quantidade de falhas (420650403A Bananal). Foram obtidas as frequências
acumuladas diárias (24h) para a estação e elencadas aquelas superiores a 100mm, correspondentes
aos dias 07/02/2020 (126,8mm), 19/05/2017 (119,8mm), 18/02/2019 (112,2mm), 22/05/2016 (108mm),
27/11/2020 (104,8mm) e 27/02/2021 (101mm).
176 Estrabaço (2)2021
MAPEAMENTO MORFOESCULTURAL
Os procedimentos serão desenvolvidos em ambiente GIS QGIS3.20. O mapeamento será iniciado com
o delineamento e classificação dos limites do fundo do vale, os quais restringem a evolução lateral do
canal fluvial. Essa etapa será realizada através de fotointerpretação (Arcanjo & Fotogeologia, 2011; Guy,
1966; Soares & Fiori, 1976) e vetorização das margens, com o uso de Modelos Digitais de Terreno
(MDT), resolução espacial (r.e.) 1 m, do levantamento aerofotogramétrico de Santa Catarina, disponíveis
na plataforma SIGSC (sig.sc.gov.br). Os MDTs serão renderizados em modelo de relevo sombreado de
altitude 45o, azimute 315o e fator Z de 3 m.
Nas etapas de mapeamento multitemporal, dados geoespaciais serão extraídos de imagens
multiespectrais, Level-1C, sensores MSI (Multispectral Instrument) da missão Sentinel-2. As imagens
selecionadas, correspondem a cenas disponíveis nas plataformas Copernicus Open Acess Hub
(scihub.copernicus.eu) e EarthExplorer (earthexplorer.usgs.gov), capturadas antes e depois dos eventos
selecionados: 18/02/2019 (datas das imagens: 30/01 e 15/04/2019), 27/11/2020 (datas: 15/11 e
30/12/2020) e 27/02/2021 (datas: 23/02 e 10/03/2021).
A partir das imagens, serão realizadas classificações morfológicas multitemporiais e de estilos
do canal ao longo do período de estudo, as quais seguirão as etapas: a) realce do canal
através do índice da diferença normalizada da água de Mcfeeters (1996) [NDWI=B3(GREEN)-
B8(NIR)/B3(GREEN)+B8(NIR)]; b) fotointerpretação (Arcanjo & Fotogeologia, 2011; Guy, 1966;
Soares & Fiori, 1976) e vetorização; c) segmentação do canal em zonas com padrões morfológicos
homólogos (Arcanjo & Fotogeologia, 2011); d) caracterização morfológica e morfométrica do
canal (Brierley & Fryirs, 2005; Fryirs, Wheaton, & Brierley, 2016; Rinaldi, Gurnell, Tánago, Bussettini,
& Hendriks, 2016).
Finalmente, haverá a delimitação das geoformas, a qual visa a subdivisão do terreno em unidades
morfológicas e a extração de informações multitemporais sobre a evolução espacial dessas unidades
ao longo do período de estudo. Esse procedimento ocorrea partir do realce das geoformas
através de razões de bandas, r.e. 10 e 20 m, conforme Miranda, Duarte, Gomes, Souza, and Neto
(2019), [B8(NIR)/B12(SWIR2)] e [B8a(VNIR)/B12(SWIR)], seguido de fotointerpretação, vetorização
e classificação das geoformas de acordo com suas características morfológicas e estruturais, conforme
convenções de IBGE (1998, 2009).
A partir da identificação de ocorrências, ou não, de alterações morfológicas no canal fluvial ao
longo do período, após os eventos selecionados, será elaborado produto cartográfico final. Esse produto
corresponderá a um mapa de sensitividade do ambiente fluvial, abrangendo a área de estudo, em escala
de detalhe a semidetalhe. O mapa identificará as geoformas existentes no fundo do vale fluvial, o canal
atual do rio e os trechos do rio e do vale sensíveis a alterações morfológicas balizadas pelo padrão
dos eventos pluviométricos selecionados. Desse modo, o produto demonstrará os trechos sensíveis a
alterações, tendo em vista a ocorrência de determinados fenômenos pluviométricos (com determinada
intensidade e duração).
REFERÊNCIAS
Pinto, Brentano and Simoni
177
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Author Biographies
Fábio Pinto Discente do Mestrado Profissional em Clima e Ambiente
Débora Brentano Orientadora, docente do Instituto Federal de Santa Catarina e do Mestrado Profissional em Clima
e Ambiente.
Débora Brentano Co-orientadora e docente do Instituto Federal de Santa Catarina.