Influence of the number of vulnerability classes in determining morphometric susceptibility to flooding

  • Vívian Gemiliano Pinto Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais – IFSudesteMG
  • Ricardo Neves de Souza Lima Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, Centro de Documentação e Disseminação de Informações, Coordenação de Projetos Especiais – COPES.
  • Ricardo Costa Pinto e Santos Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais – IFSudesteMG
  • Celso Bandeira de Melo Ribeiro Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF
Keywords: clustering techniques, Espírito Santo stream, morphometry, watershed.

Abstract

Watershed morphometry is an important tool to diagnose susceptibility to flooding. This diagnosis can guide the planning and implementation of mitigation measures to avoid flooding damage. The objective of this work was to study flooding susceptibility in Espírito Santo Stream Basin (ESSB), located in the municipality of Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil, based on its morphometric characterization using two, three and five classes of vulnerability. In order to accomplish this, the basin was divided considering two levels of detail: in the first, less-detailed level, three sub-basins were generated; and in the second, more-detailed level, 65 watersheds were generated. Morphometric susceptibility to flooding was evaluated in these study units and the results were compared using the K-means and Fuzzy C-means clustering techniques. The results showed that the number of classes adopted affects the result of classification vulnerability, suggesting that cluster validation criteria can be used to delimit the choice of the number of classes to be adopted. Groups formed only by morphometric similarities differ from those obtained by the methodology based on classification of areas susceptible to flooding, since the methodology for susceptibility analysis transforms the numerical values of each morphometric parameter in a class of susceptibility.


Author Biographies

Vívian Gemiliano Pinto, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais – IFSudesteMG
Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora (1997), mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Minas Gerais (2006) e doutorado em Ecologia pela Universidade Federal de Juiz de Fora. É professora do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais - Campus Juiz de Fora. Tem trabalhado os seguintes temas: qualidade da água para consumo humano, caracterização de resíduos sólidos institucionais e estimativa de vazão ecológica. 
Ricardo Neves de Souza Lima, Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, Centro de Documentação e Disseminação de Informações, Coordenação de Projetos Especiais – COPES.
Possui graduação em geografia pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2008), Especialização em Análise Ambiental pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2010) e mestrado do Programa de Pós-Graduação em Ecologia pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2013). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto, atuando nos seguintes temas: hidrologia, análise de bacias hidrográficas, modelagem ambiental, monitoramento do uso e ocupação do solo e ecossistemas aquáticos. 
Ricardo Costa Pinto e Santos, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais – IFSudesteMG
Graduado em Bacharelado em Informática pela Universidade Federal de Juiz de Fora (1998), com Especialização em Desenvolvimento e Administração de Software pela Faculdade Machado Sobrinho (2002) e Mestrado em Ciências - Computação de Alto Desempenho / Sistemas Computacionais (Mineração de Dados) pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2006). Professor de informática desde 1999, focando no ensino de banco de dados e desenvolvimento de sistemas para cursos técnicos e superiores. Professor da rede federal de ensino desde 2010. Além da carreira de professor, possui capacitação e experiência nas funções de Minerador de Dados e Analista de Sistemas. 
Celso Bandeira de Melo Ribeiro, Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF
Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora (1996), mestrado em Recursos Hídricos pela Universidade Federal do Rio de Janeiro PEC/COPPE/UFRJ (2001) e doutorado em Recursos Hídricos pelo Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa DEA/UFV (2007). Concluiu em 2014 estágio pós-doutoral pela Texas A&M University, EUA, trabalhando no Grupo de Pesquisa Vadose Zone Research Group (VZRG), desenvolvendo pesquisa com modelagem hidrológica em grande escala. Atualmente é Professor Adjunto 4 da Universidade Federal de Juiz de Fora, no Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental ESA/UFJF. Tem experiência em atividades de planejamento e gestão de recursos hídricos, atuando como Analista Ambiental em Recursos Hídricos em órgãos gestores Estaduais (IGAM-MG e IEMA-ES). Atua na área planejamento e gestão dos recursos hídricos, estudos hidrológicos, manejo de bacias hidrográficas, modelagem da quantidade e qualidade da água, sensoriamento remoto, geoprocessamento, com foco na aplicação e desenvolvimento de ferramentas de suporte à decisão para gerenciamento dos recursos hídricos.
Published
23/06/2016
Section
Papers