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ISBN: 978-85-99907-05-4 I Simpósio Mineiro de Geografia – Alfenas 26 a 30 de maio de 2014

146

MAPEAMENTO E CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO LOURENÇO VELHO, SUL DO

ESTADO DE MINAS GERAIS-BRASIL

Thomaz Alvisi de Oliveira [email protected]

Instituto Federal do Sul de Minas Gerais-IFSULDEMINAS/Poços de Caldas

Adler Guilherme Viadana

[email protected] Universidade Estadual Paulista-UNESP/Rio Claro

RESUMO

Este trabalho apresenta um estudo geomorfológico desenvolvido na bacia hidrográfica

do rio Lourenço Velho, porção sul do estado de Minas Gerais. Refere-se ao

mapeamento e à caracterização dessa unidade de área, em escala média, por meio

da elaboração de cartas morfométricas em ambiente SIG, utilizando-se uma imagem

ASTER do satélite EOS AM-1, com posterior correlação entre as mesmas e o cenário

litoestrutural da área, no intuito de investigar as relações aí existentes. Atividades em

campo orientaram a checagem e a calibragem das informações. O trabalho aqui

apresentado é parte de um estudo mais aprofundado sobre o planejamento territorial

da bacia hidrográfica em questão.

Palavras-chave: bacia hidrográfica; morfometria; imagem de satélite.

Eixo 1 – Geomorfologia, Morfotectônica e Dinâmica da Paisagem.

ABSTRACT

This paper presents a study conducted in geomorphological Lourenço Velho river

basin, the southern portion of the state of Minas Gerais. Refers to the mapping and

characterization of this unit area in medium scale, through the preparation and analysis

of morphometric maps in a GIS environment, by using a ASTER image of the EOS AM-

1 satellite, with subsequent correlation between the same and the litoestrutural scenery

of area, in order to investigate the relationships existing therein. Field activities were

conducted for verification and calibration information. The work presented here is part

of further study on Territorial planning of the river basin in question.

Keywords: river basin; morphometry; satellite image.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


147

Axis 1 - Geomorphology, Morphotectonic and Dynamic of the Landscape

INTRODUÇÃO

A bacia hidrográfica é a unidade de área de superfície resultante da

compartimentação natural dos terrenos compreendidos por divisores topográficos.

Essa unidade é aquela de ocorrência dos processos advindos da integração entre

elementos do meio físico e biológico em contato ou não com os culturais. É ainda, o

limite geográfico a ser considerado por projetos de cunho ambiental, em acordo com a

Lei n. 6.938/81, normatizada pela resolução do CONAMA 001/86.

A caracterização de bacias hidrográficas com base no levantamento das

informações geomorfológicas dos terrenos a elas correlatas pode se apresentar como

um balizador para o desenvolvimento de trabalhos contextualizados na análise

ambiental, na prevenção de riscos e no estabelecimento de unidades de paisagens em

acordo com os pressupostos geossistêmicos divulgados pelas escolas russa e

francesa de Geografia. Mas, além dessas temáticas, a caracterização geomorfológica

de bacias hidrográficas tem-se apresentado como fundamento importante para os

trabalhos dirigidos ao planejamento territorial mediante a correlação a outros dados do

meio físico, com destaque para aqueles de cunho geológico. Nesse sentido, os dados

morfométricos possuem relevância, uma vez que podem repassar informes sobre as

características geométricas das formas da superfície frente às relações que se

processam entre estas e as condições geológicas da área em estudo, expressas pelo

comportamento dos alinhamentos e contatos litoestruturais.

É nesse contexto que a bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho, locada na

porção sul do estado de Minas Gerais, aparece aqui como palco principal para

apresentação de trabalho orientado ao mapeamento morfométrico, efetuado em

ambiente SIG, para caracterização dessa unidade ante a correlação entre os

resultados obtidos com tal mapeamento e o contexto litoestrutural da área.

OBJETIVOS

Objetivou-se a elaboração de mapas morfométricos de hipsometria,

declividades e orientação das vertentes, em escala 1:100.000, da bacia hidrográfica do

rio Lourenço Velho, tendo como recurso uma imagem ASTER (Advanced Spaceborne

Thermal Emission and Reflection Radiometer) do satélite EOS AM-1. Os resultados,

apresentados sobre a forma de documentos cartográficos temáticos, foram

confrontados com as informações geológicas pré-existentes, com destaque para


148

aquelas referentes aos alinhamentos estruturais e contatos litológicos presentes nessa

unidade de área, para investigação das relações que aí se processam.

CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA

A bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho insere-se no contexto da região

Sudeste do Brasil, mais especificamente na porção sul do estado de Minas Gerais. É

unidade hidrográfica com 655 km2, tributária direta da bacia hidrográfica do rio Sapucaí

pela porção direita, importante sistema hidrográfico regional e parte integrante da

bacia hidrográfica do rio Grande, pertencente ao grande sistema hidrográfico do rio

Paraná. (Figura 1)

Figura 1 – Mapa de localização da bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho no

contexto do estado de Minas Gerais e da grande bacia hidrográfica do rio Paraná.

O rio Lourenço Velho é o nível de base da unidade de área estudada e suas

nascentes contextualizam-se em terrenos pertencentes à região geográfica da Serra

da Mantiqueira, a cotas superiores a 1.800 metros. Ao longo de seu curso drena uma

sucessão de serras e superfícies escalonadas elaboradas em meio à tectônica Pré-

cambriana e retrabalhadas pela neotectônica cenozoica.

O contexto geológico da bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho marca a

presença dos granitóides pré-cambrianos vinculados à província geológica Mantiqueira


149

e dos depósitos aluvionares quaternários, pleistocênicos e holocênicos. Os Trabalhos

desenvolvidos pela CPRM (2006) e por Trouw et. al. (2008) diferenciaram as litologias

em Unidade, Formação, Corpo, Litofácie e Não definida. A classe “Não definida”

correlaciona-se aos depósitos quaternários pleistocênicos e holocêncios, ainda sem

diferenciação mais específica na área em estudo. Esses trabalhos mostraram também

a existência de uma série de alinhamentos estruturais e contatos litológicos que em

muito interferiram no estabelecimento e desenvolvimento das formas de superfície

com destaque para os alinhamentos de serras e topos e aos padrões das drenagens.

Os estudos desenvolvidos por Magalhães Jr. e Diniz (1997) em referência aos

padrões e direções das drenagens na bacia do rio Sapucaí destacaram a dependência

desses padrões em relação aos sistemas estruturais de direção principal NE-SW,

NNE-SSW e ENE-WSW.

Outros dois estudos desenvolvidos por Magalhães Jr. e Trindade (2004)

pautado nas relações entre níveis paleotopográficos e domínos morfotectônicos na

região sul de Minas Gerais e por Magalhães Jr. e Trindade (2005) sobre a

morfodinâmica fluvial cenozoica em zonas de contato entre faixas móveis e cunhas

tectônicas na mesma região, definiram um cenário de extrema dependência da

morfodinâmica da superfície em relação ao substrato litoestrutural, resultando em uma

série de planaltos “escalonados em degraus e basculhados para NW”. (MAGALHÃES

JR. e DINIZ, 2004, p. 30).

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A cartografia geomorfológica e outras técnicas da geomorfologia podem ser

aplicadas a uma série de trabalhos voltados a temas diversos como à análise da ação

neotectônica nas formas de superfície, ao diagnóstico ambiental e em apoio ao

planejamento territorial em diferentes unidades de área. A pertinência dessa

aplicabilidade foi destacada, por exemplo, nos trabalhos de Cunha et. al. (2005), de

Marques Neto. et. al. (2008), de Marques Neto e Perez Filho (2013) e de Moura et. al.

(2013).

Cunha et. al. (2003) apresentaram resultados advindos de estudo comparativo

de técnicas de mapeamento geomorfológico empregados na gestão do ambiente onde

informaram a relevância dos repasses de Tricart (1965, apud CUNHA et. al., 2005, p.

8) a respeito da necessidade da interpretação das condições litológicas, as quais, as

formas de superfície estão relacionadas, principalmente no que toca à resistência da

litologia ao ataque dos processos geomórficos.


150

Marques Neto et. al. (2008) em estudo morfométrico orientado à execução do

plano de manejo da floresta nacional de Passa Quatro, estado de Minas Gerais,

mostraram a eficácia e a relevância do mapeamento morfométrico pautado na

elaboração de cartas de declividade, dissecação vertical e dissecação horizontal no

conjunto dos dados que compuseram o diagnóstico geomorfológico da bacia

hidrográfica do rio da Cachoeira. Para os autores op. cit. as informações

morfométricas assumem caráter de importância nos trabalhos orientados ao

planejamento do uso da terra.

Marques Neto e Perez Filho (2013) investigaram a relação entre a morfologia e

a tectônica ativa na bacia do rio Verde, limítrofe à bacia do rio Lourenço Velho e,

também, parte integrante do sistema hidrográfico do rio Grande. O trabalho relacionou

a conformação morfológica dos terrenos aos efeitos da tectônica quaternária na região

ante a adoção de uma série de parâmetros de cunho morfométrico. Em conclusão ao

trabalho destacaram “a importância dos agentes endógenos e da incisão vertical na

morfogênese regional” (MARQUES NETO e PEREZ FILHO, 2013, p. 321).

Moura et. al. (2013) aplicaram índices morfométricos na investigação dos

efeitos da tectônica atual na bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho e mais uma vez,

a estrutura geológica assumiu papel de destaque na conformação dos padrões e

formas de superfície. Este trabalho reveste-se de importância significativa para o

estudo ora apresentado por se tratar da mesma unidade de área analisada, com

resultados que confirmaram as relações existentes entre a evolução e configuração

litoestrutural e os padrões morfométricos da superfície.

Trabalhos desenvolvidos em ambiente SIG e pautados no estudo de

informações morfométricas de bacias hidrográficas foram realizados por Coutinho et.

al. (2011) na caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio da Prata,

município de Castelo-ES; por Ferrari et. al. (2013) em análise morfométrica da sub-

bacia hidrográfica do córrego Horizonte em Alegre-ES e por Machado e Lima (2013)

em mapeamento geomorfológico morfométrico e morfográfico da bacia hidrográfica rio

Água Limpa no estado de Goiás.

Esses trabalhos mostraram a versatilidade do programa ArcGis 9.3 quando

utilizado para estudos envolvendo a morfometria do relevo, bem como da utilidade das

imagens de satélite como documento base para o desenvolvimento de tais estudos,

perante a extração das informações morfométricas.

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais


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Foi utilizada uma cena ASTER do satélite EOS AM-1, meridiano central de 460

W, com resolução espacial de 30x30 metros, adquirida em ambiente virtual. A mesma

foi ajustada posteriormente à escala do trabalho, para a obtenção das informações

sobre hipsometria, declividade e orientação das vertentes da bacia hidrográfica do rio

Lourenço Velho.

As folhas topográficas Itajubá (IBGE,1971) SF.23-Y-B-III-3; Lorena (IBGE,

1975) SF.23-Y-B-VI-2; Santa Rita do Sapucaí (IBGE,1971) SF.23-Y-B-II-4; Virgínia

(IBGE,1971) SF.23-Y-B-III-4, todas em escala 1:50.000, foram utilizadas nas

atividades de extração da rede de drenagem, nas atividades de campo e na

calibragem e checagem das informações, com adaptações escalares necessárias.

Foi utilizado o programa Global Mapper 11 para o georreferenciamento das

folhas topográficas e adequação da imagem ASTER aos pressupostos do trabalho. O

programa ArcGis 9.3 foi utilizado para a extração das informações morfométricas da

área em estudo e editoração dos mapas.

Os estudos de Trouw et. al. (2008), voltados ao mapeamento geológico da

região aqui estudada, culminaram na edição da carta geológica de Itajubá (SF.23-Y-B-

III). Esse trabalho, juntamente com outro, elaborado pela CPRM (2006) foram aqueles

que possibilitaram a efetivação das considerações a respeito do arcabouço

geológico/estrutural e sua relação com a morfometria da bacia hidrográfica do rio

Lourenço Velho. Além desses, são destaques as bibliografias especializadas,

consultadas em caracterização à área.

Métodos

A primeira etapa do trabalho desenvolveu-se no programa GLOBAL MAPPER

11 e englobou o georreferenciamento das folhas topográficas e formação de um

mosaico com cobertura integral da área de estudo por meio da utilização da

ferramenta image rectifier. O Datum South America 1969 (SAD69) foi definido como

referencial para as distâncias horizontais. Como sistema de projeção foi adotado o

sistema UTM (Universal Transversa de Mercator). Em etapa subsequente a cena

ASTER foi adequada ao mosaico anteriormente criado com as folhas topográficas,

utilizando-se a ferramenta configuration do mesmo programa. Assim, elaborou-se a

base cartográfica inicial composta pelo mosaico das folhas topográficas e pela imagem

ASTER. A etapa seguinte foi referente à extração da rede de drenagem junto ao

programa GLOBAL MAPPER 11, com base no mosaico de folhas topográficas. A rede

de drenagem foi, posteriormente, acoplada às informações cartográficas

morfométricas.

Em sequência, os dados relacionados à hipsometria foram extraídos da cena

ASTER no programa ArcGis 9.3, utilizando-se o método manual da ferramenta


152

classified do menu LAYER PROPERTIES. Foram estabelecidas onze classes

hipsométricas com diferenças altimétricas de 150 metros e que perfizeram valores

definidos entre inferiores a oitocentos e cinquenta metros (<850 m) a superiores a dois

mil e duzentos metros (>2.200 m).

Os dados de declividade foram, também, extraídos no programa ArcGis 9.3

mediante a utilização da ferramenta slope, calibrada em graus. Foram, posteriormente,

definidas cinco classes de declividades a partir da ferramenta classified do menu

LAYER PROPERTIES, e que perfizeram valores definidos entre inferiores a cinco

graus (<50) a superiores a quarenta e cinco graus (>450).

Para a aquisição das informações pertinentes à orientação das vertentes a

imagem ASTER foi trabalhada no programa ArcGis 9.3 em manipulação à ferramenta

aspect, que permite a visualização, em ângulo, da exposição das vertentes. A

orientação das faces com seus respectivos ângulos de orientação se deu mediante a

utilização da mesma ferramenta citada anteriormente, classified, calibrada para os

quadrantes Norte (N), Nordeste (NE), Noroeste (NW), Leste (L), Sudeste (SE), Sul (S),

Sudoeste (SW) e Oeste (O).

Terminados os trabalhos de aquisição das informações morfométricas,

procedeu-se à correlação entre estas informações e o contexto litoestrutural da área

em estudo, por meio de consulta à bibliografia especializada e aos mapeamentos

geológicos elaborados por Trouw et. al. (2008) e pela CPRM (2006). As informações

estruturais, foram transferidas para os mapas morfométricos a fim oferecer melhor

visualização aos resultados.

Atividades em campo auxiliaram a caracterização e a checagem das

informações levantadas em gabinete.

RESULTADOS

Na bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho os alinhamentos e contatos

litoestruturais exerceram função primordial no escalonamento do relevo, nas

declividades acentuadas e na configuração e orientação dos vales e topos de

interflúvios.

O mapa hipsométrico da bacia expôs um cenário composto por amplitudes

topográficas significativas, tanto no que se refere à diferença altimétrica entre foz e

nascente da drenagem principal, superior a 1450 metros, quanto às diferenças

altimétricas entre fundos de vale e topos dos interflúvios das drenagens tributárias,

não raro, superiores a 400 metros.

Altitudes inferiores a 850 metros concentram-se junto à planície do Lourenço

Velho, a partir do ponto de cruzamento do canal com o alinhamento pertencente à


153

Zona de cisalhamento de Maria da Fé. À montante deste ponto ocorre um aumento

progressivo das altitudes culminando com o registro de cotas superiores a 2.000

metros nas porções limítrofes leste, nordeste e sudeste. À jusante, as altitudes

decrescem gradativamente, porém, sustentam em geral, a cota mínima de 1.000

metros, exceção feita à planície do Lourenço velho, com altitudes citadas

anteriormente.

Esse cenário comprova o escalonamento do relevo em função do

comportamento do arcabouço litoestrutural e da consequente ação da morfodinâmica

de superfície, conforme já apontado em estudos anteriores. (Figura 2)

Figura 2 - Mapa hipsométrico da bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho-MG,

destacando as diferenças altimétricas entre nascentes e foz da drenagem principal e das drenagens tributárias.

Igualmente à hipsometria, o mapa de declividades destacou a importância da

estrutura na conformação da morfometria na unidade de área considerada. Os

lineamentos de serras produzidos pelas zonas de cisalhamento de Maria da Fé e

Caxambu, com mergulho de aproximadamente 800 NW e a presença da falha reversa

de Marmelópolis e dos contatos litológicos incentivaram a instalação de declives

superiores a 250, podendo chegar a 450, principalmente nas porções de ocorrência de

rupturas de declives atreladas à presença de escarpas de falhas.


154

De forma geral, são comuns na bacia rampas com inclinações entre 150 e 250,

exceção aos fundos de vales, onde as declividades oscilam ente 50 e 150, atingindo

valores inferiores a 50 nos vales mais amplos. (Figura 3)

Figura 3 - Mapa de declividades da bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho-MG, com

informações sobre a pertinência dos alinhamentos estruturais na configuração dessa variável morfométrica.

O mapa de orientação das vertentes foi outra resposta da conformação

morfométrica à configuração dos alinhamentos estruturais e aos contatos litológicos

(erosão diferencial), posicionando grande parte da área em orientação às direções

NE/SW. À montante da zona de cisalhamento de Caxambu, na porção meridional da

bacia, o alinhamento de cristas e vales foi explicitado por esse documento

cartográfico.

Os alinhamentos correlatos à zona de cisalhamento de Caxambu e à zona de

cisalhamento de Maria da Fé de direção NE/SW influenciaram o encaixe das

drenagens principais e, consequentemente, o seu aspecto retilinizado. Igualmente

acontece com os topos, alinhados na mesma direção. Outras estruturas lineares

representadas pelos contatos litológicos e por planos de menor resistência ao ataque

erosivo foram, também, elementos orientadores das drenagens e dos seus padrões.


155

Estes aspectos foram retratados por Magalhães e Diniz (1997), em alusão ao

fatiamento do relevo em diversas cristas de direção principal NE/SW e à padronagem

paralela das drenagens, reflexos dos sistemas estruturais de direções NE/SW,

NNE/SSW e ENE/WSW. (Figura 4 e Figura 5)

Figura 4 - Mapa de orientação das vertentes da bacia hidrográfica do rio Lourenço

Velho-MG, explicitando as orientações preferenciais das vertentes em função da configuração dos alinhamentos estruturais.

Autor: OLIVEIRA, T.A, 2011


156

Figura 5 – Visada de E para W da bacia hidrográfica do rio Lourenço Velho com

destaque para o lineamento dos topos de interflúvios em conformação com os alinhamentos e contatos litoestruturais presentes na unidade.

CONCLUSÕES

Os métodos utilizados para a extração das informações morfométricas da bacia

bem como os programas escolhidos para a o georreferenciamento da base

cartográfica e posterior confecção dos mapas temáticos, mostraram-se eficazes

permitindo-se correlacionar a geometria das formas de superfície aos alinhamentos e

contatos litoestruturais existentes na unidade de área. As imagens ASTER mostraram

possuir grande poder de resposta aos estudos orientados à morfometria do relevo.

A relação entre a morfometria e as estruturas geológicas na bacia hidrográfica

do rio Lourenço Velho responde às mesmas considerações atinentes a outros

trabalhos desenvolvidos anteriormente nas porções circunvizinhas e aqui, foram

explicitadas espacialmente por meio da cartografia morfométrica.

Os alinhamentos e contatos litoestruturais são agentes definidores da

orientação dos topos de interflúvio e, consequentemente, propulsores do encaixe das

drenagens principais e do trabalho erosivo destas em direção ao desgaste dos

terrenos na bacia hidrográfica do rio Lourenço velho, promovendo um quadro

hidrográfico marcado pela presença de padrões paralelos.

Os estudos ora desenvolvidos mostraram ser de forte relevância para o

embasamento de trabalho pautado no planejamento territorial da unidade de área em

questão, desenvolvido posteriormente.

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