Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-08T20:18:40Z No. of bitstreams: 1 2016_RaquelFetter.pdf: 7574788 bytes, checksum: 10d3a752497782b633048d80205b256f (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-12T19:10:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RaquelFetter.pdf: 7574788 bytes, checksum: 10d3a752497782b633048d80205b256f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T19:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RaquelFetter.pdf: 7574788 bytes, checksum: 10d3a752497782b633048d80205b256f (MD5) / O regime pluviométrico no Brasil apresenta significativas variações no espaço e no tempo e a compreensão dos mecanismos que contribuem para essa variabilidade torna-se mais complexa ao migrar para escalas de maior detalhe. Assim, este trabalho propõe uma abordagem metodológica para o tratamento e estudo da variabilidade pluviométrica no Brasil, por meio de informações espaço-temporais de pluviosidade (1888-2010), direção e velocidade do vento (2012-2015) e do Modelo Digital de Elevação (0.025º). O Índice de Proporção de Escalas (IPE) proposto descreve a contribuição relativa da heterogeneidade do espaço e do tempo na variabilidade do regime pluviométrico; o teste de Mann-Kendall identifica tendências espaço-temporais na variabilidade pluviométrica e o Potencial Orográfico de Chuvas descreve o potencial de o relevo brasileiro influenciar a distribuição espaço-temporal da pluviosidade. Foram identificados 5 padrões de IPE, dos quais, A, B e C indicam uma alta variabilidade das chuvas em função do espaço, numa região circular entorno do Brasil central, mais evidentes em distintos meses do ano, de acordo com a localização. Os padrões D e E, no Brasil central e extremo sul do país, correspondem à alta variabilidade temporal das chuvas, que se mantém elevada praticamente o ano todo. Pela análise multiescalar de tendências, percebe-se um incremento significativo de tendências com maiores generalizações temporais. As tendências positivas (TP) aumentam em quantidade e se fortalecem, enquanto que as tendências negativas (TN) aumentam em quantidade e enfraquecem nos locais onde foram originalmente identificadas. Com o aumento da generalização espacial ocorre a diminuição nas ocorrências quando associadas a pequenas generalizações temporais. O principal efeito da generalização espacial é de homogeneização da distribuição de tendências temporais que, quanto mais pontuais e esparsamente distribuídas no espaço, são suavizadas e até eliminadas, enquanto as TN fracas se fortalecem e, as TP fortes enfraquecem. De modo geral, a maior parte do Brasil apresenta POCs muito próximos a 0 (nulo), indicando a ortogonalidade do vento em relação ao relevo e/ou o caráter plano do mesmo. A exceção é o extremo norte do país, com grandes elevações localizadas, e a porção leste do Brasil, caracterizando esses locais como os mais propícios para a ocorrência de chuvas orográficas (POC+) e o efeito de sombra de chuva (POC-). O POC apresenta grande congruência com a literatura sobre chuvas orográficas e alerta sobre locais e períodos do ano para os quais necessitam de maiores esforços de investigação, como os meses entre maio e outubro, quando o POC se eleva da costa ao interior do continente nas regiões sudeste e nordeste, e do extremo norte do Brasil, onde a quantidade de estudos foi inferior de ao restante do país. Na calibração do POC pelo IPE por meio da análise de correlação linear, os maiores R2 mensais ocorrem para PO+ (formação de chuvas orográficas), principalmente em junho, onde 25% da variabilidade espaço-temporal do efeito orográfico é explicação pelo POC. O caráter ideográfico e nomotético da abordagem proposta possibilitam análises singulares e de caráter genérico da variabilidade pluviométrica, visando o aperfeiçoamento da análise regional, como sugerido para a disciplina geográfica. / The rainfall in Brazil presents significant variations in space and time and understanding the mechanisms that contribute to this variability becomes more complex when migrating to scales of greater detail. Thus, this study proposes a methodological approach for the treatment and study of rainfall variability in Brazil, through space-temporal rainfall information (1888-2010), direction and speed of the wind (2012-2015) and the Digital Elevation Model (0.025o). The Scale Proportion Index (IPE) proposed describes the relative contribution of the heterogeneity of space and time in the rainfall variability; The Mann-Kendall test identifies temporal trends in rainfall and the Orografic Potential of Rainfall (POC) describes the potential of the brazilian relief to influence the spatial and temporal distribution of rainfall. We identified 5 patterns of IPE. The patterns called A, B and C indicate a high variability of rainfall in function of space and draw a circular region around the central Brazil, more evident in some months, according to the location. The patterns D and E, in central Brazil and the southern extreme of the country, show a high temporal variability of rainfall, which remains high almost all the year. The multi-scalar trends analysis shows a significant increase of trends with greater temporal generalizations. Along multiple scales, positive trends increase in quantity and become stronger, while negative tendencies also increase in quantity, but became weaker in the places where they were originally identified. As space generalization increases occurs a decreasing on trend occurrences when associated with small temporal generalizations. The main effect of spatial generalization is the homogeneity for temporal trends. As more punctual and sparsely distributed in space, more smoothed. Along scale increasing, the weak negative tendencies on original scale (detail) turns more strengthened for broad scales. Otherwise, the strong positive tendencies become more and more weak. In general, the greater part of Brazil presents POCs very close to 0 (zero), indicating the orthogonality of the wind in relation to the relief and/or the plane and flat terrain. The exception was the extreme north of the country, with a more complex relief, as well the east Brazilian coast, characterizing the more propitious condition for the orographic rainfall (POC+) and the rain shadows (POC-). The POC presents congruence with the literature on orographic rainfall, but also indicates places and times of seasonal cycle that require future research intensification, specifically the months between May and October, when the POC rises from the coast to the interior of the continent on southeast and northeast regions, as well in the north of Brazil with a lower research effort. The calibration of the POC based on IPE values was carried using a linear regression model. The largest R2 values occur for POC+ (orographic rainfall), especially in June, where 25% of the space-time variability (IPE) was promoted by orographic effect (POC+ variability). The ideographic and nomothetic approach adopted provides generic and singular analysis of rainfall variability, aiming at the improvement of the regional analysis, as suggested for the Geography discipline.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2011. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-03-29T15:04:14Z No. of bitstreams: 1 2011_WatilaPortelaMachado.pdf: 84556485 bytes, checksum: e3ccc55a486d94f16d7b668d944bd989 (MD5) / Approved for entry into archive by Elzi Bittencourt(elzi@bce.unb.br) on 2012-03-29T15:26:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_WatilaPortelaMachado.pdf: 84556485 bytes, checksum: e3ccc55a486d94f16d7b668d944bd989 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-29T15:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_WatilaPortelaMachado.pdf: 84556485 bytes, checksum: e3ccc55a486d94f16d7b668d944bd989 (MD5) / Em se tratando de ambientes tropicais, os movimentos de massa (escorregamentos) são os desastres naturais mais recorrentes estando diretamente associados à configuração geomorfológica e aos tipos de uso de cada área. O clima cumpre um papel fundamental na dinâmica destes processos, uma vez que, um dos gatilhos primários é a ação das chuvas de alta intensidade e /ou longa duração. Os métodos de previsão auxiliam na identificação de áreas mais susceptíveis à ocorrência de escorregamentos rasos permitindo que ações mitigadoras e preventivas sejam implementadas. Dentre as rotinas mais utilizadas para este fim encontra-se o SHALSTAB que combina um modelo hidrológico com um modelo de estabilidade de encostas para determinar a razão entre quantidade de chuva e a transmissividade do solo necessária para desencadear um escorregamento. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo determinar as zonas susceptíveis a ocorrência de escorregamentos rasos a partir do cálculo da coesão crítica do solo, no município de Paraty - RJ considerando a variação espacial dos índices de pluviometria oriundos da plataforma TRMM. Os procedimentos necessários para a aplicação do modelo de previsão de áreas susceptíveis a escorregamentos rasos nas encostas (SHALSTAB) a partir do uso de dados pluviométricos espacializados para determinação dos níveis de coesão crítica foram: a) Obtenção dos mapas derivados, b) Mapeamento de Cicatrizes, c) Aquisição dos Dados Pluviométricos, d) Aplicação do Modelo SHALSTAB, e) Análise da Eficácia do Modelo. A metodologia aplicada alcançou todos os objetivos propostos. As etapas executadas geraram resultados satisfatórios que evidenciam a importância do uso dos dados de pluviometria para detecção do nível crítico da coesão. As rotinas automatizadas de fácil manuseio e o uso de dados provenientes de plataformas gratuitas proporcionaram uma elevada praticidade para aplicação das rotinas utilizadas ressaltando o potencial para contribuição em atividades de planejamento e prevenção de catástrofes. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the case of tropical environments, mass movements (landslides) are the most frequent natural disasters directly related to the geomorphological setting and the landuse. The weather has a fundamental role play in the dynamics of these processes, since one of the triggers is the strong rainfalls with short or long periods. Previous knowledge of the shallow landslides susceptible areas allows preventative and mitigating actions to be implemented even before its occurrence. Among the most commonly used routines for this purpose is the SHALSTAB model that combines a hydrological model with a slope stability model to determine the ratio between rainfall and transmissivity of the soil necessary to trigger a landslide. Into this context, this study aimed to determine the susceptible zones to occur shallow landslides from the calculation of critical soil cohesion in the city of Paraty - RJ taking into consideration the spatial variation of pluviometry rates from TRMM platform. The procedures required to apply Shalstab model through the use of a pluviometric spatial data to determine the levels of critical cohesion were: a) Obtaining derivatives maps, b) Scars mapping, c) Acquisition of pluviometric data, d) Application of the SHALSTAB Model, e) Analysis of the model validation. The applied methodology reached out all proposed objectives. The steps performed generated satisfactory results which reveal the importance of using pluviometric data to detect critical cohesion level . Automated routines of easy handling and the use of data originating from free platforms have provided a high practical application of the routines used for emphasizing the potential for contribution in planning activities and disaster preparedness.

Orientador : Prof. Dr. Hugo Romero / Coorientador : Prof. Dr. Francisco Mendonça / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 16/10/2015 / Inclui referências : fls. 154-160 / Resumo: O Brasil devido a sua grande extensão territorial possui diferentes regimes climáticos e apresenta condições bastante diversificadas e influenciadas pela sua configuração geográfica, sua significativa extensão costeira, seu relevo e pela dinâmica das massas de ar que atuam sobre seu território. Este trabalho tem como objetivo analisar a distribuição espaço-temporal da pluviosidade (diária, mensal, sazonal e anual) na área de estudo buscando evidenciar os padrões de distribuição e tendências a partir de sua gênese e dinâmica no período de 1977-2011. A área de estudo é a região de abrangência do Clima Subtropical do Brasil, que apresenta características meteorológicas e climáticas particulares. Foram analisadas 635 estações pluviométricas distribuídas nos Estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. A pluviosidade média do total anual na região do Clima Subtropical para o período temporal selecionado ficou em 1690,8 mm. Na análise sazonal, a pluviosidade apresenta-se de forma onde não se verificam meses ou estação seca, e sim períodos de menor precipitação, sendo que a média no verão é 509,5 mm, outono 394,2 mm, no inverno 318,8 mm e 466,9 mm na primavera. O regime pluviométrico na parte Subtropical do Brasil não é homogêneo, apresentando variabilidade espacial e temporal condicionadas à interação de diferentes mecanismos. Na análise de tendência, foram utilizados três métodos estatísticos, sendo que os resultados mostram que a maioria das estações apresentaram tendências positivas. Palavras-chave: Clima, subtropical, pluviosidade, tendência. / Abstract: The Brazil due to its large territory has different climatic regimes and presents quite diverse conditions and influenced by its geographical setting, its significant coastal extension, its relief and the dynamics of air masses acting on its territory. This work aims to analyze the spatial-temporal distribution of rainfall (daily, monthly, seasonal and annual) in the study area to disclosing the distribution patterns and trends from its genesis and dynamics in the 1977-2011 period. The study area is the region covered by the Subtropical Climate Brazil, with particular meteorological and climatic characteristics. It analyzed 635 rainfall stations distributed in the states of Sao Paulo, Parana, Santa Catarina and Rio Grande do Sul. The average rainfall of the annual total in the Subtropical Climate region for the selected time period was 1690.8 mm. The seasonal analysis, rainfall is presented in a way where there are no months or dry season, but periods of lower rainfall, with average summer is 509.5 mm, 394.2 mm fall in the winter 318.8 mm and 466.9 mm in the spring. The rainfall in the Subtropical Brazil is not homogeneous, with spatial and temporal variability conditioned to the interaction of different mechanisms. In the trend analysis, three statistical methods were used, the results show that most plants showed positive tendencies. Keywords: Climate, subtropical, rainfall, trend.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2018. / Os deslizamentos estão entre os eventos naturais que mais provocaram mortes nos últimos anos, configurando-se como um grande problema em território nacional. Diversos estudos buscam formas de prever este tipo de fenômeno com base em parâmetros que permitam estabelecer patamares de segurança nas áreas mais susceptíveis. Dentre estes, a chuva é considerada o principal gatilho para o desencadeamento dos processos de desestabilização em áreas onde as condições morfométricas sejam propícias e tem sido adotada como indicador para a implementação de sistemas de alerta que permitam prever a ocorrência de deslizamentos com algum grau de efetividade. O algorítimo SHALSTAB conjuga a relação entre estas variáveis e tem obtido sucesso em âmbito global para a definição de zonas consideradas problemáticas do ponto de vista da estabilidade do solo. Entretanto, para que as previsões sejam realmente efetivas é necessário dispor de uma base de dados confiável, porém no Brasil, a escassez de dados sistematizados dificulta iniciativas neste sentido. O presente estudo propôs a simulação de deslizamentos a partir de produtos de Sensoriamento Remoto considerando a plataforma TRMM e o uso de dados SRTM na Bacia do Rio Itajaí (SC), área que sofreu em novembro de 2008 um dos maiores desastres associados a movimentos de massa em âmbito nacional. A metodologia proposta considerou de início o cálculo de níveis críticos de precipitação e coesão a partir do algorítimo SHALSTAB, partindo da comparação com dados de estações pluviométricas para as áreas afetadas, para a calibração dos mesmos a partir do processo de downscaling. Num segundo momento partiu-se para o uso de um MDT oriundo de orthofotos de alta resolução para a área mais problemática identificada na Sub-Bacia do Ribeirão Baú, considerando a relação da chuva com o volume relativo mobilizado e a acurácia do modelo conforme diferentes parâmetros de solo. Os procedimentos possibilitaram uma análise dinâmica do evento de 2008. Nesta simulação foi possível identificar a partir dos dados diários de precipitação quais as áreas mais afetadas em diversos momentos durante o período crítico de precipitação. O resultado alcançado possibilitou uma simulação mais efetiva dos locais onde as classes de risco foram definidas de acordo com a coesão crítica, durante as séries analisadas. Para a maior resolução, no resultado final com 22% da área classificada com algum grau de risco, foi possível interceptar 97% dos movimentos de massa identificados, considerando apenas a chuva de 23 de novembro de 2008. As conclusões permitem inferir que o uso de um procedimento semelhante poderia embasar um sistema de alerta em grande escala de abrangência, considerando que as bases iniciais utilizadas permitiram identificar as zonas mais críticas com relativo sucesso. / The landslides are the natural events that have caused most deaths in recent years, becoming a major problem in the national territory. Several studies seek ways to predict this type of phenomenon based on parameters that allow establishing safety levels in the most susceptible areas. Precipitation is considered the main trigger for the unleash of destabilization processes in areas where morphometric conditions are favorable and has been adopted as an indicator for the implementation of warning systems that allow to predict the occurrence of landslides with some degree of effectiveness. The SHALSTAB algorithm combines the relationship between these variables and has been successful globally for the definition of areas considered problematic from the perspective of soil stability. However, for predictions to be really effective it is necessary to have a reliable database, but in Brazil, the scarcity of systematized data makes difficult initiatives in this sense. The present study proposed the prediction of landslides from Remote Sensing products considering the TRMM platform and the use of SRTM data in the Itajaí River Basin (SC), an area that suffered in November of 2008 one of the largest disasters associated with mass movements at the national level. The proposed methodology considered the calculation of critical levels of precipitation and cohesion from the SHALSTAB algorithm, starting from the comparison with data of rainfall stations for the affected areas, to calibrate them from the downscaling process. Secondly, a high-resolution MDT was used for the most problematic area identified in the Baú river Sub-Basin, considering the relation between rainfall and the relative volume mobilized and the accuracy of the model according to different soil parameters. The procedures enabled a dynamic analysis of the 2008 event. In this simulation it was possible to identify from the daily precipitation data the most affected areas at different times during the critical precipitation period. The obtained result allowed a more effective prediction of the places where the risk classes could be defined according to the critical cohesion during the analyzed series. For the higher resolution, in the final result with 22% of the area classified with some degree of risk it was possible to intercept 97% of the mass movements identified, considering only the rain of November 23, 2008. The conclusions allow to infer that the use of a similar procedure could support a large-scale alert system, considering that the initial bases used allowed to identify the most critical areas with relative success.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-24T15:23:27Z No. of bitstreams: 1 2017_KatherinRocioCanoRojas.pdf: 8928367 bytes, checksum: 5040ca94ac7b888a409c5fd5d55090f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-01T14:21:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_KatherinRocioCanoRojas.pdf: 8928367 bytes, checksum: 5040ca94ac7b888a409c5fd5d55090f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-01T14:21:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_KatherinRocioCanoRojas.pdf: 8928367 bytes, checksum: 5040ca94ac7b888a409c5fd5d55090f7 (MD5) Previous issue date: 2017-11-01 / Os registros de perdas humanas associadas aos movimentos de massa aumentaram, significativamente, nos últimos anos documentando as precipitações de chuva como o principal agente provocador dos deslizamentos superficiais nas áreas urbanas tornando-se, esse, uma ameaça para a sociedade e um motivador para analisar a susceptibilidade das encostas aos deslizamentos quando submetidas a qualquer evento de chuva. Modelos conceituais e numéricos têm sido desenvolvidos para a análise da estabilidade de taludes, no entanto, até agora, os modelos têm revelado a necessidade de representar a infiltração da água em meios porosos e não saturados e analisar sua influência na dinâmica dos solos para a obtenção de resultados mais realistas. Tendo em vista que a ruptura de um maciço não é sempre atingida sob condições saturadas, então, em alguns casos, a análise que considera o fenômeno não saturado pode ser mais confiável e realista. Foi realizada a implementação de um modelo de estabilidade não saturado e transiente, na escala regional, onde é utilizada uma das soluções analíticas da equação de Richards proposta por Cavalcante e Zornberg, 2017. Como método de validação do modelo, foi usado um caso de estudo real, ocorrido no ano de 1990, no noroeste da Colômbia, onde um evento extremo de chuva ocasionou um conjunto de deslizamentos na mesma região. Para a modelagem da chuva em escala regional foi implementada a interpolação IDW, obtendo-se uma distribuição espacial das precipitações. A determinação do fator de segurança transiente foi feita a partir da proposta de Cavalcante e Camapum de Carvalho, 2017, na qual utilizaram o método do talude infinito. Para todas as implementações, foi utilizado o software Wolfram Mathematica como ferramenta computacional. A análise não saturada e transiente foi capaz, então, de representar a instabilidade superficial das encostas associada à infiltração da água da chuva, levando em consideração a implementação das chuvas prévias que determinam o aumento do teor de umidade do solo. Em virtude do uso de um número reduzido de parâmetros, o custo computacional do modelo, embora sendo em escala regional, é eficiente, o que permite que esta implementação possa ser usada na pratica da engenharia geotécnica. / The records of human losses associated with mass movements have increased significantly in recent years documenting the rainfall as the main agent provocateur of shallow landslides in urban areas becoming, this, a menace to society and a motivator to analyze the susceptibility of the slopes to landslides when subjected to any rain event. Conceptual and numerical models have been developed for the analysis of slope stability, however, up to now, the models have revealed the need to represent the water infiltration in unsaturated porous media and to analyse its influence on soil dynamics for more realistic results. Considering that the rupture of a massif is not always achieved under saturated conditions, the analysis considering the unsaturated phenomenon can be more reliable and realistic, in some cases. The implementation of a model of unsaturated and transient stability was done, on a regional scale, using one of the analytical solutions of the Richards equation proposed by Cavalcante & Zornberg, 2017. As a method of validating the model, a real study case was used. It occurred in the 1990 year, in northwestern Colombia, where an extreme event of rain caused a series of landslides in the same region. For the modeling of rain on a regional scale, the IDW interpolation has been implemented providing a spatial distribution of precipitations. The determination of a transient safety factor was made based on the equations presented in Cavalcante & Camapum de Carvalho, 2017, in which they used the method of infinite slope. For all implementations, the software Wolfram Matematica was used as a computational tool. The unsaturated and transient analysis was able to represent the surface instability of the slopes associated with infiltration of rainwater, taking into account the implementation of the previous rains that determine the increase in the moisture content of the soil. Due to the use of a small number of parameters, the computational cost of the model, although being at the regional scale, is efficient, allowing this implementation to be used in geotechnical engineering practice.