Potencial de geração de corridas de detritos na Serra do Mar, Caraguatatuba (SP): uma análise qualitativa.

Autores

Gomes, M.C.V. (UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP) ; Dias, V.C. (UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP) ; Salgado, A.A.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS - UFMG) ; Gramani, M.F. (INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS - IPT) ; Vieira, B.C. (UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP)

Resumo

A análise morfométrica é uma importante ferramenta para avaliação das características internas do sistema bacia de drenagem. Tais atributos podem demonstrar um padrão de comportamento dos processos associados a sua dinâmica, sobretudo processos hidrogeomorfológicos, como enxurradas e corridas de detritos. Este estudo teve como objetivo a caracterização morfométrica de bacias de drenagem suscetíveis a corridas de detritos na Serra do Mar, no município de Caraguatatuba (SP). Para tal, foram selecionados parâmetros morfométricos baseados em sua relevância para o processo, que foram aplicados e analisados qualitativamente. Os resultados mostraram que as bacias possuem características que as tornam mais propensas à geração de corridas de detritos, com destaque para a elevada capacidade de transporte e rápido escoamento da água. Este trabalho pode contribuir para os estudos sobre corridas de detritos no Brasil, em especial, do ponto de vista geomorfológico.

Palavras chaves

corridas de detritos; bacias hidrográficas; parâmetros morfométricos

Introdução

Dada às suas condições climática e topográfica, a Serra do Mar, localizada no litoral sul-sudeste do Brasil, apresenta grande número de eventos catastróficos relacionados à ocorrência de movimentos de massa. Tal área destaca-se por possuir alta suscetibilidade à ocorrência desses processos em função da combinação de suas características geológicas, geomorfológicas, geotécnicas e climáticas (FERNANDES e AMARAL, 1996; AUGUSTO FILHO e VIRGILLI, 1998; MASSAD et al., 2000; COELHO NETTO et al., 2012). Dentre os principais tipos de movimentos de massa se destacam as corridas de detritos (ou corridas de massa), capazes de mobilizar grande quantidade de materiais por longas distâncias (JOHNSON, 1970; GUIDICINI e NIEBLE, 1984; SELBY, 1993). No Brasil, a deflagração de corridas de detritos está relacionada, em sua maioria, à remobilização de materiais presentes nas drenagens (ex. blocos). A ocorrência de escorregamentos nas encostas devido a eventos pluviométricos extremos também pode contribuir para a deflagração de corridas de detritos, por serem importante fonte de sedimentos, que, ao atingirem as drenagens já sobrecarregadas, podem vir a se transformar em corridas de detritos, proporcionando a mobilização de elevado volume de materiais pelas drenagens (COSTA, 1984; AUGUSTO FILHO, 1993; TAKAHASHI, 2007). Apesar da recorrência de eventos relacionados às corridas de detritos, ainda são escassos no Brasil estudos que levem em consideração a bacia hidrográfica de drenagem como unidade de análise. A morfometria de bacias vem sendo amplamente utilizada para o entendimento de seus fatores condicionantes e deflagradores, da relação entre magnitude e frequência, bem como para a previsão de áreas suscetíveis (AUGUSTO FILHO, 1993; JAKOB, 1996; VIEIRA et al., 1997; DE SCALLY et al., 2001; GRAMANI et al., 2005; TUNUSLUOGLU et al., 2008; CHEN e YU, 2011; ABU SALIM, 2014; GALVE et al., 2014; ZHANG et al., 2015). A análise morfométrica de bacias também se consolidou como uma importante ferramenta na Geomorfologia a partir do desenvolvimento de novos softwares, agora capazes de fornecer esses dados com um elevado grau de detalhamento e facilitando a manipulação e o tratamento dos mesmos (PARETA e PARETA, 2011). Conforme o exposto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a morfometria de bacias de drenagem suscetíveis a corridas de massa na Serra do Mar, no município de Caraguatatuba (SP). A partir da análise, podem ser identificadas características morfométricas que tornam uma bacia mais suscetível à ocorrência de corridas de detritos de maior magnitude.

Material e métodos

2.1. Seleção e mapeamento dos parâmetros morfométricos Os parâmetros foram selecionados com base na literatura (CROZIER, 1986; AUGUSTO FILHO, 1993; JAKOB, 1996; VIEIRA et al., 1997; DE SCALLY et al., 2001; KANJI e GRAMANI, 2001; IPT, 2002; WILFORD et al., 2004; KONAVEN e SLAYMAKER, 2008; CHEN e YU, 2011; PARETA e PARETA, 2011; ZHANG et al., 2015), levando em consideração a sua relevância na ocorrência dos movimentos de massa, em especial, as corridas de detritos. Para sua obtenção foi utilizado um Modelo Digital de Elevação (MDE) com resolução de 5 metros. A área da bacia (A) é um parâmetro frequentemente associado à produção de sedimentos. Bacias de cabeceiras de drenagem, geralmente de área pouco expressiva, contribuem significativamente ao volume de sedimento gerado em toda a bacia. Além disso, é necessária para o cálculo da densidade de drenagem. Proposto por Miller (1953), o índice de circularidade (Ic) é a relação entre a área da bacia (A) e a área do círculo (Ac) de mesmo perímetro que a mesma. O parâmetro demonstra o formato da bacia (< 0,50 mais alongada; < 0,50 mais arredondada). A literatura apresenta conclusões opostas quanto a influência do parâmetro (CROZIER, 1986; AUGUSTO FILHO, 1993). Para Crozier (1986), bacias mais alongadas seriam mais propensas a geração e corridas de detritos, enquanto que para Augusto Filho (1993), seriam as bacias arredondadas as mais propensas a deflagração do processo. Inicialmente proposto por Melton (1957), o parâmetro índice de rugosidade (Ir) trata da combinação da declividade e comprimento das vertentes com a densidade de drenagem, resultando em um valor adimensional, resultado do produto entre amplitude altimétrica (H) e densidade de drenagem (Dd). O parâmetro pode influenciar no grau de evolução da bacia, ou seja, as bacias mais rugosas tendem a produzir mais sedimentos em seus processos internos de evolução do relevo (CHRISTOFOLETTI, 1980). Proposto por Horton (1945), a densidade de drenagem (Dd) é a relação do total dos canais e escoamento (Lt) com a área da bacia (A) (CHRISTOFOLETTI, 1980). Quanto maior a densidade de drenagem, mais rápido a água chegará às drenagens, intensificando as cheias relâmpagos na bacia e contribuindo para a geração de processos hidrodinâmicos mais intensos. Para a hierarquia de drenagem, foi utilizada a metodologia de Strahler (1952). Os parâmetros relação de relevo, amplitude altimétrica, declividade média do canal e área acima de 30º estão relacionados ao início da corrida e ao potencial de transporte e deposição da bacia. Proposto por Schumm (1956), a relação de relevo (Rr) é dada pela relação entre amplitude altimétrica máxima (Hm) e a extensão da bacia (Lh), sendo medida paralelamente à principal linha de drenagem. O parâmetro pode indicar se a bacia possui alto nível de transporte de sedimentos. A declividade média do canal é extraída em ambiente SIG do MDE (modelo digital de elevação), e fornece informação a respeito da declividade do canal. O parâmetro área acima de 30º é também extraído a partir da elaboração de mapas de ângulo em ambiente SIG, utilizando como base o MDE. Conforme verificado na literatura, são comuns nas bacias com ocorrência de corridas de detritos ângulo acima de 25º. Dessa forma, o parâmetro visa demonstrar o ângulo da bacia, onde estima-se que quanto maior o ângulo, maior o potencial de geração de corridas de detritos, assim como a ocorrência de processo de maior magnitude e alcance. Para a análise estatística dos resultados foram utilizados: (a) valor máximo; (b) valor mínimo; (c) média; (d) desvio padrão; e (e) coeficiente de correlação.

Resultado e discussão

A área de estudo escolhida foi o município de Caraguatatuba, localizado no litoral norte do Estado de São Paulo (Figura 1). No verão de 1966-1967, o município foi atingido por elevado volume de chuvas torrenciais, deflagrando corridas de detritos e escorregamentos (Figura 2A e B). As evidências das corridas de detritos permanecem na paisagem na forma de depósitos característicos do processo, identificando, assim, as bacias e áreas atingidas (Figura 2C e D). As bacias de drenagem apresentaram características morfométricas distintas, embora resultados semelhantes de alguns parâmetros levaram à identificação de características comuns às bacias da Serra do Mar, que são determinantes para a dinâmica geomorfológica. Dentre os parâmetros considerados, a maior variação foi de área, enquanto O índice de circularidade apresentou menor amplitude (Figura 3). Conforme a figura 4, dos 35 coeficientes de correlação obtidos, 18 valores foram moderados (entre 0,3 e 0,7), 13 fracos (entre 0 e 0,3) e apenas 04 fortes (entre 0,7 e 1,0). Dentre as correlações positivas, as mais fortes foram observadas entre índice de rugosidade e densidade de drenagem (0,86), amplitude altimétrica e índice de rugosidade (0,84) e área e hierarquia de drenagem (0,66). A primeira e a segunda podem ser explicadas pela proporcionalidade existente entre estes parâmetros, como pode ser observado na equação do índice de rugosidade (Figura 3), enquanto a terceira exprime a relação consistente entre a área da bacia e a hierarquia da sua drenagem, e, consequentemente, o estágio evolutivo da rede de drenagem. As correlações negativas mais fortes ocorreram entre os índices de rugosidade e de circularidade (-0,81), o índice de circularidade e a densidade de drenagem (-0,69) e a relação de relevo e a hierarquia de drenagem (-0,69). A primeira pode estar associada à: (i) existência de capturas fluviais, que, ao alcançarem as áreas de planalto, aumentam a amplitude altimétrica da bacia e, consequentemente, seu índice de rugosidade e; (ii) configuração da rede de drenagem à montante das capturas fluviais, que devido a sua forte adaptação às lito-estruturas, possui formato mais alongado, ou seja, menor índice de circularidade. As bacias de drenagem que se enquadram nessa situação são a Pau D’Alho e Guaxinduba. A relação inversa entre índice de circularidade e densidade de drenagem, por sua vez, também está relacionada ao estágio evolutivo da bacia de drenagem, isto é, quanto maior o índice de circularidade, em geral indicador de bacias em estágio de evolução mais avançado, menor seria a densidade de drenagem, como se observa nas bacias do Perequê, Rio Claro e Massaguaçu. Quanto ao potencial para iniciação e desenvolvimento de processos de dinâmica superficial, especialmente os movimentos de massa, a bacia do Guaxinduba apresentou valores mais críticos (menor índice de circularidade e maior índice de rugosidade e densidade de drenagem), seguida pelo Ribeirão Pau d’Alho, ainda que, para este, os valores já não tenham sido tão elevados quanto à primeira (não apresentou maior valor para nenhum parâmetro, mas o índice de circularidade, índice de rugosidade e hierarquia de drenagem foram altos). Nesse sentido, destacam-se dois dos parâmetros aqui aplicados: o índice de rugosidade e a relação de relevo. O índice de rugosidade pôde ser considerado elevado para todas as bacias, indicando a alta disponibilidade de material para transporte, enquanto os altos valores da relação de relevo mostraram que as bacias de drenagem serranas condicionam o rápido escoamento da água. Os valores destes parâmetros demonstraram o alto potencial de deflagração das tipologias de movimentos de massa que dependem do ângulo das encostas e do canal e da energia potencial da água. Cabe destacar o papel das capturas fluviais existentes em mais de metade das bacias de drenagem em sua morfometria, sobretudo na relação de relevo, por este parâmetro considerar o comprimento da bacia. Desta forma, nas bacias com captura (por exemplo, Camburu, Guaxinduba e Santo Antônio), o valor de relação de relevo foi mais baixo do que nas bacias sem captura. No entanto, por terem área e amplitude altimétrica maiores, outros parâmetros apresentaram valores mais críticos, como o índice de rugosidade e a densidade de drenagem.

Localização da área de estudo.


Ocorrência de escorregamentos (A) e corridas de detritos (B) no evento de 1967 e depósitos das corridas de detritos (C e D), em Caraguatatuba/SP.


Relações estatísticas descritivas dos parâmetros aplicados.


Coeficiente de correlação entre os parâmetros morfométricos. *

Considerações Finais

Os resultados mostraram que as bacias possuem elevada capacidade de transporte de material e de escoamento da água, características fundamentais para a iniciação e propagação das corridas de detritos. A partir da análise integrada da morfometria, algumas bacias apresentaram valores críticos, em especial a Guaxinduba e o Pau D’Alho. Considerando os principais processos responsáveis pela evolução da Serra do Mar (BIGARELLA et al., 1965; MEIS e SILVA, 1968; DE PLOEY e CRUZ, 1979; entre outros), ou seja, os escorregamentos rasos e as corridas de detritos, os resultados podem contribuir muito para a compreensão da suscetibilidade natural a estas tipologias de processos. Para que também seja avaliado o papel da morfometria das bacias nas corridas de massa deflagradas a partir da remobilização de materiais preexistentes no canal fluvial são frequentes na Serra do Mar, sugere-se a incorporação de outros parâmetros morfométricos, de forma a ampliar a discussão acerca da sua influência na ocorrência e magnitude das corridas, bem como para a definição de zonas de suscetibilidade natural e áreas de risco a tais processos.

Agradecimentos

Os autores agradecem à CAPES e ao CNPq pelas bolsas de pesquisa, aos Projetos CNPq 480515/2011-5 e 443412/2015-4 pelo fomento à pesquisa e à Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas da Universidade de São Paulo pelo suporte oferecido.

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