Pesquisas Ecológicas de Longa Duração PELD 2007 1 Capítulo 1 Geologia e Geomorfologia Relatório Anual / PELD A Planície Alagáveldo Alto Rio Paraná - Sítio 6 Capítulo 1 Geologia e Geomorfologia Introdução A hipótese de trabalho que vem sendo adotada há alguns anos baseia-se no fato de que a construção da barragem de Porto Primavera afetou o segmento fluvial situado à jusante dela. Um dos efeitos, a redução de carga sedimentar, alterou o leito móvel do rio, e outro, o controle de descarga, afetou a dinâmica hidráulica (SOUZA FILHO, 2007). De acordo com o autor, a resposta a ambas modificações estaria ocorrendo sob a forma de um ajuste fluvial iniciado na parte montante, e que se propaga para jusante ao longo do tempo. Esse ajuste é considerado como uma onda impactante (STEVAUX, 2007), que se propaga rio abaixo a partir da barragem de Porto Primavera. Tal ajuste ocorreria da seguinte forma: 1) aporte de areia mais fina, maior mobilidade do talvegue, e incremento da erosão marginal; 2) remoção das areias mais finas e diminuição das formas de leito, menor mobilidade do talvegue; 3) formação de depósitos residuais, posicionamento de um talvegue retilíneo, e diminuição da erosão marginal; 4) remoção dos depósitos residuais, erosão do leito associada à fixação do talvegue, e diminuição da área atingida pelas cheias (SOUZA FILHO, 2007). O processo deve prosseguir para jusante até que haja aporte sedimentar suficiente para a reposição da carga, e deve persistir enquanto o canal não estabelecer um novo perfil de equilíbrio. Nesse caso, os principais afluentes (rios Paranapanema, Ivinheima e Ivaí) poderiam ter um papel importante no que diz respeito ao aporte de sedimentos no canal principal. Esta nova situação pode fazer com que o padrão de canal seja completamente modificado, conforme descrito por Petts (1979); Han & Tong (1983); Williams & Wolman (1984), Chein (1984, 1985), Miller et al. (1993), Souza Filho (1999), Bogen & Bonsnes (2000), Souza Filho et al. (2003), entre outros. No caso da hipótese de trabalho estar correta, o segmento fluvial do rio Paraná situado à jusante de Porto Primavera deve apresentar diferentes situações de montante para jusante. Na parte mais alta, o canal será erosivo, com fundo rochoso e talvegue fixo, a velocidade de fluxo será mais baixa junto às margens, permitindo que: 1) haja persistência de barras fluviais de textura grosa (areia grossa e seixos) e mobilidade reduzida; 2) a erosão marginal tenha baixa intensidade.
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2007 Relatório Anual / PELD A Planície Alagáveldo Alto Rio ... › Relat2007 › pdf › capitulo_1.pdf · descargas naturais, o de 1972 a 1981 como o de influência dos reservatórios,
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Para a realização dessa estimativa foi necessário fazer o registro das imagens, a
correção atmosférica e a transformação de tons de cinza em valores espectrais. Depois
disso cada uma das bandas teve a área de água selecionada e recortada, e asinformações passaram por fatiamento (“slicing”). Alem do tratamento das imagens,
foram realizadas coletas de campo para a obtenção de dados de concentração de
sedimentos em suspensão, transparência, profundidade e velocidade de fluxo. Ascoletas foram realizadas nos dias de passagem do satélite CBERS 2.
Uma das conseqüências previstas para as áreas afetadas é a modificação da
abrangência das cheias (SOUZA FILHO, 1999; ROCHA, 2002; SOUZA FILHO et
al 2004). A avaliação dessa variável foi realizada por Comunello (2001) e por
Meurer (2004), mas ambos abordaram a situação anterior à barragem. A
continuidade dos trabalhos está sendo realizada por meio da modelagem datopografia da planície fluvial a partir de dados da SRTM e fotogrametria. Este
trabalho encontra-se em fase final e é parte integrante do projeto de mestrado de
Ismar Renan Alves de Andrade.
Avaliação da velocidade de prop agação, e alcance da onda imp actante
A velocidade de propagação da onda impactante está relacionada ao ritmo comque o rio realiza: 1) o aporte da fração mais fina na porção não afetada; 2) a remoção
da porção mais fina na parte em que o processo foi iniciado; 3) a movimentação
das formas residuais; 4) a fixação do talvegue; e 5) a redução da erosão marginal.
Assim, a velocidade de propagação depende do transporte fluvial, da re-suspensão
de sedimentos de fundo, e da velocidade de movimentação das formas de leito,
processos relacionados à competência do canal. Por sua vez, a competência depende
da velocidade de fluxo, e esta é controlada pela descarga, profundidade e gradiente
do leito.
Uma vez que a descarga varia diariamente, e o gradiente do leito e a profundidadevariam ao longo do canal e ao longo do tempo, a velocidade de propagação depende
dessas variações. Posto isso, a avaliação da velocidade deve ser feita em prazo longo
para minimizar os efeitos das variações diárias da descarga, e deve contemplar osdiversos processos envolvidos, porque pode não haver sincronia entre eles, já que
cada um pode ter uma velocidade própria.
Dessa maneira, o levantamento das características das formas de leito (composição,forma e dinâmica), e da hidrodinâmica de diversos segmentos do rio, aliado ao
levantamento de informação da erosão marginal e da carga suspensa por meio de
imagens, efetuados para a comprovação da hipótese serviram de base para aestimativa do tempo necessário para a mudança de estado de cada local estudado.
Figura 6: Hidrograma de vazões diárias normalizado em relação à vazão média de cadaperíodo para a estação hidrológica de Porto São José. (SILVA, 2007).
Figura 7: Hidrograma de vazões diárias normalizado em relação à vazão média de cadaperíodo para a estação hidrológica de Guaíra. (SILVA, 2007).
Em ambas as estações o período posterior á barragem apresenta valores de descarga
menor para cada período de recorrência, o que indica uma diminuição da freqüência
das descargas mais elevadas. Ou seja, após 1998, o intervalo de recorrência de
uma descarga de 20.000 m³/s é o mesmo que o de uma vazão de 30.000 m³/s no
período entre 1982 e 1998 em Porto São José. Na estação de Guaira a relação é
ainda pior, uma vez que a recorrência da descarga de 20.000 m³/s é a mesma que
a de 37.000 m³/s. Tais dados indicam que a freqüência com que a planície pode
ser completamente inundada diminuiu consideravelmente.
A comparação entre o primeiro e o segundo período mostra que em Porto São
José as descargas inferiores a 25.000 m³/s passaram a ser menos freqüentes,
enquanto que as descargas superiores ao referido valor tornaram-se mais comuns.
O mesmo ocorre na estação de Guaira com os valores inferiores e superiores a
20.000 m³/s. Contudo, a análise do significado desses dados é prejudicada pela
ocorrência da cheia de 1982-1983, que foi o evento de maior magnitude e
permanência já registrado no rio Paraná.
A permanência de determinadas classes de descarga já havia sido realizada por
Rocha (2002), mas conforme mencionado, a análise abordou o período pré-
barragem. A abordagem de Silva (2007) permitiu verificar que o fechamento da
barragem de Porto Primavera proporcionou uma marcada permanência de
descargas baixas e médias, alem do surgimento de picos de curta duração e de
menor magnitude (figura 9).
A comparação entre o primeiro e o segundo período indica que um aumento da
permanência das descargas mais baixas, confirmando o controle exercido pelas
barragens da bacia no que diz respeito aos valores mínimos.
Figura 9: Curva de porcentagem de duração de fluxos para a estação hidrológica de PortoSão José, em períodos distintos, excluído o ano de 1983. (SILVA, 2007).
Media ± Erro padrão dias em Limnofasedias em Potamofase
1.-1964-19712.-1972-19813.-1982-19974.-1998-2004
Qb=2136, p(QbNULL>=Qb)= 0.1594
Qb=26167, p(QbNULL>=Qb)= 0.1546
C
1 2 3 4
Períodos hidrológicos
0
2
4
6
8
10
12
#de
Pul
sos
com
plet
os
Pot
amof
ases
elim
nofa
ses
Pulsos completosPotamofasesLimnofases
Qb= 170.79, p(QbNULL>=Qb)= 0.0004
1 s.d. 2,3 e 4 (p<0.01)
Qb= 146.19, p(QbNULL>=Qb)= 0.0004
Qb= 1470.43, p(QbNULL>=Qb)= 0.004
1.-1964-19712.-1972-19813.-1982-19974.-1998-2004
**
**
D
1 2 3 4
Períodos hidrológicos
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Am
plitu
dede
puls
osco
mpl
etos
1.-1964-19712.-1972-19813.-1982-19974.-1998-2004
Qb=134160; p(Qb nulo =Qb)=0.0004
*
*1 s.d. 2,3,4 (p<0.001)
Media ± Erro padrão
E
1 2 3 4
Períodos hidrológicos
0
20
40
60
80
100
120
140
Am
plitu
dede
Lim
nofa
se
1.-1964-19712.-1972-19813.-1982-19974.-1998-2004
Qb=88564; p(Qb nulo =Qb)=0.0004
*
*1 s.d. 2,3,4 (p<0.001)
Media ± Erro padrão
F
# de
dia
s em
pot
amof
ase
e Li
mno
fase
Tais variações embora tenham sido de pequena magnitude, foram suficientes para
ultrapassar o nível de 3,5 m em Porto São José.
No caso da intensidade, verificou-se diminuição nos valores médios desde o período
1964-1971, observando-se os menores valores no período 1998-2006, o qual
apresentou diferenças altamente significativas com todos os outros períodos
considerados (p<0.01, Figura 12B).
As amplitudes de limnofases e pulsos completos do período 1964 -1971 foram
significativamente diferentes (p<0.01) dos outros três períodos considerados
(Figura 11E e 11F). A amplitude das potamofases foi diferente somente entre o
primeiro e o último período (p<0,01, Figura 12A). O período posterior ao
fechamento de Porto Primavera apresentou sempre os menores valores para a
amplitude destas três variáveis.
Figura 1 1: A: Atributos do ciclo hidrológico estudado P. -potamofase, L. - Limnofase, PC.-pulso completo (P+L), I. - intensidade (nível máximo de uma P), A. - duração do evento,ND.- nível de transbordamento; B: Anova da elasticidade;C: Anova da quantidade dedias/ano em potamofase e limnofase; D: Anova da quantidade de pulsos completos,potamofases e limnofases, E: Anova da amplitude media de pulsos completos, F:Anova da amplitude media de limnofases. (IBARRA & SOUZA FILHO, 2007).
Outras importantes informações foram obtidas a partir da análise do coeficiente
de variabilidade dos registros médios e dos registros diários (tabela 2). Assim,
pode ser observado que a variabilidade das medias das cotas oscilou entre 14% -
29.47%. Se comparados com os anos de descarga de menor variabilidade (1969
seca extrema e 1983 cheia extrema), observa-se que a variabilidade anual do
período é somente comparável com a do ano 1983, no qual teve lugar o evento
de “El Niño” e a planície permaneceu sob água por quase dois anos.
Já a variabilidade do ano 1969 está de acordo com os padrões históricos (Arenas-
Ibarra; Souza Filho em preparação). Se comparada com a do rio Ivinheima, a
variabilidade é claramente superior ao esperado. No caso dos coeficientes de
variabilidade diária os valores oscilaram entre 2,14% e 4,14% e as máximas entre
10% e 22,34%, enquanto os do rio Ivinheima variaram entre 0,74% a 08% com
máximos entre 5,07% e 7,01%. Como pode ser observado, a diferença chega a ser
de três vezes maior.
Figura 12: A: Anova da amplitude media de potamofases; B: Anova da intensidade depotamofase. (IBARRA & SOUZA FILHO, 2007).
Tabela 2: CVM, CVD, CVDMX: Coeficiente de variabilidade das médias (CVM) e dos registrosdiário (7, 12, 19,24 hs) media (CVD) e coeficiente de variabilidade diário máximo(CVDMX) do rios Paraná e Ivinheima, valores expressos em percentagem.SR: semregistro. (IBARRA & SOUZA FILHO, 2007).
Cálculo do peso: O valor de porosidade (p) adotado de 0,4 foi sugerido por um
grande número de autores como o mais aproximado para areia fina à média,
granulometria predominante nas amostras coletadas no rio Paraná (STEVAUX &
TAKEDA, 1995, ORFEO & STEVAUX, 2002 e CRISPIM 2000). Assim, para o
calculo do peso do material transportado usa-se o valor 1 – p (que corresponde ao
volume total de sedimento menos a porosidade obtendo-se o volume apenas do
material transportado) sendo esse produto multiplicado posteriormente pela
densidade do quartzo (0,265 ton/m3). O resultado obtido corresponde ao peso
(em toneladas) do material transportado por unidade de tempo (no caso dia).
Cálculo da velocidade: O método pressupõe formas de leito em equilíbrio, ou seja,
as dunas mantêm sua forma à medida em que migram para jusante a uma certa
velocidade (d/”t), menor que a velocidade da corrente (AMSLER & PRENDES,
2000) ( Fig. 18A). Essa condição foi encontrada no rio Paraná por Lima et al.
(1990) e Stevaux et al. (2004), possibilitando assim a aplicação desta metodologia.
Figura 18A: Deslocamento (d) de dunas durante dois levantamentos (L1 e L2) em períodosdiferentes. (H – altura das dunas; ë – comprimento da duna). A velocidade dedeslocamento é dada pelo coeficiente d/”t - deslocamento/tempo entre L1 e L2.Modificado de Amsler & Prendes (2000).
O procedimento para avaliar a hidrodinâmica fluvial é realizado
concomitantemente aos levantamentos batimétricos, por meio do uso de ADCP.
Dessa forma, os dados de transporte fluvial são obtidos em conjunto com os dados
hidrodinâmicas.
Conforme mencionado, as áreas estudadas foram os segmentos fluviais situados
junto à ilha Óleo Cru, Porto São José, Porto 18, e Porto Camargo.
O trecho situado junto á ilha Óleo Cru vem sendo progressivamente desprovido de
sedimentos de fundo, conforme demonstrado por Hayakawa (2007). Em 2004 o
segmento já apresentava uma porção significativa de leito rochoso (figura 19A), e
em 2006 não mais apresenta leito móvel, a não ser nas partes montante e jusante
onde ainda ocorrem duas barras fluviais (FUJITA, 2007).
Alem disso, a remoção do leito móvel proporcionou o aparecimento de áreas
profundas, provavelmente associadas a linhas de falha, uma vez que elas são lineares
(figura 19A) e representam locais em que o substrato é mais facilmente erodido.
Uma dessas formas (Fundão) foi estudada por Fujita (2007), que realizou
levantamentos ecobatimétricos no segmento, mostrando que a profundidade delas
pode chegar a mais de 20 m. Os levantamentos realizados em outubro de 2006
incluíram medidas de velocidade de fluxo no canal ao logo da ilha Óleo Cru. Os
resultados relativos ao “fundão” encontram-se na figura 21A. Os dados de
velocidade de fluxo mostram que a permanência das condições encontradas em
2005 por Hayakawa (2007).
Figura 21A: Perfis ecobatimétricos e de velocidades de fluxo levantados de montante (acima)para jusante (abaixo), ao longo de uma das áreas aprofundadas (fundão). (modificadode FUGITA, 2007).
Os referidos levantamentos permitiram a elaboração de mapas batimétricos do
canal do rio Paraná, conforme pode ser observado na figura 22A.
Figura 22A: Mapa batimétrico do canal do rio Paraná (maio de 2006). A área mais escurarepresenta as curvas de profundidade do “fundão”. (modificado de FUJITA, 2007).
O segmento de Porto São José é uma seção nodal (canal único) que vem sendo
monitorada desde a década de 90, e acumula diversos tipos de estudos
Na figura 23, observa-se que as formas de leito encontram-se com tamanho
reduzido, mas ainda são lineares, contínuas e regularmente espaçadas
(sandwaves). Por sua vez, a distribuição das velocidades de fluxo mostra a mesma
tendência registrada na ilha Óleo Crú, ou seja, as linhas de velocidade mais altas
encontram-se no centro do canal.
Figura 23: Morfologia do leito do rio Paraná (acima), e o perfil de velocidades de fluxo (abaixo)em Porto São José, em setembro de 2005. (STEVAUX, 2007).
A avaliação do transporte de fundo havia sido realizada por Martins (2004) e os
levantamentos de campo de julho de 2005 e maio de 2006 obtiveram novos
resultados. Os dados levantados em janeiro de 2007 não permitiram a realização
do cálculo porque as dunas sub-aquosas mudaram sua forma. Os resultados obtidos
estão expostos na tabela 3.
Figura 26: Perfis eco-batimétricos longitudinais levantados em Porto São José em dezembrode 2003 (acima), julho de 2005, maio de 2006, e janeiro de 2007 (abaixo), para aavaliação do transporte de fundo. (MARTINS & STEVAUX, 2005; STEVAUX, 2006).M
Os resultados das avaliações de transporte de carga de fundo e de velocidade de
deslocamento das formas de leito encontram-se na tabela 6. As diferenças de
velocidade de deslocamento e de quantidade de material transportado estão
relacionadas aa diferença de descarga entre ambas as datas, da mesma forma que
as diferenças de velocidade de fluxo.
O transporte de sedimentos suspensos
A instalação da barragem de Porto Primavera promoveu um severo corte na
concentração de sedimentos em suspensão. A avaliação efetuada pela ITAIPÚ no
período 1988 a 1989 na seção de Porto São José demonstrou que a concentração
média da carga suspensa foi de 24 mg/l, com variação sazonal entre 10 mg/l, em
cheia, e 30 mg/l, na estiagem, conforme discutido por Stevaux (1993).
Após o desvio de primeira fase, realizado em 1992, as avaliações efetuadas em
1994 e 1995 (STEVAUX & ORFEO, 1995) demonstraram que a concentração média
diminuiu para 14,74 %, e os valores máximos passaram a ocorrer em período de
cheia (31,6 mg/l em janeiro de 1995). Tal informação indicava que a sazonalidade
da distribuição de carga em suspensão havia sido modificada, e que a elevação de
nível causada pelo desvio do rio era suficiente para diminuir a carga suspensa em
águas baixas.
Após o fechamento da barragem, a água do rio mudou sua coloração e
transparência, e os trabalhos realizados para a avaliação da concentração da carga
suspensa em Porto Primavera e em Porto São José mostraram que os valores
haviam sido modificados.
O trabalho de Rocha (2001) abordou a distribuição da carga suspensa ao longo do
ano 2000 em Porto Primavera, enquanto o trabalho de Crispim (2001) abordou a
distribuição em Porto São José (figura 31).
Os dados obtidos mostraram que durante o ano de 2000, a concentração média da
carga suspensa foi de 0,95 mg/l em Porto Primavera, e de 10,9 mg/l em Porto São
José. Tais valores demonstram que havia um aumento da concentração de
Velocidade de deslocamento Transporte de carga de fundo (m/mês) (ton/dia)
Setembro 2005 49,50 1715,41
Maio 2006 54,0 1887,86
Tabela 6: Velocidade de deslocamento das formas de leito e transporte de carga de fundo nocanal esquerdo do rio Paraná em Porto Camargo. (STEVAUX, 2007).
montante para jusante, proporcionado pela erosão marginal e re-suspensão do
leito. A incorporação de sedimentos pela erosão marginal é comprovada pela
distribuição dos valores entre os pontos, já que os pontos P1 e P4 mostraram
maiores valores absolutos.
A avaliação sazonal demonstrou que à época a concentração de sedimentos
aumentava conforme o aumento da descarga. Os dados mostravam que em águas
altas havia maior fornecimento de sedimentos pela barragem, e que o aporte de
material das margens era maior, uma vez que a erosão marginal se intensificava.
Figura 31: Distribuição temporal da concentração de sedimentos suspensos em PortoPrimavera e em Porto São José ao longo do ano 2000. Os pontos distribuem-se damargem esquerda (P1) até a margem direita (P4). (ROCHA, 2001; CRISPIM, 2001).
fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez janP4
P3
P2
P1
Representação da distribuição temporal dos sedimentos suspensos na seção de Porto Primavera
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez janP1 (mg/l)
P2 (mg/l)
P3 (mg/l)
P4 (mg/l)
Representação da variação temporal da carga suspensa na seção Porto São José
0.0-10.0 10.0-20.0 20.0-30.0
Em 2004 a carga suspensa de todo o segmento situado entre Porto Primavera e a
parte montante da ilha Floresta foi avaliada por Pereira (2005) por meio da análise
dos dados de reflectância das águas do rio obtidos a partir de imagens CCD/CBERS
2. Embora a autora não tenha trabalhado com dados de campo, o trabalho mostrou
que em agosto de 2004 a reflectância da banda 2 não registrava variação lateral ou
longitudinal no canal do rio Paraná, a não ser aquela proporcionada pelas águas
As três imagens são indicativas de que no segundo semestre de 2004 o leito do rio
já estava desprovido de sedimentos finos, e que em todo o segmento a incorporação
de sedimentos não era significativa.
Outro dado significativo está relacionado à descarga fluvial dos três dias analisados.
Em primeiro de agosto a descarga em Porto São José era de 6 315 m³/s, em 22/09
era 7 668 m³/s, e em 13/11/2004 era de 6 478 m³/s. Isso indica que a re-suspensão
indicada pela figura 33 não é significativa em descargas mais baixas.
Tais dados levaram à realização de um estudo na área da ilha Óleo Cru, que envolveu
tratamento de imagens e coleta de dados de campo (HAYAKAWA, 2007). Os dado
s relativos ao tratamento de imagens demonstraram a mesma situação já observada
por Pereira (2005), conforme pode ser observado na figura 35.
Figura 35: Representação da variação de reflectância da área do estudo na banda 2 parasetembro 2004, novembro 2004, junho 2005, julho 2005, novembro 2005 e julho 2006respectivamente. (HAYAKAWA, 2007)
Os dados de campo foram obtidos nos dias 12/11/2005 e 13/05/2006, em três
seções situadas na ilha Óleo Cru (figura 20). No dia 12 as amostras de água
indicaram que a concentração média de sedimentos nas três seções foi de 0,74
mg/l de sedimentos totais, 0,36 mg/l de sedimentos inorgânicos e 0,38 mg/l de
sedimentos orgânicos.
De montante para jusante a concentração variou de 0,62 mg/l (seção 1) para
0,84 mg/l (seção 2) e para 0,76 mg/l (seção 3). O aumento e a diminuição dos
valores de montante para jusante deve-se à amostragem, visto que a variabilidade
transversal ao canal foi maior que a longitudinal (figura 36).
A figura 26 mostra a variabilidade lateral dos valores de concentração nas seções
1 e 3. Pela observação da concentração de sedimentos inorgânicos pode ser
verificado que à época não ocorria incorporação de sedimentos a partir das
margens ou do leito.
Figura 36: Concentração da carga suspensa no rio Paraná nas proximidades da ilha ÓleoCru em 12/11/2005, nas seções 1 (acima) e 3 (abaixo) em valores totais (STS), emvalores para sedimentos inorgânicos (SIS) e para sedimentos orgânicos (SOS).(HAYAKAWA 2007).
As coletas realizadas no dia 13/05/2006 permitiram calcular uma concentração
média de 0,44 mg/l de sedimentos totais, de 0,20 mg/l de sedimentos inorgânicos
e de 0,22 mg/l de sedimentos orgânicos.
Os valores médios de sedimentos totais para cada seção variaram de 0,44 mg/l
(seção 1), para 0,41 mg/l (seção 2), e para 0,47 mg/l (seção 3). Os dados de cada
seção (figura 37) demonstraram mais uma vez a ausência de contribuição das
margens ou do leito.
Figura 37: Concentração da carga suspensa no rio Paraná nas proximidades da ilha Óleo Cruem 13/05/2006, nas seções 1 (acima), 2 (centro) e 3 (abaixo) em valores totais (STS),em valores para sedimentos inorgânicos (SIS) e para sedimentos orgânicos (SOS).(HAYAKAWA 2007).
Tabela 7: Variação da área (km²) dos arquipélagos das ilhas Mutum/Porto Rico, Cariocas, eFloresta/Japonesa (inclui dados de FERNANDEZ et al. 1992, SOUZA FILHO ECORRÊA, 1999, e CORRÊA 2004).
Arquipélago \ Ano 1980 1996 2000 2004 2006
Fotografias aéreas Imagens
Mutum Porto Rico 12,12 10,90 11,21 11,17 11,42
processo erosão erosão eros/sed. sedimentação
Cariocas 3,42 2,82 2,79 2,74 3,24
processo erosão erosão erosão sedimentação
Floresta 56,41 62,49 63,21 62,72 62,81
processo sedimentação sedimentação sedimentação sedimentação
Outra abordagem realizada foi a avaliação da modificação de área do canal no
segmento entre a barragem de Porto Primavera e a parte montante da ilha Floresta
(figura 38), realizada por Santos & Souza Filho (2005), e por Puerta & Souza Filho
(2006, 2007). Nesse caso as imagens foram utilizadas para a delimitação do canal
fluvial em diferentes datas, incluindo-se as barras fluviais, para evitar diferenças
de área devido ao recobrimento das mesmas. As barras com vegetação densa foram
consideradas como porções marginais.
Figura 38: Segmento fluvial estudado para a avaliação de modificação de área do canal.(PUERTA & SOUZA FILHO, 2007).
Os resultados obtidos pelos referidos autores encontram-se na tabela 8. Os
diferentes níveis fluviométricos foram considerados, e uma vez que nenhum deles
ultrapassou o nível de margens plenas foram considerados válidos para a
comparação. Os dados apresentados indicam que o canal fluvial apresentava uma
tendência ao alargamento até o ano 2000. A redução da taxa de aumento
verificada no período 1995 a 2000 pode indicar que a barragem já interferia no
balanço entre a erosão e a sedimentação, mas tal situação fica clara no período
entre 2000 e 2004.
A retomada da tendência ao alargamento no período entre 2004 e 2007 pode ter
sido causada pela cheia de janeiro e fevereiro de 2007, quando a manutenção de
níveis de água elevados pode ter promovido a intensificação da erosão marginal
e o transporte de sedimentos. Contudo, tal hipótese ainda está em avaliação, e
deverá ser testada por meio da análise de imagens do final de 2006 e do meio do
ano de 2007.
Tabela 8: Área do canal do rio Paraná (segmento Porto Primavera – ilha Floresta) em diferentesanos. (SANTOS & SOUZA FILHO, 2005; PUERTA & SOUZA FILHO, 2006, 2007).
1976 1982 1987 1995 2000 2004 2007 (cheia)
Data 02/04 16/01 14/03 05/04 15/05 13/11 21/03
Nível da água (m)
4,41 5,79 3,64 3,49 2,80 2,33 3,24
Área (km²)
124,05 125,01 125,06 126,07 126,32 118,63 148,56
Diferença de área (km²)
0,6 0,5 1,01 0,25 - 7,69 29,93
Taxa de variação
anual (km²/ano)
0,1 0,1 0,13 0,05 - 1,9 7,41
Processo erosão erosão erosão erosão Sediment. erosão
Alem da modelagem dos dados SRTM, está sendo feito um refinamento das
informações por meio da obtenção de dados de diferença de altura por meio de
fotogrametria, em uma estação fotogramétrica Leica, adquirida com
financiamento do CNPq.
1
1
2
2
2
Figura 39 : Mapa de resíduos dos dados altimétricos da planície fluvial na área próxima aPorto Rico (parte jusante da planície). As áreas com o número 1 são os locais derompimento de diques marginais, e as áreas com o numero 2 são os baixios da planície.(ANDRADE, 2007).
Até o momento foi possível identificar as áreas de entrada de água
relacionadas à ligações fluviais, três áreas de entrada por rompimento de
dique, e as principais áreas deprimidas da planície. A figura 39 mostra o mapa
de resíduos da planície, abrangendo o canal do Curutuba, próximo à foz do
rio Ivinheima. Na referida figura é possível visualizar duas das áreas de
entrada de água por rompimento de dique marginal (1), e as áreas de baixios
(2). As características de campo das áreas de rompimento de dique marginal
Na parte jusante do arquipélago as barras fluviais ainda são freqüentes no canal
(figura 42), onde podem ser observadas as barras emersas (branco) e submersas
(azul). Uma vez que o conjunto insular da ilha Floresta é muito extenso, o segmento
pode exibir diferentes intensidades do processo de ajuste, mas como a área não
teve amostragem de fundo, não é possível fazer uma afirmação confiável. A situação
do canal no Porto 18 esclarece a situação do segmento aqui discutido.
Figura 41: Composição colorida (imagem ASTER de 05/09/2007) mostrando o canal do rioParaná na parte média da ilha Floresta. As partes mais claras são as barras submersasremanescentes.
Figura 42: Composição colorida (imagem ASTER de 05/09/2007) mostrando o canal do rioParaná na extremidade jusante das ilhas Floresta e Japonesa.
O estudo da confluência do rio Paranapanema conduzido por Paes (2007) foi
realizado por meio de levantamento de perfis batimétricos e de velocidade de
fluxo localizados no canal secundário do rio Paraná, no rio Paranapanema e
após a junção de ambos (figura 44).
Figura 44: Localização dos perfis levantados (amarelo) e das coletas de material de fundo(vermelho) na confluência do rio Paranapanema com o rio Paraná (PAES, 2007).
As coletas de material de fundo demonstraram que o material de fundo do rio
Paranapanema é dominado por areia muito grossa, que o do rio Paraná possui
predomínio de areia média a grossa, e que após a reunião de ambos os cursos o
material de fundo apresenta distribuição intermediária (figura 45). Os dados
foram obtidos em julho de 2005 e janeiro de 2006, e em ambas as coletas as
distribuições foram as mesmas.
A figura 46 apresenta a morfologia das formas de leito obtidas por meio dos
levantamentos eco-batimétricos. As formas de leito do rio Paraná são maiores
e o autor verificou que elas são mais móveis que as do rio Paranapanema. A
figura 47 mostra a estrutura tridimensional de fluxo.
Os dados apresentados indicam que o estado do ajuste provocado pelo reservatório
de Rosana sobre o canal do rio Paranapanema encontra-se mais avançado do que
o do rio Paraná. Isso indica que o aporte de carga de fundo nesta confluência não
deve ser significativo para alterar o quadro do rio Paraná.
Os dados de carga suspensa obtidos por Hayakawa (2007), mostram que a
contribuição de carga suspensa do rio Paranapanema em 13/05/06 não altera
significativamente a concentração de sedimentos em suspensão do rio Paraná, já
que os maiores valores não superam 0,8 mg/l (figura 48). Os dados de campo
demonstram que embora a refletância das águas do rio Paranapanema seja maior
do que a do rio Paraná, a concentração não é suficiente para compensar o corte
efetuado por Porto Primavera.
Figura 48: Concentração de carga suspensa obtida em quatro seções do rio canal secundáriodo rio Paraná, a jusante da confluência do rio Paranapanema. As seções estãodistribuídas de montante (quadro superior esquerdo) para jusante (quadro inferiordireito). (HAYAKAWA, 2007).
A contribuição do rio Ivaí
A área da confluência do rio Ivaí foi estudada por Franco (2006), e por Barros
(2006), e a parte imediatamente superior deste rio foi estudada por Biazin (2005)
e por Kuerten (2006). O estudo realizado por Franco (2006) foi realizado na área
apresentada na figura 49. O autor realizou coleta de sedimentos em suspensão em
todos os pontos da referida figura, e de sedimentos de fundo ao longo do rio Ivaí.
A área com hachura foi alvo dos levantamentos eco-batimétricos.
Carga suspensa rio Paraná em área de influência do rio
Paranapanema (13/05/06)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1 2 3 4 5 6 7 8
Pontos de coleta (MD-ME)
mg
/L PN1_STS
PN1_SIS
PN1_SOS
Carga suspensa rio Paraná em área de influência do rio
Paranapanema (13/05/06)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1 2 3 4 5 6 7 8
Pontos de coleta (MD-ME)
mg/L PN2_STS
PN2_SIS
PN2_SOS
Carga suspensa rio Paraná em área de influência do rio
Paranapanema (13/05/06)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1 2 3 4 5 6 7 8
Pontos de coleta (MD-ME)
mg/L PN2_STS
PN2_SIS
PN2_SOS
Carga suspensa rio Paraná em área de influência do rio
A dinâmica de fluxo observada por Franco (2006) demonstrou que as velocidades
de fluxo do rio Ivaí são menores que as do rio Paraná, e podem ser reduzidas ainda
mais quando este último encontra-se em cheia. O padrão tridimensional da
estrutura de fluxo obtido em julho de 2005 encontra-se na figura 52. O trabalho
de Kuerten (2006), realizado pouco a montante da foz do rio Ivaí confirma a
dinâmica da velocidade de fluxo, mas atribui a baixa velocidade ao gradiente do
leito (4 cm/km) quando o fluxo é livre.
O referido autor verificou ainda que conforme o nível dos dois rios, tanto o rio Ivaí
como as água do braço do rio Paraná podem ser barradas e ter fluxo impedido.
Quando um dos cursos está com nível mais elevado, o fluxo dele é livre e o do
outro canal é impedido.
Figura 52: Mapa batimétrico e de velocidades de fluxo da confluência do rio Ivaí. O tamanho dostraços vermelhos indicam a grandeza da velocidade de fluxo no local. (FRANCO, 2006).
Os resultados dos dados de velocidade de fluxo levantamentos efetuados por Franco
(2006) são discutidos pelo autor da seguinte forma:
Perfis I a I5 – Fluxo de baixa velocidade e de distribuição homogênea no canal. Éobservado um ligeiro aumento na velocidade do fluxo nas porções centrais do canal, oque coincide com o talvegue no trecho.
Perfil I6 – Observa-se nesse local a interferência do fluxo do rio Paraná sobre o dorio Ivaí. Observam-se correntes convergentes na margem direita do canal do Ivaí), comotambém um desvio das linhas de maior velocidade do rio Ivaí para a margem esquerda.
Perfil P1 – O momento de fluxo formado entre o rio Paraná e Ivaí, muito emboracom imposição daquele, promove a ocorrência de vórtices e redemoinhos ao longo dalinha de contato entre os dois fluxos, que também é evidenciada pela nítida separaçãodas cores da água.
Perfil P2 a P4 – O fluxo do rio Paraná, devido a componente angular do fluxo doIvaí desenvolve uma tendência a tornar-se sinuoso. Este fato foi bem mais ativo durante
a campanha setembro/2005.
O estudo de Barros (2006) foi realizado por meio do levantamento de perfis
batimétricos e coleta de sedimentos nos locais indicados na figura 53. os dados de
velocidade de fluxo são similares aos obtidos por Franco (2006), assim como os
de material de leito.
Figura 53: Localização dos perfis levantados por Barros (2006), conforme o referido autor.
Tabela 10: Velocidade de deslocamento de quatro barras da área próxima a Porto Rico edescarga média (Q) na estação de Porto São José. (RIGON & SOUZA FILHO, 2007).
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86Capítulo 1
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Pesquisas Ecológicasde Longa Duração
PELD
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