Efeitos da vegetação na modelagem de estabilidade de encostas na bacia hidrográfica do rio Cunha, Santa Catarina

Abstract

Os escorregamentos são processos naturais que podem trazer diversos impactos ambientais, sociais e econômicos. A identificação e mapeamento de áreas suscetíveis a escorregamentos são procedimentos importantes no gerenciamento de bacias hidrográficas. O uso de modelos de estabilidade de encostas auxilia na gestão da problemática envolvendo os escorregamentos, mas frequentemente negligenciam o efeito da vegetação. Este trabalho apresenta uma metodologia para analisar o efeito da vegetação em modelos de estabilidade de encostas. Em primeiro lugar, parâmetros relacionados a vegetação foram inseridos no equacionamento do Fator de Segurança (FS). A partir de análise de sensibilidade, verificou-se quais parâmetros possuem maior influência na estabilidade. Posteriormente, o modelo SHALSTAB foi modificado, inserindo os parâmetros mais relevantes, e aplicado na Bacia do rio Cunha. Os efeitos mecânicos, gerados pela presença da vegetação, inseridos na equação do FS são: coesão das raízes (cr); sobrecarga gerada pelo peso da vegetação (Sw); tensão cisalhante oriunda da ação do vento nas copas das árvores (Ve). Observou-se que cratua no sentido de aumentar a estabilidade da encosta e sua influência é a mais significativa dentre os parâmetros analisados e é maior em solos rasos, diminuindo com o aumento da profundidade. O parâmetro Sw atua na redução da estabilidade da encosta e exerce maior influência em solos rasos. Já o parâmetro Ve apresenta baixa influência sobre o FS e foi desconsiderado na formulação do SHALSTAB. A equação de FS se mostrou sensível a declividade até um ponto mínimo, após este ponto de declividade o FS varia pouco com o aumento da declividade. A análise de sensibilidade do modelo SHALSTAB modificado à variação dos parâmetros de entrada apresentou um comportamento similar àquele demonstrado pelo FS. Assim, a influência da vegetação na variação dos parâmetros e consequentemente na análise de estabilidade demonstrou ser relevante. Desta maneira, a formulação modificada do SHALSTAB proposta pelo presente trabalho pode ser utilizada na análise de estabilidade de encostas com presença de vegetação.

Landslides are natural processes that can cause environmental, social, and economic impacts. The identification and mapping of landslide prone areas are important procedures to watershed management. In this regard, slope stability models can help on these procedures. However, these models frequently neglect the effect of vegetation. This study presents a methodology that considers effects of vegetation in the factor of safety (FS) equation. To this end, parameters related to vegetation effect in slope stability were inserted in SHALSTAB model to verify its influence over landslides occurred in the Cunha River basin. The mechanical effects caused by vegetation added to the FS equation are root cohesion (cr), overload generated by vegetation weight (Sw) and shear stress caused by wind effects on tree canopy (Ve). Subsequently, we did a sensitivity analysis to identify which parameters have higher influence on the FS, adding the relevant ones to SHALSTAB formulation. We observed that crheightens slope stability and its influence is the most significant among the analyzed parameters, being higher in shallow soils and lower as soil depth increases. Sw reduces slope stability and wields more influence in shallow soils. Ve presented low influence on FS and was not added to SHALSTAB formulation. The FS equation proved to be sensitive on the slope to a minimum point, after this point the FS tends to vary little with the increase in the slope. The sensitivity of SHALSTAB to vegetation parameters was like the FS sensitivity. Thus, the vegetation influence on slope stability analysis proved to be relevant. Therefore, the modified SHALSTAB formulation proposed in this study can be useful to slope stability assessment in vegetated areas.