Avaliação dos modelos SHALSTAB e SINMAP na análise da suscetibilidade a escorregamentos em Cubatão (SP)
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Data
2018-06-20
Autores
Cabral, Victor Carvalho [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Apesar de consideráveis avanços na análise de impacto e gestão de riscos de movimentos de massa, estes continuam a representar grande risco à vida e infraestruturas em regiões montanhosas no mundo. A região da Serra do Mar, devido à suas características geomorfológicas, climáticas e ao avanço da urbanização, é região favorável à ocorrência de movimentos de massa, sobretudo os escorregamentos translacionais rasos. Embora a previsão de áreas instáveis seja essencial para a redução dos danos que esses processos causam, a tarefa não é simples em função da complexidade e variabilidade de fatores que controlam a estabilidade das encostas. A aplicação de modelos de bases físicas é forma objetiva de caracterização de movimentos de massa, especialmente escorregamentos translacionais, em função da aplicação direta de equações que descrevem fisicamente esses processos erosivos naturais, prevendo a suscetibilidade sob diferentes cenários de uso e ocupação do solo e situações climáticas. Este trabalho tem como objetivo a avaliação da suscetibilidade a escorregamentos translacionais rasos nas bacias hidrográficas dos rio Mogi e Perequê, município de Cubatão (SP), através da caracterização geológica-geotécnica e da aplicação dos modelos de base física SHALSTAB e SINMAP. Ademais, tem como objetivo a determinação do modelo que melhor se aplica à região de estudo nas escalas de trabalho. Através da criação do modelo digital de elevação (MDE) da área de estudo, base para a obtenção das informações topográficas, da coleta de amostras de solo nas campanhas de campo e da realização de ensaios laboratoriais na obtenção dos parâmetros geotécnicos, é feita a modelagem usando os modelos SINMAP e SHALSTAB nas escalas de 1:50.000 e 1:10.000. A calibração dos modelos é baseada no mapeamento de cicatrizes de episódios de escorregamentos que ocorreram na região nos anos de 1994 e 1985, onde, respectivamente, 542 e 1679 cicatrizes foram mapeadas por meio de imagens aéreas na escala de 1:25.000. Utilizando os métodos de taxa de sucesso e erro e matriz de contingência na determinação do modelo que melhor se aplica à área de estudo, o modelo SHALSTAB mostra-se o mais adequado em ambas as escalas de trabalho pois apresenta maior acurácia (cicatrizes dentro de áreas instáveis) e menor proporção de cicatrizes em áreas estáveis (falsos negativos). Portanto, o emprego de modelos de bases físicas na avaliação da suscetibilidade a escorregamentos na Serra do Mar mostra-se eficaz e representa importante auxílio na análise de risco que esses fenômenos podem representar à sociedade. A determinação do modelo que melhor se aplica a uma área específica é essencial na qualidade e eficiência de análises e avaliações de riscos a escorregamentos pois é uma ferramenta direta e objetiva de representação de processos erosivos.
Despite considerable advances on mass movements risk analysis and assessment, these processes still represent great danger to infrastructure and human lives in mountainous regions around the world. The Serra do Mar region, due to its geomorphological and climatic characteristics and due to urbanisation increase, is highly susceptible to mass movements’ occurrences, especially shallow landslides. While the prediction and mapping of unstable areas are essential to mitigate damages that these processes can cause, it is not an easy task due to the complexity and variability of the parameters that control slope stability. The application of physically based models is an objective method to characterise mass movements, especially shallow landslides, since it directly applies equations that physically describe the processes, predicting their susceptibility under many different scenarios of land use and climatic situations. The objective of this dissertation is the application of the SHALSTAB and SINMAP models on shallow landslide susceptibility assessment at the Mogi and Perequê rivers’ watersheds, in the municipality of Cubatão (São Paulo). Also, it aims to determine which model best represents slope stability in the study area at each work scale. Based on the digital elevation model (DEM), which provides topographic information to the model, and soil samples collected during fieldwork that later were tested to acquire geotechnical parameters, the modelling of shallow landslides is made using the SINMAP and SHALSTAB models at the scales of 1:50.000 and 1:10.000. The model calibration is based on landslide scars mapping of mass movements events that occurred in the region in 1994 and 1985, where, respectively, 542 and 1679 landslides scars were mapped using aerial images at a scale of 1:25.000. By using the success and error index method and a contingency table to determine the model that best suits the study region, the SHALSTAB model stands out as the most adequate in both work scales since it presents a higher accuracy (landslide scars within unstable areas) and lower proportion of landslide scars in stable areas (false negatives). The application of physically based models in assessing landslide susceptibility at the Serra do Mar region proves to be successful and, therefore, represents an important tool in risk analysis and assessment. The determination of a model that best represents the slope stability of a particular region is essential to the quality and efficiency of landslide risk analysis and assessment, as well as in urban planning, since it is a direct and objective method of representing and predicting the occurrence of these erosive processes.
Despite considerable advances on mass movements risk analysis and assessment, these processes still represent great danger to infrastructure and human lives in mountainous regions around the world. The Serra do Mar region, due to its geomorphological and climatic characteristics and due to urbanisation increase, is highly susceptible to mass movements’ occurrences, especially shallow landslides. While the prediction and mapping of unstable areas are essential to mitigate damages that these processes can cause, it is not an easy task due to the complexity and variability of the parameters that control slope stability. The application of physically based models is an objective method to characterise mass movements, especially shallow landslides, since it directly applies equations that physically describe the processes, predicting their susceptibility under many different scenarios of land use and climatic situations. The objective of this dissertation is the application of the SHALSTAB and SINMAP models on shallow landslide susceptibility assessment at the Mogi and Perequê rivers’ watersheds, in the municipality of Cubatão (São Paulo). Also, it aims to determine which model best represents slope stability in the study area at each work scale. Based on the digital elevation model (DEM), which provides topographic information to the model, and soil samples collected during fieldwork that later were tested to acquire geotechnical parameters, the modelling of shallow landslides is made using the SINMAP and SHALSTAB models at the scales of 1:50.000 and 1:10.000. The model calibration is based on landslide scars mapping of mass movements events that occurred in the region in 1994 and 1985, where, respectively, 542 and 1679 landslides scars were mapped using aerial images at a scale of 1:25.000. By using the success and error index method and a contingency table to determine the model that best suits the study region, the SHALSTAB model stands out as the most adequate in both work scales since it presents a higher accuracy (landslide scars within unstable areas) and lower proportion of landslide scars in stable areas (false negatives). The application of physically based models in assessing landslide susceptibility at the Serra do Mar region proves to be successful and, therefore, represents an important tool in risk analysis and assessment. The determination of a model that best represents the slope stability of a particular region is essential to the quality and efficiency of landslide risk analysis and assessment, as well as in urban planning, since it is a direct and objective method of representing and predicting the occurrence of these erosive processes.
Descrição
Palavras-chave
Escorregamentos, Serra do Mar, Modelos de bases físicas, Movimentos de massa, Physically based models, Landslides, Mass movements