Anais: Geomorfologia de encostas
Análise de fatores topográficos na distribuição de escorregamentos na Serra do Mar, Teresópolis (RJ): estudo de caso da bacia hidrográfica do rio Vieira
AUTORES
Alvear, M.L.S. (UFRJ) ; Araújo, J.P.C. (UFRJ) ; Silva, L.M. (UFRJ) ; Fernandes, N.F. (UFRJ)
RESUMO
As condições topográficos são fatores importantes na iniciação de escorregamentos.
O objetivo deste trabalho é identificar a influencia da topografia na distribuição
de escorregamentos com base na analise da bacia do rio Vieira em Teresópolis (RJ).
Os índices incluem o Índice Topográfico de Saturação (ITS), área de contribuição e
ângulo de encosta. Os resultados mostraram que na área de estudo a distribuição
dos escorregamentos está relacionada com os índices analisados.
PALAVRAS CHAVES
ESCORREGAMENTOS TRANSLACI; INDICES TOPOGRÁFICOS; SERRA DO MAR
ABSTRACT
The topographic conditions are important factors for the iniciation of landslides.
The objective of this study is to identify the influence of topography on the
distribution of landslides based on the analyses of the Vieira river basin in
Teresopolis (RJ).. The indices include the topographic wetness index (TWI),
contribuction area and slope. The results show that, in the study are, landslides
distribuction are related to the indices analised.
KEYWORDS
SHALLOW LANDSLIDES; TOPOGRAPHIC INDICES; SERRA DO MAR
INTRODUÇÃO
Os movimentos de massas são fenômenos naturais de dinâmica externa que
possuem um importante papel na evolução do relevo. Porém, quando atingem áreas
de ocupação humana, principalmente onde ela ocorre de maneira desordenada,
causam grandes prejuízos socioeconômicos (Fernandes, 1996). Devido ao seu
potencial destrutivo, a questão dos movimentos de massa vem adquirindo cada vez
mais importância nos meios políticos, acadêmicos e sociais. Em Janeiro de 2011
toda Região Serrana do Rio de Janeiro foi atingida, em maior ou menor grau, por
fortes precipitações que desencadearam milhares de escorregamentos e corridas de
detritos, reforçando a necessidade de estudos que visam melhorar o entendimento
desses processos. Entretanto, devido à sua enorme complexidade, os movimentos de
massa são de difícil previsão e grande parte das metodologias utilizadas
demandam custos elevados, tanto em recursos humanos, financeiros e temporais.
Por esses motivos, apesar de imprescindíveis como suporte ao planejamento da
ocupação do solo e mitigação dos danos associados, estes estudos ainda não são
aplicados de forma extensiva.
Nesse sentido, o objetivo principal desse trabalho é analisar a
influência de alguns índices morfométricos sobre a distribuição espacial dos
movimentos de massa em uma bacia piloto localizada na Região Serrana do Estado
do Rio de Janeiro. Os índices topográficos utilizados foram: Índice Topográfico
de Saturação (ITS), área de contribuição, elevação e ângulo de encosta. Estes
índices foram selecionados por terem apresentado bons resultados na literatura e
por se basearem em parâmetros de fácil obtenção, de forma a possibilitar uma
ampla aplicabilidade (Chen and Yu, 2011; Conoscenti et al., 2008; Nefeslioglu et
al., 2008).
MATERIAL E MÉTODOS
A Bacia do Rio Vieira foi selecionada por ter sido fortemente atingida pelas
chuvas de Janeiro de 2011 que deflagraram uma série de escorregamentos levando a
morte de 26 pessoas e a destruição de centenas de casas e vias. Apesar de
apresentar diversas unidades litológicas, as mesmas não exerceram influencia
significante na distribuição dos deslizamentos, devido a um comportamento
geomecânico semelhantes (Rodrigues et al, 2011).
Como afirma Costanzo et al (2012), na ausência de imagens de sensores
remotos, as imagens do software livre Google Earth (GE) se apresentam como uma
boa alternativa para identificação de feições de movimento de massa. Portanto,
foi criado um mosaico das imagens extraídas do GE (GeoEye, obtidas 19/01/12) e
georreferenciado com base nas ortofotos da Ampla Energia e Serviços S.A.
A obtenção dos índices foi realizada com o uso de Sistemas de Informação
Geografia (SIG), onde foi gerado um MDE, com pixel de 5m, pelo interpolador
TOPOGRID (ESRI, 1996), a partir da base topográfica na escala de 1:10.000 e da
drenagem vetorizada das ortofotos. Deste foram derivados os atributos de ângulo
de encosta (Zevenbergen and Thorne,1987) e área de contribuição (Quinn et
al.,1991).
Por fim, foi calculado o Índice Topográfico de Saturação (ITS), descrito nas
Equação:
ITS = ln (As/tanβ)
Onde As é a área de contribuição de cada pixel e tanβ é o angulo de encosta.
Para analisar a influencia dos fatores topográficos sobre a distribuição dos
escorregamentos, foram criadas classes e para cada uma foi estabelecida sua
Frequência (F), a razão entre o número de células de cada classe e o número
total de células da bacia; Concentração de Cicatrizes (CC), que consiste na
razão entre o número de células de cada classe afetadas pelas cicatrizes e o
total de células afetadas na bacia; e o Potencial de Escorregamentos (PE), razão
do número de células afetadas pelas cicatrizes pelo total de células, em cada
classe.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O MDE produzido apresentou um total de 1.301.434 pixels, dentre os quais 2.327
foram mapeados como áreas de ruptura, representando aproximadamente 0,17% da
área total. Este valor é equivalente a um PE para toda a área da bacia e servira
portanto como base de comparação. Essa porcentagem é relativamente pequena
devido não somente as caracteristicas da área estudada e da especificidade do
evento ocorrido, mas principalmente pelo metodo pelo qual foram mapeadas as
cicatrizes. No presente trabalho, as análises foram realizadas a partir de um
inventário com o mapeamento somente dos setores considerados como áreas fonte,
as áreas em que houve rompimento do material, de forma que os setores das
cicatrizes de escorregamento aos quais predominaram processos de transporte e
deposição.
Como fica evidenciado na tabela 1, as tres primeiras classes de elevação
apresentam os maiores valores de F e de CC, que somados totalizam
aproximadamente 70 e 52%, respectivamente. Apesar disso, apresentam PE
relativamente pequeno, inferior ao PE médio da bacia. Os maiores valores de PE
se encontram nas maiores elevações, com exceção da ultima classe. Esse
comportamento é devido as areas de menor elevação representarem os fundos de
vales, onde predominam processos de deposição aluvial e coluvial, e as de
maiores serem dominados por setores montanhosos.
Um comportamento semelhante ocorre em relação ao ângulo de encosta, figura 1A e
tabela 1, em que as quatro primeiras classes tem uma F de cerca de 72%, mas com
CC totalizando somente 17% e apresentando uma tendencia crescente de PE,
contanto sem atingir um valor maior que a média da bacia. Já a quinta até a
oitava classe apresentam PE elevados, com destaque para o intervalo entre 40 –
50 graus, onde os valores são expressivos. As ultimas duas classes apresentam
valores não significativos à nulos de PE, provavelmente por serem áreas de
afloramento rochoso, com uma declividade tal que não permita o estabelecimento
do solo.
Os menores valores de área de contribuição estão presentes nos interflúvios e
divisores das bacias, de forma que a primeira classe apresenta um reduzido PE,
evidenciado na tabela 1. A segunda e a terceira classe são as que apresentam os
valores mais significativos de PE, estando relacionadas a porções superiores da
encosta que não drenam uma área tão grande, mas que em conjunto com outros
fatores, já é suficiente para influenciar no aumento da poro-pressão positiva.
As demais classes tem F, CC e PE reduzidos ou nulos, pois representam os fundos
de vale, canais e áreas adjacentes. Esse parâmetro é o que apresenta maior
diferença em relação a outros trabalhos (Fernandes et al, 2004; Vieira, 2007),
devido ao mapeamento das cicatrizes, nos quais são considerados os setores de
transporte e deposição dos materiais rompidos, que geralmente coincidem com
trechos confinados ou canalizados, que apresentam maiores valores de área de
contribuição.
O ITS demonstra o efeito do relevo na localização e tamanho das zonas de
saturação, podendo ser analisado em relação aos escorregamentos cujo mecanismo
de ruptura é o aumento da poro-pressão positiva. Os setores úmidos relacionem-se
aos valores elevados de área de contribuição associados a um ponto qualquer e/ou
encostas com baixo ângulo, enquanto setores com menor umidade podem relacionar-
se aos valores elevados de gradiente e/ou reduzidas áreas de contribuição.
Portanto, áreas de fundo de vale apresentam valores elevados de ITS, pois drenam
suas encostas laterais e toda área a montante, além de geralmente apresentar uma
declividade relativamente suave. Logo, como é mostrado na figura 1B, são as
áreas com menores valores de ITS que apresentam maior PE, associados a setores
com ângulo de encosta elevado e área de contribuição média ou baixa.
Figura 1
A)Gráfico de Angulo de encosta B) Gráfico de Indice
Topográfico de Saturação
Tabela 1
Atributos de Frequencia, Concentração de Cicatrizes
e Potencial de Escorregamento
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Estes primeiros resultados demonstraram uma tendencia de controle topográfico
sobre o processo de escorregamento. Em análises futuras, a partir da incorporação
de novos índices e de uma ampliação do universo amostral através da aplicação dos
mesmos em outras bacias da região, espera-se poder definir valores de limites
críticos para cada índice analisado. Estes valores poderão dar suporte à tomada de
decisão por parte poder público a respeito das políticas de prevenção do risco e
ocupação do espaço em toda Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro.
Para que esses limites críticos possam ser utilizados e que comparações
entre diferentes áreas de estudo possam ser realizadas, é necessário que seja
estabelecido uma padronização dos critérios de mapeamento das cicatrizes das áreas
instáveis. Isso acontece porque os setores de rompimento e de deposição do
material mobilizado costumam apresentar valores diferentes dos índices e
parâmetros utilizados.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
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