Autores
Coelho, A.L.N. (UFES) ; Ramos, A.L.D. (UFES)
Resumo
O presente trabalho teve como objetivo principal identificar e espacializar as manchas de inundação nos bairros do Município de Vitória-ES a partir da modelagem de dados geográficos em ambiente SIG integrado com produtos e técnicas de Sensoriamento Remoto, validando o mapeamento em registros documentais, fotográficos, campanhas de campo e em um evento de maior precipitação concentrado dos últimos trinta anos. O resultado permitiu delimitar e calcular as áreas inundáveis em graus de susceptibilidades e comprovar sua eficiência nos dados e informações. Tal metodologia possibilita também a delimitação de outras áreas de municípios e regiões do Brasil com as mesmas características, constituindo-se numa importante informação no auxílio da gestão territorial, a exemplo, da implantação ou revisão dos Planos de Drenagem Urbana e Planos Diretores Municipais.
Palavras chaves
Geotecnologias; Análise Geográfica; Ordenamento Territorial e Ambiental
Introdução
Os eventos de inundações evidenciam um dos grandes problemas enfrentados nas cidades brasileiras e conforme Sausen e Narvaes (2015) são responsáveis por aproximadamente 55% de todos os desastres naturais registrados e por aproximadamente 72,5% das perdas econômicas ao redor do mundo. Segundo Castro (2005) a inundação é o transbordamento de água da calha normal de rios, mares e lagoas ou acumulação de água por drenagem ineficiente em áreas não habitualmente submersas. Os ambientes urbanos, em sua maioria, são constituídos por uma diversidade de superfícies impermeáveis como telhados, concreto, asfalto e durante os eventos de precipitação intensos, de curta duração, resulta na aceleração do escoamento superficial provocando o aumento da vazão máxima e redução do tempo de pico, com a quantidade de água que chega simultaneamente aos canais ou córregos, superiores à sua capacidade de drenagem, resultando na inundação. Este evento muitas vezes é agravado nas cidades litorâneas durante as marés altas, dificultando ou impedindo o escoamento das águas pluviais em direção ao mar. Para Carneiro e Migues (2011); Chin (2006) e Cunha (2012 e 2003) as inundações urbanas são decorrentes de uma série de processos materializados ao longo do tempo, notadamente, para o crescimento de moradias de maneira adensada, da supressão da vegetação, da ocupação de áreas ribeirinhas e planícies de inundação, das modificações e extinção dos sistemas de drenagem. Já para Sausen e Narvaes (op cit.); Gregory (2006) e Tucci (2002) o transbordamento das águas no ambiente urbano dependem do grau de ocupação pela população, da frequência com a qual elas ocorrem, das práticas inadequadas de uso e cobertura da terra, da sedimentação dos leitos e obstrução ou deficiência de escoamento de canais fluviais. Nesse contexto, a identificação das áreas potencialmente inundadas em eventos de temporais está, normalmente, relacionada a fatores importantes como: topografia do sítio, modelo de uso e cobertura da terra/impermeabilização e intensidade e a duração das precipitações. Trata-se de um processo dinâmico, complexo tanto no contexto socioambiental como temporal. Para tanto, pode-se, através do uso da ferramenta Sistemas de Informações Geográficas (SIG), de dados e informações georreferenciadas destacar aspectos do relevo (estruturas, modelados, classes de declividades, rede de drenagens, locais de inundações, entre outros) de uma determinada área, desde alguns metros, até centenas de quilômetros, proporcionando diversos tipos de análises no âmbito dos estudos geoambientais (SAUSEN e NARVAES, 2015; JENSEN, 2009; FITZ, 2008; ROSS, 2009; FLORENZANO, 2008, 2007 e 2005). Em face deste cenário geotecnológico, o presente estudo tem como objetivo principal espacializar e avaliar as manchas de inundação nos bairros do Município de Vitória- ES a partir da modelagem de dados com referência geográfica em ambiente SIG integrado com produtos e técnicas de Sensoriamento Remoto, validando o mapeamento de inundações nos registros documentais, fotográficos, campanhas de campo e em um evento de maior precipitação concentrado. Como objetivos específicos, o estudo pretende: Utilizar base de dados geográficos acessíveis e gratuitos; Identificar uma precipitação mensal concentrada da série histórica de 30 anos; Destacar as principais etapas da modelagem; Verificar através de registros/documentos a viabilidade/eficiência da aplicação desta técnica em um evento de temporal; Difundir o uso integrado e a aplicação das geotecnologias, referentes aos produtos de Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas, em estudos geográficos e no auxílio nas tomadas de decisões, a exemplo, da proposição de usos adequados nesses ambientes inundados, a partir da revisão do Plano Diretor Municipal - PDM e implantação do Plano Municipal de Saneamento Básico – PMSB.
Material e métodos
Para que os objetivos propostos nesse estudo fossem alcançados, o mesmo foi dividido em duas principais etapas, iniciando com a aquisição de referencial bibliográfico e de documentos abordando a temática, tais como artigos, periódicos; Carta Topográfica do IBGE (1980) SF-24-V-B-1 (Vitória); Relatório e mapas Geológicos, Geomorfológicos, Pedológicos do Projeto Radambrasil (1983); Pesquisa da série histórica das precipitações no Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural (Incaper, 2014) e Climatempo (2014); Dados de previsão de marés junto a Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN/CHM, 2014). Na segunda etapa foram utilizados os Planos de Informações gratuitos: Limite Estadual (IBGE, 2015a); Limite Municipal, Geomorfologia e Eixo Viário (IJSN, 2013); Edificações; Eixo de Logradouros, Afloramento de Rochas e Limite de Bairros (PMV/GEOWEB, 2014); Dados Topográficos Aster/GDEM - Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer / Global Digital Elevation Model de resolução espacial 30 x 30 metros (USGS, 2011) e Uso de GPS em Plataforma Android, com erro médio de 3 metros, na validação do produto em campo. O processamento dos dados vetoriais e matriciais foram realizados no SIG ArcGIS 10.3.1, iniciando-se com a criação de um projeto e a adição dos Planos de Informações abrangendo a área de estudo e adjacências ajustados, quando necessário, no sistema de projeção UTM, Datum SIRGAS-2000, Zona 24 Sul (IBGE, 2005), com o mapeamento produzido seguindo a padronização cartográfica segundo propostas de Menezes e Fernandes (2013), Fitz (2008ab), Nogueira (2008); Slocum et. al. (2008) e Lo e Yeung (2007). Destaca-se que nesta etapa foi necessária a realização de correção topológica do Plano de Informação Limites de Bairros. O processo de criação do modelo, para identificação de manchas de inundação, partiu com a definição de coeficientes/graus de importância entre 1 a 10, sendo o valor 10 atribuído à altíssima susceptibilidade e definição do tamanho das células de 5 x 5 metros. A variável Taxa de Impermeabilização teve como base os Planos de Informações vetoriais: Edificações (coeficiente = 8), Eixo de Logradouros (coeficiente = 10), Afloramentos de Rochas (coeficiente = 3) e Limite Municipal (coeficiente = 1) que foram unidos a partir do comando Union; seguido da dissolução das classes – comando Dissolve; transformação para raster - comando Polygon to Raster e aplicação dos respectivos coeficientes a partir da reclassificação - comando Reclassify. A variável topografia partiu do dado Aster/GDEM que foi extraído no limite municipal e redefinido com o pixel de 5m utilizando a sequência de comandos – Extract by Mask; Contour; Topo to Raster; e Reclassify, empregando as seguintes classes e coeficientes: Elevação -3 a 1 metros (coeficiente = 10); Elevação 1 a 2 metros (coeficiente = 8); Elevação 2 a 3 metros (coeficiente = 6); Elevação 3 a 5 metros (coeficiente = 4) e Elevação > 5 metros (coeficiente = 1). A Declividade/Clinografia foi derivada também do dado Aster/GDEM redefinido com o pixel de 5m, utilizando as seguintes classes e coeficientes através dos comandos Slope e Reclassify: Declividades entre 0 a 1 % (coeficiente = 10); Declividades 1 a 2 % (coeficiente = 8); Declividades 2 a 3 % (coeficiente = 6); Declividades 3 a 4 % (coeficiente = 4) e Declividades > 4 % (coeficiente = 1). A Combinação destas variáveis para elaboração das manchas de inundação foi expressa no algoritmo matemático, através da função - Raster Calculator: RI = TI*7+TP*1.5*DC*1.5 sendo: RI = Risco de Inundação; TI = Mapa Taxa de Impermeabilização (peso 7); TP = Mapa Topografia (peso 1.5); DC = Mapa Declividade (peso 1.5), com os valores representando os pesos atribuídos a cada uma das variáveis. Na sequência o RI foi recortado para os limites de bairros através do comando Extract by Mask finalizando com a reclassificação em Baixo a Nulo, Médio, Alto e Altíssimo risco.
Resultado e discussão
A área objeto de estudo, Município de Vitória, Capital do Estado do Espírito Santo,
está situada na latitude 20º10’09” Sul, e longitude de 40º20’50” a Oeste de
Greenwich, caracterizada como um importante centro comercial da Região Metropolitana
da Grande Vitória – RMGV. Do ponto de vista populacional, Vitória é uma cidade cem
por cento urbana com cerca de 355.875 habitantes, de acordo com a estimativa
populacional publicada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística em 2015
(IBGE, 2015b). Como características geográficas, Vitória se assemelha a
Florianópolis e a São Luiz, pois a Capital se estabeleceu sobre um conjunto de ilhas
e parte continental com uma extensão total de 86,3 km² (8.632,8 ha), dos quais 41,2%
(3.555,9 ha) abrangem os 78 bairros do Município estudados enquanto os outros 58,8%,
cobrem parte do corpo d`água da Baía de Vitória, Canal da Passagem, além do Parque
Industrial, Aeroporto e Parque Estadual da Fonte Grande (Figura 1). O clima operante
é definido como tropical úmido apresentando temperatura média anual de 23 ºC,
enquanto a temperatura máxima absoluta registrada foi de 39,6 °C e a menor com 9 °C,
segundo Instituto Nacional de Meteorologia – INMET (2014). O mapa das áreas
susceptíveis a inundação é representado na Figura 1, possibilitando visualizar o
limite territorial da cidade de Vitória, os limites dos bairros, os registros
fotográficos e os locais inundados destacados pelas tonalidades em azul nas
seguintes classes: Médio, Alto e Altíssimo Risco, resultantes da avaliação conjunta
das variáveis: clinografia/declividade, hipsometria, edificações, eixo de
logradouros e afloramentos de rochas, através da álgebra de mapas, que atribuiu os
coeficientes e pesos de importância para cada um desses elementos/variáveis. A
validação do produto tomou como base o temporal em 30/10/2014 com o Climatempo
(2014) informando que INMET registrou 100,0 mm de chuvas intensas no Município entre
às 15 horas e 20 horas, uma das maiores precipitações concentradas nos últimos 30
anos. Segundo o Climatempo e Incaper a média normal de chuva esperada para topo o
mês outubro no Município é de aproximadamente 120 mm. As informações da Diretoria de
Hidrografia e Navegação (DHN/CHM, 2014), no dia do temporal, revelaram que entre às
15 horas e 20 horas a maré elevou-se de 0,60m para 1,03m, com o pico de 1,07 às
21:00 horas no Porto de Vitória. Portanto, esse fenômeno de maré alta provavelmente
dificultou o escoamento das águas pluviais, de determinadas áreas do Município, para
Baía e Mar adjacente resultando na ampliação dos locais e duração das inundações. Já
as informações extraídas do jornal (A Tribuna, 2014) comprovam o fato ocorrido
evidenciado através das fotografias e notícia os principais locais de inundações, em
30/10/2014, coincidindo modelo gerado no Município (Figuras 1 e 2). Além da
comprovação em imagens do jornal, o mapeamento de inundação condiz com as áreas
alagáveis espacializadas no relatório da Secretaria Municipal de Obras de Vitória –
Semob intitulado: Plano Municipal de Saneamento Básico de Vitória, publicado em
Julho de 2015 (SEMOB/PMV, 2015). Ressalta-se, entretanto, que o mapa modelado aponta
outros locais de inundações, a partir da ocorrência de precipitações acima de 100mm,
comprovados em campanhas de campo e em noticiários, portanto um produto mais
completo e coerente com a realidade do Município (Figura 3). Por meio da
espacialização desses pontos de transbordamentos foi possível comprovar que os
mesmos estão majoritariamente próximos aos corpos d`água que envolve o Município
como a Baía de Vitória, Baía do Espírito Santo e Canal da Passagem (Figuras 1 e 2)
em áreas que foram aterradas, situadas em baixíssima elevação, em relação ao nível
do mar, favorecendo o acumulo de água durante os eventos de precipitações intensas,
potencializado pela influência das marés altas que dificulta o escoamento das águas
pluviais para o mar e Baía. A Tabela 1 apresenta os valores de áreas e percentuais
de inundação dos bairros avaliados revelando que 18,58% destes, estão classificados
entre risco Médio a Altíssimo com o destaque para o Bento Ferreira (centro sul do
Município), Maria Ortiz e Jabour (noroeste do Município), conforme Figura 2. Pode-se
também identificar nesta Figura uma das etapas, em detalhe, da junção dos Planos de
Informações Eixos Viários (figura superior esquerda), com o Modelo gerado (figura
superior direita), resultando no mapeamento das áreas inundáveis (figura abaixo). A
Figura 2 possibilita ainda avaliar, apenas, o Modelo gerado (figura superior
direita) simulando a dinâmica das águas durante um temporal e o escoamento para os
locais mais baixos da cidade alagando, inicialmente, os eixos viários/ruas que estão
situados, em média, 15 cm abaixo da calçada.
VITORIA: Áreas Susceptíveis a Inundação em Eventos Concentrados de Precipitação.
Detalhe dos Eixos Viários (superior esquerdo) + Modelo Gerado (superior direito) e o resultado da fusão dos Eixos Viários e Modelo Gerado (abaixo).
Comparação do mapa gerado "A" e o mapa de alagamentos "B" da Secretaria Municipal de Obras de Vitória. Em "A" comprovou outras áreas susceptíveis.
Áreas dos Bairros e Percentuais de Inundação
Considerações Finais
A elaboração do produto síntese denominado “VITÓRIA: Áreas Susceptíveis a Inundações em Eventos Concentrados de Precipitação” possibilitou a partir do uso de dados vetoriais e matriciais acessíveis e gratuitos propor um modelo de classes de risco, identificando e avaliando os bairros mais propensos a este evento. A importância deste tipo de metodologia está correlacionada com as políticas municipais e proposição de medidas mitigadoras aos impactos existentes, a exemplo da criação e implantação do Plano Municipal de Saneamento Básico - PMSB, exigido pelas Leis Federais Nº 11.445/2007 e a Nº 12.305/2010, que estabelecem diretrizes Nacionais para o saneamento básico, viabilizando assim, a captação de recursos junto ao Ministério das Cidades para execução de projetos ou obras na área de saneamento. A partir da elaboração do diagnóstico do PMSB são apontadas ações estruturais (Ex.: obras de engenharias, previsão de alerta de inundação) e ações não estruturais (Ex.:educação ambiental em escolas e comunidades), hierarquizadas de acordo com os recursos a serem investidos no curto, médio e longo prazos. Nesse sentido, o presente trabalho pode contribuir com a elaboração/revisão do PMSB, na etapa de diagnóstico, ao apontar as áreas susceptíveis a inundações, pois o mesmo considerou as peculiaridades e particularidades naturais da cidade durante os eventos de temporais.
Agradecimentos
Referências
A TRIBUNA - JORNAL, Sexta-feira, 31 de outubro de 2014, Reportagem Especial Folhas. 2 a 7. Disponível em <http://pdf.redetribuna.com.br/>. Acesso em 22/11/2015.
CARNEIRO, Paulo Roberto Ferreira; MIGUEZ, Marcelo Gomes. Controle de Inundações Em Bacias Hidrográficas Metropolitanas. Editora: Annablume. São Paulo, 2011, 302p.
CASTRO, A. L. C. Glossário de defesa civil: estudos de riscos e medicina de desastres. Brasília: Sedec, 2005.
CHIN, Anne. Urban Transformation of River Landscapes in a Global Context. Geomorphology, 79, pp. 460-487. 2006.
CLIMATEMPO. Noticias por Josélia Pegorim. O que causou o temporal que alagou Vitória (ES)?, 30/10/2014. Disponível em: <http://www.climatempo.com.br/noticias/268591/o-que-causou-o-temporal-que-alagou-vitoria-es/> Acesso em 03/04/2015.
CUNHA, S. B. Rios Desnaturalizados. In: BARBOSA, J. L. (Org.). Ordenamento Territorial e Ambiental. 1. ed. Niterói: Eduff, pp. 171-191, 2012.
CUNHA, Sandra B. Canais Fluviais e a Questão Ambiental. In: CUNHA, S.B. & GUERRA, A .J. T. (orgs.) A Questão Ambiental: diferentes abordagens. RJ, Bertrand Brasil, 2003, pp. 219-238.
DHN/CHM - DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO/CENTRO DE HIDROGRAFIA DA MARINHA. Banco Nacional de Dados Oceanográficos – consulta da previsão de marés (máximas, mínimas e horárias) em 30/10/2014 <http://www.mar.mil.br/dhn/chm/box-previsao-mare/tabuas/> Acesso em 04/05/2015.
FITZ, Paulo R. Cartografia Básica, São Paulo: Oficina de Textos, 2008a.
FITZ, Paulo R. Geoprocessamento sem complicação, São Paulo: Oficina de Textos. 2008b.
FLORENZANO, T. G. Geomorfologia, conceitos tecnologias atuais. Editora: Oficina de textos, São Paulo, 2008, 318p.
FLORENZANO, T. G. Uso de Imagens no Estudo de Fenômenos Ambientais in: Iniciação em Sensoriamento Remoto: Imagens de satélites para estudos ambientais. 2ª Ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. p. 57 – 65.
FLORENZANO, Tereza G. Geotecnologias na Geografia Aplicada: difusão e acesso, Revista do Departamento de Geografia, USP nº 17, ISSN 0102-4582, 2005. pp. 24 – 29.
GREGORY, K. J. The Human Role in Changing River Channels Geomorphology. Volume 79, 15 September 2006, Pages 172-191
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Mapas Interativos do IBGE (2015a): Base de Dados Geográficos Disponível em <Índice de ftp://geoftp.ibge.gov.br/> acesso em 04/03/2015.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Estimativas da população residente no Brasil e unidades da federação com data de referência em 1º de julho de 2015 - publicadas no D.O.U em 28 de agosto de 2015 (2015b) Disponível em <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/estimativa2015/estimativa_dou.shtm> acesso em 16/10/2015.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, resolução IBGE nº 1/2005 que altera a caracterização do referencial geodésico brasileiro, passando a ser o SIRGAS-2000 (2005) Disponível em: <ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/projeto_mudanca_referencial_geodesico/legislacao/rpr_01_25fev2005.pdf> Acesso em 03/04/2015.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. CARTA TOPOGRAFICA SF-24-V-B-1 (Vitória), 1:50.000. 1980.
IJSN/CGEO - Instituto Jones dos Santos Neves / Coordenação de Geoprocessamento – Base de Dados Geográficos. Disponível em: <http://www.ijsn.es.gov.br/> 2013. Acesso em: 06/05/2015.
INCAPER - Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural, Dados e Informações referentes as intensas chuvas em 30/10/2014.
INMET - Instituto Nacional de Meteorologia. Banco de Dados Meteorológico para Ensino e Pesquisa. Brasília, 2014. Disponível em <http://www.inmet.gov.br/projetos/rede/pesquisa/inicio.php> acesso em 04/12/2014.
JENSEN, John R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres, São José dos Campos, SP: Parêntese, 2009.
LO, Chor Pang, YEUNG, Albert K.W. Concepts and Techniques of Geographic Information Systems, 2nd Edition, Ph. Series in Geographic Information Science, Prentice-Hall. 2007.
MENEZES, P. L.; FERNANDES, M. C. Roteiro de Cartografia. São Paulo: Oficina de Textos, 2013.
NOGUEIRA, Ruth E., Cartografia: representação, comunicação e visualização de dados espaciais, 2ª Ed. Ed. da UFSC, 2008.
PMV – Prefeitura Municipal de Vitória – GeoWeb Vitória: Base de Dados Geográficos. Disponível em: <http://geoweb.vitoria.es.gov.br/> 2014. Acesso em: 5/03/2015.
RADAMBRASIL. Levantamento de Recursos Naturais. Geologia, Geomorfologia, Solos, Vegetação e Uso Potencial da Terra. v. 32, Folhas SF 23/24 Rio de Janeiro / Vitória. Rio de Janeiro: IBGE/Ministério das minas e energia – Secretaria Geral. 1983. 775 p.
ROSS, Jurandyr. Paisagem, Configuração Territorial e Espaço Total: interação da sociedade com a natureza In: Ecogeografia do Brasil: subsídios para planejamento ambiental. São Paulo. Ed. Oficina de Textos, 2009. PP 47 – 61.
SAUSEN, Tania M.; NARVAES, Igor da S. Sensoriamento Remoto Para Inundação e Enxugada. In: SAUSEN, Tania M.; LACRUZ, Maria S. P. Sensoriamento Remoto Para Desastres. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. pp. 118 – 147.
SEMOB/PMV. Secretaria Municipal de Obras – Semob Prefeitura Municipal de Vitória – Pmv - Plano Municipal de Saneamento Básico de Vitória – ES: (PMSB) Relatório do Produto 2: diagnóstico da situação da prestação dos serviços de saneamento básico - julho/2015. Disponível em <http://hotsites.vitoria.es.gov.br/pmsb/wp-content/uploads/2015/08/produto-02_a1.pdf> e <http://hotsites.vitoria.es.gov.br/pmsb/index.php/minuta-pmsb/>Acesso em 22/11/2015.
SLOCUM, Terry A.; McMASTER, Robert B; KESSLER, Fritz C.; HOWARD, Hugh H. Thematic Cartography and Geovisualization, 3rd Edition, Ph. Series in Geographic Information Science, Hardcover, 2008.
TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. Porto Alegre: Editora da Universidade, 4º Ed. 2009. 943p.
USGS - Geological Survey / Serviço Geológico Americano. Aquisição. Dados de Altitude Satélite Aster (2011). Disponível em < http://earthexplorer.usgs.gov>. Acesso em 22/11/2015.