ANÁLISE DA SUSCETIBILIDADE A INUNDAÇÕES COM MODELOS HAND E ITU INTEGRADOS AO USO DO SOLO: APLICAÇÃO EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA
Resumo
A Bacia Hidrográfica do Rio Cubatão do Norte (SC) apresenta recorrentes episódios de alagamentos, agravados pela urbanização desordenada, impermeabilização do solo e canalização inadequada. Este estudo tem como objetivo identificar zonas suscetíveis a inundações por meio da integração do modelo HAND (Height Above Nearest Drainage), ITU (Índice Topográfico de Umidade) e da análise do uso e cobertura do solo, com apoio de geotecnologias e modelos morfométricos. A metodologia adotada consistiu na aplicação dos modelos HAND e ITU, aliados à análise do uso e cobertura do solo, em ambiente SIG (Sistema de Informações Geográficas). Os dados foram processados no software ArcGIS 10.8 com a extensão TAUDEM, utilizando o Modelo Digital de Terreno (MDT) com resolução de 1 metro. Os resultados revelaram que as zonas mais propensas a inundações estão concentradas nas áreas urbanizadas próximas ao exutório da bacia. A abordagem integrada demonstrou ser uma ferramenta eficaz para o diagnóstico de áreas hidrologicamente vulneráveis, fornecendo subsídios para o planejamento urbano e a gestão de riscos ambientais.
Biografia do Autor
Mestranda em Ciências Ambientais pela Universidade do Estado de Santa Catarina, com bolsa da FAPESC, e graduada em Engenharia Ambiental e Sanitária pela mesma instituição. Atua como residente em Engenharia Ambiental no Ministério Público de Santa Catarina, com elaboração de pareceres técnicos, análise de licenciamento ambiental e produção de minutas em procedimentos administrativos. Possui experiência em consultoria ambiental e certificação Forest Stewardship Council, com atuação em auditorias internas, estudos ambientais e relatórios técnicos.
Engenheiro Ambiental e Sanitarista formado pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). Atua como analista ambiental, com experiência em planejamento, organização e tramitação de documentos técnicos e administrativos, bem como na elaboração e revisão de estudos e laudos ambientais efeitos ao licenciamento e à gestão ambiental. Possui experiência em geoprocessamento, análise espacial e tratamento de dados geoespaciais, além de interpretação de projetos urbanísticos, de barragens e de sistemas de saneamento, incluindo estações de tratamento de água (ETA) e esgoto (ETE).
Técnica em Saneamento Básico e engenheira ambiental e sanitária, com sólida formação técnica e científica voltada à gestão de recursos hídricos, controle de poluição e sustentabilidade empresarial. Pós-graduanda em Auditoria, Gestão e Licenciamento Ambiental, aprimorando conhecimentos em legislação, conformidade e processos de licenciamento. Desenvolvendo especialização em ESG e Sustentabilidade, com foco em implementar práticas ambientais, sociais e de governança que gerem valor estratégico às organizações.
Graduanda em Engenharia Ambiental e Sanitária, com atuação em projetos de educação ambiental, incluindo a Oficina Socioambiental ‘Despertar e Conscientizar’, desenvolvida em escolas da região, e o Projeto Viva Parnamul, realizado em uma Unidade de Conservação de Proteção Integral.
Graduada em Arquitetura e Urbanismo pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (2002), pós-graduada em nível de especialização em Planejamento e Gestão Urbana e Regional pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (2006) e Mestrado em Ciências Ambientais pela Universidade do Estado de Santa Catarina (2026). Trabalhou como Assessora de Planejamento Territorial na Associação dos Municípios do Alto Vale do Itajaí - AMAVI (2005-2022).
Pós-Doutorado (PNPD/CAPES) no Programa de Pós-graduação em Recursos Genéticos Vegetais - UFSC, projeto executado em parceria com a EPAGRI/CIRAM. Doutorado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (2010), mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (2004) e graduação em Meteorologia, pela Universidade Federal de Pelotas/RS - UFPEL (2001). Professora da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) e do Programa de Pós Graduação em Ciências Ambientais, no campus de Lages atuando nos seguintes temas: Fenômenos Meteorológicos, Climatologia, Eventos Extremos, Mudanças Climáticas, Modelagem Climática, Educação Ambiental, Análise de Impacto, Adaptação e Vulnerabilidade Climática em diferentes setores.
Referências
AHILAN, S.; NEAL, J.; VILLANUEVA, I.; RAMASAMY, S.; OLIVER, J.; GUERREIRO, S. B.; SOLDATI, M.; DAWSON, D.; WADE, A. Integrating pluvial flood risk into planning of green-blue spaces in urban areas. Landscape and Urban Planning, v. 207, p. 103994, 2021.
ARYA, D. S. et al. Remote sensing and GIS in hydrological modeling: Recent advances and future perspectives. Hydrology Research, v. 54, n. 1, p. 11–29, 2023.
BEVEN, K.; KIRKBY, M. J. A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrological Sciences Bulletin, v. 24, n. 1, p. 43-69, 1979.
Bharath, A., Kumar, K. K., Maddamsetty, R., Manjunatha, M., Tangadagi, R. B., & Preethi, S. (2021). Drainage morphometry based subwatershed prioritization of Kalinadi Basin using geospatial technology. Environmental Challenges, 5, 100277.
BRASIL. Lei n° 9.433, de 08 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Diário Oficial da União: Brasília, Distrito Federal, 1997.
COSTA NUNES, N. da et al. Análise espaço-temporal da erosão hídrica por meio de modelagem e geotecnologias em bacias hidrográficas no Centro-Oeste do Brasil. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 18, n. 2, p. 1465–1492, 2025. https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.2.p1465-1492
DILL, Jonas. Gestão dos Recursos Hídricos: simulação do impaacto das mudanças climáticasa e de uso do solo através da modelagem SWAT. 2021. 177. Dissertação de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Universidade do Estado de Santa Catarina, 2021.
FARIAS, P. R. et al. Identificação de áreas com risco de inundação na bacia hidrográfica do Rio Cachoeira no sul da Bahia. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 17, n. 6, p. 4244–4259, 2024. https://doi.org/10.26848/rbgf.v17.6.p4244-4259
GALLI, Vanilda Barbosa; BALDIN, Nelma. História e economia: o desmatamento da Mata Atlântica como sinal de desgaste nos meandros da bacia do Rio Cubatão do Norte, Joinville, SC. Geosul, v. 31, n. 61, p. 460–477, 2020.
GONÇALVES, M.L.; ZANOTELLI, C.T.; OLIVEIRA, F.A. Diagnóstico e prognóstico das disponibilidades e demandas hídricas do Rio Cubatão do Norte. Joinville. Editora UNIVILLE, Joinville, SC. 2006.
GUASSELLI, L. A.; FRANCO, D.; SOUZA, R. S. Topographic Wetness Index as a Tool for Hydrological Studies in Watershed Management. Water Resources Management, v. 35, p. 567-580, 2021.
GUIMARÃES, É. A. et al. Susceptibility to Flooding and Urban Flooding in Small Municipalities: Hydrogeomorphological, Land Use and Land Cover Aspects in a Multi-Criterion Analysis. Revista de Gestão Social e Ambiental, v. 18, n. 9, p. 1–17, 2024. DOI: https://doi.org/10.24857/rgsa.v18n9-040
HAYDAR, F.; BELLUCCI, J. A.; ALMEIDA, G. P. Application of Topographic Indices in Hydrological Modeling for Flood Prediction. Journal of Hydrology, v. 600, p. 126-135, 2021.
HENDRIKS, P. H.; VRIENS, D. Organizational complexity and knowledge management: Toward an integration. Journal of Knowledge Management, v. 8, n. 1, p. 46-58, 2015.
JOHNSON, T.; HANSEN, M. Advances in automated land use classification using remote sensing data. Remote Sensing of Environment, v. 285, p. 1-15, 2022.
KAMARA, S.; CHEN, Z.; OLUWASEUN, I. Impacts of urban land use on water quality in river basins: A case study in Eastern Asia. Science of the Total Environment, v. 780, p. 146783, 2021.
KORICHE, S. A.; RIENTJES, T. H. M. Flood early warning system in urban areas: Integration of human response and hydrological modelling. Natural Hazards and Earth System Sciences, v. 22, p. 1209-1224, 2022.
LI, H.; LI, X.; YANG, J. Mapping hydrologically sensitive areas using the topographic wetness index: An assessment across multiple landscapes. Science of The Total Environment, v. 799, p. 149462, 2021.
LI, W.; HUANG, C.; ZHANG, Y. Land use dynamics and hydrological impacts in river basins. Water Resources Research, v. 59, n. 4, p. e2022WR030109, 2022.
LIU, C.; ZHANG, J.; WANG, F. Assessing flood-prone areas using topographic and hydrological models: Insights from the application of the HAND model in urban catchments. Journal of Hydrology, v. 595, p. 126065, 2021.
MALEK, Ž.; VERBURG, P. H.; GRAU, H. R. Flood hazard in rural landscapes of the Americas. Environmental Research Letters, v. 15, n. 3, p. 034010, 2020.
MARTINS, A. F.; FERREIRA, P. A. Urban expansion and environmental impacts in Brazilian metropolitan areas. Urban Studies, v. 60, n. 2, p. 281-296, 2022.
MICHEL, D.; GONÇALVES, R. M.; SANTOS, F. A.; PEREIRA, A. C. Influência da urbanização nos riscos hidrológicos urbanos: Estudo de caso no Brasil. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 27, n. 4, p. 104-119, 2022.
MICHEL, D. et al. Dinâmicas urbanas e vulnerabilidade às inundações: uma abordagem socioambiental. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 14, n. 3, p. 1555–1572, 2021.
MUSTAFA, A.; KHAN, M. T.; SAEED, S. Human activities and their impacts on watershed sustainability. Journal of Hydrology, v. 615, p. 129537, 2023.
OCHOA-TOCACHI, B. F.; BIRKINSHAW, S. J.; ARIAS, S.; GUBBINS, N.; GUITARRA, A.; LAVADO, W.; LEWIS, E.; RICE, R.; CLARK, J.; MUNKHJARGAL, A.; IDELLE, L.; ORTIZ, A.; MAIGUASHCA, B.; MACLAREN, J.; MELO, J.; COELHO, L.; RAINA, S.; BARBIERI, G.; CHAPOT, C.; GUILLERMO, H.; WADDINGTON, R.; WITT, S.; MAIR, L.; PEACOCK, C. Water management and ecosystem services in degraded landscapes: A transdisciplinary approach. Sustainability, v. 10, n. 11, p. 3922, 2018.
PEREIRA, R. F.; SOUZA, V. B.; RODRIGUES, C. F. Soil characteristics and land use limitations in subtropical watersheds. Geoderma Regional, v. 27, p. e00492, 2021.
RAMOS, M. P. et al. As enchentes de 2024 no Rio Grande do Sul e a capacidade de resposta dos municípios às inundações. Redes, v. 29, n. 1, 2024. https://doi.org/10.17058/redes.v29i1.19566
RODRÍGUEZ, A.; LÓPEZ, F.; MARQUEZ, L. Land degradation and hydrological impacts of unsustainable land use practices. Environmental Monitoring and Assessment, v. 194, p. 501, 2022.
SCHIER, R. Classificação do uso e ocupação do solo para modelagem hidrológica: Aplicação do índice topográfico de umidade. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 12, n. 1, p. 234-245, 2020.
SCHIER, R. Identificação de zonas inundáveis com base em modelos morfométricos. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 11, n. 5, p. 1907–1919, 2020.
SCHMIDT, J.; SCHLEISS, A. J. Digital Elevation Model Quality and Its Impacts on Hydrological Modeling. Journal of Hydrology, v. 565, p. 123-132, 2018.
SHAHABPOUR, H.; KHODADAD, K.; ALAVIAN, P. Evaluating the Effectiveness of the Topographic Wetness Index in Predicting Soil Moisture Distribution in Complex Terrains. Catena, v. 217, p. 106580, 2022.
Silveira, GB, Ribeiro Rodrigues, LH,; Dornelles, F. Nature-based Solutions (NbS) for urban drainage:a review focused on sustainable stormwater management. Urban Water Journal, 1–15, 2025. https://doi.org/10.1080/1573062X.2025.2494784
SØRENSEN, R.; SEIBERT, J.; BEVEN, K. Topographic wetness index: a review of its use and modifications in hydrology and geomorphology. Earth Science Reviews, v. 181, p. 36-61, 2018.
TENG, H.; TAN, W.; LE, Q. Application of HAND model in identifying flood-prone areas in urban landscapes. Journal of Hydrology, v. 595, p. 125989, 2021.
TEÓDULO, D. M. et al. Avanços do sensoriamento remoto na modelagem de bacias hidrográficas: perspectivas para a gestão de riscos. Revista Brasileira de Recursos Naturais, v. 15, n. 2, p. 77–93, 2024.
TOMINAGA, L. K.; SANTORO, J.; AMARAL, M. Métodos de análise do uso do solo e vulnerabilidade em áreas de risco de inundação. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 8, n. 4, p. 1157-1172, 2021.
TUCCI, C. E. M. Gestão de inundações. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 24, n. 1, p. 1-12, 2019.
UNDRR. Living with Risk: A global review of disaster reduction initiatives. United Nations Office for Disaster Risk Reduction, Genebra, 2015.
VOJINOVIC, Z.; ABBOTT, M. B. Flood Risk and Social Justice: From Quantitative to Qualitative Flood Risk Assessment and Mitigation. London: IWA Publishing, 2017.
WINSEMIUS, H. C.; VAN BEEK, L. P.; BIERKENS, M. F.; BUURMAN, J.; DE MOEL, H.; EISNER, S.; GEISEL, L.; HABETS, F.; HOSSEINI, B.; VAN KUIJK, M.; LAVIGNE, A.; MOORE, S.; SAURABH, T. Future flood risk projections: A comprehensive analysis of climate and socio-economic influences on flood risk in Europe. Environmental Research Letters, v. 8, n. 1, p. 011006, 2013.
WU, H.; LI, X.; XIA, J.; WEI, Y. Assessing flood susceptibility with HAND models: Applications and implications for landscape management. Water Resources Research, v. 55, n. 8, p. 6412-6428, 2019.
XU, W.; WANG, X.; LIU, M. Hydrological assessment of low-lying flood-prone areas using terrain-based indices in mountainous watersheds. Journal of Hydrology, v. 577, p. 124014, 2019.
YANG, L.; LI, H.; CAI, H.; ZHANG, X.; WANG, G.; XU, X. Urban flood risk assessment based on a coupled hydrodynamic model and a vulnerability curve approach: Case study in Nanjing, China. Journal of Hydrology, v. 590, p. 125494, 2020.
ZHANG, H.; LIU, Y.; DENG, J. Impacts of land use on hydrological response in a semi-arid river basin. Hydrological Processes, v. 37, n. 2, p. e14795, 2023.
ZHANG, Y.; DENG, J. A comprehensive study on water accumulation potential using topographic wetness indices and hydrological mapping. Water Resources Management, v. 34, n. 12, p. 3771-3785, 2020.
ZHOU, Q.; LI, X.; CHEN, X. Flood risk assessment and mapping in urban areas using high-resolution terrain models: A comparative study of TWI and HAND models. Water Resources Research, v. 56, n. 7, p. e2020WR027120, 2020.
