Referência bibliográfica:
Meneses, B.M. & Zêzere, J.L (2012) – Modelação da Suscetibilidade e Risco de Movimentos de Vertente no Concelho de Tarouca – Determinação de Rotas de Emergência. In Royé, D.; Vázquez, J.A.; Díaz, M.V.; Otón, M.P. & Mantiñam, M.J. (eds) XIII Iberian Symposium of Geography, Respuestas de la Geografía Ibérica a la crisis actual (reviewed), Santiago de Compostela, pp. 341-351. ISBN-13: 978-84-940469-7-1.
MENESES, BRUNO M.
Instituto de Geografia e Ordenamento do Território, Universidade de Lisboa
santana.meneses@gmail.com
ZÊZERE, JOSÉ L.
Centro de Estudos Geográficos, Universidade de Lisboa
zezere@campus.ul.pt
RESUMO
Os movimentos de vertente são um problema no Concelho de Tarouca devido aos prejuízos que têm causado, nomeadamente a destruição ou interrupção de vias rodoviárias principais que deixa isoladas pequenas povoações. Neste contexto, determinou-se a suscetibilidade à ocorrência de movimentos de vertente e localizou-se o risco através do somatório da Carta de Suscetibilidade reclassificada com Carta de Elementos Expostos. Os resultados obtidos serviram para simular rotas de emergência alternativas considerando a rutura das vias rodoviárias nos locais com elevada probabilidade de ocorrer movimentos de vertente.
Palavras-chave: Movimentos de vertente; Avaliação da suscetibilidade e risco; Condicionalismos operacionais, Rotas de emergência; Concelho de Tarouca.
ABSTRACT
The landslides are a problem in the Tarouca County due to the losses they have caused in the past, such as destruction or disruption of main roads, leaving small villages isolated. In this context, we determined the susceptibility of occurrence of landslides and localized the risk using the sum of the Map Susceptibility reclassified with the Map of Exposed Elements. The results were used to simulate alternative emergency routes considering the rupture of roads in places with high probability of landslide occurrence.
Keywords: Landslides; Susceptibility and risk assessment; Operational constraints; Emergency routes; Tarouca County.
1. INTRODUÇÃO
Os movimentos de vertente são processos responsáveis por avultados danos materiais e perdas humanas em todo o mundo (DAS et al., 2011). Para a avaliação da suscetibilidade à ocorrência destes movimentos têm-se desenvolvido várias técnicas, destacando-se os modelos estatísticos (GUZZETTI, 2005; VAN DEN EECKHAU et al., 2009). A suscetibilidade traduz a probabilidade da ocorrência de um movimento de vertente em função de determinadas condições no terreno, ou seja, é avaliada pela correlação espacial que se estabelece entre os fatores de predisposição (e.g. declive, geologia, uso do solo, entre outros) e a distribuição dos movimentos de vertente observados no território (BRABB, 1984; CROZIER e GLADE, 2005; GUZZETTI, 2005; THIERY et al., 2007). Na modelação da suscetibilidade parte-se da assunção de que “o passado e o presente são a chave do futuro” (VARNES, 1984; VAN DEN EECKHAU et al., 2009), ou seja, no futuro a probabilidade de ocorrência de movimentos de vertente é maior sob as mesmas condições que geraram instabilidade no passado.
Na avaliação do risco de movimentos de vertente são considerados os seguintes fatores (VARNES, 1984; CROZIER e GLADE, 2005): perigosidade natural (probabilidade da ocorrência de um movimento potencialmente destruidor, num determinado período de tempo, numa dada área), vulnerabilidade (grau de perda de um elemento ou conjunto de elementos em risco, entre eles a população, estruturas, infraestruturas e atividades, em resultado da ocorrência de uma manifestação de instabilidade de determinada magnitude) e o valor (económico, estratégico ou simbólico) dos elementos em risco. A suscetibilidade é a componente espacial da perigosidade e do seu cruzamento com os elementos expostos obtém-se a localização do risco, não quantificado (JULIÃO et al, 2009).
Os movimentos de vertente, dependendo da sua magnitude, podem destruir infraestruturas estratégicas, vitais e sensíveis e pôr em causa a eficácia de serviços operacionais. Destes elementos destacam-se as vias de comunicação, em particular as vias rodoviárias, cuja perda impede ou interfere na intervenção eficaz das equipas de socorro numa eventual emergência. As estradas são frequentemente afetadas por movimentos de vertente, devido ao corte e abertura de taludes para a sua construção, por vezes mal dimensionados, pondo em causa a sustentação do material que compõe a vertente (HIGHLAND e BOBROWSKY, 2008; DAS et al., 2011; TANG et al., 2011).
Neste trabalho apresenta-se a avaliação da suscetibilidade a movimentos de vertente no concelho de Tarouca e a localização do risco, que decorre da interceção da suscetibilidade com os Elementos Expostos. São discutidos ainda os condicionalismos operacionais que podem resultar da interrupção de vias rodoviárias devida à instabilidade das vertentes.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Área de estudo
O Concelho de Tarouca é a área de estudo. Este situa-se no N do Distrito de Viseu, compreende 100,1km2 e é composto por dez freguesias (Fig. 1). No relevo desta área destaca-se o Vale do Varosa (amplo entre Mondim da Beira e Dalvares e mais encaixado para jusante) e a Serra de Santa Helena (1.100m de altitude), área onde se encontram as vertentes de maior declive. A Sw da Serra encontra-se uma área de aplanação poligénica da Meseta designada superfície fundamental (SOLE, 1952; citado por FERREIRA e SOUSA, 1994). Quanto à geologia, predominam os xistos a Sw da Serra de Santa Helena, enquanto os granitos são dominantes a N, com os fundos de vale ocupados por aluviões. Relativamente à ocupação do solo, destacam-se as florestas (5.630,6ha) e com menor expressão as áreas agrícolas (2.822,8ha), agroflorestais (1.360,4ha) e urbanas (196,2ha).
Neste Concelho a distribuição espacial da população é muito dispersa (várias povoações e aldeias) com exceção da Cidade de Tarouca, local onde se concentram todos os equipamentos operacionais ou de reação e emergência (Bombeiros Voluntários, Proteção Civil, GNR e Centro de Saúde). Esta cidade é atravessada por uma das principais vias rodoviárias do Concelho (E.N. 530), considerada estratégica por funcionar em rede com outras vias principais (e.g. E.N. 226) e permitir a ligação de estradas secundárias das várias freguesias aos equipamentos referidos.
Na área de estudo ocorrem frequentemente movimentos de vertente, principalmente nas vertentes da Serra de Santa Helena (destaque para as escoadas) e no Vale do Varosa (destaque para o seu setor jusante com maior instabilidade das vertentes por deslizamentos rotacionais e translacionais). As vertentes deste setor estão regularizadas antropicamente através da construção de socalcos, estruturas bastante afetadas pelos consecutivos movimentos de vertente. Os movimentos de maior dimensão que ocorreram nestes dois locais causaram no passado a interrupção de vias rodoviárias e originaram condicionalismos, tanto aos utentes que ali circulam frequentemente como aos serviços de emergência e socorro, que viram a sua eficácia reduzida.
Figura 1. Enquadramento geográfico do Concelho de Tarouca.
2.2. Modelação da suscetibilidade e localização do risco de movimentos de vertente
Para a modelação da suscetibilidade inventariaram-se todos os movimentos de vertente (deslizamentos rotacionais, deslizamentos translacionais e escoadas) ocorridos no Concelho de Tarouca. Neste procedimento, recorreu-se à fotointerpretação e à análise da topografia para a identificação de formas de instabilidade de vertentes, com posterior validação no campo dos movimentos inventariados, ação que permitiu identificar outros movimentos não detetados pelas técnicas anteriormente referidas, devido à sua reduzida dimensão.
Para a determinação da suscetibilidade recorreu-se ao método estatístico do Valor Informativo (VI) apresentado em YIN e YAN (1988). Este método permitiu determinar espacialmente a probabilidade de ocorrência dos próximos movimentos de vertente separadamente para cada uma das três tipologias consideradas. Para esta avaliação calculou-se primeiro as probabilidades condicionadas, obtendo-se a indicação objetiva e quantificada da importância relativa de cada variável na distribuição dos movimentos (ZÊZERE et al., 2009) e as probabilidades a priori, indicando estas a probabilidade de uma unidade de terreno conter movimentos de vertente, sem considerar os fatores condicionantes (THIERY et al., 2007). Estas probabilidades e o Valor Informativo obtêm-se pelas seguintes equações:
onde: PCji é à probabilidade condicionada de ocorrência de movimentos do tipo y na classe i do mapa temático j [1.1]; Si é o número de unidades de terreno matriciais com movimentos de vertente na variável Xi; Ni é o número de unidades de terreno matriciais com a variável Xi; Pp é a probabilidade a priori de ocorrência de movimentos de vertente [1.2]; S é o número total de unidades de terreno matriciais com movimentos de vertente; N é o número total de unidades de terreno matriciais da área de estudo; Ii é o Valor Informativo de cada variável independente [1.3]; Ij é o Valor Informativo total no pixel j [1.4]; n é o número de variáveis; e Xij assume o valor 1 ou 0 consoante a presença ou não da variável na unidade de terreno.
A validação dos resultados da suscetibilidade obtidos pelo modelo do Valor Informativo fez-se através de taxas de sucesso, onde todos os movimentos que integraram a modelação serviram para a respetiva validação. Através destes resultados elaboraram-se curvas de sucesso para a avaliação qualitativa da robustez do modelo e quantificou-se a sua performance através do cálculo da área abaixo da curva (ZÊZERE et al., 2009). Depois de validados todos os mapas de suscetibilidade dos vários tipos de movimentos, estes foram integrados de modo a obter uma Carta de Suscetibilidade a Movimentos de Vertente do Concelho de Tarouca, considerando-se nesta operação as orientações estratégicas de âmbito nacional para as tipologias de áreas integradas em Reserva Ecológica Nacional. Estas orientações estabelecem que na figura das Áreas de Instabilidade de Vertentes da REN deve ser integrada uma área suficiente para garantir a inclusão de uma fração nunca inferior a 70% das áreas identificadas como instabilizadas (DGOTDU, 2010).
A localização do risco de movimentos de vertente resulta da sobreposição da Carta de Suscetibilidade a Movimentos de Vertente reclassificada com a Carta de Elementos Expostos presentes na área de estudo. Na elaboração desta última carta considerou-se a localização dos equipamentos estratégicos/vitais/sensíveis (GNR, Proteção Civil, vias rodoviárias principais e escolas), dos sistemas produtivos com dependência externa e das áreas com concentração de população, conforme as orientações estratégicas da Autoridade Nacional de Proteção Civil (JULIÃO et al., 2009). A cada elemento exposto foi atribuído o valor de 1 e a informação foi convertida em raster e posteriormente somada. Estas operações permitiram obter a carta com localização dos elementos expostos, diferenciada em função da quantidade de elementos presente por cada unidade matricial.
2.3. Avaliação de condicionalismos resultantes da perda de infraestruturas estratégicas por movimentos de vertente
Das infraestruturas presentes na área em estudo destaca-se as vias rodoviárias, muitas delas com elevada importância por serem únicas no acesso a pequenas povoações. Neste sentido é fundamental conhecer os locais onde é mais provável que ocorram as próximas interrupções, seja pela perda da via (parcial ou total), ou pela obstrução por material resultante dos movimentos de vertente.
Para a elaboração de cenários de perda de vias rodoviárias em função da probabilidade de ocorrência de movimentos de vertente utilizou-se a Carta de Suscetibilidade cruzada com a localização das vias principais, obtendo-se assim os locais com maior probabilidade de ocorrência das próximas interrupções por estes processos. Em função destas interrupções determinaram-se vias alternativas (Fig. 2) e aferiram-se os principais fatores inconvenientes em caso de emergência.
Figura 2. Modelo de análise de percursos ótimos em função da perda de vias rodoviárias por movimentos de vertente.
3. MODELAÇÃO E ANÁLISE DE DADOS
3.1. Probabilidades condicionadas e a priori dos fatores de predisposição
Os fatores de predisposição ou variáveis independentes consideradas na modelação da suscetibilidade apresentam-se no Quadro 1. A área de cada classe e a área instabilizada por um tipo particular de movimentos de vertente dentro de cada classe permitiram calcular as probabilidades condicionadas também apresentadas neste quadro, correspondendo os valores a negrito aos fatores com mais peso na distribuição da instabilidade.
As probabilidades a priori calcularam-se a partir da área instabilizada dos três tipos de movimentos. Para os deslizamentos rotacionais (2200m2) obteve-se a probabilidade de 0,0000220; já nos deslizamentos translacionais (18300m2) obteve-se 0,0001829 e para as escoadas (26200m2) obteve-se 0,0002618.
3.2. Suscetibilidade a movimentos de vertente
A suscetibilidade a movimentos de vertente na área de estudo é muito distinta consoante o tipo de movimento considerado (Fig. 3). A probabilidade de ocorrência de deslizamentos rotacionais mais elevada observa-se no setor S (área composta essencialmente por xistos e de fraco declive); nos deslizamentos translacionais sobressai todo o Vale do Varosa com a probabilidade mais elevada, nomeadamente em áreas agrícolas de socalcos, com reduzido coberto vegetal; no caso das escoadas destaca-se a Serra de Santa Helena devido ao declive das suas vertentes e aos depósitos de vertente aqui presentes que são alvo de remobilização.
Figura 3. Suscetibilidade a movimento de vertente por tipologia.
Quadro 1. Probabilidades condicionadas e Valores Informativos obtidos para as classes dos fatores de predisposição para os três tipos de movimentos de vertente considerados. Os VI a negrito foram atribuídos manualmente, considerando-se o decimal mais baixo por comparação ao VI mínimo obtido na variável.
