Physical parameters of the cachimbal river sub-basin associated to landscape change in Pinheiral-RJ, Brazil / Parâmetros físicos da sub-bacia do rio cachimbal associada à mudança de paisagem em Pinheiral-RJ, Brasil

ABSTRACT

The objective of this study was to characterize the physical parameters of the Cachimbal River Watershed, located in Pinheiral, Rio de Janeiro State, Brazil, and to use the resulting data to identify degradation risks. To achieve this purpose, a Hydrologically Consistent Digital Elevation Model (HCDEM) was generated using contour line, river path, and area boundary data extracted from topographic maps of the cities of Volta Redonda (Page SF-23-ZAV-2) and Piraí (Page SF-23-Z-VI-1). These maps were obtained from the Brazilian Institute of Geography and Statistics, and were rendered at a scale of 150,000 ArcGISs version 10.5 software was used to generate the HCDEM, from which the physical parameters were extracted. Results showed that the altitude of the area ranges from 360 m to 740 m, while the slope varies heterogeneously from 6% to 28%. The sub-basin has a total area of 104.15 km², a perimeter of 63.41 km, a main channel length of 21.79 km, and a 5th-order dendritic drainage network. Other parameters include a compactness coefficient of 1.74, a form factor of 0.34, and a circularity ratio of 0.33. These values indicate that the sub-basin is not prone to floods because of its elongated shape. Meanwhile, drainage density was 2.60 km km-2, while river density was 5.5 channels km-2; these parameters indicate excellent performance and high potential to generate new channels. Although the roughness coefficient indicates that the area is suitable for agricultural development, the roughness index demonstrates the need to adopt more nuanced agricultural practices that account for the particular features of the area, such as topographic variation and soil characteristics.

RESUMO

O objetivo deste estudo foi caracterizar os parâmetros físicos da sub-bacia hidrográfica do ribeirão Cachimbal, Pinheiral-RJ, Brasil, a fim de se identificar os riscos à degradação. Para isso foi gerado o Modelo Digital de Elevação Hidrologicamente Consistente (MDEHC) através a partir das cartas topográficas dos municípios de Volta Redonda (Folha SF-23-Z-A-V-2) e Piraí (Folha SF-23-Z-VI-1), obtidas no Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística na escala de 150.000, onde foram extraídas as curvas de nível, rios e limite. A confecção foi realizada utilizando o software ArcGIS versão 10.5. A obtenção dos parâmetros físicos foi realizada sob o MDEHC. Verificou-se que a altimetria varia de 360m a 740m e a declividade de 6% a 28%, estando elas apresentando padrão de distribuição heterogêneo. A sub-bacia possui área total de 104.15 km², perímetro de 63.41 km, com comprimento do canal principal de 21.79 km e rede de drenagem de 5ª ordem, com padrão dendrítico; coeficiente de compacidade (Kc) de 1.74; coeficiente de forma (Kf) de 0.34, índice de circularidade (IC) de 0.33; que indicam que a sub bacia não apresenta propensão a enchentes, pois possui formato alongado. Os valores encontrados para densidade de drenagem (Dd) foram de 2.60 km km-2 e a para densidade hidrográfica (Dh) de 5.5 canais km-2, o que classificou a área com Dd muito boa e Dh com elevado potencial para gerar novos canais. Dessa forma o escoamento superficial ocorre de forma lenta, e a formação de processos erosivos ocorre gradualmente. Apesar do coeficiente de rugosidade (Cr) indicar aptidão agrícola para agricultura, o índice de rugosidade (Ir) verificado, demonstra a necessidade da adoção de um conjunto de práticas agrícolas mais conservacionistas, levando em levando em consideração as particularidades da área, com destaque para as variações do relevo e características do solo associadas à paisagem da bacia hidrográfica.