Landslide Early Warning soft technology prototype to improve community resilience and adaptation to environmental change

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How much does an extreme rainfall event cost? Material damage and relationships between insurance, rainfall, land cover and urban flooding

Publication . Leal, Miguel; Boavida-Portugal, Inês; Fragoso, Marcelo; Ramos, Catarina

This research aims to understand how insurance, rainfall, land cover and urban flooding are related and how these variables influenced the material damage in the Lisbon Metropolitan Area (LMA) during the 2000–2011 period. Correlation coefficients show strong relationships between built-up areas and claims (0.94) and payouts (0.88). Despite no significant relationships being found between rainfall and the amount of material damage per event, three likelihood levels of flooding were determined for hourly rainfall. Unlike the studied period, the number of claims and their spatial distribution during the 2008 extreme rainfall event were strongly dependent on rainfall. Flooding related to the old watercourses assumed greater importance during this extreme event, recovering a more natural/ancient hydrological behaviour. In the LMA, the greatest material damage was the result of high-magnitude/low-probability rainfall events. Lower magnitude events can trigger numerous claims in heavily built-up areas, but they are hardly capable of producing large material damage.

2019Journal article

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Modelação da espessura do solo à escala da bacia hidrográfica

Publication . Melo, Raquel; Oliveira, Sérgio; Marques, Fernando; Fonseca, Rute; Zêzere, José

A espessura do solo – neste trabalho interpretada como a profundidade medida entre a superfície topográfica e a rocha mãe, ou como a profundidade medida até à primeira alteração significativa nas propriedades hidrológicas do terreno – é um fator reconhecido pela sua influência em muitos processos geomorfológicos. Porém, a variabilidade espacial da espessura do solo resulta de interações complexas entre diversos fatores (biológicos, climáticos, topográficos, químicos e físicos), pelo que é bastante difícil quantificar esta variável com exatidão para áreas extensas. O presente trabalho tem como principal objetivo a modelação da espessura do solo nas bacias do rio Grande da Pipa, do rio da Silveira e da ribeira de Santo António, localizadas na região Norte de Lisboa.

2019Conference object

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A importância da atualização dos inventários de movimentos de vertente na avaliação da suscetibilidade

Publication . Oliveira, Sérgio; Garcia, Ricardo A C; Zêzere, José; Melo, Raquel

Há pelo menos três décadas que os movimentos de vertente têm sido alvo de inúmeros estudos na região a Norte de Lisboa, dos quais têm resultado inventários sistematicamente atualizados (e.g. Ferreira et al., 1987; Zêzere, 1997; Garcia, 2012; Oliveira, 2012). Estes inventários são frequentemente desenvolvidos com base em fotointerpretação, na interpretação de elementos morfológicos a partir da topografia digital e em trabalho de campo. Os inventários de movimentos de vertente, que geralmente integram a tipologia do movimento, a sua configuração espacial e a data de ocorrência, sempre que a mesma seja conhecida, são depois utilizados como informação de base para a elaboração de estudos sobre suscetibilidade, perigosidade e risco. Um pressuposto aceite na comunidade científica é o de que futuros movimentos de vertente têm maior probabilidade de ocorrer sob condições idênticas às que originaram instabilidade no passado. Por outras palavras, é assumido que os movimentos não acontecem aleatoriamente, uma vez que resultam da interação entre processos físicos e leis mecânicas que determinam a estabilidade ou instabilidade. Neste contexto, é razoável questionar até quando deverá ser feita a atualização dos inventários, para uma mesma área de estudo. Assim, o presente trabalho pretende responder a duas questões: 1) a constante atualização dos inventários de movimentos de vertente proporciona uma considerável melhoria nos modelos subsequentes ou existe um limite a partir do qual essa melhoria se torna apenas residual? 2) a extensão da área em estudo desempenha um papel relevante na decisão de atualizar ou não os inventários? O trabalho é desenvolvido em três áreas de estudo distintas, com movimentos de vertente inventariados em vertentes naturais até 2010: a bacia da ribeira de Alenquer (130 km2; 480 movimentos); a bacia do rio Grande da Pipa (111 km2; 1029 movimentos); e as bacias do rio Silveira e da ribeira de Santo António (43 km2; 196 movimentos). A metodologia passa pela inventariação de novos movimentos de vertente, ocorridos entre 2010 e 2018, e a produção de novos mapas de suscetibilidade, por tipologia de movimento, de forma a responder às duas questões anteriormente colocadas.

2019Conference object

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Padrões de vulnerabilidade estrutural em estradas e edifícios associados à ocorrência de movimentos de vertente

Publication . Alves, Carlos José Simões; Oliveira, Sérgio

Esta dissertação tem como principal objetivo explorar a existência de padrões de vulnerabilidade estrutural em estradas e edifícios gerados pelo impacto de movimentos de vertente do tipo deslizamento. Para o efeito é utilizado um inventário de danos em estradas e edifícios com aproximadamente 400 ocorrências registadas na bacia do Rio Grande da Pipa, Arruda dos Vinhos, uma das áreas com elevada predisposição para a ocorrência de movimentos de vertente na região a norte de Lisboa. Neste sentido são analisados um conjunto de fatores que condicionam o grau de perda do elemento exposto: (i) a resistência estrutural do elemento afetado; (ii) o tipo de movimento de vertente; (iii) a magnitude/intensidade do movimento de vertente; (iv) a espessura do material deslizado ou a profundidade da superfície de rotura como proxy da intensidade, ou (v) a forma como a massa instabilizada afeta a infraestrutura. Numa primeira etapa é definida uma nova abordagem para determinar o grau de perda em estradas e edifícios (abordagem GrauPerda2). O objetivo é tornar menos ambígua a avaliação qualitativa da vulnerabilidade física, pela subjetividade que pode existir na determinação do grau de perda por técnicos com diferentes níveis de especialização. Com esse propósito são definidos um conjunto de critérios mensuráveis e marcadores únicos de deformação que permitam avaliar objetivamente o grau de perda em estradas e edifícios, quando afetadas por movimentos de vertente. A validação da proposta é feita por confronto com o grau de perda determinada pela abordagem mais subjetiva em uso na região norte de Lisboa (abordagem GrauPerda1) A validação da proposta GrauPerda2 permitiu definir duas checklists de indicadores para determinar o grau de perda de estradas e edifícios a movimentos de vertente. A avaliação da incerteza na relação grau de perda registado em estradas e edifícios com diferente intensidade/magnitude dos movimentos de vertente é explorada graficamente e são elaboradas as correspondentes curvas de fragilidade e matrizes de danos. A avaliação da suscetibilidade a diferentes tipos de deslizamentos na bacia do Rio Grande da Pipa é explorada com base em dois cenários de suscetibilidade: a deslizamentos superficiais e profundos. A última etapa consistiu em avaliar a exposição dos diferentes tipos de estradas e edifícios a áreas classificadas com suscetibilidade elevada e muito elevada e determinar as perdas potenciais. No caso das estradas verificou-se uma ligeira tendência independentemente do tipo de estrada para um aumento do grau perda em função do aumento da magnitude dos deslizamentos. No caso dos edifícios os resultados são muito menos conclusivos, em virtude de o registo de danos em edifícios ser bastante reduzido, sendo que apenas nos casos dos edifícios com pedra de adobe ou taipa se verifica uma tendência para um aumento do grau de perda com o aumento da magnitude dos deslizamentos.

2018-12-03Master thesis

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Susceptibility assessment of shallow slides failure and run-out

Publication . Melo, Raquel; Zêzere, José; Rocha, Jorge; Oliveira, Sérgio

The research is focused on the susceptibility assessment of shallow slides in the region north of Lisbon (Portugal), by modelling the failure and run-out areas separately. The shallow slides failure is evaluated using a statistical method (logistic regression). The existence of shallow slides inventories occurred in distinct periods allowed the separation of data into two independent groups (training and validation) and the adoption of the temporal criterion for the independent validation. The latter revealed an Area Under the Receiver Operating Characteristic curve of 0.90, which reflects a very good predictive capacity of the logistic regression model. For the run-out assessment, a simple cellular automata model is implemented through the following sequential steps: a) pre-processing and establishment of transition rules; b) integration of variables; and c) temporal indexing and simulation. The pre-processing step includes the creation of a database with the modelling inputs. The transition rules are directly related with the motion of the displaced mass. In this context, the likely traveling directions are identified, both horizontally and vertically. The integration of transition rules is performed using the algorithm Path Distance, from ESRI. For the temporal indexing, we use the Markov chains analysis to estimate a transition area matrix, which records the number of cells that is expected to change location over a specified time. The last stage refers to the cellular automata model simulation, i.e. to the spatial distribution of the landslide displaced mass. The run-out modelling, using the cellular automata model proposed, provided good results, with an overlap between the simulation and the real cases of 77%. Lastly, a final shallow slide susceptibility map was constructed including both failure and run-out areas. This work accomplished a combination of low-cost methodology with limited input data that allowed a good performance of the landslide susceptibility assessment and can be easily applied to other regions.

2019Conference object

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