UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ - UEM CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS, LETRAS E ARTES PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA CARLOS SANDER GEOMORFOLOGIA DA PLANÍCIE ALUVIAL DO ALTO RIO BRANCO EM RORAIMA: DINÂMICA E PROCESSOS EVOLUTIVOS MARINGÁ – PR 2015 1 CARLOS SANDER GEOMORFOLOGIA DA PLANÍCIE ALUVIAL DO ALTO RIO BRANCO EM RORAIMA: DINÂMICA E PROCESSOS EVOLUTIVOS Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação – Doutorado em Geografia, Área de Concentração: Análise Ambiental – do Departamento de Geografia, do Centro de Ciências Humanas, Letras e Artes da Universidade Estadual de Maringá, como requisito parcial à obtenção do Título de Doutor em Geografia. Orientador: Prof. Dr. Nelson Vicente Lovatto. Gasparetto Coorientador: Prof. Manoel Luiz dos Santos MARINGÁ – PR 2015 2 3 4 AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Nelson Vicente Lovatto Gasparetto, pela disposição, orientação, amizade e principalmente pela confiança depositada na realização deste trabalho. Ao Prof. Dr. Manoel Luiz dos Santos, pelo auxilio na orientação, disponibilidade, pela amizade e apoio que vem desde os trabalhos de Mestrado. Ao Programa de Pós-Graduação em Geografia da Universidade Estadual de Maringá, em especial à secretária Mirian, pela presteza e colaboração ao desenvolvimento das atividades acadêmicas. Ao Grupo de Estudos Muitidisciplinares do Ambiente (GEMA) por disponibilizar seus laboratórios e equipamentos quando necessário. A PRPG – UFRR, pelo apoio prestado no desenvolvimento das atividades do doutorado. Ao Departamento de Geografia da Universidade Federal de Roraima, que concedeu o afastamento para execução de forma integral do projeto. A todos os colegas do IGEO-UFRR, que de alguma forma auxiliaram no desenvolvimento das etapas do programa. Ao NUPENERG, pela cedência de sua estrutura para realização de atividades laboratoriais. Aos queridos colegas, Fábio L. Wankler, Rafael da S. Oliveira (in memorian), Thiago M. Carvalho e Renato A. Evangelista, pela amizade e disposição na realização dos trabalhos de campo ou mesmo colaborando com a construção da Tese. A CPRM, que foi membro fundamental na realização dos trabalhos de campo. Ao sr. Jean e demais membros da instituição, pelos laços de trabalho e amizade construídos. Aos meus pais, por minha educação e formação pessoal, pelas lutas e dificuldades enfrentadas para possibilitar meus estudos, minha eterna gratidão. Sintam-se vencedores e reconhecidos por tudo que fizeram. À minha querida esposa Aline, pela compreensão, carinho, conforto e apoio em todas as etapas do desenvolvimento deste trabalho, sendo peça fundamental para o sucesso deste trabalho. As minhas filhas Amanda e Beatriz, que foram sacrificadas nesse processo, sendo inspiração nesse momento tão especial de minha vida. À DEUS, o Senhor e Criador da vida. 5 RESUMO A presente Tese tem como objetivo compreender a geomorfologia da planície aluvial do sistema do sistema do alto rio branco, apresentando sua dinâmica atual, processos operantes e sua evolução como sistema. O estudo contemplou o levantamento das características da bacia e de forma mais detalhada o canal do alto rio Branco ao longo de uma extensão de aproximadamente 70km, no setor localizado entre a confluência dos rios Uraricoera e Tacutu (limite montante) até a região da Serra Grande (limite jusante). A metodologia compreendeu o mapeamento geomorfológico da planície aluvial; o levantamento da descarga e da carga sedimentar do alto rio Branco e afluentes; a medição da velocidade da corrente e da vazão na área de estudo; a caracterização hidrológica da bacia; o levantamento morfológico do leito fluvial; a coleta e análise granulométrica dos sedimentos de fundo; a quantificação de sedimentos em suspensão; a determinação da descarga sólida em suspensão; e a quantificação de processos erosivos nas margens do canal. Os levantamentos realizados mostraram ao longo das últimas/ Carlos Sander. -- Maringá décadas o predomínio de processos de agradação no sistema do alto rio Branco; entre o período de 1975 e 2013 o conjunto de ilhas apresentou um acréscimo de 18% em sua área, passando de 17,60km2 para 20,79km2; para o mesmo período o número de lagos sofreu redução de 11,71%; o monitoramento das margens do canal indicou o predomínio de processos erosivos junto à margem direita e de agradação na margem esquerda do rio Branco, com grande destaque ao trecho à montante da foz do rio Cauamé com erosão superior a 1m/ano; a descrição dos depósitos nas margens dos canais e ilhas mostrou três tipos principais de perfis, sendo o primeiro tipo marcado por sucessão de fácies bastante complexas, o segundo caracterizado por perfis com sucessão de fácies granodecrescentes, e o terceiro grupo de origem pliocênicas/pleistocênicas da Formação Boa Vista na região da cidade de Boa Vista, que não está associado à formação da planície aluvial do rio Branco; quanto ao comportamento hidrológico, os maiores valores de amplitude da descarga e menor produção de vazão por área foram observados nas regiões de maior concentração de chuvas; a variação de dados diários mostrou amplitudes variando entre 17,29 e 74,69 vezes na bacia do rio Uraricoera, com aumento dos valores em direção à jusante; na bacia do rio Tacutu os valores foram expressivamente maiores com amplitudes entre 57,33 e 5.062,18 vezes, sendo o maior valor obtido em Bonfim, no médio Tacutu. O monitoramento de dados diários de descarga ao longo do período de um ano indicou que o rio Uraricoera é o maior contribuinte do rio Branco, sendo responsável por aproximadamente 70% da descarga anual do sistema; o rio Tacutu apresentou uma contribuição por volta de 30%; e quanto à produção de sedimento em suspensão, foi responsável por 48% do total de sedimentos da bacia do alto rio Branco, com produção média de 41,53mg/L; o rio Uraricoera contribuiu com 43% da descarga de sedimentos, com uma média de 29,54mg/L; o rio Branco (Boa Vista) apresentou volumes de carga em suspensão variando entre 7 a 79,4mg/L, apresentando uma média 34,52mg/L, com a ocorrencia dos maiores valores de carga suspensa no início das cheias. Palavras-chave: Alto rio Branco, geomorfologia, planície aluvial, Roraima. ABSTRACT 6 This thesis aims to understand the geomorphological of the alluvial plain of the upper Branco River system, with its current dynamic, operative processes and their evolution as a system. The study included a survey of the basin characteristics and more detailed the upper Branco River channel along a length of approximately 70km, positioned between the confluence of the Uraricoera and Tacutu rivers (limit upstream) to the Serra Grande (limit downstream). The methodology included: geomorphological mapping of the alluvial plain; the lifting of the discharge and sediment load of the upper Branco River and its tributaries; measuring the velocity of flow and the discharge the study area; hydrological characterization of the basin; the morphological survey of channel; the collection and textural analysis of bed load; quantification of suspended sediment load; determining discharge of the solid in suspension; and the quantification of erosion on the canal. The surveys showed over the last decades, the prevalence of depositional processes in the upper Branco river system; between the period 1975 and 2013 the islands together showed an increase of 18% in your area, from 17,60km2 to 20,79km2; for the same period the number of lakes decreased by 11.71%; monitoring the banks of the channel indicated the predominance of erosion along the right bank and aggradation on the left bank of the Branco River, with great emphasis to the passage upstream of the mouth of the Cauamé River with superior erosion 1m/yr; the description of the deposits along the channels and islands showed three main types of profiles, the first type marked by succession of very complex facies, the second characterized by profiles with granodecreasing succession facies and the third group of Pliocene / Pleistocene origin of the Boa Vista Formation in the region of the Boa Vista city, not associated with the formation of the alluvial plain of the Branco River; on the hydrological behavior and the largest amplitude values of discharge and lower production flow by area were observed in the regions of higher concentration of rainfall; the variation of daily data showed amplitudes ranging between 17.29 and 74.69 times in Uraricoera River basin, with higher values towards the downstream; in the basin of Tacutu River the values were larger, with amplitudes between 57.33 and 5062.18 times, with the highest value obtained in Bonfim, in the middle Tacutu; monitoring of daily data of discharge over one year indicated that the Uraricoera River is the largest contributor to the Branco River, accounting for approximately 70% of the annual discharge of the system; the Tacutu River submitted a contribution was around 30%; as sediment production in suspension, the Tacutu River accounted for 48% of the production of the upper Branco River basin sediments, with average production of 41,53mg /L; the Uraricoera river contributed with 43% of the sediment discharge averaging 29,54mg /L; the Branco River (Boa Vista) had suspended load volumes ranging from 7 to 79,4mg/L, with an average 34,52mg/L, with the occurrence of the largest load values suspended at the beginning of the floods. Keywords: Upper Rio Branco, geomorphology, alluvial plain, Roraima. LISTA DE FIGURAS 7 Figura 1.1: Localização da área de estudo.......................................................................24 Figura 2.1: Descarga média do rio Amazonas na estação fluviométrica de Óbidos-PA, a pouco menos de 800 km de sua foz (Modificado de BOURGOIN et al., 2007).......................................................................................................... 50 Figura 2.2: Principais sistemas fluviais do Sul e Sudeste asiático. As marcações mostram a carga total em suspensão depositadas anualmente nos oceanos LIU et al. (2009)........................................................................................ 54 Figura 2.3: Descarga média de sedimentos em suspensão (a) e descarga líquida (b) do rio Amazonas (MEADE, 2007)................................................................. 56 Figura 2.4: Descarga média mensal do rio Orinoco (Modificado de LARAQUE et al., 2013).......................................................................................................... 58 Figura 2.5: Descargas médias de sedimentos em suspensão (a) e descarga de água (b) no rio Orinoco e seus afluentes (MEADE, 2007).......................................... 59 Figura 3.1: Mapa hidrológico do sistema do alto rio Branco (adaptado de IBGE, 2005a; e CARVALHO, 2014)............................................................................... 68 Figura 3.2: Posição da bacia do alto rio Branco em relação ao escudo das Guianas (Modificado de SILVA, 2004).................................................................. 68 Figura 3.3: Classificação da bacia do alto rio Branco no estado de Roraima de acordo com a escala geológica, baseado no Mapa Geológico de Roraima (CPRM, 2009).......................................................................................................... 69 Figura 3.4: Geologia da bacia do alto rio Branco no domínio do estado de Roraima (adaptado de: CPRM, 2009; e IBGE, 2005a)............................................ 71 Figura 3.5: Posição do Gráben do Tacutu sobre a bacia do alto rio Branco (Modificado de Silva e Porçani, 2006)........................................................................... 74 Figura 3.6: Coluna estratigráfica da Bacia do Tacutu, mostrando o preenchimento do gráben (SILVA e PORSANI, 2006).......................................................... 76 Figura 3.7: Hipsometria da bacia do alto rio Branco no estado de Roraima (Modificado de Freitas, 1998).As áreas mais baixas (com cotas menores que 100m) são predominantes nos trechos inferiores da bacia do alto rio Branco e se estendem até o limite dos trechos médio e inferior do sistema fluvial, na ilha de Maracá. Na bacia do Tacutu essa zona compreende o baixo Surumu (até a região da confluência do rio Cotingo) e Maú, assim como o trecho médio do rio Tacutu...................................................................................79 Figura 3.8: Geomorfologia da bacia do alto rio Branco no Estado de Roraima (Modificado de IBGE, 2005b)................................................................... 79 Figura 3.9: Campos de lagos posicionados a norte de Boa Vista. Notar que esses ambientes são representados por nascentes compartilhadas por diversos sistemas fluviais. É possível notar na parte superior da figura dois sistemas 8 interligados em seu trecho superior, onde um flui em deireção ao ocidente (rio Murupu), desaguando no rio Cauamé (parte inferior da figura), e outro fluindo para o oriente (igarapé Água Boa de Cima), que desagua no rio Branco (lado direito da figura) (Fonte: GeoEye, 2013)............................ 84 Figura 3.10: Tipos climáticos da bacia do alto rio Branco (Adaptado de Barbosa, 1997).......................................................................................................... 89 Figura 3.11: Pluviosidade anual na bacia do alto rio Branco, no estado de Roraima.... 89 Figura 3.12: Percentual de concentração dos totais anuais de chuvas durante a estação chuvosa (abril e setembro).........................................................................91 Figura 3.13: Dias de chuva por ano na bacia do alto rio Branco (Adaptado de Barbosa, 1997).......................................................................................................... 94 Figura 3.14: Relação entre domínio de vegetações abertas e fechadas e o total da pluviosidade anual concentrada durante a estação chuvosa (Abril – Setembro)...................................................................................................94 Figura 3.15: Imagem SRTM mostrando a geomorfologia da região da planície do alto rio Branco. A planície aluvial do alto rio Branco compreende a área rebaixada no sentido nordeste (parte superior à direita) a sudoeste (parte inferior a direita), seguindo paralelo ao limite oriental do gráben do Tacutu. A planície aluvial é limitada predominantemente por áreas planas, formadas, em sua maior parte, por terraços associados à Formação Boa Vista (FBV), Formação Serra do Tucano (FST) no contato extremo nordeste. No seu trecho inferior planície aluvial é espremida por Coberturas Eólicas Holocênicas (CEH) e pela Suíte Intrusiva Mucajaí (SIM). Marginais a tais estruturas destacam-se afloramentos da Formação Apoteri (AP) e a Formação Areias Brancas (FAB)....................................95 Figura 3.16: Imagem SRTM mostrando uma visão geral da bacia do alto e médio rio Branco, até a região das corredeiras do Bem Querer, localizadas a aproximadamente 70km da área de estudo. Compreende ainda os trechos inferiores dos rios Uraricoera, Tacutu e Mucajaí, onde os dois primeiros são os grandes formadores do sistema do alto rio Branco. Note- se que a parcela inferior da área ilustrada apresenta relevo um pouco mais acidentado. Na parte média da figura ao lado da planície aluvial está posicionada a Serra Grande (Suíte Intrusiva Mucajaí), que representa o limite inferior da área de estudo. Já, Ladeando a planície aluvial do alto rio Branco (parte intermediária da imagem), observam-se a predominância de terrenos planos da formação Boa Vista. Pode-se notar ainda certo alinhamento do rio Branco com o rio Tacutu, onde ambos têm sua planície aluvial instalada no gráben do Tacutu........................................................96 9 Figura 3.17: Características estruturais principais da região do alto rio Branco e trechos inferiores dos rios Uraricoera e Tacutu. Mostra estruturas de falhas da região em estudo a partir do Mapa Geológico do Estado de Roraima (IBGE, 2005a) com a inclusão do limite aproximado do gráben do Tacutu (REIS et al., 2003; SILVA e PORSANI, 2006; FALCÃO, 2007; COSTA e FALCÃO, 2011; NASCIMENTO et. al., 2012).........................................98 Figura 4.1: Localização dos perfis transversais para o levantamento batimétrico. O levantamento contemplará somente os trechos de canais........................105 Figura 5.1: Mapa geomorfológico da planície aluvial do alto rio Branco produzido através da interpretação de imagens orbitais do tipo Landsat 5 de 27/08/2013, com o nível do rio Branco a uma cota de 3,48m, (estação fluviométrica de Boa Vista). Apresenta os componentes da planície aluvial durante o período de transição entre as estações chuvosa (abril-setembro) e seca (outubro-março) em 2013. As barras fluviais não são apresentadas devido ao fato do canal estar sob efeito das cheias, estando as suas barras fluviais submersas....................................................................................112 Figura 5.2: Perfis transversais da planície aluvial distribuído ao longo do sistema do alto rio Branco. Os perfis foram gerados a partir de imagem do tipo SRTM do ano de 2000. Note que os perfis são limitados por terraços laterais formados pela Formação Boa Vista. Exceção a isso é a margem direita do perfil “A” (lado direito na imagem) que segundo CPRM (2009) compõe a Formação Serra do Tucano. Já, na margem esquerda da planície aluvial, perfil “J” (lado direito da figura), o ponto de maior altitude comporta provavelmente a extensão do afloramento da Suíte Intrusiva Mucajaí....113 Figura 5.3: Vista aérea do terraço sobre o qual está posicionada a cidade de Boa Vista – RR feita em 1925. O terraço é residual à Formação Boa Vista onde e representa o limite da planície aluvial do alto rio Branco (margem direita do rio Branco) e compreende a área entre os perfis “E” e “F” da Figura 5.2 (Fonte: RICE, 1978).................................................................................115 Figura 5.4: Tipos de lagos observados na planície aluvial do sistema do alto rio Branco (Fonte : GeoEye, 2013)............................................................................117 Figura 5.5: Lago formado por acreção horizontal. A seta vermelha mostra lago testemunho deste processo de acreção. As setas amarelas apresentam cicatrizes indicando antigos lagos do gênero formados durante as anexações. Imagens utilizadas: 1965 – USAF-1965; 2002 e 2013 – GeoEye, 2013 (Fonte: Acervo de imagens de Carlos Sander e Thiago M. Carvalho, UFRR)......................................................................................119 Figura 5.6: Estágio inicial de lago formado por processo de acreção horizontal na região frontal da ilha São Lourenço, trecho intermediário do sistema do alto rio Branco. A seta vermelha indica o canal entre a barra fluvial (montante) e a ilha (jusante) (Fonte: GeoEye, 2013).......................................................119 Figura 5.7: Evolução de processo de acreção lateral e formação de lago. A seta vermelha indica a posição do lago formado. Imagens utilizadas: 1965 – USAF-1965;