15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental

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1 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental A CORRIDA DE MASSA NO CÓRREGO GUARDA-MÃO, MUNICÍPIO DE ITAOCA (SP): IMPACTO E OBSERVAÇÕES DE CAMPO. Marcelo Fischer Gramani 1 Resumo Em janeiro de 2014, nos dias 12 e 13, chuvas intensas e concentradas atingiram a região sul do estado de São Paulo. O evento pluviométrico gerou inundações em extensas áreas, deslizamentos generalizados em encostas naturais e corridas de massa (lama, detritos e material vegetal). As inundações, repentinas, causaram grandes impactos econômicos e sociais nas áreas de baixada. A maior parte dos deslizamentos ocorreu em setores preservados das encostas, em cotas elevadas, mobilizando solo e rocha. As corridas de massa se desenvolveram em, pelo menos, duas linhas principais de drenagem, causando grandes mobilizações de blocos de rocha e intensa erosão lateral e do leito dos córregos. Nesse sentido, o objetivo principal do artigo é apresentar o registro de uma corrida de detritos (debris flow) no córrego Guarda Mão, bacia localizada no município de Itaoca, Vale do Ribeira (SP). O artigo busca apresentar as feições sedimentares geradas por esse processo, seu raio de alcance, trajetória do fluxo, impacto e aspectos fisiográficos das bacias de drenagem. Verificou-se que os aspectos relacionados à geologia e ao relevo são extremamente favoráveis à geração e desenvolvimento desses tipos de movimentos de massa, com destaque para amplitude das bacias, declividade dos canais de drenagem, inclinação das encostas no entorno das linhas de drenagem e materiais presentes no leito e nos taludes marginais. Abstract On January 13, 2014 an extreme precipitation event produced landslides, debris flows and flash floods in two basins. The study area is located in the Guarda Mão watershed, Itaoca municipality, about 348 km southern of Sao Paulo city. This catchment s area has an extend 7,16 km 2, range in altitude between of 150 and 980 m and its length 4 km, whit a mean annual rainfall about 2000 mm. The lithological characteristics of the basin are very homogeneous, because the bedrock is constituted by granitic rocks, little fractured and highly weathered, with presence of large rounded rock blocks. The Itaoca granitoid massif covers an area above 200 km and is believed to be part of the Ribeira Folded Belt being confined to the Ribeira Valley, wich occupies the south-southeast part of the State of São Paulo, southern Brazil. The batholith is intrusive and emplaced into metasedimentary rocks of the Lajeado Sub-group. The debris flow and flash floods occurred during convective summer storms with intensities of rain of the order of 210 mm/2 h. The damage caused by the occurrence of debris flow included destruction of plantations, houses, bridges, roads, 2 missing and 25 dead. The shallow landslides are the kind of mass movement more frequent in this region. In spite of this, many recent debris flow events have been registered in the Serra Mar mountain range. The results confirmed the high landslide natural susceptibility of this region. Palavras-Chave corrida de massa; risco geológico; Itaoca. 1 Geólogo, Mestre, Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT, (11) , mgramani@ipt.br 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 1

2 1. INTRODUÇÃO A quantidade de corridas de massa (lama e detritos), em várias regiões serranas do país, tem aumentado nos últimos anos. Esses eventos têm causado significativo impacto e danos diversos em muitas áreas urbanas e rurais, geralmente associados a períodos de alta intensidade de chuva concentrados em curtos intervalos de tempo. Dentre os eventos mais recentes, tem se a corrida de detritos, seguida de inundação brusca, no município de Itaoca, distante cerca de 348 km da cidade de São Paulo. As bacias afetadas pelos processos correspondem às do córrego Guarda-Mão e Gorutuba (deslizamentos e corridas de massa) e os rios Palmital e Funil (inundações). Os danos verificados na região incluem a destruição de plantações, moradias, pontes, estradas, 25 mortos e 2 desaparecidos, além da intensa mobilização vegetal e assoreamento de muitos pontos do rio Palmital e Funil. Esses acidentes ocorreram entre os dias 12 e 13 de janeiro de 2014, e foram resultados de precipitações extremas, localizadas no sul do estado de São Paulo, na bacia do rio Ribeira de Iguape. Destacam-se os deslizamentos, as corridas de massa e as inundações bruscas. A maior parte dos deslizamentos ocorreu em setores preservados das encostas, em cotas elevadas, mobilizando solo e rocha. As corridas de massa se desenvolveram em pelo menos duas linhas principais de drenagem, causando grandes mobilizações de blocos de rocha e intensa erosão lateral e do leito dos córregos. Associado a esses processos, um grande volume de massa vegetal foi transportado, por longas distâncias, potencializando o impacto nas áreas próximas às margens dos córregos, principalmente na região urbanizada do município de Itaoca. O presente trabalho busca apresentar as feições sedimentares geradas pelas corridas de massa, seu raio de alcance, a trajetória do fluxo, o impacto e os aspectos fisiográficos das bacias de drenagem atingidas. 2. ÁREA DE ESTUDO Uma das áreas mais atingidas nas chuvas que atingiram o Vale do Ribeira de Iguape está localizada na bacia do córrego Guarda-Mão, localizada na proximidade do bairro Lajeado. Outra bacia hidrográfica intensamente afetada foi a do ribeirão Gorutuba, na qual foram registrados grandes deslizamentos no terço superior das encostas, mobilizações de matacões nas drenagens e inundação brusca. A Figura 1 mostra a área de estudo, com destaque para o formato e as dimensões da bacia. A Figura 2 apresenta a carta hipsométrica da bacia do córrego Guarda-Mão, com destaque para a porcentagem de áreas entre as cota 200 e 1000 m. Nesse caso, um longo trecho do córrego percorre cotas abaixo de 600 m, fator que condiciona alterações dinâmicas durante o fluxo. A bacia do ribeirão Guarda-Mão, alvo desse trabalho, possui formato arredondado, com cerca de 7,16 km 2, e uma diferença de cota da ordem de 800 m. O canal principal possui cerca de 4 km de comprimento até desaguar no rio Palmital, drenagem de maior expressão na região. As inundações bruscas e a maior quantidade de lama e troncos de árvore foram transportadas pelo rio Palmital, passando pela cidade de Itaoca, provocando enormes impactos e danos. Na Figura 3, perfil ao longo do córrego Guarda-Mão, observam-se trechos que apresentam distintas inclinações. Adotou-se, no presente trabalho, a subdivisão da drenagem em diferentes trechos: Trecho 1 (T1) como setor de geração e intensa erosão do leito e margem do córrego; Trecho 2 (T2) como setor onde ainda ocorre erosão, mas com deposição de materiais granulares e Trecho 3 (T3) setor onde predomina a deposição. Essas diferenças de inclinações, associadas a volumes e concentrações de água-sólidos, influenciam na dinâmica dos escoamentos ao longo da drenagem, principalmente nos fatores que controlam a erosão e/ou a deposição dos materiais (Gramani e Arduin, 2015). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 2

3 A B Figura 1. Localização da área afetada por debris flow em janeiro de Trata-se da bacia do córrego Guarda-Mão, afluente do rio Palmital. Notar formato e dimensões da bacia. O município de Itaoca está localizado a jusante dessa bacia hidrográfica (A-B: perfil mostrado na Figura 3). A B Figura 2. Carta hipsométrica da bacia do córrego Guarda-Mão, com destaque para a porcentagem de áreas entre cota 200 e 1000 m. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 3

4 A B Figura 3. Perfil ao longo do córrego Guarda-Mão no qual se observam trechos que apresentam distintas inclinações. Essas diferenças influenciam na dinâmica dos escoamentos ao longo da drenagem, principalmente nos fatores que controlam a erosão e/ou a deposição dos materiais: TRECHO1=geração+erosão TRECHO2=erosão+deposição TRECHO3=deposição (Gramani e Arduin, 2015) Em termos litológicos, a bacia do Guarda-Mão é muito homogênea, pois o embasamento é constituído principalmente por rochas graníticas, pouco fraturadas e muito intemperizadas, com grande quantidade de blocos de rochas arredondados presentes nas drenagens e nos perfis de alteração (Figura 4). O maciço granitóide de Itaoca possui área superior a 200 km 2 e está inserido no contexto dos terrenos pré-cambrianos do Cinturão Ribeira que afloram no sul-sudeste de São Paulo e Nordeste do Paraná (Vale do Ribeira), como parte das faixas de dobramentos do Sudeste do Brasil, sendo as encaixantes do batólito rochas pertencentes aos metassedimentos do Subgrupo Lajeado (Mello e Bettencourt, 1998). Figura 4. Mapa geológico, ampliado, de Itaoca, SP. Área de estudo em destaque (Mello e Bettencourt, 1998). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 4

5 3. DESCRIÇÃO DO PROCESSO: CORRIDAS DE MASSA As corridas de massa ou de detritos constituem-se em um dos mais expressivos tipos de movimentos gravitacionais de massa, em termos de volume de material mobilizado em curto espaço de tempo, raio de alcance e potencialidade destrutiva. Esses fenômenos são comuns em muitas áreas montanhosas do planeta. O tempo de recorrência das corridas de detritos é maior do que quando comparadas com outros movimentos de massa (deslizamentos, quedas de blocos, rastejos, etc). Apesar desse fato, o fenômeno pode ocasionar consequências mais graves, devido a sua capacidade de transportar grandes volumes de materiais e atingir áreas extensas (Gramani, 2001). Segundo Massad et al. (1997) as corridas diferem dos demais movimentos de massa por possuir características bastante peculiares: altas velocidades (valores da ordem de 5 a 20 m/s são mais comuns); altas vazões de pico (superando 10 a 20 vezes as vazões de água para uma mesma bacia e mesmo evento pluviométrico); elevada capacidade de erosão e destruição (tanto das margens, como do fundo dos leitos); forças de impacto variando de 30 a kn/m2; transporte de blocos de rochas métricos por grandes distâncias; concentrações de sólidos próximas a 50% e feições sedimentares típicas do processo (inversão granulométrica e imbricamento de blocos). Verifica-se que a quantidade de corridas de massa (lama e detritos), em várias regiões serranas do país, tem aumentado nos últimos anos. Esses eventos têm causado significativo impacto e danos diversos em muitas áreas urbanas e rurais, geralmente associados a períodos de alta intensidade de chuva. A Tabela 1 apresenta alguns casos de corridas de massa descritos na literatura, com destaque para as principais regiões de ocorrência e respectivas datas. O fenômeno ainda é muito pouco conhecido da população e ainda pouco estudado pela academia. Essa falta de conhecimento prejudica diretamente o tempo de resposta nas emergências e as ações relacionadas à prevenção. região de Leopoldina (MG) 1948 Serra das Araras (RJ) 1967 Caraguatatuba (SP) 1967 Tubarão (SC) 1974 Serra de Maranguape (CE) 1976 Refinaria Presidente Bernardes Cubatão (RPBC) (SP) 1994 e 1996 rios Paios e Jacu (Lavrinhas) (SP) 1986 Timbé do Sul e Jacinto Machado (SC) 1995 Bacias dos rios Quitite e Papagaio (RJ) 1996 rio Pilões, nas proximidades do km 42 da pista sul da (SP) 1999 Via Anchieta drenagens na região de Lavrinhas (Faz. Mato Quieto) (SP) 2000 Complexo do Baú (municípios de Luis Alves, Gaspar e (SC) 2008 Ilhota) região Serrana do Rio de Janeiro (bacias dos rios (RJ) 2011 Cuiabá, em Petrópolis, Vieira e Posse em Teresópolis) drenagens em Antonina e Paranaguá (PR) 2011 drenagens em Mirim Doce (SC) 2011 Afluentes do rio Pilões, nas proximidades da Estação (SP) 2013 de Tratamento de Água ETA Pilões e rodovia dos Imigrantes córrego Guarda-Mão, município de Itaóca (SP) 2014 Tabela 1. Registro de corridas de massa que provocaram muitos danos sociais e econômicas. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 5

6 Essas corridas de massa correspondem a uma classe de movimentos de massa, associadas a regiões montanhosas, caracterizadas pela mobilização de expressivos volumes de solo, rocha e materiais vegetais em curto período de tempo. Podem ser geradas a partir da combinação de três fatores: (a) quantidades suficientes de materiais livres para serem mobilizados, (b) superfície para escoamento dos materiais e (c) inclinação de encostas e canais favoráveis aos movimentos (Takahashi, 1981). Esses materiais livres podem ter origem a partir dos taludes marginais localizados nos canais de drenagem, deslizamentos recentes que atingem as drenagens ou a partir da intensa erosão de antigos depósitos (Cannon et al. 2001). Esses fluxos também podem ocorrer, simplesmente, a partir da ruptura dos depósitos coluvionares, tálus, maciços rochosos e dos aluviões (Costa, 1984). Esses eventos são caracterizados por ondas violentas, com alta concentração de sedimentos, muitas vezes carregando grandes blocos de rocha e material vegetal, no qual o comportamento é muito distinto dos fluxos de água nas drenagens (Welsh e Davies, 2011). A Figura 5 apresenta o modelo fenomenológico adotado para essa tipologia de movimento de massa: gerados a partir das encostas (1), os materiais de solo, rocha e detritos vegetais saturados por água caem nos cursos d água onde escoam com alto potencial energético e alto potencial erosivo, retrabalhando depósitos na drenagem e nos taludes marginais, ganhando maior volume e energia de deslocamento (2). Durante seu percurso, drenagem abaixo, parte do material da corrida se deposita em alvéolos naturais de deposição situados em compartimentos morfológicos menos íngremes por perda de energia potencial (3). Atingindo os terrenos de baixada, a diferença brusca de declividade ocasiona a deposição em leques aluvionais com raios de alcance distintos em função dos materiais presentes no corpo do fluxo do processo de corrida (4). Os primeiros que se depositam são os grandes blocos na frente de choque, sendo o raio de alcance desses elementos relativamente limitado. Os materiais que vêm em seguida, num ambiente de enchente com alta concentração de material detrítico (restos vegetais, blocos menores e alta concentração de sedimentos granulares) se depositam nas extensas planícies fluviais ao extravasarem do canal de drenagem. Por último a dinâmica do fenômeno se finaliza sob a forma de uma inundação com sedimentos de diferentes granulometrias em suspensão. Essa seqüência fenomenológica pode se dar em pulsos ou em um único evento. A Figura 6, seção longitudinal de um depósito típico de corrida de massa, apresenta o arranjo dos materiais em uma onda e a distribuição granulométrica, predominantemente mais grosseira na porção frontal do primeiro pulso. É preciso reconhecer na paisagem, antes e após a ocorrência do fenômeno, esses arranjos, no sentido de melhor distinguir os diferentes processos que ocorrem nas bacias serranas Início (1) Transporte e Deposição Deposição Erosão parcial (2) (3) (4) 500 > 30 Canais encaixados Depósitos laterais levees Depósitos de detritos grosseiros 0 (m) > 15 < 15 < 10 Figura 5. Modelo fenomenológico adotado (modificado de Vandine, 1985). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 6

7 P R O D F A U N S D U I R D G A E D E FRENTE FLOW SURGE Parte principal Cola -cauda (Corrente turbulenta ~inundação) Fluxo de lama precedente FLUXO TURBULENTO FLUXO LAMINAR NÃO HÁ MOVIMENTOS DEBRIS FLOW SURGE Figura 6. Perfil típico de um debris flow. Destaque para: (a) porção frontal na qual há predomínio de grandes blocos de rocha; (b) matacões sustentados por matriz fina e (c) inversão granulométrica (modificado de Ujueta e Mojica, 1985). 4. EVENTO DEFLAGRADOR: CHUVAS EXTREMAS Os valores de chuva, que deflagraram os movimentos de massa na área de estudo, atingiram valores que podem ser classificados como evento extremo de chuva. Segundo dados preliminares, estimativas elaboradas a partir de dados gerados por radar, a corrida de massa e as inundações bruscas ocorreram durante chuvas de verão convectivas com alta intensidade e pequena duração podendo atingir cerca de 210 mm / 2 h. A Figura 7 mostra a correlação entre chuva acumulada (mm) e o tempo (horas) para diversas ocorrências de deslizamentos e corridas de massa no Brasil e em alguns casos internacionais (modificada de Gramani, 2001 e Kanji et al., 2008). A linha TL (triggering limit) indica as condições para deflagração de deslizamentos; a linha GL (generalized landslides) representa condições limites nas quais ocorrem deslizamentos generalizados e há grande possibilidade de geração de corridas de massa, e a linha CE (catastrophic events) indica a ocorrência de processos extremos, com geração de corridas de massa. Notar que as chuvas, registradas na região serrana localizada nas proximidades de Itaoca, foram extremamente intensas, se inserindo acima da linha CE. Figura 7. Registro da chuva na região de Itaoca: cerca de 210 mm / 2 h (modificado de Kanji et al., 2008). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 7

8 5. TRABALHOS DE CAMPO: FEIÇÕES E IMPACTO Os trabalhos de campo realizados na área procuraram caracterizar as feições sedimentares geradas por esse processo (tipo de material transportado, granulometria, registro estratigráfico etc), raio de alcance, trajetória do fluxo, impacto, aspectos fisiográficos das bacias de drenagem e a recorrência desse tipo de processo na região. Dentre as principais observações coletadas nessa fase inicial dos trabalhos, se destacam: (1) intensa erosão das margens, principalmente no terço superior da drenagem principal, (2) grande quantidade de blocos de rocha e matacões transportados, arredondados e sãos, formando cordões laterais e centrais (levees) em pontos específicos do canal, (3) predomínio de matriz arenosa sustentando e permeando os novos depósitos, (4) intensa mobilização de material vegetal e (5) grande raio de alcance - o córrego Guarda-Mão possui cerca de 4 km de extensão até a confluência com o rio Palmital. As Figuras 8 a 15 ilustram as principais observações coletadas durante as vistorias de campo realizadas no mês de janeiro de 2014, entre os dias 28 e 30. As imagens foram tiradas, predominantemente, entre as Seções S1 e S6, porção final do Trecho 2 (ver Figura 3). Dentre os aspectos observados se ressalta a intensa mobilização e deposição de corpos arenosos, inclusive sobre o topo dos grandes blocos de rocha; intensa remoção vegetal das encostas e dos taludes marginais, provocando a formação de barramentos naturais; remobilização de blocos de rocha de dimensões métricas; taludes intensamente afetados pela erosão, na qual há presença de matacões arredondados e com dimensões métricas, fonte dos materiais presentes no leito; altura de atingimento das águas e extenso raio de alcance dos sedimentos. Figura 8. Vista geral de parte da bacia do córrego Guarda-Mão, com destaque para o trecho no qual houve intensa erosão da margem e do leito. Notar alinhamento da drenagem, pequenos deslizamentos em sub-bacias contíguas e variação da cobertura vegetal nos diferentes trechos da encosta. Figura 9. Vista da porção superior da encosta da bacia do córrego Guarda-Mão. Nesse setor, predominaram deslizamentos de solo e rocha com dimensões e formatos variáveis. Notar cobertura vegetal presente nesse trecho superior da encosta e materiais presentes no leito do córrego. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 8

9 Figura 10. Vista geral do ribeirão Guarda-Mão, trecho intensamente afetado pela passagem do debris flow. A linha tracejada indica um limite entre a deposição dos blocos e os depósitos arenosos. Figura 11. Vista geral de depósito do debris flow ocorrido no córrego Guarda-Mão. Notar dimensões e arranjo dos materiais. A seta indica talude marginal mostrado na Figura 12. Figura 12. Vista de trecho intensamente afetado pela passagem de água pelo córrego Guarda-Mão, com destaque para tipologia do solo e altura que as águas atingiram nessa porção da drenagem. Figura 13. Vista geral, de montante para jusante, da intensa deposição de areia e grandes matacões dispersos ao longo do ribeirão Guarda-Mão. Nesse trecho o depósito pode atingir 4 m de espessura. Figura 14. Vista do imbricamento de grandes blocos de rocha. Trata-se da margem esquerda do córrego Guarda-Mão e, segundo depoimentos, a área era coberta por vegetação de grande porte Figura 15. Vista de trecho no qual predomina deposição de areia, nas proximidades do encontro do ribeirão Guarda-Mão e rio Palmital. O depósito apresenta espessuras da ordem de 0,5-0,8 m. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 9

10 6. CONCLUSÕES Verificou-se que os aspectos relacionados ao relevo são favoráveis à geração e o desenvolvimento desses tipos de movimentos de massa, com destaque para amplitude das bacias, declividade dos canais de drenagem, inclinação das encostas no entorno das linhas de drenagem e materiais presentes no leito e nos taludes marginais. As feições sedimentares observadas e os impactos gerados pela corrida de detritos ocorrida no córrego Guarda-Mão mostrou que esse processo é recorrente e típico de regiões serranas, pois os depósitos são correlatos aos observados em outras drenagens próximas e também em eventos anteriores. As chuvas registradas durante o evento são compatíveis com os processos observados nas drenagens, isto é, a bibliografia indica que valores de mm em 10 min e/ou intensidades de mm em 1 hora são responsáveis pela deflagração e desenvolvimento do escoamento dos materiais pelos canais de drenagem. No presente caso, as chuvas da ordem de 210 mm/2h deflagraram a corrida de massa. BIBLIOGRAFIA CANNON, S.H. et al. (2001) Wildfire-related debris flow initiation processes, Storm King Mountain, Colorado. Geomorphology, 39: COSTA, J.E. (1984) Physical Geomorphology of Debris Flows. In: COSTA, J.E. & FLEISHER, P.J. - Developments and Aplications of Geomorphology. Springer-Verlag. Cap.9, p: GRAMANI, M.F. (2001) Caracterização geológico-geotécnica das corridas de detritos ( debris flows ) no Brasil e comparação com alguns casos internacionais. Dissertação (Mestrado) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 372p. GRAMANI (2015) Após quase um ano, desastre em Itaoca ainda deixa marcas. Entrevista à Revista Fundações e Obras Geotécnicas, Dellana Woney;, Ano 5, n 51, pp 70-76, il. GRAMANI, M.F.; ARDUIN, D.H. (2015) Morfologia dos Depósitos de Debris Flow de Itaoca, São Paulo. Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, 15. Bento Gonçalves (no prelo) KANJI. M.A. et al. (2008) Debris flow affecting the Cubatão Oil Refinery, Brazil. Landslides (2008) 5: MASSAD, F. et al. (1997) Comparison between estimated and measured debris flow discharges and volume of sediments. In: 2nd Panam. Symp. Landslides, 2o COBRAE. Rio de Janeiro. p: MELLO, I.S.C.; BETTENCOURT, J.S. (1998) Geologia e Gênese das Mineralizações associadas ao Maciço Itaoca, Vale do Ribeira, SP e PR. Revista Brasileira de Geociências 28(3): TAKAHASHI, T. (1981) Debris Flows. Annual Review Fluid Mechanics. V13. p: UJUETA, G.; MOJICA, J. (1985) - Fotointerpretación y Observaciones de Campo del Flujo de Escombros de Noviembre 13 de 1985 en Armero (Tolima, Colombia). Geologia Colombiana, Santafé de Bogotá.19, p:5-27. VANDINE, D.F. (1985) Debris flows and debris torrentes in the Southern Canadian Codillera. Canadian Geotechnical Journal. 22, p: WELSH, A.; DAVIES, T. (2011) Identification on aluvial fans susceptible to debris-flow hazards. Landslide, 8: º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 10