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 ([email protected])
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