EROSÃO e CÁLCULO DE PERDA DOS SOLOS

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Prof. MSc. Wilian de Oliveira Rocha
UNIVAG/2014
CONCEITO DE EROSÃO
A erosão é o processo de desprendimento e transporte
de partículas do solo, que em regiões tropicais pode ser
causado pela água (hídrica) ou pelo vento (eólica),
mesmo sob condições naturais. Porém, a erosão tem sido
acelerada pelo homem e a sua forma hídrica representa
um dos principais problemas em áreas mineradas e
agrícolas no Cerrado brasileiro (HARIDASAN, 1994).
CONCEITO DE EROSÃO
Após a retirada da cobertura vegetal nativa, os solos
das regiões de Cerrado são muito susceptíveis à erosão
causada pelas chuvas. Em minerações, quando há a
canalização das águas pluviais, o substrato exposto é
altamente erodível e permite um rápido
aprofundamento de ravinas e voçorocas (HARIDASAN,
1994).
EROSÃO
Solos de regiões tropicais que recebem de média a alta
pluviosidade são muito susceptíveis à erosão, quando a
cobertura vegetal é removida.
O problema se agrava quando há duas estações
definidas, uma seca e a outra de chuvas, como ocorre no
Cerrado.
FORMAS DE EROSÃO
Há reconhecidamente quatro formas de erosão
hídrica: laminar, em sulcos, ravinas e voçorocas.
Geralmente a erosão laminar precede a erosão em
sulcos que, por sua vez, pode originar ravinas. Quando a
água subsuperficial e subterrânea contribuem para
erodir as ravinas, criam-se as voçorocas.
FORMAS DE EROSÃO
EROSÃO LAMINAR: O carreamento da parte
superficial de substratos sob a forma de sedimentos, por
meio da erosão laminar e em sulcos, afeta a qualidade e a
quantidade de água armazenada em reservatórios,
barragens, lagos, rios e outros.
Erosão Laminar –
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FORMAS DE EROSÃO
EROSÃO EM SULCOS: O carreamento da parte
superficial de substratos sob a forma de sedimentos, por
meio da erosão laminar e em sulcos, afeta a qualidade e a
quantidade de água armazenada em reservatórios,
barragens, lagos, rios e outros.
Profundidade do sulco
não ultrapassa 300mm.
Erosão em sulcos –
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FORMAS DE EROSÃO
RAVINAMENTO E VOÇOROCAS: As ravinas e
voçorocas, freqüentemente presentes em áreas
mineradas, destroem obras civis e ecossistemas, além de
provocarem também o assoreamento de reservatórios.
Ravinamento –
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FORMAS DE EROSÃO
RAVINAMENTO E VOÇOROCAS: As ravinas e
voçorocas, freqüentemente presentes em áreas
mineradas, destroem obras civis e ecossistemas, além de
provocarem também o assoreamento de reservatórios.
Voçoroca –
Google Imagens
EROSÃO
O impacto das chuvas sobre substratos desnudos, a
desagregação de partículas e o carreamento de
sedimentos em áreas mineradas acarreta no aumento da
compactação e na diminuição da capacidade de
armazenamento de água dos substratos.
A perda de partículas é acompanhada pela perda de
nutrientes, que reduz as chances de revegetação natural
dessas áreas.
EXEMPLOS DE PERDA DE SOLO
 Locais minerados no Distrito Federal há décadas
liberam entre quatro e doze toneladas de sedimentos por
hectare a cada ano (CORRÊA, 1998).
 A revegetação é a medida mais eficiente para o
controle de erosão.
 A presença de vegetação sobre Latossolos no Cerrado
é suficiente para reduzir em até 90% as perdas de solo.
 Deposição de cobertura morta sobre superfícies
desnudas pode diminuir em até 75% a perda de
sedimentos.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
3 estratégias para controle da erosão:
 Implantar e otimizar a cobertura vegetal;
 Aumentar a capacidade de infiltração de água no
substrato;
 Controlar o escorrimento superficial da água.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
3 estratégias para controle da erosão:
 Implantar e otimizar a cobertura vegetal;
 Aumentar a capacidade de infiltração de água no
substrato;
 Controlar o escorrimento superficial da água.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Medidas para atingir estas estratégias:
 Físicas ou mecânicas;
 Edáficas;
 Biológicas ou vegetativas.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Medidas Físicas ou mecânicas:
 Recomposição da paisagem;
 Recomposição da topografia;
 Terraceamento;
 Drenagem.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Medidas Edáficas:
 Escarificação e subsolagem do solo;
 Tratamento do substrato;
 Incorporação de matéria orgânica;
 Aumento da capacidade de infiltração e
armazenamento de água no solo (substrato);
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Escarificação
Subsolagem
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Medidas Biológicas ou Vegetativas:
 Incorporação de matéria orgânica;
 Proteção do substrato com cobertura morta (palha,
capim, casca);
 Estabelecimento de uma camada herbácea de rápido
crescimento;
 Plantio de espécies perenes acompanhando curvas de
nível;
 Reflorestamento total ou parcial da área.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Equações e modelos têm sido mundialmente utilizados
nos últimos sessenta anos para a mensuração de perdas de
solos e sedimentos nos mais diversos tipos de áreas, inclusive
nas degradadas pela mineração (CORRÊA, 1991).
O planejamento de práticas conservacionistas de solo e
água em atividades agrícolas, florestais, minerárias e urbanas
representa a principal aplicação de modelos que estimam a
perda de sedimentos pela erosão (WISCHMEIER et al., 1971).
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Uma das equações mais usadas para a mensuração da
erosão e de maior sucesso em todo o Mundo é a Equação
Universal de Perdas de Solo (EUPS ou USLE, em inglês),
que permite estimar as perdas médias anuais de partículas de
solo/substrato por erosão laminar de uma área sob
determinado manejo.
A taxa de erosão é determinada pela combinação da
intensidade de vários fatores que atuam em uma área (USDA,
1978).
Como todo modelo empírico, a EUPS é uma
aproximação da realidade.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
A EUPS/USLE representa adequadamente os efeitos de
primeira ordem dos fatores que causam erosão. Ela foi criada
para avaliar a erosão laminar, mas não se aplica a sulcos,
ravinas e voçorocas.
A grande utilidade da EUPS/USLE em avaliações
pontuais e descontínuas é a possibilidade de se
trabalhar teoricamente alguns de seus termos, para se
decidir sobre a efetividade de determinadas medidas de
controle de erosão em determinado local ou situação.
CONTROLE DA PERDA DE SOLO
Equação da EUPS/USLE:
A= (R) x (K) x (L) x (S) x (C) x (P)
em que:
• A - perdas de substrato por erosão, em t (ha.ano)-1 ou Mg (ha.ano)-1;
• R - erosividade das chuvas, em MJ.mm (ha.h.ano)-1;
• K - índice de erodibilidade, t.h.ha (MJ.ha.mm)-1 ou Mg.h.ha (MJ.ha.mm)-1.
•L - comprimento da rampa existente na área, em metro (m). Quando conjugado com o fator S da
EUPS, torna-se adimensional;
• S - razão de inclinação da rampa. Quando conjugado com o fator L da EUPS,
torna-se adimensional;
• C - fator de cobertura do solo, em porcentagem. Quando conjugado com o
fator P da EUPS, torna-se adimensional;
• P - medidas conservacionistas e de controle da erosão (adimensional).
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator R - erosividade das chuvas
O fator R representa a erosividade do clima, especialmente
das chuvas.
A erosividade das chuvas não é distribuída uniformemente ao
longo do ano.
Uma chuva erosiva é aquela cuja intensidade e duração são
capazes de provocar erosão. Geralmente, considera-se erosiva
uma precipitação de 10 mm ou mais, independentemente de sua
duração.
O valor numérico de R expressa o efeito erosivo do impacto
das chuvas sobre a superfície do terreno e a quantidade de
escorrimento superficial esperado.
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator R - erosividade das chuvas
Valores de R são obtidos pela multiplicação da energia
cinética de chuvas erosivas (E) pela intensidade máxima em 30
minutos (I30). Consegue-se assim o EI30 de uma chuva.
A soma dos EI30 de cada chuva erosiva em um mês resulta no
EI30 mensal. A soma dos EI30 mensais resulta no EI30 anual. A
média de EI30 anuais para uma série de 20 a 30 anos determina
o valor de R da área em questão.
Entretanto, dados pluviométricos sistematizados de longo
prazo (pluviogramas) são escassos na maioria das localidades
brasileiras.
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator R - erosividade das chuvas
Por esse motivo LombardiNeto (1977 apud SILVA & DIAS,
2003) estabeleceu uma equação que relaciona a precipitação
média mensal e o valor de EI30 de cada mês.
De posse de cada EI30 mensal, estima-se R pela soma dos
doze EI30 mensais.
EI 30 mensal= 68,7 (r
2/P)0,85
Onde:
 r é a precipitação média mensal (mm);
 P é a precipitação média anual (mm).
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator R - erosividade das chuvas
Para uma série de 12 meses (janeiro a dezembro):
R = ∑ EI30mensal
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator K - erodibilidade do substrato
A erodibilidade de um susbtrato relaciona-se a sua resistência
ou susceptibilidade de ser erodido pelos fatores do
intemperismo. A distribuição do tamanho de partículas
(textura) de solos e substratos é o fator mais importante na
determinação da susceptibilidade à erosão.
A textura define a maior parte da susceptibilidade ou
resistência de partículas se desprenderem e serem arrastadas
pelas águas. Todavia, outras características, além da textura,
contribuem para a erodibilidade (fator K) de cada material, tais
como estrutura, permeabilidade e conteúdo de matéria
orgânica.
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator K - erodibilidade do substrato
Os valores de K para solos variam de menos de 0,10 (solos
pouco erodíveis), a mais de 0,50 (solos altamente erodíveis).
Quando o valor de K é obtido por meio do Nomograma de
Wischmeier et al. (1971), ele deve ser multiplicados por 0,1317
(Baptista, 2003), para conversão das unidades inglesas para o
Sistema Internacional de Unidades - t.h (MJ.mm)-1 ou Mg.h
(MJ.mm)-1.
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator K - erodibilidade do substrato
K= {[2,1 . 10-4 (12 – OM)M1,14 +3,25(s–2)+2,5(p–3)] /100} . 0,1318
Sendo:
OM: conteúdo de matéria orgânica do solo (%);
M: textura do solo;
p: permeabilidade do perfil do solo;
s: estrutura do solo.
Onde: M= (% silte + %areia fina).(100 - % argila)
Segundo Wischmeier; Johnson; Cross (1971)
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator K - erodibilidade do substrato
Estrutura do solo (s) Valor
Granular muito fina 1
Granular fina 2
Granular média a grossa 3
Laminar, blocos, massivo 4
Permeabilidade (p) Valor
Rápida 1
Moderadamente a rápida 2
Moderada 3
Lenta a moderada 4
Lenta 5
Muito lenta 6
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator K - erodibilidade do substrato
Exs.: Valores de K para solos de Cerrado:
*Valores tabulados devem ser multiplicados por 0,1317 para conversão das
unidades inglesas de K (ton.acre.h/acre.ft-ton..inch) para o Sistema Internacional
de Unidades - t.h.ha (MJ.ha.mm)-1 (Baptista, 2003).
Classe de 
Erodibilidade
Valor de K
Muita alta > 0,5
Alta 0,35 – 0,5
Média 0,25 – 0,35
Baixa 0,10 – 0,25
Muito Baixa <0,10
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator L – comprimento de rampa
Fator S - declividade do terreno conjugados
Conjuntamente:
Fator LS - fator topográfico
Os efeitos do comprimento de rampa (L) e da declividade do
terreno (S) podem ser estimados separadamente (BAPTISTA,
2003).
Na prática, entretanto, é mais conveniente considerar as duas
varáveis como um fator topográfico único - LS (USDA, 1978).
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator LS - fator topográfico
Dessa forma, tabelas que fornecem valores conjugados de L x
S têm sido elaboradas.
Um dos problemas apresentados na combinação de LS é
escolher um valor que represente a inclinação e o comprimento
médio de toda uma área.
Os maiores erros associados a escolhas de valores de LS
referem-se ao fator S.
Como agravante, a erosão é mais sensível a variações de
declividade do terreno do que de seu comprimento. Um erro de
1% na avaliação da declividade pode dobrar o valor das perdas de
sedimentos aferido por meio da EUPS.
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator LS - fator topográfico
LS= [(√L)/100].(1,36 + 0,97S + 0,1385S2)
Sendo:
L= comprimento do declive (m);
S= grau do declive (%)
Segundo Wischmeier e Smith (1978)
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator C - cobertura do solo/substrato (Tabelado)
A cobertura de solos e substratos é considerada a medida
mais importante para o controle da erosão. Os valores de C
variam de quase zero, para solos bem protegidos por cobertura
vegetal rasteira ou resíduos (palha, serrapilheira e outros), a um,
para locais cuja cobertura vegetal foi completamente retirada
(Tabelado).
Manter resíduos (palha, serrapilheira e outros) sobre a
superfície de uma área é uma das medidas mais eficientes para o
controle de erosão. As gotas de chuva não batem diretamente
sobre o solo/substrato e não destroem os agregados. Os resíduos
servem também como barreira ao escorrimento superficial livre
(GONÇALVES et al., 2004b, USDA, 1978).
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator C - cobertura do solo/substrato (Tabelado)
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator P - medidas de controle da erosão
De todas as variáveis da EUPS/USLE, o fator P é o menos
preciso na avaliação das perdas de solos/substratos.
Tabelas que tentam relacionar o fator P com a declividade (S)
e comprimento do terreno (S), cobertura da superfície (C) e
práticas conservacionistas de solo têm sido elaboradas e
utilizadas.
Entretanto, terraceamento, aração em nível, gradeação,
escarificação e subsolagem são as práticas que mais afetam os
valores de P.
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator P - medidas de controle da erosão
Para terrenos sem terraços, escarificação ou qualquer outra
medida de controle de erosão, adota-se P = 1. Quando medida(s)
de controle de erosão é (são) adotada(s), principalmente
subsolagem ou terraceamento, pode-se considerar P=0,5
(ROOSE, 1977).
A subsolagem de um substrato deve ser seguida de
incorporação de matéria orgânica ou de recobrimento da
superfície da área com cobertura morta. Caso contrário, o
substrato voltará a ser compactado pelas chuvas e P reassumirá o
valor 1.
Utilizar a Tabela entregue!
FATORES DA PERDA DE SOLO
Fator P - medidas de controle da erosão