Aplicação de técnicas de geoprocessamento para a preservação dos recursos hídricos

Aplicação de técnicas de geoprocessamento para a preservação dos recursos h ídricos e estudos de vulnerabilidade socioambiental Glauco Umbelino 1 Douglas Sathler 1 Diego Macedo 2 Miguel Felippe 2 1 Universidade Federal de Minas Gerais - CEDEPLAR Rua Curitiba, 832. 9° andar \u2013 Cep: 30 170 120 \u2013 Belo Horizonte - MG, Brasil {glauco, douglas}@cedeplar.ufmg.br 2 Universidade Federal de Minas Gerais - IGC Av. Antônio Carlos, 6.627. Cep:31270-901 Belo Horizonte \u2013 MG diego@escandinavia.net / felippe@ufmg.br Abstract. The present stud y uses techniques of spatial infor mation treatment to identif y areas of high social vulnerabilit y in urban spaces. At fir st, a t heor etical discussion is acco mplished, based on main contributio ns rec ently published abo ut the theme. So , the p roje ct shows a method ological descrip tion viewing the preservation o f hydrical reso urces i n urban areas, app lying this methodo logy to the stud y of the " Córrego do Onça" hydrographic b asin. This ba sin covers par t of Belo Horizonte and Contagem and about the application of t he la w 9 .433 /97 it s hows a lot o f i mportant challenge s. Occupying an area o f 21 2,3 Km² and havin g a population e quivalent a 4 4% o f to tal of B elo Ho rizonte and Co ntagem, it is verified that a significant p art of these inhabitants live in hig h envir onmental vulnerabilit y areas, liable to r isks of landslides and floo ds. Palavra s-chave: remote sensi ng, i mage pro cessing, hydrogr aphic basin, po pulation gro wth, vulnerab ility, sensoria mento remoto, geop rocessamento, bacia hidro gráfica, crescime nto populacio nal, vulnerabilidad e . 1. Introdução No Brasil das últi mas décadas, as i nterferências humanas sob o meio nat ural foram intensificadas, contribuindo para a acentuação de diversos problemas ambientais e socioeconômicos em níveis alarmantes. O av anço da urbanização sob re o meio natural, de maneira d esordenada e se gregada, tem sido não só um fator gerador de problemas ambient ais, como também um produtor de descompassos sociais, envolvendo pobr eza, risco e vul nerabilidade em suas diversas fa ces (Martine, 1993; Smolka, 1993). A urbanização modific a todos os elementos da paisagem: o solo, a geomorfologia, a v egetação, a fauna, a hidrografia, o ar e o clima. A ocupação indiscriminada nos c entros urbanos é uma das principais fontes de problemas ambientais da s cidades, sendo que esses locais podem s er caracterizados pela el evada desi gualdade em termos de dist ribuição da renda, precárias condições de moradias e acesso reduzido aos serviços públicos, particular mente na parcela da população mais pobre e vulnerável em termos socioambientais. Pode-se afirma r, portanto, que os elevados níveis de pobreza urbana, exclusão social e degradação ambiental têm caracterizado a urbanização brasileira (Carvalho e Braga, 2001; Monte-Mór et al, 2003). O presente estudo lança mão de técnicas de geoprocessamento para identif icar áreas urbanizadas e não urbanizadas na bacia hidrográfica do Córr ego do Onça, e dentro destas, os l ocais de maior vulnerabilidade ambiental e social, propondo a preservação e reenquadrame nto dos cursos d´água nas áreas não urbanizadas, bem como a caracterização da população que não possui acesso à água tratada e rede de esgoto da b acia h idrográfica. Este proj eto deve se r visto como uma aproximação teórica, metodológica e empírica da temática exposta. Tentar-se-á aproxim ar diversas áreas do conhecimento, como a geografia, a demografia e a economia, que têm começado a demonstrar preocupações semelhantes no que tange à manutenção e preservação dos recursos hídricos em áreas urbanizadas. 5541 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. 4 3 artigo \ue00a anterior 9 2. Objetivos - Integrar aspectos teór icos, metodológicos e empí ricos, abordando as discussões relativas ao s desafios que se colocam para o planejamento urbano no país, em especial o voltado para a operacionalização da Lei das Águas em áreas pr edominantemente urbanas, to mando-se como estudo de caso a bacia hidrográfica do Córrego do Onça; - Util izar técnicas de classificação de ima gens de satélite para mapear a mancha urbana da bacia do Córrego do Onça em 2000 e 2006 1 . Dessa forma, será v erificada a l ocalização de áreas urbanizadas e não-urbaniz adas remanescentes nos referidos períodos. Pretende-se, d essa forma, indicar os locais ainda não urbanizados, onde políticas de preservação dos recursos hídricos podem ser instauradas com maior facilidade; - Elabor ar a compartimentação geomorfológica da bacia, visando identificar e m apear as áreas não urbanizadas e que ainda podem ser preservadas, bem como as áreas ocupadas em desconformidade com a legislação d e parcelament o do s olo urbano e preservação dos cursos d´água. A partir dessa informação, será produzido o zoneamento da bacia; - Propor o reenquadramento dos cursos d´água existentes nas área s ainda não urbanizadas em 2006, conforme especificado pela legislação; - Analisar as variáveis cens itárias de domicíli os e população com falta de a cesso a água tratada e rede de esgoto para o ano 2000, obtendo, dessa forma, o perfil das condições socioambientais da população vulnerável residente na área de estudo; - Verificar as possibilidades e limitações do uso do geoprocessamento aplicado à preservação dos recursos hídricos em áreas predominantemente urbanas. 3. Metodologia - As principais fontes de dados utilizadas são os microdados do Universo do Censo Demográfico de 2000, as imagens de sa télite Landsa t e ortofoto s da área de estudo para 2000 e 2006 e a base hidrográfica, hipsométrica (curvas de nível) e censitária de arruamento na bacia do Córrego do Onça; - Pretende-se dividir o projeto em três partes distintas, mas correlacionadas: a primeira de caráter teórico, feita a partir d e revisões bibliográficas; a se gunda apresentando a descrição da metodol ogia proposta para a pr eservação dos recursos hídricos em áreas predominantemente urbanas, bem como a avaliação da vulnerabilidade socioambiental das bacias hidrográficas; e a terceira, de cunho m ais empírico, apresentando a proposta metodológica aplicada na bacia hidrográfica do Córrego do Onça; - Para georreferenciar e analisar as i nformações censitárias, será c riado um Si stema de Informação Geográfico ( SIG), que pe rmitirá a espacialização e interpreta ção das inform ações aqui propostas; - P ara a c lassificação e interpretação das imagens de satélite e ortofotos, s erão utili zados os programas Spring, ENVI e ArcGIS, qu e possuem aplicativos para a classificação dessas imagens, sendo possível delimitar a mancha urbana e padrões de ocup ação domiciliar característicos de populações de alta vulnerabilidade ambiental 4. Panorama da Legislação Brasileira sobre a preservação das águas O marco legal da gestão de recursos hídricos no Brasil é o Código de Águas de 1934. Todavia, após os anos 80, o país p assou por um a rápida moder nização legal/institucional da gestão ambiental, fato comprovado pela aprovação da Lei 9.433, conhe cida como Lei das Águas, que foi promulgada em 08 de janeiro de 1997, regulamentando o inciso X IX do art. 21 da Constituição Federal, que instituiu Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH). Essa políti ca se baseia nos fundamentos de qu e a água é um bem de domínio público e um recurso natural limitado, dotado de valor econômico; a bacia hidrográfica é a unidade te rritorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos; e a su a gestão deve s empre proporcion ar o uso múltiplo, ser desc entralizada e contar com a 1 O ano 2 000 foi escolhido por ser a data referente ao último l evantamento censitário feit o no país, enquanto 2006 representa é o ano mais recente de disponibilidade das imagens de satélite. 5542 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. participação do poder p úblico, dos usuários e d a comunidade ( Brasil, 1997; Nogueira, 2004). No entender de Barbosa (1994): \u201cUma bacia hidrográfica é um siste ma terrestre e aquático geograficamente de finido e composto por siste mas físicos, biológicos, econô micos e sociais. C ontém, portanto, uma grande d iversidad e d e ambie ntes o nde se desenvol vem d iferentes atividades econômicas, as quais exerce m uma i nfluência direta na vegetação, nos s olos, na to pografia, nos c orpos d\u2019água e na biodiversidade em geral. Esta u nidade geográfica te m no seu rio formador o ponto central para o nde convergem o s remanescentes de todas as ativida des ali desenvolvidas\u201d. Além de importantes ins trumentos de política para o s etor, a Lei nº 9.433 /97 define a estrutura jurídico-administrativa do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (SNGRH). O estabelecimento desse a rcabouço institucional r epresenta um aspecto central para a gestão d e recursos híd ricos, na medida em que pr evê a criação dos Comitês de Baci as Hidrográficas (COBH). Os comitês se colocam como instâncias descentraliz adas e participativas de dis cussão e deliberação, que contam com a p articipação dos diferentes setores da soci edade, atuan do como fóruns de d ecisão no âmbito das Bacias Hidrográficas (Brasil, 1997; Nogueira, 2004). A ordenação do processo de uso e ocupação do solo urbano, atividade de competênci a municipal, deve ser questão prioritária numa polít ica de gestão ambiental. No entanto, a maioria dos municípios não demonstra esta r preparada, tanto tecnicamente quanto institucionalmente para esse desafio, além de que as Leis federais 6.766/79 2 e 9.433/97, i nstituídas para regular esse processo, não são colocadas na prática em quase t odos os municípios e bacias hidrográficas do país (Cavalcanti, 1999; Paula et al, 1997). Para que estudos envolvendo a vulnerabilidade socioambiental 3 sejam r ealizados, a unidade de análise espacial escapa às delim itações políticas, s endo necessários outros recortes espaciais para uma melhor compreensão desses estudos; a bacia hidrográfica apresenta-se como uma unidade alternativa de análise espacial (Paula et al, 1997; Hogan, 2000). 5. Localização e quadro fisiográfico da bacia O território de análise espacial é a bacia hid rográfica do Córre go do Onça, localizada na Região Metropolitana de Belo Horizonte (RMBH). A bacia si tua-se entre os paralelos 19º46\u201931\u2019\u2019S e 19º56\u201946\u2019\u2019S e os meridianos 43º52\u201930\u2019\u2019W e 44º05\u201917\u2019\u2019W. Ocupa uma área d e 212,3 km², representando 40,3% do t erritório de Belo Horiz onte e Cont agem (Figura 1). Em 2000, pos suía aproximadamente 1.242.000 habitantes, cerca d e 44% da popul ação to tal de Belo Horiz onte e Contagem (2.776.543 habitantes), segundo o último Censo Demográfico do IBGE. 2 Lei federal que dispõe sobre o par celamento do solo urbano nos municípios, explicita ndo, d entre outras c onsiderações, quais as áreas i nadequadas par a a ocupaç ão humana. 3 Par a fins metodológicos e a nalíticos, a v ulnerabilidad e socioambie ntal está sendo def inida co mo a coexistência ou sobrepo sição espacia l entre área s de risco ou de gradação ambiental (vulnerabilidad e ambiental), e gr upos pop ulacionais pouco aba stados e com alta p rivação (vulnera bilidade socia l), sendo a sobrep osição dessas d uas in formações consid erada como uma situação de vulnera bilidad e socioambiental. 5543 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. Figura 1- Localização da área de estudo O quadro fisiográfico da bacia hidrográfica do C órrego do Onça é divers ificado e int imamente vinculado com o substrato geoló gico. A recarga d o aqüífero do Complex o Belo Horizonte é reali zada exclusivamente por infiltração de águas superficiais, em zonas de recarga preferencial, ou em todas as área s das su b-bacias, principalmente pela infiltração das águas fluviais. As regiões de topos de morro da bacia, são z onas de recargas pr eferenciais do aqüífero do complexo Belo Horizonte, onde se tem uma das melhores condições de infiltração de águas superficiais (Silva et al., 1995). A rede de drenagem regional apresenta padrão dendrítico, enquanto os cursos d\u2019água apresentam padrão fluvi al m eandrante de baixa sinuosi dade, i nterrompidos por t rechos retilíneos controlados po r estruturas do embasamento (Figura 3). Os córregos Engenho No gueira, Bom Jesus, C abral o u Sarandi, C andelária, Ressaca, do Nado, Lareira, Marimbondo e Gameleira são alguns ex emplos de cursos d\u2019água dentro da bacia que correm preferencialmente ao longo de fr aturas. 6. Expansão urbana e degradação dos recursos hídricos na bacia d o Córrego do Onça A urbanização brasileira não foi acompanhada, em níveis adequados, pelo acesso da população aos serviços urb anos b ásicos, como distribuição de água tratada, coleta e trata mento de esgotos, e coleta e disposição adequada de resíduos sólidos. Estes são fatores decisivos para o aumento das t axas de poluição da água e proliferação de doenças (Torres, 2002; Umbelino, 2004). A bacia do Córrego do Onça n ão é ex ceção a es sa re gra. Um número expressivo de p essoas não possui acesso ao saneamento básico completo, ponto-chave na determi nação dos riscos sociais e ambientais que est e grupo está suscetível. De acordo com os resultados divulgados pelo Censo 2000 , na bacia, 5.617 (0,46%) pessoas não têm acesso a água canaliz ada, enquanto que 3.419 (0,28%) residem em áreas desprovidas de instalações sanitárias. A ausência de col eta de lixo, entretanto, é o fator de maior gravidade, atingindo 12.788 (1,04%) pessoas. Faz-se necessário salientar que esses problemas não podem ser negligenciados som ente por apr esentarem baixo valor percentual da população atingida em relação ao total, uma vez que, e m termos absolutos, há um expressivo contingente populacional com acesso restrito a saneamento básico. Com as def iciências no setor de saneamento básico, os planos e p rojetos de controle e/ou combate à degradação a mbiental, principalmente em relação à água, tornam-se pouco eficazes. Além de transformar cursos d\u2019á gua em \u201c coletores d e es goto\u201d, a urbanizaç ão brasileira também est á associada à intensa artificializ ação dos cursos d\u2019água (desvios e canalizações), reduzindo ou mesmo extinguindo a red e hidro gráfica superficial. Est as alterações ambientais têm impacto direto sobr e a vida das p essoas, principalmente as que residem nas prox imidades de cursos d\u2019água (Lopes et al, 2003). Assim como nas demais R egiões Metropolitanas do país, a RMBH apresentou int enso processo de urbanização a partir dos anos 50, resultando em uma intensa expansão da mancha urbana na bacia do Córrego do Onça. De acordo com a Figura 2, percebe-se claramente o r esultado da urbanização d a bacia, já que a mancha urbana est á presente na maior parte das áreas representadas no mapa. Es se rápido crescimento urb ano desafiou as competências pol ítica e admi nistrativa no que tange a capacidade destes de prover as amenidades urbanas básicas. Essa situação ficou mais grave devido à pobreza já existente no país (Hogan, 2000; Costa e Monte-Mór, 2002, Matos et al, 2005). 5544 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. A redução acentuada das taxas de crescimento populacional, ocorrida a pa rtir dos anos 90, não tem sido verificada em todo o espaço metropolitano, já que al gumas re giões, como o entorno da capital, continuam se expandindo de modo acele rado. Como motivo dess a expansão, d estaca-se a migração intrametropolitana em direção a loteamentos populares para os segmentos de baix a renda e para os condomínios fechados destinados às pessoas mais abastadas (Costa, 2003; Matos et al, 200 5). Após os anos 60, a regi ão começou a passar pela redução de sua rede hid rográfica superficial e das ár eas d e recarga subterrânea. A ocupaç ão não foi planejad a p ara se p reservar as áreas s ensíveis em termos geomorfoló gicos e hidrológicos, e a impermeabilização da superfície (asfaltam ento) levou ao aumento do escoamento superficial e à r edução das áreas de infiltração, ocasionando freqüentes inundações na bacia e proporcionando di versos riscos para a saúde da população. A pa rtir da comparação das Figuras 2 e 3, percebe-se a apli cabilidade da teoria supracitada para o espaço da bacia do Onça, já que as áreas onde a ocupação deveria ser evitada, estão urbanizadas. Torres (2002), denota que o problema relaci onado aos estudos socioambientais está na cumulatividade dos diversos ti pos de riscos, das mais diversas ori gens. Características do mercado de terras fazem com que áre as de risco s ejam as únicas a cessíveis aos grupos mais vulneráveis, de baix a renda, qu e acabam por construir nesses loc ais residências precárias, alé m de enfrentar problem as sanitários e nutricionais. Essa vulnerabilidade socioeconômica e ambiental é um gra nde desafio par a as políticas públicas, que geralmente, são divididas segundo áreas de intervenção social. Figura 2- Mancha urbana da bacia d o Córrego do Onça em 1989 e 2000 5545 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. Figura 3 - Compartimentação dos fatores naturais da bacia do Córrego do Onça, segund o as legislações federal e municipal Na bacia do Onça, a po pulação de baix a renda instalou-se em terrenos p rotegidos le galmente, conforme atesta a Lei Federal 6.766/79 e as Leis 7.166/96 e 8.137/20004 de Belo Horizonte, que estabelecem que encostas de elevada declividade, nascentes e m argens de cursos d\u2019 água não devem ser ocupadas. A Figura 3 permite visualizar as áreas impróprias para a o cupação na bacia. Entretanto, percebe-se que parte signi ficativa das áreas que não deveriam ser ocupadas foi tomada pela expansão da m ancha urb ana nas últimas décadas. Percebe-se qu e as construções e arruamentos não respeitaram, em grande parte, as normas de pl anejamento. Praticamente todas as favelas d a bac ia estão situadas em áreas íngremes desprovidas de cobertura ve getal (com potencial risco de deslizamentos), ou ao longo dos cursos d\u2019água, sendo a maior parte delas afetada pelas inund ações. Nestas áreas, há c açambas para a coleta do l ixo doméstico, mas grande qu antidade de lixo é jogada nos cursos d\u2019água em quase toda a bacia, fato que aumenta os riscos de inundações (Lopes et al, 2003). Além dos impac tos ambientais associados à ocupação de cabeceiras, remoção da cobertura vegetal, aceleração dos p rocessos erosivos e assoreamento de cursos d\u2019água, a ocupação desord enada não foi devidamente acompanhada do atendimento da população por infra-estrutura básica em serviços de saneamento. As rápidas transformações da paisagem e a polui ção do solo e das águas por esgotos e resíduos sólidos agravam o quadro de baixas condições de vida da popula ção e s ua vulnerabilidade a doenças transmitidas por m eio da água contaminada. Os riscos não são apenas de saúde pública, mas também de caráter geomorfológico e hidrológico (Lopes et al, 2003). A Figura 4 demonstra os locais de áreas não urb anizadas impróprios para futu ras ocupações dado o cumprimento da legislação ambiental. As áreas de proteção dos córregos e nascentes e as áreas vulneráveis a enchentes e deslizamentos de encos ta, representam um tota l de 23,3% em relação ao total de áreas ainda não-ocupadas, que por sua vez correspondem a 22,2% da bacia do C órrego do Onça. 4 E ssas leis regulam a oc upação humana nos solos urbanos, onde é citad o que e m terrenos com d eclividad e de : 0 -5% a ocupação deve ser preferencia l, exceto em vales fluviais; 5 -30% a ocupação pode o correr sem restriçõ es; 30-47% a ocupação po de ocorrer de maneira restrita ; acima de 4 7% a ocupaç ão é proib ida. Além disso, a oc upação não de ve ocorre r em uma área de 50 metros a par tir de uma nascente e 30 metros a p artir do s cursos de água. 5546 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. Figura 4- Locais dentro das áreas não urbanizadas onde a ocupação humana não deve ocorrer Já a Figura 5 demonstra os setores censitários d e alta vulnerabilidade ambiental que seguem, sobretudo, os traçados das áreas de alta declividade com risco de deslizamento de encosta observados na Figura 3. Percebe-se que parte significativa da bacia é composta por setores censitários cuja população residente conv ive com sérios riscos de natureza ambiental, o que torna claro a necessidade de uma atuação mais efetiva do poder público nessas áreas. Figura 5- Setores censitários de alta vulnerabil idade ambiental Diante disso, a legislação municipal deve ser implementada nas áreas ainda não ocupadas, utilizando-se a fiscalização como principal inst rumento do poder público, já que a pr eservação do s cursos d´água propost a p ela Lei d as Águas possui maior aplicabilidade nesses locais. Onde a mancha urbana já está consolidada, deve-se veri ficar a viabilidade socioeconômica e ambiental de 5547 Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5541-5549. determinados tipos de intervenções, como a canalização, a revitalização do s córregos ou até mesmo a criação de uma área de preservação do tipo parques lineares. Neste senti do, surge um desafio para as atuais gerações sobr e a ne cessidade urgente de desenvolver mecanismos eficientes de gestão e conservação, pois a á gua constit ui-se num bem d e primeira necessidade, sendo um recurso escasso e finito com problemas de disponibilidade agravados pelo uso predatório e desigual. 7. Considerações finais No que tange à operacio nalização da Lei 9.433/97, incluindo seus p rincípios de gestão sust entável da água, existem enormes desafios a serem superados pelos gestores na bacia do Onça, já que a cobertura vegetal foi quase totalmente retirada, os cursos d\u2019água estão poluí dos, diversas nascentes foram extintas e parte expressiva da população vi ve em áreas de risco de desliz amento d e encost a o u inundação. A remoção dessas pessoas das áreas de risco, j á intensamente ocupadas, ex igiria grandes esforços do poder público. Entretanto, a orientação e a conscientização da convivência adequada com os riscos aqui considerados, aparecem como medidas que, em um primeiro momento, aprese ntariam impactos positivos que dispensariam grandes volumes de investimento. Deve-se destacar que a m etodologia proposta também é passível de aplicação em outras bacias hidrográficas, tendo bo ns resultados na conserv ação dos recursos hídricos em áreas ainda não urbanizadas. Quanto às áreas com urbanização consolidada, é fundam ental a recuperação e manutenção dos recursos, associado ao pl anejamento urbano como fo rma de garantir a qualidade socioambiental da população, sob retudo a residente nos setores de alta vulnerabilidade ambiental. Apenas nas situações em que a revitalização dos recursos hídricos é invi ável, a canalização apresenta-se como uma solução pertinente no que tange a minimização da vulnerabilidade social. A aplicação do geoprocessamento e S IG revelou-se indispensável para esse tipo de estudo, já que possibilitou avaliar com precisão as áreas de int eresse em relação à expansão urbana, bem como mapear e interpretar a vulnerabilidade socioambiental a partir dos c ritérios passíveis de mensu ração. Em associação com os mi crodados censitários h á ainda a possibilidade de identificação da populaçã o afetada por esses problemas, além de permitir o estudo das condições de vida dessa população em relação à qualidade do ambiente. 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Aplicação de técnicas de geoprocessamento para a preservação dos recursos hídricos

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