Hydrogeomorphological characterization of a canyon river in southern Brazil : a specific type of a mountain river

Abstract

Mountain rivers are presented on all continents, representing an important portion of the territories. During the last decades, their utilization has been increasing by many objectives, such as tourism, recreation, water supply, and land use. However, mountain rivers are less studied than alluvial rivers, even though extreme hydrological events used to reach these areas and cause damages in the mountain environments. Furthermore, when considering rivers carved on canyons, the studies are even more scarce. For this reason, the present dissertation aims to identify relevant parameters for characterizing mountain rivers. In addition, it seeks to perform a hydrogeomorphological characterization of a canyon river located in Southern Brazil, which is part of the most extensive canyon chain in South America, inserted in the Aparados da Serra National Park. It was performed an extensive literature review on mountain rivers. Also, field surveys, computational modeling, and statistical analysis were conducted to realize the characterization. The field surveys include measurements on topography, bathymetry, discharge, grain size distribution, and geomorphic units in three reaches of the Boi River. Furthermore, distinct conditions of flow resistance in the three considered reaches along the Boi River were evaluated. The results indicate that canyon rivers are those rivers under the direct influence of canyon environments concerning sediment supply processes, sediment transport, grain size distribution, geomorphic patterns, and hydraulic conditions. In addition, canyon, transition, and floodplain landscapes present different behaviors in terms of river morphometry. Thus, canyon rivers are not restricted to those rivers presented in the canyon landscape but also those in the transition to alluvial rivers. The canyon influence decreases from upstream (close to the gorge) to downstream (towards the floodplain). Also, the canyon landscapes present higher resistance to flow than floodplain landscapes. As the differences are remarkable, it evidences the hydrogeomorphological differences among reaches in the same river.

Rios montanhosos estão presentes em todos os continentes, representando uma boa porção dos territórios. Ao longo das últimas décadas, sua utilização vem aumentando com diversas finalidades, tais como turismo, recreação, manancial de água e ocupação territorial. No entanto, rios montanhosos são menos estudados que rios de planície, embora eventos hidrológicos extremos possam apresentar maior potencial de dano no ambiente montanhoso. Quando considerado rios montanhosos escavados em cânions, esses estudos são ainda mais escassos. Por essa razão, a presente tese buscou identificar parâmetros necessários para caracterizar um rio montanhoso, além de realizar a caracterização hidrogeomorfológica de um rio de cânion localizado no sul do Brasil, o qual faz parte da maior cadeia de cânions da América do Sul e que está inserido na área do Parque Nacional de Aparados da Serra. Para tal, foi realizada uma extensiva revisão bibliográfica, trabalhos de campo, modelagem computacional e análises estatísticas para realizar tal caracterização. Os trabalhos de campo envolveram medições topográficas, batimétricas, vazão, distribuição do tamanho de sedimentos e de unidades geomorfológicas de pequena escala em três trechos do rio do Boi, compreendido. Também foram avaliadas as diferentes condições de resistência ao fluxo nos três trechos. Os resultados indicam que rios de cânion são aqueles sob influência direta do ambiente de cânion em relação aos processos de suprimento de sedimentos, transporte de sedimentos, distribuição do tamanho de sedimentos, padrões geomórficos e hidráulicos. Além disso, cânion, transição e planície apresentam diferentes comportamentos em termos de morfometria dos rios. Desse modo, rios de cânion não são restringidos a rios presentes na paisagem de cânion, mas também aqueles na transição para rios aluviais. A influência do cânion decresce de montante (próximo às paredes do cânion) para jusante (em direção à planície). Além disso, os locais identificados como cânion apresentam maior resistência ao fluxo do que aqueles locais identificados como planície. Como as diferenças são consideráveis, fica evidenciado as diferenças hidrogeomorfológicas em diferentes trechos de um mesmo rio.