Geotechnology applied to land use and sealing in urban areas

Through the geotechnology's use, the aim of this study was to characterize the urban occupation interference and occurrence of floods in the upstream area of watershed from the stream Wenzel (Rio Claro-SP/Brazil). Urbanized watersheds are composed of a variety of features and the development of cartographic material allowed the analysis of the evolution of land used for 1958 and 2006 scenarios. The thematic maps were generated using software Spring 4.3.3, wherein it got the separation of matters from vegetation cover and other intra urban features. Procedures of digital processes and classification of surface cover allowed quantifying the occupied area by each coverage type: woody vegetation, grass, grass with bare soil, bare soil, building, asphaltic sheets and exposed soil. Quantification of the different covers' occupied areas allowed relating the parameter Curve Number (Soil Conservation Service) as efficient methodology for runoff values estimative. The results indicate vegetation cover's reduction, intensive surface's sealing and suppression of water bodies. These factors imply changes of hydrological dynamics of the source, increasing flow and transfer of larger volumes of water and flood peaks to downstream sectors. The use of geotechnology allowed analyzing the evolution of urbanization and it permits also to infer about trends for future or inadequate occupancy to hydrological and environmental point of view. © 2013 IEEE.

A study of geotechnical properties of Cochin Marine Clays

Most of the Greater Cochin area, which is undergoing rapid industrialisation, consists of extremely soft marine clay calling for expensive deep foundations. This paper presents a study on the physical properties and engeering characteristics of Cochin marine clays. These marine clays are characterised by high Atterberg limits and natural water contents. They are moderately sensitive with liquidity indices ranging over 0.46 to 0.87.The grain size distribution shows almost equal fractions of clay and silt size with sand content varying around 20%. Use of a dispersing agent in carrying out grain size distribution test plays an important role. The fabric of these clays had been identified as flocculant. The pore water has low salinity which results in marginal changes in properties on washing.Consolidation test results showed a preconsolidation pressure of up to about 0.5 kg/cm2 with high compression indices. Compression index vs liquid limit yielded a correlation comparable to that of published data. The undisturbed samples have a much larger coefficient of secondary consolidation as a result of flocculant fabric. These clays have very low undrained shear strength.

Engineering behavior of uplifted Smectite-rich Cochin and Mangalore marine clays

The present study aims to assess whether the smectite-rich Cochin and Mangalore clays, which were deposited in a marine medium and subsequently uplifted, exhibit consistency limits response typical of expanding lattice or nonexpanding (fixed) lattice-type clays on artificially changing the chemical environment. The chemical and engineering behaviors of Cochin and Mangalore marine clays are also compared with those of the smectite-rich Ariake Bay marine clay from Japan. Although Cochin, Mangalore, and Ariake clays contain comparable amounts of smectite (32-45%), Ariake clay exhibits lower consistency limits and much higher ranges of liquidity indices than the Indian marine clays. The lower consistency limits of the Ariake clay are attributed to the absence of well-developed, long-range, interparticle forces associated with the clay. Also, Ariake clay exhibits a significantly large (48-714 times) decrease in undrained strength on remolding in comparison to Cochin and Mangalore clays (sensitivity ranges between 1 and 4). A preponderance of long-range, interparticle forces reflected in the high consistency limits of Cochin and Mangalore clays (wL range from 75 to 180%) combined with low natural water contents yield low liquidity indices (typically <1) and high, remolded, undrained strengths and are considered to be responsible for the low sensitivity of the Indian marine clays.

Consistency limits behavior of bentonites exposed to sea water

This article examines the changes in interparticle forces brought about on prolonged contact (1 year period) of a bentonite clay with artificial seawater. The study is undertaken with the purpose of identifying the physico-chemical factors that impart a nonswelling character to smectite clays deposited in marine environments. Results show that equilibration of the bentonite clay with artificial seawater (total pore salinity approximately 42 gL-1) for a 1 year period does not lead to any mineralogical changes in the clay specimens; however, their exchangeable cation positions become prominently dominated by magnesium ions. The consistency limits of the seawater-equilibrated bentonite was determined on stepwise leaching to lower salinities. The predominance of diffuse double-layer repulsion forces in the pore salt concentration range of 42 gL-1 to 1.1 gL-1 caused an increase in the liquid limits of the seawater-equilibrated bentonite specimens on reducing the salinity in the corresponding range (42 gL-1 to 1.1 gL-1). The attraction forces, however, prevail over the repulsion forces at salt concentrations <1.1 gL-1 and cause a decrease in liquid limit of the clay specimens with reduction in pore salinity, which is typical of nonswelling clays. The attraction forces cause aggregation of the clay unit layers into domains that break down on sodium saturation of the clay specimens. It is inferred that the physico-chemical factors responsible for the nonswelling character of the seawater-equilibrated bentonite specimens at pore salt concentrations below 1.1 gL-1 are inadequate to explain the nonswelling character of smectite-rich Ariake marine clays. The lower consistency limits of the Ariake marine clays in comparison to the nonswelling character, seawater-equilibrated bentonite specimens is attributed to a relative deficiency of interparticle forces in the Ariake marine clay.

Characterization of estuarine marine clays for coastal reclamation in Pusan, Korea

Large scale reclamation works in coastal areas of the Nakdong River plain are at various stages of progress, since early 1990's on in-situ soft marine clay deposits. These deposits are of the order of 30 to 40 m thick. A realistic rapid characterization of soft ground would ensure success of any reclamation work in this area. In order to cope with the work carried out with different agencies, it is desirable to evolve a systematic methodology. In this study, engineering properties of clays at three coastal areas, Gadukdo, Noksan and Shinho, have been generated. The analysis of data has been done within the framework of classical developments in soil mechanics. Analysis has also been made by making use of the recent developments in dealing with soft clays. The dominant factors, namely, stress, time, and environment influencing the response of clay to loading are identified.

Mechanisms controlling the undrained strength behavior of remolded Ariake marine clays

The soft clay of Ariake Bay, in western Kyushu, Japan covers several hundred square kilometers. Ariake clay consists of the principal clay minerals namely, smectite, illite, kaolinite and vermiculite, and other minerals in lesser quantity. The percentage of the principal clay, mineral can vary significantly. The percent clay, size fraction and the salt concentration can also vary significantly. In view of the importance of undrained shear strength in geotechnical engineering practice, its behavior has been studied with respect to variation in salt concentration. Basically, two mechanisms control the undrained strength in clays, namely (a) cohesion or undrained strength is due to the net interparticle attractive forces, or (b) cohesion is due to the viscous nature of the double layer water. Concept (a) operates primarily for kaolinitic soil, and concept (b) dominates primarily for montmorillonitic soils. In Ariake clay, different clay minerals with different exchangeable cations and varying ion concentration in the pore water and varying nonclay size fraction are present. In view of this while both concepts (a) and (b) can coexist and operate simultaneously, one of the mechanisms dominates. For Isahaya clay, concept (a), factors responsible for an increase in level of flocculation and attractive forces result in higher undrained strength. Increase in salt concentration increases the remolded undrained strength at any moisture content. For Kubota and Kawazoe clays, concept (b) factors responsible for an expansion of diffuse double layer thickness, resulting in higher viscous resistance, increase the undrained shear strength, that is, as concentration decreases, the undrained strength increases at any moisture content.The liquid limit of Isahaya,a clay increases with increase in ion concentration and a marginal decrease is seen for both Kubota and Kawazoe clays, and their behavior has been explained satisfactorily,.

Modelagem hidrológica da bacia hidrográfica do rio Bengalas, Nova Friburgo, RJ, utilizando o potencial de geotecnologias na definição de áreas de risco de inundação.

A presente pesquisa concentra-se no estudo hidrológico utilizando o potencial das geotecnologias na modelagem do escoamento na bacia do rio Bengalas, cujo rio principal de mesmo nome, corta o município de Nova Friburgo, RJ, no sentido Sul-Norte. Esse município, um dos mais importantes da região serrana, sofre frequentemente com inundações e deslizamentos, onde, dados históricos e acontecimentos recentes mostram que a ocupação inadequada de encostas e calhas dos rios são as áreas destacada e negativamente afetadas. A metodologia tem suporte no uso de um SIG, extraindo informações, que por sua vez, serão entrada de dados na fase de modelagem, e reforçando a apresentação dos resultados das simulações através de mapas. Ela está divida basicamente em três etapas: "SIG", "Modelagem" e "Suporte à Tomada de Decisão/Simulação". Esse primeiro estudo permitiu compor um banco de dados geográfico com as características fisiográficas da bacia; a seleção criteriosa de uma modelagem matemática e encadeamento de seus parâmetros com os componentes do ciclo hidrológico; realizar a calibração do modelo de transformação chuva-vazão, Soil Conservation Service (CN); e simular a passagem dos volumes gerados pela precipitação efetiva na calha do rio Bengalas, com o objetivo de identificar e analisar as áreas suscetíveis a inundações na porção central da cidade de Nova Friburgo. Modelagem dessa natureza vem sendo empregada, principalmente, no gerenciamento de recursos hídricos, onde a tomada de decisões embasada nos resultados de simulações computacionais, contribuem para evitar prejuízos materiais e financeiros, e ainda, perdas de vidas humanas em áreas de risco, neste caso, aquelas suscetíveis a inundações. Analisando os resultados encontrados temos que a área suscetível à inundação para uma chuva com tempo de recorrência de 50 anos, o mais crítico estudado, seja de aproximadamente 1,0 km, distribuídos nos seus 8,5km na região central de Nova Friburgo-RJ, sendo está, ora delimitada, prioritariamente edificada.

Indicadores de avaliação ambiental em Áreas de Preservação Permanente (APPs) na sub-bacia do Rio Saracuruna RJ

Áreas de Preservação Permanente (APPs) configuram áreas protegidas, cobertas ou não por vegetação nativa, legalmente estabelecidas em lei. Estas possuem funções ambientais que se integram entre si e se associam às suas diferentes categorias. O trabalho objetivou a adaptação do sistema de indicadores PEIR (pressão, estado, impacto, resposta) para avaliação ambiental integrada de APPs, com aplicação na sub-bacia do rio Saracuruna, RJ. Especificamente visou: a) Levantamento da legislação pertinente às APPs inseridas no contexto do uso e ocupação do solo e gestão ambiental integrada; b) Delimitação das faixas de APP, segundo os parâmetros definidos pelo Código Florestal para cada categoria existente na área; c) Seleção de indicadores ambientais relacionados às APPs delimitadas considerando suas diversas categorias e funções ambientais associadas; d) Avaliação do potencial e limitações da aplicação de indicadores de avaliação integrada em APPs, envolvendo a espacialização das informações com suporte de geotecnologias, com enfoque para a legitimação/intervenções nas faixas inseridas na sub-bacia em estudo. Metodologicamente envolveu a pesquisa bibliográfica, compreendendo o levantamento de todo o arcabouço jurídico ambiental pertinente às APPs e das referências de cartas de indicadores; a caracterização física e humana da sub-bacia, subsidiando a delimitação e pré-avaliação de APPs; a seleção de indicadores ambientais voltados à avaliação integrada de APPs, a aplicação, com o suporte de geotecnologias, de parte destes indicadores estruturados em ciclos PEIR frente à hierarquização, exemplificativa, das funções ambientais por grupo de categorias de APPs; e, por fim, a elaboração de mapas-síntese da situação das faixas de APP ligadas à drenagem e ao relevo de altitude, com enfoque na legitimação das mesmas. A revisão das políticas específicas e transversais às APPs e de seus planos incidentes atestou uma ampla base para a gestão local ou compartilhada destas faixas, no entanto, a delimitação de APPs em função da realidade local ainda não ocorre. A Carta-síntese de indicadores de avaliação integrada de APPs na sub-bacia contemplou um conjunto de quarenta indicadores, dentre os quais vinte e seis compuseram dois ciclos aplicados e seis ciclos parcialmente aplicados. Para as APPs ligadas à drenagem e ao relevo de altitude foram aplicados, respectivamente, os indicadores de: a) pressão: Alteração de áreas naturais por áreas antrópicas e Evolução da área urbana em encostas; b) estado: Impermeabilização do solo e Qualidade ambiental das terras; c) impacto: Áreas críticas de inundação e Áreas de risco de escorregamentos ou desmoronamentos; e d) resposta: Plano de bacia hidrográfica e Áreas de risco recuperadas. Tais ciclos atestaram a precisão dos indicadores de pressão e estado quando da avaliação sobre a preservação em APPs, porém não foram capazes de explicar isoladamente a causa de impactos, os quais não ocorrem de maneira exclusiva nestas faixas. Demonstraram ainda um nível maior de antropização em APPs localizadas na porção de baixada da sub-bacia, principalmente em margens de rios. Sendo assim, cabem ações voltadas à fiscalização de APPs legitimadas, à recuperação de faixas com baixa interferência humana, e às intervenções urbanísticas ou prioritárias em áreas degradadas ou impactadas

Mapeamento digital do uso da terra da cobertura vegetal no Parque Estadual da Serra da Tiririca (PESET) a partir de imagens orbitais de alta resolução.

No Brasil, entre as áreas protegidas e regulamentadas por lei estão às denominadas Unidades de Conservação (UC) e são definidas assim por possuírem características ambientais, estéticas, históricas ou culturais relevantes, importantes na manutenção dos ciclos naturais, demandando regimes especiais de preservação, conservação ou exploração racional dos seus recursos. O Parque Estadual da Serra da Tiririca (PESET), criado pela Lei 1.901, de 29 de novembro de 1991 localizado entre os municípios de Niterói e Maricá no Estado do Rio de Janeiro, enquadra-se na categoria de UC de Proteção Integral abrigando uma extensa faixa de Mata Atlântica em seus limites. Para a presente pesquisa foi feita uma classificação de Uso da terra e cobertura vegetal, refinada por pesquisas feitas através do trabalho de campo, que subsidiou a elaboração da proposta de Zoneamento Ambiental para o parque. O processamento digital da imagem foi feito utilizando-se o sistema SPRING desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE). A confecção dos mapas temáticos foi feita com apoio do sistema Arcgis desenvolvido pela ESRI. O Sistema de Informação Geográfica (SIG) foi empregado para as modelagens ambientais. Nessa etapa foram consideradas, de forma integrada, a variabilidade taxonômica, a expressão territorial e as alterações temporais verificáveis em uma base de dados georreferenciada. A tecnologia SIG integra operações convencionais de bases de dados, relativas ao armazenamento, manipulação, análise, consulta e apresentação de dados, com possibilidades de seleção e busca de informações e suporte à análise geoestatística, conjuntamente com a possibilidade de visualização de mapas sofisticados e de análise espacial proporcionada pelos mapas. A opção por esta tecnologia busca potencializar a eficiência operacional e permitir planejamento estratégico e administração de problemas, tanto minimizando os custos operacionais como acelerando processos decisórios. O estudo feito através da modelagem computacional do PESET apresentará o emprego das técnicas amplamente utilizadas no monitoramento ambiental, sendo úteis aos profissionais destinados à gestão e aos tomadores de decisão no âmbito das políticas públicas relacionadas à gestão ambiental de Unidades de Conservação.

A aplicação das geotecnologias na gestão do esporte: um olhar nos megaeventos esportivos na cidade do Rio de Janeiro

O presente documento apresenta sucintamente os conceitos e definições das geotecnologias, com ênfase em duas ferramentas tecnológicas de suporte a utilização desta metodologia: o geoprocessamento e o sistema de informação geográfica (SIG). A proposta metodológica da utilização da geotecnologias teve como objetivo a observação dos fenômenos dos megaeventos esportivos, que serão sediados na cidade do Rio de Janeiro, a Copa do Mundo de Futebol 2014 e os Jogos Olímpicos e Paralímpicos de 2016, bem como atender as exigências de conclusão da tese de doutorado. Para tal, foram realizados dois artigos que observaram o fenômeno megaeventos esportivos no espaço geográfico da cidade do Rio de Janeiro. O primeiro verificou as mudanças urbanas com as características socioeconômicas ocorridas nas proximidades do parque olímpico, a partir de uma visão temporal da década de 2000. O segundo artigo observou o espaço geográfico da cidade junto aos sítios olímpicos e as mudanças climáticas que vêm ocorrendo nesses locais, através da observação da evolução da temperatura de superfície com a construção de mapas termais, e de dados meteorológicos.

Analyzing Geospatial patterns of syrian refugee flows in southeastern Turkey by use of remote sensing and complementary data

Crisis-affected communities and global organizations for international aid are becoming increasingly digital as consequence geotechnology popularity. Humanitarian sector changed in profound ways by adopting new technical approach to obtain information from area with difficult geographical or political access. Since 2011, turkey is hosting a growing number of Syrian refugees along southeastern region. Turkish policy of hosting them in camps and the difficulty created by governors to international aid group expeditions to get information, made such international organizations to investigate and adopt other approach in order to obtain information needed. They intensified its remote sensing approach. However, the majority of studies used very high-resolution satellite imagery (VHRSI). The study area is extensive and the temporal resolution of VHRSI is low, besides it is infeasible only using these sensors as unique approach for the whole area. The focus of this research, aims to investigate the potentialities of mid-resolution imagery (here only Landsat) to obtain information from region in crisis (here, southeastern Turkey) through a new web-based platform called Google Earth Engine (GEE). Hereby it is also intended to verify GEE currently reliability once the Application Programming Interface (API) is still in beta version. The finds here shows that the basic functions are trustworthy. Results pointed out that Landsat can recognize change in the spectral resolution clearly only for the first settlement. The ongoing modifications vary for each case. Overall, Landsat demonstrated high limitations, but need more investigations and may be used, with restriction, as a support of VHRSI.

Degradação ambiental no município de Cerro Corá RN por técnicas de geoprocessamento

The processes of occupation and evolution of natural environments as a result of a disorderly process of implementing economic practices agrosilvopastoris play today an important role in the degradation process of changing the landscape and natural resources of the semiarid Northeast. The Serra de Santana has natural elements important to the state of Rio Grande do Norte as the source of the Potengi. Therefore, this study aimed to analyze the degree of degradation in the municipality of Cerro Cora - RN. We used satellite images Landsat-5 and census data for the year 2008. The method made use of geotechnology which includes land use, NDVI, rainfall, livestock and erodibility in the evaluation of environmental degradation, as well as satellite images of Landsat TM-5, in the years 1984, 1995 and 2008, letters of NDVI, census data regarding the socioeconomic obtained from IBGE. The results showed that the absolute majority in the municipality of Cerro Cora has a low to medium susceptibility, which together represent 63.92% of the municipality, with a regression of disturbed areas and the areas of agriculture, and a recovery of the areas of Caatinga , coming to occupy currently 92% of the municipal territory. A Geographic Information System is indispensable to environmental monitoring of Cerro Cora / RN

Diagnóstico da degradação ambiental no município de Areia Branca-RN por geotecnologias

The municipality of Areia Branca is within the mesoregion of West Potiguar and within the microregion of Mossoró, covering an area of 357,58 km2. Covering an area of weakness in terms of environmental, housing, together with the municipality of Grossos-RN, the estuary of River Apodi-Mossoró. The municipality of Areia Branca has historically suffered from a lack of planning regarding the use and occupation of land as some economic activities, attracted by the extremely favorable natural conditions, have exploited their natural resources improperly. The aim of this study is to quantify and analyze the environmental degradation in the municipality. Thus initially was performed a characterization of land use using remote sensing, geoprocessing and geographic information system GIS in order to generate data and information on the municipal scale, which may serve as input to the environmental planning and land use planning in the region. From this perspective, were used a Landsat 5 image TM sensor for the year 2010. In the processing of this image was used SPRING 5.2 and applied a supervised classification using the classifier regions, which was employed Bhattacharya Distance method with a threshold at 30%. Thus was obtained the land use map that was analyzed the spatial distribution of different types of the use that is occurring in the city, identifying areas that are being used incorrectly and the main types of environmental degradation. And further, were applied the methodology proposed by Beltrame (1994), Physical Diagnosis Conservationist under some adaptations for quantifying the level of degradation or conservation study area. As results, the indexes were obtained for the parameters in the proposed methodology, allowing quantitatively analyze the degradation potential of each sector. From this perspective, considering a scale of 0 to 100, sector A and sector B had value 31.20 units of risk of physical deterioration. And the C sector, has shown its value - 34.64 units degradation risk and should be considered a priority in relation to the achievement of conservation actions