RESUMO SOBRE CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA

Prévia do material em texto

RESUMO SOBRE CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA
INTRODUÇÃO À CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA
DEFINIÇÕES:
 SOLO: É o material não consolidado, mineral ou orgânico, existente à superfície da terra e que serve de meio natural para o crescimento das plantas. O solo forma-se na interface da litosfera com a atmosfera, a hidrosfera e a biosfera. 
FUNÇÕES:
	- Meio de Suporte para a produção de biomassa;
	- Regulador ambiental: funciona como filtro, acumulador, amortecedor e transformador de diversos compostos que circulam entre a atmosfera.
	- Reserva de biodiversidade 
	- Suporte de infra-estruturas
	- Fonte de matérias-primas: Fornecimento de água, argila, areia, cascalho, carvão, minerais
	- Suporte de património natural e cultural
"O solo é um recurso multifuncional excepto para usos que implicam a sua remoção ou impermeabilização."
"Atendendo a que 99% da produção de alimentos e de biomassa depende do solo (FAO, 2004), torna-se evidente que este é, também, um recurso vital para a humanidade, praticamente tanto como o ar e a água."
SITUAÇÃO ATUAL E PROBLEMÁTICA DA CONSERVAÇÃO DE SOLO E ÁGUA NO BRASIL E NO MUNDO
No Brasil uma das causas contribuintes para a degradação do solo, são as atividades antrópicas decorrentes do crescimento econômico, correspondendo a 10% de área degradada no país.
No Brasil a erosão hídrica é um dos fatores de desgaste do solo que gravemente têm colaborado para a improdutividade do solo, favorecida e acelerada pela ação humana com suas práticas inadequadas de agricultura.
FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA
	DEFINIÇÃO DE HIDROLOGIA: Ciência que trata da água na terra, sua ocorrência, circulação, distribuição espacial, suas propriedades físicas e químicas e sua relação com o meio ambiente e com a vida.
CICLO HIDROLÓGICO:
	- Sistema hidrológico fechado → escala global
	- Sistema hidrológico aberto → escala local
Processos de ciclo hidrológico:
	1. Precipitação: Vapor presente na atmosfera que condensa em pequenas gotículas que aumentam de tamanho e caem na forma de chuva, precipitam. (granizo, neve);
 → Padrões de chuva: uniforme, avançado (ocorre quase instantaneamente), atrasado (maior volume ocorre ao fim do evento) e intermediário (maior precipitação ocorre no meio do tempo total do evento de chuvas).
 → Tipos de chuva: 
Frontal: tipo mais comum, resulta da ascensão do ar quente sobre o ar frio na zona de contato entre duas massas de ar de características diferentes.
Convectiva: São típicas das regiões tropicais. As precipitações convectivas são de grande intensidade e curta duração, concentradas em pequenas áreas (chuvas de verão). São importantes para projetos em pequenas bacias.
Ortográfica: Resultam da ascensão mecânica de correntes de ar úmido horizontal sobre barreiras naturais, tais como montanhas, as precipitações da Serra do Mar são exemplos típicos
	2. Interceptação: parte da chuva que é retida, interceptada pelas folhas e caules das plantas. Essa água não chega até a superfície do solo;
	
3. Infiltração: parte da água que chega à superfície do solo e infiltra nele (poros e canais) parte será absorvida pelas raízes, e parte continuará descendo através do perfil do solo e abastecerá os depósitos subterrâneos. A água move-se para baixo, através dos vazios, sob a ação da gravidade, até atingir uma camada-suporte, que a retém, formando então a água do solo.
	
4. Armazenamento superficial: quando a intensidade de precipitação é maior do que a taxa de infiltração da água no solo, a água começa a ficar retida nas depressões e nas irregularidades do terreno e a empoçar na superfície do solo, iniciando, então, a fase de armazenamento da água na superfície, chamado de armazenamento superficial.
A rugosidade da superfície do solo determina a quantidade de água que pode ser mantida como lâmina armazenada superficialmente. O aumento da rugosidade superficial do solo, especialmente pela existência de cobertura vegetal, aumenta o armazenamento de água na superfície e, consequentemente, o volume total de água infiltrado, tanto pela redução do escoamento superficial quanto pelo aumento da deposição de sedimentos, com consequência positiva para a recarga dos aquíferos.
	5. Detenção Superficial: refere-se à água temporariamente detida na superfície do solo, a qual deve originar a enxurrada. É afetada por micro-relevo superficial, vegetação, macro-relevo, topografia geral da área.
	6. Escoamento superficial: excesso de água que não infiltra, escoa na superfície, formando a enxurrada. Carrega solo, lixo e outros poluentes. EROSÃO.
BACIA HIDROGRÁFICA
DEFINIÇÃO: área definida topograficamente, drenada por um curso d’água ou por um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda a vazão efluente seja descarregada por uma simples saída.
A resposta hidrológica de uma bacia hidrográfica é transformar uma entrada de volume concentrada no tempo (precipitação) em uma saída de água (escoamento) de forma mais distribuída no tempo
Divisores de água: divisor superficial (topográfico) e o divisor freático (subterrâneo). À medida que o lençol freático (LF) sobe, ele tende ao divisor superficial. O subterrâneo estabelece os limites dos reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o deflúvio básico da bacia. Na prática, assume-se por facilidade que o superficial também é o subterrâneo.
CARACTERÍSTICAS FÍSIOGRÁFICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA
→ Área de drenagem
É a área plana (projeção horizontal) inclusa entre os seus divisores topográficos
→ Forma da bacia
Afeta diretamente o tempo de transformação da chuva em escoamento. Tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia, como por exemplo, no tempo de concentração (Tc). Tc é definido como sendo o tempo, a partir do início da precipitação, necessário para que toda a bacia contribua com a vazão na seção de controle.
→ Rede de drenagem
O sistema de drenagem de uma bacia é constituído pelo rio principal e seus tributários.
→ Classificação dos cursos d’água
a) Perenes: contém água durante todo o tempo. O lençol freático mantém uma alimentação contínua.
b) Intermitentes: escoam durante as estações de chuvas e secam nas de estiagem. Durante as estações chuvosas, transportam todos os tipos de deflúvio, pois o lençol d’água subterrâneo conserva-se acima do leito fluvial e alimentando o curso d’água, o que não ocorre na época de estiagem, quando o lençol freático se encontra em um nível inferior ao do leito.
c) Efêmeros: existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação e só transportam escoamento superficial. A superfície freática se encontra sempre a um nível inferior ao do leito fluvial.
Características do relevo da bacia
Influência os fatores hidrológicos e meteorológicos, pois, a velocidade do escoamento Superficial é determinada pela declividade do terreno, enquanto que a temperatura, a precipitação e evaporação são funções da altitude da bacia.
a) declividade da bacia: quanto maior a declividade de um terreno, maior a velocidade de escoamento, menor Tc e maior as perspectivas de picos de enchentes.
b) altitude da bacia: os fatores climáticos estão relacionados com a altitude da bacia hidrográfica.
CHUVA DE PROJETO:
A chuva de projeto (chuva máxima) está associado ao um período de retorno. O período de retorno depende das características do projeto e dos potenciais prejuízos que traria uma eventual falha, em que a vazão superasse a vazão utilizada no dimensionamento.
Equação geral (Otto Pfafstetter, 1982):
i – intensidade máxima da chuva (mm/h)
T ‐ período de retorno (anos)
t – duração da chuva (min.)
a, b, K e c – são parâmetros locais
* i: Curva IDF - tempo de duração da chuva (t) igual ao tempo de concentração da bacia (tc).
 Estimativa do volume máximo de escoamento superficial (Q)
→ Com base no volume esperado de chuva e coeficiente de escoamento
(método simplificado)
Q = PT x C
Q = Escoamento superficial (mm)
PT = Precipitação total (mm)
(projetos de conservação: t = 24 h; (T= 10 a 15 anos)
* t = 24h: acumulado de chuva em 24h
* T: período de retorno mínimo de 10 anos
 C = coeficiente de escoamento (adimensional)→ vide tabela
Volume máximo de escoamento superficial (Q) – Método CN
	Onde:
	Q = Escoamento superficial direto (mm)
	P = precipitação (diária ou acumulada) (mm)
	S = máxima capacidade de retenção do solo (mm)
	Onde: 
Ia = abstrações iniciais (constitui-se na parte da chuva que infiltra no solo, ou seja, é a parcela de chuva produzida até o momento que origina o escoamento superficial)
Onde:
S = retenção potencial do solo (mm)
CN = valor curva número (vide tabela)
B) Estimativa da vazão de pico (qmáx)
Método Racional:
Onde:
q = taxa máxima ou vazão máxima de escoamento superficial (m3/s)
C = coeficiente de escoamento (adimensional)
i = intensidade máxima média de chuva (mm/h)
A = área de captação da bacia (ha)
360 = fator de ajuste para expressar a vazão em m3/s
	Tempo de concentração
	Método cinemático
	Onde:
	tc = tempo de concentração da bacia (min)
L = comprimento do talvegue (m)
v = velocidade de escoamento da água (m/s) (vide tabela)
DEGRADAÇÃO DOS SOLOS
DEFINIÇÃO: alteração adversa das características do solo em relação aos seus diversos usos possíveis, tanto os estabelecidos em planejamento, como os potenciais.
→ Deterioração das suas propriedades edáficas e tem como uma das principais causas à erosão.
→ Ocorre quando a vegetação nativa e a fauna forem destruídas, removidas ou expulsas; a camada fértil do solo for perdida, removida ou enterrada; e a qualidade e o regime de vazão do sistema hídrico forem alterados.
TIPOS DE DEGRADAÇÃO:
· Degradação Química:
Perda de nutrientes:
Perdas por erosão: através da força da água pela enxurrada, ocorre o arrastamento dos nutrientes juntamente com as partículas minerais e orgânicas do solo para fora da área de cultivo.
Perda de matéria orgânica:
Aumento na decomposição em virtude do preparo convencional do solo, onde a aração e a gradagem aumentam o contato dos resíduos culturais com o solo, favorecendo a decomposição microbiana.
As perdas de matéria orgânica por erosão ocorrem através da ação da enxurrada, simultaneamente com a perda de nutrientes
A remoção de camadas superficiais do solo, resulta em perda de matéria orgânica.
O uso do fogo, através da queima de restos culturais, leva a uma diminuição da matéria orgânica no solo, além de afetar o fornecimento de carbono e energia à biota do solo.
	
Salinização:
Existência de altos níveis de sais no solo. A ocorrência de solos salinos se dá em regiões de baixa precipitação, alto déficit hídrico, ou que tenham deficiências naturais de drenagem interna.
Acidificação:
A acidez do solo, de maneira geral, está associada à presença de alumínio (Al) e manganês (Mn) em concentrações tóxicas. No intemperismo das rochas, para a formação do solo, há uma grande liberação de Al, a aplicação de fertilizantes pelo homem, decomposição de resíduos vegetais pelos microrganismos do solo.
· Degradação Física:
Selamento superficial: forma de degradação física decorrente do impacto das gotas de chuva ou da água de irrigação sobre o solo, levando à formação de uma fina camada adensada. A infiltração de água é diminuída e há o escoamento superficial das águas da chuva e irrigação.
Compactação e adensamento: A compactação do solo pode ser definida como a redução do espaço poroso do solo e, consequentemente, do seu volume, através de uma pressão externa. Para minimizar a compactação do solo, algumas práticas podem ser adotadas, como: a) evitar operações agrícolas e tráfego de máquinas com o solo demasiadamente úmido; b) dar preferência a máquinas agrícolas com rodados mais largos, o que aumenta a área de contato com o solo, diminuindo a pressão ocasionada pelos pneus.
O adensamento do solo pode ocorrer tanto pela pedogênese, como pela ação antrópica. Na pedogênese, o adensamento é verificado, principalmente, nos horizontes de transição. Já na ação antrópica, a calagem excessiva pode dispersar o solo nas camadas mais superficiais, devido ao pH ficar maior do que o ponto de carga zero, gerando cargas negativas, o que faz com que ocorra a dispersão de partículas do solo.
Danos à estrutura: A estrutura pode ser definida como a forma, dimensão e arranjo das partículas sólidas do solo juntamente com os poros que estão associados a elas. As práticas de manejo do solo podem afetar a estrutura do solo através do trabalho mecânico, de modificações nos teores de matéria orgânica, da drenagem e da rotação de culturas. 
Mobilizações excessivas do solo e situações adversas de preparo como, por exemplo, aração em terreno muito seco ou muito úmido, pode causar prejuízos à estrutura os quais podem ser detectados em curto e, dependendo da intensidade, até em longo prazo. Portanto, a adoção de práticas conservacionistas de manejo do solo, como o plantio direto, por exemplo, que diminui a mobilização do solo e promove um incremento no teor de matéria orgânica, é de extrema importância na manutenção de uma boa estrutura dos solos agrícolas.
Influência na porosidade: A porosidade do solo é a proporção de espaços ocupados pelos líquidos e gases, em relação ao restante do volume do solo. Os solos que são cultivados, normalmente, apresentam menor porcentagem de porosidade quando comparados aos não cultivados. A perda de porosidade normalmente está associada à redução do teor de matéria orgânica, à compactação e ao impacto das gotas de chuva.
Influência na permeabilidade: A permeabilidade é a capacidade do solo em deixar passar o ar e a água pelo seu perfil. Por isso, práticas agrícolas que promovam a desagregação do solo, levam a uma diminuição da permeabilidade.
Erosão: processo de desprendimento e arraste acelerado das partículas minerais e/ou orgânicas do solo pela ação da água ou do vento. Práticas agrícolas intensivas, que não utilizam um sistema adequado de manejo e conservação do solo, podem levar a uma intensificação dos processos erosivos, devido à exposição do solo ao sol, ao vento e à chuva. O terraceamento foi uma prática que amenizou a ocorrência de erosão no cultivo convencional da época, a partir da década de 90, com a grande difusão do plantio direto.
· Degradação Biológica
Os atributos biológicos são os primeiros a serem afetados com a degradação do solo e, normalmente, os últimos a serem recuperados. Todas as práticas antrópicas sobre o solo levam a uma mudança na comunidade biológica, seja positiva ou negativa, pela interferência no habitat. 
Por exemplo, adubação, calagem, retirada de nutrientes pela colheita, plantio direto, plantio convencional, queimadas, ausência de plantas de cobertura do solo em períodos ociosos nas lavouras, entre outras, são práticas que afetam os organismos do solo. A queima de resíduos vegetais presentes na superfície do solo pode levar, também, a uma diminuição na quantidade e na diversidade da comunidade biológica
O plantio direto apresenta condições mais favoráveis aos microrganismos do solo do que o preparo convencional. 
EROSÃO DO SOLO
DEFINIÇÃO: o processo de desgaste e consequente modificação da superfície das terras (rochas e solos), sendo influenciada por: água, vento, cobertura vegetal, topografia e tipo de solo.
A erosão pode ser classificada em geológica e antrópica:
Erosão geológica: refere-se àquela oriunda da atividade geológica (água, vento e gelo) sobre a superfície terrestre, correspondendo a um processo natural, sem a interferência do homem.
Erosão antrópica: refere-se àquela oriunda da interferência do homem sobre o ambiente, intensificando a ação da água da chuva e/ou vento sobre o solo. 
Causas da Erosão
→ “Manejo inadequado dos recursos naturais”
→ Desmatamentos;
→ Queimadas;
→ Preparo de solo inadequadamente;
→ Cultivos intensivos (esgotantes); e
→ Ausência de planejamento de uso e de práticas conservacionistas. 
Tipos De Erosão
Erosão hídrica - corresponde à ação da água sobre a superfície do solo, promovendo três processos fundamentais: desagregação, transporte e deposição das partículas do solo.
· FASES DA EROSÃO
→ Desagregação das partículas do solo - a desagregação ocorre devido ao impacto das gotas de chuva sobre a superfície do solo sem coberturavegetal, provocando o selamento superficial dos primeiros centímetros do solo, a redução da infiltração da água e o escorrimento superficial. 
→ Transporte das partículas – o transporte das partículas ocorre devido ao escoamento superficial da água que não infiltrou no solo. Dependendo da intensidade de escorrimento o arraste do solo pode ocorrer superficialmente no terreno (erosão laminar), em canais pouco a medianamente profundos, abertos pela força da enxurrada (erosão em sulcos), ou através de grandes sulcos, os quais concentram grande quantidade de água (erosão em voçorocas).
→ Deposição das partículas – a deposição das partículas é o processo final da erosão e consiste no armazenamento do solo erodido em rios, lagos, represas, açudes, terraços
Erosão eólica - consiste na ação do vento causando a desagregação de rochas, bem como dos agregados do solo, e, ainda, no transporte e deposição do material desagregado.
Consequências da Erosão
→ Perda da capacidade produtiva dos solos agrícolas (maiores gastos com fertilizantes, agrotóxicos, crédito rural, etc);
→ Esgotamento dos mananciais de água;
→ Assoreamento de rios, açudes, represas etc;
→ Desmoronamentos;
→ Descapitalização dos agricultores; e
→ Êxodo rural (entre outras).
Agentes de Erosão
Água: é o agente, que considerado isoladamente é o mais importante, tanto podendo agir como desagregante ou como transportador de partículas do solo.
Vento: dependendo de sua velocidade e quantidade de material em suspensão, o vento apresenta, capacidade de transportar grande volume de solo, podendo inclusive desagregar rochas, através de ações abrasivas.
Temperatura: a variação de temperatura é particularmente importante na erosão geológica. Quando há mudança de temperatura, os efeitos são intensos porém em camadas superficiais das rochas, já quando ocorre variações lentas entre verão e inverno os efeitos são menos intensos, porém, atingem profundidades muito maiores.
Ação biológica: pode causar erosão pouco significativa. Seu efeito principal é condicionar outros agentes. Como exemplos tem-se as formigas e as minhocas que provocam o aumento da aeração e oxidação, acelerando o processo de decomposição de rochas resistentes,
Formas de Erosão
Erosão Hídrica: quanto a forma de desgastar o solo, a erosão hídrica apresenta-se principalmente de três formas: Laminar, Sulcos e Voçorocas.
Erosão Laminar: se caracteriza pela desagregação e arraste das partículas da superfície do solo em camadas uniformes, sem formar sulcos, desgastando a camada, por igual, retirando uma lâmina na superfície. É difícil de ser diagnosticada.
Erosão em sulcos: as águas concentram-se em determinados pontos, formando pequenos canais, drenos ou escoadouros, que vão se aprofundando, podendo, com o tempo, interferir no trabalho de preparo do solo.
Erosão em voçorocas: é o deslocamento de grandes massas de solo de modo a formar sulcos imensos em extensão e profundidade.
FATORES QUE INFLUENCIAM NA EROSÃO HÍDRICA:
Regime de Chuvas : dois aspectos, mais importantes, são a quantidade e a duração da chuva. uanto maior a chuva, mais intenso tende a ser o escoamento. À duração, deve sempre acompanhar o dado de intensidade pluviométrica. Assim, os mm precipitados terão distintos efeitos se acontecerem com mais ou menos duração. Além da quantidade e da duração, a frequência entre os eventos de chuva é fundamental para a avaliação do processo erosivo.
De forma geral, intervalos mais curtos tendem a manter o solo mais úmido e, assim, diminuir a taxa de infiltração. O impacto da gota (seu tamanho) e a enxurrada, portanto, são fundamentais na compreensão da energia cinética, que gera o trabalho, como fator causador da erosão. Pode ser demonstrado que a energia da gota da chuva é dezenas e, ou, em casos extremos, centenas de vezes, superior à da enxurrada.
Topografia do Terreno: A declividade do terreno influencia tanto na velocidade como no volume de água da enxurrada. Quanto maior o declive, maior a velocidade e o volume da enxurrada, provocando maior erosão. o comprimento de rampa tem bastante influência sobre a erosão do solo. À medida que aumenta o comprimento de rampa aumenta a velocidade adquirida pelas águas que escorrem, aumentando sua capacidade de transporte de partículas do solo e, consequentemente, a quantidade de terra arrastada pela erosão.
Cobertura Vegetal: A cobertura vegetal protege o solo da erosão por apresentar: 
		a) Proteção direta contra o impacto das gotas de chuva; 
b) Dispersão da água, interceptando-a e evaporando-a antes que atinja o solo; 
c) Decomposição das raízes das plantas que formando canículos no solo,	aumentam a infiltração da água;
d) Melhoramento da estrutura do solo pela adição de matéria orgânica, aumentando assim sua capacidade de retenção de água; 
e) Diminuição da velocidade de escoamento da enxurrada pelo aumento do atrito na superfície.
Natureza do Solo: Os solos arenosos estão mais sujeitos à erosão, embora sejam mais permeáveis, são normalmente muitos soltos, o que favorece o trabalho das águas.
Solos bem estruturados, com maior volume de macroporos, permeabilidade rápida, facilita penetração da água (retenção), reduzindo o escoamento superficial e, com isso, o processo erosivo.
Práticas conservacionistas: rotação de culturas, cultivo em faixas, cordões de vegetação permanente ou barreiras vivas (São faixas estreitas, tipo cordão, cultivadas com espécies densas perenes ou de ciclo mais longo), cultivo em contorno, terraços.