Análise multi-perigo de fenómenos naturais na bacia hidrográfica do rio Mundaú (Brasil)

• Author(s): Gama, Walber Mendes
• Date: 2021
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/48444
• Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
• Subject(s): Domínio/Área Científica::Ciências Sociais::Geografia Económica e Social
• Document Type: Doctoral thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Reis, Eusébio Joaquim Marques do
• Contributor(s): Repositório da Universidade de Lisboa

Description

Objetivo e foco desta tese consiste no desenvolvimento de uma metodologia de análise dos múltiplos perigos naturais de forma integrada (multi-perigo) numa relação causa e efeito, na perspectiva do efeito em cascata. A área de estudo corresponde à bacia hidrográfica do rio Mundaú, situada na região nordeste do Brasil, nos estados de Pernambuco e Alagoas, de aproximadamente 4103 km2. Esta área de estudo foi escolhida por apresentar recorrência de inundações fluviais, forte transporte de sedimentos e ocorrência de deslizamentos de terras. Existem também perigos tecnológicos, associados a eventuais rompimentos de reservatórios/barragens, constituídos por estruturas de terras, e indústrias expostas aos multi-perigos ao longo do rio Mundaú, que sofreram danos decorrentes de inundações fluviais. Assim, utilizaram-se diferentes métodos para avaliar a suscetibilidade da bacia hidrográfica do rio Mundaú a cada um dos perigos naturais: erosão hídrica dos solos, deslizamentos de terras e inundações fluviais. Apesar de não ser objetivo central desta tese, é feita a caracterização dos perigos tecnológicos de rompimento de reservatórios/barragens e da exposição das indústrias, no contexto dos perigos naturais, em particular associada a inundações fluviais. A avaliação da suscetibilidade à erosão hídrica dos solos foi alcançada através da aplicação da Equação Universal de Perdas dos Solos (EUPS); a suscetibilidade a movimentos de massa em vertentes foi realizada por modelo estatístico bivariado e a inundação fluvial por um modelo conceptual que considera as variáveis médias acumuladas representativas do escoamento superficial concentrado. Para a representação dinâmica do processo de transporte de sedimentos calculou-se o SDR (Sediment Delivery Ratio). A integração dos múltiplos perigos naturais foi realizada através de ponderação por análise multi-critério, onde o maior peso foi fornecido ao fenômeno de maior intensidade e ocorrência na bacia hidrográfica, as inundações fluviais, seguido pelos deslizamentos e transporte sedimentar. Com a integração dos perigos múltiplos foram definidos 5 níveis de suscetibilidade multi-perigo na bacia hidrográfica. As condições naturais do terreno da bacia hidrográfica apresentam predisposição à ocorrência do multi-perigo e as condições ambientais intensificam os processos hidrogeomorfológicos de transporte de carga sólida desde as vertentes aos fundos de vales e setores de menores declives, que propiciam a acumulação de carga sólida sedimentar ao longo dos cursos de água, e intensificam os níveis de multiperigo de forma acumulativa desde montante a jusante na bacia hidrográfica. Assim, constatou-se que os níveis multi-perigo são mais elevados desde o setor intermédio ao inferior da bacia hidrográfica do rio Mundaú. Mais também, os níveis de multiperigo nos setores supracitados serão intensificados por eventuais rompimentos de barragens de terra a montante. Esta avaliação multi-perigo na perspectiva do efeito em cascata permite analisar espacialmente de forma dinâmica como os perigos naturais e tecnológicos interagem no território, à escala regional, numa relação causa e efeito, como também regionalizar os níveis do multi-perigo em diferentes setores da bacia hidrográfica associados ao fator desencadeante, a precipitação. Pelo que se observa, as indústrias instaladas em planície fluvial estão expostas aos elevados níveis de multi-perigo e as populações ribeirinhas estão vulneráveis ao multi-perigo em leito de inundação fluvial sob ação direta de carga sólida concentrada. Portanto, pode-se concluir que são necessárias medidas de gerenciamento, prevenção e mitigação dos riscos e o ordenamento do território para evitar perdas de vidas e danos materiais na bacia hidrográfica do rio Mundaú.

The goal of this thesis is the development of a methodology for analyzing the multiple natural hazards in an integrated perspective (multi-hazard) in a cause-effect relationship and cascade effect context. The study area, with approximately 4103 km2, corresponds to the Mundaú river watershed, located in the northeastern region of Brazil, in the states of Pernambuco and Alagoas. This study area was chosen as it presents river flooding recurrence, strong sediment transport and occurrences of landslides, associated with terrain geomorphological and environmental conditions of the basin; the technological hazards are related to eventual break of reservoirs/dams because they are earth structures and to the exposure of these infrastructures to the multi-hazard; also observed are industries exposed to hazard along the Mundaú river. Thus, different methods were used to evaluate the susceptibility of the Mundaú river basin to each of the natural hazards: soil water erosion, landslides and river floods. The characterization of the technological hazards of reservoirs/dams disruption is made descriptively by exposure to multi-hazard and the exposure of the industries associated with river floods. The evaluation of soil erosion by water susceptibility was achieved through the application of the Universal Soil Loss Equation (USLE); the susceptibility to slope mass movement was performed with an bivariate statistical model and the river flood susceptibility was identified through a conceptual model that considers the accumulated mean variables representative of the concentrated surface runoff. The SDR (Sediment Delivery Ratio) was calculate for the dynamic representation of the sediment transport process. In fact, the integration of the multiple natural hazards was performed using an weighting method by multi-criteria analysis where the greatest weight was provided to the phenomenon of greater intensity and occurrence in the watershed, the river floods, followed by landslides and sedimentary transport. With the integration of the multiple hazard 5 levels of multi-hazard susceptibility were defined in the watershed. The natural conditions of the watershed terrain are predisposing to the occurrence of multi-hazard and the environmental conditions of the watershed intensify the hydrogeomorphological processes of solid load transport from hillside to the bottom of valleys and sectors of smaller slopes that provide the sediment accumulation and transport along the rivers, which intensify the levels of multi-hazard accumulative from upstream to downstream in the watershed. Thus, it was identifyed that the multihazard levels are higher from the intermediate to the lower sector of the Mundaú river basin. More also, the levels of multi-hazard in the intermediate and lower sectors may be intensified by eventual earth dams break located upstream. This multi-hazard evaluation in the perspective of the cascading effect allows to spatially analyze dynamically how the natural and technological hazard interact on the territory, in an regional scale, in a cause-effect relationship, as well as regionalize the levels of multi-hazard in different sectors of the watershed associated with precipitation as triggering factor. From what is observed, the occupations in the river plain of the industries are exposed to the high levels of multi-hazard and the riverine populations are vulnerable to multi-hazard in river floodplain under direct action of concentrated solid load. Therefore, it can be concluded that measures of risk management, prevention and mitigation and the Territory planning are necessary to avoid life and material damage in the river Mundaú watershed.

Conselho Nacional de Pesquisa do Brasil – CNPq