O rio São Francisco não é muito rico em afluentes permanentes. Estes estão quase todos em Minas Gerais e apenas dois no Estado da Bahia. Nos demais Estados, todos são intermitentes.
Pela margem esquerda, os afluentes mais importantes são: o rio Indaiá, rio Borrachudo, Rio Abaeté, rio Paracatu, rio Peruaçu, rio Urucuia, rio Carinhanha, rio Corrente e rio Grande. Todos esses são permanentes. Os temporários ou intermitentes, são os seguintes, ainda na margem esquerda: Riacho do Pilão Arcado, Riacho do Jardim, Riacho Grande, Riacho do Pantanal, Riacho das Garças, Riacho da Brígida, Rio Pajeú, rio Moxotó e rio Ipanema.
Pela margem direita, são permanentes: o rio Pará, rio Paraopeba, rio das Velhas, rio Jequitaí e rio Verde Grande. E intermitentes os seguintes: rio das Rãs, rio Santo Onofre, Rio Paramirim, rio Verde, rio Jacaré, rio Salitre, Riacho do Tourão, Rio Curaçá, Riacho do Poço, Riacho Várzea da Ema, Riacho do Macururé e Riacho Xingózinho.
A maioria dos afluentes permanentes tem suas nascentes nas regiões de cerrado de Minas Gerais, principalmente, e da Bahia. Graças a dois fatores, a quantidade de chuvas e a grande permeabilidade dos solos de cerrado que, por sua profundidade acumulam as águas das chuvas e vão lentamente drenando para formação das veredas ou marimbus que formam os ribeirões e estes se juntam quando os pequenos rios, que são sub-afluentes e que formam os afluentes que despejam na calha principal, o Velho Chico. Por isso, costuma se dizer que os cerrados são a caixa d'água do São Francisco.
Os solos da região semi-árida são rasos e logo abaixo existe uma camada de rochas que os geólogos denominam de cristalino. Essa base ocupa 60% do semi-árido, por isso é que os rios da região semi-árida são intermitentes, porque não havendo capacidade de acumulação de água, rapidamente é saturado, e a água passa a escorrer para as partes mais baixas. Tão logo cessadas as chuvas, também é parado o escorrimento.
Com efeito, observa-se que, quando se encerra os limites do cerrado, aí também deixam de existir os afluentes permanentes. Observe-se que, pela margem direita, o último afluente permanente é o rio Verde Grande, que separa o norte de Minas, da Bahia.
Daí em diante, a partir da Jaíba, se inicia o semi-árido com algumas formações calcáreas até Bom Jesus da Lapa, se alternando com o cristalino.
Pela margem esquerda, o último afluente permanente é o rio Grande, que nasce nos cerrados da Bahia e desemboca no São Francisco na cidade da Barra. Logo após o município de Barra, já se inicia a caatinga do semi-árido, no município de Pilão Arcado. Daí em diante, os afluentes temporários, na margem esquerda por 1.050 km, até a foz, e por 1.550 km pela margem direita até a foz.
Os cerrados ofertam mais 85% da água do São Francisco, sendo Minas Gerais responsável por 72% da vazão do mesmo. A seguir, damos a informação dos afluentes por sub-região.
Na margem esquerda: 1) rio Indaía, 2) rio Marmelada, 3) rio Borrachudo, e pela margem direita: 4) rio Pará, 5) rio Paraopeba - todos permanentes.
Pela margem esquerda: 1) rio Abaeté, 2) rio Paracatu, 3) Rio Peruaçu 4) rio Urucuia, 5) rio Carinhanha, 6) rio Corrente, 7) rio Grande - estes todos permanentes e, 8) Riacho do Jardim, 9) Riacho Grande, 10) Riacho Pilão Arcado - estes todos intermitentes. Pela margem direita: 11) rio das Velhas, 12) rio Jequitaí, 13) rio Verde Grande -todos permanentes, embora o último, rio Verde Grande, atualmente sofra intermitência pelo excesso de irrigação. e 14) rio das Rãs, 15) rio Santo Onofre, 16) rio Paramirim, 17) rio Verde, 18) rio Jacaré - estes todos intermitentes, sendo que o rio Verde, acha-se perenizado pela barragem de Mirorós, nos municípios de Gentio do Ouro e Ipipeba.
Pela margem esquerda: 1) Riacho do Pontal, 2) Riacho das Garças, 3) Riacho da Brígida, 4) rio Pajeú, 5) rio Moxotó - todos intermitentes - e pela margem direita: 6) rio Salitre, 7) Riacho do Tourão, 8) rio Curaçá, 9) Riacho do Poço, 10) Riacho Várzea da Ema, 11) Riacho do Macururé, 12) Riacho Xongozinho - todos intermitentes, exceto o rio Salitre que foi permanente e teve o curso invertido artificialmente.
Pela margem esquerda: 1) rio Ipanema e 2) rio Traipu.
O rio Ipanema, apesar de ser citado na maioria das publicações como permanente, apenas durante o período chuvoso, apresenta essa característica nos meses secos, e apenas no seu terço inferior possui água. Pela margem direita: 3) ria Jacaré e 4) rio Cotinguiba, 5) rio Betume.
O rio São Francisco percorre 2.700 km desde sua nascente na serra da Canastra até sua foz no Oceano Atlântico, entre os municípios de Brejo Grande, em Sergipe, e Piassabuçu, em Alagoas.
Inicia-se o Velho Chico, com uma largura não maior do que dois metros e, após percorrer os primeiros 28 km, já chega à borda da serra com cerca de 15 metros de largura. Após sair do parque, recebe o ribeirão das Capivaras e o Mombaça, e já passa na cidade de Iguatama com cerca de 50 metros. Dessa forma, até chegar a Três Marias e receber o Indaiá e o Borrachudo, além do Pará e Paraopeba, já está com mais de 200 m de largura. Nessa localidade está barrado, prosseguindo regularizado em cerca de 400 M3/s e uma largura de cerca de 300 metros, até alcançar a cidade de Pirapora, após passar pelas cidades de Iguatama, Luz, Lagoa da Prata, Morada Nova de Minas e tantas outras. A partir de Pirapora, que se liga por uma ponte até Buritizeiro, recebe o Abaeté e os grandes afluentes da margem esquerda, bem como os já citados da margem direita, passando pelas cidades de Samaria, Ibicuí, São Romão, São Francisco, Itacarambí, Matias Cardoso e Manga, entrando na Bahia, na foz do Verde Grande na margem direita e Carinhanha na margem esquerda. A primeira cidade da Bahia é Malhada, quase de frente a Carinhanha, aí já com cerca de 650 metros de largura, passando pela margem direita em Bom Jesus da Lapa, Paratinga, Morpará, Xique-Xique, e aí se inicia o Lago de Sobradinho, tendo em sua borda Nova Sento-Sé e Sobradinho; no Lago, em alguns trechos, a largura chega a 25 km e a extensão é de 400 km, atingindo quase 5.000 km2 de área. É o maior lago artificial do mundo. Após Sobradinho, retoma o seu leito normal, chegando a Juazeiro com cerca de 850 metros de largura. Após Juazeiro, passa pelas cidades de Curaçá, Chorrochó, Abaré, Rodelas, Glória, Paulo Afonso, onde se localiza a cachoeira do mesmo nome. De Paulo Afonso em diante, corria apertado nos paredões do canion, com não mais do que 200 metros de largura e profundidade de cerca de 80 metros. Daí alcança o Estado de Sergipe, passando pelos municípios de Canindé do São Francisco, onde se encontra a barragem de Xingó, Poço Grande, Porto da Folha, Propriá, Carrapicho, Neópolis e Brejo Grande.
Pela Margem esquerda a primeira cidade da Bahia é Carinhanha, e daí passa em Serra do Ramalho, Sítio do Mato, Barra, e começa a se formar a partir daí, o Lago de Sobradinho, passando por Pilão Arcado, Remanso e Casa Nova, na fronteira com Pernambuco, passando nesse estado por Petrolina, Santa Maria da Boa Vista, Orocó, Cabrobó, Belém do São Francisco, iniciando-se aí o Lago de Itaparica, Itacuruba, o município de Floresta, a cidade de Petrolândia, até chegar à foz do rio Moxotó, que limita Pernambuco com Alagoas.
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