Eventos hidrológicos extremos e morfodinâmica fluvial em área afetada por processos de arenização no sudoeste Do Rio Grande Do Sul – Bacia Hidrográfica Do Arroio Miracatu

Abstract

Os processos de arenização no sudoeste do Rio Grande do Sul têm sua explicação na relação entre a fragilidade do meio e a dinâmica hídrica, esta sustentada por eventos torrenciais de chuva. A presença de processos erosivos sob a forma de ravinamentos e de voçorocamentos e a exposição das formações superficiais nos areais atestam, nessa área, elevada mobilidade de sedimentos. Além disso, atividades agropecuárias sem o manejo adequado têm intensificado esses processos naturais, ampliando a interação hidrossedimentar entre as vertentes e os fundos de vale. Embora haja inúmeros trabalhos que abordam o processo de arenização e as dinâmicas do espaço geográfico no sudoeste do Rio Grande do Sul, há ainda uma lacuna em pesquisas que visam compreender suas inter-relações com a morfodinâmica fluvial. Tendo como recorte espacial a Bacia Hidrográfica do Arroio Miracatu (BHAM), esta pesquisa visa analisar, justamente, a importância de eventos hidrológicos extremos na morfodinâmica fluvial e a sua interação com os processos de arenização. Dados de chuva e vazão da BHAM foram analisados com vistas a identificar o regime pluvio-fluviométrico. Para tanto foram empregados parâmetros estatísticos com a finalidade de discriminar os eventos mais comuns daqueles mais raros. Como a ênfase do trabalho são os eventos hidrológicos extremos, estes foram observados a partir de diferentes escalas temporais (anual, mensal, pentadal e diário) e relacionados tanto ao excesso, como à escassez hídrica. Os resultados apontam para uma elevada variabilidade nas chuvas, que tendem a se concentrar em um número reduzido de dias, tanto anualmente, como mensalmente. Uma relação muito próxima entre a chuva e a vazão foi observada, de tal modo que os anos-padrão de chuva apresentaram correspondência com aqueles classificados pela Condição Hídrica da Bacia Hidrográfica (CHid). Isso decorre do fato de que tanto o El Niño Oscilação Sul (ENOS) como a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) modulam as chuvas e, consequentemente, as vazões na BHAM. Adicionalmente, foram identificados períodos ora mais secos (ODP-), ora mais chuvosos (ODP+). Esses períodos foram fundamentais para a compreensão da morfodinâmica fluvial, que é moldada por uma sucessão de regimes dominados por estiagem ou por inundação. Com a finalidade de avaliar esses processos de ajustamento foi selecionado um segmento localizado no médio curso da sanga da Areia. Nesse local a rede de drenagem é influenciada pelos processos de arenização, havendo conexão entre as vertentes e o fundo de vale, com intenso aporte de sedimentos. Com base em imagens de sensoriamento remoto (fotos aéreas e satélite) foi possível identificar a posição do canal em dez ocasiões diferentes, no período que se insere entre 1948-2013. Os ajustamentos que se processaram nesse segmento permitiram dividi-lo em dois trechos distintos (a montante e a jusante), com evolução diferenciada. Além dos ajustamentos na morfologia de canal, foram observados ainda variações na largura do canal, demonstrando ora um padrão entrelaçado (mais largo), ora meandrante (mais estreito). Concomitantemente a esses ajustamentos, a incisão fluvial promoveu a esculturação de diferentes feições, sendo possível delimitar dois níveis de terraços e um nível de planície de inundação. Na intenção de compreender os processos erosivo-deposicionais, procedeu-se ao monitoramento de nove seções transversais no trecho a montante do segmento estudado na sanga da Areia. O canal fluvial, inicialmente meandrante com calha estreita e profunda, passou para um padrão entrelaçado, com leito muito mais largo e raso ao fim do levantamento. Esses ajustamentos não se processaram de modo contínuo, mas bruscamente, em decorrência de pulso excepcional de cheia por ocasião de chuva pentadal extrema. Esse pulso promoveu um aumento brusco da carga sedimentar esculturando um canal entrelaçado (raso e largo) pela estocagem intracanal do material. Ajustamentos dessa natureza moldam a morfologia do canal e sugerem ocorrer de modo periódico na sanga da Areia.

The sandization processes in the southwestern of Rio Grande do Sul State have their explanation on the relationship between environment fragility and water dynamics, and this, supported by torrential rain event. The presence of erosive processes in the form of ravines and gullies and the exposure of soil surface in the sand deposits attest, in this area, high sediment mobility. In addition, agricultural activities without appropriate management have intensified these natural processes, expanding water-sediment interaction between the slopes and valley bottoms. Although there are numerous studies that discuss the sandization process and the dynamics of the geographic space in the southwestern of Rio Grande do Sul, there is still, a gap in research aimed at understanding their interrelations with the fluvial morphodynamics. The Miracatu arroyo watershed was defined as the study area of this research, which aims to analyze the importance of extreme hydrological events in the river morphodynamics and their interaction with sandization processes. Rainfall and river-flow were analyzed in order to identify the rain-flow regime. For this purpose, statistical parameters were used in order to discriminate the most common of those rare events. The extreme hydrological events were observed from different time scales (annual, monthly, daily and pentad) and related either to excess, as the water scarcity. The results indicate a high variability in rainfall that tend to occur in a few days both annual as monthly. Was observed a relationship between rainfall and river-flow and it happens due the influence of El Niño Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) that modulate the rains and therefore the flow in Miracatu Arroyo. Furthermore, was identified a succession of drier (PDO-) and rainiest periods (PDO+). These periods were fundamental to the understanding of fluvial morphodynamics, once it allow characterize alternating drought- and flood dominated regimes. In order, to evaluate the fluvial adjustment processes were selected a segment-river located in the Areia Creek. In this place, the drainage network is influenced by sandization processes, with connection between the slopes and the valley bottom, with strong input of sediments. Based on remote sensing images (air photo and satellite) was identified the channel position in ten occasions in the period of 1948-2013. The fluvial adjustments that were processed in this segment allowed to divide it into two distinct reaches (upstream and downstream reaches), with different evolution. It was also observed variations in the width and channel pattern, sometimes showing a braided channel (wider) while in others a meandering course (narrower). Concurrently with these adjustments, the fluvial incision promoted the sculpturing of different features and it is possible define two levels of terraces and a flood plain level. The intention to understand the erosive-depositional processes proceeded to monitoring nine cross sections in the upstream reach of the segment-river studied in Areia Creek. The river channel, initially meandering with narrow and deep channel, passed for a braided pattern with bed wider and shallower at the end of the survey. These fluvial adjustments are not processed in a continuous manner, but abruptly, due to exceptional flood-pulse during extreme pentadal rain. This event promoted an abrupt increase in load-bed forming a braided channel (shallow and wide) by in-channel sediment storage. Adjustments of this nature shape the channel morphology and occur periodically in Areia Creek.