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E3-3.4T065

 

X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

 

INFLUÊNCIA DO COMPORTAMENTO DAS PRECIPITAÇÕES NA ANÁLISE DE SUSCEPTIBILIDADE À ENCHENTES E DESLIZAMENTOS EM ZONAS SUBTROPICAIS: O CASO DA REGIÃO DA GRANDE FLORIANÓPOLIS

 

 

Profa. MSc. Edna Lindaura Luiz

Curso de Geografia

Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC

 

 

Profa. Dra. Maria Lúcia de Paula Herrmann

Departamento de Geociências

Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC

Campus Universitário, Trindade - Florianópolis, SC

 

 

Palavras chave: Áreas de risco a enchentes e a deslizamentos; Comportamento da precipitação; Sistemas atmosféricos responsáveis por precipitações excepcionais.

 

Eixo Temático: 3 - Aplicação da Geografia à Pesquisa

Sub-eixo: 3.4 – Aplicações Temáticas em Estudos de Caso

 

 

 

 

1 – INTRODUÇÃO

 

Eventos pluviais extremos são passíveis de provocar enchentes e deslizamentos em ambientes tropicais úmidos (MEIS e SILVA, 1968; CRUZ, 1974; WOLLE e CARVALHO, 1989; SIMON et al., 1990), subtropicais (BIGARELA e BECKER, 1975; PELLERIN et al, 1996) e temperados (RENEAU e DIETRICH, 1987; JOHNSON e SITAR, 1990).

Em relação aos deslizamentos, tentativas de correlacionar precipitações e ocorrências de deslizamentos são geralmente efetuadas em regiões tropicais, subtropicais e temperadas (GUIDICINI e IWASA, 1976, GARLAND e OLIVIER, 1993, BROOKS et al., 1994, dentre outros). A maioria dos trabalhos conclui que a quantidade de episódios de chuvas ou de dias chuvosos precedentes ao episódio pluvial crítico aumenta a probabilidade de ocorrência de deslizamentos e de que eles são mais passíveis de ocorrerem no final da estação chuvosa das áreas úmidas tropicais e subtropicais (GUIDICINI e IWASA, 1976, GUIDICINI e NIEBLE, 1984; GARLAND e OLIVIER, 1993; WOLLE, 1998).

Brooks et al. (1994) relacionam a intensidade e a duração de chuvas à ocorrência de diferentes tipos de movimentos de massa na Escócia ocidental, em vertentes com solos do tipo podzol. Por outro lado, Johnson e Sitar (1990) comentam que a predição de limites de duração e intensidade de chuvas para desencadear deslizamentos devem levar em conta as características dos sítios de ocorrência deste fenômenos, pois os mecanismos de rupturas podem ser muito específicos. Este foi o caso da enchente e das corridas de terra e de detritos que ocorreram em Timbé do Sul e Jacinto Machado, no sul do estado de Santa Catarina, em dezembro de 1995 (PELLERIN et al. 1996, 1997), pois estes fenômenos foram resultado da combinação de precipitações excepcionais concentradas em poucas horas sem dias de chuvas precedentes com as características específicas do sítio. As nuvens baixas carregadas de umidade resultantes de condições atmosféricas momentâneas que vinham do oceano se moviam na mesma direção de posicionamento de vales incisos na barreira orográfica, determinada pela Serra Geral, cujas as encostas são íngremes e com solos rasos, o que facilitou a saturação e o desencadeamento das corridas de terra e de detritos.

Desta forma, a caracterização do comportamento das precipitações que ocorrem em uma determinada área são muito importantes em uma análise de susceptibilidade a enchentes e deslizamentos, porém esta caracterização não deve ser apenas uma análise estatística de dados anuais ou mensais, como o cálculo de médias e de desvio padrão, pois conforme salientou Monteiro (1973), os aspecto quantitativos médios assumem caráter meramente complementar para a análise dinâmica na caracterização do ritmo anual do clima. Deve-se levar em conta tanto a análise episódica dos índices pluviais extremos, preconizada por Monteiro (1969), quanto a análise de um conjunto de dados anuais e mensais em termos de ritmos e tendências de anos mais secos e úmidos; os fatores conjunturais responsáveis pelas precipitações, como qual o sistema atmosférico que provoca as maiores precipitações e qual a sua direção de chegada no sítio. A partir destes dados, é importante também levantar as características do sítio, como a presença de elevações, de planícies de inundação, entre outras.

Este trabalho pretende, então, apresentar uma análise do comportamento das precipitações em alguns municípios da região da Grande Florianópolis (Figura 1) levando em conta a abordagem discutida acima, bem como será realizada uma descrição da configuração dos sítios, visando obter subsídios para a identificação e o monitoramento de áreas sujeitas a enchentes e a deslizamentos.

 

mapa

Figura 1 – Localização da área de estudo.

 

 

2 - METODOLOGIA

 

Dados de precipitação foram coletados em alguns municípios da região da Grande Florianópolis. Na estação meteorológica localizada no município de São José, foram obtidos dados de precipitação de um período de 15 anos, na estação meteorológica localizada no município de Antônio Carlos foram levantados dados de um período de 24 anos, enquanto no município de São Pedro de Alcântara foram coletados dados de precipitação do período de um ano e um mês através de um pluviômetro do tipo calha instalado em uma encosta junto ao perímetro urbano. Os dado das estações foram tratados em termos de médias anuais e mensais e plotados em gráficos de colunas para a observação das tendências dos anos e meses mais úmidos e mais secos das séries analisadas. Paralelamente, foram obtidos os episódios de precipitação que provocaram enchentes e deslizamentos no aglomerado urbano de Florianópolis, estes episódios foram analisados a partir de cartas sinóticas e outros dados meteorológicos para se conhecer os tipos de sistemas atmosféricos responsáveis pela sua formação. A configuração dos sítios onde as precipitações ocorreram também foi levantada. Em São Pedro de Alcântara além da medida das precipitações também foi coletada a profundidade do lençol freático durante o período de monitoramento das chuvas, pois sabe-se que muitos deslizamentos são causados pela subida do lençol e, ainda, o nível do lençol freático próximo da superfície do terreno aumenta a susceptibilidade a enchentes.

 

 

3 - LOCALIZAÇÃO E ASPECTOS GERAIS DOS SÍTIOS DAS ÁREAS ESTUDADAS

 

Os municípios de São José, São Pedro de Alcântara e Antônio Carlos se localizam no centro - leste do Estado de Santa Catarina (Figura 1). A estação de São José se encontra junto ao litoral, nas coordenadas de 27o 37’ lat. S e 48o 38’ Long. W, a 02 metros de altitude, aproximadamente 13 km ao norte da barreira orográfica representada pelo maciço do Cambirela, cuja altitude máxima alcança 875 metros. A estação de Antônio Carlos se encontra no baixo vale do rio Biguaçu, nas coordenadas de 27o 31’ lat. S e 48o 46’ Long. W, a 34 metros de altitude. O local onde foi instalado o pluviômetro em São Pedro de Alcântara se encontra nas coordenadas de 27o 34’ lat. S e 48o 48’ Long. W, a 250 m de altitude, no médio vale do rio Maruim. Entre a estação de São José e o local de monitoramento da precipitação em São Pedro de Alcântara, à oeste, são encontrados morros com cerca de 300 metros de altitude e entre este lugar em São Pedro e a estação de Antônio Carlos, ao norte, se encontra a serra de Santa Filomena, com cerca de 378 metros de altitude.

 

 

4 - RESULTADOS

 

4.1 - Comportamento das precipitações nos períodos analisados

O clima da região é do tipo Cfa, segundo a classificação de Köeppen (SANTA CATARINA, 1986), de zona intermediária subtropical, com chuvas bem distribuídas ao longo do ano, apresentando médias anuais entre 1700 - 1800 mm. As temperaturas médias ficam entre 18oC no inverno e 24oC nos meses de verão.

Deve ser ressaltado que as médias anuais regionais de precipitação citadas acima variam muito de lugar para lugar em função da localização em relação ao sistema atmosférico que provoca a precipitação e à configuração do sítio. A análise dos dados de precipitação da estação meteorológica do município de Antônio Carlos apresenta uma média anual de 1973,57 mm para uma série de 24 anos. Este valor é maior do que a média apresentada para a região. Por outro lado, os dados da estação de São José mostram uma média anual de 1439,12 mm de precipitação para 71 anos.

Como já observado por Herrmann (1999) para a estação meteorológica de São José, as médias anuais de precipitação variam muito de ano para ano, com uma certa tendência para períodos com anos mais úmidos ou mais secos, provavelmente seguindo os anos de ocorrência dos fenômenos El Niño e La Niña. Os gráficos no 01 e 02 abaixo apresentam as variações das médias anuais de precipitações das estações de Antônio Carlos e São José.

 

 Gráfico no. 01 - Média anual de precipitação da estação Meteorológica de Antônio Carlos no período 1977 2001.

 

Gráfico no. 02 - Média anual de precipitação da estação Meteorológica de São José no período 1980 1995.

 

             O ano de 1983 apresentou uma média de precipitação excepcionalmente elevada em relação ao período analisado, 3.628 mm na estação meteorológica de Antônio Carlos e 2.598 mm na estação meteorológica de São José, muito acima dos maiores valores de precipitação anual encontrados que não ultrapassaram os 2.393mm em Antônio Carlos e os 2.000 mm em São José. Este ano foi muito úmido em todo Estado de Santa Catarina e configurou o ápice de ocorrência do fenômeno El Niño. O ano mais seco do período analisado foi o de 1988, com 1250 mm de chuva em Antônio Carlos 1055 mm em São José. 1988 foi um ano característico de ocorrência do fenômeno La Niña.

             O cálculo da média anual dos dados apresentados para a estação de Antônio Carlos mostra um valor de 1973,57mm, com desvio padrão de 432,34mm, porém se for excluído o dado do ano de1983, a média anual passa para 1904,64 mm e o valor do desvio padrão fica em 266,64mm. Estes cálculos mostram o quanto o ano de 1983 foi excepcional na série histórica analisada e como este dado modifica os valores estatísticos, por isso é importante também se ter uma análise do comportamento das precipitações em termos de distribuição e não só através de valores médios.

             Da mesma maneira, os cálculos das médias mensais também mascaram a realidade, por exemplo, a média mensal do mês de novembro para a estação meteorológica de São José, ao longo de 71 anos, é de 132,4mm, contudo, no mês de novembro de 1994 alcançou 594,9mm. Este índice mensal foi o maior registrado desde 1925, sendo decorrente de apenas dois dias consecutivos de chuvas intensas: 204.6mm no dia 14 e 216.6mm no dia 15. Esse excepcionalismo pluvial causou enchentes e deslizamentos, deixando um saldo de quinze mil desabrigados no Aglomerado Urbano de Florianópolis, conforme descreveram Herrmann et al. (1993).

Os dados da estação de São José indicam que os meses de verão (janeiro, fevereiro e março) são os mais chuvosos, com 35% do total das precipitações, vindo em seguida os meses de primavera (outubro, novembro e dezembro) com 25 % do total e os meses de outono (abril, maio e junho) com 20%. Já os meses de inverno são os menos chuvosos (julho, agosto e setembro) com apenas 19%. As médias mensais da estação de Antônio Carlos também mostram a mesma tendência da estação de São José, com invernos mais secos e primaveras e verões mais úmidos. Janeiro é o mês mais chuvoso seguido dos meses de fevereiro e dezembro. Entretanto, como descrito anteriormente, episódios de precipitações excepcionais ocorrem fora das épocas mais úmidas obtidas através da análise de dados médios.

 

Gráfico no. 03 - Precipitação média mensal para a estação meteorológica de Antônio Carlos no período de 1977 2001.

 

 

Gráfico no. 04 - Precipitação média mensal para a estação meteorológica de São José no período de 1980 1995.

 

             Os dados de precipitação obtidos no monitoramento em São Pedro de Alcântara confirmam este tendência das estações de verão e primavera como as mais chuvosas e o inverno como o período mais seco do ano, como observado no gráfico no. 05 abaixo, porém o mês mais chuvoso e o mês mais seco não foram os mesmos.

 

Gráfico no. 05 - Precipitação mensal em São Pedro de Alcântara no período de monitoramento.

 

4.2 - Sistemas atmosféricos responsáveis pelas precipitações que produziram enchente e/ou deslizamentos na área de estudo

Em função de posição da área em latitudes médias e próxima ao litoral, a ocorrência de precipitações, sua intensidade e freqüência, estão condicionadas ao sistema de circulação atmosférica regional, com atuação das massas de ar tropical, equatorial e fria e, dos encontros entre massas com propriedades diferentes, as frentes, principalmente a frente fria. As principais massas de ar que atuam na região de estudo são, segundo Monteiro e Furtado (1995) e Herrmann (1999), tropical continental e atlântica, polar atlântica e equatorial continental.

A maior parte dos episódios de chuva da região ao longo do ano tem caráter frontal. A frente fria formada pelo encontro da massa tropical atlântica e da massa polar atlântica condiciona precipitações na área, contudo sua atuação é diferenciada ao longo do ano em termos de localização e intensidade por causa da influência das estações do ano e do aquecimento diferencial. Por exemplo, no verão, esta frente está mais fraca e permanece no oceano, sua presença organiza e intensifica a convergência tropical, provocando trovoadas com aguaceiros principalmente no final da tarde em Santa Catarina (MONTEIRO, 2001). No inverno e primavera, esta frente é muito atuante sobre o continente e pode provocar chuvas prolongadas, principalmente se o anticiclone polar ficar bloqueado sobre o oceano próximo da costa.

Outros sistemas atmosféricos atuantes nesta região também podem provocar precipitações, como frente quente de retorno, frente fria oclusa, vórtices ciclônicos. Tais sistemas foram relacionados por Herrmann (1999) aos episódios de precipitações excepcionais que provocaram enchentes e deslizamentos na área do aglomerado urbano de Florianópolis. A autora criou um modelo para enquadrar os 42 episódios de deslizamentos e enchentes verificados no período de 1980 a 1995 ,conforme demostra o Quadro no. 01, onde constata-se que os episódios com índices pluviais diários inferiores a 80 mm (14 registros), com 80 a 100mm (17 registros) e com 100 a 200mm de precipitação (06 registros), acumulados em pouco tempo (inferior a 24 horas), precedidos ou não por dias chuvosos, deveram-se, predominantemente, a passagens de Frentes Frias sobre o oceano, ligadas aos aglomerados convectivos (baixa pressão) ou a Frentes Frias Estacionárias ou semi-estacionárias sobre o litoral catarinense. Os 04 registros de episódios pluviais excepcionais, totalizando 200 a 320mm de chuvas em 24 horas, que causaram enchentes de calamidade pública foram relacionados a passagens de frente frias associadas a ocorrências de vórtices ciclônicos, e à frontogênese. A maioria destes episódios pluviais intensos (23 registros) ocorreram durante os meses da estação de verão, enquanto os outros distribuíram-se indistintamente durante as demais estações do ano. Herrmann (1999) cita, ainda, a influência do fenômeno El Niño nos episódios mais significativos de chuvas na sua área de estudo, como os verificados no decorrer dos seguintes períodos: 1982 a 1983, (considerados como excepcional), 1986 a 1987 (de menor intensidade)e 1990 a 1994 (o mais longo evento de El Niño dos últimos anos).

 

4.3 Influência da configuração do sítio

A comparação dos dados diários de precipitação no período de monitoramento obtidos nas leituras em São Pedro de Alcântara com aqueles obtidos da estação de Antônio Carlos mostra que chove cerca de 20% a mais na primeira do na segunda. Tal fato talvez possa ser explicado pela localização dos dois pontos de medição. Como já foi colocado anteriormente, a maioria dos sistemas atmosféricos que provocam as precipitações mais significativas na região vem do quadrante sul e, como São Pedro de Alcântara se encontra mais ao sul em relação à Antônio Carlos e ainda existe uma Serra que separa os dois pontos, as nuvens vindas de sul podem precipitar na parte da serra voltada para São Pedro e alcançar a estação meteorológica de Antônio Carlos com menor teor de umidade.

Também em São Pedro de Alcântara, Zabot (1999) encontrou a influência orográfica na intensidade e na localização do episódio pluvial excepcional de 11 de dezembro de 1998. Segundo a autora, a chuva parece ter sido mais intensa e localizada próximo às cabeceiras do rio Maruim, o que provocou um aumento de vazão que se propagou como uma onda para as áreas de jusante. Nas planícies confinadas (alveolares) de jusante, onde as chuvas não haviam sido intensas, o aumento da vazão do rio provocou enchentes, como foi o caso das localidades do distrito sede de São Pedro e de Santa Teresa. Nas partes da bacia onde as precipitações foram mais intensas, ocorreram movimentos de massa, deixando cicatrizes nas encostas. Algumas encostas junto ao leito do rio Maruim que não foram submetidas ao episódio pluvial intenso sofreram instabilidade por retirada de suporte basal pelo rio, cuja a vazão era excepcional.

Em Antônio Carlos, são raros os casos de enchentes, pois o vale do rio Biguaçu neste local é mais aberto, porém são registrados casos de deslizamentos na encostas, entretanto, estas encostas ainda não estão sofrendo com a pressão da expansão urbana, sendo utilizadas somente para pastagens.

Em São José, a presença do maciço do Tabuleiro ao sul da estação meteorológica condiciona um aumento das precipitações, pois funciona como uma barreira aos sistemas atmosféricos carregados de umidade que vêm do sul/sudeste. 

Alguns quilômetros ao norte deste maciço, são encontradas áreas planas e densamente urbanizadas correspondentes as planícies aluviais dos rios Forquilhinha e das Pombas, ambos afluentes do baixo curso do rio Maruim, as quais são freqüentemente afetadas por enchentes quando da ocorrência de episódios pluviais mais intensos. A proximidade destas áreas com a linha de costa traz um agravante para a sua susceptibilidade as enchentes, pois os dias de chuvas mais intensas podem coincidir com momentos de marés mais altas, o que provoca o represamento das águas do escoamento superficial.

As encostas em torno das planícies aluviais dos rios Forquilhinhas e da Pombas são muito íngremes e susceptíveis a sofrer deslizamentos, e, infelizmente, são ocupadas por moradias. A ocupação urbana destas encostas agrava a sua susceptibilidade aos deslizamentos, pois são executadas muitas obras de cortes e aterros para tornar os terrenos mais adequados as construções. Já foram registrados casos de soterramento com vítimas fatais nestas encostas.

 

4.4 – Variação da altura do lençol freático durante o período monitorado

 

Gráfico no 6 - Variação da precipitação e do nível do lençol freático em uma encosta do município de São Pedro de Alcântara no período nov./2000 nov./2001.

 

Obs. A medida no quadro dentro do gráfico se refere a profundidade do piezômetro.

 

A observação deste gráfico demonstra que o lençol freático se encontrava em maior profundidade no início do período de monitoramento, em novembro de 2000, e alcançou profundidades menores a partir de dezembro daquele ano. Durante o ano de 2001, que foi mais úmido do que o ano anterior, o nível do lençol freático não ficou tão profundo quanto aquele de novembro de 2000, nem mesmo no inverno seco de 2001, o que indica que os anos mais secos e mais úmidos também são sentidos pelo lençol freático mais raso.

 

 

5 - CONCLUSÕES

 

A análise dinâmica do clima enfatizando a precipitação e o conhecimento das características do sítio dos municípios de Antônio Carlos, São Pedro de Alcântara e São José, pertencentes a Grande Florianópolis, possibilitaram a caracterização da qualidade e do ritmo anual do clima e a identificação de áreas susceptíveis a enchentes e deslizamentos. O conhecimento dos sistemas atmosféricos que provocam índices de precipitação excepcionais e sua correlação com enchentes e deslizamentos na área de estudo permite montar um programa de monitoramento que acompanhe a possível formação destes sistemas. Os dados de precipitação e do nível do lençol freático mostraram que o lençol de baixada é muito sensível à ocorrência de anos mais secos e mais úmidos e, influenciada pelo lençol, também a deflagração de deslizamentos e de enchentes.

 

 

6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 

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