ESPACIALIZAÇÃO DAS CICATRIZES DE MOVIMENTO DE MASSA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SAGRADO (MORRETES / PR): SUBSÍDIOS PARA DELIMITAÇÃO DAS ÁREAS PRIORITÁRIAS À RECUPERAÇÃO AMBIENTAL ANA PAULA MARÉS MIKOSIK (UFPR) ANAMMIKOSIK@HOTMAIL.COM EDUARDO VEDOR DE PAULA (UFPR) EDUGEO@UFPR.BR LEONARDO JOSÉ CORDEIRO SANTOS (UFPR) SANTOS@UFPR.BR Resumo No âmbito do Programa CAD (Contaminantes, Assoreamento e Dragagem no Estuário de Paranaguá), este trabalho objetivou a elaboração do mapa inventário das cicatrizes dos movimentos de massa, ocorridos na bacia hidrográfica do Rio Sagrado, situada em Morretes/PR no período compreendido entre 1954 e 2008-2009. A metodologia adotada para a identificação das cicatrizes foi adaptada à disponibilidade de material (fotografias aéreas e imagens de satélite) encontrado para cada ano estudado, por isso utilizou-se a técnica da fotointerpretação, a análise visual e trabalhos de campo. Em ambiente de Sistemas de Informações Geográficas realizou-se a vetorização das cicatrizes com a base cartográfica correspondente ao mosaico pertinente ao ano em que houve o reconhecimento das mesmas. O produto obtido por esse mapeamento correlacionou-se aos dados do meio físico (geologia, geomorfologia, pedologia e vegetação) com a finalidade de estabelecer relações que pudessem auxiliar na delimitação das porções suscetíveis aos movimentos de massa. Os resultados demonstram que as áreas mais propícias à ocorrência de movimentos de massa na bacia estudada são aquelas que apresentam as seguintes características: predomínio de rochas do tipo granito, compartimento geomorfológico de serra associado a declividades acima de 30%, Cambissolo Háplico associado a Neossolo Litólico e Floresta Ombrófila Densa Montana. Palavras-chave: movimento de massa, cartografia, assoreamento. Abstract Within the scope of CAD program (Contaminants, Siltation and Dredging at the estuary of Paranaguá), this article has as objective the elaboration of the inventory map of the mass movements scars occurred in the Sagrado river s hydrographic basin, located in Morretes/PR in the period of 1954 from 2008-2009. The methodology adopted for the scars identification has been adapted to the availability of material (aerial photographs and satellite images) found for each year studied, for this reason it was used the technique of photointerpretation, the visual analysis and field work. In Gis Environment was held the vectorization of scars with the cartographic data basis corresponding to the mosaic concerning to the year in which there was the recognition of them. The product obtained by this mapping has correlated - if the physical environment s data (geology, geomorphology, pedology and vegetation) in order to establish relationships that could assist in the delimitation of susceptible portions to mass movements. The results show that the most propitious areas to the mass movements occurrence in the studied basin are those that present the following characteristics: predominance of granite rocks, sierra geomorphological compartment associated with slopes above 30%, Dystrochept associated with Udorthent and Mountain Dense Ombrophile Forest. Key-words: mass movements, siltation, cartography.
Introdução O processo de assoreamento em áreas estuarinas e de baía é considerado natural, devido a dificuldade do curso d água em transportar a carga sedimentar oriunda de processos erosivos e [movimento de massa], o que causa a acumulação do material detrítico (ROSSATO et al, 2008). Porém, quando a dinâmica natural sobre interferências que modificam a vazão dos cursos d água e ocasionam maiores quantidades de sedimentos, esse processo torna-se acelerado. Caso das baías de Antonina e Paranaguá em que o elevado processo de assoreamento trouxe riscos a inviabilização das atividades portuárias representadas pelos Portos de Antonina e Paranaguá, já que as dragagens de manutenção possuem custos elevados. Justamente por isso, o Programa CAD (Contaminantes, Assoreamento e Dragagem no Estuário de Paranaguá) contempla a realização de pesquisa científica com o intuito de entender a dinâmica do processo de assoreamento com a finalidade de desenvolver planos de ação para mitigá-lo. Partindo-se do pressuposto de que o assoreamento deve ser entendido na sua área fonte de sedimentos e não a partir do local de depósito de sedimentos. O presente trabalho teve como objetivo elaborar o mapa inventário das cicatrizes dos movimentos de massa ocorridos na bacia hidrográfica do Rio Sagrado, a qual situa-se no município de Morretes/PR (Figura 1). O período compreendido pela análise abrange 1954 a 2008-2009. Pretendeu-se desta forma, averiguar a densidade de ocorrência dessas feições existentes no relevo ocasionadas pelo deflagramento dos movimentos de massa, os quais podem fornecem sedimentos para a drenagem da bacia hidrográfica e, conseqüentemente esses sedimentos cooperam com o assoreamento do Estuário de Paranaguá. Este fato é preponderante em decorrência de a bacia hidrográfica do Rio Sagrado se situar numa região serrana correspondente a Serra do Mar, que conforme BIGARELLA (2007) constitui a principal área fonte de sedimentos, que vem, progressivamente, colmatando e modificando a extensão das baías. Além disso, a configuração paisagística e morfológica confere na como uma ambiente sensível por possuir características como, por exemplo, declividade acentuada do relevo, índices pluviométricos elevados e densa cobertura vegetal que garantem a área uma geodinâmica peculiar da evolução das vertentes, cujo processo constante são os movimentos de massa ocasionados pelo desprendimento do solo e rocha por meio da força gravitacional e/ou agentes tais, como, a água. (BIGARELLA op. cit., 2007; KOZCIAK, 2005). O mapeamento das cicatrizes de movimento de massa é importante para a identificação das porções geopedológicas mais suscetíveis à ocorrência do processo de movimento de massa, porque possui
informações relativas à localização espacial de cada cicatriz, bem como a correlação com os atributos do meio físico (geologia, geomorfologia, pedologia e vegetação). Figura 1 Localização da bacia hidrográfica do Rio Sagrado.
Materiais e Métodos A elaboração do mapa inventário utilizou três levantamentos aerofotogramétricos, os quais estão descritos na Tabela 1, sendo que para o ano de 1996 houve apenas a disponibilidade das ortofotos. Além destes levantamentos fez-se uso de imagens geradas pelo satélite SPOT 5 no ano de 2005, cuja resolução espacial é de 5 metros, e foram adquiridas pelo Governo do Estado do Paraná. Vôo existente Característica das fotografias aéreas Ano Escala Cor Órgão Responsável 1954 1: 25.000 Preto e branco SEMA 1980 1:25.000 Preto e branco SEMA 1996 1:30.000 Preto e branco Engefoto Os materiais citados serviram para a elaboração dos mosaicos correspondentes aos anos citados. Conforme se encontra descrito em Paula et al. (2008). A confecção dos mosaicos para os anos de 1954, 1980, 1996 e 2005 configurou-se como de suma importância para a vetorização das cicatrizes de movimento de massa, pois possibilitou a sobreposição dos mesmos com a base cartográfica existente, em ambiente de Sistema de Informações Geográficas. A metodologia adotada para a identificação das cicatrizes de movimento de massa, está intrinsecamente relacionada à disponibilidade de material encontrado em cada ano citado anteriormente. Desta forma, nos anos de 1954 e 1980 utilizou-se as fotografias aéreas para a visualização de cicatrizes de movimentos de massa pela técnica de fotointerpretação, a qual possibilita com o auxílio do aparelho esteroscópico a visão em terceira dimensão. A utilização dessa técnica garantiu a percepção de profundidade do relevo que conseqüentemente foi produzida nas cicatrizes de movimento de massa. A implicação desse efeito garantiu a facilidade na identificação das cicatrizes. Além disso, classificou-se a feição como uma cicatriz quanto ao seu formato, planar ou circular. Deve se salientar que a localização espacial na serra recebeu grau de prioridade no momento da averiguação da ocorrência em virtude do ambiente propício aos movimentos de massa. Na área de drenagem da bacia do Rio Sagrado foram encontradas cinco cicatrizes decorrentes de movimentos de massa relativas ao ano de 1954, as quais foram codificadas com os números 1, 2, 3, 4 e 5. A representação das 12 cicatrizes correspondente aos movimentos de massa relativas ao ano de 1980 receberam os códigos: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17. Após a conclusão da fotointerpretação realizou-se vetorização das cicatrizes, com o auxílio do software ArcGIS 9.2, no mosaico pertinente ao ano em que houve o reconhecimento das mesmas. Para
isso, criaram-se shapes poligonais para que procedesse o desenho da cicatriz tomado por base a feição visualizada no mosaico de fotografias aéreas da bacia. No ano de 1996 e 2005 fez-se uso de ortofotos e ortoimagens SPOT 5 respectivamente. Nesse caso a metodologia consistiu na técnica da interpretação visual, na qual as cicatrizes de movimento de massa foram extraídas das ortofotos e ortoimagens por meio da visão monocular. Para tal, levou-se em conta os seguintes elementos na interpretação visual: a cor, a textura rugosa da feição, o tamanho da feição em relação a dimensão da encosta, a forma planar ou circular e o padrão estabelecido pelo conjunto dos demais elementos citados. Da mesma maneira como na fotointerpretação priorizou-se as áreas serranas para a verificação das cicatrizes. Posteriormente, em meio digital vetorizou se as cicatrizes de movimento de massa através de shapes poligonais no ArcGIS 9.2. Devido a limitações técnicas em que a feição da cicatriz não estava nítida a ponto de reproduzi lá em formato de polígono, optou se pela representação pontual como, por exemplo, as cicatrizes com os números 20 e 21. Tanto no ano de 1996 como em 2005 encontrou se um total de 9 cicatrizes. Os códigos 5, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 e 21 são referentes ao ano de 1996. Em 2005 foram atribuídos, tais códigos: 5, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22 e 23. Nos trabalhos de campo executados entre agosto de 2008 e março de 2009 encontraram-se três cicatrizes de movimento de massa (20, 21, 24) de origem antrópica, sendo que 2 delas representadas pelos códigos 20 e 21 ainda não se regeneraram totalmente, pois nota se a presença das mesmas na encosta desde o ano de 1996. A terceira cicatriz com o código 24 acredita se que tenha ocorrido após 2005, já que não foram identificados no respectivo mosaico. Estas três cicatrizes foram localizadas com o auxílio de carta topográfica (1:25.000), bússola e GPS (Global Positioning System), o que possibilitou a inserção de pontos representativos no mapa inventário. Ainda em relação aos trabalhos de campo, encontrou-se 4 cicatrizes de movimento de massa classificadas como antrópicas definidas pelos códigos 25, 26, 27 e 28. Estas foram inseridas no mapa inventário através das suas coordenadas geográficas. Depois da conclusão da vetorização das cicatrizes efetuou se a caracterização geográfica organizada numa ficha descritiva composta pelos atributos: localização, coordenadas UTM, acesso, ano de identificação, situação atual, data de identificação em campo, compartimento geológico e geomorfológico, amplitude da altitude e declividade, tipo de vertente, posição na vertente, natureza do movimento, pedologia, vegetação, área e tipo potencial do movimento de massa. Nesse quesito, tomou-se como referência ROSSATO et al (2008), a qual classifica o tipo de escorregamento pelo formato da cicatriz originária do mesmo. Assim sendo, a cicatriz rotacional apresenta-se curva e côncava, à medida que a cicatriz do movimento translacional possui forma planar, comprida e larga.
Adotou se o procedimento no qual se levou em consideração as fichas descritivas por entendermos que o mapa inventário não pode se restringir a comunicação da localização espacial de cada cicatriz, ou seja, a localização deve estar atrelada aos atributos do meio físico para que possa se analisar os condicionantes que levam ao desencadeamento do processo de movimento de massa. A elaboração dos layers à medida que contém a feição das cicatrizes dos movimentos de massa para os anos citados anteriormente oferecem a vantagem de se realizar à sobreposição das camadas de informação que garantem a representação do total de cicatrizes. Esta etapa subsidiou a confecção do mapa inventário, o qual está exposto na Figura 2. É importante destacar que os trabalhos de campo contribuíram para a validação de 9 das 28 cicatrizes encontradas para os anos do estudo em questão (1954, 1980, 1996, 2005, 2008-2009). Além disso, proporcionou a observação de dois movimentos de massa ao longo da BR-277, nos quais o processo se deflagrou em decorrência da instabilidade do talude. Resultados e Discussões O mapeamento das cicatrizes de movimento de massa em formato de mapa inventário tem como finalidade averiguar a densidade de ocorrência dos movimentos de massa no período estabelecido entre 1954 e 2008-2009 na região da Bacia do Rio Sagrado. Além disso, a distribuição das cicatrizes podem caracterizar padrões de comportamento de instabilidade, o que facilitou a identificação das porções mais suscetíveis aos movimentos de massa, porque além de possuir informações relativas à localização espacial de cada cicatriz, trouxe a possibilidade da correlação da mesma com os atributos do meio físico (geologia, geomorfologia, pedologia e vegetação). Dentro deste contexto, podem-se citar os mapas inventários de WIECZOREK (1984) e AMARAL (1996). Na Figura 2 está exposto o mapa inventário de cicatrizes de movimentos de massa que ocorreram na Bacia do Rio Sagrado no período compreendido 1954 a 2008 2009.
Figura 2 Mapa inventário de cicatrizes de movimentos de massa que ocorreram na Bacia do Rio Sagrado no período compreendido 1954 a 2008 2009.
A descrição detalhada das 28 cicatrizes que compõem o mapa inventário que foram identificadas nas fotografias aéreas de 1954 e 1980, ortofotos de 1996, ortoimagens de 2005 e trabalhos de campo em 2008 e 2009 encontra-se organizadas nas Tabelas 1,2 e 3 nomeadas de Ficha Descritiva. Tabela 1 Ficha Descritiva de Cicatriz 16 (Bacia do Rio Sagrado 1980, 1996 e 2005) Atributo Descrição Localização Município de Morretes Paraná Coordenada UTM X 717.918 e Y 7.166.029 Acesso Terceira estrada vicinal à direita (ao entrar na bacia do Rio Sagrado), acessada pela BR 277, e segue até o seu fim Ano de identificação Observada em fotografias aéreas de 1980, ortofotos de 1996 e imagem de satélite de 2005 Situação atual Presente Data de identificação em campo 20/03/2009 Compartimento Geológico Granito Serra da Igreja Compartimento Geomorfológico Serra Amplitude Altitude 710 a 780 metros Amplitude Declividade 26 % a 40% (alta a muito alta) Tipo de vertente Convergente Posição na vertente Baixa encosta em relação ao divisor principal da bacia hidrográfica Natureza do movimento Natural Pedologia CX1 (Cambissolo Háplico associado a Neossolo Litólico) Vegetação F. O. D. Montana Tipo Potencial de Movimento de Massa Escorregamento Rotacional Área (m²) 2955,33 Tabela 2 Ficha Descritiva de Cicatriz 23 (Bacia do Rio Sagrado 2005) Atributo Descrição Localização Município de Morretes Paraná Coordenada UTM X 717.200 e Y 7.166.140 Acesso Terceira estrada vicinal à direita (ao entrar na bacia do Rio Sagrado), acessada pela BR 277, e segue até o seu fim Ano de identificação Observada em imagem de satélite de 2005 Situação atual Pendente Data de identificação em campo Pendente Compartimento Geológico Granito Serra da Igreja Compartimento Geomorfológico Serra Amplitude Altitude 890 a 1000 metros Amplitude Declividade 16 % a 36 % (média a muito alta) Tipo de vertente Convergente Posição na vertente Média encosta em relação ao divisor principal da bacia hidrográfica Natureza do movimento Natural
Pedologia CX1 (Cambissolo Háplico associado a Neossolo Litólico) Vegetação F. O. D. Montana Tipo Potencial de Movimento de Massa Escorregamento Translacional Área (m²) 2.619,70 Tabela 3 Ficha descritiva da Cicatriz 25 (Bacia do Rio Sagrado 2008) Atributo Descrição Localização Município de Morretes - Paraná Coordenada UTM X 719.920 e Y 7.171.179 Acesso Vindo de Curitiba pela BR 277 na primeira bifurcação da estrada. Ano de identificação Observada em trabalho de campo Situação atual Presente Data de identificação em campo 8/10/2008 Compartimento Geológico Complexo Gnáissico-Migmatítico Compartimento Geomorfológico Serra Altitude 70 m Declividade 25 % (média) Tipo de vertente Convergente Posição na vertente Alta/ média encosta Natureza do movimento Antrópico (corte de estrada) Pedologia CX2 (Cambissolo Háplico associado a Argissolo Vermelho Amarelo) Vegetação Floresta Ombrófila Densa Submontana Tipo Potencial de Movimento de Massa Escorregamento Rotacional Área (m²) Cálculo não realizado por limitação técnica Posteriormente por meio das Figuras 2 e 3, apresentam-se os destaques expostos no mapa inventário (Figura 2) que trazem a localização espacial das cicatrizes de movimento de massa retratadas nas Tabelas 1, 2 e 3.
Figura 2 Mapa ampliado com a localização das cicatriz de movimento de massa representadas nas Tabelas 1 e 2.
Figura 3 Mapa ampliado com a localização das cicatriz de movimento de massa representada na Tabela 3. A escolha das duas tabelas como exemplo possue estreita relação com os resultados obtidos a partir da análise das 28 fichas descritivas. A Tabela 4 apresenta essa síntese.
Tabela 4 Apresenta a síntese dos resultados obtidos por meio da análise das 28 cicatrizes de movimento de massa. Atributos Tipo de Movimento de Massa Rotacional Translacional Indefinido Antrópico Classes de declividade Muito alta (acima de 30%) 3 1 Alta (20% a 30%) 3 3 4 Média (12% a 20%) 4 6 4 Tipo de vertente (fluxo d'água) Convergente 5 6 1 4 Divergente 3 5 4 Pedologia Neossolo Litólico 3 4 Cambissolo Háplico associado a Neossolo Litólico 4 8 5 Cambissolo Háplico associado a Argissolo Vermelho-Amarelo 3 Cambissolo Háplico associado a Latossolo Vermelho-Amarelo 1 Vegetação F. O. D. AltoMontana 3 2 F. O. D. Montana 4 7 6 F. O. D. Submontana 4 F. O. Montana 2 Geologia Granito Serra da Igreja 5 8 1 Complexo Granítico - Gnáissico 1 3 4 4 Formação Guaratubinha 1 1 Geomorfologia Serra 7 12 5 2 Dentre as 24 cicatrizes de movimento de massa de origem natural notou se que 12 foram classificadas como escorregamento translacional, 7 como rotacional e as 5 restantes foram classificadas como indefinido, porque a configuração de suas feições não permitiu sua classificação. As duas cicatrizes cujo processo ocorrerou em cortes de estrada, de origem antrópica, portanto, foram originadas por escorregamentos rotacionais. A natureza do movimento de massa para o total de 24 cicatrizes de origem natural baseou se nas condições da paisagem ao redor das mesmas. Portanto nas áreas onde não ocorreu nenhuma intervenção
antrópica capaz de desestabilizar a vertente, tal como desmatamento, abertura de estrada ou obras adotou se a classificação sendo natural. Em relação ao meio físico pode-se observar que todas as cicatrizes tanto de origem natural quanto aquelas oriundas de processos antrópicos localizaram-se no compartimento geomorfológico de Serra onde há índices elevados de declividade. Deste modo, o resultado obtido é expressivo, pois 14 cicatrizes estão em áreas de declividade muito alta (acima de 30%), 8 cicatrizes com declividade alta (20% a 30%) e apenas 4 em porções de declividade média (12% a 20%). A forma da vertente levou em consideração o comportamento do fluxo hídrico. Nos escorregamentos translacionais verificou se a ocorrência de 6 cicatrizes em vertentes convergentes e 5 em vertentes divergentes. Já para os escorregamentos rotacionais, 5 cicatrizes foram identificadas em áreas onde predominou a convergência do fluxo d água enquanto que em 3 cicatrizes o fluxo d água divergiu. Dentre os escorregamentos indefinidos encontrou-se 1 cicatriz em vertente convergente e 4 nas vertentes divergentes. Os resultados para as cicatrizes de origem natural não estabeleceram nenhum padrão relativo ao fluxo hídrico, porque 50% das cicatrizes denotam fluxo convergente e os 50% restante o fluxo divergente. No compartimento geológico Granito Serra da Igreja observou-se a predominância de 14 cicatrizes de escorregamento, sendo que 8 são translacionais, 5 rotacionais e somente 1 indefinido. O complexo Granítico-Gnáissico totalizou 10 escorregamentos: 1 rotacional, 3 translacionais, 4 indefinidos e 4 antrópicos. Houve, ainda, 1 escorregamento translacional e outro horizontal na Formação Guaratubinha. A classe pedológica Cambissolo Háplico associado a Neossolo Litólico prevaleceu no total de escorregamentos, na qual foram identificados 8 escorregamentos translacionais, 5 escorregamentos indefinidos e 4 escorregamentos rotacionais, totalizando 17 escorregamentos. Quatro escorregamentos translacionais e três rotacionais foram registrados em Neossolo Litólico. Três escorregamentos de origem antrópica ocorreram sobre Cambissolo Háplico associado a Argissolo Vermelho Amarelo e somente em um escorregamento o tipo de solo corresponde ao Cambissolo Háplico associado a Latossolo Vermelho Amarelo. Os resultados obtidos para os tipos de solo mostraram-se pertinentes quando se referem ao processo de movimentação de massa. No caso apresentado, os solos são considerados pouco desenvolvidos tendo perfis rasos assentado sobre rocha. Esse panorama juntamente com altos índices de declives favoreceu a movimentação do material na encosta. Considerou-se a cobertura vegetal dos 24 escorregamentos naturais, 17 foram registrados em porções de Floresta Ombrófila Densa Montana, destes, 7 escorregamentos foram translacionais, 6 indefinidos e 4 rotacionais.
Considerações Finais O predomínio da Floresta Ombrófila Densa na área de estudo pode possibilitar a camuflagem de outras cicatrizes de movimento de massa devido a sua expressiva capacidade de regeneração que faz com que as cicatrizes não fiquem expostas na paisagem por tempos prolongados. Por isso, acreditou se que, deve ter ocorrido mais que 28 eventos no período entre as datas investigadas. Dentre os 28 escorregamentos foram incluídos 4 escorregamentos rotacionais com influência antrópica na desetabilização da vertente em decorrência de estarem situados nas margens da BR 277. As características como vertente do tipo convergente, tipo de solo sob associação de Cambissolo Háplico com Argissolo Vermelho Amarelo e a própria natureza do movimento sendo antrópica, denotam elevada suscetibilidade à ocorrência do movimento de massa, assim como de processos erosivos. As 24 cicatrizes de movimento de massa configuraram se como de origem natural. Entre esse número houve a predominância em termos de ocorrência no escorregamento do tipo translacional, seguido do escorregamento rotacional e, por último daqueles classificados como indefinidos. Independente do tipo de movimento de massa, todas as cicatrizes foram localizadas na Serra em porções de Neossolo, ou destes associados a Cambissolo Háplicos e, ainda as associações do tipo de solo mencionado anteriormente com outra classe pedológica. Quanto à inclinação das vertentes prevaleceu num total de 77% aquelas com declividades acentuadas; ou seja, declividades altas ou muito altas, as quais apresentam o ângulo de inclinação igual ou maior que 20%. A perspectiva para a continuidade do projeto está embasada na implantação de uma estação hidrogeomorfológica em uma vertente representativa, na qual estejam presentes as características padrões obtidas por meio dos atributos analisados no total de cicatrizes de movimento de massa. O monitoramento realizado pela estação hidrogeomorfológica permitirá a compreensão do comportamento da água do solo para que possa se determinar o momento limite para a ocorrência do escorregamento. Esses dados serão relevantes à implantação da modelagem matemática a partir da qual será possível estimar a contribuição dos movimentos de massa na produção de sedimentos, e conseqüentemente sua parcela de contribuição no processo de assoreamento das baías de Antonina e Paranaguá. Referências Bibliográficas AMARAL, C. P. Escorregamentos no Rio de Janeiro: inventário, condicionantes e redução de risco. Tese (Doutorado em Eng. Civil), PUC, Rio de Janeiro, 1996.
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