Microbacia urbana: um estudo de caso na UFPB

Conrad rosa

Introdução

A Universidade Federal da Paraíba foi elaborada e construída sobre relevo referente aos baixos planaltos costeiros, nesse caso em uma superfície de baixa rugosidade entre os vales dos rios Jaguaribe e o subafluente do rio Timbó e riacho Timbó (ambos estão em áreas urbanas) possuindo uma feição de baixa declividade, quase uma situação tabular cuja altimetria não ultrapassa a altitude de 50 metros. As edificações dividem o espaço com resquícios de mata atlântica. Para preservar esses núcleos, foram estabelecidas sete áreas de preservação ainda sem legitimidade de Reserva Ecológica, no entanto esses núcleos sofrem um grande enfraquecimento devido à ação antrópica, inclusive por não haver uma área de amortecimento entre os núcleos e as áreas urbanizadas.

A UFPB possui uma padronização nas suas edificações seguindo um modelo horizontal, sendo que o único edifício que foge ao padrão é o Hospital Universitário possuindo sete andares, as outras edificações não ultrapassam três andares. O que possibilitou a construção horizontal e não vertical é a área da Universidade ser de grande dimensão, 180 ha ocupados por prédios, ruas, estacionamentos, jardins, praças e áreas florestais, podendo ser observada na figura 1, onde a UFPB é vista em seu início, ainda na década de 1960. Outro fator que possivelmente tenha auxiliado no projeto horizontal é o fato da área ser pouco acidentada e pouco inclinada não possuindo vertentes acentuadas, além da drenagem superficial ser bem definida.

A alteração sofrida pela paisagem através da inserção das edificações no território da UFPB afetou a drenagem pluvial, pois o ambiente foi modificado com terraplenagem, retirada de vegetação (árvores com até 30 e 40 metros de altura), aterros, além das próprias estruturas de prédios. A paisagem alterada influenciou em uma nova dinâmica para a drenagem, pois com os canais interrompidos o curso das águas teve que encontrar um novo caminho na superfície ou utilizar os canais ordenados pela construção civil.

Figura 1 – Foto aérea oblíqua da UFPB do início de sua construção

Foto doada pela Prefeitura Universitária da UFPB

Como o regime pluvial na zona litorânea é acentuado, 2000 a 2200 mm anuais, esses canais absorvem o fluxo no período das chuvas sendo distribuídos durantes os doze meses do ano, com concentração entre os meses de março e agosto, havendo maior intensidade em junho e julho chegando a 370 mm. Essa é uma média da última década – 1990 - 2000, e a partir dela procurou-se compreender a importância da drenagem superficial no campus da UFPB.

Um fator determinante na alteração do fluxo de drenagem superficial é o aumento de edificações, pois além do relevo a vegetação é de fundamental importância no escoamento da água. A urbanização, construção de prédios e desmatamento causaram a compactação do solo enquanto o desnudamento e impermeabilização aumentaram o volume hídrico nos canais de escoamento ocasionando maior fluxo de água e erosão. Por não haver o processo de percolação da água no solo esse material é carreado pelas chuvas, que entopem os dutos e criam novos problemas.

A partir da observação da instabilidade, ocasionada pelo elevado índice de antropização em uma microbacia, buscou-se analisar os processos dinâmicos que ocorrem em uma paisagem alterada e enfraquecida por condições antrópicas. Dentre as destaca-se a feição que essa paisagem adquiriu, no caso a microbacia confinada.

Assim, o que anteriormente era considerada uma parte integrante da vertente esquerda do riacho Timbó hoje tem sua própria característica de unidade da paisagem, ou seja, é uma microbacia com vertentes em ambos os lados, canais de escoamento superficial, áreas de inundação, áreas de maior e menor energia, além de processos erosivos.

Essas características possibilitam afirmar que a paisagem em questão tornara-se uma microbacia, o que leva a inferir sobre os pontos mais instáveis ou menos instáveis, além da identificação da origem dessa instabilidade, ou quais facetas pertencentes à microbacia auxiliaram para essa estabilidade.

Num primeiro momento, o que mais chama a atenção é a dispersão de matéria após as precipitações, não importando o volume de chuva precipitado. A área é atingida por dispersão de matéria por meio de ação erosiva de ordem eminentemente induzida, causando o desprendimento do solo e não permitindo o estabelecimento de vegetação por meio natural, sendo que os únicos vegetais presentes são poucas árvores de grande porte.

Após essas observações questiona-se sobre a instabilidade corrente em uma microbacia confinada por meios antrópicos desprovida de vegetação. Por tratar de uma microbacia, tem-se que a dispersão causa o enfraquecimento do conjunto geomorfológico através do empobrecimento do solo, chegando a causar danos na distribuição vegetal. Essa percepção só foi possível após a análise dos elementos que constituem a paisagem e a relação entre eles. Para compreender a interação de conjuntos, selecionou-se um dado sítio geográfico, classificado como microbacia confinada, partindo do pressuposto que esta microbacia foi antes da construção dos equipamentos urbanos da UFPB uma parte da vertente esquerda do riacho Timbó. Com a sucessão de alterações ocorridas, o que antes era somente uma unidade dentro do conjunto, torna-se um conjunto com suas próprias unidades. A partir dessa assertiva buscou-se a atual dinâmica sem desprezar a história da área em estudo, utilizando-a como referência e explicação de sua atual configuração.

A área foi selecionada através da observação prévia de características que a identificavam como uma área especial por ter sofrido alteração. A partir dessas alterações a microbacia constituiu uma dinâmica própria. A área de estudo foi classificada e delimitada como sendo uma área com drenagem confinada por edificação distribuída em três pontos: dois nas laterais e um na extremidade formando um retângulo com uma área de 1000m2. A partir do confinamento o sistema de escoamento foi alterado mudando o sentido da calha com a concentração da água pluvial, oriunda dos telhados e árvores, pois as folhas retêm uma parte da chuva que se concentra em um gotejamento acentuado. Segundo Jean Tricart "quando a chuva cai sobre (...) árvores formam goteiras que chegam à superfície do solo como a velocidade-limite de queda livre" (Tricart, 1977), por isso a influência sobre o processo de saltitação (splash) acentuada, em que o solo sem cobertura vegetal, tanto arbustiva quanto de gramíneas torna-se vulnerável ao impacto da água.

As implicações dessa vulnerabilidade interferem diretamente no solo, trazendo ao ambiente conseqüências como enfraquecimento e empobrecimento, situações que passam a não permitir o desenvolvimento de plantas, coibindo a regeneração da área. Nesse sentido, este estudo permite a aplicação da Teoria da Ecodinâmica, proporcionando o acompanhamento de uma área degradada que se modifica para uma área regenerada.

Os elementos que constituem essa paisagem em especial são os mesmos verificados em uma microbacia, ou até mesmo em uma bacia hidrográfica, sendo que a paisagem estudada encontra-se em menor escala (7º escala de grandeza) e está inserida em um contexto onde a antropização supera os elementos naturais. A acentuação desses elementos ocorre devido ao confinamento da área, ou seja, não há uma distribuição homogênea dos fenômenos climáticos ou geomorfológicos.

Do antropismo surgiu um novo ciclo para a microbacia confinada. Esse ciclo tem como principal fator o climático, e na pluviosidade percebe-se o elemento essencial, o conjunto biótico (vegetal) também como parte no sistema, que auxilia nos processos estudados, porém a falta da vegetação acentua a ação dos fatores climáticos. Buscando compreender a ação desses fatores utilizou-se o calendário das estações do ano, dando maior atenção às estações secas (verão) e chuvosas (inverno e outono).

O desenvolvimento desse estudo implica a compreensão da paisagem e seus conjuntos e a interação entre os elementos e a formação de uma paisagem modificada, seja por antropismo ou por causas naturais. Assim sendo, argumenta-se que a fragilidade da microbacia se deve à desagregação de massa e também à falta de cobertura vegetal. Essa desagregação é decorrente da impermeabilização da área circunvizinha, havendo um processo de saturação elevado poderão ocorrer enxurradas torrenciais.

PRIMEIRA PARTE

Referencial teórico–conceitual

Sabe-se que a análise é a decomposição do conjunto. Conforme Régis Jolivet "análise consiste em ir do composto aos elementos componentes" (JOIVET, 1966). É também a ação de decompor a paisagem mantendo a homogeneidade do todo, para depois fazer inferências acerca das condições do sistema. Esse sistema refere-se à conexão entre o conjunto geomorfológico e climático, tendo ainda um conjunto de extrema importância, o antrópico, pois as análises deverão buscar a alteração condicionada pelos processos antrópicos na paisagem.

Segundo Jean Tricart, a paisagem se compõe por "diversos elementos concretos do ambiente", e pode ser considerada um receptáculo onde há existência de objetos mensuráveis, considerando-se que "uma paisagem começa, (...) em um lugar e termina num outro", logo, se há possibilidade de mensura-lá pode-se então delimitar uma área de estudo, o que permite maior clareza na análise. Toda paisagem admite ser cartografada, mas antes é preciso ser localizada. A localização geográfica, "consiste em indicar as coordenadas geodésicas (latitude, longitude e altitude) mas consiste, sobretudo em definir o sítio e a posição" (DOLFUSS, 1982)

O sítio é definido pela relação que o elemento mantém com outros elementos, pontua DOLFUSS. Assim, o sítio é o palco onde são estabelecidas as interações de dinâmica no sistema e a partir da localização dos conjuntos dentro do sítio é possível detectar onde está a dinâmica e o nível em que ela cresce, diminui ou simplesmente mantém-se estável.

As interações irão ocorrer em um dado espaço, ou em um sítio. Como já foi denominado, esse sítio é a bacia hidrográfica a qual assume concepção de sistema. ALMEIDA considera sistema "um conjunto de unidades com relações entre si" (ALMEIDA e TERTULIANO, 1999). Nessa concepção percebe-se que, quando há relação entre objetos, surgem inevitavelmente atritos, pois são dois ou mais conjuntos tentando encontrar o ponto de equilíbrio e menor gasto de energia. Para que haja a entropia na paisagem os conjuntos integrantes devem dispor de elementos que proporcionem o ajustamento da transformação da matéria em energia, causando o menor impacto possível, de outro modo haverá uma perturbação no sistema ocasionando o enfraquecimento em um determinado ponto. No caso deste estudo, interessa-nos encontrar o ponto fraco dentro do conjunto geomorfológico.

Assim, a perturbação passa a ser o motivo de busca que se encontra no limiar da interação dos conjuntos, ou seja, só será possível encontrar a instabilidade e mensurá-la após serem feitas incursões nos conjuntos, primeiro analisando separadamente cada unidade, depois analisando a relação entre elas (vertente, solo, vegetação, antropismo e pluviosidade). Esses ambientes dinâmicos, ou a ecodinâmica da paisagem, (expressão de Tricart), "baseia-se no instrumento lógico de sistema, e enfoca as relações mútuas entre os diversos componentes da dinâmica e os fluxos de energia/matéria no meio ambiente" (TRICART, 1977). Os estudos de morfodinâmica, efetuados ainda por esse Autor, indicam que há "três grandes meios morfodinâmicos em função da intensidade dos processos atuais: meios estáveis, meios intergrades e os fortemente instáveis".

Todo sistema tem uma capacidade de absorver os ruídos produzidos pela interação dos conjuntos, assim esse mesmo sistema é capaz de buscar um ponto médio na variação da intensidade da ação dos elementos constituintes dos conjuntos estudados. A busca do elo fraco que torna a paisagem de estudo um meio instável, poderá estar contida nos pontos de tensão que deverão sofrer maior desgaste, por isso entende-se que maior desgaste está relacionado a um acréscimo aparentemente pouco significativo, oriundo da pluviosidade unida à falta de cobertura vegetal forrageira.

Contudo a organização do fluxo de matéria e energia irá ocorrer em um limite espacial, ou seja, em uma área delimitada ou delimitável, e por dentro da Geografia é vista como componente de uma Região. Jan Broek afirma que a região "(...) tem seu enfoque numa área específica que revela certa homogeneidade resultante da associação de características relacionadas dentro da área" (BROEK, 1976). A partir dos estudos de área, buscou-se definir dentro da paisagem, limites para o estabelecimento da microbacia. Essa paisagem foi identificada através de sistemas, unidades e facetas, seguindo a taxonomia de levantamentos territoriais, proposta por Tricart, o que proporcionou a elaboração do sistema dinâmico da microbacia. Segundo o Autor, "os sistemas (...) são unidades que se repetem; as unidades (...) associam formas simples e as facetas são subdivisões dessas unidades" (TRICART, 1977). Para se compreender a região, foi necessária a combinação desses três elementos, sendo que esta tríade segue um processo de dissecação da paisagem, indo do macro até o micro onde se mantém a homogeneidade dos elementos analisados.

Segundo classificação de G. Bertrand geótopo "es la unidad inferior (...) corresponde practicamente al área ocupada por un microclima" (BERTRAND in TRICART & KILIAN, 1982), contribuindo para que a microbacia adquira feições particulares e crie uma biocenose característica, além de proporcionar situações dinâmicas entre os elementos componentes.

Nesse sentido os elementos estudados são os componentes formadores da microbacia, como a vertente e escoamento superficial pluvial, caracterizado por inclinação no relevo, denotando as facetas côncavas, convexas e segmentos. O escoamento superficial pluvial é oriundo da água precipitada, saturação e falta de cobertura vegetal, daí a enxurrada utilizar como caminho de escoamento um meio favorável. Sabe-se que a microbacia confinada contém uma dimensão espacial de forma a possuir uma escala. Conforme Tricart citado por Penteado:

A análise classificatória dos fatos geomorfológicos, segundo escalas de grandeza definidas por categorias especiais de fatos: (...) 6º ordem de grandeza – superfície de centenas de metros quadrados. (...) Nessa escala o modelado se individualiza, principalmente pelos processos erosivos (...), (TRICART in PENTEADO, 1983).

Ao se trabalhar na 6º escala de grandeza, aplicada a áreas confinadas, como a microbacia urbana, tem-se a possibilidade de fazer observações mais detalhadas dos processos resultantes de elementos concentrados, pluviometria e erodibilidade. A partir dessa observação, verifica-se em outra consideração de Penteado ao citar Tricart, ainda em classificação de grandezas, a seguinte afirmativa: "7º ordem de grandeza – são as microformas. Escalas do decímetro ao metro. Relação muito estreita com os processos de esculturação e deposição" (TRICART in PENTEADO, 1983). A 7a. escala de grandeza produz formas no relevo que proporcionam ao modelado uma estrutura aparentemente imperceptível quando visto de maneira pouco atenta, mas ao fixar técnicas e ensaios de coleta de dados, vê-se que a área possui todas as relações dinâmicas, proporcionadas pela interação dos conjuntos climáticos e geomorfológicos.

Método e técnicas

Um trabalho de pesquisa requer um método bem delimitado, uma vez que este acaba por conduzir com rigor todos os procedimentos que venham a corroborar ou refutar as hipóteses previamente definidas. A partir da elaboração do problema foram levantadas algumas hipóteses com o intuito de se efetuar uma pesquisa analítica. Assim sendo, passa-se a considerar que "o método da dissecação de (...) um todo (real ou conceitual) em seus conteúdos parciais (...) em seu complexo global, são isolados em seus componentes particulares, por essa forma, conhecidos de maneira explícita" (BRUGGER, 1987). Só através da análise é possível chegar a uma classificação da paisagem que se dá em três níveis: "meios estáveis, meios intergrades e os fortemente instáveis" (TRICART, 1977).

A escolha da área se deu através da analogia entre uma bacia e a área selecionada (microbacia), pois ambas têm semelhanças, um padrão de drenagem bem definido no relevo, ou seja, bordas, vertentes, vegetação e desagregação de matéria. Feita a escolha, a diferença principal foi encontrada na escala, tanto da área quanto dos elementos contidos nela. A escala reduzida do cenário passou a ser uma aliada de fundamental importância para a aplicação do método e das técnicas, registrando os fenômenos distribuídos na microbacia confinada.

Para o registro da ocorrência e distribuição dos fenômenos foi realizado um elenco de dados necessários e também sua periodicidade. Os fenômenos foram divididos em climáticos (precipitação) e geomorfológicos (topografia, drenagem e movimento de massa). O vegetal não foi estudado enquanto espécie, no entanto passou a ser de fundamental importância para a diminuição da erosão e recuperação das propriedades químicas e físicas do solo.

Os fenômenos climáticos foram coletados através de uma estação climatológica digital (Fig. 2) que funciona no território do campus I da UFPB, situando-se no Laboratório de Energia Solar (LES). Além de dados referentes ao microclima, coletados no local através de estação analógica (Fig. 3) foram analisados dados de precipitação dos anos de 1997 a 2003. O papel da precipitação é de suma importância, pois todos os processos derivam dele, inclusive o processo de saltitação (splash), e a influência na drenagem através da formação de canais de escoamento e ravinas. O dado referente à perda de matéria foi deduzido através da recomposição ideal da microbacia confinada a partir das curvas de nível, retiradas de ortofotocartas de 1976 com curvas de nível eqüidistantes 2 metros, contando ainda com topografia (período 2003) através do instrumento ótico - nível topográfico. Esses dados são referentes ao período de 2000 a 2001, havendo coleta sistemática de movimento de massa através de estação de solos (Fig. 4).

Figura 4 – Estação de solos. Adaptado de ALMEIDA (2002).

A microbacia confinada foi topografada no intuito de se definir a atual drenagem e confeccionar uma planta topográfica do local, demarcando as áreas onde seria investigada a instabilidade da paisagem. Através de perfis transversal e longitudinal identificou-se as áreas de maior e menor energia. Por ser uma área de pequena dimensão, separou-se os perfis em dois grupos: o primeiro, demonstra o perfil geral da área a partir da cota máxima até a cota mínima do terreno; o segundo grupo, efetuado nas áreas específicas de maior atuação morfogenética, estabelecidas através dos perfis anteriores, para demonstrar com maior clareza e precisão o desgaste sofrido pelo ambiente. Para demarcar as possíveis áreas instáveis buscou-se micro ravinamentos, e a partir da confecção da planta topográfica e perfis topográficos chegou-se ao atual perfil da drenagem.

A análise dos dados, bem como a construção de plantas e perfis, demonstraram com maior clareza e precisão os fenômenos que ocorrem na microbacia confinada.

SEGUNDA PARTE

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  ÁREA DE ESTUDO: uma microbacia urbana confinada. A microbacia confinada e desprovida de vegetação permite a desagregação e a alteração de forma significativa dos elementos que estruturam a base de suporte (solo) da paisagem.
  
  
  
  

Conforme Jan Broek "as regiões não têm um tamanho fixo" (BROEK,1976). Esta assertiva, tomada como referência, indica que uma microbacia é uma região de pequenas proporções em termos de área, e nesse contexto regional todo o cenário que forma uma paisagem cultural indica que a microbacia confinada por equipamentos urbanos é algo arbitrário, ou seja, é observado, pensado e inevitavelmente planejado.

Sabe-se que o estabelecimento da cidade universitária foi uma intervenção instaurada em meados da década de 1970, dessa época em diante a paisagem natural recuou-se bruscamente dando lugar à crescente urbanização. Mesmo não sendo um crescimento espontâneo, a nova feição da paisagem do campus I assumiu uma dinâmica em que a paisagem urbana prevalece sobre a paisagem natural, tornando assim o ambiente natural uma função da dinâmica arbitrária dos processos urbanos.

O campus I localiza-se nas coordenadas 7º 08'10" lat. e 34º 50'44" long, sendo esta uma referência do edifício da Reitoria e possui uma área de 180 ha, fazendo divisa ao Norte, Oeste e Leste com o conjunto Castelo Branco e ao Sul: com o bairro Bancários (Fig 5). A microbacia está inserida na sub-bacia do Riacho Timbó e bacia do Rio Jaguaribe. A vegetação característica de Mata Atlântica possui indivíduos de grande porte entre 30 e 40 metros, indivíduos com estatura entre 15 e 20 metros e indivíduos jovens compreendendo o sub-bosque (Ver Fig 5.1 e 5.2).

Figura 5 - Circunvizinhança da UFPB e da microbacia em evidência.

Fonte: Aerofoto, 1:8000, 1998

A localização da microbacia confinada encontra-se na latitude 7º 08'21" e 34º 50'37" long, à esquerda da sub-bacia do Riacho Timbó onde ambos se encontram. Como mostra a figura 6, limita-se a Norte, Oeste e Sul com os edifícios referentes aos laboratórios de ensino do Departamento de Química e dos laboratórios do Departamento de Geociências, e a Leste com a forte presença vegetal, denominada de Mata do Biotério sendo essa população resíduo de Mata Atlântica.

Figura 6 – Localização da área de estudo

A partir da localização do sítio, compreendida pela microbacia confinada, foram estabelecidos os conjuntos a seguir: relevo, pluviométrico, solos, vegetação e antrópico. Para caracterizar a área como sendo uma área urbana buscou-se afirmativas que indicassem com mais clareza sobre esse tema, nesse caso nada mais convincente que a correlação entre área natural ou rural e a presença significativa dos equipamentos que se estabelecem como edificações que tornam uma paisagem urbana, contendo vias pavimentadas de circulação, prédios para abrigo de atividades sócio- econômicas como Bancos, Laboratórios de Ensino e Pesquisa, além de pequenas indústrias que servem como experimentos laboratorial, por exemplo, panificadoras, indústrias de material químico, dentre outras. E para ampliar essa convicção, compara-se intervalos temporais que se referem à década de 1970 e década de 1990 (ver Fig.6.1 e 6.2).

A comparação entre épocas diferentes nos reporta à leitura das relações de crescimento entre paisagens naturais e sócioculturais, no entanto a compreensão da relação entre esses ambientes nos mostra que as edificações estão presentes de forma crescente em relação à área florestada, pelo menos é o que aparece aos nossos olhos, demonstradas pelas duas imagens referentes às figuras 6.1 e 6.2, denotando o crescimento das edificações sobre o espaço natural no Campus e, conseqüentemente, na microbacia investigada, pois no ano de 1976 (Fig. 6.2) a microbacia não estava configurada como área confinada.

A presença cada vez mais significativa de edificações na superfície de drenagem acaba por apresentar um estrangulamento entre as relações sistêmicas de entrada e saída de matéria. No caso deste estudo, é a água oriunda das precipitações pluviais, por isso passou-se a observar com maior acuidade o conjunto paisagístico, tomando como sentido básico a entrada de matéria no sistema, pois a área recebe anualmente uma quantidade significativa de chuva chegando ao total de 2043,2mm, como ocorreu ao longo do ano de 2002 (Fonte: Solarimetria - LES - UFPB). A partir desse dado inicia-se a verificação em termos médios, pois os últimos 3 (três) anos referentes a 2002, 2001 e 1999, a pluviosidade média chegou a 1159,8mm (Tabela 1). Conforme esses valores pluviométricos, destaca-se essa área como área de realce da microbacia, que é uma poligonal de 1000m2 (ver Fig. 7), sendo acrescentada a área também de 1000m2 referente aos telhados que cercam a microbacia confinada e vertem sua água para o interior da microbacia (ver Fig. 8).

* Dados referentes à estação analógica (LES)
** Precipitação marcada a partir do mês de junho – estação analógica (LES)

Figura 7 – Planta topográfica da microbacia confinada

O que nos leva a considerar a área de estudo como sendo uma microbacia de escoamento superficial é a relevância de sua drenagem, tanto em termos de extensão como de a sua configuração no sentido de que há concentração de um leito responsável enquanto calha de condução das águas que fluem superficialmente. Essa observação pode ser corroborada pela assertiva de Christofoletti: "a drenagem fluvial é composta por um conjunto de canais de escoamento inter-relacionados que formam a bacia de drenagem" (CHRISTOFOLETTI, 1980). Nesse sentido a área insere-se na definição de bacia de drenagem considerada por esse Autor, mas o comportamento singular da drenagem é a sua relação à circunvizinhança totalmente artificializada.

CONFIGURAÇÃO DA MICROBACIA ENTRE EQUIPAMENTOS URBANOS

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  A microbacia por estar confinada entre edificações, nas épocas de precipitação pluvial existe uma maior concentração de água devido à impermeabilização do solo a partir da instalação dos equipamentos urbanos ocasionando assim o movimento de massa.
  
  
  
  

A microbacia é uma unidade do relevo que abriga o escoamento superficial enquanto drenagem fluvial e pluvial, conduzindo o volume hídrico para a calha central e deste ponto em diante a carga hídrica flui para os níveis de menor energia potencial. A geometria das áreas é determinada de forma natural em que o escoamento vai modelando o relevo. A microbacia, objeto de observação deste trabalho, está confinada entre equipamentos urbanos bem definidos e instalados de forma que a paisagem natural teve de se recuar diante da inserção desses equipamentos, como mostra a figura 9. Mesmo havendo a preservação de núcleos vegetais, a pressão sofrida na paisagem é visível, quando observada em campo que abaixo do dossel não há presença do subbosque ou de indivíduos jovens.

A distribuição dos equipamentos urbanos como edifícios e calçadas fez com que a microbacia assumisse uma forma onde não há comunicação externa, criando uma barreira em que cada unidade vizinha não tem interação de troca de matéria e energia - um aspecto peculiar a cada unidade circunvizinha. A impermeabilização do solo modificou por completo o antigo formato do que hoje se considera microbacia, pois antes da implementação das edificações esta área era parte integrante da vertente do riacho Timbó. Com a urbanização da vertente, houve uma segmentação ocasionando novas formas na paisagem, criando não só uma microbacia mas várias.

Com o processo de urbanização foram planejados dutos de escoamento, porém esses dutos datam do início da implementação da UFPB, sendo que, com o passar do tempo, novos prédios foram construídos, não levando em consideração o escoamento superficial das novas áreas confinadas, proporcionando um volume maior de água decorrente da impermeabilização do solo e criando novos caminhos de drenagem, como mostra a figura 10. O terreno proporciona escoamento superficial ou contenção da água por inundação, como se pode ver na figura 11.

Fig. 9 – Equipamentos urbanos CCEN. Fonte: Aerofoto 1: 8000, 1998

O crescimento urbano aliado à falta de planejamento cria um conflito latente, porém nem um pouco sutil. Latente por não ser de fácil visualização; não sutil devido ao grande prejuízo com obras de reestruturação ou restauração. O que faz parecer desprezível é o tempo em que essas alterações ocorrem, indicando a tendência de uma linha de tempo baseada nos aspectos humanos. Quando se trata de ambiente natural, ou ainda de equipamentos construídos pelo homem, essa linha de tempo deve ser revista adaptando-se ao tempo de vida de cada conjunto estudado, pois o conjunto geomorfológico possui seu próprio tempo, bem como as estruturas de concreto construídas pelo homem.

A interação entre os conjuntos torna o sistema dinâmico, apresentando um movimento ora lento ora rápido, quando se trata da dependência entre esses conjuntos. Assim o que a princípio aparenta um certo comportamento estático ou com alterações lentas, é na verdade um universo dinâmico e instável, onde cada simples alteração irá acarretar mudanças às vezes corrigíveis, porém de elevado custo econômico. Com um universo retratado em grande escala as relações de força aparentemente não têm condições de grandes alterações. No decorrer do tempo uma mesma área pode apresentar tanto os fatores climáticos que atuam constantemente, quanto a não observação geográfica a partir da intervenção de implementação de edificações sobre um dado ambiente onde não há proteção do solo. Como mostra a figura 12, toda ação pluviométrica causa grande transtorno, interferindo no movimento de massa, reduzindo a presença de material próximo ao nível das fundações da edificação (figura 13).

INTERAÇÃO ENTRE OS CONJUNTOS GEOMORFOLÓGICOS E BIÓTICOS

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  A microbacia por estar confinada entre edificações, nas épocas de precipitação pluvial existe uma maior concentração de água devido à impermeabilização do solo a partir da instalação dos equipamentos urbanos ocasionando assim o movimento de massa.
  
  
  
  

A partir da concepção tricartiana sobre Ecodinâmica de que o "modelado evolui lentamente, muitas vezes de maneira insidiosa, dificilmente perceptível, os processos mecânicos atuam pouco e sempre de modo lento" (TRICART, 1977), tem-se que a relação entre a ação dos elementos contidos no conjunto climático são os agentes que irão modelar a superfície terrestre, caso não haja a resistência oferecida pelo conjunto biótico, especialmente a vegetação, ou conjunto geológico. Como citado anteriormente, Tricart concebe três níveis classificatórios do ambiente: meios estáveis, meios intergrades e os fortemente instáveis, todos tendo sua relação direta com a cobertura vegetal. Para Tricart o ambiente se torna estável (ver Fig. 14), quando a cobertura vegetal está com densidade cobrindo a superfície do solo ou com uma espessa camada de serrapilheira. Neste caso a cobertura vegetal acaba por funcionar como um anteparo ou amortecedor ao desgaste mecânico dos elementos climáticos como insolação, radiação e principalmente precipitação pluvial. Fortemente instável (ver Fig. 15) quando a cobertura vegetal é escasseada deixando o solo exposto e frágil diante do ataque do intemperismo. Intergrade (Fig. 16) quando o solo está parcialmente coberto vegetacionalmente, dificultando a ação efetiva do intemperismo.

Fig. 16 – Ambiente com desgaste moderado ou fraco - intergrade

Data: 2/06/2003

A microbacia, por ser um ambiente cercado por equipamentos urbanos vem auxiliar o processo mecânico com relação à morfogênese, pois a impermeabilização provoca concentração efetiva das águas pluviais, criando torrentes a partir das enxurradas que percolam água, além da camada de solo exposto e forma sulcos facilitando o movimento de massa superficial, mesmo em se tratando de baixa declividade.

Vê-se através dos perfis topográficos (ver Figura 17 e 18) que a microbacia possui uma declividade moderada a forte, onde a declividade do ponto mais elevado até o mais baixo apresenta uma diferença de 1,50m, apesar de possuir um comprimento de 35 metros, ou 11% de declividade (ver Tabela 2) no total do comprimento da bacia.

Considera-se como pontos de tensão na linha do perfil topográfico as zonas que apresentam mudanças de declividade, sendo o perfil dividido em cinco secções. Primeiro o ponto A, que é a zona que se inicia na cumeada da bacia com dez graus de ângulo de declividade, por isso moderada a forte, descendo onze metros de comprimento. Depois a zona B cujo comprimento equivale a onze metros e a declividade é traduzida pelo ângulo de 10º, assim sendo o declive é considerado moderado. A zona do ponto B - C possui de 6, 60 metros de comprimento e a angulação é de 5º, indicando fraca declividade. A zona C - D possui um comprimento de 13 metros e uma declividade abaixo de 4,4%, bem fraca. A zona D – E indica menor energia, ou zona de acumulação de sedimentos, possuindo 2,2% de declividade em 20 metros. Esta zona apresenta-se próxima à área florestada, por isso possui uma característica de estrangulamento dos fluxos torrenciais. As demais zonas, cujos perfis de declividade apresentam uma concavidade no todo e declinam de forma relativamente acentuada, são consideradas como áreas mais fragilizadas da microbacia, dando condições à desagregação do solo sendo que, a nosso ver, são zonas de erosão regressiva. A análise dos perfis, indica que a geometria da área é passível de proporcionar os movimentos de massa, desde que suas vertentes não possuam cobertura vegetal, principalmente gramíneas, além de serrapilheira, pois ambas servem como amortecedores da pluviosidade, além de preservarem o solo da radiação solar direta.

O terreno em declive cria duas unidades: a que faz perder matéria e a que retém essa matéria, ou seja, áreas onde ocorrem abrasão fazendo com que haja desagregação do solo, e áreas onde será depositado o sedimento. De maneira análoga, buscou-se os dados sobre volume de sedimentos carreados pela atividade do intemperismo mecânico em estações de coleta de sedimentos nas adjacências da microbacia em evidência, pois os volumes de precipitação pluvial e de movimento de massa são de magnitudes semelhantes, dada à proximidade entre os ambientes (ver Figuras 19 e 20).

OS ELEMENTOS DETERMINANTES DE INFLUÊNCIA NA DINÂMICA GEOMORFOLÓGICA

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  A encostas descobertas não permitem a retenção da água, o que transforma a água precipitada em enxurradas torrenciais.
  
  
  
  

No que se refere à dinâmica geomorfológica foi necessário estabelecer alguns critérios além de determinar os elementos constituídores dos conjuntos e a interação entre eles. Os elementos que interferem e modelam o relevo, quando separados criam uma dinâmica na paisagem determinada a partir do clima, condicionando a geomorfologia. Outro aspecto de influência observado é a ação antrópica, pois o realce dado pelas figuras 21 e 22 traz em destaque a forte presença do agente cultural. A base predial apresentada na figura 20 refere-se aos laboratórios de ensino em Química. A forte pressão estabelecida pelos ocupantes desses ambientes, nesse caso, a ação antrópica não só interfere como transforma radicalmente em um curto espaço de tempo a paisagem, assim a microbacia confinada deixou de ser uma unidade do relevo (vertente) para ser uma paisagem (microbacia) com novas feições. A partir de uma dinâmica mais agressiva da natureza em algumas facetas das vertentes da micro-bacia, a vegetação é mantida, permitindo o escoamento rotineiro na superfície, além de ampliar a capacidade da erosão vertical.

O clima através de seu elemento pluviosidade passa a ser o principal causador de alterações, principalmente quando não encontra obstáculos, como a presença da serrapilheira ou de população vegetal, porém com o coadjuvante especial que é o comportamento cultural da sociedade circundante. A ausência da combinação de vegetação arbórea, arbustiva e herbácea, bem como a serrapilheira, torna o solo um elemento exposto ao ataque das intempéries e, por isso, sensível às gotas de chuva. Com a presença de poucos indivíduos arbóreos o gotejamento das precipitações pluviais concentradas nas folhas permite uma canalização do tipo enxurrada, intensificando a ação pluvial na superfície do relevo (ROSA et. al., 2000). Quando a água precipitada chega em um solo desnudo encontra-o suscetível a dois processos distintos, porém consecutivos. O primeiro faz com que ocorra a saturação, não havendo meio de infiltrar a água na subsuperfície e conseqüentemente, impede o fluxo em direção ao lençol freático. O segundo indica que a água escoa através de calhas, ou de forma laminar.

O determinante da alteração da paisagem estudada é a pluviosidade, porém um fator que auxilia intensamente a ação pluvial são os processos antrópicos, pois eles concentram, em um dado espaço, a chuva precipitada a partir dos telhados que conduzem e aumentam a velocidade do fluxo pluvial. Quando o solo está impermeabilizado há a concentração de enxurradas trabalhando a canalização efetiva num processo de erosão intensa, trazendo alterações significativas para o modelado, ou seja, recriando as formas constantes no conjunto relevo pertinente à paisagem. Molion em artigo de ARANTES (1983) propôs uma expressão matemática para a quantificação da precipitação para ambientes impermeabilizados com concentração de chuva:

L=X l/m2 * A

onde L equivale a litros de água, X l/m2 significa quantidade de chuva em mm/ m2, onde 1mm equivale a 1 litro por m2 e A é a área de onde se pretende calcular. Ao aplicar essa expressão nos volumes de precipitação, em nossa pesquisa, constatou-se que o trabalho erosivo é bastante intenso, pois os telhados que cobrem as edificações e circundam a microbacia totalizam é de 1.000m2. Nesse caso uma chuva de 1mm é capaz de despejar 1.000 litros d'água na microbacia, e em caso da superfície não apresentar resistência, o ambiente acaba por propiciar os movimento de massa de forma significativa em que a erosão será estabelecida como forma efetiva de trabalho de modelagem do relevo.

Considerando a expressão matemática proposta por Molion, como ferramenta de leitura da ação efetiva da precipitação sobre uma determinada paisagem, passou-se a fazer inferências sobre a relação do volume de água precipitada em forma pluvial e aos níveis torrenciais das enxurradas que se abatem sobre a microbacia. No caso do litoral paraibano os meses de maior precipitação pluvial estão concentrados entre maio, junho, julho e agosto cuja média mensal poderá variar. Porém, fazendo a média dos últimos dez anos percebeu-se que os meses de maior precipitação coincidem com o solstício de inverno, especificamente o mês de junho passando-se a concentrar esforços de observação nesse mês por apresentar o ritmo de maior freqüência das precipitações, como mostra o Gráfico 1.

Não resta dúvida que o clima não é cíclico, ou seja, não se repete como nos momentos anteriores, entretanto há um balanço que denota uma curva senoidal apresentando momentos cuja crista é muito diferente do cavado, pois a diferença não é insignificante. A situação nos anos de 1999 e 2000 pode ser vista no Gráfico 2.

Fonte dos dados: Laboratório de Energia Solar - LES

Os volumes pluviométricos apresentados no mês de junho durante a década de 1990, nos reporta para uma outra situação, também relevante, que é a questão de intensidade da precipitação. A distribuição das precipitações pluviais em intervalo - tempo indica que a magnitude já não é mais a precipitação durante o mês, mas sim, em um intervalo de tempo menor, com elevada intensidade, pois, se estamos observando uma microbacia hidrográfica confinada e com características que colaboram para que haja uma maior concentração dos eventos relativos à entrada de água no sistema, assim sendo a magnitude, que se refere à freqüência e à intensidade, nos imputa a tratar os dados com outro enfoque: menor tempo e maior precipitação que é igual à alta magnitude (<t e >p = AM). Isto fica melhor realçado na questão da estabilidade ambiental, quando as precipitações são de alta magnitude.

Os dados tratados para verificação da magnitude pertencem à estação digital de coleta de dados agrometereológicos instalada no LES. O intervalo das coletas acontece de hora em hora ou de minuto a minuto, no entanto, para a nossa averiguação, tomou-se o ano de 2001 e os meses de março, junho e julho, como estão representados nos quadros 1, 2, 3 e 4.

Sendo a microbacia em evidência uma unidade do relevo que está recebendo matéria (água) concentrada pelas edificações circundantes, resultantes da urbanização que impermeabilizou as superfícies e adjacentes, deu-se maior realce à questão da magnitude e dos aguaceiros sobre o ambiente. Em março de 2003 no intervalo de 30 a 60 minutos, observados nos dias 14 e 17, houve precipitações de elevadíssima magnitude, conforme se pode verificar nos quadros 5 e 6. O acúmulo no dia 14 foi de 16mm e no dia 17 a precipitação foi bem maior, 48,20mm.

Esses dados nos reportam ao elemento analítico e se relacionam à questão da precipitação sobre as superfícies impermeabilizadas no entorno da microbacia. Conforme já se denunciou, os telhados imediatamente adjacentes e que vertem águas para a microbacia ocupam uma superfície de 1000m2. Aplicando-se a fórmula proposta por Molion nota-se que 48,2mm de chuvas equivalem a 48.200 litros de água despejados em uma área também de 1.000m2 (cinqüenta metros de comprimento e 20 de largura), correspondendo assim à área total da microbacia cuja superfície encontra-se confinada.

Na cumeada da microbacia o registro da cortina de água (rever Fig. 8) ocorreu no momento da precipitação. Desse modo relacionou-se o volume precipitado com a quantidade em litros, que chegou a 1mm no intervalo de 30', obtendo-se uma chuva de relativa magnitude, porém baixa em relação às demais já apresentadas, mesmo assim a imagem demonstrada serve para indicar a força da água como agente erosivo atuante naquele lugar (ver Quadro 7). A figura demonstra que a ação da chuva concentrada pelo fator de impermeabilização atua de forma extraordinária enquanto agente modelador do terreno.

A figura 14 demonstra o quanto de material já foi arrastado desde a construção do prédio em meados da década de 1970, significando um volume de grande monta, o que também foi verificado por Almeida em áreas dentro e próximas dessa microbacia. Em área com total cobertura vegetal e outra sem cobertura vegetal, conforme estão demonstradas nos quadros 8 e 9 (Vale destacar que a data que consta no quadro 8 e 9 não é da precipitação mas sim da coleta do material, nesse sentido os dados referem-se ao acumulado num dado intervalo de tempo, pois os dados climáticos coletado por Almeida referem-se a um pluviômetro artesanal, porém a coleta foi altamente sistemática e os sedimentos pesados em balança de precisão, sendo este o enfoque da pesquisa desse autor), constata-se que o volume do material é acentuado no ambiente sem cobertura vegetal, sendo que, com cobertura vegetal, o volume é relativamente baixo.

É importante realçar que o volume do material carreado está diretamente proporcional à diversidade de componentes, como volume de precipitação, cobertura vegetal, cobertura de serrapilheira, declividade e composição do material componente do solo. Outra correlação foi feita a partir dos dados contidos nos quadros apresentados por Almeida, pois os dias foram os mesmos, diferenciando-se os lugares. O que chama a atenção é que a precipitação dentro da área, com completa cobertura vegetal, foi sempre menor do que a totalmente descoberta.

As correlações entre precipitação e movimento de massa indicaram que, mesmo com o recobrimento vegetal e quando a precipitação é elevada há ainda elevado nível de desprendimento de material (ver Fig. 23 e 24).

Argumenta-se neste estudo que a relação entre as edificações e a morfogênese é assegurada como fator de relevância contribuindo na degradação do relevo, pois o modelado é totalmente alterado de forma não natural. As edificações canalizam o volume de água provocando uma maior erosão, por isso o material da cobertura do solo não se move de modo natural e laminar e sim concentrado.

TERCEIRA PARTE

Considerações Finais

A área de estudo, por ser uma microbacia confinada por equipamentos urbanos onde o nível de antropização é elevado, sugere considerações sobre a degradação do relevo em decorrência da pluviosidade, que só é intensificada devido à canalização das águas pluviais por parte dos telhados para as vertentes da microbacia. Com isso o relevo apresenta uma geometria com drenagem pluvial superficial e a declividade revela-se como moderada e/ou forte. É conveniente destacar que o ambiente é um potencial meio para a perda de matéria de solo através da erosão, pois, como já se demonstrou, os perfis longitudinal e transversal predominam seções com declive acentuado.

Essa declividade aliada à falta de cobertura vegetal imprime um ritmo de perda de solo que, a partir da freqüência pluvial, vem se mostrando elevado. Outro fator interessante a se destacar é a relação entre saturação do solo e maior escoamento – alagamento, onde os ambientes procuram estabilizar-se para que haja menor nível de energia desprendida. Quando um ambiente perde material, esse mesmo material é depositado nos níveis de menor declividade ocasionando a sedimentação que poderá acarretar alagamentos. Considera-se a drenagem em ambientes urbanos como item primordial ao planejamento, pois o relevo e a drenagem urbana são unidades que servem à instalação de equipamentos e buscam a melhoria da qualidade de vida. Assim, quando drenagem comprometida alguns problemas são facilmente observados, entre eles a perda de material que acarreta alicerces expostos e dutos entupidos. Esse déficit deve ser reposto através de obras de recuperação atraindo sobre si altos custos monetários. Outro problema de elevada magnitude é a impermeabilização do solo, aumentando o valor em metros cúbicos de água que irá ser despejada na calha do canal de escoamento.

Depreende-se disso que a conservação do solo em áreas urbanas visa à manutenção onde o sistema possa permanecer estável, havendo menor probabilidade de danos advindos da má utilização desse suporte paisagístico. A microbacia urbana confinada dentro do território da UFPB, encontra-se como meio intergrade, ou seja, em processo de estabilização. Mesmo havendo desgaste do conjunto pedológico, nota-se que não há processo de instabilidade acentuada, de forma que o ambiente situa-se em uma dinâmica onde a matéria que entra no sistema consegue ser processada sem causar danos.

A matéria referida é a pluviosidade com alta freqüência e elevada intensidade, tendo como elemento somador em sua magnitude a impermeabilização do relevo. Esse elemento passa a ter suas próprias características tornando-se o centro de observação, pois, ao concentrar a água precipitada para pontos específicos na microbacia, não só ocasiona distúrbios ligados ao desgaste do solo, como proporciona aumento do fluxo nas águas escoadas, criando enxurradas torrenciais nas áreas de declividade moderada ou forte e nas áreas de baixa declividade, ocasionando alagamentos. Porém, em trabalhos que visam à leitura da paisagem a partir da instrumentalização teórica da Ecogeografia não cabe apresentar formas de intervenção, no entanto é possível elaborar diagnósticos que dêem condições à tomada de decisão sobre a gerência dos efeitos causados pela ação dos elementos naturais e pela intervenção antrópica na paisagem. A partir dessa ótica infere-se inferir que uma área degradada (com alta instabilidade) tem condições de se tornar estável ou ao menos intermediária. Essas condições serão conduzidas na forma de intervenção humana com planos que conduzam uma alteração, de modo que cada ambiente recebe o elemento natural, ou seja, não há como interferir no elemento em si (caso da pluviosidade), mas é possível avaliar como essa pluviosidade entra no sistema induzindo uma agradação ou degradação à paisagem estudada.

Como forma de diagnosticar a microbacia confinada no território da UFPB, todos os dados possíveis foram levantados, construindo-se um arcabouço para que se possa proporcionar um entendimento do que vem ocorrendo nessa microbacia, desde sua gênese (enquanto microbacia) até sua atual estrutura. De posse dos dados sobre o ambiente (relevo, pluviosidade, antropismo) foi possível, através da Ecodinâmica, elaborar informações sobre a possibilidade de estabilização da área, preferindo não conduzir a pesquisa para o âmbito de recuperação, o que afastaria o foco deste trabalho que é o de encontrar o elemento determinante da dinâmica nessa microbacia e classificar seu estágio.

Neste estudo a microbacia foi classificada como sendo uma paisagem estável, com focos isolados de degradação proporcionados por precipitações concentradas, e ainda áreas de alagamentos e deposição sedimentar. Mesmo possuindo dinâmica intraconjuntos ora com freqüência maior de matéria de um dado conjunto (pluviométrico), ora entrada maior de intervenção antrópica, o balanço ambiental da microbacia está situado além do limiar de estabilidade. No entanto só foi possível verificar essa situação a partir da elaboração de projetos de intervenção ambiental. Embora não sendo um estudo com proposta de recuperação de áreas degradadas, foi necessário aplicar uma taxa de intervenção, optando pelo repovoamento vegetal. Como não cabe ao geógrafo ações que venham a modificar uma dada paisagem, fez-se uma intervenção primária, com poucas características antrópicas, de forma que, ao se utilizar a técnica de repovoamento vegetal, escolheu-se um plantio em curvas de nível com indivíduos com menos de 0,30 m, indivíduos que teriam a função de impedir que a serrapilheira fosse carreada através das enxurradas, o que faz diminuir o volume de água nas áreas de menor energia evitando alagamentos.

As observações acerca da microbacia urbana confinada dentro do território da UFPB levam a destacar que um ambiente com elevado nível de antropização onde os elementos naturais alteram o comportamento da paisagem, influenciam o comportamento antrópico, principalmente quando acarreta problemas como escorregamentos de massa e áreas alagáveis. Desse modo, estima-se que um ambiente antropizado pode continuar recebendo o mesmo número de matéria que recebia antes das alterações antrópicas, tendo porém o cuidado de planejar a forma de escoamento dessa mesma matéria, como é o caso da pluviosidade em áreas impermeabilizadas.

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