Simulação e análise de fluxo de detritos na Bacia do Rio Timbé, localizada no município de Timbé do Sul/SC, Brasil

Abstract

A necessidade de identificação e o mapeamento das áreas com predisposição à ocorrência de processos naturais catastróficos, resultantes em danos e ameaça à sociedade, é uma demanda de elevada importância, principalmente pelo papel que exerce em situações de planejamento e gestão ambiental, territorial e de riscos. No Brasil, por meio da Lei 9.433/97, conhecida como lei das águas, que estabelece em seu art. 2º, III - a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo realizar uma simulação computacional de fluxo de detritos, através dos modelos Shallow Landsliding Stability Model (SHALSTAB) e o Simplified Rheology Based Debris Flow Simulation (SIRDEFLOW), analisando o alcance e altura final das deposições sobre a bacia do rio Timbé, localizada no município de Timbé do Sul/SC, Brasil. A metodologia utilizada consiste na criação do mapa de suscetibilidade de escorregamentos da bacia através do modelo SHALSTAB, gerando 112 pontos de iniciação de fluxo na qual foram inseridas no programa SIRDEFLOW para realização da simulação. Os resultados obtidos, foram 0,42 km2 de área total de deposição, distância total percorrida máxima de 2,09 km e mínima de 15,05 m e a altura final variando de 0,04 a 0,39 m, em relação aos pontos de iniciação, destaca-se o ponto 112 que percorreu 2,09 km afetando uma área de 27.775,00 m2 , salientando também a influência das áreas de iniciação de fluxo, assim como a declividade como um dos principais agentes de espalhamento. Além disso, foi possível a geração da informação de propagação do fluxo de detritos, demostrando o comportamento da bacia hidrográfica do rio Timbé em relação a esse tipo de fenômeno. Posto isto, constatou-se que as áreas de deposição se concentraram em região de vegetação, não contemplando áreas antropizadas. Na qual podemos concluir que além dos fatores condicionantes para a ocorrência de um evento, a área de iniciação de fluxo é um fator de grande influência. Por fim, conclui-se que a bacia do rio Timbé é suscetível a escorregamentos translacionais rasos, assim como possui um potencial significativo a movimentos de massa. O modelo SHALSTAB demonstrou ser uma boa ferramenta para determinação das áreas com predisposição a escorregamentos, assim como o SIRDEFLOW para a determinação de alcance e altura final dos fluxos de detritos. O que poderia representar ser mais uma ferramenta de auxílio aos gestores no planejamento urbano, políticas urbanas, zoneamento, planos preventivos de defesa civil, etc.

The need for identification and mapping of areas prone to catastrophic natural processes, resulting in damages and threats to society, is of utmost importance, especially due to its role in environmental, territorial, and risk planning and management situations. In Brazil, through Law 9.433/97, known as the water law, which establishes in its art. 2, III - the prevention and defense against critical hydrological events of natural origin or resulting from the inadequate use of natural resources. In this context, this study aims to perform a computational simulation of debris flow using the Shallow Landsliding Stability Model (SHALSTAB) and the Simplified Rheology Based Debris Flow Simulation (SIRDEFLOW) models, analyzing the extent and final deposition height in the Timbé River basin, located in the municipality of Timbé do Sul/SC, Brazil. The methodology used consists of creating a landslide susceptibility map of the basin using the SHALSTAB model, generating 112 flow initiation points that were input into the SIRDEFLOW program for simulation. The obtained results were 0.42 km2 of total deposition area, a maximum total distance traveled of 2.09 km and a minimum of 15.05 m, and a final height ranging from 0.04 to 0.39 m relative to the initiation points. Notably, initiation point 112 traveled 2.09 km, affecting an area of 27,775.00 m2 . The influence of the flow initiation areas, as well as slope steepness, emerged as primary factors in the spreading process. Additionally, it was possible to generate information on debris flow propagation, demonstrating the behavior of the Timbé River basin concerning this type of phenomenon. It was observed that the deposition areas concentrated in vegetated regions, excluding anthropized areas. Therefore, it can be concluded that in addition to the conditioning factors for an event's occurrence, the flow initiation area is a significant influencing factor. Finally, it is concluded that the Timbé River basin is susceptible to shallow translational landslides, as well as having significant potential for mass movements. The SHALSTAB model proved to be a valuable tool for determining areas prone to landslides, as well as SIRDEFLOW for determining the extent and final height of debris flows. This could represent an additional tool to aid managers in urban planning, urban policies, zoning, civil defense preventive plans, etc.