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Revista Brasileira de Ciência do Solo

On-line version ISSN 1806-9657

Rev. Bras. Ciênc. Solo vol.28 no.2 Viçosa Mar./Apr. 2004

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832004000200008 

SEÇÃO V - GÊNESE, MORFOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO

 

Avaliação de características morfométricas na relação solo-superfície da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, Jaboticabal (SP)(1)

 

Evaluation of morphometric characteristics of the soil-landscape relationship at Córrego Rico Watershed, Jaboticabal (SP), Brazil

 

 

T. C. T. PissarraI; W. PolitanoII; A. S. FerraudoIII

IEngenheira-Agrônoma, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias — FCAV/UNESP. Câmpus de Jaboticabal, CEP 14884-900 Jaboticabal (SP). Bolsista da CAPES. E-mail: pissarra@fcav.unesp.br
IIProfessor Titular, Departamento de Engenharia Rural, FCAV/UNESP. E-mail: walter.politano@itelefonica.com.br
IIIProfessor Assistente, Departamento de Ciências Exatas, FCAV/UNESP. E-mail: ferraudo@fcav.unesp.br

 

 


RESUMO

Com a análise das características morfométricas procura-se entender a relação solo-superfície, em decorrência dos processos erosivos sobre estruturas e litologias variadas. Neste trabalho, objetivou-se avaliar as características morfométricas do padrão de drenagem e do relevo em microbacias hidrográficas de 2a ordem de magnitude, em Latossolo Vermelho-Escuro e Argissolo Vermelho-Amarelo, com vistas ao planejamento agroambiental da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, município de Jaboticabal, SP. O estudo foi baseado em fotografias aéreas, pancromáticas, verticais na escala 1:35.000 da região administrativa de Ribeirão Preto. Com técnicas de fotointerpretação, foram traçadas a rede de drenagem e respectivas microbacias hidrográficas, onde as variáveis selecionadas foram determinadas. As classes de risco de degradação, resultando no uso potencial do solo, foram determinadas de acordo com o coeficiente de rugosidade. As características do padrão de drenagem e do relevo repercutiram no comportamento hidrológico e litológico das microbacias hidrográficas, possibilitando a diferenciação entre as unidades de solos. A densidade de drenagem e a amplitude altimétrica foram as características que mais contribuíram para o poder discriminatório na relação solo-superfície. Na análise conjunta do potencial de uso do solo, verificou-se, principalmente, adequação para agricultura nos Latossolos e pecuária e, ou, reflorestamento nos Argissolos.

Termos de indexação: fotointerpretação, análise ambiental.


SUMMARY

The analysis of quantitative geomorphologic characteristics is concerned with understanding the soil-landscape relationships, resultant of erosive processes on diverse structures and lithologies. The main objective of this study was to evaluate the morphometric characteristics of the drainage pattern and relief in second order watersheds of the Córrego Rico Watershed in Jaboticabal County, São Paulo State, Brazil, covered by Oxisols and Ultisols. The study was based on vertical aerial photographs in a 1:35.000 scale. Photointerpretation techniques were used to draw the drainage network and respective hydrographic basins, where selected variables were evaluated. Classes of degradation risk, which determined the potential soil were established according to the roughness coefficient. The drainage pattern and relief characteristics strongly influenced the hydrology and geology of the hydrographic basins, and allowed the differentiation between soil units. Drainage density and relief were the characteristics that most contributed to the discrimination of the watersheds regarding soil-landscape relationship. A joint analysis of the potential soil use for microbasins indicated Oxisols for agricultural use and Ultisols for pasture and forestation.

Index terms: drainage basin, photointerpretation, landscape.


 

 

INTRODUÇÃO

A interpretação geomorfológica em pesquisas realizadas sobre a aplicabilidade dos índices e, ou, características morfométricas, tanto na abordagem linear como adimensional, traz informações relevantes na relação solo-superfície. Este estudo aborda pedologia, relevo e rede hidrográfica, com os conseqüentes processos ambientais, normalmente multivariados, e descreve a dinâmica das drenagens superficiais e as formas topográficas, analisando diversas questões geomorfológicas. Desta forma, tem sido realizada para retratar as condições do ambiente (Politano, 1992; Marques Jr., 1995) e formular novas abordagens, que apontem alternativas para a intervenção do homem na paisagem (Christofoletti, 1974).

A bacia hidrográfica tem sido utilizada como uma unidade geomorfológica fundamental, porque suas características governam, no seu interior, todo o fluxo superficial da água. Assim, vem sendo considerada uma unidade territorial ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais (Christofoletti, 1978; Politano, 1992; Pissarra, 1998).

Primeiramente, é necessária uma análise morfológica da bacia hidrográfica, para que as formas possam ser separadas, descritas quantitativamente e comparadas de região para região. Em seguida, estuda-se a formação da bacia hidrográfica, que depende da natureza dos processos de escoamento e infiltração da água das chuvas, porque a relação infiltração/deflúvio influencia, de modo determinante, a ação de escavamento do vale e elucida a relação entre a rede de drenagem e a bacia por ela drenada. O material de origem e os detritos das rochas intemperizadas associados ao escoamento da água na superfície terrestre são os principais agentes na formação de encostas, e todo esse processo é modificado por erosão e deposição, estabelecendo o equilíbrio entre a energia e resistência, formando a paisagem (Toy, 1988).

Neste contexto, as características morfométricas do padrão de drenagem e do relevo refletem algumas propriedades do terreno, como infiltração e deflúvio das águas das chuvas, e expressam estreita correlação com a litologia, estrutura geológica e formação superficial dos elementos que compõem a superfície terrestre. Portanto, estão entre as classes de informações morfológicas que determinam diferenças essenciais entre distintas paisagens, como relatam estudos clássicos desenvolvidos por Horton (1945), Strahler (1957), França (1968), Christofoletti (1978).

As características do padrão de drenagem repercutem no comportamento hidrológico e litológico de cada unidade de solo. Em locais onde a infiltração é mais dificultada, ocorre maior escoamento superficial, sendo possível maior esculturação da rede hidrográfica, tendo como conseqüência uma densidade de drenagem mais alta. Demattê & Demétrio (1996a,b) analisaram estas características na discriminação de unidades de solos e concluíram que há estreita correlação entre a densidade de drenagem e determinados atributos morfológicos, químicos e mineralógicos, ligados à intensidade de intemperismo dos solos estudados.

As características do relevo caracterizam diferentes compartimentos da paisagem, onde ocorrem diversos processos superficiais e subsuperficiais, como o fluxo de materiais na superfície (erosão) e em profundidade (infiltração, lixiviação e translocação) (Abrahão & Mello, 1988).

O risco de degradação ambiental em bacias hidrográficas pode ser estimado pelo coeficiente de rugosidade (CR), obtido do produto entre a densidade de drenagem e a declividade média da microbacia (Campos, 1997; Rocha, 1997). Comparando resultados de CR, Campos (1997) determinou classes de risco de degradação resultando no uso potencial do solo para a agricultura, pecuária ou reflorestamento, e observou que quanto maior CR, maior será o risco de degradação na microbacia.

O emprego de fotografias aéreas tem sido de grande valia, principalmente pela redução do tempo do trabalho de campo e custos. A fotointerpretação da paisagem terrestre indica os elementos ligados à topografia e solo, os quais podem ser avaliados no âmbito da bacia hidrográfica por suas características morfométricas, como descrevem trabalhos de Palla (1994) e Silva (1999) e Pissarra (2002).

O principal objetivo deste trabalho foi avaliar características morfométricas do padrão de drenagem e do relevo e suas relações com a distribuição do solo em microbacias hidrográficas do Córrego Rico, Jaboticabal, SP. Procurou-se, também, detectar as possibilidades e limitações quanto ao uso potencial do solo, definido de acordo com o coeficiente de rugosidade.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Este trabalho foi desenvolvido na Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, afluente do rio Mogi Guaçu, município de Jaboticabal, São Paulo, por sua alta representatividade na região, destacando-se por ser a principal fonte de água superficial para o abastecimento de água para a cidade de Jaboticabal. Apresenta extensão de aproximadamente 541 km2, situada entre as latitudes 21 o 10 ' S e 21 o 28 ' S e longitude 48 o 10 ' WGr e 48 o 35 ' WGr. O clima é classificado, segundo o sistema de Köppen, em Cwa, clima mesotérmico de inverno seco, com precipitação média entre 1.100 e 1.700 mm anuais e temperaturas médias do mês mais quente de 22 oC e do mês mais frio 18 oC.

A área está localizada no Planalto Ocidental Paulista, representado pelo reverso da cuesta interna, marcado pelas escarpas arenítico-basálticas, que delimitam a borda do Planalto de Cravinhos, São Simão e Jataí. Esta parte do planalto apresenta relevo na forma subtabular mantido por basaltos capeados de arenito Bauru, denominado planalto de Jaboticabal, onde se podem distinguir duas áreas morfológicas distintas: as cuestas de Monte Alto e o planalto colinoso (São Paulo, 1974). Os principais solos foram classificados, segundo Oliveira et al. (1999), em Latossolos Vermelhos distróficos A moderado textura média relevo plano e suave ondulado (LV); Argissolos Vermelho-Amarelos eutróficos textura arenosa/média e média relevo suave ondulado (PVA3), e Argissolos Vermelho-Amarelos eutróficos abrúpticos textura arenosa/média relevo suave ondulado e ondulado (PVA4). A vegetação natural original é do tipo Floresta Latifoliada Tropical e, atualmente, a cobertura vegetal se manifesta com capoeiras e campos de pastoreio e culturas anuais e permanentes, destacando-se a cana-de-açúcar e pomares de citrus.

As fotografias aéreas verticais, com escala aproximada 1:35.000, do levantamento de cobertura aerofotogramétrica realizado na região em 1983, foram empregadas como material básico. O mapa da rede de drenagem, com os canais temporários e permanentes, foi decalcado com a utilização de estereoscópios de espelhos, enquanto as cartas topográficas do Instituto Brasileiro de Geografia de 1971, escala 1:50.000, foram utilizadas como material auxiliar para a tomada de cotas.

A classificação dos canais de drenagem e respectivas microbacias hidrográficas foi estabelecida pelo sistema de Horton, modificado por Strahler (1957). A linha de divisores topográficos, limites da microbacia e respectivos canais de drenagem foram identificados mediante a observação estereoscópica. Para a coleta de dados foram amostradas todas as microbacias de 2a ordem, sendo 16 microbacias no Latossolo Vermelho (LV), 23 microbacias no Argissolo Vermelho-Amarelo relevo suave ondulado (PVA3) e 46 microbacias no Argissolo Vermelho-Amarelo relevo ondulado (PVA4), totalizando 85 microbacias.

Primeiramente, foram determinadas as características: área da bacia (A), comprimento da rede de drenagem (Cr), perímetro da bacia (P) e maior comprimento da bacia (C) utilizando-se o planímetro, curvímetro e escalímetro para a coleta de dados. Posteriormente, as bacias foram avaliadas por meio de características morfométricas (Quadro 1).

Dentre as características morfométricas avaliadas, o coeficiente de rugosidade (CR), de acordo com Sicco Smit (Rocha, 1997), direciona o uso potencial do solo em microbacias hidrográficas. Neste trabalho, foram definidas quatro classes (A, B, C e D), considerando o cálculo da amplitude e o intervalo de domínio entre os valores de CR obtidos em todas as microbacias avaliadas. Determinou-se para a Classe A (solos apropriados para a agricultura) CR < 23; para a Classe B (solos apropriados para pastagens/pecuária) CR entre 23 e 43, inclusive; para a Classe C (solos apropriados para pastagem/reflorestamento) CR entre 44 e 63), e para a Classe D (solos apropriados para reflorestamento) CR > 63.

Os resultados foram submetidos à análise estatística univariada com o propósito de avaliar os diversos aspectos relacionados com a variabilidade das características morfométricas nas microbacias hidrográficas de 2a ordem, em cada unidade de solo (Manly, 1997). Análises multivariadas de agrupamento (Cluster e Componentes Principais) e de fatores foram aplicadas para agrupar bacias similares e compreender a estrutura das características das bacias. Para isto, foi utilizado o programa STATÍSTICA (Versão 6.0), desenvolvido pela SAS INSTITUTE (2001). A análise de variância foi empregada usando o teste de Tukey a 5 %, além do programa SAS (Versão 6.11) (1995).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A rede de drenagem e os principais solos de ocorrência na Bacia Hidrográfica do Córrego Rico foram analisados e, de acordo com o mapa elaborado, observa-se que, na parte oeste, a mais alta da paisagem, a montante desta bacia, predominam os Argissolos (PVA3 e PVA4) com áreas de relevo ondulado. Nas partes mais baixas da paisagem, apresentam-se os Latossolos (LV), com áreas de relevo suave ondulado.

Os valores da média, erro-padrão e coeficiente de variação (CV) das características do padrão de drenagem e do relevo das microbacias de 2a ordem de magnitude da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, nas unidades de solos LV, PVA3 e PVA4, são apresentados nos quadros 2 e 3.

A característica morfométrica dimensional "área das microbacias hidrográficas de 2 ordem" apresentou variabilidade alta (superior a 65 %), mas foi eficiente na diferenciação das unidades de solos. Nos Latossolos, as microbacias mostraram valores médios de 10 km2 e, nos Argissolos, valores de 2,1 e 0,8 km2, respectivamente para as unidades PVA3 e PVA4; isto indica, de modo geral, menor escoamento total da água nos Latossolos, confirmando-se constatações de Strahler (1957).

As características do padrão de drenagem refletiram o processo morfogenético do terreno na escultura da paisagem (Christofoletti, 1974), revelando uma freqüência, ou quantidade de cursos de água, maior nas partes mais elevadas da bacia estudada (Quadro 2). As características do padrão de drenagem diferenciaram-se significativamente (P < 0,05) entre as unidades de solos, o mesmo verificado por Manzoli Jr. (1990) e Demattê & Demétrio (1996a,b). Isto se deve ao fato de que, nos Latossolos, o intemperismo é mais avançado, sendo a superfície desenvolvida sob condição de maior permeabilidade, manifestando-se, portanto, uma drenagem menos dissecada nas partes mais baixas da bacia hidrográfica (Demattê & Demétrio, 1996a).

À medida que o relevo passa de suave ondulado para ondulado, os valores médios da densidade de drenagem (Dd), freqüência de rios (F) e razão de textura (T) aumentam (Quadro 2), refletindo, num mesmo ambiente climático, condições em que a infiltração da água encontra maior dificuldade. O escoamento superficial é mais intenso e provoca, conseqüentemente, maior dissecação hídrica do terreno. Os valores destas características, sendo menores nos Latossolos (LV) que nos Argissolos (PVA3 e PVA4), refletem condições de maior permeabilidade e são considerados de importância primária na análise da geomorfologia da paisagem das bacias hidrográficas (Rocha, 1997). O aumento dos valores de Dd nos Argissolos indica mudança morfológica que é esperada quando a resistência ao escavamento vertical dos vales é baixa; isto é um bom indicativo da necessidade de maiores cuidados no uso da terra.

Os valores médios da extensão do percurso superficial (Eps) e do coeficiente de manutenção (Cm), ao contrário das demais características, diminuem à medida que o relevo torna-se mais movimentado (Quadro 2). Este fato revela que, nos Argissolos, a área mínima necessária para a manutenção de um metro do canal de drenagem e o comprimento médio do percurso das águas da chuva são menores; o que contribui para o aumento do escavamento vertical dos vales, criando, conse-qüentemente superfícies mais inclinadas.

As características do relevo indicam a proporção na qual o processo erosivo se desencadeia, visto que descrevem os processos relacionados com o desenvolvimento da topografia e da conformação das bacias hidrográficas. Este processo é medido pela quantidade de material removido do solo, por unidade de tempo e área, e é governado pela força de transporte que tem a água de escoamento superficial, quando o escoamento excede o limite de infiltração. Iniciam-se, assim, os processos de transporte, deposição e sedimentação das partículas do solo. Desta maneira, num terreno naturalmente exposto, este processo ocorre de maneira mais intensa, degradando mais a paisagem.

Analisando os valores médios das características do relevo (Quadro 3), pode-se observar que a inclinação dos interflúvios nos Argissolos é mais acentuada, pois, embora apresentem menor amplitude altimétrica, revelam maior declividade média, graças à menor extensão das encostas. Como resultante, ocorre maior velocidade do escoamento superficial da água das chuvas, desencadeando o fenômeno de maior esculturação da paisagem, o mesmo observado por Zimback & Carvalho (1996).

A classificação do uso potencial do solo nas microbacias hidrográficas de 2a ordem, considerando o cálculo da amplitude e intervalo de domínio entre os valores de coeficiente de rugosidade (CR), é apresentada no quadro 4.

Constata-se que os Latossolos são mais adequados às atividades agrícolas e urbanas. Nos Argissolos, devem predominar as atividades pecuárias e de reflorestamento, mas não dispensando a adoção de práticas conservacionistas mais restritivas, especialmente no PVA4.

O fenograma apresentado na figura 1 refere-se à análise do efeito das características do padrão de drenagem e do relevo sobre a formação dos agrupamentos das microbacias de 2a ordem nas unidades de solos (LV, PVA3 e PVA4).

Neste fenograma, pela distância euclidiana apresentada na escala de 0 a 14, observa-se a definição de dois grupos distintos de microbacias hidrográficas, Grupo 1 e Grupo 2. O grupo 1 é caracterizado, principalmente, pelas bacias nos Latossolos. Este agrupamento é mais definido que o Grupo 2, pois expressa bem a similaridade das microbacias quanto às características do padrão de drenagem e do relevo nesta unidade.

O grupo 2 é caracterizado, principalmente, pelas microbacias hidrográficas na unidade Argissolos. Verifica-se, assim, o poder discriminatório das características avaliadas. Essas microbacias apresentam menor área e densidade de drenagem mais elevada, e, embora em áreas morfológicas diferentes, as bacias LV6, LV15 e LV14 encontram-se neste grupo, visto que estão localizadas na área de transição (Figura 1).

As microbacias PVA33 (nascente do Córrego Rico) e PVA44 formam um agrupamento bem distinto, indicando que as bacias do grupo 2 (esquerda no fenograma), localizadas a oeste na bacia hidrográfica do Córrego Rico, tendem a sofrer processo erosivo mais intenso, pois se encontram nas partes altas da bacia, em áreas de declive acentuado (Figura 1).

Na análise de fatores, os autovalores superiores à unidade foram selecionados: 5,53 para o fator 1 e 1,61 para o fator 2. Os dois fatores (F1 e F2) retêm 79,34 % da variabilidade contida nas variáveis originais. No quadro 5, constam os modelos das variáveis em função destes fatores.

 

 

Os coeficientes de F1 e F2 em cada modelo indicam a quanto cada variável está relacionada com cada fator. O fator 1 tem correlação positiva e forte com Dd, F, T e Rrl e negativa e forte com Eps (r > 0,80), enquanto o fator 2 tem alta correlação negativa com H (Quadro 5).

Os valores entre parênteses são as comunalidades (Quadro 5), isto é, a variabilidade de cada variável contida nos dois fatores. As variáveis que mais contribuem para a formação dos fatores F1 e F2 são: Dd, T, Eps, H e CR, apresentando comunalidades com valores relativamente elevados (> 0,80). O fator 1 expressa as características do padrão de drenagem, com maior peso na densidade de drenagem (Dd), enquanto o fator 2 reflete as características do relevo, com maior peso para a amplitude altimétrica (H) (Quadro 5).

A quantificação morfométrica, verificada na análise de fatores, estabelece que as características do padrão de drenagem e do relevo diferem entre as unidades Latossolos (L) e Argissolos (P3 e P4) no âmbito das bacias hidrográficas de 2a ordem de magnitude, agrupando-as de acordo com a similaridade de suas características, razão por que define melhor a relação solo-superfície (Figura 2).

Os resultados indicam que as microbacias hidrográficas nas unidades Argissolos (P3 e P4), isto é, a montante da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, estão sujeitas a um processo erosivo mais intenso. Recomenda-se, portanto, um planejamento conservacionista ligado ao desenvolvimento agropecuário e à adoção de tecnologias e práticas agrícolas. O estabelecimento de áreas de preservação permanente ao longo da rede de drenagem da bacia hidrográfica é também necessária.

 

CONCLUSÕES

1. A análise quantitativa das características morfométricas do padrão de drenagem e do relevo possibilitou a diferenciação das áreas de Latossolos e Argissolos.

2. O uso potencial do solo, definido de acordo com o coeficiente de rugosidade, mostrou-se distinto entre unidades de solos. Na análise conjunta, verificou-se, principalmente, adequação das microbacias hidrográficas do Córrego Rico para agricultura nos Latossolos e pecuária e, ou, reflorestamento nos Argissolos.

3. Dentre as diversas características, a densidade de drenagem e a amplitude altimétrica foram as mais consistentes na diferenciação das microbacias entre as unidades de solos.

 

LITERATURA CITADA

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Recebido para publicação em dezembro de 2002 e aprovado em dezembro de 2003.

 

 

(1)  Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor, apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, curso de Pós-Graduação em Agronomia, Área de Concentração Produção Vegetal da Universidade Estadual Paulista — UNESP.

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