Os mapas dos fatores ambientais foram reclassificados em classes, as quais foram atribuídos valores que variaram em uma escala de zero a dez, referentes ao grau de susceptibilidade à inundação, conforme Tabela 1.
Tabela 1 - Classes de susceptibilidade à inundação.
Susceptibilidade à inundação Grau
Menos susceptível 0
Mais susceptível 10
Após a reclassificação e concessão dos valores referentes ao grau de susceptibilidade, procedeu-se a determinação dos pesos estatísticos do modelo para cada fator ambiental envolvido.
Para a representação do risco de inundação, para as condições do município de Batatais, os fatores foram hierarquizados utilizando o método de AHP (Analytic
Hierarchy Process) proposto por Saaty (1977, 2008), que consiste na categorização do
problema em níveis hierárquicos lineares de importância em relação a cada fator ambientais pré definidos (TABELA 2).
A fase de escolha dos valores, com base na escala de comparadores, foi considerada um dos momentos mais importantes do processo de construção do mapa de risco de inundação. O grau de cada fator (TABELA 3) foi definido a partir da importância de cada fator, sendo esta obtida em levantamentos bibliográficos e em debates com uma equipe multidisciplinar, composta por Engenheiros Agrônomos e Florestais, Biólogos, Advogados e Geógrafo.
Tabela 2 - Escala de comparadores com os respectivos pesos de importância – Escala fundamental de Saaty (1977).
Valores Importância mútua
1/9 Extremamente menos importante que
1/7 Muito fortemente menos importante que
1/5 Fortemente menos importante que
1/3 Moderadamente menos importante que
1 Igualmente importante a
3 Moderadamente menos importante que
5 Fortemente mais importante que
7 Muito fortemente mais importante que
9 Extremamente mais importante que
Com base na escala de comparadores, utilizou-se os fatores de maior importância, chegando ao resultado que pode ser observado na Tabela 4. Quando um fator é confrontado com ele mesmo, o único resultado possível é 1, pois apresenta igual importância, resultando assim os valores inteiros(*) de relevância para o mapeamento.
Tabela 3 - Fatores, grau de susceptibilidade às classes e pesos para determinar o risco de inundação.
Fator: Altitude
Classes (m) Grau de susceptibilidade Peso do fator
565 - 676 10 7 676 - 734 7 734 - 784 6 784 - 832 4 832 - 877 3 877 - 972 1
Fator: Uso do solo
Classes Grau de susceptibilidade Peso do fator
Urbano 10 5 Pastagem 9 Agricultura 8 Mata 1 Fator: Declividade
Classes (%) Grau de susceptibilidade Peso do fator
0 – 3 9 3 3 – 8 8 8 – 20 7 20 – 45 5 45 – 75 1 > 75 1
Fator: Classe de solo
Classes Grau de susceptibilidade Peso do fator
LVA5 4 1
Tabela 4 - Matriz de comparação pareada.
FATORES Classe de Solo Declividade Uso do solo Altitude
Classe de Solo 1* 1/3 1/5 1/7
Declividade 3* 1* 1/3 1/5
Uso do solo 5* 3* 1* 1/3
Altitude 7* 5* 3* 1*
*Valores de importância relativa de interesse para o modelo.
De posse dos valores de importância relativa, pôde-se determinar os pesos estatísticos para cada fator, dividindo cada elemento pela somatória dos elementos da coluna a que ele pertence e fazendo-se uma média entre as colunas, determinando assim cada peso (TABELA 5).
Para verificar a consistência dos pesos estatísticos calculados, foi verificada a razão de consistência (EQUAÇÃO 1), a qual deve ser menor que 0,10 para que o modelo seja aceitável.
Em que, RC é a razão de consistência, IR é o índice aleatório extraído da Tabela 6 e IC é o índice de consistência (EQUAÇÃO 2).
Tabela 5 - Determinação dos pesos estatísticos para cada variável.
FATORES Classe de Solo Declividade Uso do solo Altitude Pesos Classe de Solo 1/16 = 0,0625 0,33/9,33 = 0,0357 0,20/4,53 = 0,0441 0,14/1,68 = 0,0852 0,0553 Declividade 3/16 = 0,1875 1/9,33 = 0,1075 0,33/4,53 = 0,0735 0,20/1,68 = 0,1193 0,1175 Uso do solo 5/16 = 0,3125 3/9,33 = 0,3214 1/4,53 = 0,2206 0,33/1,68 = 0,1988 0,2622 Altitude 7/16 = 0,4375 5/9,33 = 0,5357 3/4,53 = 0,6618 1/1,68 = 0,5966 0,5650 (Equação 1)
RC = ICIR
Em que, n é o número de variáveis testadas que corresponde ao número de colunas ou de linhas e �max é o autovetor, calculado pela equação 3.
Onde, [Aw]i é a matriz resultante do produto da matriz de comparação pareada
(Tabela 4) e Wi a matriz dos pesos estatísticos calculados (Tabela 5).
De posse dos valores de Aw (Tabela 7), pode-se calcular o autovetor (�max)
obtendo-se o valor de 4,1169, o qual foi utilizado no calculo do índice de consistência (IC). resultando o valor 0,039.
Tabela 7 - Valores de Aw.
Matriz de comparação Wi Aw Classe de Solo 1 1/3 1/5 1/7 x 0,0553 = 0,2276 Declividade 3 1 1/3 1/5 0,1175 0,4838 Uso do solo 5 3 1 1/3 0,2622 1,0795 Altitude 7 5 3 1 0,5650 2,3262
Tabela 6 - Valores de IR para matrizes quadradas de ordem n, segundo o Laboratório Nacional de Oak Ridge, EUA.
n IR 2 0,0 3 0,58 4 0,90 5 1,12 6 1,24 7 1,32 (Equação2)
IC = (λ(n - 1)
max- n)
λ
max= 1 n [ Aw ] i wi n i = 1 (Equação 3)O índice aleatório extraído (IC) foi calculado para obter o valor da razão de consistência (RC) de valor 0,0433, sendo este menor que 0,10, indicando que os pesos calculados para o modelo matemático são aceitáveis.
Validado os pesos estatísticos, para a elaboração do mapa de risco de inundação para o município de Batatais, utilizou-se o modelo matemático abaixo (EQUAÇÃO 4).
(Equação 4)
Com o auxilio da ferramenta “raster calculator” do módulo ArcMAP do software ArcGIS, operou-se a álgebra de mapas tendo como base os mapas dos fatores ambientais e seus respectivos pesos estatísticos.
Pelo método de classificação cruzada (operação de mapas), que consiste no cruzamento de dois planos de informação, foi possível obter as áreas de intersecção entre os mapas de uso e ocupação do solo (FIGURA 3 – Capítulo 2), mapa de conflitos (FIGURA 4 – Capítulo 2) e o mapa de risco de inundação oriundo do modelo matemático, acima citado. O procedimento de cruzamento processou-se com o auxilio do software ESRI ArcGIS Desktop.
Com os percentuais das áreas de intersecção dos planos de informação e o software EXCEL, foi elaborado o diagrama de Pareto. O princípio de Pareto, também conhecido como o princípio 80 20, apresentado em 1897 por Vilfredo Pareto, afirmou que em um sistema, 80% de um problema pode estar ligado a 20% das causas geradoras deste problema. Neste sistema, verificou-se que essa relação de concentração acontece em vários outros ramos da ciência, como concentrações demográficas e em ciências organizacionais (MONTGOMERY; RUNGER, 2003). Diagrama de Pareto consiste em um gráfico de barras que ordena as frequências das ocorrências, da maior para a menor, e uma curva de percentagem acumulada de fácil visualização e identificação das causas ou problemas mais importantes, possibilitando a concentração de esforços sobre os mesmos.
3 Resultados e discussão
No mapa de risco de inundação observam-se as áreas de risco para o município de Batatais – SP, em cinco níveis de susceptibilidade (FIGURA 2). As áreas com maiores riscos de inundação localizam-se no extremo norte e sul do município, bem como na sudoeste. Destacam-se também áreas do município com risco alto, que margeiam corpos hídricos.
As áreas que apresentam risco altíssimo e alto de inundação estão, em sua maioria, sobre as áreas de relevo plano a suave ondulado. A menor declividade confere às áreas diminuição da capacidade de escoamento da água por consequência do maior tempo de retenção e acúmulo. Segundo Oliveira et al. (2010), Kang et al. (2013), Rudari et al. (2014) e Oliveira et al. (2004), quanto maior a altitude e declividade, menos susceptível é a área à ocorrência de inundações.
As áreas de risco altíssimo representam 39,45 km2, ou seja, 4,64 % da área do
município. Estas áreas representam um grave problema para perdas humanas, estruturais e materiais, caso venha o ocorrer um fenômeno natural, como uma chuva intensa e muito prolongadas nessa região. Situam-se próximas aos cursos d’água e regiões sobre o relevo mais plano (FIGURA 2 e TABELA 8), corroborando com trabalhos desenvolvidos por Rudari et al. (2014) e Bodoque et al. (2015).
Figura 2 - Mapa de risco de inundação para o município de Batatais, SP.
Tabela 8 - Área dos níveis do risco de inundação para o município de Batatais, SP.
Níveis Áreas (km2) %* Baixíssimo 20,31 2,39 Baixo 152,77 17,95 Médio 388,92 45,70 Alto 249,57 29,33 Altíssimo 39,45 4,64 Total 851 100
*Percentual em relação à área total do município.
Áreas com níveis baixíssimo a baixo risco representam uma pequena quantidade, cerca de 20,34% do total da área do município. O nível baixíssimo risco representa a menor proporção do município, com apenas 20,31 km2 correspondentes a
2,39%. Entre os quais está localizado o Instituto Florestal, composto por 1.478,55 hectares ocupados com espécies florestais.
Em áreas florestadas os solos tornam-se mais friáveis e bem estruturados em função do acumulo de matéria orgânica oriunda da floresta, tornando os solos mais permeáveis e drenados, permitindo uma maior infiltração e menor acumulo de água superficial (OLIVEIRA; SALDANHA; GUASSELLI, 2010). As áreas de nível baixo risco, representam 17,95% correspondendo a 152,77 km2 do município (TABELA 8).
As enchentes apresentam alta energia cinética e poder erosivo (DAEE, 1984; EHSANZADEH, 2012). Estes processos ocorrentes em áreas de topografia acidentada, nas sub-bacias hidrográficas que permitem rápida concentração e altos valores de vazão em cursos d’água, localizadas principalmente nos compartimentos geomorfológicos de morros e morrotes, ocasionam uma intensidade alta do processo erosivo. Assim, as condições geomorfológicas e climáticas presentes nesses locais de relevo mais acidentado permitem a ocorrência de enchentes de alta energia de escoamento, em razão das altas declividades dos terrenos marginais das porções de cabeceira de drenagem em vales encaixados, deflagrados por elevados índices de pluviosidade instantânea em eventos localizados de chuva. Enchentes desse tipo podem causar a destruição de edificações, de obras de infraestrutura urbana, danos materiais diversos e colocar em risco a integridade física das pessoas residentes em
áreas ribeirinhas (TUCCI et al., 1995; SANTOS, 2010; SAITO, 2014; BODOQUE et al., 2015).
Em relação aos cenários de risco analisados, os trechos de drenagens sujeitos a enchentes com alta energia de escoamento e capacidade de erosão lateral representam situações de deslocamento de partículas do solo capazes de desmoronamentos, tanto pelo impacto direto das águas quanto pela ação erosiva que causa o solapamento, isto é, a perda da base e rupturas dos taludes marginais dos cursos d’água (STRAHLER, 1952; DAEE, 1984; CPRM, 2012).
A energia erosiva desses processos de enchentes tende a causar o assoreamento dos trechos de jusante nos cursos d’água, aumentando a condição de ocorrência de inundações (TUCCI; BERTONI, 2003; TUCCI et al., 1995).
A maior área mapeada pertence ao nível de médio risco, apresentando 45,70% seguida pela classe de alto risco, responsável por 29,33% da área (TABELA 8). Esse resultado é justificado por meio da avaliação física, realizada nas classes ambientais de maior peso (TABELA 3), altitude e uso do solo, respectivamente que demonstraram que a área do município apresenta altitudes medianas e uso predominantemente agrícola.
Os níveis médio e alto risco de enchente representam, somados, 638,45 km2,
sobre os quais está sujeito a maior parte do município. Vale ressaltar que, a zona urbana do município, situa-se sobre a área correspondente ao médio risco, o que demanda um monitoramento por parte dos órgãos de defesa civil, além da adoção de medidas de prevenção para minimização desse risco, visto que, além do risco de perdas físicas, a água representa um grande vetor de doenças.
Numericamente, estas observações demonstram que o município apresenta maior proporção de áreas susceptíveis à inundação do que áreas pouco susceptíveis, uma vez que as áreas sobre o nível de médio e alto risco de inundação respondem por 75,03% do total.
Constata-se que a distribuição das áreas de alto risco seguem ao ordenamento fluvial proposto por Strahler (1952). Percebe-se que as maiores concentrações de locais
susceptíveis as inundações situam-se nas imediações dos canais de drenagem, isso significa que o escoamento superficial difuso, ao convergir e concentrar-se nos canais fluviais, acumula o volume de água no sentido do exutório e implica na maior fragilidade das áreas adjacentes a estes canais.
Utilizando o método de classificação cruzada (operação entre mapas), no SIG ArcGIS, a partir do cruzamento das informações dos mapas de risco de inundação da Figura 2 e mapa de conflitos ambientais (FIGURA 4 – Capítulo 2) originam-se os valores da Tabela 9, verificando-se as correspondências dos níveis de risco de inundação em função das categorias de conflito.
Pôde-se constatar, na Tabela 9, que a classe C de conflito ambiental e o nível baixíssimo de risco de inundação representam a menor percentagem, com apenas 0,38%; em contra partida a maior percentagem correspondente a 25,21% indica a Classe A de conflito ambiental sobre o médio risco de inundação.
Para melhor compreensão da relação causa e efeito entre os conflitos ambientais e o risco de inundação existentes no município de Batatais, utilizou-se o “Diagrama de Pareto” (GRÁFICO 1). Este gráfico de colunas ordena as frequências das ocorrências de um evento, da maior para a menor e a porcentagem acumulada das ocorrências, tornando possível avaliar o efeito acumulado para a identificação do problema e a visualização das causas, auxiliando na tomada de decisão para adoção de medidas de controle e proteção.
Tabela 9 - Resultados da intersecção entre as categorias de conflito e os níveis de risco de inundação para o município de Batatais, SP.
Categorias de Conflito
Risco de inundação
Baixíssimo Baixo Médio Alto Altíssimo
km2 %* km2 %* km2 %* km2 %* km2 %*
Categorias A 2,56 0,57 33,66 7,44 114,07 25,21 67,97 15,02 5,78 1,28 Categorias B 2,79 0,62 31,27 6,91 60,23 13,31 14,92 3,30 4,93 1,09 Categorias C 1,73 0,38 13,34 2,95 61,02 13,49 23,87 5,28 14,33 3,17 *Percentagem em função da área total de ocorrência de conflito ambiental.
Quando comparadas as áreas das categorias de conflito ambiental às áreas dos níveis de risco de inundação, 182,04 km2 correspondem ao conflito de classe A sobre
médio e alto risco de inundação, representando 40,23% responsável pelos problemas de inundação.
As categorias de conflito B e C sobre o risco médio de inundação representam 121,25 km2.
O conflito de classe A apresenta riscos ou limitações significativas quando as áreas são usadas para culturas anuais e pastagens. Neste caso, se faz necessária a implantação de técnicas conjuntas de conservação do solo tais como: faixas de vegetação permanentes, promovendo uma cobertura natural; técnicas que evitem a compactação do solo; plantio em nível visando a diminuição da erosão laminar e aumento da absorção de água pelo solo; terraços em nível ou gradiente, visto que
Gráfico 1 - Diagrama de Pareto para os conflitos de uso e risco de inundação do município de Batatais, SP.
reduzem o comprimento de rampa diminuindo o arrasto superficial de partículas e nutrientes, corroborando com trabalhos de Valle Junior (2015).
Procedeu-se da mesma forma para os planos de informação de uso e ocupação do solo (FIGURA 3 – Capítulo 2) e risco de inundação (FIGURA 2), obtendo-se a Tabela 10 e o Gráfico 2.
Nota-se que os maiores valores deste cruzamento encontram-se nos níveis médio e alto risco de inundação onde o uso do solo está sobre a agricultura.
O gráfico 2 demonstra a relação entre efeito e causa existente entre os usos do solo em relação aos níveis de risco a inundação.
Tabela 10 - Resultados da intersecção entre as classes de uso do solo e os níveis de risco de inundação para o município de Batatais, SP.
Classes de uso
Risco de inundação
Baixíssimo Baixo Médio Alto Altíssimo
km2 %* km2 %* km2 %* km2 %* km2 %*
Agricultura 3,40 0,40 112,47 13,22 315,60 37,09 201,20 23,64 26,97 3,17 Floresta 13,63 1,60 31,39 3,69 44,09 5,18 25,93 3,05 4,29 0,50 Pastagem 1,36 0,16 5,17 0,61 16,04 1,88 23,63 2,78 8,14 0,96 Urbano 0,00 0,00 1,39 0,16 15,13 1,78 1,16 0,14 0,00 0,00 *Percentual em relação à área total do município.
Gráfico 2 - Diagrama de Pareto para o uso e ocupação do solo e risco de inundação do município de Batatais, SP.
As áreas ocupadas por agricultura sobre os riscos médio e alto de inundação totalizam 516,80 km2 sendo estas responsáveis por 60,73% dos problemas
relacionados a inundação caso este fenômeno venha a ocorrer. Neste sentido, estas áreas requerem maior atenção do poder publico no que concerne à tomada de decisão de medidas de prevenção, educação pública e reordenamento ocupacional do solo.
4 Conclusões
Os níveis de risco médio e alto de inundação são os que ocorrem na maior percentagem da área do município.
Nas áreas sobre ocupação de agricultura ocorre a presença recorrente do nível de médio risco a alto risco, da mesma forma que a ocorrência do conflito de classe A, referente às áreas com limitações permanentes severas, quando usadas para culturas.
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CAPÍTULO 4 - Mapeamento de risco de incêndio florestal para o município de