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Hipsometria

A hipsometria corresponde à quantificação das áreas por classes de altitudes, de forma a estabelecer a distribuição das respetivas frequências altimétricas (Rodrigues & Guimarães & Moreira, 2011; Lousada & Camacho, 2018). Uma das formas de representação mais simples é por meio de gráficos altitude/percentual, onde constará o percentual de área da bacia hidrográfica que se encontra em determinada cota altimétrica, conforme representado na Figura 46.

Figura 46 - Curva hipsométrica da bacia hidrográfica de Machico. (Fonte: Autor, 2020).

Outra forma de representação da hipsometria de uma bacia hidrográfica consiste na elaboração da carta hipsométrica, a qual “[…] é caracterizada por informar a altimetria da área, proporcionando uma

visão ampla do relevo e do rebaixamento do terreno (Soares & Piroli, 2019)”, Figura 47.

Figura 47 - Carta hipsométrica da bacia hidrográfica de Machico. (Fonte: Autor, 2020).

0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 1200,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 Co ta ( m )

A carta hipsométrica, Figura 47, apresenta a variação altimétrica da bacia hidrográfica de Machico, onde foram estabelecidas 5 classes altimétricas para efeito demonstrativo. Evidencia-se que quanto maior a quantidade de classes utilizadas, mais suave se torna a transição altimétrica. Por fim, é notório que “[…]

com recurso à cartografia digital e às ferramentas associadas aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), o estudo da hipsometria dos terrenos passou a ser facilitado […] (Lousada & Camacho, 2018)”.

Altitude e Altura Média

A altitude média, pode ser compreendida como o resultado do somatório dos produtos da altitude média entre duas curvas de nível consecutivas e do valor de área correspondente, em razão da área total da bacia hidrográfica (Rodrigues & Guimarães & Moreira, 2011; Camacho, 2015; Lousada & Camacho, 2018; Moura, 2019), conforme sugere a Equação 17.

Zm = ∑Zi × Ai

A Equação 17

Onde:

Zm = altitude média, em m;

Zi = altitude média entre curvas de nível, em m;

Ai = área entre as curvas de nível correspondentes à Zi, em km²; A = área da bacia hidrográfica, em km².

Este procedimento pode ser feito através da cartografia tradicional com a utilização da formulação supracitada, entretanto, com a utilização de softwares SIG este processo tornou-se muito mais fácil e simplificado. O mesmo se verifica para a obtenção da altura média, a qual pode ser calculada pela Equação 18.

Hm = ∑Hi × Ai

A = Zm − Zmín Equação 18

Onde:

Hm = altura média, em m;

Hi = altura média entre as curvas de nível, em m;

Ai = área entre curvas de nível correspondentes à Hi, em km²; A = área da bacia hidrográfica;

Zm = altitude média, em m; Zmín = altitude mínima, em m.

A única diferença entre estes dois parâmetros corresponde ao facto de a altura média considerar a cota mínima do terreno em sua composição. Contudo, para bacias hidrográficas cuja cota mínima coincida com o nível do mar, ambos os parâmetros possuirão o mesmo valor.

Coeficiente de Massividade

O coeficiente de massividade representa a razão da altitude média pela área da bacia hidrográfica. Segundo Borsato (2005), este índice busca, através da relação supracitada, caracterizar a bacia hidrográfica quanto à distribuição de terras baixas e altas, de modo que valores inferiores a 0,5 correspondem a bacias com distribuição maior de terras baixas. Este índice pode ser obtido através da Equação 19.

Cms =Hm

A Equação 19

Onde:

Cms = coeficiente de massividade, em m/km²; Hm = altura média, em m;

A = área da bacia hidrográfica, em km².

Coeficiente Orográfico

O coeficiente orográfico pode ser obtido através do produto entre a altitude média da bacia hidrográfica e o coeficiente de massividade (Tschiedel & Pickbrenner & Marcuzzo, 2012), Equação 20.

Co = Hm × Cms Equação 20

Onde:

Co = coeficiente orográfico, m²/km²; Hm = altura média, em m;

Cms = coeficiente de massividade, em m/km².

Perfil Longitudinal do Curso de Água

O perfil longitudinal de um curso de água estabelece a relação entre o desenvolvimento deste canal com a respetiva altimetria durante toda a sua extensão. A elaboração gráfica do perfil longitudinal pode ser feita a partir de mapas topográficos, desde que apresentem curvas de nível suficientes para que se consiga uma conformação topográfica (Costa & Lança, 2011; Lousada & Camacho, 2018). Entretanto, assim como a hipsometria, este processo pode ser facilitado através da utilização de softwares SIG e

Microsoft Excel, conforme pode ser verificado na Figura 48.

Figura 48 - Perfil longitudinal da ribeira de Machico. (Fonte: Autor, 2020).

Declives da Bacia Hidrográfica

O declive do terreno, nomeadamente a relação altimétrica com o comprimento do curso de água principal da bacia hidrográfica contribui consideravelmente para a capacidade de escoamento das águas

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Co ta ( m ) Distância à foz (m)

(Soares & Piroli, 2019). Neste sentido, quanto maior for o canal em declive, maior será a capacidade de escoamento superficial e consequentemente o arrastamento de outros materiais para jusante (Mota, 1995).

“A declividade influencia na infiltração e nos processos erosivos fluviais e pluviais, assim como na tipologia da vegetação […] contribui para a formação do solo e serve de indicador na definição de áreas de risco e restrição de uso […] a declividade dos rios pode ser associada à velocidade de escoamento e transporte de sedimentos (Soares & Piroli, 2019)”.

Evidenciada a importância dos declives numa bacia hidrográfica e a significativa influência no escoamento superficial, torna-se fulcral uma caracterização mais completa deste parâmetro. Os estudos de Rodrigues & Guimarães & Moreira (2011); Camacho (2015); Gonçalves (2016); Lousada & Camacho (2018) e Moura (2019) apontam os seguintes índices a serem determinados:

➢ Declive Médio do Curso de Água Principal: obtido através da razão entre a variação da cota máxima e mínima do canal pelo seu respetivo comprimento, conforme sugere a Equação 21; Dm =Hmáx − Hmín

L Equação 21

Onde:

Dm = declive médio do curso de água principal, em m/m; Hmáx = cota máxima do curso de água principal, em m; Hmín = cota mínima do curso de água principal, em m.

➢ Declive Equivalente do Curso de Água Principal: refere-se a uma reta hipotética que ao intercetar o perfil longitudinal o dividiria em duas partes com áreas iguais, podendo ser obtido através da Equação 22;

Deq=

Zeq − Zmín

L × 100 Equação 22

Onde:

Deq = declive equivalente, em %; Zeq = altitude equivalente, em m; Zmin = altitude mínima, em m.

Zeq =1 L× ∑(Zi+ Zi+1) × (Xi+1− X) − Zmín n−1 i=0 Equação 23 Onde:

L = comprimento do curso de água principal, em m; Zi = altitude do trecho “i”, em m;

Zi+1 = altitude do trecho subsequente “i+1”, em m;

Xi+1 = comprimento do trecho subsequente “i+1”, em m;

X = comprimento do trecho “i”, em m; Zmín = altitude mínima, em m.

➢ Declive 10-85: refere-se a um parâmetro que elimina os trechos do canal em estudo onde geralmente estão situados os declives mais acentuados, sendo estes compreendidos nos 10% iniciais e 15% finais do comprimento do canal. Este indicador pode ser obtido pela Equação 24;

D10−85=

Z85− Z10

0,75 × L Equação 24

Onde:

D10-85 = declive 10-85, em m/km;

Z85 = altitude do curso de água à 85% do seu comprimento, em m;

Z10 = altitude do curso de água à 10% do seu comprimento, em m;

L = comprimento do curso de água principal, em km.

➢ Índice de Relevo da Bacia: obtido através da razão entre a diferença da cota máxima e mínima da bacia hidrográfica e o seu respetivo comprimento, sendo obtido através da Equação 25; IRelevo=

Hbmáx − Hbmín 1000 × LB

Equação 25

Onde:

IRelevo = índice de relevo, em m/m;

Hbmáx = altura máxima da bacia hidrográfica, em m; Hbmín = altura mínima da bacia hidrográfica, em m; LB = comprimento da bacia hidrográfica, em m.

Através dos softwares SIG é possível a elaboração de mapas de declividades, Figura 49 e Figura 50, os quais permitem analisar e decidir o melhor uso e aproveitamento a fornecer ao solo (Soares & Piroli, 2019).

Figura 50 - Mapa de declive em percentagem da bacia hidrográfica de Machico. (Fonte: Autor, 2020).

“A determinação do declive médio da bacia hidrográfica encontra-se hoje facilitada com recurso aos softwares SIG e à cartografia digital. Os softwares SIG, possibilitam a obtenção do Modelo Digital do Terreno (MDT), a partir dos elementos topográficos e da rede hidrográfica, e daí, determinar um valor de declive associado a cada uma das malhas constituintes do MDT (Rodrigues & Guimarães & Moreira, 2011)”.