Avaliação da expansão urbana e seu impacto na dinâmica de escoamento superficial de uma bacia hidrográfica urbana na cidade de Caruaru (PE, Brasil)

Ingrid Mariane de Oliveira Freitas; Luan Alves Furtado; José Martins de França Neto; Severino Martins dos Santos Neto; Artur Paiva Coutinho

doi:10.26848/rbgf.v18.07.p5406-5420

Avaliação da expansão urbana e seu impacto na dinâmica de escoamento superficial de uma bacia hidrográfica urbana na cidade de Caruaru (PE, Brasil)

Autores

Ingrid Mariane de Oliveira Freitas UFPE/Mestranda https://orcid.org/0009-0004-6155-8574
Luan Alves Furtado UFPE/Doutorando https://orcid.org/0000-0002-8390-5344
José Martins de França Neto UFPE/Doutorando https://orcid.org/0000-0002-4094-6138
Severino Martins dos Santos Neto UFPE/Professor Visitante https://orcid.org/0000-0003-2940-2129
Artur Paiva Coutinho UFPE/Professor Adjunto https://orcid.org/0000-0002-0644-0037

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.07.p5406-5420

Palavras-chave:

gis, rational method, scs

Resumo

A urbanização provoca mudanças nas características originais de uso do solo, gerando significativo impacto ambiental devido ao aumento das taxas de impermeabilização e ocupação desordenada das vias urbanas. Ao longo dos últimos anos, a maior disponibilidade de imagens de satélites de média e alta resolução permitiram acompanhar a expansão urbana e seu impacto na dinâmica de escoamento superficial das bacias hidrográficas através de Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). Dentre os centros urbanos afetados pela alta urbanização, a cidade de Caruaru-PE, apresenta uma taxa de crescimento maior que a média do Brasil, apresentando grande impermeabilização do seu solo natural, e como consequência, graves problemas de alagamentos e inundações. Neste cenário, foi realizada a classificação de imagens de sensoriamento remoto da bacia de contribuição urbana dos anos 2000, 2015 e 2020 em cinco classes: área verde, área impermeável dos lotes, via de asfalto, via de paralelepípedo e solo compactado. Os resultados apresentaram significativa redução da área verde e, quase na mesma proporção, aumento da área impermeável dos lotes, enquanto as outras classes tiveram poucas alterações. A vazão máxima de escoamento superficial, estimada pelo método racional, foi de 26% entre os anos de 2000 e 2015, e de 41% entre os anos de 2000 e 2020.

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Biografia do Autor

Ingrid Mariane de Oliveira Freitas, UFPE/Mestranda

Possui graduação em Engenharia Civil pelo Centro Univeristário Vale do Ipojuca (2015), mestrado em engenharia civil e ambiental pela UFPE (2018) e pós Graduação em Gerenciamento de Projetos e Processos pelo IPOG. Atua como engenheira civil no segmento empresarial.

Luan Alves Furtado, UFPE/Doutorando

Bacharel em Engenharia Civil pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba - IFPB (2021). Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Pernambuco - UFPE (2023). Atuou como Engenheiro Civil na Terra Sol Engenharia Geotécnica LTDA, trabalhando com estruturas de drenagem para estabilização de taludes, elaboração de estudos hidrológicos e hidráulicos e infraestrutura de dreagem urbana. É membro do grupo de pesquisa Engenharia de Recursos Hídricos, Solo e Meio Ambiente, envolvido com pesquisas de drenagem da região metropolitana do Recife. Atualmente desenvolve pesquisa na área de estabilidade de taludes e sistemas de predição e alerta para áreas de risco. Desenvolve projetos na área de saneamento urbano e rural, com foco para os sistemas de abastecimento de água, drenagem de águas pluviais, gestão de resíduos sólidos, esgotamento sanitário e gestão de recursos hídricos. Também atua com remediação de contaminantes em reservas subterrâneas.

José Martins de França Neto, UFPE/Doutorando

Graduado em Engenharia Civil (UNIFAVIP / WYDEN), especializando em Eng. de Saneamento Básico e Ambiental (INBEC / UNIP), mestre em Eng. Civil e Ambiental (UFPE / PPGECAM) e doutorando em Tecnologias Energéticas e Nucleares, com foco em recursos hídricos e física do solo (UFPE / PROTEN). Experiência na área de recursos hídricos, em elaboração de estudos hidrológicos, dimensionamento de dispositivos hidráulicos de drenagem, drenagem urbana e sistemas de abastecimento de água (urbano e rural). Experiência também na área de segurança de barragens, em realização de inspeções regulares, elaboração de plano de segurança de barragens e projeto de regularização de barragens. Experiência em acompanhamento técnico de investigações geotécnicas e geofísicas do subsolo de barragens. Pesquisador da área recursos hídricos e desenvolvimento de regiões semiáridas, com foco no estudo hidrológico dos processos de infiltração e transferência de água no solo.

Severino Martins dos Santos Neto, UFPE/Professor Visitante

Engenheiro Agrônomo graduado pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2011). Possui mestrado em Tecnologias Energéticas e Nucleares pela Universidade Federal de Pernambuco na área de Física do Solo (2015). Doutorado em Tecnologias Energéticas e Nucleares pela Universidade Federal de Pernambuco na área de Física do Solo (2019). Possui pós-doutorado pelo Observatório Nacional da Dinâmica da Água e do Carbono no Bioma Caatinga - UFPE (ONDACBC-UFPE), na área de dinâmica da água e poluentes. Atualmente é bolsista de pesquisa no Programa de Desenvolvimento Científico Regional. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Física do Solo, atuando principalmente nos seguintes tópicos: Hidrologia, Umidade do Solo, Caracterização Hidrodinâmica de Solos, Transporte de Contaminantes em Solos, Modelagem Numérica de Fluxos em Meios Porosos, Infiltrômetria e Instrumentação aplicada à Caracterização Geofísica (GPR) e determinação de umidade do solo (TDR).

Artur Paiva Coutinho, UFPE/Professor Adjunto

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco (2009), Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFPE(2011, Doutorado em Engenharia Civil pela UFPE (2015), Doutor em Environment pela École nationale des travaux publics de lÉtat (ENTPE)/Univsersité de Lyon 1/ França (2016). Revisor de diversos periódicos nacionais e internacionais. Foi Coordenador do Núcleo de Tecnologia do Campus do Agreste (2015-2019). Vice coordenador do Núcleo de Tecnologia. Representante da UFPE no Conselho Nacional de Educação para implantação das novas DCNs para as Engenharias. Secretário Executivo da Fundação de Apoio ao Desenvolvimento da UFPE no ano de 2020. Atualmente é Professor Adjunto da UFPE, Professor Permanente dos Programas dos Programas de Pós Graduação em Engenharia Civil e Ambiental da UFPE; Professor Programa de Pós Graduação em Tecnologias Energéticas e Nucleares e do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil do Centro de Tecnologia e Geociências, orientando estudantes de mestrado, doutorado e supervisão de pós doutorado. Foi coordenador técnico do convênio entre a UFPE e o Programa Estadual de Apoio ao Pequeno Produtor Rural (ProRural) / Secretaria de Agricultura e Reforma Agrária (SARA)/Governo do estado de Pernambuco. Pesquisador do convênio entre a UFPE e o Departamento Nacional de Obras Conta a Seca (DNOCS). Membro do Comitê Técnico da Microrregião de Água e Esgoto do Sertão de Pernambuco. Coordenador do Laboratório Multiusuário de Tecnologia para o Semiárido. Coordenador do Lócus de Inovação Integração entre Tecnologias Sociais e Agricultura de Sequeiro para Racionalização do Uso da Água. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Hidrologia do semiárido, Saneamento Rural, Hidrologia e Drenagem Urbana, Física do solo, Experimentação e Modelagem Hidrológica da Zona Não Saturada e Geofísica Aplicada a Engenharia Civil.

Referências

Ahmed, N., Luqman, M., 2024. Explaining urban communities’ adaptation strategies for climate change risk: novel evidence from Rawalpindi, Pakistan. Natural Hazards [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s11069-024-06501-8. Accessed: 08 may. 2024.

Alves, P. B. R., Rufino, I. A. A., Feitosa, P. H. C., Djordjević, S., Javadi, A., 2020. Land-Use and Legislation-Based Methodology for the Implementation of Sustainable Drainage Systems in the Semi-Arid Region of Brazil. Sustainability [Online] 12. Available: https://doi.org/10.3390/su12020661. Accessed: 10 may. 2024.

Ansori, F. B., Lasminto, U., Kartika, A. A. G., 2023. Flood hydrograph analysis using synthetic unit hydrograph, hec-hms, and HEC-RAS 2D unsteady flow precipitation on-grid model for disaster risk mitigation. International Journal of GEOMATE [Online] 25. Available: https://doi.org/10.21660/2023.107.3719. Accessed: 12 may. 2024.

APAC. Agência Pernambucana de Águas e Clima, 2022. Aviso meteorológico N° 53/2022. Recife.

APAC. Agência Pernambucana de Águas e Clima, 2024. Climatologia – Precipitação média por município. Recife.

Azevedo, T., Matias, L. F., 2023. Urban land use and land cover mapping: proposal of a classification system with remote sensing. Landscape Geography [Online] 23. Available: https://orcid.org/0000-0003-3331-9176. Accessed: 05 may. 2024.

Bai, J., Li, J., Ran, H., Zhou, Z., Dang, H., Zhang, C., Yu, Y., 2024. Influence of varied drought types on soil conservation service within the framework of climate change: insights from the Jinghe River Basin, China. Journal of Arid Land [Online] 16. Available: https://doi.org/10.1007/s40333-024-0070-7. Accessed: 06 may. 2024.

Campos, J. N. B., Studart, T. M. C., 2008. Drought and water policies in Northeast Brazil: Backgrounds and rationale. Water Policy [Online] 10. Available: https://doi.org/10.2166/wp.2008.058. Accessed: 09 may. 2024.

Cardoso, M. R. D., Marcuzzo, F. F. N., Barros, J. R., 2014. Classificação climática de Köppen-Geiger para o estado de Goiás e o Distrito Federal. ACTA Geográfica [Online] 8. Available: https://doi.org/10.5654/actageo2014.0004.0016. Accessed: 11 may. 2024.

CDAS. Centro de Desenvolvimento Agroecológico Sabiá, 2017. Enchentes na Zona da Mata de Pernambuco: tragédia anunciada. Recife.

Coutinho, A. P., Leite, L. L. L., Ribas, L. V., Antonino, A. C. D., Cabral, J. J. S. P., Montenegro, S. M. G. L., 2013. Coletânia de equações de chuvas intensas para o estado de Pernambuco. XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Available: https://abrh.s3.sa-east-1.amazonaws.com/Sumarios/155/c82d638c1a944273d6e48f82daccc54c_384c7bf2fd51c1d8f781dbd4f8152a4b.pdf. Accessed: 02 may. 2024.

CPRM. Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais, 2012. Ação emergencial para reconhecimento de áreas de alto e muito alto risco a movimentos de massas e inundações: Caruaru, PE. Caruaru.

Darela Filho, J. P., Lapola, D. M., Torres, R. R., Lemos, M. C., 2016. Socio-climatic hotspots in Brazil: how do changes driven by the new set of IPCC climatic projections affect their relevance for policy?. Climatic Change [Online] 136. Available: https://doi.org/10.1007/s10584-016-1635-z. Accessed: 10 may. 2024.

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 2012. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento: Climatologia do Estado de Alagoas. Recife.

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 2018. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília.

Erena, S. H., Reddy, R. U., Wodnimu, M. A., Mohamed, A., 2024. Flood vulnerability mapping and local mitigation strategies: The case of Adama City, Ethiopia. Urban Climate [Online] 55. Available: https://doi.org/10.1016/j.uclim.2024.101906. Accessed: 11 may. 2024.

Ferraz, C. M. L., Valadão, R. C., Pinto, D. B. F., Almeida, R. A., 2022. Inundações e alagamentos em Teófilo Otoni, Minas Gerais, Brasil, segundo indicadores geomorfológicos. Revista Brasileira de Geomorfologia [Online] 23. Available: http://dx.doi.org/10.20502/rbg.v23i4.2152. Accessed: 12 may. 2024.

Froehlich, D. C., A Modified Rational Method Approach for Calculating First Flush Design Flow Rates to Mitigate Nonpoint Source Pollution from Stormwater Runoff. Hydrology [Online] 11. Available: https://doi.org/10.3390/hydrology11020021. Accessed: 14 may. 2024.

Guo, J., 2023. Design Hydrographs in Small Watersheds from General Unit Hydrograph Model and NRCS-NOAA Rainfall Distributions. Journal of Hydrologic Engineering [Online] 28. Available: https://doi.org/10.1061/JHYEFF.HEENG-59. Accessed: 11 may. 2024.

IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2023. Panorama – Caruaru, Pernambuco. Brasília.

IBt. Instituto de Botânica, 2010. Águas do Brasil: análises estratégicas. São Paulo.

Li, C., Lu, T., Wang, S., Xu, J., 2023. Coupled Thorens and Soil Conservation Service Models for Soil Erosion Assessment in a Loess Plateau Watershed, China. Remote Sensing [Online] 15. Available: https://doi.org/10.3390/rs15030803. Accessed: 10 may. 2024.

MAPA. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 1973. Levantamento exploratório – reconhecimento de solos do estado de Pernambuco. Recife.

Marengo, J. A., Cunha, A. P., Alves, L. M., 2016. A seca de 2012-15 no semiárido do Nordeste do Brasil no contexto histórico. Revista Climanálise [Online] 3. Available: http://climanalise.cptec.inpe.br/~rclimanl/revista/. Accessed: 11 may. 2024.

Medeiros, R. M., Holanda, R. M., França, M. V., 2021. Caruaru - PE, your comfort or thermal discomfort in years of el niño, la niña. Revista Mirante [Online] 14. Available: https://www.revista.ueg.br/index.php/mirante/article/view/11834/8369. Accessed: 11 may. 2024.

Menezes, J. P. C., Bittencourt, R. P., Farias, M. S., Bello, I. P., Fia, R., Oliveira, L. F. C., 2016. Relação entre padrões de uso e ocupação do solo e qualidade da água em uma bacia hidrográfica urbana. Engenharia Ambiental e Sanitária [Online] 21. Available: https://doi.org/10.1590/S1413-1522016145405. Accessed: 12 may. 2024.

Moyano, S. C., Mejía, P. J. C., Aguilar, E. O. E., 2023. Patrones de asentamiento en la inundación pluvial del núcleo metropolitano de una ciudad al norte del Perú. Revista Geográfica de Chile Terra Australis [Online] 59. Available: https://doi.org/10.23854/07199562.2023591.escalona. Accessed: 08 may. 2024.

Nóbrega, R. S., Farias, R. F. de L., Santos, C. A. C. S., 2015. Variabilidade temporal e espacial da precipitação pluviométrica em Pernambuco através de índices de extremos climáticos. Revista Brasileira de Meteorologia [Online] 30. Available: https://doi.org/10.1590/0102-778620130624. Accessed: 08 may. 2024.

Peel, M. C., Finlayson, B. L., McMahon, T. A., 2007. Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification. Earth System Science [Online] 11. Available: https://doi.org/10.5194/hess-11-1633-2007. Accessed: 11 may. 2024.

Pereira, L. S., Angelini, L. P., Danelichen, V. H. M., Gomes, L. F., 2024. Space-time evaluation of the transformation of land use and occupation and its impacts on surface temperature in Rio Verde - GO. Revista Brasileira de Geografia Física [Online] 17. Available: https://doi.org/10.26848/rbgf.v17.1.p494-507. Accessed: 12 may. 2024.

Porto, R. L. L., 1995. Escoamento superficial direto. In Drenagem Urbana. Porto Alegre: Abrh/Editora da Universidade/Ufrgs.

Sabzevari, T., Haghighi, A. T., Ghadampour, Z., Petroselli, A., Namazi, H., 2024. Estimation of Regional Design Runof Coefcient in the Rational Method. Iranian Journal of Science and Technology [Online] 48. Available: https://doi.org/10.1007/s40996-023-01286-5. Accessed: 11 may. 2024.

Salvador, M. S. S., Lucena, D. B., Souza, B. I., Sampaio, T. V. M., Borges Neto, I. I., 2024. Trends of climatic elements in the Semi-arid Region of Brazil: Case study of Cariri paraibano. RA’EGA [Online] 59. Available: http://dx.doi.org/10.5380/raega.v59i0.94992. Accessed: 12 may. 2024.

SDEC. Secretaria de Desenvolvimento Econômico do Estado de Pernambuco, 2016. Pernambuco Tridimensional. Recife.

Silva, J. N. B., Galvíncio, J. D., Miranda, R. Q., Moura, M. S. B., 2024. Estimativa temporal e espacial do desempenho dos modelos de regressão calibrados para os fluxos de carbono em área de floresta tropical sazonalmente seca de caatinga. Revista da Casa de Geografia de Sobral [Online] 26. Available: https://doi.org/10.35701/rcgs.v26.975. Accessed: 05 may. 2024.

Silva, J. S. S., Silva, R. M., Silva, A. M., 2016. Mudanças do uso e ocupação do solo e degradação eco-ambiental usando imagens orbitais: o estudo de caso da bacia do rio Bacanga, São Luís (MA). Revista Brasileira de Geografia Física [Online] 9. Available: https://doi.org/10.26848/rbgf.v9.1.p265-279. Accessed: 14 may. 2024.

SUDENE. Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste, 2017. Resolução N° 107/2017 - Estabelece critérios técnicos e científicos para delimitação do Semiárido Brasileiro e procedimentos para revisão de sua abrangência. Brasília.

WSDA. Washington State Department of Agriculture, 1986. Urban hidrology for smail watersheds. Washington.

Xu, Y., Liu, C., Yu, Q., Zhao, C., Quan, L., Hu, C., 2023. Study on a Hybrid Hydrological Forecasting Model SCE-GUH by Coupling SCE-UA Optimization Algorithm and General Unit Hydrograph. Water [Online] 15. Available: https://doi.org/10.3390/w15152783. Accessed: 14 may. 2024.

Zhang, L., Xu, W., Zhang, F., Zhang. W., Wei, W., Zhang, X., 2024. Improved general unit hydrograph model for dam-break flood hydrograph. Journal of Hydrology [Online] 635. Available: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131216. Accessed: 11 may. 2024.

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Publicado

2025-12-29

Como Citar

de Oliveira Freitas, I. M., Alves Furtado, L., de França Neto, J. M., dos Santos Neto, S. M., & Paiva Coutinho, A. (2025). Avaliação da expansão urbana e seu impacto na dinâmica de escoamento superficial de uma bacia hidrográfica urbana na cidade de Caruaru (PE, Brasil). Revista Brasileira De Geografia Física, 18(07), 5406–5420. https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.07.p5406-5420

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Edição

v. 18 n. 07 (2025): Revista Brasileira de Geografia Física - Edição Especial: Pesquisa de Excelência em Meio Ambiente

Seção

Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto

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