Autores
Lopes, F. (UFPR) ; Santos, I. (UFPR)
Resumo
Este trabalho foi realizado em uma bacia hidrográfica com 1,6 km² de área, localizada na Serra do Mar paranaense, município de Morretes, Paraná. Essa bacia está inserida em uma região onde ocorreu um evento extremo de precipitação em 2011, com cerca de 300 mm em 24 horas, que deflagrou vários movimentos de massa. No estudo desse tipo de fenômeno tem se destacado as modelagens de estabilidade de encostas que requerem variáveis para apresentar um resultado robusto, porém as variáveis usadas nesses modelos variam dependendo da importância delas no lugar onde a equação é aplicada. Em locais de clima úmido, caso da Serra do Mar, esses modelos devem ser adaptados para a realidade local afim de gerarem resultados mais satisfatórios. Pensando nessa solução propomos o estudo de duas variáveis geomorfológicas, rupturas de relevo e rampas de colúvio, com o objetivo de verificar suas relações com a presença de deslizamentos e sua potencialidade para uso em modelos de estabilidade de encosta.
Palavras chaves
Colúvio; Ruptura de relevo; Estabilidade de encosta
Introdução
Impactos causados por movimentos de massa são bem conhecidos, e segundo Safaei et al (2011) só no século XX mais de 500.000 pessoas foram afetadas em áreas montanhosas de países pouco desenvolvidos. No Brasil, nos últimos anos, impactos de grandes proporções foram sentidos na sociedade. No estado do Rio de Janeiro, segundo a ONU, no ano de 2011 houve mais de 900 mortos e prejuízos de até 1,2 bilhões de dólares devido aos deslizamentos provocados pelas fortes chuvas, em Minas Gerais, segundo Rocha (2004), entre 1996 e 2004, 650 deslizamentos foram contabilizados no estado. Por esse motivo e pela consequente expansão urbana descontrolada verificada em muitas cidades brasileiras, que ocupam, também, áreas de risco, a quantificação, causa e estudos em geral sobre esses deslizamentos tem aumentado significativamente nos últimos anos (WESTEN et al, 2005). O estudo de movimentos de massa para sua compreensão e previsão é feito há bastante tempo, porém da década de oitenta do século XX em diante, com o desenvolvimento cada vez mais veloz e a maior acessibilidade aos computadores, o emprego de modelos matemáticos para se realizar tais estudos se tornou mais difundido. Esses modelos fazem uso de diferentes abordagens para chegar ao seu resultado como, por exemplo, uso de mapas inventários, atributos estatísticos, experiências empíricas e métodos determinísticos. Entre esses o uso dos métodos determinísticos, por aplicar equações matemáticas sem englobar dados subjetivos, é considerado o mais objetivo (SAFAEI ET AL, 2011). Segundo Safaei et al (2011) desde o início da década de 90 do século XX vários modelos determinísticos já foram criados com o objetivo de apontar áreas susceptíveis à deslizamentos (LISA, Hammond et al, 1992; SHALSTAB, Montgomery e Dietrich, 1994; DSLAM, Wu e Sidle, 1995; SINMAP, Pack et al, 1998 entre outros). Cada um deles baseado em teorias distintas e usando equações matemáticas variadas, que levam em consideração diferentes variáveis para estabelecer áreas instáveis. A instabilidade é um fator complexo controlado pela combinação de inúmeros processos que envolvem características geológicas, pedológicas, geomorfológicas, hidrológicas e de uso do solo aliadas às influências externas como precipitação, insolação, força dos ventos, vegetação e ações antrópicas. Como a complexidade dessas variáveis é muito grande, a distribuição espacial é de difícil determinação e muitos dos modelos existentes tendem a homogeneizar grande parte dos dados de entrada para toda a área de estudo como, por exemplo, os valores de espessura do solo. A grande variabilidade de variáveis que podem ser inseridas na determinação da estabilidade de uma vertente força os pesquisadores a dar mais importância para as que têm maior relevância nos seus locais de estudo. Isso leva a exclusão de algumas delas e dessa maneira variáveis importantes para determinados locais podem ser retiradas dos resultados. Com a finalidade de melhorar a representação e determinação de áreas instáveis na Serra do Mar, variáveis de uma equação de FS mais adequada para esse ambiente devem ser estudadas. Com esse objetivo as variáveis ruptura de relevo e rampas de colúvio são estudadas nesse trabalho.
Material e métodos
MAPEAMENTO DE ÁREAS DE RAMPAS DE COLÚVIOS Para realizar este trabalho foram utilizadas curvas de nível equidistantes dez metros da Serra do Mar e o software ArcGIS 10.2. Os deslizamentos na área de estudo foram previamente mapeados BUENO et al (2014). Áreas de colúvio no meio da vertente foram primeiramente mencionadas por Dietrich e Dorn (1984) (colluvial wedges) como fontes de material para deslizamentos. A definição de colúvio segundo os mesmo autores é de uma área que acumula material proveniente de montante e ocupa porções do relevo com declividade pouco acentuada e de curvatura côncava e plana. Baseado nessas premissas as rampas de colúvio foram mapeadas segundo duas características geomorfológicas: declividade e perfil e plano de curvatura. Os valores de declividade usados para delimitar as áreas de colúvio foram baseados em valores de ângulo de atrito interno obtidos de levantamentos geotécnicos realizados em local próximo à área de estudo. Esses valores tiveram o valor mais elevado igual 29º, o que foi levado em consideração como valor máximo de declividade das rampas de colúvio, sendo o valor mínimo a menor declividade presente na bacia. A representação da curvatura das rampas coluvionares foi realizada baseada nas definições de Dietrich e Dorn (1984) e Schulz et al (2008), que colocam essas áreas como descontinuas na vertente e em locais de acumulação de material. Desse modo os planos e perfis de curvaturas côncavos foram obtidos e combinados. A junção das áreas de declividade entre 0 e 29º e de perfis e planos de curvaturas côncavos formaram as rampas de colúvio nas vertentes da bacia (Figura 1). MAPEAMENTO DE RUPTURAS DE RELEVO Segundo Schulz et al (2008) as rupturas de relevo têm papel importante na desestabilização do relevo, porque a exfiltração da água subterrânea em suas bases causa sua erosão, solapamento de seus sopés e consequente perda de sustentação e estabilidade do material a montante. Essas rupturas de relevo são as áreas de maior declividade e planos e perfis de curvatura retilíneos e convexos que se situam entre duas áreas de rampas coluvionares (Figura 1). Para a delimitação dessas áreas foi isolado um intervalo de declividade entre 29º (a partir do máximo das rampas de colúvio) e 50º, valor a partir do qual é possível encontrar ausência de solo ou material inconsolidados. Os planos e perfis de curvatura identificados como retilíneos ou convexos foram obtidos e sua junção com o intervalo da declividade citado acima delimitou as rupturas de relevo. O mapeamento das rampas coluvionares e rupturas de relevo foi feito a partir da cota 300 metros, pois essa cota representa o início da planície da bacia. RELAÇÃO ENTRE COLÚVIO E RUPTURA E DESLIZAMENTOS A relação feita entre rampas coluvionares e rupturas de relevo foi dividida em quatro áreas representadas pelas sub bacias da área de estudo. O critério estabelecido para essa relação foi de dois para um, já que as rupturas são consideras como a transição das áreas de colúvio, cada colúvio equivale a duas rupturas (uma a montante e outra a jusante). Dessa maneira expressa-se que uma bacia com teórica razão de valor dois (2) entre os valores de rampas de colúvio de áreas de ruptura apresentaria o conjunto ideal para permitir movimentos de massa, já que teria acumulo de matérias em declividades baixas e áreas de instabilidade (rupturas). Quanto mais longe de 2 (um) estiver a razão entre rampas e rupturas menos propensa aos deslizamentos será a bacia.
Resultado e discussão
DELIMITAÇÃO DAS RAMPAS DE COLÚVIO E RUPTURAS DE RELEVO
As delimitações das rampas de colúvio e das rupturas de relevo podem ser vistas na figura 1. Da mesma maneira dois perfis longitudinais (linhas pontilhadas) foram traçados nos dois principais deslizamentos para mostrar a transição entre as rampas de colúvio e as rupturas de relevo. As áreas de cada uma dessas classes para cada sub bacia consta na figura 2.
RELAÇÃO ENTRE RAMPAS DE COLÚVIO E RUPTURAS DE RELEVO
As relações foram feitas para cada sub bacia (Figura 2). Como pode-se ver, a sub bacia 2 apresentou o resultado da razão entre rampa de colúvio e ruptura de relevo mais próximo de dois. Essa resultado mostra que essa bacia é mais propicia à desenvolver movimentos de massa o que fica evidente com a presença das maiores áreas de cicatriz nessa sub bacia. A relação inversa também pode ser feita, com a sub bacia 4 apresentando o valor mais distante de dois (2) e nenhuma cicatriz de deslizamento em sua área.
Mapeamento das cicatrizes de deslizamentos, rampas de colúvio, rupturas de relevo e perfis longitudinais.
Relação entre as áreas de rampas de colúvio e rupturas de relevo para cada sub bacia da área de estudo.
Considerações Finais
Esse trabalho é apenas o início de uma pesquisa sobre possíveis diferentes variáveis que influenciam na estabilidade de encosta e poderiam ser inseridas em uma equação de fator de segurança. A partir do resultado apresentado percebe-se que há uma relação entre as rampas de colúvio, as rupturas de relevo e a densidade de cicatrizes na bacia, porém essas variáveis devem ser combinadas com outras para trazer resultados mais precisos.
Agradecimentos
À CAPES e à equipe do Laboratório de Hidrogeomorfologia (LHG) da UFPR.
Referências
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