Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica na ......(Dunas de areia e dunas de praia;...

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica na

Produção de Cartografia de Risco de Ravinas em Luena

(Leste de Angola)

Emmanuel Arsénio

Helena Fernandez

Celestina Pedras

Rui Lança

Fernando Martins (fmmartin@ualg.pt)

IV Congresso Internacional de Riscos

“Riscos e Educação”

23 a 26 de maio de 2017

Objetivo

Elaboração da cartografia da suscetibilidade à erosão hídrica de 3ravinas da cidade do Luena da província de Moxico (Angola)

Área de Estudo: 3 ravinas na cidade do Luena (capital da Província do Moxico, Leste de Angola)

R1

R2

R3

Área de Estudo: Ravina 1 (11°48‘S ; 19°52'E) ravina do Elavoco

2013 2016

Muitas residências foram

afetadas pela progressão

da ravina.

Área ≈ 1 ha

Área de Estudo: Ravina 2 (11°48'S ; 19°51'E) Ravina dos caminhos de ferro

2013 2016

Encontra-se próxima da linha

férrea de Benguela que liga

o porto de Lobito (litoral -

província de Benguela) com

a vila de Luau (fronteira com

a República Democrática do

Congo - província de

Moxico).

Área ≈ 3 ha

Área de Estudo: Ravina 3 (11°47'S ;19°55’E )

2013 2016

contenção da ravina

Ravina das 7 cunhas

Encontra-se no

centro urbano da

cidade

Área ≈ 42 ha

Clima: Precipitação e Temperatura

• Clima mesotérmico, húmido de estação seca no inverno (Cwa)

30.9 °C

8.5 °C

22.7 °C

17.2 °C

CacimboChuvas Chuvas

231

178

100

23

0 0 16

110

209

180

215

Fonte:

https://pt.climate-data.org/location/4100

Metodologia PAP/RAC

Fotografias RGB

Fotografias

BLUE+NIR

MDS

NDVI

Carta Solos

1: 3.000.000

Carta do uso e

ocupação do solo

(DIVAGIS) +

digitalização

DecliveLitofácies

Mapa de Proteção

Mapa de

Erodibilidade

Mapa dos Estados

Erosivos

Mapa de IMF

Verão e Inverno

Dados climáticos

Dados Espaciais

Mapa de

Suscetibilidade à

Erosão Hídrica do

Verão

Mapa de

Suscetibilidade à

Erosão Hídrica do

Inverno

Aquisição de dados

Aquisição das imagens aéreas de RGB e BLUE+NIR das 3 ravinas

RGB DJI (SONY) 2.7KMapir NDVI BLUE+NIR

DJI PHANTOM 3 STANDARD

Processamento Digital de Imagem

Criação do ortofotomosaico e do Modelo Digital de Superfície com o software

Agisoft PhotoScan

Altitude (m)

High : 1310

Low : 1250

Ravina 1

MDS

Ravina 2

Altitude (m)

High : 1310

Low : 1250

Ravina 3

Altitude (m)High : 1270

Low : 1190

Processamento Digital de Imagem

Ravina 2

Mapas de Declives: Classes segundo PAP/RAC, 1997

Ravina 1

Ravina 2

5%

62%

4%

67%

Ravina 3

(1) Suave

(2) Moderado

(3) Escarpado

(4)Muito Escarpado

(5) Extremo

53%

27%

Litofacies : Classe E (Classificação litológica segundo PAP/RAC, 1997)

Solo Arenoso (ravina 3)

Solo Siltoso (ravina 1 e 2)

Classes Material/Unidade litológica

A Rocha compactada não alterada (xistos)

BRochas coesivas fraturadas ou moderadamente alteradas

(filitos, siltitos , quartzitos)

CRochas sedimentares com alteração ligeira/moderada (Série

vulcano sedimentar básica associada; Diabases e tufos

intermedios básicos subordinados)

D

Rochas pouco resistentes ou profundamente alteradas

(Complexo margo carbonatado de Silves, Calcários

dolomíticos/Calcarios margosos; Arenitos de Silves, Formação

de Mértola e de Mira -grupo do Flysh do Baixo Alentejo).

ESedimentos muito pouco coesivos ou materiais detríticos

(Dunas de areia e dunas de praia; Areias, arenitos e

cascalheiras do litoral do Baixo Alentejo e do Vale do Sado.

Mapas de erodibilidade: Ravina 1

Litofácie

Declive1(A) 2(B) 3(C) 4(D) 5(E)

1 1 (Bx) 1 (Bx) 1 (Bx) 1 (Bx) 2 (Md)

2 1 (Bx) 1 (Bx) 2 (Md) 3 (Me) 3 (Me)

3 2 (Md) 2 (Md) 3 (Me) 4 (At) 4 (At)

4 3 (Me) 3 (Me) 4 (At) 5 (Ex) 5 (Ex)

5 4 (At) 4 (At) 5 (Ex) 5 (Ex) 5 (Ex)

1 – Baixa (Bx)

2 – Moderada (Md)

3 – Média (Me)

4 – Alta (At)

5 – Extrema (Ex)

Ravina 1

32%

31%33%

4%

Ocupação

(PAP/RAC, 1997)

Mapas de erodibilidade: Ravinas 2 e 3

Ravina 2 Ravina 3

43%

23%29%

Ocupação

5%

36%17%

40%

7%

Ocupação

Mapas de Ocupação e Uso do solo

Ravina 1

Ravina 2

Ravina 3

Mapas de NDVI

Ravina 1

Ravina 3

Ravina 2

“Pouca Vegetação”

Mapas de Proteção

Cobert.

Ocup. Solos/veg dispersa densa

savana SP 5 (MB) 4 (B)

areia SP 5 (MB) 4 (B)

veg. arb. SP 5 (MB) 4 (B)

urbano SP SP SP

água SP SP SP

agrícola SP 5 (MB) 5 (MB)

Classes de proteção:1 – Muito Alta (MA)

2 – Alta (A)

3 – Média (M)

4 – Baixa (B)

5 – Muito Baixa (MB)

SP - Sem proteção

Ravina 1

Ravina 2

Ravina 310%

20%

70%

8%

19%

73%

3%

3%

94%

“Sem Proteção”

( adaptado Paixão, 2012)

Mapas dos estados erosivos

Classes dos Estados

Erosivos:1 – Muito Baixo (MB)

2 – Baixo (B)

3 – Médio (Me)

4 – Alto (A)

5 – Muito Alto (MA)

Proteção

Erod.

Baixa

(4)

Muito

Baixa (5)

Sem

Proteção

Moderada (2) 3 (Me) 3 (Me) 4 (A)

Média (3) 3 (Me) 4 (A) 5 (MA)

Alta (4) 5 (MA) 5 (MA) 5 (MA)

Extrema (5) 5 (MA) 5 (MA) 5 (MA)

Ravina 1

Ravina 2

Ravina 3

5%

9%

86%

4%

13%

83%

“cerca de 90% da área com

estado erosivo muito alto”

1%

8%

91%

( adaptado Paixão, 2012)

Erosividade da chuva

Mede a agressividade da chuva

n

i t

i

P

PIMF

1

2

Pi , precipitação media mensal (mm)

Pt, precipitação media anual (mm)

Calculado o Índice Modificado de Fournier

Foi calculado o IMF para o verão, Inverno para diferentes estações meteorológicas

Índice Modificado de Fournier, Corine

CEC (1992)

Valores IMF Classificação

< 60 Muito Baixo

60 - 90 Baixo

90 - 120 Moderado

120 - 160 Alto

160 > Muito alto

Erosividade da chuva

18 estações meteorológicas da província de Moxico para calcular modelo de erosividade da chuva

Erosividade da chuva

Precipitação média mensal das estações do Luena e Santo Caloto vs a média das restantes estações

meteorológicas selecionadas (2015)

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Luena

Santo Caloto

Outras Estações

Cacimbo

Erosividade da chuva

Precipitação do verão de 2015 (estações da provincia de Moxico) – Interpolação Spline

Maiores valores de

precipitação ocorreram

a Nordeste de Moxico

Menores valores a sul de

Moxico.

Em Luena os valores

interpolados estão

compreendidos entre

1200 mm e 1300 mm

Erosividade da chuva

Precipitação do Inverno de 2015 (estações da provincia de Moxico) – Interpolação Spline

Valores de precipitação

muito baixos < 14 mm

Valores < 3 mm no sul

de Moxico

Em Luena os valores

interpolados estão

compreendidos entre 3

mm e 14 mm

Erosividade da chuva: Modelo de Erosividade da Chuva

Erosividade da chuva

MDELatitude

Insolação

Verão/Inverno

Longitude Orientação

Temperatura

Erosividade da chuva: Modelo Digital de Elevações e Mapa da temperatura média na província de Moxico

Fonte: USGS

Orientação das

vertentes

Insolução do

Inverno e Verão

Elevação Máxima: 1678 m

Elevação Mínima: 977 mTemperatura Máxima: 27.0º C

Temperatura Mínima: 16.9 ºC

Fonte: INAMET

Erosividade da chuva: Orientação das vertentes

Em Luena prevalecem

as vertentes para

Noroeste e Sudeste

NWSE

Erosividade da chuva: Insolação de Verão e Inverno (Valores médios em Wh/m2)

Insolação de Verão Insolação de Inverno Período Verão:

Dias: 227 (15 de Agosto

de 2015) a 136 (15 de

Maio de 2016)

Período Inverno:

Dias: 135 (15 de Maio de

2015) a 227 (15 de

Agosto de 2015)

Cálculo da média em

Wh/m2 para cada

período

Não foi considerado no

cálculo a eventual

nebulosidade do local

Insolação média:

219 Wh/m2

Insolação média:

157 Wh/m2

Erosividade da chuva: Latitude e Longitude

Longitude Latitude

Erosividade da chuva: Regressão Multilinear (IMF Verão)

Erosividade da chuva: Regressão Multilinear (IMF Verão)

IMFverão = coord M × 0,00007278 + coord P × 0,00005352 + Altitude × 0,03172 + Orientação × 0,01118 – 348,9

Satisfeitas as 4 permissas

Normalidade

Distância Cook’s <0.5

Homogeneidade da variância

Independência dos erros

Erosividade da chuva: Regressão Multilinear (IMF Inverno)

Erosividade da chuva: Regressão Multilinear (IMF Inverno)

IMFInverno = - Altitude × 0,009824 - Temperatura × 1.709183 – 54,335171

Satisfeitas as 4 permissas

Normalidade

Distância Cook’s <0.5

Homogeneidade da variância

Independência dos erros

Erosividade da chuva: Regressão Multilinear (IMF Verão e Inverno)

Classes de agressividade segundo CORINE – CEC (1992)

IMF Verão IMF Inverno

Mínimo: 0 mm

Média: 6.9 mm

Máximo: 13 mm

Mínimo:160 mm

Média:187.4 mm

Máximo: 230 mm

Índice Modificado de Fournier, Corine

CEC (1992)

Valores IMF Classificação

< 60 Muito Baixo

60 - 90 Baixo

90 - 120 Moderado

120 - 160 Alto

160 > Muito alto

Mapas de suscetibilidade à erosão hídrica:

Ravina 1

Classes de suscetibilidade

à erosão hídrica:1 – Muito Baixa(MB)

2 – Baixa (B)

3 – Média (Me)

4 – Alta (A)

5 – Muito Alta (MA)

IMF

Est. Erosivovos

Inverno

IMF (<60 mm)

Verão

IMF (>160 mm)

Médio (3) 1 (MB) 5 (MA)

Alto (4) 2 (B) 5 (MA)

Muito alto (5) 3 (Me) 5 (MA)

Inverno Verão

100%

5%

9%

86%

“suscetibilidade

Média à erosão”

“suscetibilidade

Muito alta à erosão”

( adaptado Paixão, 2012)

Mapas de suscetibilidade à erosão hídrica:

Ravina 2

Inverno Verão

100%

4%

13%

83%“suscetibilidade

Média à erosão”“suscetibilidade

Muito alta à erosão”

Mapas de suscetibilidade à erosão hídrica:

Ravina 3

Inverno Verão

100%

1%

8%

91%

“suscetibilidade

Média à erosão”“suscetibilidade

Muito alta à erosão”

1. A região estudada reune as condições propricias ao deslizamento de sedimentos no período

chuvoso:

.Altitude acima dos 1200 m

. Terreno não plano

. Declive moderado a escarpado (3 a 20%) existindo mesmo na ravina 3 27% de declives

extremos (> 35%).

. Vertentes com a direção NW-SE (ravina 2 e 3) e N-S (ravina 1)

. Solos siltosos e arenosos

. Pouca vegetação

2. Pelas imagens do Google Earth verifica-se que entre os períodos de 2013-2016 ocorreu um aumento

na progressão das ravinas

Conclusões

Conclusões

3. A norte das ravinas 1 e 2 localizam-se concentrações urbanas e a ravina 3 está localizada no interior

do centro do urbano. Situaçao preocupante!!!

4. As cartas de suscetibilidade à erosão hidrica obtidas para as 3 ravinas nos 2 periodos do ano, mostram

que no verão a totalidade das áreas apresentam uma suscetibilidade muito alta e no inverno apresentam

essencialmente a classe de média suscetibilidade (85% nas ravinas 1 e 2 e 91% na ravina 3)

5. Verifica-se que na ravina 3, a montante das obras de contenção, algumas zonas foram classificadas de

baixa suscetibilidade, o que mostra as vantagens destas obras.

6. As autoridades competentes deverão tomar medidas que controlem e diminuam o risco associado à

erosão: evacuação das populações localizadas nas áreas limitrofes às ravinas, proibição de ocupação

agricola, reflorestação e mais obras de contenção. Note-se que na ravina 2 a linha ferrea de Benguela

deverá ser protegida.

7. Pretende-se dar continuidade ao estudo por forma a monitorizar a evolução das ravinas e ampliá-lo

a outros locais da cidade do Luena e da provincia de Moxico.

Conclusões

OBRIGADO