Evolução de Cabeceiras de Drenagem no Médio Vale do Rio Paraíba do Sul (SP/RJ): a Formação e o Crescimento da Rede de Canais sob Controle Estrutural

Este artigo apresenta os resultados das pesquisas conduzidas no médio vale do rio Paraíba do Sul, na bacia do rio Bananal (518 2Km) e adjacências, sobre a formação e crescimento de redes de canais em cabeceiras de drenagem e suas implicações no rebaixamento diferencial dos divisores de bacias de drenagem sob forte controle estrutural. A ênfase recai nas interações geológico-geomorfológicas que regulam a geração de fluxos ascendentes em fraturas subverticais (artesianismo) e suas relações com a formação dos regolitos. As discussões focalizam a natureza dos processos geomorfológicos responsáveis por: 1- formação de depressões fechadas em divisores e suas relações com a origem de concavidades estruturais; 2- origem e progressão de canais incisos (tipo voçoroca) através das cabeceiras de drenagem; 3- relação entre a incisão linear (ou rebaixamento de nível de base) e o recuo dos divisores; 4- - interações hidrológica e erosiva em cabeceiras de drenagem adjacentes; 5- interações hidrológica e erosiva entre vales fluviais adjacentes e topograficamente desnivelados. Os dados revelam que a rede é dominada pelo crescimento regressivo dos canais de primeira ordem sobre os vales de cabeceiras, onde outros canais menores podem se desenvolver e originar vales suspensos próximos aos divisores, bem como que com a progressão da incisão linear dos canais e rebaixamento do nível freático, acentua-se a competição pela água subterrânea entre vales de cabeceiras ou vales fluviais adjacentes, limitando a geração de fluxos artesianos e os desenvolvimentos da rede de canais interconectados, corroborando o preconizado pela Lei de Gilbert (1877)

THE URBAN-FOREST INTERFACE AND WATER RELATED NATURAL DISASTERS AT TIJUCA MASSIF: CHALLENGES FOR URBAN PLANNING IN A SOCIO-ENVIRONMENTAL PERSPECTIVE

This paper focuses on the environmental changes induced by the city expansion in a coastal mountainous geoecossystem within the natural domain of the Atlantic rainforest. Attention is driven towards  the social-environmental problems related to natural disasters triggered by extreme rainfall events, in order to subside reviewing of current public policies particularly related to the spreading of human settlement onto slopes. The problem here focused emphasizes two fundamental questions: 1. How to avoid or lower down the current (high) deforestation rate at specific sites under critical vulnerability at the urban-forest interface? 2. Where and how to apply priority and integrated urban and reforestation projects for recovering geohydroecological functions, slope stability and the forest-urban landscape rehabilitation? One proposes that a new urbanity model has to give special attention to the immediate forest neighborhoods, by establishing green belts and buffer zones to reduce environmental impacts over the forest ecosystem. The buffer zone width may vary as a function of the presence of natural barriers or according to the environmental impact caused by different neighborhoods typologies as given by their potential edge effects through the forest ecosystem. Reviewing this landscape architecture should  include green corridors among urban quarters and specific housing sites to provide relevant biogenic fluxes and connectivity among the remnant forest patches. It involves, therefore, the recovery and conservation of ecological, hydrological and mechanical functions that controls both soil and slope stability. These measures require (re)ordering and (re)functioning the urban-forest frontier zone, without neglecting control of the main causes of deforestation and the urgent need of increasing the offer of popular housing.Este trabalho focaliza as mudanças ambientais induzidas pela expansão de cidades em geoecossistemas montanhosos costeiros, inseridos no domínio natural da Floresta Atlântica. A atenção volta-se aos problemas sócio-ambientais relacionados aos desastres naturais impulsionados por eventos extremos de chuvas, como subsídio à revisão de políticas públicas correntes, particularmente no que diz respeito à ocupação de encostas. O problema em foco ressalta duas questões: 1- Como reverter as atuais taxas de devastação da Floresta Atlântica no Maciço da Tijuca, especialmente em locais sob estado crítico de vulnerabilidade na interface florestal-urbana? 2- Onde e como aplicar projetos prioritários e integrados de urbanismo e reflorestamento/conservação florestal que permitam resgatar as funções geo-hidroecológicas, a estabilidade das encostas e a reabilitação da paisagem florestal-urbana? Propõe-se, por ora, que um novo modelo urbanístico deva focar uma atenção especial sobre a zona de vizinhança imediata à floresta, estabelecendo-se zonas verdes ou faixas de amortecimento dos impactos diretos sobre o ecossistema florestal. A largura destas zonas pode ser variável em função de barreiras naturais ou da tipologia de vizinhança segundo o potencial de efeitos de borda sobre o ecossistema florestal. A revisão desta arquitetura da paisagem deve favorecer o desenvolvimento de “corredores verdes” entre os aglomerados, lotes ou propriedades, de modo a resgatar fluxos biogênicos relevantes e conectividade entre os fragmentos florestais remanescentes. Envolveria, portanto, o resgate de funções ecológicas, hidrológicas e mecânicas que regulam a estabilidade das encostas. Isto requer o (re)ordenamento e a (re)funcionalização da zona fronteiriça urbano-florestal, sem negligenciar o controle das causas principais da retração florestal e a necessidade urgente de ampliar a oferta de habitações populares

CONDICIONANTES LITO-ESTRUTURAIS NA EVOLUÇÃO DE REGOLITOS: BACIA DO ALTO RIO FORTALEZA, BANANAL (SP)

The present study aimed to evaluate the influence of lithological structures on the development of regoliths in the Fortaleza Upper River Basin (SP). For this purpose, the granulometry and mineralogy of sand and clay were analyzed for the application of weathering indexes. The regoliths of the upper Fortaleza River basin showed high thickness and advanced degree of weathering. The mineralogical analysis showed that are predominantly kaolinite and the abrupt textural variations result found in most cases, the influence of original material (gneiss). However, the evolution of these regoliths is tightly constrained by geological structures and topographic position of each profile. Well, the profiles located in areas with greater availability of water flows were more developed. Still, the role of subsurface flow side, the frequent fluctuations of the water level near the base of the slope and the occurrence of artesian flows, are encouraging of regoliths the development, even in deeper layers.O presente estudo teve como objetivo geral avaliar a influência das estruturas litológicas no desenvolvimento dos regolitos da Bacia do Alto Rio Fortaleza (SP). Para tanto, foram analisados a granulometria e a mineralogia da areia e argila para aplicação de índices de intemperismo. Os regolitos da bacia do alto Rio Fortaleza apresentam elevada espessura e avançado grau de intemperismo. As análises mineralógicas mostraram que são predominantemente cauliníticos e as bruscas variações texturais encontradas resultam, na grande maioria dos casos, da influência do material de origem (gnaisse). Entretanto, a evolução desses regolitos é fortemente condicionada pelas estruturas geológicas e pela posição topográfica de cada perfil. Pois, os perfis localizados em áreas com maior disponibilidade de fluxos d´água foram mais desenvolvidos. Ainda, a atuação do escoamento subsuperficial lateral, as frequentes oscilações do lençol freático próximo a base da encosta e a ocorrência de fluxos artesianos, estão favorecendo o desenvolvimento de regolitos, mesmo nas camadas mais profundas

Resultantes geo-hidroecológicas do ciclo cafeeiro (1780-1880) no médio vale do rio Paraíba do Sul: uma análise quali-quantitativa

The coffee cycle represented a period of intense morphodynamic activity, proceeding by a general deforestation. On the Paraíba do Sul Middle Valley, this economic cycle lasted 100 years aproximately (1780-1880). Historical documents, radiocarbon dates and volumetric measurements of the valley fills correlated from the coffee time, have provided informations on the environmental impact, particularly associated with climatic and hidro-erosive processes both on the hillslopes and fluvial domains. Deforestation introduced a drought period up to 6 months and also to an increasing frequency of intense rainstorms, particularly in the summer. Along the Piracema river valley, sedimentation rates attained about 70.000m³km/year. Transfering this volume to the source-area on the hillslopes, it gives an estimate relief downwearing around 7,5 cm depth, resulting on the removal of the organic rich A horizon and showing so, the catastrophic effect of this economic activity, resulting in an extremely wasted degraded landscape.O ciclo cafeeiro representou um período de intensa atividade inorfodinâmica, proveniente do desflorestamento generalizado. No Médio Vale do Rio Paraíba do Sul, este ciclo econômico perdurou por aproximadamente 100 anos (1780-1880). Documentos históricos, datações por radiocarbono e mensurações por volumetria dos fundos de vales associados à época do café, forneceram informações sobre o impacto ambiental, particularmente associado a processos de natureza climática e hidro-erosiva. tanto no domínio de encostas, quanto no domínio fluvial. O desflorestamento introduziu um período seco de até 6 meses e também um incremento da freqüência de chuvas intensas, particularmente no verão. Ao longo da bacia do rio Piracema, taxas de sedimentação atingiram a marca de 70.000 m³/km/ano. Transferindo este volume para as áreas-fonte, obtém-se um rebaixamento estimado do relevo da ordem de 7,5 cm de profundidade, resultando na remoção do horizonte A das vertentes, rico em matéria orgânica e demonstrando, assim, o efeito devastador deste tipo de atividade econômica, o que resulta numa paisagem extremamente degradad

A cidade do Rio de Janeiro e as chuvas de março/93: (des) organização urbana e inundações

The mountainous arcas of Rio de Janeiro act as water divergent areas, converging to the valley-flats. In the last decades, urban expansion has advanced fastly to still forested upward lands, mainly on the north slope of the Tijuca Massif, where numerous "favelas" are located. Changes in the slopes and valley-flats hydrologic behaviour generate major runoff budgets. So major flows-sediment's and flows-garbage's concentrations into the drained valley-axis, naturally or artificially (channels and pluvial tubulations), spreading inundations on the respectives street of the districts's major density population . The Joana, Maracanã and Comprido basins studied in detail show that the mud-flows and garbage-flows concentrate on the knick slopes and the floods on the valley-axis. These events are aggravated by the cumulated rainstorms due to the inadequacy of the urban pluvial drainage system.Os maciços montanhosos da cidade do Rio de Janeiro funcionam como centros dispersores de águas pluviais, as quais, naturalmente, convergem para os fundos de vales. Nas últimas décadas, a expansão urbana tem avançado rapidamente em direção às áreas mais elevadas da cidade, ainda florestadas, principalmente na vertente norte do Maciço da Tijuca, onde se espraiam numerosas favelas. Mudanças no comportamento hidrológico nas encostas e fundos de vales geraram uma maior produção de escoamento superficial. Em decorrência, uma maior concentração de fluxos de sedimentos e lixos dentro dos eixos de vales drenados, naturalmente ou artificialmente (canais e tubulações pluviais), propagando inundações nas respectivas ruas dos bairros de maior densidade populacional. Um estudo detalhado nas bacias dos rios Joana, Maracanã e Comprido mostra que os fluxos de lama e lixos concentram-se nas zonas de ruptura de declive, e as enchentes nos eixos de vales. Estes eventos são agravados pelas chuvas acumuladas devido a insuficiência do sistema de drenagem pluvial urbano

Relações solo-fauna durante sucessão florestal em áreas de clareiras por movimento de massa em Mata Atlântica.

Os movimentos de massa são feições naturais do Ambiente de Mata Atlântica, trazendo diversas transformações na paisagem, tanto do ponto de vista ecológico como hidrológico. O presente trabalho observou como se dá a recuperação dos nutrientes do solo e da fauna de microartrópodes em três áreas de deslizamento, levando em conta as características morfológicas de cada uma, que variam em tamanho e forma, sempre as comparando com uma área de floresta clímax local. Observou-se que as clareiras de maior porte apresentam condições menos favoráveis a sucessão, assim como maior propagação de efeito de borda. A densidade da fauna diferiu sensivelmente entre as áreas de clareira e a da floresta, assim como os principais nutrientes do solo, com maiores teores na floresta e no topo do solo, principalmente o fósforo. A diversidade de habitats que são criados por estas clareiras pode estar fortemente associada à biodiversidade elevada típica destes ecossistemas, influenciando diretamente na sua dinâmica na resiliência deste

Morfologia de depressões fechadas em domínio cárstico-quartzítico na bacia do ribeirão santana/mg: datações absolutas iniciais

Este trabalho objetiva classificar formas de depress&otilde;es fechadas encontradas no m&eacute;dio-baixo vale do Ribeir&atilde;o Santana e identificar a idade de dep&oacute;sitos org&acirc;nicos nas encostas e nos terra&ccedil;os fluviais. Busca-se entender a rela&ccedil;&atilde;o entre o aprofundamento de dolinas e a abertura de concavidades suspensas ou topograficamente ajustadas aos canais principais. Os resultados indicam quatro grupos de depress&otilde;es, que podem demonstrar est&aacute;gios evolutivos distintos, assim como o mapeamento de concavidades e dep&oacute;sitos de encostas. Data&ccedil;&otilde;es absolutas apontam idades similares entre sedimentos no interior de depress&otilde;es e nas concavidades estruturais suspensas, podendo demarcar evento de ajuste de n&iacute;vel de base com propaga&ccedil;&atilde;o regional.</span

DESENVOLVIMENTO DE REDES DE CANAIS E PIRATARIA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA: BACIA DO RIO DO BANANAL (RJ/SP)

Desde 1982, a bacia do rio do Bananal (512 km2), que drena o reverso da escarpa Atlântica da serra do Mar (localmente denominada serra da Bocaina), constituiu-se em área-laboratório de pesquisas de campo de natureza hidro-geomorfológica e geoecológica, fornecendo subsídios para a modelagem funcional e histórica da expansão de redes de canais em vales de cabeceiras de drenagem. Ao longo das últimas três décadas foram conduzidas mensurações do crescimento de um caso típico de canal inciso (tipo voçoroca) resultante da erosão por exfiltração de água subterrânea. Enquanto o canal-tronco permaneceu relativamente estável nesse período, observou-se o crescimento de dois canais-dígitos, um dos quais bifurcou próximo à cabeça do canal-tronco, mostrando aceleração das taxas de recuo com a aproximação do divisor. Este último fato contrariou o esperado na medida em que a literatura apontava que a redução da área de contribuição a montante da cabeça de canal tenderia a desacelerar a atividade erosiva até sua estabilização final. Isto abriu a hipótese de que estaria ocorrendo migração de fluxo do vale de cabeceira vizinho, o que foi traduzido como “pirataria” de água subterrânea. Neste trabalho buscou-se testar tal possibilidade, visando compreender melhor a relação entre a expansão da rede de canais e o comportamento da rede de fluxos d’água subterrânea local. Para tanto, utilizou-se a modelagem numérica de fluxos subterrâneos, arbitrando-se uma profundidade limite da rocha impermeável em 25 m por aproximação aos dados de campo. Alguns cenários foram reproduzidos a partir do conhecimento sobre a evolução geomorfológica da região. Os resultados da modelagem mostraram que o crescimento da rede de canais promove mudanças na orientação da rede de fluxos d’água subterrânea, podendo concentrar parte da rede de fluxos dos vales de cabeceiras vizinhas, configurando-se uma “pirataria de água subterrânea”. Além disso, os resultados confirmam a “pirataria” de água subterrânea do vale de cabeceira adjacente ao canal dígito em crescimento acelerado durante um período, assim como a perda de água subterrânea do vale de cabeceira em estudo para os demais vales ao seu redor, apontando um caráter móvel do aquífero em resposta ao desenvolvimento da rede de canais. Vale ressaltar, entretanto, que, dadas as condições atuais do nível de base associado ao canal principal (rio Piracema, principal tributário do rio do Bananal) e sob o atual regime regional de chuvas, o canal erosivo estudado e seus pequenos canais dígitos alcançaram a estabilidade desde 2001

Depressões fechadas em relevo cárstico-quartzítico, bacia do Ribeirão Santana, médio vale do rio Paraíba do Sul

Karstic features generally develop in carbonatic rocks, but can also occur in siliciclastic rocks, as quartzites. The present research aims to create superficial morphology mapping and reconnaissance of karstic area deposits in quartzitic rocks. The study was developed in the hydrographic basin of the Ribeirão Santana (210 km²), mid-valley of the Preto river, a tributary of the Paraíba do Sul river, located between the states of Rio de Janeiro and Minas Gerais, Brazil. Aerial photographs at 1:25.000 scale were reconstituted in 3D environments, resulting in a planimetric and altitudinal map at 1:10.000 scale. Closed depressions, concavities with and without channels and deposits, were detached from these maps. Precise field topographic surveys at 1:500 scale resulted in planimetric and altitudinal maps related to identified forms. Also, soil samples were collected in the valley basins and depressions and analyzed according to their color, texture and grain morphoscopy criteria. Such study resulted in soil profiles for deposits confined at the bottoms of depressions and schematic representations of sediments from valley bottoms and slopes. The results indicate that the closed depressions a generally positioned at the limit of the drainage. In all sampler from the slope and fluvial valley bottom deposits the sand fraction predominates over fine particles, which were probably carried away in solution. Similar to the literature description, deep organic and/or hydromorphic profiles were found in depressions confined deposits. The present data can contribute to future geologic, hydrologic and geochemical characteristics to interpretet the origin and development of karstic featuresFeições cársticas são geralmente desenvolvidas em rochas carbonáticas, mas também podem ocorrer em rochas silicláticas, como é o caso dos quartzitos. A presente pesquisa objetiva realizar mapeamento da morfologia superficial e reconhecimento de depósitos de área cárstica em rochas quartzíticas. O trabalho foi desenvolvido na bacia hidrográfica do Ribeirão Santana (210 km²), médio vale do rio Preto, que é tributário do rio Paraíba do Sul, localizando-se entre os estados do Rio de Janeiro e de Minas Gerais, Brasil. Foi realizada restituição de fotografias aéreas na escala 1:25.000 em ambiente 3D, donde resultou carta planialtimétrica em escala 1:10.000, com localização de depressões fechadas, concavidades com e sem canal e depósitos. Em campo foi executado levantamento topográfico de precisão, 1:500, resultando em mapeamentos planialtimétricos de formas já identificadas. Também foram feitas coletas de solo em fundos de vale, encostas e depressões, analisadas segundos os critérios de cor, textura e morfoscopia de grãos, resultando em perfis de solo, para depósitos confinados em fundos de depressões. Foram também geradas representações esquemáticas, para sedimentos de fundos de vale e encosta. Os resultados indicam que as depressões fechadas posicionam-se geralmente nos divisores de drenagem, havendo também casos em encostas. Quanto aos pacotes deposicionais, há predominância da fração areia em todas as amostras dos perfis de depósitos de encosta e fundos de vale fluviais, o que pode indicar que os finos são carreados em solução. Nos depósitos confinados em depressões são encontrados perfis orgânicos e/ou hidromórficos em profundidade, semelhante ao que é descrito em outros trabalhos sobre o tema. Os dados subsidiarão pesquisa futura que levará em conta características geológicas, hidrológicas e geoquímicas, a fim de interpretar a gênese e desenvolvimento das feições cársticas