12
VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental VI-045 - ESTUDOS DA EROSÃO/ASSOREAMENTO NO AMBIENTE URBANO, VISANDO PLANEJAMENTO, GESTÃO E CONTROLES AMBIENTAIS DOS USOS E OCUPAÇÕES DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO MONJOLINHO EM SÃO CARLOS / SP. Silvana Ribeiro Liporaci (1) Geóloga pelo IGCE-Rio Claro-UNESP. Mestre em Geotecnia-SGS-(EESC/USP). Doutora em Ciências da Engenharia Ambiental - CRHEA-SHS-(EESC/USP). Pós-Doutorado - Depto de Engenharia Civil –UFSCar. Sergio Antonio Röhm Engenheiro Civil – Escola de Engenharia de São Carlos/USP. Mestre em Geotecnia-SGS-(EESC/USP). Doutor em Geotecnia-SGS-(EESC/USP). Prof. Dr. do DECiv – UFSCar. Fábio Giardini Pedro Aluno de iniciação científica - DECiv / UFSCar Abimael Cereda Junior Aluno de iniciação científica - DECiv / UFSCar Endereço (1) : Rua Padre Teixeira n° 1316 -Vila Pureza - CEP: 13 560-050 ou Rodovia Washington Luiz km 235 -13.565-905 São Carlos-SP - Fones: (016) 9783 82 76 ou 260-8262 Ramal 255 ou 236 . e-mail: [email protected], [email protected] e/ou [email protected]. RESUMO Neste trabalho discute-se a elaboração do Modelo Digital do Terreno, do Modelado Tridimensional do Terreno e da Carta de Declividades por métodos acoplados aos Sistemas de Informações Geográficas (IDRISI 3.2 e SPRING 3.5), demonstra-se também a importância da aplicação do Modelo Digital do Terreno e da Carta de Declividades em estudos de mapeamento geológico-geotécnico e de riscos geológicos, visando localizar e resolver problemas, tais como: erosão, assoreamento, enchentes e inundações em cidades de médio porte, como São Carlos. O objetivo principal deste projeto é executar e elaborar um mapeamento geológico-geotécnico de detalhe na escala 1:10.000, bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ocupação da Bacia do Rio Monjolinho, situados no Município de São Carlos (SP-BR), além de um estudo das condições de susceptibilidade à erosão referentes as litologias que compõem o substrato rochoso da área de estudos, avaliando-se as condições de erosão atual e assoreamento dos cursos d’água que compõem a mesma. Portanto, um dos objetivos parciais é executar o mapeamento geológico de detalhe na escala 1:10.000 da área de estudos, que perfaz 180 km 2 , utilizando fotografias aéreas, e com verificação dos contatos em campo. Os resultados parciais deste mapeamento estão sendo apresentados neste artigo. PALAVRAS-CHAVE: Mapeamento Geológico-Geotécnico, Sistemas de Informações Geográficas, Riscos Geológicos, Planejamento Urbano, Planejamento Ambiental. INTRODUÇÃO O crescimento populacional das cidades de médio porte está diretamente ligado à demanda de mão de obra e a migração do Homem do campo para as cidades. Porém, nem sempre estas cidades possuem um plano diretor, ou seja o cadastramento, seguido de um zoneamento que propicie o planejamento adequado de seu território, para que os usos e ocupações se façam de maneira racional, de tal forma que a infra-estrutura criada não provoque impactos e degradações ao meio ambiente, para não prejudicar a qualidade de vida das gerações futuras. Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido planejamento que contemple as questões ambientais, dentre as quais o meio físico, que se devidamente mapeado e cadastrado, possibilitará o estabelecimento de zoneamentos ambientais. Isto é, fornecerá uma noção clara da capacidade de suporte da região, constituindo-se num fator preponderante que funcionará como instrumento básico para fazer análises, revisar os vetores atuais de crescimento através de diagnóstico técnico e propor opções para futuras áreas de expansão urbana, através do estabelecimento de zoneamentos ambientais, onde serão determinadas as ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

VI-045 - ESTUDOS DA EROSÃO/ASSOREAMENTO NO AMBIENTE URBANO, VISANDO PLANEJAMENTO, GESTÃO E CONTROLES

AMBIENTAIS DOS USOS E OCUPAÇÕES DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO MONJOLINHO EM SÃO CARLOS / SP.

Silvana Ribeiro Liporaci(1) Geóloga pelo IGCE-Rio Claro-UNESP. Mestre em Geotecnia-SGS-(EESC/USP). Doutora em Ciências da Engenharia Ambiental - CRHEA-SHS-(EESC/USP). Pós-Doutorado - Depto de Engenharia Civil –UFSCar. Sergio Antonio Röhm

Engenheiro Civil – Escola de Engenharia de São Carlos/USP. Mestre em Geotecnia-SGS-(EESC/USP). Doutor em Geotecnia-SGS-(EESC/USP). Prof. Dr. do DECiv – UFSCar. Fábio Giardini Pedro Aluno de iniciação científica - DECiv / UFSCar Abimael Cereda Junior Aluno de iniciação científica - DECiv / UFSCar Endereço(1): Rua Padre Teixeira n° 1316 -Vila Pureza - CEP: 13 560-050 ou Rodovia Washington Luiz km 235 -13.565-905 São Carlos-SP - Fones: (016) 9783 82 76 ou 260-8262 Ramal 255 ou 236 . e-mail: [email protected], [email protected] e/ou [email protected]. RESUMO Neste trabalho discute-se a elaboração do Modelo Digital do Terreno, do Modelado Tridimensional do Terreno e da Carta de Declividades por métodos acoplados aos Sistemas de Informações Geográficas (IDRISI 3.2 e SPRING 3.5), demonstra-se também a importância da aplicação do Modelo Digital do Terreno e da Carta de Declividades em estudos de mapeamento geológico-geotécnico e de riscos geológicos, visando localizar e resolver problemas, tais como: erosão, assoreamento, enchentes e inundações em cidades de médio porte, como São Carlos. O objetivo principal deste projeto é executar e elaborar um mapeamento geológico-geotécnico de detalhe na escala 1:10.000, bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ocupação da Bacia do Rio Monjolinho, situados no Município de São Carlos (SP-BR), além de um estudo das condições de susceptibilidade à erosão referentes as litologias que compõem o substrato rochoso da área de estudos, avaliando-se as condições de erosão atual e assoreamento dos cursos d’água que compõem a mesma. Portanto, um dos objetivos parciais é executar o mapeamento geológico de detalhe na escala 1:10.000 da área de estudos, que perfaz 180 km2, utilizando fotografias aéreas, e com verificação dos contatos em campo. Os resultados parciais deste mapeamento estão sendo apresentados neste artigo. PALAVRAS-CHAVE: Mapeamento Geológico-Geotécnico, Sistemas de Informações Geográficas, Riscos Geológicos, Planejamento Urbano, Planejamento Ambiental. INTRODUÇÃO O crescimento populacional das cidades de médio porte está diretamente ligado à demanda de mão de obra e a migração do Homem do campo para as cidades. Porém, nem sempre estas cidades possuem um plano diretor, ou seja o cadastramento, seguido de um zoneamento que propicie o planejamento adequado de seu território, para que os usos e ocupações se façam de maneira racional, de tal forma que a infra-estrutura criada não provoque impactos e degradações ao meio ambiente, para não prejudicar a qualidade de vida das gerações futuras. Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido planejamento que contemple as questões ambientais, dentre as quais o meio físico, que se devidamente mapeado e cadastrado, possibilitará o estabelecimento de zoneamentos ambientais. Isto é, fornecerá uma noção clara da capacidade de suporte da região, constituindo-se num fator preponderante que funcionará como instrumento básico para fazer análises, revisar os vetores atuais de crescimento através de diagnóstico técnico e propor opções para futuras áreas de expansão urbana, através do estabelecimento de zoneamentos ambientais, onde serão determinadas as

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

Page 2: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

suscetibilidades dos terrenos que compõem a área, considerando-se os fatores ambientais no processo de desenvolvimento econômico. A crescente demanda por áreas de expansão urbana aliada à falta de planejamento faz com que o crescimento das cidades ocorra de forma desordenada, geralmente sobre terrenos que não possuem a devida capacidade de suporte. O efeito resultante da demanda por novas áreas provoca o aparecimento constante de novas fronteiras das cidades, principalmente em áreas ainda não integradas fisicamente ao meio urbano e, principalmente, ao planejamento urbano. Os estudos integrados sobre o meio ambiente são essenciais para se ter um conhecimento do modelo que rege cada ecossistema de cada área específica. Via de regra, as bacias são os limites funcionais mais expressivos para o estudo da dinâmica de cada parcela do território. Isto pressupõe levantamentos e cadastramentos de inúmeros dados espaciais regionais, tais como: rochas, solos, geomorfologia, declividades dos terrenos, recursos hídricos entre outros, que deverão ser cadastrados, analisados e gerenciados para grandes extensões territoriais.

Conforme DANGERMOND (1990), os mapas têm sido uma forma útil para armazenar informações, conceber idéias, analisar conceitos, prever acontecimentos, tomar decisões sobre dados espaciais, que ocupam uma determinada posição geográfica. Os dados espaciais são armazenados em conjuntos, de acordo com determinada característica ou atributos como substrato rochoso (geologia), materiais inconsolidados (solos), recursos hídricos, divisões básicas do meio físico (geomorfologia), áreas de riscos etc. O termo “Sistemas de Informações Geográficas” (SIG) é aplicado para sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geográficos e recuperam informações não apenas com base em suas características alfa numéricas, mas também através de sua localização espacial que oferecem ao administrador (planejador, urbanista, geólogo, engenheiro etc.) uma visão inédita de seu ambiente de trabalho, em que todas as informações disponíveis sobre um determinado assunto estão ao seu alcance, inter-relacionadas com base no que lhes é fundamentalmente comum - a localização geográfica. Dentro deste contexto, os Sistemas de Informações Geográficas (SIG) são fundamentais para a manipulação, integração e análise de dados espaciais. Nestes sistemas, conjuntos de dados extremamente complexos e grandes podem ser armazenados de modo compacto e acessados rapidamente com precisão mecânica. O uso de técnicas automatizadas impõe também, por necessidade, uniformidade tanto no formato de armazenamento quanto nos métodos para a manipulação de dados. Um sistema de Informações Geográficas utiliza uma base de dados computadorizada que contém informação espacial, sobre a qual atuam uma série de operadores espaciais (conjunto de operações algébricas, geométricas etc.). O SIG baseia-se numa tecnologia de armazenamento, tratamento e análise de dados espaciais, não espaciais e temporais, e na geração de informações correlatas. Dentro de uma visão abrangente dos SIGs, pode-se dizer que os mesmos possuem os seguintes componentes: a) interface com usuário; b) entrada e integração de dados; c) funções de consulta e análise espacial; d) visualização e plotagem; e) armazenamento e recuperação de dados (dispostos sob a forma de bancos de dados geográficos). Uma base de dados permite estabelecer relações espaciais entre informações do meio físico, tais como: relevo, hidrografia, geologia, tipos de solo, áreas de riscos etc.; entre informações do meio biótico, como cobertura vegetal natural ou reflorestamentos; e entre informações do meio antrópico, como regiões mais ou menos ocupadas. Desta forma o SIG permite que se faça as mais variadas simulações e análises, que oferecem suporte à tomada de decisões. Portanto, o SIG é um sistema de gerenciamento de banco de dados, acoplado à facilidade de mapeamento temático, integrando simultaneamente as diversas representações de informações geográficas, tais como: vetor, topologia atributo, imagem, modelagem tridimensional do terreno e outras. OBJETIVOS DA PESQUISA O objetivo principal da pesquisa é elaborar um mapeamento geológico-geotécnico de detalhe na escala 1:10.000, bem como fazer um estudo das condições atuais dos usos e ocupações de uma área de 180 km2 inserida na Bacia do Rio Monjolinho, situada no Município de São Carlos (SP-Br), além de um estudo das

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

Page 3: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

condições de erodibilidade dos terrenos, avaliando-se as condições de erosão e conseqüente assoreamento dos cursos d’água que compõem a mesma. Pretende-se também fazer a previsibilidade dos impactos ambientais, tais como: enchentes e inundações causadas pela urbanização e demais usos inadequados, através da entrada e alternância das inúmeras variáveis ambientais influenciáveis e gerando-se as diversas simulações segundo possibilidades otimistas e catastróficas. Como objetivos secundários, propor e desenvolver um estudo mais avançado sobre os impactos ambientais dos riscos geológicos, principalmente da erosão, assoreamento e das enchentes e inundações, fazendo-se um estudo mais profundo sobre o assunto e simulando-se a previsibilidade dos impactos ambientais levando-se em consideração possibilidades otimistas e/ou catastróficas causados pela exposição dos terrenos às condições de erosão, através da simulação dos impactos gerados em cada sub-bacia e propor alternativas de controle e planejamento dos usos e ocupações futuros, objetivando-se minimizar estes impactos ambientais. Pretende-se ainda elaborar uma carta de potencial de escoamento superficial da bacia em questão, com o objetivo de fornecer subsídios aos estudos e obras de controle das constantes enchentes e inundações que vem provocando perdas e danos sócio-econômicos ao município. Dentro deste contexto de estudos propostos, o modelo digital do terreno, a perspectiva tridimensional do terreno e a carta de declividades são os primeiros elementos, que a partir de uma carta topográfica digital fornecem uma primeira visão espacial da área de estudos e que permitem fazer as primeiras interpretações sobre o meio ambiente local, ou seja, a identificação de áreas sujeitas a riscos geológicos, como planícies de inundação, as regiões ao longo dos cursos d´água que estão mais propensas a sofrerem assoreamento, assim como as áreas de riscos de encostas, que estão expostas e mais susceptíveis à erosão, escorregamentos e/ou desmoronamentos. MATERIAIS E MÉTODOS Como ponto de partida para os estudos de mapeamento geológico-geotécnico e ambiental da área foram elaborados modelos digitais do terreno, perspectivas tridimensionais do terreno e cartas de declividades, utilizando-se e comparando-se os resultados de dois programas de Sistemas de Informações Geográficas, O IDRISI 3.2, software educativo de origem americana e o SPRING 3.5, software com tecnologia nacional desenvolvido pelo INPE (Instituto de Pesquisas Espaciais). O IDRISI versão Windows 3.2 é um software acadêmico desenvolvido pela Clarck University, nos Estados Unidos. Oferece recursos integrados com o banco de dados para facilitar a digitalização baseada em feições, entrada de dados, edição e atualização de atributos. A integração do banco de dados pode ser estabelecida através da digitalização de mapas e entrada de arquivos gráficos. O IDRISI-3.2 é constituído de vários módulos, tais como: a) banco de dados espaciais e de atributos; b) sistema de digitalização de mapas; c) sistema de apresentação cartográfica; d) sistema de gerenciamento de banco de dados; e) sistema de análise geográfica; f) sistema de processamento e classificação de imagens de satélites; g) sistema de análises estatísticas. Há ainda facilidades no âmbito de monitoramento ambiental e de manejo de recursos naturais, incluindo análises de séries temporais, critérios múltiplos e análise independente, simulação de modelagem, interpolação de superfície e caracterização estatística. O SIG-SPRING versão Windows 3.5 é um sistema para processamento de informações georreferenciadas; trata-se de um banco de dados geográficos de 2a geração, desenvolvido pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) para ambientes UNIX e Windows. Este SIG unifica o tratamento de imagens e sensoriamento remoto (ópticas e microondas), mapas temáticos, mapas cadastrais, redes e modelos numéricos de terreno. Tem as seguintes características: opera como um banco de dados geográfico sem fronteiras e suporta grande volume de dados (sem limitações de escala, projeção e fuso), mantendo a identidade dos objetos geográficos ao longo de todo banco: a) administra tanto dados vetoriais como dados matriciais, e realiza a integração de dados de Sensoriamento Remoto num SIG; b) prove um ambiente de trabalho amigável e poderoso, através da combinação de menus e janelas com uma linguagem espacial facilmente programável pelo usuário (LEGAL - Linguagem Espaço-Geográfica baseada

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

Page 4: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

em Álgebra); c) e consegue escalonabilidade completa, isto é, ser capaz de operar com toda sua funcionalidade em ambientes que variem desde micro-computadores a estações de trabalho RISC de alto desempenho. O Modelo de Elevação Digital do Terreno (DEM) é definido por BURROUGH (1986), como uma representação digital da variação contínua do relevo no espaço. Entretanto, deve-se salientar que alguns autores empregam o termo Modelo Digital do Terreno não como sinônimo de DEM, mas como uma parte de tal, já que o DEM inclui em seus componentes não só o atributo altitude, mas outras feições tais como as produzidas pelo homem (casas, prédios etc.) ou então (vegetação, afloramentos de rochas etc.). Assim, pode-se dizer que um Modelo Digital do Terreno nada mais é que uma representação matemática da realidade geográfica, na qual se tem como conhecido um conjunto finito de pontos com coordenadas (x, y e z), sendo que a partir destes se interpolam todas as informações relativas à superfície das quais tais pontos fazem parte. O Modelo Digital do Terreno faz parte de uma problemática maior, a busca de modelos matemáticos e computacionais para se representar a realidade, a superfície terrestre, tendo como resultado prático, segundo BURROUGH (1986), o armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas topográficos, as análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens, a elaboração de cartas de declividades e exposição para apoio da análise de geomorfologia de erosão e erodibilidade, a análise de variáveis geofísicas e geoquímicas e a representação tridimensional (em combinação com outras variáveis). Dessa forma, pode-se afirmar que o uso de um modelo digital do terreno é um dos métodos que satisfaz as necessidades da visualização espacial de uma área, permitindo diversas opções como: salientar o relevo, selecionar áreas com determinadas cotas, que podem representar áreas de riscos geológicos, enfim observar a imagem do ambiente de estudos a três dimensões, elaborar perfis, etc.

PRIMEIRA ETAPA DOS ESTUDOS Para obtenção do modelo digital do terreno para a área de estudos, que está delimitada pelas coordenadas 197000-209000 m E e 7553000-7568000 m N. Foram digitalizadas 8 cartas topográficas na escala 1:10.000; datadas de 1989, fornecidas pelo Instituto Geográfico e Cartográfico, sendo elas: São Carlos V (SF-23-V-C-IV-3-SO-F), Rio do Monjolinho (SF-23-V-C-IV-3-SE-E), São Carlos I (SF-23-Y-A-I-1-NO-B), São Carlos II (SF-23-Y-A-I-1-NE-A), São Carlos IV (SF-23-Y-A-I-1-NO-D), Fazenda Capão das Antas (SF-23-Y-A-I-1-NE-C), Córrego Santa Maria (SF-23-Y-A-I-1-NO-F), Estação Conde do Pinhal (SF-23-Y-A-I-1-NE-E). A partir destas cartas topográficas analógicas, convertidas para o formato digital através de leitura em scanner e que foram posteriormente georreferenciadas, digitalizaram-se na tela do computador todas as curvas de nível, ou isolinhas altimétricas, utilizando-se o Software Cartalinx. Os arquivos contendo todas as curvas de nível digitalizadas, as quais estão espaçadas de 5m em 5m, foram exportadas para os softwares IDRISI 3.2 e para o SPRING 3.5, onde foram transformadas para o formato matricial, a partir destes dados obteve-se o modelo digital do terreno e o modelado tridimensional do terreno nestes dois Sistemas de Informações Geográficas. Deve-se ressaltar que os pontos cotados foram digitalizados em forma de polígonos com raio de 40 m ao redor do ponto propriamente dito, este procedimento foi adotado para minimizar discrepâncias nos cálculos do modelo digital do terreno que normalmente são visualizados como pontos discrepantes nos topos de morros principalmente quando se elabora a perspectiva tridimensional do modelo digital do terreno e a carta de declividades. Somente após se obter uma imagem adequada do modelo digital da área é que então se elaborou a carta de declividades. Antes de começar a elaboração da carta de declividades submeteu-se o modelo digital do terreno a uma filtragem (foi utilizado um filtro médio de 5 x 5), conforme recomenda EASTMAN (1997). Tomando-se como base o modelo digital do terreno obtido, passou-se à obtenção da carta de declividades dos terrenos. De acordo com as características peculiares da área, fez-se a reclassificação desta carta em 5 intervalos, que são: 0-2%, 2-5%, 5-10%, 10-20% e maiores do que 20%. Estes intervalos foram escolhidos tendo em vista os estudos geológicos-geotécnicos que se seguem, visando o planejamento urbano e ambiental.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

Page 5: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

RESULTADOS DA PRIMEIRA ETAPA Figura 1 – Modelo Digital do Terreno obtido através do programa IDRISI 3.2.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

Page 6: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

Figura 2 – Modelo Digital do Terreno obtido através do programa SPRING 3.5.

Figura 3 – Perspectiva Tridimensional do Terreno obtida através do programa SPRING 3.5

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

Page 7: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

Figura 4 – Carta de declividades obtida através do programa IDRISI 3.2.

Figura 5 – Carta de declividades obtida através do programa SPRING 3.5.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

Page 8: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DA PRIMEIRA ETAPA

Demonstrou-se neste estudo a elaboração do Modelo Digital do Terreno, da Perspectiva Tridimensional do Terreno e da Carta de Declividades por vários métodos acoplados aos Sistemas de Informações Geográficas (IDRISI 3.2 e SPRING 3.5), assim como, demonstrou-se a importância da aplicação destes elementos como premissas básicas para melhor visualizar a área, em estudos de mapeamento geológico-geotécnico e de riscos geológicos, visando resolver problemas como erosão, assoreamento, enchentes e inundações em cidades de médio porte, como São Carlos (SP - Brasil). Nestes primeiros estudos já se obteve uma visualização e a localização espacial das principais áreas problemas, ou seja as áreas mais susceptíveis a riscos geológicos como evidenciam as Figuras 3 e 6, que mostra a perspectiva tridimensional do terreno, que foram obtidas como descrito através do SPRING 3.5 e do IDRISI 3.2. Nota-se que elas mostram pequenas diferenciações na apresentação, que caracteriza cada software específico. Mas, observa-se que as figuras são bastante representativas da realidade do local de estudos. É possível identificar as áreas mais baixas e planas (declividades entre 0 – 2%), ou seja, de planícies de inundação, que estão sujeitas a enchentes, inundações e assoreamentos, e também as áreas de encostas íngremes (declividades maiores do que 20%), que representam riscos geológicos de encostas, que são mais susceptíveis a movimentos de massa, como erosão, escorregamentos e desmoronamentos. As cartas de declividades obtidas pelo IDRISI 3.2 (software americano) e pelo SPRING 3.5 (software brasileiro), representadas pelas Figuras 4 e 5, onde os intervalos de declividades são os mesmos e o resultado final é praticamente idêntico, salvo algumas diferenciações características de cada software específico. Comparando-se as duas figuras que representam as declividades da área de estudos, mais uma vez já ficam bem mais definidas as áreas de riscos geológicos, tanto as de planícies (declividades entre 0 – 2%) como as de encostas (declividades maiores do que 20%), possibilitando-se assim direcionar melhor os trabalhos de mapeamento geológico-geotécnico. SEGUNDA ETAPA DOS ESTUDOS Para obtenção do mapa preliminar de recursos hídricos da área, Figura 6, que está delimitada pelas coordenadas 197000 – 209000 m E e 7553000 – 7568000 m N, foram digitalizadas 8 cartas topográficas na escala 1:10.000; datadas de 1989, fornecidas pelo Instituto Geográfico e Cartográfico, já mencionadas. Sobre o material em formato digital citado anteriormente foram digitalizadas, na tela do computador todas as informações sobre os principais rios, córregos e ribeirões, represas e lagos, assim como as planícies de inundação que estão presentes na área. A seguir exportou-se para o IDRISI 3.2 e para o SPRING 3.5, onde estas informações foram transformadas em imagem, gerando-se o Mapa Preliminar de Recursos Hídricos. Posteriormente fez-se a sobreposição do Mapa de Recursos Hídricos à imagem da perspectiva tridimensional do terreno, obtido nos dois programas, no IDRISI 3.2, conforme mostra a Figura 6 e no SPRING 3.5. O mapa geológico ou do substrato rochoso da área foi obtido através da foto-interpretação dos contatos litológicos; que foram extraídos das fotografias aéreas na escala 1: 8.000, datadas de junho de 1998 e fornecidas pelo SAAE - Sistema Autônomo de Água e Esgoto de São Carlos. Os trabalhos de foto-interpretação foram realizados em duas etapas: a) uma preliminar, seguida de conferências dos contatos litológicos em campo e b) uma definitiva já com os ajustes dos contatos verificados em campo. Posteriormente estes contatos foram transcritos das fotografias aéreas para a base topográfica, composta por 8 folhas na escala de 1:10.000 utilizando-se do Aerosketchmaster. Após a transferência dos contatos para a base topográfica na escala 1:10.000 houve outra verificação de campo, para eliminar algumas dúvidas. Em seguida, as 8 folhas topográficas contendo os contatos litológicos e os dados e informações geológicas, como alinhamentos estruturais etc., foram convertidas para o formato digital através de leitura em scanner e georreferenciadas, para posterior digitalização na tela do computador, utilizando-se do software AutoCad 2000. Na fase seguinte, os arquivos digitalizados, os contatos litológicos e os alinhamentos estruturais já no formato DXF, foram importados e posteriormente convertidos para o formato matricial e transformados em mapas temáticos de geologia ou do substrato rochoso nos programas IDRISI-3.2 e no SPRING 3.5. Seguindo-se uma fase de conferência em campo dos dados mapeados.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8

Page 9: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

RESULTADOS DA SEGUNDA ETAPA Figura 6 – Mapa Preliminar dos Recursos Hídricos, sobre Perspectiva Tridimensional do Terreno.

Figura 7 – Mapa Geológico ou do Substrato Rochoso, apresentado através do programa IDRISI 3.2.

O mapa geológico ou do substrato rochoso apresentado neste trabalho, conforme a Figura 7, que representa os resultados do mapeamento, demonstra a geologia detalhada da área urbana e de expansão da cidade de São

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

Page 10: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

Carlos, mostra seguindo de Norte para Sul as formações geológicas: Formação Adamantina, relativa ao Grupo Bauru; Formação Serra Geral e Formação Botucatu, pertencentes ao Grupo São Bento. Descreve-se sucintamente a seguir cada uma das formações que afloram na área: Grupo Bauru - Formação Adamantina: conforme SOARES (1980) apud IPT (1981), a Formação Adamantina abrange "um conjunto de fácies cuja principal característica é a presença de bancos de arenitos de granulação fina, cor róseo a castanho, exibindo estratificação cruzada, com espessuras variando de 2 a 20 metros, alternados com bancos de lamitos, siltitos e arenitos lamíticos, de cor castanho-avermelhado a cinza-castanho, maciços ou com acamamento plano-paralelo grosseiro, freqüentemente com marcas de onda e micro-estratificação cruzada". Portanto, ocorre com grande freqüência a presença de seixos de argilito da própria unidade, cimento e nódulos carbonáticos. Considerada como pertencente ao Cretáceo. Grupo São Bento - Formação Serra Geral: é de idade Jurássico-Cretáceo. De acordo com BRASIL (1983), a origem das rochas basálticas desta formação está associada a atividades vulcânicas do tipo fissural, ocorridas desde o período Jurássico Superior, mas se formaram principalmente no Cretáceo Inferior, ao longo da região correspondente à Bacia Sedimentar do Paraná. Tal fenômeno constitui-se em uma das maiores manifestações vulcânicas de caráter continental. Do ponto de vista litológico, a Formação Serra Geral compreende rochas eruptivas básicas extrusivas, como o basalto, com alguns corpos intrusivos subsuperficiais na forma de diques e principalmente sills, intercalados localmente por arenito eólico. As rochas básicas apresentam coloração escura; geralmente preto-esverdeadas, com granulometria variando de muito fina a fina, com a presença de grande quantidade de minerais ferro-magnesianos. Raramente apresenta granulometria média a grossa. Grupo São Bento - Formação Botucatu: predominam nessa formação os arenitos de coloração esbranquiçada, tornando-se avermelhada à medida que se aproximam dos migmatitos da Formação Serra Geral. A granulometria dos sedimentos varia de fina à média, com grãos quartzosos foscos, bastante arredondados, esféricos, eqüidimensionais, bem selecionados, altamente silicificados, geralmente com ausência de matriz argilosa. Predomina a estratificação do tipo cruzada, de pequeno a grande porte, com laminações no topo. Considerada como pertencente ao Jurássico, com base na sua posição estatigráfica. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DA SEGUNDA ETAPA Como mostra a Figura 7, a Formação Adamantina, pertencente ao Grupo Bauru, predomina na porção Centro-Norte da área, recobrindo a maior parte da área, determinando geralmente um modelado de terreno levemente ondulado e com declividades suaves. Já a Formação Serra Geral aflora principalmente onde está implantada a cidade, ao longo dos principais cursos d’água e de suas encostas, tais como: Rio do Monjolinho, Córrego do Gregório, Córrego do Tijuco Preto, Córrego do Mineirinho etc., o que condiciona aos terrenos uma boa capacidade de suporte quanto aos usos e ocupações urbanos. A Formação Botucatu predomina na porção Centro-Sul, recobrindo uma área proporcionalmente intermediária. O limite entre esta formação e as outras duas está caracterizado por um acentuado declive (declividades maiores do que 20 %), mas de modo geral este tipo litológico determina um modelado do terreno com declives mais suaves (declividades menores do que 20 %). Nestes primeiros estudos já se obteve uma visualização e a localização espacial das principais áreas problemas, ou seja, as áreas mais susceptíveis a riscos geológicos como evidenciam as Figuras 3, 4, 5, 6 e 7, que mostram respectivamente a perspectiva tridimensional do terreno, as cartas de declividades, o mapa preliminar de recursos hídricos e o mapa geológico ou do substrato obtidos como descrito através dos SIGs. Deve-se ressaltar que as figuras são bastante representativas da realidade do local de estudos.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 10

Page 11: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

Analisando-se e comparando-se as Figuras 3, 4, 5, 6 e 7 é possível identificar as áreas mais baixas e planas, ou seja de planícies de inundação, que estão sujeitas a enchentes, inundações e assoreamentos, principalmente na faixa de ocorrência da Formação Botucatu, que é composta por arenitos muito finos a finos, geralmente inconsolidados. Assim como as áreas mais acidentadas (declividades maiores do que 20 %), que representam riscos geológicos de encostas, as quais são mais susceptíveis a movimentos de massa, como erosão, escorregamentos e desmoronamentos. Isto ocorre exatamente na zona de contato entre as Formações Bauru e Serra Geral com a Formação Botucatu. Na região destes contatos forma-se um brusco degrau na topografia com vários metros de desnível, localizado na passagem dos Bairros Jardim Cruzeiro do Sul e Jardim Monte Carlo (parte alta), para os Bairros Cidade Aracy I, II e III (parte baixa).

CONCLUSÕES Demonstrou-se neste estudo a elaboração do Modelo Digital do Terreno, da perspectiva tridimensional do terreno e da Carta de Declividades por vários métodos acoplados aos Sistemas de Informações Geográficas (IDRISI 3.2 e SPRING 3.5), assim como, demonstrou-se a importância da aplicação destes elementos como premissas básicas para melhor visualizar a área, em estudos de mapeamento geológico-geotécnico e de riscos geológicos, visando resolver problemas como erosão, assoreamento, enchentes e inundações, bem como riscos de escorregamentos e desmoronamentos em cidades de médio porte, como São Carlos (SP - Brasil). Os modelos digitais do terreno, Figuras 1 e 2 da área mostram que as altitudes dos terrenos variam de 635 até 944 m, portanto chega a ter desníveis de até 314 m de uma região para outra, como é o caso da Vila Néri (944m) em relação ao extremo sudoeste (635m) da área. Conclui-se também que na primeira etapa dos estudos já se obteve uma visualização e a localização espacial das principais áreas problemas, ou seja as áreas mais susceptíveis a riscos geológicos como evidenciam as Figuras 3 e 6, que mostra a perspectiva tridimensional do terreno, que foram obtidas como descrito através do SPRING 3.5 e do IDRISI 3.2. Comparando-se as duas Figuras 4 e 5 que representam as declividades da área de estudos, mais uma vez já ficam bem mais definidas as áreas de riscos geológicos, tanto as de planícies (declividades entre 0 – 2%) como as de encostas (declividades maiores do que 20%). Possibilitando-se assim direcionar melhor os trabalhos de mapeamento geológico-geotécnico. Comparando-se o mapa geológico ou do substrato rochoso, Figura 7, com as demais figuras, verifica-se que as áreas de riscos geológicos estão concentradas na região de ocorrência da Formação Botucatu, que é composta por arenitos muito finos a finos, geralmente inconsolidados, ou nas zonas de contato entre esta e as Formações Adamantina e Serra Geral. Nesta região forma-se um brusco degrau na topografia com vários metros de desnível, como na passagem dos Bairros Jardim Cruzeiro do Sul e Jardim Monte Carlo (parte alta), para os Bairros Cidade Aracy I, II e III (parte baixa), nas sub-bacias dos Córregos Água Quente e Água Fria.

AGRADECIMENTOS: os autores agradecem a FAPESP, pelo financiamento da pesquisa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BRASIL, MINISTÉRIO DAS MINAS E ENERGIA, SECRETARIA-GERAL, PROJETO

RADAMBRASIL. Folha SF231242 Rio de Janeiro/Vitória: geologia, geomorfologia, pedologia, vegetação e uso potencial da terra. Rio de janeiro, 5 mapas (Levantamento de Recursos Naturais, 32). 1983.

2. BURROUGH, P. A. (1986). Principles of Geographical Information Systems for Land Resources

Assessment. Oxford University Press, New York, NY. 193p. 1986. 3. DANGERMOND, J. A classification of software components commonly used in geographic information

systems. IN: PEUQUET, D. J.; MARBLE, D. F. ed. Introductory readings in Geographic Information Systems. London, Taylor & Francis, p. 30-51. 1990.

4. EASTMAN, J. R. Guide to GIS and Image Processing. vol. 1, 193 p.; vol. 2 168 p.; and Tutorial 194 p.

1999. 5. INPE (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS). Tutorial SPRING – SPRING 3.5

(versão Windows). 100 p. 2001.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 11

Page 12: VI-045 - bvsde.paho.org · Fábio Giardini Pedro ... bem como fazer um estudo das condições atuais de uso e ... Esta infra-estrutura deverá estar alicerçada sobre um sólido

VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

6. INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS (IPT). Mapa Geológico do Estado de São Paulo.

Monografias, n 6, vol. 1 e 2, São Paulo. 1981. 7. SOARES, P.C. et al.. Ensaio de Caracterização Estratigráfica do Cretáceo no Estado de São Paulo:

Grupo Bauru. Rev. Bras. de Geologia, V. 10, n° 3, p. 177-185, il. 1980.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 12