IV ANÁLISE MORFOESTRUTURAL POR SATÉLITE VISANDO A CARACTERIZAÇÃO E PROTEÇÃO AMBIENTAL DE MANANCIAIS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS

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1 IV ANÁLISE MORFOESTRUTURAL POR SATÉLITE VISANDO A CARACTERIZAÇÃO E PROTEÇÃO AMBIENTAL DE MANANCIAIS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS Ana Maria Bencciveni Franzoni, Dra. Engenheira Civil. Doutora em Geociências e Meio Ambiente pela UNESP. Prof a. do Depto. de Engenharia Civil da UFSC. Édis Mafra Lapolli, Dra. Engenheira Civil. Doutora em Engenharia de Produção e Sistemas da UFSC e Pós Doutora pela Université de Montpellier II França. Prof a. do Depto. de Engenharia Civil da UFSC. Juércio Tavares de Mattos, Dr. Pós Doutor em Geologia pela USP. Prof. da UNESP. FOTO NÃO DISPONÍVEL Endereço (1) : R.Itapeva, 248 Parque São Jorge Florianópolis SC, CEP: , Brasil. Tel: 0(xx) (xx) franzoni@ecv.ufsc.br RESUMO O presente artigo, tem como objetivo geral apresentar critérios lógicos e sistemáticos de fotointerpretação de imagens de satélites na extração de informações para a elaboração de mapas de lineamentos estruturais e para tanto escolheu-se como objeto de estudo a Ilha de Santa Catarina. Os procedimentos de fotointerpretação de informações acerca do meio físico conforme literatura pertinente, tem sido, em geral, através de métodos assistemático e comparativo. O poder de discriminação dos alvos da imagem fotográfica fica dependente, para seu intérprete, do conhecimento prévio de imagens aéreas ou orbitais e feições similares. Constitui-se o chamado métodos das chaves. Esses métodos apresentam o inconveniente de serem difíceis, seletivos e de variarem em cada região e em cada tipo de estudo. Conforme (Franzoni,2000), um grande avanço, foi constatado no processo de interpretação visual de imagens de satélite com relação ao nível de informações geológicas obtidas dos produtos fotográficos. Isto se deu, a partir do momento em que, de uma forma natural e gradativa, em função do grande número de informações contidas nestas cenas, o processo de sua análise foi sistematizado em fases de identificação dos elementos da imagem e correlação com os objetos, análise das relações entre os objetos e a descoberta de suas relações em seu significado geológico. As diferentes propriedades da textura e estrutura do relevo (densidade de textura de relevo, quebra positiva, quebra negativa, assimetria do relevo, lineamentos de relevo, alinhamentos de relevo e formas de encostas), examinadas de forma combinada, permitem definir e caracterizar diferentes zonas homólogas, refletindo propriedades distintas das rochas.por zonas homólogas, entende-se como zonas de repartição dos elementos texturais que se repetem e possuem a mesma estrutura. Neste método, a fotointerpretação da imagem, consistiu da extração dos lineamentos interpretados como correspondentes a descontinuidades estruturais. Entende-se por lineamento como sendo todos os elementos que tem conotação estrutural ou seja uma família de feições naturais na superfície da terra em forma alinhada, refletindo uma descontinuidade estrutural em subsuperfície. Após a extrações dos elementos da fotointerpretação procedeu-se a análise dos lineamentos estruturais. A análise visa correlacionar dados de tratamentos quantitativos sobre sistemas de fraturas interpretados sobre imagens orbitais (papel fotográfico) os quais refletem a deformação tectônica regional. PALAVRAS-CHAVE: Sensoriamento Remoto, Lineamentos Extruturais, Recursos Hídricos ABES Trabalhos Técnicos 1

2 INTRODUÇÃO O presente trabalho faz parte de um projeto maior de avaliação geoambiental da Ilha de Santa Catarina para fins de planejamento regional. Será apresentado um estudo de relação de altos/baixos estruturais com altos/baixos topográficos visando a caracterização e proteção ambiental de aqüíferos. O estudo foi feito para toda a Ilha de Santa Catarina utilizando técnicas de Sensoriamento Remoto Orbital, permitindo num pequeno tempo de análise e custos reduzidos diagnosticar e priorizar áreas favoráveis a recarga e concentração de águas. Assim, tem como objetivo avaliar e caracterizar altos/baixos estruturais associados a altos/baixos topográficos que permitirá definir áreas de maior ou menor captação, circulação e concentração de águas subterrâneas. Essas áreas carecem de proteção ambiental, visto que são zonas de aqüíferos potencialmente sujeitos à diversos tipos de contaminação dependendo do tipo de uso inadequado. Por outro lado, também constitui áreas que servem de abastecimento de águas principalmente em períodos de estiagens. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO A Ilha de Santa Catarina, objeto deste estudo, localiza-se no Estado de Santa Catarina e é parte integrante do Município de Florianópolis. Com uma área aproximada de 423 Km 2, a Ilha situa-se entre os paralelos e sul e meridianos e oeste de Greenwich, tendo direção NE-SW. A Ilha de Santa Catarina é separada do Continente pelas Baías Norte e Sul, as quais são interligadas por um estreito de 500 metros de largura, sobre o qual foram construídas três pontes que ligam a Ilha ao Continente. Geologicamente, a Ilha, teve a sua formação na depressão oriental do Brasil, bastante pronunciada do Rio de Janeiro para o Sul. Nesse afundamento, que os geólogos correlacionam com os derrames basálticos póstriássicos, as águas invadiram os vales, os contra-fortes que mais se projetavam para oriente transformaramse em cabos e as partes mais altas das montanhas foram rodeadas pelas águas transformando-se em ilhas. Esse processo é revelado pelos canais existentes entre a Ilha de Santa Catarina e o Continente, que são antigos leitos de rios, e pela direção do relevo da ilha, paralela à Serra do Mar (IBGE, 1964). Ainda, de acordo com IBGE (1964), a Ilha apresenta uma estrutura cristalina granito-gnáissica com intrusões, posteriores de lavas, que lhe dá um arcabouço rochoso, no qual se apoiam formações recentes de sedimentação marinha. Assim, pode-se dizer que a Ilha de Santa Catarina está constituída por duas formas básicas, quais sejam: os terrenos sedimentares de formação recente e os terrenos cristalinos antigos. A heterogeneidade litológica da Ilha de Santa Catarina se reflete na grande variedade de formas de relevo encerradas em dois domínios morfoestruturais: Embasamentos em Estilos Complexos e Acumulações Recentes (Franzoni,2000). Os domínios agrupam arranjos regionais de relevo, refletindo importantes eventos tectono-estruturais e guardando relação causal com fatores páleo-climáticos. Esses domínios comportam, por sua vez, conjuntos de formas de relevo fisionomicamente semelhantes em seus modelados, resultado da atuação de diversos processos morfogenéticos. Esses conjuntos formam as unidades geomorfológicas que caracterizam a paisagem da Ilha que são as chamadas Serras do Leste Catarinense e Planície Costeira (IPUF, 1991). Na Ilha de Santa Catarina, conforme IPUF (1991), ocorrem na região, principalmente, solos do tipo Podzólico Vermelho Amarelo, Podzólico Vermelho Escuro, Podzol Hidromórfico, Cambissolo, Gley Pouco Úmido, Solos Orgânicos, Areias Quartzosas, Areias Quartzosas Hidromórficas e Areias Quartzosas Marinhas. Nas áreas do embasamento cristalino os solos, normalmente, apresentam espessura em torno de 1m (horizontes A + B), predominando os do tipo Podzólico Vermelho-Amarelo. Neste tipo de solo, o horizonte B textural apresenta, geralmente, acúmulo de argila e coloração vermelhoamarelada e o horizonte A com cor clara. Já, nas áreas planas de sedimentação predominam as Areias Quartzosas, solos ácidos, pobres em nutriente e acentuadamente susceptíveis à erosão eólica (Santos, 1997). Estas areias constituem classes de solos pouco desenvolvidos, caracterizados fundamentalmente pela ocorrência de perfis excessivamente arenosos, predominando grãos de quartzo na fração areia. Apresentam ocorrência de horizonte A sobreposto diretamente a um horizonte C e profundidades, normalmente, superior 2 ABES Trabalhos Técnicos

3 a 2m (IPUF, 1991). A hidrografia da Ilha de Santa Catarina é constituída por três bacias, duas lagoas e pequenos rios que deságuam nas bacias Norte e Sul ou no Oceano Atlântico. A bacia do Rio Ratones, situa-se na porção noroeste da Ilha,em áreas de planícies, e esgota suas águas na Baía Norte. Com uma extensão de 61km 2 essa bacia é formada pelos rios Ratones que tem como afluentes principais o Rio Costa, pela margem direita e o Ribeirão Piçarras, pela margem esquerda. Conforme Caruso (1990), por se encontrar em área muito baixa e sujeita a inundações provocadas pelas subidas das marés, em 1949 essa bacia sofreu significativas modificações no curso de seus rios. Formada pelo Rio Tavares e pelo Ribeirão da Fazenda, a Bacia do Rio Tavares está situada entre a Costeira do Pirajubaé e o Aeroporto e as suas águas deságuam na Baía Sul. Os rios dessa bacia são navegáveis e foram usados como meios de transporte. A Bacia do Rio Itacorubi situa-se entre o extremo norte e sul da Ilha, e a nordeste e leste do centro da cidade de Florianópolis, desaguando na Baía Norte. Essa bacia tem como principais tributários o Córrego Grande e o Rio Sertão. Apresentando uma paisagem bastante diversificada, a Bacia do Itacorubi possui encostas de grande declividade, áreas quase planas e extensões contíguas de manguezais. Pela sua localização, ela está sendo utilizada por vários projetos urbanos, de tal forma que têm sido executados muitos aterros dando lugar à avenidas e edifícios, ocorrendo o soterramento de extensas áreas de mangues. As duas principais lagoas da Ilha tiveram sua origem no represamento de corpos d água por cordões arenosos de restinga na sua costa leste. A Ilha de Santa Catarina apresenta características climáticas controladas pelas massa Polar Marítima (Pa), com atuação de 80% e, Tropical Marítima do Atlântico (Ta) com 20%. De acordo com o sistema de classificação de Köppen, o clima da Ilha é do tipo temperado chuvoso e quente, Cfa (temperatura média dos meses mais quentes superior a 22 o C, úmido o ano todo). Esse sistema de classificação baseia-se em elementos climáticos, com temperaturas médias anuais e totais pluviométricos, além da vegetação. A vegetação da Ilha de Santa Catarina de acordo com a maioria dos autores, se enquadra em duas regiões botânicas, a saber: Vegetação Litorânea e Floresta Pluvial da Encosta Atlântica. Na Vegetação Litorânea inclui-se as vegetações dos manguezais, das praias, das restingas e a floresta das planícies quaternárias. A Floresta Pluvial da Encosta Atlântica distribui-se, originalmente, por todas as encostas dos morros da Ilha, e atualmente, apenas em alguns locais e em diferentes estágios de regeneração. MATERIAIS E MÉTODO MATERIAIS Fotografias aéreas verticais pancromáticas referentes ao aerolevantamento executado em maio de 1994, na escala nominal 1:8.000; Fotografias aéreas verticais pancromáticas referentes ao aerolevantamento executado em maio de 1994, na escala nominal 1:25.000; Imagem do satélite Landsat TM 5, bandas 3,4 e 5, órbita/ponto: 220/79, formato analógico, passagem: junho de 1995; imagem do satélite Landsat TM 5, bandas 1,2,3,4,5,7, órbita/ponto: 220/79, formato digital, passagem: julho de Cartas topográficas - Folhas: Canasvieiras, Lagoa, Biguaçu, Florianópolis e Paulo Lopes - elaboradas pelo IBGE escala: 1:50.000, anos: respectivamente; Mapa geológico da Ilha de Santa Catarina - elaborado pelo IPUF escala 1:50.000, ano: 1991; Mapa geomorfológico da Ilha de Santa Catarina - elaborado pelo IPUF escala 1:50.000, ano: 1991; Mapa político do Estado de Santa Catarina elaborado pela SEPLAN escala 1: , ano: MÉTODO Para o presente trabalho, foram empregadas técnicas de Sensoriamento Remoto, cujo potencial é vasto e oferecem grandes possibilidades de desenvolvimento para o futuro. No contexto brasileiro, onde o tempo e os recursos financeiros são fatores limitantes ao crescimento do país, o emprego das técnicas atende às ABES Trabalhos Técnicos 3

4 peculiaridades nacionais na elaboração e atualização de mapas temáticos como subsídio ao planejamento regional (Franzoni, 2000). Os sistemas de Sensoriamento Remoto em nível orbital geram uma grande variedade de dados, produtos e oferecem uma visão sinóptica da área de interesse. Estes sistemas têm como principal característica a repetitividade, o que permite uma análise temporal, passível de acompanhar a evolução, bem como verificar as alterações ocorridas na estrutura de determinada área. O método empregado foi baseado numa análise morfoestrutural que consiste numa associação das formas de relevo e drenagem, principalmente as propriedades de assimetria e feições anelares e radiais, onde pelo principio da convergência de evidências de dados de assimetria e feições anelares e radiais pode-se estabelecer um modelo de uma estrutura alto estrutural (assimetria divergente) e baixo estrutural (assimetria convergente). Essas feições caracterizam áreas anômalas associadas à linhas de forma de tendência regional permitindo estabelecer a configuração de contorno estrutural (não cotado). As linhas de forma são linhas de contorno estrutural não cotadas. Estas linhas por alivio de pressão representam a configuração das camadas dos extratos rochosos e são resultantes de uma fase final de cisalhamento, onde predominam flexões por abatimento de blocos dando origem a altos e baixos estruturais. Esses altos e baixos estruturais são evidenciados por pequenos basculamentos de pórticos que configuram flexura antiformes e sinformes. A elaboração do mapa de linhas de formas, foi fundamentada nas indicações dos mergulhos dos estratos rochosos, obtidos a partir da extração e da análise da assimetria da rede de drenagem das imagens orbitais. A assimetria da rede de drenagem é evidenciada pela disposição perpendicular e assimétrica da seus elementos em relação a um eixo definido por uma drenagem coletora. As formas assimétricas de drenagem são caracterizadas pela presença de elementos com tamanhos ou estruturas sistematicamente diferentes de um lado e de outro do elemento maior. Cursos de água desenvolvidos sobre extratos inclinados tendem a se ajustar ao acamamento. No caso de estratos do tipo fraco a moderadamente inclinados, os elementos de drenagem vão apresentar tamanhos ou arranjos sistematicamente diferentes de cada lado de um elemento de ordem imediatamente superior, onde os elementos mais longos de baixa angularidade e subparalelos, geralmente correm com o mesmo sentido das camadas (rios conseqüentes). Os rios mais curtos, com ângulos abertos, menos estruturados, correm no sentido contrário às camadas (rios obseqüentes) (Anjos, 1986). Assim, uma drenagem assimétrica pode ser considerada como indicativa de ocorrência de estratos não horizontalizados, cujo sentido do mergulho é dado pela direção dos cursos mais longos, que se comportam como rios conseqüentes. Em função disso, são indicadas áreas que em subsuperfície poderão estar configuradas como altos estruturais (antiforma) ou baixos estruturais (sinforma). A correlação dessas estruturas com a topografia permite a indicação de áreas configuradas como alto estrutural e alto topográfico, baixo estrutural e alto topográfico, alto estrutural e baixo topográfico e baixo estrutural e baixo topográfico. RESULTADOS E DISCUSSÕES A Ilha foi estudada em caráter global e integrado sendo que no presente artigo apresenta-se uma parte que visa valorizar a proteção de recursos hídricos através de técnicas de Sensoriamento Remoto, particularmente empregando produtos do satélite Landsat TM - 5. O estudo foi realizado num período de 1 ano, onde pode-se priorizar cerca de 7 (sete) áreas que deverão ser detalhadas em projetos específicos. Sob o ponto de vista morfoestrutural, das 7 (sete) áreas selecionadas, 6 (seis) representam altos estruturais e 1 (uma) representa baixo estrutural. A associação de alto estrutural a um alto topográfico representam áreas prioritárias de recarga de aqüíferos. Essas áreas, embora estáveis, são vulneráveis à poluição de aqüífero, pois são áreas intensamente fraturadas e abertas, não podendo desta forma sofrerem intervenção humana pois se desestabilizam devido ao seu alto grau de alteração intempérica. As áreas de baixo estrutural quando associadas à baixo topográfico representam zonas de intensa concentração de água, autênticos aqüíferos. Nestas regiões, embora a alteração seja pequena, predominam áreas instáveis devido à presença de argilas expansivas em ambientes redutor, portanto são áreas que devem ser prioritariamente utilizadas para exploração de águas subterrâneas. 4 ABES Trabalhos Técnicos

5 As linhas de forma entre os altos/baixos estruturais indicam sempre a direção do fluxo de água subterrânea, portanto o seu conhecimento é de grande valia para planejamento e exploração de recursos hídricos e, principalmente de áreas que devem ser preservadas tanto na captura como na concentração de águas meteóricas. CONSIDERAÇÕES FINAIS Embora a Ilha de Santa Catarina tenha um vasto potencial de recursos hídricos superficiais, os recursos hídricos subterrâneos estrategicamente serão no futuro os pontos para exploração com a finalidade de abastecimento urbano e industrial. Deve-se ressaltar que este estudo deverá ser associado a uma avaliação dos sistemas de fraturamento (juntas e falhas) da região para melhor definição de áreas susceptíveis a percolação e circulação de águas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. FRANZONI, A.M. B. Avaliação do Meio Físico para Fins de Planejamento Geoambiental no Traçado e Manutenção de Rede Viária. Ilha de Santa Catarina, 2000.Tese de Doutorado. UNESP - Rio Claro, SP, AMBIENTAL CONSULTORIA E PLANEJAMENTO. Estudo de Impacto Ambiental (EIA) - Relatório de Impacto Ambiental (RIMA) e Estudos e Projetos para Integração da Rodovia com o Meio Ambiente (SC 401, trecho Itacorubi - Canasvieiras). Florianópolis, AMERICAN SOCIETY OF PHOTOGRAMMETRY. Manual of Remote Sensing. Falls Church, ª ed. 2v. 4. ANJOS, C. E. dos. Tectônica da Borba da Bacia do Paraná e de Seu Embasamento na Região de Itajaí- Lages Santa Catarina Uma Abordagem com Imagens Fotográficas da Sistema Landsat e Mosaicos de Radar. São Paulo, Tese de Doutorado. Instituto de Geociências. USP, BURROUGH, P. A. e McDONNELL, R. A. Priciples of geographical information systems. Oxford: Oxford University Press, CAMPBELL, J.B.. Introduction to Remote Sensing. New York: The Guilford Press p. 7. CENTRO DE ESTUDOS CULTURA E CIDADANIA. Uma Cidade Numa Ilha: relatório sobre os problemas sócio-ambientais da Ilha de Santa Catarina. Florianópolis, p. 8. GUEDES Jr., A. Mapeamento Hidrogeológico da Ilha de Santa Catarina Utilizando Geoprocessamento. Florianópolis, Dissertação de Mestrado. Engenharia Civil. UFSC, IPUF - INSTITUTO DE PLANEJAMENTO URBANO DE FLORIANÓPOLIS; FUNDAÇÃO INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Divisão de Geociências de Santa Catarina - IBGE DIGEI/SC. Plano Diretor dos Balneários, Florianópolis, IPUF - INSTITUTO DE PLANEJAMENTO URBANO DE FLORIANÓPOLIS; FUNDAÇÃO INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Divisão de Geociências de Santa Catarina IBGE DIGEI/SC. Mapeamento Temático do Município de Florianópolis: mapas e memoriais descritivos (geologia, geomorfologia, solos e vegetação). Florianópolis, IPUF ISTITUTO DE PLANEJAMENTO URBANO DE FLORIANÓPOLIS - IBGE AMRGF PMF. Estudos Ambientais da Grande Florianópolis (geologia, geomorfologia, solos e vegetação). Florianópolis, MENDONÇA, M. Aspectos do Clima Regional e Urbano da Ilha de Santa Catarina. Internet ABES Trabalhos Técnicos 5

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