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ANÁLISE DA PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS DA BACIA E SUB-
BACIAS HIDROGRÁFICAS DO RIO DOCE
André Luiz Nascentes Coelho(a), André Luís Demuner Ramos(b)
(a) Departamento de Geografia, Universidade Federal do Espírito Santo, [email protected].
(b) Departamento de Geografia, Universidade Federal do Espírito Santo, [email protected].
Eixo: Dinâmica e gestão de bacias hidrográficas
Resumo
O presente estudo tem como objetivo principal fornecer um diagnóstico da produção de sedimentos apresentando um panorama das áreas com maior intensidade desses processos na bacia e sub-bacias hidrográficas do rio Doce a partir dos dados, a nível nacional, da SIGEL/ANNEL (2006) e Campanholi (2006). Para isso, foi realizado a delimitação da bacia em ambiente SIG e a extração e reclassificação dos dados de produção de sedimentos. Essa análise revelou que nas cabaceiras de drenagens das sub-bacias dos rios Carmo, Piracicaba e Santo Antônio, todas na margem esquerda do canal principal do rio Doce, são os setores em que apresentam as maiores taxas de produção de sedimentos, superiores a 200 ton/km²/ano. Este trabalho contribui para o melhor entendimento da dinâmica dos sistemas fluviais de médio e grande porte e para promover ações de controle e monitoramento, especialmente, daqueles desprovidos de análises / levantamentos dessa natureza.
Palavras chave: Geomorfologia fluvial; Taxa de Sedimentos; Diagnóstico de bacias hidrográficas; Sensoriamento Remoto; Geotecnologias.
1. Introdução
O cálculo da capacidade de produção de sedimentos em bacias hidrográficas no
Brasil é uma das atribuições da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, responsável
pelo gerenciamento e planejamento de energia elétrica do país, pois, segundo dados do BIG –
Banco de Informações de Geração (SIGEL/ANEEL, 2018) mais de 63% dessa energia
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provém das 677 Centrais Geradoras Hidrelétricas (CGHs); 425 Pequenas Centrais
Hidrelétricas (PCHs) e 220 Usinas Hidrelétricas (UHEs)1, que somados às características
ambientais, sobretudo, do clima operante, geologia, relevo, elevada produção de taxa de
intemperismo (pedogênese) e usos da terra, repercutem na produção de sedimentos nos
corredores fluviais, podendo, com o passar dos anos, comprometer a geração de energia, pelo
assoreamento dos reservatórios, exigindo, por sua vez, manutenções inesperadas de remoção
de parte destes sedimentos2.
Há também, com efeito, a elevação das calhas dos rios pelos grandes depósitos de
sedimentos (assoreamento), resultando em mudanças na dinâmica e formas de relevo fluvial,
intensificando a ocorrência de cheias como constatado, no canal principal do rio Doce em
vários segmentos e em parte das áreas urbanas próximas as margens como Governador
Valadares – MG; Colatina – ES, entre outras (COELHO, 2007).
Com o propósito de identificar a produção de sedimentos anuais das bacias
brasileiras a SIGEL/ANNEL (2006), a partir do estudo de Campanholi (2006), realizou o
cruzamento de dados/informações (geologia/geomorfologia, solo, hipsometria, uso da terra e
pluviosidade) de outras agências/órgãos (ANA, CPRM, IBGE, EMBRAPA e INMET),
gerando uma cartografia da produção de sedimentos a nível nacional.
Nessa perspectiva, o presente trabalho tem como objetivo fornecer um diagnóstico de
produção de sedimentos na Bacia Hidrográfica do Rio Doce e sub-bacias com base nos dados
da SIGEL/ANEEL (2006) e Campanholi (2006), apresentando um panorama das áreas com
maior intensidade desses processos, contribuindo para o aprimoramento de técnicas de
investigação e para promover ações de monitoramento e gestão.
1 Segundo a ANNEL (2009) a potência instalada é que determina o tipo de usina hidrelétrica: classificada em 3:
CGHs - Centrais Geradoras Hidrelétricas (com até 1 MW de potência instalada), PCHs - Pequenas Centrais Hidrelétricas (entre 1,1 MW e 30 MW) e Usina Hidrelétrica de Energia (UHE, com mais de 30 MW).
2 De acordo com a WCD - World Commission on Dams (2000), estima-se que a capacidade total de água doce
em represas é perdida a uma taxa de 0,5 a 1,0% ao ano devido ao assoreamento em todo o mundo, podendo em um prazo de 25 a 50 anos perder uma quarta parte da capacidade de armazenamento de água doce em represas.
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Destaca-se que Bacia Hidrográfica do Rio Doce, segundo estudos realizados por
Lima et al. (2005) e Almeida e Carvalho (1993) é considerada uma das mais prolíficas na
produção de sedimentos do país, mesmo comparado com outras bacias de maior extensão,
apresentando um histórico de problemas de assoreamentos acima da normalidade ao longo da
calha principal e nos reservatórios, como Sá Carvalho; Salto Grande; G. Amorim e
Mascarenhas, com elevado potencial de sedimentação.
2. Materiais e Métodos
Para que os objetivos propostos neste estudo fossem alcançados, o mesmo foi
dividido etapas, partindo da aquisição de referencial bibliográfico sobre o assunto, incluindo a
caracterização da bacia efetuada por Coelho (2007), seguido da obtenção de dados como
produção de sedimentos no SIGEL – Sistema de Informações Georreferenciadas do Setor
Elétrico da ANEEL (2006); aquisição de dados de interferometria da missão SRTM (Shuttle
Radar Topography Mission), além de outros planos de informações apresentados na Tabela I.
Tabela I – Planos de Informações Utilizados
DADO ORIGEM/ANO ESCALA
Cartas Topográficas IBGE (1975 e 2017) 1:250.000 Corpo d’água IBGE (2017) 1:100.000 Dado SRTM EMBRAPA (2005) 1:250.000
Limite Estadual SIGEL/ANNEL (2018) 1:100.000 Localidades IBGE (2017) 1:10.000
Produção de Sedimentos SIGEL/ANNEL (2006) 1:1.000.000 Usinas Hidreléticas SIGEL/ANNEL (2018) 1:10.000
O processamento dos planos de informações (Tabela I) foi realizado no aplicativo
computacional de Sistema de Informações Geográficas (SIG) ArcGIS 10.5, empregando o
sistema de projeção Universal Transversa de Mercator (UTM), Datum SIRGAS-2000, com o
mapeamento produzido de acordo com a padronização cartográfica proposta por Menezes e
Fernandes (2013) e e Slocum et al. (2008).
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Em outra etapa, com os planos de informações no SIG, prosseguiu-se com a
aplicação das funções de traçar automaticamente o polígono da bacia e a hierarquia fluvial,
seguido da nomeação dos principais rios, seleção das principais sub-bacias, empreendimentos
hidrelétricos e elaboração da cartografia e quantificação da produção de sedimentos,
reclassificados em Baixo (< 70 ton/km²/ano); Médio (70 a 200 ton/km²/ano); e Alta (acima de
200 ton/km²/ano), seguida das campanhas de campo.
3. Resultados e Discussões: (re)caractarização da bacia e produção de sedimentos
A bacia hidrográfica do rio Doce está localizada na região sudeste do Brasil (Figura
1) cobrindo uma área: 83.465 km², dos quais 86% pertencem ao estado de Minas Gerais e o
restante (14%) ao estado do Espírito Santo. Apresenta o perímetro de 2.848,6 km e um
comprimento total do canal principal (Lcp): 853 km da nascente à foz (COELHO, 2007).
Figura 1. Bacia do Rio Doce: localização e rios principais.
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A classificação hierárquica, baseada na proposta de Strahler (1952), possibilita
analisar aspectos fisicos da bacia como tamanho de um trecho da rede fluvial, baseando-se na
hierarquia dos afluentes; identificação das sub-bacias mais representativas; número de canais;
densidade/locais de alagamentos, como também, auxiliar no seu gerenciamento físico-
econômico.
Considerando a hierarquia gerada com as técnicas de SIG, cartografada a partir da 5ª
ordem (Figura 2), a maior delas, de 10ª ordem, é formada a partir da confluência do rio
Piracicaba com o rio Doce, no Vale do Aço, e todas as de 9ª ordem estão situadas no estado
mineiro com a maior parte destas localizadas na margem esquerda, como na confluência do
rio do Carmo com o no Doce, rio Santa Bárbara com o rio Piracicaba, rio Santo Antônio com
o rio do Peixe, rio Suaçuí Grande com o rio Ucuponga e, pela margem direita, a confluência
do rio Procrane com o rio Manhuaçu. No estado Capixaba, a maior hierarquia são para os rios
São José, Pancas, pela margem esquerda, e rio Guandu, pela direita, todos de 7ª ordem.
Com base na classificação hierárquica foi elaborado, também com as técnicas de
SIG, o mapa das sub-bacias mais representativas (com exutório/desembocadura no corredor
fluvial do rio Doce), possibilitando delimitar um total de 24 (Tabela II e Figura 3),
destacando-se, entre elas, as do rio Suaçuí/Itabacurí, a noroeste da bacia, com uma área de
12.614 km² (15,1 % da bacia); rio Santo Antônio com 10.563 km² (12,7 % da bacia); rio
Manhuaçu com 8.940 km² (10,7 % da bacia); rio Piracicaba com 5.517 km² (6,6 %); todas
estas localizadas no estado de Minas Gerais. A maior sub-bacia do estado Capixaba é a do rio
São José, com uma área de 2.343 km² (2,8 % da bacia), que deságua na maior lagoa natural da
Bacia Hidrográfica do Rio Doce, a Juparanã no município de Linhares – ES.
A partir do polígono da bacia e sub-bacias foram adicionados os dados
correspondentes aos empreendimentos hidrelétricos (SIGEL/ANNEL, 2018), a Produção de
Sedimentos na Bacia do Rio Doce (SIGEL/ANNEL, 2006) e, posteriormente, a realização de
trabalhos de campo, a fim de confrontar os dados com a realidade.
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Figura 2. Hierarquia fluvial da Bacia Hidrográfica do Rio Doce.
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Tabela II – Bacia do Rio Doce e Sub-bacias: valores áreais e produção de sedimentos
Obs.: os percentuais sublinhados ocorrem em mais de 50% da classe Média ou Baixa. Não hove percentuais superiores a 50% na classe
Ord
em
Per
cent
ual
Ord
em
Per
cent
ual
Ord
em
Per
cent
ual
1 Xopotó 2,5% 2.101,8 22 37,8% 10 27,7% 1 34,6%2 Piranga 2,4% 2.034,2 20 43,0% 6 33,8% 2 23,2%3 Carmo 2,8% 2.313,1 18 64,8% 14 19,4% 3 15,8%4 Turvo limpo 1,0% 857,6 24 21,1% 2 78,9% 15 0,0%5 Rio Casca 3,0% 2.513,0 25 17,8% 1 82,2% 14 0,0%6 Piracicaba 6,6% 5.517,1 14 69,9% 15 16,1% 4 14,0%7 Rio Matipó 3,1% 2.547,2 23 21,6% 3 78,4% 16 0,0%8 Sacramento 1,0% 861,5 19 47,1% 5 52,9% 17 0,0%9 Santo Antônio 12,7% 10.563,1 10 79,6% 21 10,2% 5 10,2%10 Caratinga 3,9% 3.265,9 15 69,5% 9 30,5% 19 0,0%11 Corrente 3,1% 2.557,7 7 86,3% 17 13,7% 20 0,0%12 Tronqueiras 2,1% 1.718,2 4 88,3% 20 11,7% 22 0,0%13 Suaçuí / Itabacurí 15,1% 12.614,4 6 87,9% 22 10,0% 9 2,1%14 Sta Helena 0,6% 507,4 2 100,0% 25 0,0% 25 0,0%15 Laranjeiras 0,9% 784,4 5 88,2% 19 11,8% 21 0,0%16 Emé 1,1% 917,6 3 99,6% 23 0,4% 23 0,0%17 Resplendor 1,0% 864,3 1 100,0% 24 0,0% 24 0,0%18 Manhuaçu 10,7% 8.940,1 12 72,5% 11 26,8% 12 0,7%19 Guandu 2,6% 2.182,7 13 70,6% 12 22,9% 6 6,4%20 Pancas 1,4% 1.189,9 16 68,5% 7 31,5% 18 0,0%21 Santa Joana 1,1% 902,4 8 86,2% 18 13,3% 13 0,5%22 Sta M. do R. Doce 1,1% 952,8 11 73,6% 13 21,6% 7 4,8%23 São José 2,8% 2.343,5 17 68,1% 8 30,9% 11 1,0%24 Bananal 0,4% 336,0 21 41,4% 4 56,7% 10 2,0%- Corredor Fluvial 16,9% 14.079,3 9 82,4% 16 15,3% 8 2,3%
100% 83.465 72,70% 22,10% 5,10%
MÉDIO ALTO
Nom
e
Nú
mer
o
Per
cen
tual
Áre
a
TOTAIS
< 70 ton/km²/ano< 70 a 200
ton/km²/ano> 200
ton/km²/ano
BAIXO
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Figura 3 – Cartografia da produção de sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce. .
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As averiguações em campo das áreas cartografadas apresentaram-se satisfatórias
como, por exemplo, a região mineira com elevado índice de erosão próxima à sede municipal
de Santo Antônio do Pontal a Noroeste de Governador Valadares em direção à sede municipal
de Coroaci (Figura 5), coincidindo com os valores e locais de maior produção de sedimentos.
Figura 4 – Área próxima a sede de Santo Antônio do Pontal (Noroeste de Governador Valadares) coincidindo com os locais de maior produção de sedimentos. Foto: André L. N. Coelho.
Analisando a cartografia de produção de sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio
Doce como um todo (Figura 3 e Tabela II) revela que mais de 72% apresenta taxa de
produção Baixa com valores inferiores a 70 ton/km²/ano, situados, sobretudo na porção
centro-oeste da bacia e nos entornos das cidades de Ipatinga (MG), Governador Valadares
(MG) e Baixo Guandu (ES). Já as taxas de produção de sedimentos Média a Alta estão
situadas nos setores extremo-oeste e sudoeste da bacia com valores acima de 70 ton/km²/ano,
sendo locais, segundo com Coelho (2007), que ocorrem os maiores valores de precipitação
pluviométrica anual, superiores a 1.400 mm/a.
Já a análise da produção de sedimentos por sub-bacia (Tabela II e Figura 3) revela
que a Alta taxa, superior a 200 ton/km²/ano, abrange as sub-bacias do Xotopó cobrindo 36%
da área, seguida do Piranga que cobre 23,2% de sua bacia, além da sub-bacia do Carmo
cobrindo 15,8% de sua área, todas estas localizadas no sudoeste da Bacia Hidrográfica do Rio
Doce, na serra da Mantiqueira.
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Já os valores médios de produção de sedimentos, entre 70 a 200 ton/km²/ano, são
observados nas sub-bacias do rio Casca cobrindo 82,2% de sua área, Tuvo Limpo (combrindo
78,9% da sub-bacia), e o rio Matipó com 78,4%, todas situadas no estado de Minas Gerais.
No estado do Espiríto Santo destaca-se os valores médios de produção de sedimentos para a
sub-bacia do Bananal cobrindo 56% de sua área.
A cartografia (Figura 3), apresenta também, a distribuição dos 70 empreendimentos
hidrelétricos da bacia do rio Doce, categorizados e quantificados em 35 Centrais Geradoras
Hidrelétricas (CGHs); 20 Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) e 15 Usinas Hidrelétricas
(UHEs), estando 65 no estado de Minas Gerais e, apenas, 5 no estado do Espírito Santo.
A análise de quantidade das hidrelétricas por sub-bacia (Figura 3) revela, em ordem
decrescente, que a sub-bacia do rio Manhuaçu possui um total de 16, seguido da sub-bacia do
rio Piracicaba com 7, sub-bacia do Carmo com 6 e as sub-bacias do Santo Antônio e Matipó
com 5 cada.
Avaliando conjuntamente os locais que possuem empreendimentos hidrelétricos por
sub-bacia e apresentam Média a Alta produção de sedimentos (superior a 70 ton/km²/ano) o
destaque fica as sub-bacias do Piracicaba cobrindo 35,2% de sua área e Carmo com 30,1% de
seu polígono, ambos, abrangendo 13 empreendimentos hidrelétricos. Outro destaque fica
para o rio Matipó que apresenta mais de 78% de sua sub-bacia com produção de sedimentos
entre 70 a 200 ton/km²/ano possuindo 5 hidrelétricas.
4. Considerações finais
O uso desta técnica colocou em envidência que as cabaceiras de drenagens das sub-
bacias dos rios Carmo, Piracicaba e Santo Antônio, todas na margem esquerda do rio Doce,
são os setores em que apresentam as maiores taxas de produção de sedimentos, superiores a
200 ton/km²/ano. Já nas nascentes do Rio Doce (sub-bacias dos rios: Xopotó e Piranga)
apresentam setores em que a produção de sedimentos varia entre 200 a 400 ton/km²/ano;
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Nos setores do médio e baixo rio Doce, a partir de Governador Valadares – MG a
Colatina – ES, em ambas as margens, sobretudo à direita a produção de sedimentos é
considerada baixa se comparada com as sub-bacias citadas acima, apresentando produção de
sedimentos entre 5 a 70 ton/km²/ano. A confrontação do mapa de sedimentos com outras
informações cartográficas e documentais da bacia, a exemplo, da precipitação pluviométrica
anual (COELHO, 2007), aponta que os maiores valores de precipitação estão situados nas
nascentes a exemplo dos rios Xopotó e Piranga e margem esquerda do alto rio Doce
(superiores a 1.400 mm/a), coincidindo com os valores de maior produção de sedimentos.
A cartografia apresenta também os locais, as tipologias e as quantidades de
empreendimentos hidrelétricos em operação com um total de 70, distribuídos mais no centro-
oeste e sudeste da bacia, coincidentemente, em locais em que ocorrem os maiores volumes de
chuvas anuais. Evidencia ainda, que as usinas na sub-bacia do rio Matipó estão entre as mais
susceptíveis ao processo de assoreamento dos reservatórios por sedimentação.
Por fim, o emprego desta metodologia possibilita a apresentação de um panorama da
produção de sedimentos de médios e grandes sistemas fluviais (escala de bacia e sub-bacias)
contribuindo para ações de controle e monitoramento, sobretudo, dos rios destituídos de
análises/levantamentos dessa natureza.
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