AVALIAÇÃO DE FATORES QUE INFLUENCIAM NA OCORRÊNCIA DE DESLIZAMENTOS E SUA INTERAÇÃO

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1 1 II CONGRESSO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA UTFPR CÂMPUS DOIS VIZINHOS AVALIAÇÃO DE FATORES QUE INFLUENCIAM NA OCORRÊNCIA DE DESLIZAMENTOS E SUA INTERAÇÃO Aline Bernarda Debastiani 1,2*, Mosar Faria Botelho 1 [orientador], Marcielli Aparecida Borges dos Santos 1,2, Maurício de Souza 1,2 Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Dois Vizinhos, Paraná. Aline.debastiani@gmail.com, marcielle_bs@hotmail.com, dark_mds@hotmail.com, mosar@utfpr.edu.br 2 Alunos do curso de Engenharia Florestal, bolsistas PIBIC (Fundação Araucária), Pibext (UTFPR), Pibin (UTFPR). *Autor para correspondência Resumo: O objetivo do presente trabalho é identificar a percentagem de ocorrências de deslizamento que existe em cada classe de solo, uso e ocupação do solo, declividade e a relação de tais fatores, bem como verificar a eficiência de amostragem estatística para caracterizar tais eventos. Para tal pesquisa, utilizou-se de informação referente a ocorrência de deslizamento, classificação de solos de 26, declividade dividida em classes, uso e ocupação do solo.todas as imagens foram ajustadas para a mesma projeção e recortadas para a mesma área de ocorrência de deslizamento. As informações contidas na imagem foram coletadas através de um algoritmo criado no software Matlab, este algoritmo foi construído para que percorresse todas as linhas da imagem de ocorrência de deslizamento e quando o valor do pixel indica ocorrência do evento anotasse o valor correspondente a cada classe das demais imagens em um bloco de notas. A maioria das ocorrências foi em locais que apresentam vegetação, declividade entre 15-3% e afloramento de rocha como classe de solo. Verificou-se a não eficiência do uso da frequência para a identificação dos padrões existentes nas áreas de ocorrência de deslizamento e recomenda-se o uso de metodologia de inteligência artificial. Palavras-chave: deslizamento, declividade, uso e ocupação do solo, classe de solo Introdução Os riscos de fenômenos naturais e suas consequentes catástrofes nos países ainda em desenvolvimento estão principalmente relacionados à urbanização acelerada e não planejada, à degradação ambiental, à despreocupação com estes fatos e à pobreza. Os deslizamentos de terra estão se tornando eventos cada vez mais frequentes, representando perigos e problemas à população em geral. Provocam perdas enormes à economia, às vítimas, e a infra-estrutura das cidades atingidas ficam altamente prejudicadas. A proteção e prevenção de eventos de deslizamento encontram-se pouco evidentes na maioria das vezes, e normalmente em locais propensos a ocorrência destes. O problema também é grave em áreas rurais, porém não tem recebido tanta atenção, pois não tem envolvido a perda de vidas mas sim prejudicado economicamente produtores devido as perdas em lavouras, pastagens, etc. Segundo Fernandes e Amaral (1996), a declividade tem significativa importância nos deslizamentos de massa, por exemplo, em locais com declividade acima de 3º o risco de deslizamento é mais frequente do que em locais com declividade acima de º, já que nos locais com declividade maior a camada de solo é menos espessa, sendo constituída na sua maior parte por rocha, porém ainda sendo passível de deslizamento principalmente com precipitação elevada. Bertoni e Lombardi Neto (1999), citam que há diferença no comportamento dos diferentes tipos de solo em relação a ação da água e do vento, a influência depende das propriedades químicas, biológicas e físicas como textura, estrutura, permeabilidade e densidade. De acordo com Guidicini e Nieble (1984), a atuação da cobertura vegetal na estabilidade de encostas, se dá no sentido de reduzir a intensidade dos agentes climáticos impedindo o impacto direto da chuva na superfície do terreno, e ao aumento da resistência do solo devido à ação mecânica originada por raízes pivotantes e profundas, favorecendo assim a 15 e 16 de Outubro de

2 estabilidade das encostas. A combinação dos fatores que determinam o deslizamento pode vir a mudar a situação, a intensidade e o impacto deste evento. A identificação do uso e ocupação do solo (por exemplo, vegetação) pode ser feita por meio de uma técnica chamada Classificação Supervisionada, que segundo Campbell (1996), é entendida como o processo no qual amostras conhecidas de um conjunto de classes definidas pelo usuário é utilizado para classificar pixels de identidade desconhecida, sendo o método mais popular o de Maxver. O objetivo deste trabalho é identificar a percentagem de ocorrências de deslizamento que existe em cada classe de solo, uso e ocupação do solo (vegetação, água, solo exposto) e declividade, bem como a relação destes fatores na ocorrência destes eventos. Material e Métodos Utilizou-se de informações referentes à ocorrência de deslizamento no estado do Paraná, classes de solo, uso e ocupação do solo, e declividade. O mapa contendo o perímetro e a localização espacial das ocorrências de deslizamento foi cedida pela Defesa Civil do Estado do Paraná (211). A informação de uso e ocupação do solo foi extraída do Mosaico Landsat Geocover, datado de 24/5/2 e com resolução espacial de 14,25 metros, adquiridas gratuitamente por meio do site da National Aeronautics and Space Administration (2). A imagem passou por um processo de classificação supervisionada pelo método Maxver, onde foram definidas três classes de uso e ocupação do solo: vegetação, solo exposto e água. Já os dados pedológicos utilizados referem-se as classes de solo correspondentes ao 1º nível categórico, ou seja, 1º ordem (EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA, 26). Foi gerado um mapa de declividade a partir dos produtos obtidos pela Earth Remote Sensing Data Analysis Center (211). Este foi dividido em seis classes de acordo com a classificação proposta pela Secretaria Do Planejamento e da Modernização da Gestão Pública (211), sendo eles de -5%, 5-1%, 1-15%, 15-3%, 3-45% e maior que 45%. Todas as imagens foram projetadas no Datum WGS1984 zona 22s e recortadas para a mesma cena de interesse. Foi construído um algoritmo no Software Matlab que percorresse todas as linhas da imagem que representa a ocorrência de deslizamento. Quando o algoritmo encontra um pixel com valor que indica ocorrência do evento, anotasse em um bloco de notas o valor correspondente a cada classe dos demais mapas para aquela localização (declividades, solos, uso e ocupação). Para os dados coletados foi realizada a percentagem pertencente a cada classe analisada e a percentagem em que a declividade e classe de solo ocorreram simultaneamente. Resultados e Discussão Verifica-se na Figura 1 que a classe de "vegetação" obteve a maior porcentagem (95%) das ocorrências de deslizamento quando analisado o cruzamento entre o mapa de ocorrências e mapa de uso e ocupação do solo, fato que surpreende as expectativas. Já a classe de "solo exposto" apresentou apenas 5% das ocorrências. Apesar da imagem ter sido gratuita, acredita-se que este resultado esteja relacionado a sua baixa resolução espacial, já que nesta foi possível identificar apenas uma classe de vegetação, podendo as ocorrências terem seus eventos em locais com vegetação rasteira ou pioneira as quais não exercem grande influência na retenção do solo à erosão. 15 e 16 de Outubro de

3 Sugere-se, em um próximo trabalho, a utilização de uma imagem com melhor resolução espacial, verificando assim as subclasses de vegetação existentes em áreas de deslizamento. Porém, sua aplicação ficará limitada a utilização de um computador com processador mais eficiente, pois, imagens com alta resolução espacial conter um maior número de informação e as áreas de ocorrência de deslizamento geralmente ocupam grandes regiões. Na Figura 2, verifica-se que a classe de solo com mais incidência de ocorrência de deslizamento é a de Afloramento de rocha com aproximadamente 54%, seguida da classe de Cambissolo com 43% e Argissolo com 3%. Este fato está relacionado a outros fatores como a declividade e o uso do solo, e também com os componentes formadores dos mesmos. Para a classe de declividade como mostra a Figura 3, observa-se que o maior número de ocorrências de deslizamento foi entre as declividades de 15 a 3% totalizando 55% das ocorrências, seguida das declividades situadas entre 3 a 45% e entre 1 a 15% com aproximadamente 14% das incidências em ambos. Para as declividades maiores que 45% houve menos ocorrência de deslizamento que nas menores e iguais a 5%, como constatado por Fernandes e Amaral (1996). Analisando a Tabela 1 onde consta a relação entre a declividade e as classes de solo pode-se notar que nas classes de Argissolo, Cambissolo e Afloramento de Rocha o maior número de ocorrências foi para as declividades situadas entre 15 e 3%. A declividade de 45% apresentou menos ocorrências de deslizamentos para os solos Argissolo e Cambissolo, porém para a classe Afloramento de Rocha verificou-se menos ocorrências entre a declividade menor e igual a 5%. Conclusão Ao contrário do que se esperava a maioria das ocorrências de deslizamentos aconteceram em áreas de aspecto rochoso e em áreas com vegetação, porém o fator declividade comportou-se como se observou na literatura ocorrendo a maioria dos eventos em locais com declividades médias (aproximadamente 3º). Verificou-se também a não eficiência de métodos estatísticos como a frequência para quantificar e identificar os padrões para a ocorrência de deslizamentos. Recomenda-se, portanto, para esse fim o uso de uma metodologia de inteligência artificial, no caso, a técnica da Rede Neural Artificial (RNA), a qual já foi empregada em diversos estudos para identificação de padrões, porém nenhum estudo foi realizado para a identificação de áreas de risco de deslizamentos. Referências BERTONI, José; LOMBARDI, Neto. F. Conservação do solo. 4. ed. São Paulo: Ícone, CAMPBELL, James. B. Introduction to remote sensing. New York: The Guilford Press, p. DEFESA CÍVIL. Ocorrência de deslizamentos no Estado do Paraná (Informação Pessoal). (211). Disponível em: < Obtido em: 19 de jul EARTH REMOTE SENSING DATA ANALYSIS CENTER ERSDAC. ASTER Global Digital Elevation Model (GDEM). Disponível em: < Acesso em: 17 de jan EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 2 ed. Rio de Janeiro, Embrapa Solos, p. FERNANDES, Nelson F.; AMARAL, Cláudio P. Movimentos de massa: uma abordagem geológicogeomorfológica In: Guerra, A.J.T.; Cunha, S. ed. Geomorfologia e meio ambiente. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, GUDICINI, Guido; NIEBLE, Carlos M. Estabilidade de taludes Naturais e de Escavação. São Paulo: Edgard Bluche, 2ª Ed., 194p, e 16 de Outubro de

4 NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION NASA. Landsat Geocover, 2. Disponível em: < Acesso em: 18 de set SECRETARIA DO PLANEJAMENTO E DA MODERNIZAÇÃO DA GESTÃO PÚBLICA SEPLAN. Plano de Informação de Declividade. Governo do Tocantins Disponível em: < Acesso em: 17 de ago Tabela 1. Análise da percentagem de ocorrências de deslizamentos nas classes de solo de mais incidência e sua interação entre os fatores. Classe de Declividade (%) Argissolo Cambissolo Afloramento de Rocha - 5 6,79 5,53 1, ,89 18,88 5, ,14 17,83 1, ,95 49,55 61, ,14 7,45 19,86 > 45,9,77 1,6 1 Uso e Ocupação do Solo 8 4 Água Vegetação Solo exposto 2 Figura 1. Percentagem de ocorrências de deslizamento para cada classe de uso e ocupação do solo. 15 e 16 de Outubro de

5 Classe de Solo Argissolo Gleissolo Cambissolo Afloramento de Rocha Espodossolo Figura 2. Percentagem de ocorrências de deslizamento para cada classe de solo. Declividade % 5-1 % 1-15 % 15-3 % 3-45 % > 45% Figura 3. Percentagem de ocorrências de deslizamento para cada classe de declividade. 15 e 16 de Outubro de