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MORFOMETRIA DE BACIAS HIDROGRÁFICAS ALOGÊNICAS
ASSOCIADAS AOS SUMIDOUROS DAS CAVERNAS DO PARQUE
ESTADUAL DE TERRA RONCA (PETeR)
Guilherme Marques de Lima (a)
, Lucas Espíndola Rosa (b)
Luís Felipe Soares Cherem (c)
Márcio Henrique de Campos Zancopé (d)
(a) Geógrafo. (autônomo), Email: [email protected]
(b) Laboratório de Geomorfologia, Pedologia e Geografia Física/Instituto de Estudos
Sócioambientais/Universidade Federal de Goiás, Email: [email protected]
(c) Laboratório de Geomorfologia, Pedologia e Geografia Física/Instituto de Estudos
Sócioambientais/Universidade Federal de Goiás, Email: [email protected]
(d) Laboratório de Geomorfologia, Pedologia e Geografia Física/Instituto de Estudos
Sócioambientais/Universidade Federal de Goiás, Email: [email protected]
Eixo: Dinâmica e gestão de bacias hidrográficas
Resumo
O trabalho visa propor um modelo que auxilie o reconhecimento de potenciais áreas
cavernícolas em regiões cársticas, bem como correlacionar os parâmetros morfométricos de
densidade de drenagem e índice de circularidade com o desenvolvimento dos sumidouros das
cavernas já catalogadas do Parque Estadual de Terra Ronca. A metodologia adotada
reconhece sete bacias hidrográficas cujo canal principal que aporta dentro dos respectivos
sumidouros. Com base em alimentação de um banco de dados SIG foram extraídas
informações para as correlações entre as densidades de drenagem e o índice de
circularidade com o desenvolvimento das feições cavernícolas cadastradas pelo Cadastro
Nacional de Cavernas do Brasil (CNC). Os resultados demonstram que a densidade de
drenagem e o índice de circularidade apresentam uma relação inversamente proporcional ao
desenvolvimento das feições cavernícolas, onde o índice de circularidade apresentou um r² de
0,46, podendo assim ser recomendado este método para seleção de áreas prioritárias.
Palavras chave: Densidade de drenagem, Índice de circularidade, fluviocarste.
1. Introdução
A região cárstica de Terra Ronca, no nordeste goiano, apresenta um mosaico de
ambientes com características naturais distintas, exibindo domínios geomorfológicos bastante
significativos, pois apresentam uma rica diversidade de formas de relevo (BRASIL, 1982),
formando um dos conjuntos espeleológicos mais representativos da América do Sul.
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Por estas peculiaridades, foi criado o Parque Estadual da Terra Ronca (PETeR), uma
unidade de conservação ambiental localizada nos municipios de Guarani de Goiás e São
Domingos, cujo objetivo principal destina-se à preservação dos relevos cársticos da região
(IBGE, 1995).
Desenvolvido predominantemente sobre rochas carbonáticas (BIGARELLA, et al.,
1994), os relevos cársticos tem a água e o CO2 como principal agente intempérico nos
processos relacionados à sua gênese e evolução (LLOPIS-LLADÓ, 1970). A dissolução das
rochas promove a espeleogênese, que é controlada pela remoção e precipitação geoquímica de
íons de bicarbonato no interior das cavernas e demais feições cársticas (WHITE, 1988).
Assim, o entendimento do regime hidrológico em ambientes onde predominam este tipo de
relevo é grande relevância, e para tal, é necessário o conhecimento de características físicas
existentes nas bacias hidrográficas (VILLELA; MATTOS, 1975; LIMA, 1976).
Neste sentido, têm-se utilizado diversos parâmetros morfométricos para a
compreensão do comportamento hidrológico de bacias hidrográficas associadas a relevos
cársticos, bem como ao seu desenvolvimento. Ferrari et al., (1998), por exemplo,
desenvolveram sua pesquisa relacionando alguns parâmetros com o desenvolvimento de
depressões no carste do Vale do Ribeira, no estado de São Paulo. Na ocasião, os autores
utilizaram a densidade de drenagem e o índice de circularidade para compreender o
desenvolvimento das depressões fechadas existentes na região. Faquim et al., (2017) também
utilizaram parâmetros morfométricos para averiguar o potencial de transferência de
sedimentos, visando quantificar a capacidade de transporte de sedimentos das bacias
hidrográficas e quais as que mais contribuem para o processo de assoreamento do sistema de
cavernas do PETeR. Lima et al., (2017) propuseram um modelo introdutório para
compreender o desenvolvimento de poljés existentes no Parque Estadual de Terra Ronca
(PETeR), utilizando também parâmetros morfométricos. Na ocasião, os autores identificaram
que a maior densidade de drenagem poderia estar associada às feições mais desenvolvidas.
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A densidade de drenagem é uma variável da bacia hidrográfica que indica a eficiência
do escoamento superficial até um determinado exutório (CHIRISTOFOLLETI, 1980),
enquanto o índice de circularidade indica que a água precipitada numa bacia chega com maior
eficiência ao exutório, podendo favorecer as enchentes (CHRISTOFOLETTI, 1969). Ambas
variáveis, portanto, poderiam contribuir para o entendimento do aporte hídrico às cavernas do
PETeR.
Considerando estes pressupostos, alguns parâmetros morfométricos poderiam auxiliar
previamente na escolha e distinção de locais com potencial ocorrência de feições cavernícolas
e contribuição hídrica alogênica, que apresentem padrões semelhantes no que diz respeito a
variáveis geológicas, geomorfológicas, pedológicas e climáticas?
Assim, este trabalho tem como objetivo correlacionar os valores de densidade de
drenagem e índice de circularidade das bacias hidrográficas alogênicas associadas aos
sumidouros das cavernas do PETeR com o comprimento das cavernas .
2. Materiais e Métodos
2.1. Área de estudo
Criada em 1989 e com uma área de aproximadamente 57 mil hectares, o PETeR é
atravessado por uma rede de drenagem que compõe as bacias hidrográficas dos médios e altos
cursos dos rios São Domingos e São Mateus, afluentes da margem direita do Rio Paranã,
integrando assim, a bacia hidrográfica do Rio Tocantins.
Estes rios, cujas nascentes se localizam na Serra Geral de Goiás, drenam para oeste e
atravessam patamares aplainados até alcançarem os sumidouros dos sistemas de cavernas do
PETeR (BRASIL, 1982), evidenciando uma importante recarga alogênica. A Serra Geral de
Goiás é constituída por arenitos cretáceos do Grupo Urucuia (BRASIL, 1982). Os sumidouros
das cavernas do PETeR ocorrem a partir dos afloramentos das rochas proterozóicas do Grupo
Bambuí, onde se desenvolve o carste da região. Ainda, no PETeR são encontradas as rochas
granito-gnáissicas do Complexo Almas Cavalcante, além de coberturas sedimentares
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inconsolidadas e depósitos colúvio-eluviais (Figura1) (LACERDA FILHO, 2008; ROSA,
2016).
Figura 1 – Mapa de localização da área de estudo. 1) Sumidouro da Gruta de São Bernardo; 2) Sumidouro da
Lapa Palmeiras; 3) Sumidouro da Lapa de Terra Ronca; 4) Sumidouro da Lapa de São Mateus; 5) Sumidouro da
Lapa de São Vicente; 6) Sumidouro da Lapa do Bezerra; 7) Sumidouro da Lapa do Angélica.
Já o relevo da área de estudo (Figura 2) está dividido em unidades (i) agradacionais,
correspondentes predominantemente a Planícies Fluviais, Terraços e Faixas Aluviais, e (ii)
denudacionais, compostas pelas Superfícies Regionais de Aplainamento (SRA), Zonas de
Erosão Recuante (ZER) e Morros e Colinas (MC) (LATRUBESSE et al., 2006).
Figura 2: Perfil topográfico da área de estudo. Fonte: Rosa (2016). Adaptado.
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2.1. Procedimentos metodológicos
A realização deste trabalho consistiu da análise de imagens de satélites a partir do
Modelo Digital de Elevação do sistema orbital ALOS PALSAR, disponibilizado no portal
digital do Alaska Satellite Facility (ASF), que possibilitou a delimitação das bacias
hidrográficas associadas aos sumidouros das cavernas do PETeR. A pesquisa também utilizou
imagens de alta resolução dos satélites SPOT (2,5 m) e GeoEye (0,6 m), que permitiu a
obtenção de informações visuais acerca dos fundos de vale e das reentrâncias dos canais de
drenagem. Estes canais foram delimitados por intermédio de vetorização na escala de 1:
5.000, a fim de propor maior fidedignidade com ambiente de estudo.
Os sumidouros das cavernas do Parque Estadual de Terra Ronca foram obtidos in loco,
por meio do registro de suas coordenadas geográficas via a utilização de GPS, enquanto o
tamanho foi baseado nos dados disponíveis da plataforma digital da Sociedade Brasileira de
Espeleologia (SBE), cuja aturoria é do Cadastro Nacional de Cavernas do Brasil (CNC).
O comprimento das sete cavernas estudadas do PETeR, em metros e ordem crescente,
são: Lapa Palmeiras (3.500m); Gruta de São Bernardo (3.800m); Lapa de Terra Ronca
(7.500m); Lapa do Bezerra ( 8.250m); Lapa do São Vicente (10.130m); Lapa de São Mateus
(10.828m; 7) e Lapa do Angélica (14.100m).
Para a obtenção dos valores de densidade de drenagem seguiu-se o determinado por
Horton (1945) apud Christofoletti, (1980), em que a densidade de drenagem corresponde à
soma do comprimento total dos canais divido pela área da bacia hidrográfica, conforme a
fórmula a seguir: Dd = Lt/ A. Nesse caso, o Dd corresponde à densidade de drenagem, Lt ao
comprimento total dos canais e A área da bacia. Este parâmetro está relacionado com o tempo
levado para a saída do escoamento superficial da bacia, ou seja, bacias com menor infiltração
apresentam maior escoamento superficial e consequentemente, maiores valores de densidade
de drenagem (LIMA, 1976; CHRISTOFOLETTI, 1978).
Já os valores referentes ao índice de circularidade foram obtidos por meio da equação
Ic = 12.57 x A/p², onde Ic corresponde ao índice de circularidade, A à área da bacia
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hidrográfica em km² e p² ao perímetro da bacia, também em km² (TONELLO, 2005). As
bacias hidrográficas com índice de circularidade superiores a 0,51 apresentam formas
próximas a um círculo, enquanto valores menores que 0,51 indicam bacias hidrográficas com
formas alongadas ou menos circulares. Assim, há maior acúmulo de água no exutório de
bacias mais circulares, enquanto há menor acúmulo nas bacias menos circulares (SCHUMM,
1956), isto é, maior suscetibilidade de inundação nas primeiras bacias e comportamento o
inverso nas segundas (STEVAUX; LATRUBESSE, 2017).
Os resultados obtidos dos parâmetros morfométricos das bacias hidrográficas
associadas aos sumidouros das cavernas do PETeR e o comprimento das cavernas associadas
a estes sumidouros foram correlacionados estatisticamente por regressão linear simples.
3. Resultados e Discussão
As bacias hidrográficas que aportam nos sumidouros apresentaram variação quanto
aos parâmetros morfométricos, no que diz respeito à área das bacias, o comprimento dos
canais e consequentemente de densidade de drenagem. A Figura 1 evidencia variabilidade
quanto ao comportamento das variáveis da densidade de drenagem das bacias hidrográficas
associadas aos sumidouros das cavernas do PETeR.
Figura 3: Parâmetros morfométricos das bacias hidrográficas associadas aos sumidouros das cavernas do PETeR.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Lapa
Palmeiras
Gruta de
S.Bernardo
Lapa de
Terra Ronca
Lapa do
Bezerra
Lapa do São
Vicente
Lapa de São
Mateus
Lapa do
Angélica
6,56
9,05
11,49
4,33
11,32
7,37
9,26 9,53
12,04
17,79
6,51
12,61
7,43
12,78
1,45 1,33 1,55 1,51 1,11 1,01 1,38
Área da bacia - km² (.10) Comprimento dos canais - km Densidade de Drenagem (km/km²)
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Nota-se que os maiores valores dos parâmetros morfométricos foram registrados na
bacia associada ao sumidouro do rio da Lapa, que além de apresentar o maior valor de
comprimento de canais e tamanho de sua área, apresentou o maior valor de densidade de
drenagem em relação aos demais. Destaca-se que o rio da Lapa verte para a mais conhecida
caverna da região, a de Terra Ronca.
Já os menores valores de densidade de drenagem foram registrados nas bacias
associadas aos sumidouros das cavernas da Lapa de São Mateus e São Vicente, com valores
de 1,01 e 1,11 km/km², respectivamente.
Embora a bacia hidrográfica associada à Lapa do Bezerra apresente a menor
contribuição areal (área da bacia) em relação às demais, seu valor de densidade de drenagem é
o segundo maior (1,5 km/km) possivelmente pela natureza inversamente proporcional deste
parâmetro, que alavanca seu resultado.
Apesar possuir o segundo maior comprimento total dos canais e apresentar na sua
soleira o controle exercido por granitoides associados ao Complexo Almas-Cavalcante, a
bacia hidrográfica associada ao sumidouro da Lapa do Angélica possui baixa densidade de
drenagem pela sua grande contribuição areal em comparação as demais bacias.
É válido destacar que este controle litoestrutural do Complexo Almas-Cavalcante,
que é composto por granitoides, ocupa grande representação nas soleiras dos cursos hídricos
junto ao sistema cárstico do PETeR, sendo mais representativo na bacia que aporta
diretamente o rio da Lapa, na Caverna de Terra Ronca. A natureza dessas litologias apresenta
um amplo controle estrutural composto por fissuras, fraturas e falhas, que por vezes
contribuem com a maior densidade de drenagem constatada na região de pesquisa.
Do contrário, observa-se que as bacias dos rios São Vicente e São Mateus
apresentam grandes áreas compostas por Depósitos Colúvio-Eluviais, provavelmente
oriundos do recuo da escarpa da cuesta da Serra Geral de Goiás, por vezes produzindo amplos
interflúvios entre os divisores de água das bacias do rio São Vicente e São Mateus, o que
ajuda a compreender a diferenciação de até 0,5 km/km² entre bacias limítrofes.
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Em relação ao índice de circularidade (Ic) foram registrados os seguintes valores: i)
Bacia do rio Angélica – Ic: 0,4; ii) Bacia do rio São Vicente – Ic: 0,4; iii) Bacia do rio São
Mateus – Ic: 0,45; iv) Bacia do rio Palmeiras – Ic: 0.47; v) Bacia do córrego Bezerra – Ic:
0,55; vi) Bacia da Lapa de Terra Ronca: - Ic: 0,56; vii) e Gruta do São Bernardo - Ic: 0,58.
As correlações mostraram-se estatisticamente satisfatórias, já que os testes apontam a
existência de correlação entre as variáveis: comprimento da caverna x densidade de
drenagem; e comprimento da caverna x índice de circularidade. Os valores “P” da regressão
mostraram-se abaixo de 0,05 em todos os casos, sendo de 0,0006 para a densidade de
drenagem e de 0,0001 para o índice de circularidade.
Os valores de densidade de drenagem evidenciam uma correlação (r²) de 0,13, que
pode ser considerada muito baixa e por vezes nula (figura 4), isto é, uma relação inversamente
proporcional (negativa), onde os valores mais ajustados correspondem as menores cavernas -
São Bernardo e Palmeiras - mas que apresentam densidades de drenagens intermediárias
comparadas às demais observadas.
Figura 4: Coeficiente de Determinação entre os comprimentos das cavernas pela densidade de drenagem.
y = -2E-05x + 1,4951
R² = 0,1334
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000
Den
sidad
e de
Dre
nag
em (
km
/km
²)
Comprimento da caverna (m)
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Nota-se também que duas das três maiores cavernas, Lapa de São Mateus e Lapa de
São Vicente, apresentam os menores valores de densidade de drenagem, com 1,01 e 1,1
(km/km²). Este comportamento pode ser consequência do domínio geológico nas áreas de
recarga destas bacias serem constituído majoritariamente por Depósitos Colúvio-Eluviais, de
matriz arenosa, onde predominam o fluxo basal de natureza mais lenta e contínua ante aos
granitoides do Complexo Almas-Cavalcante que alicerçam, em grande parte, o percurso
superficial dos canais alogênicos da Lapa de Terra Ronca e da Lapa do Bezerra, que ao
contrário, apresentam os maiores valores de densidade de drenagem.
Quando observados os valores relativos aos índices de circularidade, constata-se que
estes são mais representativos em relação à densidade de drenagem, evidenciando uma
correlação negativa (r²) de 0,46, conforme Figura 5.
Figura 5: Coeficiente de Determinação entre os comprimentos das cavernas pelo índice de circularidade.
As bacias com correlações mais ajustadas a reta em relação ao índice de
circularidade foram as da Lapa da Angélica, de São Mateus e de São Vicente, sendo as duas
últimas as que apresentam as menores densidades de drenagem. Tais resultados já eram
y = -1E-05x + 0,5983
R² = 0,4586
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000
Índic
e de
Cir
cula
ridad
e
Comprimento da caverna (m)
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esperados pelo comportamento “negativo” da correlação da densidade de drenagem,
evidenciando que bacias com menores contribuições hidrográficas, visto as menores
densidades de drenagem, possuem menores riscos a enchentes (CHRISTOFOLLETI, 1980),
fato esse comprovado pelo menor índice de circularidade.
Os índices de circularidade nesses casos sugerem inferências quanto ao tempo de
concentração da bacia, onde bacias menos circulares ás águas demoram mais tempo para
passar pelo exutório, uma vez que a água advinda da rede de drenagem tende a atingir o canal
principal simultaneamente, na medida em que as distâncias entre a cabeceira e o tronco da
drenagem são aproximadamente equivalentes (STEVAUX; LATRUBESSE, 2017).
Ademais, esses valores do índice de circularidade associados à compreensão dos
valores de densidade de drenagem ser menores, sugerem que as bacias associadas à Lapa de
São Mateus e de São Vicente apresentam maior infiltração e percolação da água pelo fluxo
basal, fluxo esse importante para o desenvolvimento do carste tanto autógeno quanto alógeno
(FERRARI et al., 1998).
Nesse sentido, valores reduzidos tanto de densidade de drenagem ou de índice de
circularidade, evidenciam que o escoamento da bacia será mais bem distribuído ao longo do
tempo (BIAS et al., 2012), sugerindo assim, melhor aporte do fluxo basal, tendo em vista que
em condições físicas semelhantes, essas bacias apresentam melhor infiltração e por vezes
percolação, que consequentemente, contribui para cavernas.
4. Considerações Finais
Os resultados mostram que há uma relação significativa “negativa” entre o
comprimento das cavernas e o índice de circularidade (r² 0,46), em que a diminuição deste
índice tende a acompanhar o aumento do comprimento das cavernas, fato este também
observado para a densidade de drenagem, mas que pelos resultados levantados neste último
parâmetro, apresentaram tendência quase nula. Assim, os menores valores de densidade de
drenagem e de índice de circularidade estiveram associados às cavernas mais longas, ou seja,
de maior comprimento.
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Em pesquisas de prospecção espeleológica tais resultados indicam que este método
pode ser uma das variáveis a serem consideradas na programação com vistas a otimização e
seleção de locais prioritários de para trabalhos de campo.
Os resultados apresentados ainda em caráter preliminar sugerem que outras
correlações podem ser consideradas em relação ao desenvolvimento deste carste, por
exemplo, a relação entre o predomínio das unidades geológicas que aportam os cursos
hídricos alogênicos e o desenvolvimento dos carstes, que podem fazer inferências de
reconhecimento acerca da influência da água subterrânea e do fluxo basal até essas feições.
5. Referências
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