Análise de suscetibilidade a movimentos de massa da microbacia do Córrego Gebien, bairro Valparaíso, Blumenau (SC)

Abstract

O presente trabalho apresenta o resultado da análise de suscetibilidade a movimentos de massa da microbacia do Córrego Gebien, bairro Valparaíso, no município de Blumenau (SC). Na análise foram selecionados seis fatores condicionantes a movimentos de massa: litologia, uso e ocupação do solo, declividade, distância da área urbana, distância dos lineamentos e domínios estruturais. Esses fatores foram ponderados através do modelo de análise data-driven, pelo método da relação de frequência com base no inventário de 41 ocorrências de movimentos de massa pretéritos. Os fatores ponderados foram normalizados entre valores de 0 a 1 para a obtenção do fuzzy membership e integrados através da lógica fuzzy gamma, em ambiente SIG. Três mapas de suscetibilidade foram gerados com valores gamma 0.9, 0.8 e 0.75, e validados pelo método Receiver Operating Characteristic (ROC) e Area Under the Curve (AUC). Para obtenção dos dados litoestratigráficos foi realizado o mapeamento geológico em escala 1:10.000, que revelou a existência de rochas sedimentares neoproterozóicas e vulcânicas ácidas do Grupo Itajaí, além de rochas sienograníticas cambrianas associadas ao magmatismo tardio do Granito Subida. As rochas do Grupo Itajaí são representadas por arenitos finos, muito finos e finos a grossos da Formação Ribeirão Carvalho, siltitos da Formação Ribeirão do Bode e riolitos da Formação Apiúna. O magmatismo granítico é caracterizado por sienogranitos isotrópicos. A geologia estrutural é caracterizada por um padrão de estruturas orientadas a NE-SW que representam os planos de acamamento das rochas sedimentares, e NW-SE, que correspondem ao padrão de fraturamento e falhas que afetam as rochas do Grupo Itajaí. Foram identificados quatro domínios estruturais: rochas com mergulho entre 15º e 40º, entre 45º e 75º, isotrópicas e sedimentos inconsolidados, sendo que a ponderação revelou que a primeira classe é a mais suscetível. A análise de lineamentos mostrou que 58,52% da área de estudo se situa a menos de 50 metros de estruturas geológicas, onde foram identificados 37 movimentos de massa pretéritos. Os dados de uso e ocupação revelaram que as classes mais suscetíveis correspondem às formas de uso antrópico, solo exposto e área urbana, e a distância da área urbana mais crítica corresponde a 20 metros. A ponderação das classes de declividade evidenciou que a suscetibilidade aumenta gradativamente em terrenos com inclinação superior a 30%, onde foram mapeados 97,87% dos eventos pretéritos, com valores mais críticos nos intervalos entre 70 a 75% de declive. A validação dos três mapas de suscetibilidade revelou que o valor de gamma igual a 0,75 se ajustou melhor ao modelo de análise adotado e apresenta 77,8% de acurácia (AUC = 0,778). O mapa de suscetibilidade final com o Índice de Suscetibilidade a Movimentos de Massa (ISMM) foi dividido em cinco classes – muito baixa (7,29%), baixa (25,72%), média (42,75%), alta (17,53%) e muito alta (6,71%) – e evidenciou quatro regiões críticas quanto a probabilidade de ocorrência de movimentos de massa. Através da análise foi observado que em regiões urbanas localizadas sobre siltitos a suscetibilidade é muito alta, assim como em áreas afetadas por falhas sinistrais, no contato entre o riolito e arenito fino.

The following study presents the result of landslide susceptibility analysis of Córrego Gebien microbasin, located in Valparaíso neighborhood, in Blumenau (SC). In the analysis six landslide causative factors were selected: lithology, land use, slope, distance from urban areas, distance from lineaments and structural domains. These factors were weighted through data-driven analysis model, by the method of frequency ratio based on the inventory of 41 previous landslide occurrences. The weighted factors were normalized between 0 and 1 to obtain the fuzzy membership and were integrated through the fuzzy gamma logic, in GIS platform. Three maps of landslide susceptibility were generated, with gamma values of 0.9, 0.8 and 0.75, and were validated by the methods Receiver Operating Characteristic (ROC) and Area Under the Curve (AUC). To obtain the lithostratigraphic data, a geological mapping in the scale of 1:10.000 was performed, in which was revealed the existence of neoproterozoic sedimentary and acid volcanic rocks of the Itajai Group, in addition to cambrian granitic rocks associated to the late magmatism of the Subida Granite. The rocks from the Itajai Group are represented by fine, very fine and fine to thick sandstones from Ribeirão Carvalho Formation, siltites from Ribeirão do Bode Formation and rhyolite from Apiúna Formation. The granitic magmatism is represented by isotropic syenogranites. The structural geology is characterized by a pattern of NE-SW oriented structures, which represent the bedding plane of the sedimentary rocks, and NW-SE oriented ones, which correspond to the pattern of fracturing and faults that affect the rocks of the Itajai Group. Four structural domains were identified: rocks with 15º to 40º and 45º to 75º dip, isotropic rocks and unconsolidated sediments, in which was revealed that the first category was the most susceptible to landslide occurrence. The lineaments analysis showed that 58,52% of the study area is located less than 50 meters away from the geological structures, where 37 previous landslides were identified. The data of land use revealed that the most susceptible category corresponds to the anthropic use - expose soil and urban areas - and the most critic distance is 20 meters away from urban areas. The weighting of slope categories showed that the susceptibility to landslides increases gradually in areas with slope higher than 30%, where 97,87% of the previous landslides were mapped, with more critical values between 70 to 75% of dip. The validation of the three susceptibility maps revealed that the gamma value of 0,75 adjusted better to the approach method analysis and represents 77,8% of accuracy (AUC = 0,778). The final susceptibility map with Landslide Susceptibility Index (LSI) was divided in five categories, very low (7,29%), low (25,72%), medium (42,75%), high (17,53%) and very high (6,71%), and showed four critical regions to landslide occurrence. Through the analysis it was observed that in urban areas located on siltites the susceptibility to landslide occurrence is very high, as well as areas affected by sinistral faults, on the contact between rhyolite and fine sandstone.