Análises espaciais:
Análises Avançadas
Profª Iana Alexandra Alves Rufino
([email protected])
Sistematização do Processo Decisório
 Fase de Inteligência: Definição do problema
“Promover a gestão integrada das águas
superficiais e subterrâneas no bairro do
Bessa (planície costeira) visando minimizar
os impactos sociais, econômicos e
ambientais causados pelos alagamentos
freqüentes.”
Sistematização do Processo Decisório
 Fase de Projeto: Quais as alternativas?
ALTERNATIVA “A”
Estabelecer um diagnóstico do ponto de vista da
susceptibilidade a alagamentos, identificando
“melhores” áreas para ocupação (áreas com menor
susceptibilidade a alagamentos) e “avaliando” as
áreas já ocupadas segundo alguns critérios
considerados (declividade, proximidade a corpos
hídricos, etc.)
Sistematização do Processo Decisório
 Fase de Projeto: Quais as alternativas?
ALTERNATIVA “B”
Estimular a utilização de água subterrânea do
freático para evitar o afloramento do lençol. Para
tanto, foram sugeridas algumas simulações como a
implantação de poços em algumas localizações
(baseadas no conhecimento dos especialistas) e o
bombeamento destes poços no período seco para
a obtenção de um rebaixamento suficientemente
grande para conter a recarga do período chuvoso.
Sistematização do Processo Decisório
 Fase de Projeto: Quais as alternativas?
ALTERNATIVA “C”
Promover um bom funcionamento dos canais
existentes para que eles continuem exercendo sua
função drenante tanto da água superficial quanto
subterrânea (fenômeno comprovado pelos estudos
da ATECEL/UFPB, 1999). Para tanto considerar a
proximidade dos canais para localizar poços
segundo os critérios da alternativa A.
Sistematização do Processo Decisório
 Fase de Projeto: Quais as alternativas?
ALTERNATIVA “A”
“C”
“D”
“B”
Estabelecer
Promover
Com
vistasaum
um
àutilização
urbanização
bom
diagnóstico
funcionamento
do
crescente
ponto
dos
de
dovista
canais
bairro,
da
Estimular
de água
subterrânea
do
susceptibilidade
a oeles
alagamentos,
freático para
evitar
afloramento
lençol.
existentes
garantir
uma
para
quantidade
que
continuem
mínimado
exercendo
deidentificando
áreasPara
sua
de
“melhores”
áreas
para
(áreas
com
menor
tanto,
sugeridas
algumas
simulações
como
a
funçãoforam
recarga
drenante
para
promover
tanto ocupação
da oágua
equilíbrio
superficial
ambiental.
quanto
susceptibilidade
alagamentos)
e “avaliando”
as
implantação de apoços
em algumas
localizações
subterrânea
Como
resultado
(fenômeno
podem
comprovado
ser sugeridas
pelos estudos
áreas
áreas
já
ocupadas
segundo
alguns
critérios
(baseadas no conhecimento dos especialistas) e o
da
verdes,
ATECEL/UFPB,
ou possíveis
1999).
alternativas
Para
tanto
tecnológicas
considerar
de
a
considerados
(declividade,
proximidade
a corpos
bombeamento
destes
poços
no período
seco
para
hídricos,
proximidade
impermeabilização
etc.)dedos
que
considerem
para localizar
o equilíbrio
poços
a obtenção
um canais
rebaixamento
suficientemente
grande para
conter ada
recarga
do período
chuvoso.
segundo
ambiental.
os critérios
alternativa
A.
O “caso Bessa”: Aspectos Físicos
Tabuleiros
Costeiros
CABEDELO
JOÃO PESSOA
Planície
Costeira
O “caso Bessa”: Localização
Lucena
PA
Bairro
do Bessa
Ri
o Ma
RA
ÏBA
Santa Rita
nd
R
IO
a ca r ú
S an
a
23
a
0 r
uá
Ja
Rio
io
h
2
gu
B R
JOÃO PESSOA
Rch
do Cabel o
Rio C uiá
Rio
G
m
e
ram
a
R
BR
R 1
01
3
ib e
0
Oceano Atlânti co
Cabedelo
O “caso Bessa”: Expansão Urbana
1976
1998
O “caso Bessa”: Alagamentos Freqüentes
Represamento
da drenagem
natural pela
implantação da
rede viária
(Junho/2000)
Alagamentos
(Julho/2004)
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
A.1. Dentre os lotes já ocupados,
identificar as áreas mais susceptíveis a
alagamentos,considerando as seguintes
hipóteses:
- Lotes em áreas muito rasas,
com baixos valores de declividade e
muito próximos a corpos hídricos
existentes possuem maior risco de
alagamento
- Lotes ocupados em ruas
pavimentadas possuem pouco ou
nenhum risco de alagamento
Resolução
Método de Interpolação
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
2 ,4 0
0
0 ,4
0
0 ,8
2,4 0
NT
0
80
400
400
600
600
A A
T T
L ÂL
NÂ TN
0
2 ,4
0
2 ,8
1,
60
2 ,0
0
200
200
0
800
800
1000 Meters
1000 Meters
T
O
IC
O
IC
ð ð
2,
LÂ
40
T
2,
A
A AT
T L
LÂÂ
NNT T
200
200
1,
2
00 0,4 0 0
0 ,80
1000 Meters
IC
ð
ð
800
1,0 0
O
I CC O
I
ð
600
0,
ð
ð
ð ð
ð
← NÍVEIS
400
20
ð
200
1,
ð
0
O
N
EA O
OC
N
EA
ð
ð
200
Meters
800800 10001000
Meters
OC
ð
600600
O
ð
400400
N
ð
ð
200200
EA
ð
ð
00
OC
O
N
EA O
OC EAN
OC
200
200
3,
60
Piezômetros
Profundidade:
(metros)
MNT →
8
2,
acima do
Nível do mar
0a1
40
2,
1a2
2a3
3a4
4a5
5a6
20
3,
6a7
acima de 7
0
2,
2,
2 ,80
Cotas Altimétricas:
(metros)
80
40
2.80
ð
0 a 0,5
0,5 a 1
1 a 1,5
1,5 a 2
2 a 2,5
2,5 a 3
3 a 3,5
3,5 a 4
4 a 4,5
4,5 a 5
acima de 5
2 ,80
3,
Níveis Piezométricos:
(metros)
40
0 ,8
0 ,4 0
0 ,0 0 0
ð
ðð
ð ð ðð
ð ð ð ð
ð
ð
ð ð
ðð ð ð
ð
ð ð ð ð
ð
ð
ð ð ð
ð
ð
ð
ð ð
ð ð
ð ð
ð
ð
ð
ð
2,
1 ,6 0
2 ,0 0
1 ,2 0
ð
0
0
ð
2 ,0
2 ,0
ð
40
0
ð
ð
ð ð
2 ,0
ð
2,
0
2 ,4 0
2 ,8
ð
ð
ð
1 ,6 0
ð
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
ð
ð
20
60
ð
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
ð
ð
ðð ð
ð ð
ð
ð
ðð
ð ðð
ð
ð
3,
ð
ð ð
ð
ð
ð
ð
O
Profundidade do Aqüífero
Profundidade=MNT
- NÍVEIS
ð
ð ð
0 a 0,5
0,5 a 1
1a2
2a3
3a4
Isolinhas
4a5
Potenciais
5a7
acima de 7
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Declividades
Distância aos corpos hídricos
0
200
400
600
800
1000 Meters
OC
OC
200
EA
EA
N
N
O
O
A
T
A
LÂ
NT
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
NT
O
O
0 - 0.5
0.5 - 1
1-2
2-3
3-4
4-5
6-8
8 - 10
acima de 10
LÂ
IC
IC
Declividades:
(metros)
graus
T
Distâncias:
(metros)
0 a 50
50 a 100
100 a 150
150 a 200
200 a 250
250 a 300
300 a 500
500 a 700
700 a 1000
acima de 1000
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Vias de acesso
OC
EA
N
N
O
N
A
T
L
T
LÂ
NT
A
N
EDIFICADO
EM CONSTRUÇÃO
ESTACIONAMENTO
LAZER
Lotes Ocupados
RUINAS/DEMOLIDO
em Ruas Não
SEM OCUPAÇÃO
Pavimentadas
TOMBADO
BR - 2 3 0
NT
O
O
O
USO DO SOLO:
LÂ
IC
IC
IC
BR - 2 3 0
T
T
Â
O
O
A
BR - 2 3 0
EA
EA
OC
OC
Uso do Solo
Lotes Ocupados
em ruas não
pavimentadas
Pavimentação:
Asfalto
Paralelepípedo
Solo
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
PROFUNDIDADE
DO AQÜÍFERO
(grid)
Função de Adequação:
Adeq.
DECLIVIDADE
(grid)
DISTÂNCIAS
AOS CORPOS
HÍDRICOS
(grid)
Função de Adequação:
Adeq.
Função de Adequação:
Adeq.
Decliv.
Dist..
Prof.
x peso
LOTES OCUPADOS
COM RISCO
DE ALAGAMENTO
(grid)
x peso
x peso
Map Calculator:
Maiores Valores
LOTES OCUPADOS
EM RUAS NÃO
PAVIMENTADAS
(grid)
Restrição:
Analisar apenas
nessa áreas
ANÁLISE
MULTICRITERIAL
ESPACIAL
LOTES OCUPADOS
COM MAIOR RISCO DE
ALAGAMENTO
(grid)
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
OC
EA
Mapa Critério “Profundidade”
N
O
A
T
LÂ
Função linear decrescente:
NT
IC
BR - 2 3 0
O
Menor profundidade → Mais adequado
Adequação:
0 a 20
20 a 40
40 a 60
60 a 80
80 a 100
250
0
250
500
750
10 00 Met ers
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
OC
Mapa Critério “Declividade”
EA
N
O
A
T
Função linear decrescente:
LÂ
NT
IC
BR - 2 3 0
O
Declividades menores → Mais adequado
Adequação:
0 a 20
20 a 40
40 a 60
60 a 80
80 a 90
90 a 100
250
0
250
500
750
10 00 Met ers
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
OC
Mapa Critério
“Distância aos corpos hídricos”
EA
N
O
A
T
LÂ
NT
IC
Função linear decrescente:
O
BR - 2 3 0
Menor distância → Mais adequado
Adequação:
0 a 20
20 a 40
40 a 60
60 a 80
80 a 90
90 a 100
250
0
250
500
750
10 00 Met ers
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Análise Multicriterial Espacial: representação algébrica
Combinação Ponderada: atribuição de pesos pela equipe de gestão
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Maiores valores do
Plano de Informação
resultante da
análise multicriterial espacial
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
A.2. Avaliar o risco de “ilhas”: lotes, ocupados ou não,
cercados por áreas muito “rasas”
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Áreas com Profundidades
menores que 3 m
Lotes considerados
“ilhados”
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
A.3. Restrições de ocupação baseadas na legislação
vigente, considerar:
- Corpos hídricos com mais de 10 e menos de 50
m de largura: preservação permanente - faixa
marginal de 50 m.
- Corpos hídricos com menos de 10 m de largura:
preservação permanente - faixa marginal de 30 m.
- Zonas de preservação permanente previstas
(ZPP) no Plano Diretor Urbano
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
OC
500
0
500
1000 Meters
EA
N
N
O
A
T
L
Â
N
T IC
BR - 2 3 0
O
ZEP 4
ZEP 5
Restrições
Legais
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Restrições
Legais
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
A.4. Dentre os lotes não ocupados, identificar as
melhores áreas considerando:
- As áreas de preservação permanente não
devem ser ocupadas sob hipótese alguma;
- Áreas mais distantes de corpos hídricos ou
drenos existentes;
- Maiores cotas de profundidade do aqüífero;
- Declividades que não sejam muito baixas;
- Distantes dos lotes ocupados com maior
risco de alagamento;
- Próximos a uma via de acesso pavimentada;
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
N
N
Distâncias às
vias de acesso
Distâncias aos
lotes ocupados
com maior
susceptibilidade
a alagamentos
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
0
250
500
750
10 00 Met ers
Â
NT
A
750
10 00 Met ers
T
LÂ
NT
O
BR - 2 3 0
O
BR - 2 3 0
500
IC
IC
Adequação:
0a5
5 a 10
10 a 20
20 a 40
40 a 60
60 a 80
80 a 90
90 a 100
250
O
O
L
0
N
N
T
250
EA
Distância
aos lotes
com maior
risco de
alagamento
EA
A
OC
OC
250
Distância às
principais
vias de
acesso
Adequação:
0 a 20
20 a 40
40 a 60
60 a 80
80 a 90
90 a 100
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
0
250
500
750
10 00 Met ers
EA
N
EA
OC
OC
250
N
O
A
T
LÂ
A
NT
I
BR - 2 3 0
Adequação:
0 a 20
20 a 40
40 a 60
60 a 80
80 a 90
90 a 100
T
LÂ
NT
I
CO
CO
BR - 2 3 0
Declividades
O
Profundidades
Adequação:
0 a 10
10 a 20
20 a 30
30-40
40 a 60
60 a 80
80 a 90
90 a 100
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “A”: Susceptibilidade a Alagamentos
Análise Multicriterial Espacial: representação algébrica
Melhores áreas
para ocupação
Lotes vazios
sobrepostos às
melhores áreas
Resultado
dagestão
Combinação Ponderada: atribuição de pesos pela
equipe de
análise
multicriterial
espacial
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
B.1. Simular a existência de poços em algumas
localizações, considerando as seguintes hipóteses:
- Edifícios com mais de 20 unidades habitacionais poderiam
utilizar água do freático para usos como: lavagem de carros e
calçadas, limpeza de fachadas, irrigação de jardins, etc. (alguns
destes edifícios já possuem poços em funcionamento - dado
ausente nos cadastros oficiais);
- Algumas Igrejas no bairro já possuem poços (dado ausente nos
cadastros oficiais);
- As praças poderiam ser locais de abastecimento dos carros-pipa
que normalmente regam os canteiros das vias principais do bairro
(atualmente estes carros trazem água de outros locais para esse
fim);
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
B.1. Simular a existência de poços em algumas
localizações, considerando as seguintes hipóteses:
- Os postos de lavagem poderiam economizar água
encanada e bombear água do freático;
- Muitas das “mini-granjas” e residências de alto padrão do
bairro possuem enormes áreas verdes que poderiam ser
irrigadas com água do freático. Algumas destas edificações
já possuem poços (dado ausente nos cadastros oficiais);
- Alguns dos lotes maiores desocupados podem vir a ser
praças, e, portanto, podem abrigar poços para os usos
citados anteriormente;
CADASTRO
MULTIFINALITÁRIO
(planilha)
Join
LOTES
(polígonos)
USO DO SOLO
(polígonos)
Query:
Qtde de Unidades ≥ 20
AND
Tipo = Predial
Query:
Tipo=Igreja
OR
Tipo=praça
OR
Tipo=Lava-jato
EDIFÍCIOS COM
MAIS DE 20 UNID.
(polígonos)
IGREJAS, PRAÇAS E
LAVA-JATOS
(polígonos)
Add centroid
Add centroid
LOCALIZAÇÃO
DE POÇOS I
(pontos)
LOCALIZAÇÃO
DE POÇOS II
(pontos)
Query:
Área ≥ 1000 m2
AND
Tipo=Residencial OR
Residencial Fechado
AND
Qtde_unid = 1
AND
Classificação=CASA
Query:
Área ≥ 2000 m2
AND
Classificação≠Ocupada
POSSÍVEIS GRANJAS
OU MANSÕES
(polígonos)
GRANDES LOTES
DESOCUPADOS
(polígonos)
N
L
Â
A A
T TL
L Â
ÂNN
T T
NT
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
L
Â
NT
O
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
T
IC
O
O
I CO
IC
IC
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
O
A
O
IC O
IC
Resultado das Consultas Espaciais
Praças Possíveis
AN
A AT
T L
L Â
 N
NT T
AA
TT
LL
ÂÂN
NTT
NT
O
Postos
Mini
Granjas ou
de Lavagem
Mansões
E
OC
Praça
Igrejas
Existente
O
N
EA NO
OC EA
OC
NT
LÂ
IC
O
Â
T
O
IC O
IC
IC
L
O
NO
E AN
O CE A
OC
Edifícios com
mais de
20 unidades
A
BR - 2 3 0
T
Postos
de Lavagem
O
O
A
Igrejas
Praça
Existente
N
EA
OC
EA
O
N
EA O
OC EAN
OC
OC
T
Edifícios com
mais de
20 unidades
0
B R - 2 3
B R - 2 3 0
N
I C O
N T
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
[Nível_Maio_99] + 0,10 (+0,20, +0,30, +0,40) = [Nível Acrescido]
[Áreas aflorantes] = células onde : [Nível Acrescido] ≥ [MNT]
O
O
A
T L
A
T L
T
A
L
ÂN
T
T
L
ÂN
T
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
0
B R - 2 3
- Repetir o procedimento para diferentes valores de recarga (100,
200, 300 e 400 mm) e verificar se surgem novos pontos de afloramento
IC
O
I C O
N T
I C O
N T
IC
Â
B.3. Simular a existência de poço nos locais de afloramento mais
freqüentes e identificar estes locais:
- Adicionar uma recarga uniforme ao nível do aqüífero
Â
B R - 2 3 0
O
O
N
N
A
N
EA
OC
A
A
N
EA
OC
E
O C
E
O C
B.2. Escolher preferencialmente o bombeamento de poços nas
Recarga
Recarga
Recarga
áreas onde
o nível do aqüífero
é mais raso no
período mais secoRecarga
100 mm
200 mm
300 mm
400 mm
(profundidades ≤ 3 m)
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
Localizações sugeridas pelo
SIG para
ativação/implantação de
poços no Bairro do Bessa
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
B.6. Simular o bombeamento dos poços:
- Com a mesma vazão: 10m3/s para todos os
poços simulados
- Com vazões diferenciadas pelo uso ou
localização:
. 20m3/dia para poços localizados nas
praças (existentes e simuladas)
. 20m3/dia nos locais de afloramento
. 10m3/dia nos demais poços simulados
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
OC
Verificação
de Intrusão
Salina
EA
N
O
A
T
L
ÂN
T
IC
BR - 2 3 0
O
Maiores
valores de
Rebaixamentos
Obtidos
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “B”: Rebaixamento do Lençol
OC
Níveis piezométricos mais altos
após rebaixamento do lençol:
Situação Limite
EA
N
O
A
T
L
ÂN
T
IC
BR - 2 3 0
O
- Período: 15/06/99 a 15/07/99
- Simulação de recarga homogênea até
400 mm: não ocorre afloramentos
- Rebaixamentos bem distribuídos
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “C”: Bom funcionamento dos canais
C.1. Simular a existência de poços nas localizações
apontadas pela alternativa “B” considerando a
proximidade dos canais (200 m)
C.2. Simular o funcionamento dos canais como
drenos
subterrâneos
considerando
um
funcionamento ótimo, ou seja, sem problemas de
limpeza/obstrução
C.3. Limitar a análise baseada na intrusão salina,
observando nas simulações quando o nível do
aqüífero se apresentar muito baixo próximo da linha
de costa
SIG e Modelagem de Dados: parte III
Alternativa “C”: Bom funcionamento dos canais
OC
OC
0
#
O
O
0
#
N
N
0
#
EA
EA
0
0#
#
#
0
0
#
A
T
A
L
Â
N
L
Â
N
O
O
0
#
0
#
# #
0
0
0#
#
0
#
0
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0#
0
0#
#
0
#
0
#
0
#
0
#
0
#
BR - 2 3 0
BR - 2 3 0
0
#
0
#
0
#
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TI
C
C
TI
T
Localizações próximas aos canais
(200 m)
Alternativa “C”: Bom funcionamento dos canais
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
D.1. Gerar um novo mapa de profundidade após o
rebaixamento obtido
D.2. Determinar através de características como
permeabilidade do solo, declividade e precipitação
as áreas mais indicadas para recarga do aqüífero:
- Considerar uma precipitação média de 200 mm em todo o
bairro.
- Recarga = declividade + precipitação + permeabilidade +
profundidade do aqüífero
D.3. Apontar possibilidade e/ou viabilidade de áreas
verdes para servirem de áreas de recarga
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
Mapas Critérios
OC
“Declividade”
EA
N
Função linear monoticamente decrescente:
A
Menor declividade
→ Mais adequado
T
L
O
ÂN
T
IC
O
“Precipitação”
BR - 2 3 0
Função Constante
Mesmo valor de precipitação para todo o bairro
Profundidades:
(em metros)
“Profundidade após rebaixamento”
acima do
Nível do mar
0a1
1a2
2a3
3a4
4a5
5a6
acima de 6
Função linear monoticamente decrescente:
após o
Menor profundidade → MaisProfundidades
adequado
rebaixamento
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
OC
EA
Critério Restritivo:
N
O
“Permeabilidade”
A
T
LÂ
NT
IC
BR - 2 3 0
O
Áreas
Impermeáveis
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
Análise Multicriterial Espacial: representação algébrica
Combinação Ponderada:
“profundidade” e “precipitação” - relativamente o mesmo peso
Melhores áreas para recarga
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
Análise de Viabilidade de implantação de áreas verdes:
-“Área”: quanto maior → mais adequado (mais fácil a
implantação de uma praça, por exemplo);
-“Proximidade às residências”: quanto mais próximo
às unidades residenciais → mais viável a implantação
de uma praça;
-“Distância de outras praças”: quanto mais distante
→ mais adequado (novas praças não devem ser
implantadas muito próximas de praças existentes, para
que o bairro inteiro seja bem servido deste tipo de
equipamento);
-“Recarga”: critério
restritivo
→ analisar
nas
Lotes
recomendados
paraapenas
a
áreas apontadas pela
analise multicriterial
realizada
Implantação
de áreas verdes
anteriormente
Alternativa “D”: Garantir áreas mínimas de recarga
Escolha entre alternativas
Conclusões
Intervenções integradas na macro e
micro drenagem superficial e um
controle mais rigoroso do uso do solo
poderiam complementar os esforços
realizados por este trabalho, no sentido
de promover uma gestão inteligente e
integrada das águas neste ambiente
urbano costeiro.