cabo verde 2011_jlz_1

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Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG – IGOT – UL www.riskam.org Métodos de Elaboração de Cartografia de Risco José Luís Zêzere RISKam – Centro de Estudos Geográficos Instituto de Geografia e Ordenamento do Território Universidade de Lisboa ([email protected]) 1º Seminário Internacional de Cartografia e Geosedia Praia, Cabo Verde, 1-2 Março 2011

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Métodos de Elaboração de Cartografia de Risco

José Luís Zêzere RISKam – Centro de Estudos Geográficos

Instituto de Geografia e Ordenamento do TerritórioUniversidade de Lisboa([email protected])

1º Seminário Internacional de Cartografia e GeosediaPraia, Cabo Verde, 1-2 Março 2011

Page 2: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

ÍNDICE

1. Catástrofes Naturais e (des)Ordenamento do Território

2. Modelo Conceptual do Risco

3. Avaliação do Risco

4. O Caso do Risco Geomorfológico

5. A Gestão do Risco

Page 3: Cabo verde 2011_jlz_1

1. Catástrofes Naturais e(des)Ordenamento do Território

Catástrofe natural - interrupção séria da funcionalidade de uma comunidade [na sequência de um evento natural perigoso], causando perdas humanas, materiais ou ambientais significativas, que excedem a capacidade da comunidade afectada em recuperar com base nos seus próprios recursos (Década Internacional para a Redução das Catástrofes Naturais; Organização das Nações Unidas)

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 4: Cabo verde 2011_jlz_1

Catástrofe: Relato de 10 ou mais mortes Relato de 100 ou mais pessoas afectadas Pedido de assistência internacional Declaração de estado de emergência

EM-DAT (Emergency Events Database), 2007

Evolução do número de catástrofes naturais no mundo

0

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200

300

400

500

600

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1905

1910

1915

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1980

1985

1990

1995

2000

2005

catá

stro

fes

nat

ura

is

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 5: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

PROJECÇÕES DA MUNICH RE (2001) PARA 2050:

100.000 mortos / ano

300 biliões de dólares /ano

... Devido a perigos naturais

Page 6: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

O suporte físico do território, e o seu funcionamento, estão a ser devidamente considerados nos processos de ordenamento do território e planeamento urbano ?

Os fenómenos naturais com potencial destruidor estão a aumentar de intensidade e de frequência ?

Page 7: Cabo verde 2011_jlz_1

“Fenómenos naturais potencialmente danosos para o Homem e para as suas actividades”

VULNERABILIDADE PASSIVA

(expansão da população e das actividades

económicas para zonas naturalmente expostas a

perigos naturais)

Interferência directa/indirecta na

actividade dos processos de instabilidade natural

Agravamento

PERIGOSIDADE NATURAL

Situações de Risco mais frequentes e de maior magnitude

ACTIVIDADE HUMANA NO TERRITÓRIO

Page 8: Cabo verde 2011_jlz_1

Lacoma (Pirinéus)

INEVITÁVEL ?

SIM !

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 9: Cabo verde 2011_jlz_1

Las Colinas 2001INEVITÁVEL ?

É possível identificar as manifestações de perigo no território e prever (com uma margem de incerteza controlada) a sua incidência espacial e temporal.

NÃO !

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 10: Cabo verde 2011_jlz_1

2. Modelo Conceptual do Risco (adaptado de UNDRO, 1979; Varnes, 1984; Panniza, 1990)

Processos e Acções Perigosos Elementos

populaçãoconstruçõesinfra-estruturasactividades económicasvalores culturais e paisagísticosorganização socialprogramas de expansão e potencialidades do território

Perigosidade (Hazard) (P)(f = Susceptibilidade; Probabilidade)

Vulnerabilidade

RISCO

Valor (E)

Elementos Expostos

populaçãoconstruçõesinfra-estruturasactividades económicasvalores culturais e paisagísticosorganização socialprogramas de expansão e potencialidades do território

Vulnerabilidade (V)

naturais (e.g., sismos, tsunamis, movimentos de massa, cheias)tecnológicos (e.g., indústrias e mercadorias perigosas)

ambientais (mistos) (e.g.,incêndios florestais, contaminação de aquíferos)

R = f (P,V,E) R = P*V*E

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 11: Cabo verde 2011_jlz_1

Rt = (E) (Re) = (E) (P x V)

P – Perigosidade (Hazard) (Probabilidade: 0-1)

V – Vulnerabilidade (0-1)

E – Valor dos Elementos Vulneráveis

Re – Risco Específico (P x V)

Dp – Dano Potencial (E x V)

Rt – Risco Total

EQUAÇÃO BÁSICA DO RISCO

VARNES (1984) - Landslide hazard zonation: a review of principles and practice. UNESCO, Paris.

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 12: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

P - Perigosidade natural (natural hazard)

Probabilidade de ocorrência de um fenómeno potencialmente destruidor, num determinado período de tempo e numa dada área.

Rt = (E) (Re) = (E) (P x V)

Susceptibilidade (susceptibility)

Propensão de uma área para ser afectada por um determinado perigo, em tempo indeterminado, sendo avaliada através dos factores de predisposição para a ocorrência do perigo, não contemplando o seu período de retorno ou probabilidade.

Page 13: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

V – Vulnerabilidade (Vulnerability)

Grau de perda de um elemento em risco, em resultado da ocorrência de um fenómeno natural de determinada magnitude. Expressa numa escala de 0 (sem perda) a 1 (perda total).

Rt = (E) (Re) = (E) (P x V)

E - Elementos em risco, Elementos expostos (elements at risk, exposed elements)

População, equipamentos, propriedades, actividades económicas, etc., expostos (potencialmente afectáveis) a um processo perigoso num determinado território.

Page 14: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Risco (Risk)

Probabilidade de ocorrência, e a respectiva quantificação em termos de custos, de consequências gravosas, económicas e para a segurança das pessoas, em resultado de um fenómeno perigoso, natural ou induzido pela actividade antrópica, num determinado período de tempo e numa dada área.

Rt = (E) (Re) = (E) (P x V)

Page 15: Cabo verde 2011_jlz_1

1 – Que fenómeno ?

2 - Onde ?

4 - Quando ?3 – Até onde ?

5 - Quem ?O quê ?Como ?

6 - Quanto ?

Perigosidade * Vulnerabilidade * Valor = RISCO

3. Avaliação e Cartografia do Risco

PERIGOSIDADE

VULNERABILIDADE

VALOR DOS EL.VULNERÁVEIS

(adaptado de Leroi,1996, 1997)

Aumento daIncerteza

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Page 16: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

CASCATA DE PROCEDIMENTOS DA AVALIAÇÃO DA SUSCEPTIBILIDADE(Gueremy, 1984; Asté, 1991; Soeters & Van Westen, 1996; Guzzetti, 2005):

Inventário das ocorrências do fenómeno

Identificação dos factores de predisposição

Ponderação dos factores de predisposição

Modelo Preditivo: Classificação da susceptibilidade

Avaliação do desempenho do modelo preditivo

4. O Caso do Risco Geomorfológico

Page 17: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Métodos de avaliação da susceptibilidade geomorfológica e sua adequação às escalas de análise (adaptado de Soeters & Van Westen,

1996 e Guzzetti, 2005)

Aplicados sobre unidades de terreno pré-definidas

Page 18: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-ULMétodos directos

10 0

150

2 00

10 0

15 0

20 0

25 0

15 0

200

300

25 0

200 200

250

300

1 50

200

250

100

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20 0

10 0

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S

Z

0 200 m

r - deslizamento rotacionalt - deslizamento translacional superficiale - desliza mento/desabamento por erosão lateralc - movimento complexoi - movimento indetermina do

rg - retrogressão

Classe de SusceptibilidadeReduzida ou NulaModerada com média a baixa probabilidadeModerada com elevada probabil idadeForte com média a baixa probabil idadeForte com elevada probabilidade

N

Depressão da Abadia (Garcia, 2002)

Page 19: Cabo verde 2011_jlz_1

Modelo determinístico de avaliação dinâmica da susceptibilidade na bacia da Ribeira Quente (Fonte: Amaral et al., 2009)

Elapsed Time (hr)

0 20 40 60 80 100 120 140

Ra

infa

ll (

mm

/h)

0

5

10

15

20

25

30

Rainfall (mm/h)

Elapsed Time (hr)

0 20 40 60 80 100 120 140

Rai

nfa

ll (

mm

/h)

0

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10

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30

Rainfall (mm/h)

Elapsed Time (hr)

0 20 40 60 80 100 120 140

Rai

nfa

ll (

mm

/h)

0

5

10

15

20

25

30

Rainfall (mm/h)

06/Mar/2005 – 10:00 06/Mar/2005 – 18:00 06/Mar/2005 – 22:00

Page 20: Cabo verde 2011_jlz_1

LitologiaDeclive (graus)

Parâmetros utilizados:

LITOLOGIA DECLIVE

Depósitos superficiais 10

Rochas carbonatadas compactas 25

Rochas sedimentares detríticas (grés, conglomerados) 15

Rochas sedimentares plásticas (margas, argilas) 10

Rochas graníticas e afins 25

Rochas quartzíticas e afins 25

Rochas xistentas 15

Rochas vulcânicas 20

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-ULMétodos heurísticos

Page 21: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-ULMétodos estatísticos (I)

Mapa de Eventos

Eventos (movimentos do tipo Z)

Temas T1, T2,...,Tn(variáveis independentes)

p(T1j...Tnj) p(T1j) p(Tnj)p(...) p(ε|T1j)

p(ε|...) p(ε|Tnj) p(ε)

COMPUTAÇÃO DE FUNÇÕES DE

FAVORABILIDADE E PONDERAÇÃO DAS

VARIÁVEIS

BASE DE DADOS CARTOGRÁFICA

AVALIAÇÃO DA SUSCEPTIBILIDADE

REGRA DE INTEGRAÇÃO

MAPA DE SUSCEPTIBILIDADE [1]

INTEGRAÇÃO CARTOGRÁFICA

Construção de modelos preditivos

Page 22: Cabo verde 2011_jlz_1

0.0767

Mapa de susceptibilidadenão classificado

(baseado na série completa de deslizamentos -100 casos).

Deslizamentos trans. superf.Área: Fanhões-Trancão

Função de probabilidade condicional conjunta

Page 23: Cabo verde 2011_jlz_1

Taxa de sucesso da avaliação da susceptibilidadebaseada na série completa de deslizamentos translacionais superficiais

Page 24: Cabo verde 2011_jlz_1

Métodos estatísticos (II)Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL

Validação de modelos preditivos

Page 25: Cabo verde 2011_jlz_1

Partição da base de dados de deslizamentos com critério temporal

Grupo de Modelação

Grupo de Validação

Número Área Afectada (m2)

46 88.457

Número Área Afectada (m2)

54 53.719

ANO DE REFERÊNCIA:1979

Page 26: Cabo verde 2011_jlz_1

0.0634

Deslizamentos trans. superf.Área: Fanhões-Trancão

Função de probabilidade condicional conjunta

Mapa de susceptibilidadenão classificado(baseado no grupo de deslizamentos de estimação (idade 1979, 46 casos)

Page 27: Cabo verde 2011_jlz_1

Taxa de predição da avaliação de susceptibilidade baseada no grupo de deslizamentos de estimação (idade 1979, 46 casos) e comparada com o

grupo de deslizamentos de validação (idade > 1979, 54 casos).

Shallow translational slides

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Percentage of study area predicted as susceptible using estimation group landslides

Per

cent

age

of p

redi

cted

val

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ion

grou

p la

ndsl

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0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Estim

ated probability (%)

Estimated probability forsusceptibility classes

Success-rate

Prediction-rate

I

II

III

IV V

8%; 41%

18%; 70%

35%; 86%84%; 100%

Page 28: Cabo verde 2011_jlz_1

Capacidade preditiva dasclasses de susceptibilidade

Mapa de susceptibilidade

Classificado de acordo com a taxa de predição(temporal)

Deslizamentos trans. superf.Área: Fanhões-Trancão

Função de probabilidade condicional conjunta

Page 29: Cabo verde 2011_jlz_1

y = 7,4296x + 107,17R2 = 0,9437

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

consecutive days

Rai

nfa

ll (

mm

)

No landslides Shallow landslides Deep landslides Trend (landslides)

AB

C

Deslizamentos rotacionaisDeslizamentos translacionaisMovimentos complexos e compósitos

Deslizamentos translacionais superficiaisMovimentos desencadeados por erosão lateral

Relação quantidade - duração da precipitação antecedente

Page 30: Cabo verde 2011_jlz_1

Mapa dePerigosidade

Cenário desencadeante [1](128 mm / 3 dias) Período de retorno = 8,5 anos

Deslizamentos trans. superf.Área: Fanhões-Trancão

Função de probabilidade condicional conjunta

Page 31: Cabo verde 2011_jlz_1

Risco, em €

RISCO (CUSTOS DIRECTOS)

DESLIZAMENTOS TRANSLACIONAIS

Page 32: Cabo verde 2011_jlz_1

Susceptibilidade

Causas Efeitos

Elementos vulneráveis

Tipologia Valor

Perigosidade Intensidade Vulnerabilidade

Risco Específico Perda potencial

RISCO TOTAL

GESTÃO DO RISCO

Risco aceitável

Frequência temporal

ESQUEMA OPERACIONAL PARA A AVALIAÇÃO E GESTÃO DO RISCO

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco Ambiental CEG-IGOT-UL5. A Gestão do Risco

Page 33: Cabo verde 2011_jlz_1

ZONAMENTO DASUSCEPTIBILIDADE

ORDENAMENTODO

TERRITÓRIO

GESTÃO DO RISCODecisões Monitorização

1. ACEITAR O RISCO

2. MITIGAR O RISCO

a) Reduzindo a perigosidade

b) Reduzindo o valor do elemento em risco

c) Reduzindo a vulnerabilidade

� medidas estruturais defensivas e de reforço

� sistemas de alerta

� planos de emergência e de socorro

3. EVITAR O RISCO

a) Evacuação das áreas perigosas e procura de localizações alternativas

b) Interdição ou limitação à expansão urbanística emzonas perigosas

c) Definição de utilizações dos terrenos consentâneascom o grau de perigosidade que os caracteriza

Page 34: Cabo verde 2011_jlz_1

Avaliação e Gestão de Perigosidades e Risco AmbientalCEG-IGOT-UL