Estudo da estabilidade de vertentes da bacia do rio Ligeiro, Pato Branco, Paraná

Abstract

Resumo: Este trabalho emprega um modelo matemático associado a técnicas de mapeamento temático em ambiente SIG, o qual gera um procedimento voltado ao estudo dos fatores de segurança na estabilidade de encostas. O principal objetivo deste trabalho é analisar a estabilidade das vertentes da bacia hidrográfica do rio Ligeiro no município de Pato Branco - PR, para caracterizar os fatores de segurança dessa área, aplicando um método voltado ao levantamento de áreas suscetíveis a movimentos de massa. A análise para determinação dos fatores de segurança foi efetuada através de método determinístico, baseado no conceito de equilíbrio limite. O modelo matemático adotado baseia-se na distribuição das forças atuantes em uma vertente infinita, e foi considerada a influência da cobertura vegetal sobre as encostas, a inclinação e orientação das vertentes, a presença da água no solo e os índices físicos e as propriedades mecânicas de cada solo. O presente estudo envolveu a caracterização geotécnica em campo, coletas de amostras de solo para ensaios de caracterização geotécnica em laboratório, e trabalhos de escritório. As variáveis atuantes no processo de movimentos de massa, que fazem parte do modelo matemático adotado, foram inseridas em mapas temáticos produzidos pelo GIS adotado: mapa de solos, mapa de declividade, mapa de uso e ocupação do solo e orientação das vertentes. Como resultado da interação de todos os parâmetros, obteve-se valores de Fator de Segurança para cada vertente. As técnicas de Sensoriamento Remoto e SIG apresentaram-se eficientes na interpolação dos mapas temáticos e na elaboração dos mapas de Fatores de Segurança das encostas. A análise dos dados mostra que a presença da vegetação é um fator positivo para o aumento do índice de segurança das vertentes, não havendo região instável onde existe vegetação. Constatou-se, nesse estudo, que as áreas mais susceptíveis a escorregamentos estão associadas a encostas com solos do tipo cambissolo e neossolo. Observou-se também que as encostas direcionadas para norte e sul apresentaram uma maior redução do Fator de Segurança em relação às demais, pela ocorrência de ventos com maiores velocidades nesses sentidos. De acordo com os resultados alcançados no presente estudo, verifica-se que a bacia do rio Ligeiro apresenta áreas com instabilidade, susceptível a escorregamentos, como conseqüência dos fatores ambientais (pluviosidade e ventos), do meio físico (tipo de solos, declividade e orientação das encostas) e da ocupação antrópica desordenada das encostas, com remoção da vegetação.

Abstract: This work is the use of a mathematical model associated with the use of thematic mapping techniques in GIS environment, creating a procedure back to the study of the factors of safety in the stability of slopes. The main objective of this study is to analyze the stability of slopes in the basin of River Ligeiro in the city of Pato Branco - PR, to characterize the factors of safety of this area, applying a method aimed at mapping areas of susceptible to mass movements. The analysis to the determination of the safety rates was done through deterministic methodology, based on the concept of balance limit. The used mathematical model is based on the distribution of forces acting on an infinite dimension, the influence of vegetation cover on slopes, the inclination, the orientation of strands, the presence of water in the soil, the physical indexes and mechanical properties of each soil were considered. This study involved field geotechnical characterization, collecting samples of soil for testing the geotechnical characterization in the laboratory, and office work. The variables working in the process of mass movements and forming part of the used mathematical model, were incorporated into thematic maps produced by GIS adopted: pedologic map, map of use and occupation of the soil, slope and orientation map of the strands. As a result of the interaction of all parameters were obtained values of factor of security for each side. The Remote Sensing and GIS techniques showed to be efficient to interpolate thematic maps and to prepare the maps with the Factors of Safety of slopes. The data analysis shows that vegetation is a positive factor for the increase in the index of safety, once no unstable region was found in the presence of vegetation. It was through this study that the areas most likely to slip are associated with the soil type Cambisoil and Neosoil. It was also observed that the slopes directed to North and South had a greater reduction of Factor of Security related to others, because the occurrence of winds with higher speeds in these directions. According to the results achieved in this study, it appears that the basin of River Ligeiro shows areas with instability, likely to slip, as a result of environmental factors (rainfall and winds), the physical environment (type of soil, slope and orientation of hillsides) and the occupation of disorderly manmade slopes, with removal of vegetation.