Quantitative Assessment of Riverbank Erosion and Accretion Dynamics along the Saryu River (1995–2025) Using the Digital Shoreline Analysis System

Resumo Técnico: Avaliação Quantitativa da Dinâmica de Erosão e Acreção de Margens ao Longo do Rio Saryu (1995–2025)

Definição do Problema
Grandes rios aluviais, particularmente aqueles em sistemas do Himalaia dominados por monções, como o Ghaghara (localmente conhecido como Saryu na região de Ayodhya), passam por ajustes contínuos nas margens através de erosão e acreção. Esses processos levam à migração significativa do canal, remodelagem da planície de inundação, perda de terras e danos à infraestrutura. Embora a erosão e a migração do canal tenham sido estudadas na bacia do Ganga de forma mais ampla, há uma carência de avaliações quantitativas sistemáticas e de longo prazo especificamente para o trecho do Rio Saryu em Ayodhya. Esta lacuna é crítica dado o crescente aumento das intervenções antropogênicas na região, incluindo o desenvolvimento de orlas fluviais e a construção de diques, que exigem uma compreensão clara do comportamento do canal. Além disso, a assimetria espacial dos processos de erosão e acreção e sua variabilidade temporal ao longo de várias décadas não haviam sido previamente avaliadas neste trecho específico.

Metodologia
O estudo empregou uma abordagem geoespacial multitemporal para quantificar a dinâmica das margens do rio de 1995 a 2025.

• Fontes de Dados: A pesquisa utilizou imagens de satélite Landsat (Landsat 4–5 TM e Landsat 8–9 OLI) adquiridas durante a estação seca (novembro–fevereiro) para minimizar a variabilidade sazonal do vazão e a cobertura de nuvens. Quatro pontos temporais distintos foram analisados: 1995, 2005, 2015 e 2025.
• Delimitação da Linha de Margem: As linhas de margem do rio foram definidas com base no limite externo estável marcado por vegetação persistente, em vez de bordas de água transitórias. O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) foi utilizado para aumentar o contraste entre as planícies de inundação vegetadas e as áreas do canal expostas, facilitando a digitalização manual das fronteiras estáveis das margens no ArcGIS.
• Sistema de Análise de Linha de Costa Digital (DSAS): O DSAS (v5.1) foi utilizado para quantificar a migração lateral do canal. Baselines separadas foram construídas para as margens esquerda e direita para garantir a geração independente de transectos. Os transectos foram lançados a intervalos de 20 metros. O estudo calculou três indicadores estatísticos primários:
  • Taxa de Ponto Final (EPR): A taxa anual média de deslocamento da margência entre as datas mais antiga e mais recente.
  • Taxa de Regressão Linear (LRR): A inclinação da linha de regressão de mínimos quadrados ajustada a todas as posições das margens, fornecendo uma estimativa estatisticamente robusta das taxas de erosão ou acreção.
  • Movimento Líquido da Linha de Costa (NSM): O deslocamento lateral total entre as linhas de margem mais antigas e mais recentes.
• Análise Baseada em Área: Para estimar as mudanças decadais nas áreas de erosão e acreção, o estudo utilizou o Índice de Água de Diferença Normalizada Modificado (MNDWI) para extrair os polígonos do canal do rio. Uma abordagem de sobreposição de múltiplos polígonos foi aplicada a anos sucessivos para calcular a extensão espacial da erosão (zonas recém-ocupadas), acreção (zonas abandonadas) e áreas inalteradas.

Principais Resultados
A análise revelou uma assimetria pronunciada no comportamento das margens entre as duas margens do Rio Saryu ao longo do período de 30 anos:

• Margem Esquerda (Lado Gonda–Basti): Esta margem exibiu uma tendência erosiva dominante. De um total de 5.197 transectos, 81,7% apresentaram erosão. A média da Taxa de Regressão Linear (LRR) foi de −49,39 m ano⁻¹, e a média da Taxa de Ponto Final (EPR) foi de −44,96 m ano⁻¹. O Movimento Médio da Linha de Margem (NBM) indicou um recuo de −1.286,73 m.
• Margem Direita (Lado Ayodhya): Em contraste, a margem direita mostrou uma leve tendência de acreção. Aproximadamente 55,86% dos 5.016 transectos foram classificados como acrecionais. A média da LRR foi de +12,31 m ano⁻¹, a média da EPR foi de +11,28 m ano⁻¹, com um NBM médio de +337,75 m.
• Variabilidade Temporal (Baseada em Área): A análise decadal destacou dinâmicas de mudança:
  • 1995–2005: A erosão dominou, cobrindo 66,10 km², comparado a 28,17 km² de acreção.
  • 2005–2015: A acreção excedeu a erosão, com 59,56 km² de acreção versus 48,51 km² de erosão.
  • 2015–2025: O sistema atingiu um equilíbrio próximo, com erosão (50,15 km²) e acreção (49,80 km²) quase iguais.
• Magnitude da Mudança: Os valores do Envelope de Mudança da Linha de Costa (SCE) foram substanciais, com valores médios de 2.697 m na margem esquerda e 2.168 m na margem direita, indicando um extenso ajuste lateral do canal através de um amplo corredor de planície de inundação.

Significância e Alegações
Os autores afirmam que este estudo fornece a primeira evidência quantitativa de migração lateral de canal assimétrica de longo prazo e de remodelagem contínida da planície de inundação ao longo do Rio Saryu na região de Ayodhya. A pesquisa demonstra que o canal não está oscilando simetricamente, mas sim passando por um deslocamento lateral líquido em direção à planície de inundação esquerda, impulsionado pela migração de meandros e influenciado por controles topográficos regionais, como a Crista de Faizabad.

O estudo afirma que o uso combinado de DSAS e técnicas de sobreposição de polígonos oferece uma estrutura geoespacial robusta para monitorar as mudanças nas margens dos rios. Os achados são apresentados como uma base científica para:

1. Planejamento de Orla Fluvial: Informar estratégias de desenvolvimento no trecho de Ayodhya, que é cultural e economicamente significativo.
2. Gestão de Risco de Erosão: Identificar zonas de alta vulnerabilidade, particularmente ao longo da margem esquerda.
3. Gestão Sustentável do Corredor do Rio: Apoiar estratégias de proteção de margens e compreender a natureza dinâmica da evolução do canal em grandes rios aluviais.

Os autores observam que, embora a variabilidade temporal da erosão e da acreção (mudando de fases dominadas por erosão para fases dominadas por acreção) reduza a força das tendências de regressão linear em certos contextos, a magnitude geral do deslocamento confirma a natureza altamente dinâmica do sistema fluvial. O estudo conclui que estas avaliações quantitativas são essenciais para a tomada de decisões informadas relativas à gestão de rios e segurança de infraestruturas na região.