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4.4 Motivkjeder
Os parâmetros geoambientais (i.e. condicionantes) e os iniciadores do movimento (i.e. desencadeantes) compõem dois dos blocos de informação necessários para a análise da susceptibilidade a movimentos de terreno.
2.4.2.1 Parâmetros geoambientais
De acordo com Van Westen et al. (2008), a selecção dos parâmetros geoambientais para a análise da susceptibilidade prende-se sobretudo com a técnica de análise a ser utilizada, o tipo de instabilidade, o tipo de terreno e a disponibilidade dos recursos e dados existentes. Aqueles autores também defendem que devem ser utilizadas diferentes combinações de parâmetros geoambientais de forma a se poder criar diferentes cartas de susceptibilidade para cada tipo de mecanismo de rotura.
A Tabela 2.13 fornece detalhes sobre a relevância dos parâmetros geoambientais na avaliação da susceptibilidade e perigosidade a movimentos de terreno, de acordo com as escalas de análise. Como é referenciado no subcapítulo 2.2, as escalas de estudo relacionam-se com as diferentes técnicas de análise existentes (heurística, estatística e determinística). Assim, a uma escala pequena (e.g. nacional ou regional) deve ser utilizada uma técnica do tipo heurístico, e analogamente, para escalas maiores (e.g. de sítio) deve ser privilegiada a utilização de técnicas do tipo determinístico. Logo, pela observação da Tabela 2.13, é perceptível a relevância de alguns conjuntos de dados para cada técnica de análise, embora algumas partilhem a mesma informação tal como a inclinação do talude e o tipo de solo e de uso do solo.
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Tabela 2.13 - Sumário dos parâmetros geoambientais e a sua relevância na avaliação da susceptibilidade e perigosidade a movimentos de terreno em solos (adaptado de Van Westen et al., 2008)
Grupo Data layer Relevância para análise da susceptibilidade
e perigosidade a movimentos de terreno
Escalas
N R L S
MDT
Gradiente do talude
Factor mais importante em movimentos gravitacionais
B E E E
Direcção do talude
Reflecte diferenças na vegetação e teor em água do solo
E E E E
Comprimento e curvatura do talude
Indicador da hidrogeologia do talude M E E E
Direcção de fluxo Usado na modelação hidrogeológica B M E E
Acumulação de
fluxo Usado na modelação hidrogeológica B M E E Descompressão
do maciço Indicador do tipo de terreno em pequena escala E M B B Densidade de
drenagem Indicador do tipo de terreno em pequena escala E M B B Solos
Tipos de solos Tipos de solos de engenharia, baseados em
classificações genéticas ou geotécnicas M E E E Profundidade do
solo Profundidade baseada em logs de sondagem ou métodos geofísicos B M E E Prop. geotécnicas Distribuição granulométrica, coesão, ângulo
de atrito B M E E
Prop.
hidrogeológicas Porosidade, condutividade saturada B M E E Falhas Distância de falhas activas ou largura de
zonas de falha
E E E E
Hidrogeologia
Nível freático Variação espácio-temporal do nível freático B B M E
Teor em água Variação espácio-temporal do teor em água B B M E
Componentes hidrogeológicas
Evapotranspiração, infiltração, percolação M E E E
Rede de drenagem
Zonas de influência E E E B Geomorfologia
Unidades fisiográficas
Subdivisão primária do terreno E M B B TMU Unidades homogéneas em função da litologia,
morfologia e processos
E M B B
Unidades geomorfológicas
Classificação genética das unidades geomorfológicas principais
E E M B
Subunidades
geomorfológicas Subdivisão geomorfológica do terreno em unidades mais pequenas E E E B Uso do solo
Mapas Tipo de uso do solo E E E E
Modificações Variação temporal do uso do solo M E E E
Caract.
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Rede viária Zonas de influência usadas por vezes como
cartas de factores M E E E Edifícios Zonas de influência usadas por vezes como
cartas de factores M E E E
Escala: N = nacional, R = regional, L = local e S = de sítio. Aplicabilidade dos parâmetros de acordo com a escala: E = elevada, M = média e B = baixa.
a) Modelo Digital de Elevação
Os modelos digitais de elevação (MDE) distinguem três tipos de modelos:
Modelo digital de terreno (MDT) que descreve a altimetria do terreno, não incluindo edifícios; Modelo digital de edifícios que descreve estruturas;
Modelo digital de superfície que descreve a superfície do terreno, incluindo estruturas. A topografia, adquirida a partir da geração de uma representação digital da superfície do terreno, é um
dos factores principais na análise da ocorrência de movimentos de terreno (Van Westen et al., 2008).
Diversos mapas derivados, tais como os representativos do aspecto ou da curvatura do talude, podem ser produzidos a partir de operações simples em SIG. Os mapas derivados a partir de MDE podem ser utilizados em análises heurísticas a escalas pequenas (e.g. classificação fisiográfica, densidade de drenagem, etc.), em análises estatísticas a escalas médias (e.g. gradiente, curvatura e comprimento do talude, área de contribuição) e em modelação determinística a escalas maiores (e.g. direcção de drenagem local, percurso do fluxo, gradiente do talude).
Embora diversos mapas derivados possam ser produzidos a partir de um MDT, nem todos são adequados para a avaliação da susceptibilidade, e nem a todas as escalas, devido às limitações inerentes à resolução. Tal deve-se à regularidade do espaço amostral imposto pelos algoritmos de análise digital do terreno. As propriedades dos dados de um MDT (i.e. precisão dos dados e resolução espacial) podem assim introduzir erros na computação do talude e do seu aspecto. Por outro lado, a utilização de MDT de elevada resolução pode não corresponder com o nível de detalhe dos outros elementos geoambientais e as variações muito localizadas dos ângulos dos taludes podem não ser
representativas de condições mais gerais em que ocorrem as instabilidades (Zhou & Liu, 2004).
b) Dados geológicos e do solo
Para a avaliação da susceptibilidade e perigosidade a movimentos de terreno, a informação do solo requerida é composta, essencialmente, por dois conjuntos de informação: o tipo de solo, com as respectivas propriedades geotécnicas e hidrogeológicas, e as sequências de solo, com informação sobre a profundidade das diferentes camadas. Estas data layers são componentes essenciais em
qualquer modelação determinística (Van Westen et al., 2008). A profundidade do solo é um dos factores
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ou métodos geofísicos, tornando assim este parâmetro bastante variável e impreciso em áreas de maior dimensão.
c) Uso do solo
De acordo com Van Westen et al. (2008), o uso do solo é frequentemente considerado como um factor
estático na avaliação da estabilidade, no entanto as modificações resultantes da actividade humana (e.g. desflorestação, construção de vias, agricultura) têm um impacto importante na instabilidade do terreno.
O efeito da vegetação na estabilidade de um talude pode ser classificado como de natureza hidrológica ou mecânica. Os factores mecânicos consistem num reforço do solo pelas raízes. Os efeitos da superfície vegetal, em termos de processos hidrológicos, são compostos pela perda de precipitação
por intercepção, remoção do teor em água do solo e mudanças na condutividade hidráulica (Van
Westen et al., 2008). Esses autores defendem que uma avaliação determinística dinâmica requer mapas de uso do solo de vários períodos e com as respectivas modificações impostas pelos efeitos mecânicos e hidrológicos da vegetação. De todos os efeitos produzidos pela vegetação, o reforço do solo pelas raízes é o que mais contribui para a estabilidade do solo.
2.4.2.2 Parâmetros iniciadores do movimento
A informação relativa aos parâmetros iniciadores do movimento de instabilização apresentam, geralmente, uma maior importância temporal que espacial, excepto quando a área em estudo é de grandes dimensões. Este tipo de dados está relacionado com os dados de precipitação, temperatura e aceleração sísmica, registados ao longo de períodos de tempo suficientemente significativos de modo
a se poder avaliar as relações de magnitude-frequência (Van Westen et al., 2008).
No entanto, para se poder relacionar os parâmetros iniciadores do movimento com as datas de ocorrências de instabilização passadas, deve haver uma inventariação suficientemente exaustiva dos movimentos de terreno, o que, como foi referido em 4.1.2, pode não existir ou ser insuficiente.
a) Precipitação e aceleração sísmica
A precipitação de elevada intensidade/duração é o principal mecanismo iniciador de movimentos de terreno no planeta. Tal também se verifica em Portugal, onde as instabilidades de vertente desencadeadas por sismos podem ser consideradas como negligenciáveis (Trigo e tal., 2005). A precipitação pode desencadear diferentes tipos de movimentos de terreno consoante a sua duração e intensidade (Zêzere et al., 2005). Por exemplo, os escorregamentos translacionais superficiais são geralmente iniciados pela rápida infiltração da água numa camada fina de material terroso (e.g. coluvião) que se encontra sobreposta sobre material rochoso impermeável. O aumento temporário da pressão intersticial, aliado à perda de coesão aparente resultante da saturação do solo, provoca uma
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redução crítica da resistência ao corte na camada terrosa ou no contacto com o material impermeável. Por outro lado, os escorregamentos rotacionais, translacionais e movimentos complexos profundos envolvem material que contém um coeficiente de difusidade hidráulica efectiva pequeno. Estes movimentos são iniciados pela redução da resistência ao corte do material, aliado à subida constante do nível freático resultante de períodos de precipitação prolongada (op. cit.).
Para a avaliação da susceptibilidade a movimentos de terreno provocados por acção sísmica, esta pode ser feita quantitativamente introduzindo um valor de aceleração crítica numa modelação do tipo talude infinito (op. cit.).