15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental

Transcrição

1 CORROBORAÇÃO DE CAMPO PARA O MÉTODO DE DELIMITAÇÃO DE BACIAS DE DRENAGEM COM ALTA SUSCETIBILIDADE À GERAÇÃO DE CORRIDA DE MASSA E ENXURRADA Alessandra Cristina Corsi 1 ; Marcelo Fisher Gramani 2 ; Agostinho Tadashi Ogura 3 ; Omar Yazbek Bitar 4 Resumo Para a delimitação de bacias de drenagem suscetíveis à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada, no âmbito de trabalhos de mapeamento na escala 1: , o método adotado considerou parâmetros morfométricos do relevo. Na análise foram consideradas a área e a amplitude da bacia de drenagem, parâmetros necessários para o cálculo do Índice de Melton. Um total de 111 municípios nos estados do Espírito Santo, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina e São Paulo foram mapeados. Desses, 59 possuem bacias suscetíveis a corridas de massa/enxurrada, sendo 29 em Santa Catarina, 20 em São Paulo, 07 no Espírito Santo, 02 em Minas Gerais e 01 no Paraná. No processo de enxurrada 21 municípios possuem bacias suscetíveis (08 em Santa Catarina, 07 em São Paulo, 03 em Minas Gerais, 02 no Paraná e 01 no Espírito Santo). A modelagem morfométrica para delimitação de bacias suscetíveis à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada mostrou consistência com eventos passados, corroborando para a aplicabilidade do método desenvolvido. Ressalta-se que trabalhos de campo de detalhes serão necessários para determinar a trajetória e alcance em eventual corrida de massa/enxurrada. Abstract For the delimitation to debris flow/flash flood and flash flood susceptibility drainage basins generation, in the context of mapping in the scale 1:25.000, the method is based in morphometric parameters. Area and range of the watershed were considered for this analysis. Those parameters are used to calculate the Melton Index. A total of 111 municipalities were mapped in the Espírito Santo, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina and São Paulo states. The total number of municipalities mapped 59 have susceptible debris flows basins, 29 in Santa Catarina, 20 in São Paulo, 07 in the Espírito Santos, 02 in Minas Gerais and 01 in Paraná. For flash flood basin were mapped 21 (08 Santa Catarina, 07 São Paulo, 03 Minas Gerais, 02 Paraná and 01 Espírito Santo). The morphometric analysis for delimitation debris flow and flash flood susceptible drainage basins showed consistency with past events supporting the modeling applicability. We point out that details of field work will be necessary to determine debris flow paths and deposition. Palavras-Chave Bacia de drenagem; corrida de massa; enxurrada. 1 Geól., PhD, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, (11) , accorsi@ipt.br 2 Geól., MSc, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, (11) , mgramani@ipt.br 3 Geól., Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, (11) , atogurai@ipt.br 4 Geól., PhD, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, (11) , omai@ipt.br

2 1. INTRODUÇÃO O reconhecimento das bacias de drenagem suscetiveis à geração de corridas de massa/enxurrada e enxurrada é importante para a gestão de riscos, desde que forneça as bases para estudos mais detalhados e o desenvolvimento de estrategias apropriadas. Existem vários estudos que investigam as relações topográficas das bacias de drenagem e a ocorrência de corridas de massa ou enxurrada. Os fatores considerados em alguns estudos foram o gradiente do canal, área de contribuição de sedimentos, declividade, área da bacia, amplitude da bacia. A corrida de massa é um processo que pode ocorrer em vários locais, das zonas polares às zonas tropicais. Quando ocorrem em áreas montanhosas isoladas, raramente causam desastre, mas em áreas densamente povoadasm, no sopé de montanha, promove destruição. As perdas monetárias em função desses eventos são de aproximadamente 5% do total de perdas por desastres naturais no mundo, sem contar com a perda de vidas (TAKAHASHI, 1981). A ocorrência e a recorrência de corrida de massa deixam traços na paisagem que permitem a delimitação das áreas de ocorrência e de atingimento das mesmas. Geralmente ocorrem em áreas montanhosas e com alta declividade (CHEVALIER et al., 2013). Os desastres naturais ocorridos nos últimos anos em diferentes locais no sul e sudeste do Brasil, associados a eventos pluviométricos intensos atestam a necessidade da elaboração de métodos para identificação de bacias sujeitas à geração de corrida de massa e enxurrada. Em 2013 foi estabelecida uma parceria técnica entre o Serviço Geológico do Brasil (CPRM) e o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) para o desenvolvimento de metodologia para elaboração de cartas de suscetibilidade a movimentos de massa e inundação. Os processos do meio físico analisados compreendem os principais tipos de movimentos gravitacionais de massa (deslizamentos; rastejos; quedas, tombamentos, desplacamentos e rolamentos de rochas; e corridas de massa) e de processos hidrológicos (inundações e enxurradas), os quais estão frequentemente associados a desastres naturais ocorridos no País. A premissa para a realização do mapeamento de áreas suscetíveis compreende a necessidade de elaboração de um modelo básico aplicável em nível nacional, com as adaptações necessárias a cada região, bem como em condições de propiciar a comparabilidade entre os municípios mapeados, de modo a subsidiar a formulação e implantação de políticas públicas municipais, estaduais e federais voltadas à prevenção de desastres naturais (BITAR, 2014). Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados de atividades dirigidas para corroboração do método desenvolvido para a delimitação de bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corridas de massa/enxurrada e enxurradas. 2. MÉTODO DE DELIMITAÇÃO DE BACIAS DE DRENAGEM COM ALTA SUSCETIBILIDADE À GERAÇÃO DE CORRIDA DE MASSA/ENXURRADA E ENXURRADA O método adotado baseia-se na análise morfométrica da bacia de drenagem adotando o Índice de Melton (WILFORD, 2004 e WELSH e DAVIES, 2011). O Índice de Melton considerada a relação morfométrica entre a amplitude e a área da bacia, sendo um indicador de fácil utilização e que permite diferenciar bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corrida de massa/enxurrada daquelas que geram enxurradas. Assim, adotou-se o valor de Índice de Melton > 0,3 para bacias de drenagem com alta suscetibilidade à corrida de massa/enxurrada (CORSI et al., 2015). Baseado no levantamento bibliográfico e no conhecimento da equipe de pesquisadores do IPT adotaram-se para este procedimento metodológico os seguintes pressupostos básicos para seleção e definição de critérios e parâmetros de análise em terrenos naturais suscetíveis aos processos de corridas de massa e de enxurradas: bacias de drenagem onde ocorrem corridas de massa apresentam atributos físicos que possibilitam também a geração de enxurradas; por outro lado, nem todas as bacias de drenagem e respectivos cursos d água onde podem ocorrer enxurradas têm atributos que possam gerar também corridas de massa; e corridas de massa ocorrem necessariamente em bacias de drenagem que compreendem terrenos de alta suscetibilidade a deslizamentos (BITAR, 2014).

3 Além dos autores citados, também foram considerados para a obtenção de critérios e parâmetros de análise os trabalho de Gramani ani e Kanji (2000), Ogura e Gramani (2000), Gramani e Kanji (2001), Kanji e Gramani (2001), Gramani (2001) e Gramani e Augusto Filho (2004). Os parâmetros considerados compreendem: Unidades de relevo de serras e morros altos; Terrenos com alta suscetibilidade a deslizamentos; Amplitude > 500 metros para corridas de massa/enxurrada (R); Amplitude > 300 metros para enxurrada (R); Bacias de drenagem de 1ª, 2ª e 3ª com Área < 10 km²; e Índice de Melton (M) que expressa a relação entre amplitude e área da bacia, onde M = Amplitude / raiz quadrada da Área. As Figuras 1 e 2 apresentam os fluxogramas adotados para a delimitação das bacias de drenagem suscetíveiss à geração de corrida de massa/enxurradaa e enxurrada em de Sistema de Informaçãoo Geográfica (SIG). Figura 1 Fluxograma para análise dos condicionantes cionantes básicos para delimitação de bacias de drenagem (Fonte: CORSI et. al, 2015). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenhariaa e Ambiental

4 Figura 2 Fluxograma a para delimitação e análise das bacias de drenagem, utilizando o ArcGis (Fonte: CORSI et. al, 2015). Neste artigo, dentre o conjunto de municípios mapeados, selecionam-se três casos, com o objetivo de corroborarr o método desenvolvido. 3. RESULTADOS O método desenvolvido foi aplicado em 111 municípios dos estados do Espírito Santo, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina e São Paulo. A Figura 3 apresenta à localização o dos municípios analisados s no contexto do presente trabalho. Dentre os 111 municípios mapeados, 59 possuem bacias de drenagem de corrida de massa/enxurrada e 21 possuem bacias de drenagem de enxurrada, conforme os dados nas Tabelas 1 e 2. O estado de Santa Catarina possui o maior número de municípios com bacias de

5 drenagem suscetíveis à geração de corrida de massa/enxurrada e de enxurrada, dentro do universo de análise considerado neste trabalho. Trabalhos de verificação e validação de campo embasaram o método desenvolvido para delimitação de bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corridas de massa/enxurrada e enxurrada. Os parâmetros observados em campo foram: amplitude da bacia de drenagem, declividade das encostas e depósitos antigos de outros eventos. Outra informação importante para a validação do método são as obtidas junto as Defesas Civis Municipais. Figura 3 Localização dos municípios mapeados. Tabela 01 Relação dos municípios com bacias de drenagem suscetíveis à geração de corrida de massa/enxurrada, dentre os 111 mapeados. Estado Espírito Santo Minas Gerais Paraná Santa Catarina São Paulo Município Cariacica, Vila Velha, Santa Leopoldina, Vargem Alta, Rio Novo do Sul, Cachoeira do Itapemirim, Alegre Sabará, Nova Lima São José dos Pinhais Nova Veneza, Rio Fortuna, Palhoça, Florianópolis, Antonio Carlos, Alfredo Wagner, Camboriú, Itapema, Brusque, Botuverá, Nova Trento, Ilhota, Luiz Alves, Gaspar, Blumenau, Timbó, Rodeio, José Boiteux, Presidente Getúlio, Timbé do Sul, Jacinto Machado, Urubici, Anitápolis, Vidal Ramos, Rio do Campo, Corupá, Jaraguá do Sul, Joinvile, Garuva São Bernardo da Serra, Santo André, Guarulhos, Cubatão, São Vicente, Peruíbe, Santos, Praia Grande, Ilhabela, Ubatuba, São José dos Campos, Guaratinguetá, Campos do Jordão, Cunha, São Luis do Paraitinga, São Paulo, Cajati, Jacupiranga, Eldorado, Iguape

6 Tabela 02 Relação dos municípios com bacias de drenagem suscetíveis à geração de enxurrada, dentre os 111 mapeados. Estado Espírito Santo Minas Gerais Paraná Santa Catarina São Paulo Município Marechal Floriano Betim, Belo Horizonte e Santa Luzia União da Vitória e Rio Branco do Sul Balneário Camboriú, Itajaí, Ituporanga, Lages, Navegantes, Ponte Alta, São José e Taió Caieiras, Campo Limpo Paulista, Guarujá, Jundiaí, Mairiporã, Pariquera-Açu e Registro Em 2014, ocorreram no município de Corupá (SC) vários deslizamentos nas encostas que em uma bacia de drenagem delimitada evoluiu para um fluxo de detritos. Na Figura 4a tem-se um detalhe da carta de suscetibilidade a movimentos gravitacionais de massa e inundações com a delimitação de bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada para o município de Corupá (SC). Notar a amplitude do relevo na bacia de drenagem (Figura 4b) e o depósito de blocos ao longo da drenagem (Figura 4c). (b) Vista geral do relevo serrano no município de Corupá (SC). (a) Detalhe mostrando as bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada delimitadas. (c) Detalhe de depósito de blocos ao longo da drenagem apos evento ocorrido em Figura 4 Detalhe da carta de suscetibilidade a movimentos gravitacionais de massa e inundações para o município de Corupá (SC) (a). Notar a amplitude de relevo na região (b) e os depósitos ao longo do canal de drenagem (c) (Fonte: IPT).

7 O município de Cubatão (SP) localizado no litoral do estado de São Paulo possui parte de sua extensão em área na região da Serra do Mar. O detalhe da carta na Figura 5a mostra a bacia de drenagem do ribeirão das Pedras. Em 1994 ocorreu uma corrida de massa nessa bacia situada a montante da Refinaria Presidente Bernardes a qual foi atingida pela lama. As fotos (Figura 5b e c) destacam a amplitude do relevo, a área de uma sub-bacia e os blocos ao longo do canal de drenagem que podem ser remobilizados durante um evento de pluviosidade intensa alimentando o fluxo de detritos. (b) Vista geral do relevo serrano no município de Cubatão (SP) com destaque para a amplitude topográfica da bacia. (c) Detalhe da drenagem com blocos. (a) Detalhe mostrando as bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada delimitadas. Figura 5 Detalhe da carta de suscetibilidade a movimentos gravitacionais de massa e inundações para o município de Cubatão (SP). Notar que a bacia em destaque no mapa é a do ribeirão das Pedras (a). Ao lado fotos que evidenciam o relevo (b) e os materiais ao longo do curso d água (c) (Fonte: IPT). O município de Santa Leopoldina (ES) possui bacias de drenagem suscetíveis à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada situadas próximas à área urbana (Figura 6a). Na Figura 6b é possível verificar a diferença de cota topográfica em uma bacia de drenagem. A declividade alta das encostas (Figura 6c) associada à amplitude de relevo possibilita uma alta velocidade de escoamento.

8 (b) Vista geral do relevo serrano no município de Santa Leopoldina (ES). (a) Detalhe mostrando as bacias de drenagem com alta suscetibilidade à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada delimitadas. (c) Detalhe do relevo, observar a inclinação e amplitude da encosta. Figura 6 Detalhe da carta de suscetibilidade a movimentos gravitacionais de massa e inundações para o município de Santa Leopoldina, ES (a). Notar o relevo da bacia de drenagem (b) e a inclinação e amplitude das encostas (c) (Fonte: IPT). 4. CONCLUSÕES A modelagem morfométrica para delimitação de bacias de drenagem suscetíveis à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada mostrou-se eficaz. Quando o método foi aplicado em bacias de drenagem com histórico de ocorrências essas foram classificadas com alta suscetibilidade à geração de corrida de massa/enxurrada e enxurrada, corroborando para a aplicabilidade do método. Nos trabalhos de campo efetuados nos municípios mapeados foi possível identificar depósitos de eventos pretéritos, coincidentes com as bacias delimitadas. Além disso, relatos dos moradores e dos técnicos das Defesas Civis municipais contribuíram para a confiabilidade do método. No entanto, como o método adotado delimita bacias com alta suscetibilidade, não se pode descartar a possibilidade de um dado evento ocorrer em bacias de média e baixa suscetibilidade, pois a chuva que é o desencadeador dos eventos não foi considerada diretamente na proposta metodológica. Cabe ressaltar que trabalhos de campo específicos para estes municípios com bacias suscetíveis à geração de corridas de massa/enxurrada e enxurrada são necessários, pois pelo método utilizado delimita-se somente a área de geração e não a trajetória e o alcance. Dentre os estados analisados, o de Santa Catarina destaca-se pela maior número de municípios com alta suscetibilidade a ocorrência de corrida de massa/enxurrada e enxurrada em função da localização dos mesmos em regiões serranas.

9 AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a CPRM e ao IPT pelo suporte ao trabalho, bem como aos técnicos das Defesas Civis dos municípios visitados pelo apoio no trabalho de campo. REFERÊNCIAS BITAR O. Y. (Coord.) Cartas de suscetibilidade a movimentos gravitacionais de massa e inundações: 1: Nota técnica explicativa. São Paulo: IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo; Brasília, DF: CPRM - Serviço Geológico do Brasil. (Publicação IPT, 3 016). CHEVALIER G. G. et al 2013 Debris-flow susceptibility analysis using fluvio-morphological parameters and data mining: application to the Central-Eastern Pyrenees. Nat Hazards, 67: CORSI A. C., GRAMANI M. F., OGURA A. T Método para delimitação de bacias suscetíveis a corrida de massa e enxurrada em regiões serranas. In: Simpósio Brasileiro de Cartografia Geotécnica e Ambiental, 9, 2015, Cuiabá. Anais...Cuiabá: ABGE. GRAMANI M. F Caracterização geológico-geotécnica das corridas de detritos ( Debris Flows ) no Brasil e comparação com os casos internacionais f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Solos) - Departamento de Estruturas e Fundações, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. GRAMANI M. F. & AUGUSTO FILHO O Analysis of the triggering of debris flow potentiality and the run-out reach estimative: an application essay in the Serra do Mar mountain range. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON LANDSLIDES, 9., 2004, Rio de Janeiro. Proceedings... Londres: Balkema, v. 2. p GRAMANI M.F. & KANJI M. A Inventário e análise das corridas de detritos no Brasil. In: III CONFERÊNCIA BRASILEIRA DE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS - COBRAE, 3., 2001, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: ABMS - NRRJ. KANJI, M. A.; GRAMANI, M. F Metodologia para determinação da vulnerabilidade a corridas de detritos em pequenas bacias hidráulicas. In: CONFERÊNCIA BRASILEIRA SOBRE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS - COBRAE, 3., 2001, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: ABMS - NRRJ, p OGURA, A. T.; GRAMANI, M. F The debris flow in Lavrinhas: stratigraphical and sedimentological features for debris flow risk assessment. In: In: INTERNATIONAL GEOLOGICAL CONGRESS, 31, Rio de Janeiro, BR. Proceedings... Rio de Janeiro: International Union of Geological Sciences - IUGS; Sociedade Brasileira de Geologia - SBG, CD-ROM. TAKAHASHI, T. Estimation of potential debris flows and their hazardous zones: soft countermeasures for a disaster. J Nat Disaster Sci 3:57 89, WELSH A. & DAVIES T Identification of alluvial fans susceptible to debris-flow hazards. Landslides v. 8: WILFORD, D. J. et al Recognition of debris flow, debris flood and flood hazard through watershed morphometrics. Landslides, v. 1, p