Planejamento publicitário capítulos i, ii, iii - roberto corrêa por renata corrêa
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA
Papel da vegetação na produção de escoamento
subsuperficial sob diferentes coberturas vegetais:
subsídios a modelagem de deslizamentos translacionais
rasos.
LEONARDO DAVID DA SILVA CORRÊA JÚNIOR
ANTEPROJETO DE PESQUISA SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO REQUESITO PARCIAL PARA OBTENÇÃO DE VAGA NO CURSO DE MESTRADO.
Área de Concentração: Planejamento e Gestão Ambiental
Rio de Janeiro
Outubro 2015
1. Tema Proposto
Observa-se, nas últimas décadas, um aumento da frequência de desastres
socioambientais relacionados a deslizamentos induzidos por eventos extremos de chuva,
como ocorrido em Santa Catarina em 2008; Paraná e Santa Catarina em 2009; Angra
dos Reis, São Paulo e Rio de Janeiro em 2010 e região serrana do Estado do Rio de
Janeiro em 2011, somando grandes prejuízos econômicos e milhares de mortes.
(Lacerda et al. 2012; Coelho Netto et al., 2013)
Após o evento extremo de chuvas que induziu a ocorrência de milhares de
deslizamentos na região serrana, em Janeiro de 2011, Coelho Netto et al. (2013)
observaram que somente no município de Nova Friburgo, numa área 421 km²,
ocorreram 3622 deslizamentos, prevalecendo os movimentos translacionais rasos com
superfície de ruptura em torno de 1,5 a 2,0 metros de profundidade. Avelar et al., (2011)
indicam uma inclinação das encostas afetadas por este mesmo conjunto de
deslizamentos superior a 30º.
Numa primeira observação dos condicionantes geobiofísicos associados a
geração das cicatrizes deslizamentos acima indicadas e, apoiado em cartas temáticas na
escala 1:100 000 (SEA-RJ/GEOHECO-UFRJ, 2009), Coelho Netto et al (2013)
observaram que 80% ocorreram em substrato de rochas graníticas e 14,5% em
charnoquitos. Estudos detalhados numa encosta experimental adjacente ao divisor
esquerdo da bacia do Córrego Dantas, sob rocha granítica indicam a ocorrência de duas
camadas de solo; uma laterítica no topo com espessura entre 2 e 4 metros, com
condutividade hidráulica média entre 7,5 x 10-5 e 2,7 x 10-4 cm/s e outra saprolítica com
espessura conhecida de 10 metros e condutividade hidráulica média em torno de 1,55 x
10-5 e 2,8 x 10-5 cm/s (Silva, 2014). A variação de condutividade em uma ordem de
grandeza poderia acarretar na saturação e geração de um lençol d´água suspenso durante
um evento extremo de chuvas, gerando a instabilidade da camada superior, entretanto,
as superfícies de ruptura dominantes são mais rasas e ainda pouco compreendidas.
Um outro elemento relevante na estabilidade de encostas diz respeito a cobertura
vegetal. Nas primeiras observações após o evento de Janeiro 2011, e cruzando o mapa
das cicatrizes de deslizamentos com a carta de vegetação (escala 1:100 000), Coelho
Netto et al. (2011) notaram que 55% das cicatrizes ocorreram em encostas sob
vegetação florestal e 30% sob cobertura de gramíneas. Entretanto, sobrepondo as
cicatrizes no mapeamento de vegetação e uso do solo em escala mais detalhada
(1:5000) na bacia do Córrego Dantas (53 km2), Coutinho et al. (inédito) ressaltam que
67,5% estão associadas com vegetação florestal degradada, pioneira e secundária
inicial, enquanto 22% estão circundadas por gramíneas.
Fraga et al. (2015) estudando alguns fragmentos florestais de diferentes idades,
na mesma bacia do Córrego Dantas, chamaram atenção para o fato de que, mesmo em
florestas de 50 anos, a sucessão florestal ainda é dominada por espécies pioneiras
(~70%) e secundária inicial (~24%), sugerindo que o uso agrícola pretérito dificultou a
recomposição da floresta após o termino deste uso. Este dado confere com outras
observações feitas por Oliveira et al. (1996) nas encostas do Maciço da Tijuca onde
grande parte das cicatrizes de deslizamentos geradas no evento extremo de chuvas de
1996 foram associadas com vegetação florestal degradada (43%) e gramíneas (42%).
Embora a literatura aponte a relevância da vegetação florestal no aumento da
resistência ao cisalhamento, como apontado incialmente por O'Loughlin e Ziemer
(1982), não se pode generalizar esta relação na medida em que os fragmentos florestais
remanescentes nos dias atuais apresentam ampla diversidade estrutural e funcional. Já
nos anos 80, Tsukamoto e Kusakabe (1984) chamavam a atenção para a importância das
raízes arbóreas estarem ancoradas em base coesa, como condição de estabilidade das
espécies arbóreas e, por conseguinte, do solo. Esta condição seria esperada em florestas
conservadas nos estágios sucessionais mais avançados o que ainda não foi observado
Fraga et al. (No prelo) e também por Marques e Coelho Netto (2015) na bacia do
Córrego Dantas, deixando em aberto o entendimento da relação entre a vegetação e as
superfícies de ruptura dos deslizamentos ocorridos em 2011.
O predomínio de deslizamentos rasos na área de Nova Friburgo, durante o
evento extremo de 2011, ainda é pouco compreendido, assim como suas condições de
detonação. Uma hipótese para tal fenômeno, como sugeriram Lambe e Whitman (1969);
Hillel (1980), poderia estar associada as variações de condutividade hidráulica (K) com
a profundidade e/ou entre as camadas do solo, em eventos extremos de chuva,
ocasionando a formação de um lençol suspenso e redução da resistência ao
cisalhamento do solo, por diminuição da sucção e consequentemente da tensão normal
efetiva. Dunne e Leopold, (1978) ressaltam que a infiltração envolve três estágios
diferentes e interdependentes: entrada, estocagem e percolação da água. Entretanto as
relações entre as variações de cobertura vegetal e propriedades físicas dos solos ainda
são pouco conhecidas. Especialmente no que diz respeito as suas implicações na
regulação da instabilidade dos solos e, por conseguinte, na deflagração dos
deslizamentos em terrenos sob condições geológico-geotecnicas e de cobertura vegetal
diferenciadas como no caso de Nova Friburgo.
2. QUESTÕES E JUSTIFICATIVAS
Tendo a água como principal agente deflagrador dos deslizamentos em regiões
tropicas (SILVA et al., 2014), a escolha deste tema se justifica pela necessidade de se
aprimorarem os estudos de comportamento de infiltração-escoamento para assim
compreender melhor as influências da água na deflagração dos movimentos de massa
do tipo translacional raso. Essa proposta busca responder algumas questões: a) Existem
descontinuidades físicas e hidráulicas nos perfis de solo da região de Nova Friburgo? b)
Existem variações consideráveis nos valores de infiltração levando em conta os
diferentes estágios de sucessão e conservação dos fragmentos vegetais (florestas e
gramíneas)? c) Existe a possibilidade dos deslizamentos translacionais rasos estarem
vinculados a escoamento de água subsuperfical nos perfis de solo da região?
A área de estudo eleita para o desenvolvimento da proposta é a bacia do Córrego
Dantas e arredores, localizada no município de Nova Friburgo, estado do Rio de
Janeiro. Esta área sofreu recentemente um evento catastrófico, que também atingiu
cidades vizinhas e acabou acarretando na morte de centenas de pessoas, grandes
prejuízos econômicos e a ocorrência de 3622 deslizamentos, que foram mapeados por
Coelho Netto et al., 2011.
A escolha do presente tema e da área de estudo foi estabelecida através da
identificação de diversos fatores que fazem da região uma promissora área laboratório
para a aplicabilidade das propostas desta pesquisa. A partir do evento catastrófico
ocorrido na Região Serrana do Rio de Janeiro em janeiro de 2011, a região se tornou
alvo de investigação por parte de diversos grupos de pesquisas, que buscam
compreender melhor o ocorrido na região assim como despertou o interesse da esfera
público-administrativo.
Esta proposta integra um conjunto de teses e dissertações, em andamento ou
ainda a serem iniciadas, na região serrana do Estado do Rio de Janeiro, que em conjunto
darão subsídios à construção de uma nova metodologia de análise de suscetibilidade e
risco a deslizamentos em regiões montanhosas. Ainda vale ressaltar que a presente
proposta de estudo integra o projeto de pesquisa “Vulnerabilidade do Meio Ambiente e
Deslizamentos Catastróficos no Domínio Montanhoso do Estado do Rio de Janeiro:
condicionantes e mecanismos associados ao evento extremo de chuvas de janeiro de
2011 (Edital FAPERJ 19/2011 - Pensa Rio), sob a coordenação geral de A.L.Coelho
Netto (IGEO-UFRJ), e também ao Projeto vinculado ao – INCT – REAGEO/ Instituto
de Reabilitação do Sistema Encosta-Planicie, sob coordenação geral de W.A.Lacerda
(COPPE-UFRJ), e vinculado ao Edital MCT/CNPq/ CAPES /FAPERJ/ Nº 015/2008.
O escopo de interação do presente projeto a outros projetos maiores são
indicadores do suporte operacional de viabilização da proposta em questão.
3. Objetivo Geral
A presente proposta de trabalho tem como objetivo principal investigar as
ocorrências de descontinuidades físicas e hidráulicas nos perfis de solos sob diferentes
coberturas de vegetação (florestal e gramíneas) em encostas íngremes (30º), num
mesmo substrato geológico (granitos).
3.1 Objetivos Específicos
Avaliar as relações entre as coberturas vegetal (florestal, sob diferentes
estágios de sucessão e de conservação e gramíneas, com e sem pastagem)
e o comportamento de infiltração-escoamento;
Comparar os fluxos nas encostas acima indicadas, com as características
físicas e hidráulicas nos perfis de solos (até quatro metros)
Avaliar a possibilidade e as condições favoráveis à geração de
escoamento subsuperficial nos perfis de solos acima indicados.
4. Discussão Bibliográfica
Fernandes e Amaral (1996) disseram que deslizamentos do tipo translacionais rasos
possuem superfície de ruptura plana, em geral, acompanhando as descontinuidades
mecânicas e/ou hidrológicas existentes no interior do material, com o deslocamento
muito rápido da massa.
Ward e Trimble (2003) apontaram que a infiltração é definida como a passagem da
água da superfície do solo, via poros ou pequenas aberturas, para dentro do solo. Porém,
Dunne e Leopold (1978) definiram a infiltração como o movimento de água dentro do
solo. Para eles a infiltração envolve três processos diferentes e interdependentes:
entrada, estocagem, e percolação da água e não apenas a entrada da mesma.
A condutividade hidráulica é um parâmetro físico-hidrológico do solo, que
caracteriza a capacidade do solo em transmitir água através de seu perfil. Ela está
diretamente ligada às propriedades físicas do solo, como: tamanho das frações
granulométricas, volume e arranjo dessas partículas no solo (HILLEL, 1980).
Do ponto de vista hidrológico, as descontinuidades hidráulicas desempenham um
papel de grande importância na instabilidade das encostas, pois permitem, em seu
interior, fluxos de velocidades bastante elevadas, se comparadas com a rocha sã. Vieira
e Fernandes (2004) em um estudo desenvolvido na bacia do Papagaio estimaram a
condutividade hidráulica saturada (Ksat) em uma encosta com cicatrizes de
deslizamentos em diferentes profundidades e posicionamentos topográficos (dentro e ao
lado das cicatrizes) e observaram a presença de descontinuidades hidráulicas com
variação de até duas ordens de grandeza no Ksat. De acordo com os autores, estas
descontinuidades podem ser responsáveis pelo desenvolvimento de poro-pressões
adversas que determinariam o local de ocorrência dos deslizamentos. Os mesmos
autores apontam para a formação de lençóis suspensos e fluxos subsuperficiais rasos
podem ser gerados em diferentes posições da encosta, devido à formação de
descontinuidades hidráulicas.
5. Operacionalização prevista
5.1 Área de Estudos
Para esta proposta de trabalho, será utilizada o numicípio de Nova Friburgo de
aproximadamente 421 km², localizado na região serrana do Rio de Janeiro como o
recorte espacial de análise. Essa cidade, foi uma das mais atingidas no evento de chuvas
extremas ocorridos em 2011. Já bastante ransformada pela ação antrópica, o município
tem em sua composição as áreas urbanas se concentrando principalmente nas regiões de
fundo de vale, enquanto as agrícolas se distribuem entre os fundos de vale e as regiões
de encosta.
Com base no inventário de 3622 cicatrizes mapeadas, serão selecionadas encostas
representativas adjacentes as cicatrizes onde serão realizados diversos ensaios e
levantamentos. Serão selecionadas encostas que apresentaram deslizamentos do tipo
translacional raso, declividade entre 25º-35º e substrato rochoso de granitos.
Após a seleção das encostas repesentativas serão realizados levantamentos de
estágio de sucessão e conservação da vegetação dessas encostas. Posteriormente serão
realizados ensaios utilizando o infiltrômetro de duplo anel, para que com a equação de
Horton (1939. apud KAZAY, D. F.; OLIVEIRA, L. A. 2014) possa se calcular a taxa de
entrada de água nos diferentes estágios de sucessão e conservação da vegetação. Serão
feitos também ensaios de conduvitidade hidráulica (K) utilizando o permeâmetro de
Guelph modelo 2800K1. Concomitante aos ensaios de condutividade hidráulica e de
entrada de água no solo, serão coletadas amostras deformadas e indeformadas de solo
para a análise laboratorial das propriedades físicas e hidráulicas do solo. Após os
levantamentos e ensaios serão utilizados métodos estatíticos para se determinar ou não
possíveis condições aos deslizamentos.
5.3 Cronograma de Execução.
6. Bibliografia:
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