E-mails: * Geólogo (rafael.estumano@gmail.com); ** Engenheira Ambiental (lariana.md@gmail.com).

UTILIZAÇÃO DAS EXTENSÕES TAUDEM E ARCHYDRO: UM ESTUDO

COMPARATIVO APLICADO À DELIMITAÇÃO AUTOMÁTICA DE BACIAS

HIDROGRÁFICAS NO ESTADO DO PARÁ

Utilization of Taudem and Archydro extensions: a comparative study applied to automatic

delimitation of watersheds in Pará state, northern Brazil

Rafael Estumano Leal1*

Lariana Teka Barra de Medeiros2**

Joana D’Arc da Silva Queiroz2

Gabriel Lisboa Brito2

Luiza Lara Coiado2

1 Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (SEMAS), Diretoria de Planejamento e Gestão de

Recursos Hídricos (DIREH), Gerência do Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos (GESIR);

Universidade Federal do Pará. Belém, Pará, Brasil.

2 Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade (SEMAS), Diretoria de Planejamento e Gestão de

Recursos Hídricos (DIREH), Gerência do Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos (GESIR). Belém,

Pará, Brasil.

1. INTRODUÇÃO

Informações relacionadas a recursos hídricos, em geral, apresentam componentes

geoespaciais, ou seja, dados georreferenciados e tabulares imprescindíveis para o

planejamento e a tomada de decisão no âmbito da gestão de recursos hídricos.

O grande desenvolvimento das geotecnologias nas últimas décadas trouxe consigo os

Sistemas de Informação Geográfica (SIG), um conjunto de dados, recursos humanos,

metodologias, hardwares e softwares que têm sido cada vez mais utilizados na gestão de

recursos hídricos. Os avanços tecnológicos levaram à evolução da representação cartográfica

e atualmente o cenário é dominado pela cartografia digital.

As políticas Nacional (Lei nº 9.433/1997) e Estadual (Lei nº 6381/2001) de Recursos

Hídricos estabelecem a bacia hidrográfica como unidade de planejamento, onde devem ser

implementados instrumentos de gestão. Nesse sentido, os SIGs têm se mostrado

fundamentais, pois permitem o armazenamento e o processamento de grande volume de

dados geoespaciais, bem como a análise e a representação desses dados, além da produção de

novas informações, possibilitando a realização de diversas operações e análises hidrológicas

importantes de forma automatizada, a exemplo da delimitação de bacias hidrográficas e a

determinação de seus parâmetros morfométricos.

Estudos hidrológicos de maior ou menor complexidade têm sido produzidos com a

utilização de extensões como ArcHydro e TauDEM, que são conjuntos de ferramentas

específicas para a análise hidrológica, podendo ser incorporadas em diversos softwares

comerciais ou de uso livre, como ArcGIS e QGIS. Os resultados gerados nesses estudos são de

grande importância para a gestão de recursos hídricos, pois fornecem subsídios para o

diagnóstico das bacias hidrográficas e para o planejamento.

Muitos trabalhos sobre a delimitação automática de bacias hidrográficas, utilizando

diversos softwares e extensões, têm sido produzidos (FALCK et al., 2015; KOEFENDER e

MARCUZO 2016; MARINHO FILHO, 2014; MELATI e MARCUZO, 2015; MIOTO et al.,

2014; OLIVEIRA et al., 2010; SILVA; LEITE; GADELHA, 2010; SMICHT e MOREIRA

2015), no entanto, poucos são os trabalhos cujo enfoque é a comparação dos resultados

obtidos a partir de diferentes extensões utilizadas (COSTA; SOUZA; SILVA, 2016).

Nesse sentido, o principal objetivo deste estudo é comparar os resultados obtidos por

meio das extensões ArcHydro e TauDEM, em ambiente SIG, para a delimitação das bacias

hidrográficas dos rios Caeté, Pau D’Arco e Uraim, utilizando Modelo Digital de elevação

(MDE) derivado da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com resolução espacial de

30m. Além disso, este trabalho apresenta uma caracterização morfométrica simplificada das

bacias hidrográficas estudadas. Desse modo, espera-se fornecer subsídios que contribuam

para a gestão dos recursos hídricos no Estado do Pará.

2. PRINCÍPIOS TEÓRICOS

2.1. Bacia Hidrográfica

Segundo Viessmam Jr. et al. (1972), bacia hidrográfica é uma área definida

topograficamente, drenada por um curso d’água ou um sistema de cursos d’água, dispondo de

uma simples saída, seu exutório, onde toda a vazão afluente é descarregada. A bacia

hidrográfica é constituída por um rio principal e seus afluentes, incluindo as cabeceiras,

nascentes e divisores de água (GUERRA, 1993). O contorno de uma bacia hidrográfica é

definido por um divisor topográfico, formando uma linha que separa as precipitações que

caem em bacias vizinhas.

As definições que envolvem a hierarquização para bacia hidrográfica, como os

termos sub-bacia e microbacia, por exemplo, não estão bem estabelecidas, e o tamanho de

suas respectivas áreas varia de autor para autor. Segundo Faustino (1996), as sub-bacias

possuem áreas superiores a 100 km² e inferiores a 700 km², já para Rocha (1997, apud

MARTINS et al., 2005), são áreas entre 200 km² e 300 km². Para Santana (2003), bacias

podem ser desmembradas em um número qualquer de sub-bacias, dependendo do ponto de

saída considerado ao longo do seu eixo-tronco ou canal coletor.

Para o termo microbacia, Faustino (1996) sugere uma área inferior a 100 km2,

enquanto Cecílio e Reis (2006) definem a microbacia como uma sub-bacia hidrográfica de

área reduzida, não havendo consenso de qual seria a área máxima (entre 100 m² e 200 km²).

Os diferentes conceitos de bacia, sub-bacias e microbacias encontrados na literatura

foram sumariamente sintetizados por Teodoro et al. (2007).

2.2. Morfometria

De modo geral, as bacias hidrográficas apresentam grande diversidade quanto a seus

aspectos fisiográficos, os quais, entre outros fatores, interferem diretamente no

comportamento hidrológico de uma bacia.

A análise morfométrica de uma bacia hidrográfica leva em consideração os seus

aspectos geométricos, de relevo ou geomorfológicos, e de rede de drenagem (TONELLO,

2005), fornecendo indicadores importantes para a previsão de fenômenos como enchentes,

inundações e erodibilidade.

Neste estudo, para fins de comparação entre as extensões utilizadas, somente os

aspectos geométricos serão analisados, a saber: área total, perímetro total, fator de forma,

coeficiente de compacidade e índice de circularidade.

As fórmulas para a obtenção desses parâmetros estão expressas na Tabela 1, e podem

ser encontradas em Christofolletti (1969), Villela e Mattos (1975), Tonello (2005), Antoneli e

Thomaz (2007), Cardoso et al. (2006).

Tabela 1 – Características geométricas de uma bacia hidrográfica, adaptado de Pereira (2013).

Característica

geométrica Descrição Fórmula

Área total

Área drenada pelo sistema pluvial inclusa

entre seus divisores topográficos, projetada

em plano horizontal, sendo elemento básico

para o cálculo de diversos índices

morfométricos (TONELLO, 2005).

Perímetro total Comprimento da linha imaginária ao longo

do divisor de águas (TONELLO, 2005).

Fator Forma

Relaciona a forma da bacia com a de um

retângulo, correspondendo a razão entre a

largura média e o comprimento axial da bacia

desde a foz ao ponto mais longínquo do

espigão (VILLELA e MATTOS, 1975).

𝐅 =𝐀

𝐋²

onde,

F = Fator de forma

A = Área de drenagem (km²)

L = Comprimento do eixo da

bacia (km)

Coeficiente de

Compacidade

Relaciona a forma da bacia com um círculo,

sendo um número adimensional que varia de

acordo com a forma da bacia. Quanto mais

irregular for a bacia, maior será o Kc. Assim,

um Kc mínimo corresponderia a uma bacia

circular e valores superiores a 1 a uma bacia

alongada.

𝐊𝐜 =𝟎, 𝟐𝟖 𝐱 𝐏

√𝐀

onde,

Kc = Coeficiente de compacidade

P = Perímetro (km²)

A = Área de drenagem (km²)

Índice de

Circularidade

Simultaneamente ao Kc, o índice de

circularidade tende para a unidade à medida

em que a bacia se aproxima da forma circular

e diminui sempre que a forma se torna

alongada (CARDOSO et al., 2006)

𝐈𝐜 =𝟏𝟐, 𝟓𝟕 𝐱 𝐀

𝐏²

onde,

Ic = Índice de circularidade

A = Área de drenagem (km²)

P = Perímetro (km²)

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. Área de estudo

Para a realização deste estudo, foram selecionadas as bacias hidrográficas dos rios

Caeté e Uraim, localizadas no nordeste do Estado do Pará e pertencentes à Região

Hidrográfica da Costa Atlântica-Nordeste (Figura 1 A), e a bacia hidrográfica do rio Pau

D’Arco, localizada no sudeste do Pará e pertencente à Região Hidrográfica do Tocantins-

Araguaia (Figura 1 B).

A bacia hidrográfica do Rio Caeté localiza-se entre os paralelos 0°50’50,41”S,

1°38’27,86”S e meridianos 47°22’59,18”W, 46°27'23,95"W, abrangendo partes dos

municípios de Bonito, Bragança, Capanema, Ourém, Santa Luzia e Tracuateua.

A bacia hidrográfica do Rio Pau D’Arco está localizada entre os paralelos

7°17'28,63"S, 8°38'38,44"S e meridianos 50°41'20,53"W, 49°19' 57,88"W, abrangendo partes

dos municípios de Conceição do Araguaia, Floresta da Araguaia, Pau D’Arco, Redenção, Rio

Maria e Santa Maria das Barreiras.

E a bacia hidrográfica do Rio Uraim está situada entre os paralelos 2°25'13,17"S,

3°27'47,71"S e os meridianos 47°45' 55,26"W, 46°29'18,50"W, abrangendo partes dos

municípios de Ipixuna do Pará, Nova Esperança do Piriá e Paragominas.

Figura 1 – Localização das áreas de estudo Caeté e Uraim no nordeste do Estado do Pará e na Região

Hidrográfica da Costa Atlântica (A) e da área de estudo Caeté no sudeste do Pará e na Região Hidrográfica do

Tocantins-Araguaia (B).

3.2. Modelo Digital de Elevação (MDE) Os procedimentos para a delimitação das bacias hidrográficas selecionadas e a

obtenção de suas características morfométricas tiveram como insumo Modelo digital de

elevação (MDE) derivado da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com resolução

espacial de 30 m, disponível de forma gratuita no site da United States Geological Survery

(USGS).

Para a correção de falhas, o MDE SRTM foi reclassificado no ArcGIS, atribuindo-se

o valor zero para os pixels nulos, por meio da ferramenta Reclassify. Posteriormente, as

depressões e elevações foram corrigidas com a ferramenta Fill (Figura 2).

Figura 2 – Correções de pixels nulos e de erros do tipo Sink no MDE por meio das ferramentas Reclassify e Fill

no ArcGIS, respectivamente.

3.3. Base Cartográfica

Para realização do processamento no ArcHydro, foi utilizada base hidrográfica em

escala 1:250.000, elaborada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2015),

e disponibilizada no site do instituto.

3.4. As extensões ArcHydro e TauDEM

A extensão ArcHydro foi desenvolvido pelo Centro de Pesquisas em Recursos

Hídricos (Center for Research in Water Resources - CRWR) da The University of Texas at

Austin, nos Estados Unidos, sendo gratuitamente distribuída pela Environmental Systems

Research Institute (ESRI), e podendo ser encontrada no endereço eletrônico:

https://blogs.esri.com/esri/.

Conforme ESRI (2012), o ArcHydro é um conjunto de funcionalidades que opera

como uma barra de ferramentas (toolbox) dentro do ArcGIS, para complementar a análise

temporal e geoespacial de dados, sendo voltado para suportar aplicações e gestão de recursos

hídricos e modelagem hidrológica. Neste estudo, foi utilizada a versão 2.0 do ArcHydro Tools

no software ArcGIS 10.2.2, e a metodologia adotada observou os procedimentos

estabelecidos em ESRI (2012).

A extensão TauDEM (Terrain Analysis Using Digital Elevation Models) constitui

um conjunto de ferramentas desenvolvidas para extração e análise de informações

hidrológicas a partir de modelos digitais de elevação, desenvolvida pelo Grupo de Pesquisa

em Hidrologia (Hydrology Research Group) da Utah State University, nos Estados Unidos, e

disponível de forma gratuita no site http://hydrology.usu.edu/dtarb/. O TauDEM está

disponível para o ArcGIS, QGIS e Mapwindow. Neste estudo, a versão 5.3.5 do TauDEM foi

utilizada no software QGIS, versão 2.8.9. A metodologia adotada observou os procedimentos

descritos em Tarboton (2015) e adaptadas para o QGIS por Santos (2015).

Para a delimitação automática de bacias hidrográficas através de MDEs, os

programas de sistemas de informações geográficas necessitam de algoritmos que determinem

as direções dos fluxos e acúmulo da água de uma região.

A direção de fluxo consiste em indicar a partir de uma célula principal para onde o

fluxo deverá seguir, de acordo com a declividade das células vizinhas.

Tanto o ArcHydro como o TauDEM utilizam como padrão o algoritmo D-8

(Determinístico de 8 direções, JENSON e DOMINGUE, 1988), o qual define que, a partir de

uma célula central envolvida por oito células vizinhas (Figura 3a), a direção do fluxo da

célula central terá que se deslocar para somente uma célula vizinha que apresentar a maior

declividade em relação às outras (Figura 3b). Ao final, tem-se um arquivo raster onde cada

pixel recebe um código que indica a direção de escoamento (Figura 3c).

Com os dados oriundos do MDE (Figura 3d) e a utilização do padrão D-8, obtém-se

a direção do escoamento superficial da água (Figura 3e), ou seja, a obtenção do plano de

direção do fluxo (Figura 23f).

Figura 3 – Exemplificação do processo de determinação da direção e acúmulo do fluxo superficial pelo método

D-8 (CHAVES, 2002). Em a, b e c, o algoritmo define a direção do fluxo a partir de uma célula central rodeada

por 8 células vizinhas, onde o escoamento seguirá para a célula com maior declividade. O raster original (d)

então recebe uma codificação, obtendo-se o escoamento superficial da água (e) e a direção do fluxo (f).

Uma importante diferença na execução entre ambas extensões é a adoção do método

AGREE pelo Archydro.

Este procedimento consiste em marcar uma rede de drenagem conhecida sobre o

MDE, forçando o gradiente de fluxo ao caminho imposto ao MDE pelas linhas que

representam a rede de drenagem em questão (FAN et al., 2011). O objetivo do método

AGREE é forçar os MDEs a corresponderem a vetores de fluxo (hidrografia), fazendo-os

concordar com uma linha em um mapa planimétrico. Este sistema ajusta a elevação da

superfície do MDE para ser consistente com a hidrografia vetorizada.

3.5. Etapas do Processamento

A metodologia para a delimitação das bacias hidrográficas selecionadas seguiu os

procedimentos destacados abaixo, de acordo com a extensão utilizada:

ArcHydro: DEM Reconditioning (recondiciona o MDE, seguindo uma drenagem de

referência), Fill Sinks (preenche depressões e remove elevações), Flow Direction (define a

direção do fluxo), Flow Accumulation (determina o fluxo acumulado), Stream Definition

(gera o raster da rede de drenagem), Stream Segmentation (segmenta o raster de drenagem),

Catchment Grid Delineation (gera o raster das sub-bacias), Catchment Polygon Processing

(gera o vetor das sub-bacias), Adjoint Catchment (junta as bacias hidrográficas) e Point

Delineation (definição do exutório).

Taudem: Os algoritmos utilizados no processamento foram: Pit Remove (preenche

as lacunas do MDE), D8 Flow Directions (define a direção do fluxo), D8 Contributing Area

(delimita a bacia de contribuição), Stream Definition by Threshold (gera o raster da rede de

drenagem) e Stream Reach and Watershed (gera o vetor da drenagem e o raster da área da

bacia). Os algoritmos D8 Contributing Area e Stream Definition by Threshold são utilizados

em duas etapas

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1. Diferenças entre os limites das bacias

De modo geral, a forma e os limites das bacias geradas tanto no ArcHydro como no

TauDEM foram semelhantes (Figura 4), havendo apenas diferenças pontuais (Figura 5).

A bacia do rio Caeté apresentou as maiores diferenças de limites espaciais,

especialmente nas porções norte e leste da bacia (Figura 5 A e B). A porção norte desta bacia

limita-se com o mar, estando situada em uma área de relevo tipicamente litorâneo, cortado por

várias reentrâncias (rias), manguezais e com poucas diferenças topográficas, permitindo que o

algoritmo empregado na delimitação automática apresentasse dificuldades na definição de

pontos cotados, o que poderia explicar as diferenças geradas (Figura 6 A e B). Essas

dificuldades de delimitação automática de bacias hidrográficas em áreas planas são

semelhantes com as observações de Esquerdo (2012), Getirana et al. 2009, Jesus (2009),

Oliveira et al. (2007) e Souza et al. (2011). Deve-se considerar ainda o fato de que o

ArcHydro utiliza uma base hidrográfica vetorial de referência para recondicionar o MDE

(método AGREE), o que auxilia na análise, principalmente de áreas com baixas diferenças

topográficas.

Na porção oeste da bacia hidrográfica do rio Caeté, observa-se na imagem SRTM

que o divisor topográfico não está totalmente claro, havendo corpos hídricos que escoam tanto

para norte como para nordeste (Figura 6 C). Nesse caso, devido à complexidade da área, o

TauDEM não incluiu a região da nascente do rio Caeté na área da bacia (Figura 6 C e D).

Em imagens satélite do Google Earth, confirmou-se que a segmentação de parte do

Rio Caeté, fora da área da bacia, realizada pelo TauDEM, corresponde a um erro,

provavelmente relacionado a baixa resolução do MDE utilizado ou da dificuldade da extensão

em determinar os divisores topográficos. Assim, avaliou-se que nessa área, a delimitação

realizada pelo ArcHydro é a que mais se aproxima da realidade (Figura 6 C e D).

Para as bacias dos rios Pau D’Arco e Uraim, as diferenças foram menores, e os

limites foram, em sua maioria, coincidentes. O TauDEM, no entanto, incluiu pequenas áreas

pertencentes a bacias vizinhas e corpos hídricos que não contribuem para a bacia em análise.

Figura 4 – Áreas das bacias hidrográficas dos rios Caeté (A e B), Pau D’Arco (C e D) e Uraim (E e F) geradas

pelas extensões Archydro e TauDEM, respectivamente.

Figura 5 – Diferenças nos limites das bacias hidrográficas dos rios Caeté (A e B), Pau D’Arco (C e D) e Uraim

(E e F) geradas pelas extensões Archydro e TauDEM, respectivamente.

Figura 6 – Diferenças nos limites das porções norte (A e B) e oeste (C e D) da bacia hidrográfica do Rio Caeté,

geradas pelas extensões Archydro e TauDEM, respectivamente. Ao fundo, em A e C está disposto o MDE

SRTM e em B e D, imagens de satélite do Google Earth.

4.2. Dados Morfométricos

Com o processamento realizado a partir do MDE SRTM nas extensões ArcHydro e

TauDEM, foram definidos os aspectos morfométricos das três bacias hidrográficas estudadas.

Quanto às características geométricas, foram determinadas a área total e o perímetro total; e

quanto às características da rede drenagem, foi determinado apenas o comprimento do rio

principal.

Com base nesses dados, foram calculados os seguintes parâmetros geométricos:

coeficiente de compacidade (Kc), índice de circularidade (Ic) e fator de forma (F).

A Tabela 2 apresenta, de modo comparativo, as características fisiográficas obtidas e

os parâmetros fisiográficos calculados para as três bacias estudadas.

De modo geral, a comparação entre as bacias estudadas mostrou que os parâmetros

morfométricos variaram pouco, entre 1 e 5%.

Na bacia do Rio Caeté, as características e os parâmetros morfométricos

apresentaram as maiores diferenças. A área total e o perímetro total, obtidos no ArcHydro,

foram 2.173 km² e 530 km, respectivamente, valores superiores àqueles obtidos no TauDEM,

2080 km² e 507 km, respectivamente, o que corresponde a uma diferença de 93 km² entre as áreas das

bacias e uma diferença de 23 km² entre os perímetros, representando uma diferença relativa de

4% entre esses parâmetros. Do mesmo modo, os valores obtidos para os coeficientes Kc, Ic e

F variaram em um intervalo de 2 a 5%, sendo que Kc e Ic apresentaram, respectivamente, a

maior e a menor diferença.

Na bacia do Rio Pau D’Arco, os valores das áreas totais obtidos no ArcHydro e no

TauDEM foram praticamente iguais, com apenas 2 km² de diferença. Quanto aos perímetros,

o perímetro total gerado no ArcHydro foi 21 km maior que o gerado no TauDEM, perfazendo

2% de diferença. Para o coeficiente F, os valores obtidos foram iguais, e os coeficientes Kc e

Ic, apresentaram, respectivamente, diferenças 2% e 4%.

Os valores obtidos para a bacia do Rio Uraim em relação à área total, ao perímetro

total e aos coeficientes Kc, Ic e F foram os mais congruentes, com diferença relativa de

apenas 1%. Os valores de área total e perímetro total obtidos no ArcHydro foram,

respectivamente, 32 km² e 7 km menores que aqueles obtidos no TauDEM. Quanto aos

coeficientes Kc, Ic e F, as diferenças nos valores obtidos no ArcHydro e no TauDEM foram

muito pequenas, correspondendo a 0,018, 0,002 e 0,001, respectivamente.

Tabela 2 – Características morfométricas das bacias hidrográficas dos rios Caeté, Pau D’Arco e Uraim.

Corpo hídrico Extensão Área Total

(km²)

Perímetro

Total (km)

Comprimento

do rio

principal

(km)

Kc Ic F

Rio Caeté

ArcHydro 2173 530 140 3,185 0,097 0,111

Taudem 2080 507 140 3,113 0,102 0,107

Diferença 93 23 - 0,072 0,005 0,005

Diferença (%) 4% 4% - 2% 5% 4%

Rio Pau D'Arco

ArcHydro 13370 1004 221 2,431 0,167 0,273

Taudem 13372 983 221 2,380 0,174 0,273

Diferença 2 21 - 0,051 0,007 0,000

Diferença (%) 0% 2% - 2% 4% 0%

Rio Uraim

ArcHydro 5078 707 180 2,776 0,128 0,157

Taudem 5110 713 180 2,794 0,126 0,158

Diferença 32 7 - 0,018 0,002 0,001

Diferença (%) 1% 1% - 1% 1% 1%

Siglas – Kc: coeficiente de compacidade, Ic: índice de circularidade e F: fator forma.

4.3. Parâmetros morfométricos das bacias hidrográficas estudadas e suas implicações

para a gestão ambiental

A extração de atributos hidrológicos e a modelagem de bacias hidrográficas são

ferramentas indispensáveis para a gestão ambiental. Os dados gerados, como os parâmetros

morfométricos, por exemplo, são indicadores importantes para a previsão de fenômenos como

enchentes, inundações e erosão (CARDOSO et al., 2006; VILLELA e MATTOS, 1975).

Desse modo, tal caracterização permite avaliar o potencial hídrico de uma região, tornando-se,

portanto, um instrumento fundamental para o manejo de bacias hidrográficas e permitindo a

formulação de um conjunto integrado de ações sobre o meio ambiente, a fim de promover a

conservação e utilização sustentável dos recursos naturais, principalmentedos recursos

hídricos (TONELLO, 2005).

De modo geral, levando em consideração os dados morfométricos obtidos, pode-se

afirmar que, em condições normais de precipitação, as três bacias estudadas mostram-se

pouco suscetíveis a enchentes, pois seus coeficientes de compacidade (Kc) apresentaram

valores distantes de 1 (2,380 - 3,185; Tabela 2) e, do mesmo modo, os fatores de forma (F)

apresentaram valores baixos (0,111-0,273; Tabela 2).

Tal fato pode ser comprovado pelo índice de circularidade (Ic), que revelou valores

inferiores a 0,510 (0,097 - 0,174; Tabela 2). Valores inferiores a 0,510 indicam que a bacia

tende a ser mais alongada, o que contribui para o processo de escoamento, enquanto que

valores superiores a 0,510 indicam que a bacia tende a ser mais circular, o que dificulta o

escoamento, favorecendo inundações (SCHUMM, 1956).

Dentre as bacias hidrográficas estudadas, a bacia do Rio Caeté (Figura 4 A e B) é a

que apresenta as condições fisiográficas que mais favorecem a drenagem superficial,

considerando os índices calculados, ou seja, maior Kc e menores Ic e F. Por outro lado, a

bacia do Rio Pau D’Arco apresentou os menores valores de Kc e os maiores de Ic e F, sendo a

bacia menos alongada, como pode ser observado na Figura 4.

Embora os dados morfométricos obtidos sejam consistentes, é importante ressaltar

que as considerações aqui feitas acerca de enchentes e inundações baseiam-se em parâmetros

limitados (Kc, F e Ic) e que outros fatores, tais como precipitação, permeabilidade, ocupação

e uso do solo, litologia da área da bacia, remoção de vegetação nativa, podem modificar o

comportamento de algumas variáveis hidrológicas, especialmente o escoamento superficial e

a infiltração.

Além disso, as bacias dos rios Caeté, Pau D’Arco e Uraim são bacias de grande

extensão (>2000 km²), e que os padrões morfométricos podem variar consideravelmente,

havendo a possibilidade de ocorrência de enchentes e inundações em porções distintas ou

pontos isolados dentro de uma mesma bacia.

Para a análise completa de uma bacia hidrográfica, outros fatores morfométricos

devem ser considerados, como densidade hidrográfica, declividade e altitude do relevo,

amplitude altimétrica, ordem dos cursos d’água e índice de sinuosidade, tal como em

Tedodoro et al. (2007).

5. CONCLUSÕES

A delimitação de bacias hidrográficas no ArcHydro envolve um número maior de

procedimentos, consequentemente, o tempo de processamento é maior. Embora o

processamento seja mais demorado, os resultados obtidos indicam que a delimitação realizada

pelo ArcHydro é relativamente mais precisa do que a realizada pelo TauDEM. A possibilidade

de se utilizar uma base hidrográfica de referência para auxiliar a delimitação das bacias é um

ponto positivo, considerando as limitações da resolução espacial do MDE SRTM utilizado,

principalmente para áreas onde as diferenças topográficas são pequenas e que não contam

com levantamentos topográficos de detalhe.

No TauDEM, a delimitação de bacias hidrográficas compreende um número menor

de procedimentos, o que torna o processamento mais rápido. No entanto, os resultados obtidos

mostraram que a delimitação das bacias pode não ser tão precisa em regiões que apresentam

configuração hidrográfica e relevo mais complexos. Nesses casos, mais uma vez, é preciso

levar em consideração as limitações da resolução espacial do MDE SRTM utilizado,

principalmente para as áreas estudadas, que não apresentam grandes diferenças topográficas e

para as quais não estão disponíveis levantamentos topográficos detalhados. Além disso, no

TauDEM não há a possibilidade de se utilizar uma base hidrográfica de referência como

insumo auxiliar, o que, como foi demonstrado no ArcHydro, pode funcionar como um “guia”

para a determinação dos limites das bacias hidrográficas, ajudando a contornar as limitações

de resolução espacial do MDE SRTM.

Consideradas as particularidades de cada extensão, os resultados obtidos com a

utilização de ArcHydro e TauDEM para a delimitação das bacias hidrográficas dos rios Caeté,

Pau D’Arco e Uraim, de modo geral, foram consistentes e semelhantes. As diferenças entre as

áreas de drenagem delimitadas para essas bacias, assim como as diferenças entre suas

características e parâmetros morfométricos não ultrapassaram 5%.

Ressalta-se que o TauDEM tem como vantagem adicional sua compatibilidade com

diversos softwares, sejam proprietários ou livres, o que o torna bem mais acessível e o

apresenta como alternativa viável para a realização de estudos na área de recursos hídricos.

A utilização de extensões como ArcHydro e TauDEM tem se consolidado ao longo

dos anos, permitindo a obtenção, de forma automática, de informações importantes para a

gestão dos recursos hídricos. Nesse sentido, a delimitação de bacias hidrográficas e a

determinação de suas características e parâmetros morfométricos servem de base para ações

de planejamento e gestão.

REFERÊNCIAS

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Guamiranga-PR. Revista Caminhos da Geografia,Uberlândia, v.8, n.21, p. 46-58, 2007.

CARDOSO, C.A.; DIAS, H.C.T.; SOARES, C.P.B.; MARTINSS, S.V. Caracterização

morfométrica da bacia hidrográfica do rio Debossan, Nova Friburgo, RJ. Revista Árvore, v.

30, n. 02, p. 241-248. DOI: dx.doi.org/10.1590/S0100-67622006000200011.

CECÍLIO,R.A.; REIS,E.F. Apostila didática: manejo de bacias hidrográficas. Universidade

Federal do Espírito Santo, Centro de CiênciasAgrárias, Departamento de Engenharia Rural,

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