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Disciplina: Aptidão, Manejo e Conservação do Solo Profa. Dra. Iolanda Maria Soares Reis Março/2023 UNIDADE VI – Equação Universal de Perda de Solo - EUPS SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ BACHARELADO EM AGRONOMIA Fonte: Eleno Torres Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 2 1.Método para a predição das perdas médias anuais de solo por erosão; 2. Proposta por Wischmeier e Smith (1978), na qual os cinco fatores que levam à erosão são expressos (t/ha ano). 3. Guia para os profissionais da área de conservação do solo no planejamento dos cultivos, manejos e práticas de conservação. Equação Universal de Perda de Solo - EUPS Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 3 A = R . K . LS . C . P A = Perda de solo média anual ( t h-1 ano-1) R = Fator Erosividade da Chuva (MJ mm ha-1 h-1) K = Fator Erodibilidade do Solo (t ha-1 MJ-1 mm-1 ha-1 h-1) LS = Fator Topográfico (adimensional) C = Fator de Uso e Manejo (adimensional) P = Fator Práticas Conservacionistas (Adimensional) Mais de 10.000 parcelas- padrão com 3,5 m de largura e 22,13 m de comprimento e 9% de declividade Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 4 A = R . K . LS . C . P Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 5 Fator Erosividade da Chuva - R É um índice numérico que expressa a capacidade da chuva, esperada em dada localidade, de causar erosão em uma área sem proteção. a) Energia Cinética total b) Intensidade máxima em 30 min Diversas formas de erosão: impacto, salpico e turbulência Fator Erosividade da Chuva - R 6 Para se obter o valor da energia cinética da chuva (E) multiplica-se a energia cinética da chuva (Ec) para cada milímetro precipitado pela respectiva precipitação (P): E= Ec x P Onde: E= energia cinética da chuva (MJ ha -1 ); Ec = energia cinética associada a chuva que incide sobre uma área (MJ ha -1 mm -1 ); P= precipitação (mm) Onde: I = intensidade da chuva (mm h-1 ) → (I = (Δp/ Δ t) x 60); A energia cinética associada à chuva que incide sobre uma área, expressa em MJ ha -1 mm -1 , é obtida pela equação a seguir: Ec= 0,119 + 0,0873 log I 7 Uma vez determinado os valore E e I 30, o índice de erosão associado a essa chuva pode ser calculado pela equação a seguir: EI 30 = E x I30 Onde: EI 30 =índice de erosão ( MJ ha -1 multiplicado por mm h -1 ); E= energia cinética da chuva (MJ ha -1 ); I 30 = Intensidade máxima média de precipitação em 30 minutos (mm h -1) Fator Erosividade da Chuva - R 8 A erosividade da chuva ou potencial erosivo de uma região é calculada como o somatório dos valores anuais de EI30 dividido pelo número total de anos em que os valores foram coletados, conforme equação abaixo: Onde: R= fator erosividade da chuva (MJ ha -1 mm -1 ); N= número de anos computados; n= número de chuvas erosivas nos N anos computados; E = energia cinética da chuva (MJ ha -1 ); I30 = máxima intensidade da chuva num intervalo de 30 minutos (mm h -1 ) Chuvas erosivas: aquelas maiores que 10 mm. Recomenda-se que seja estimado o valor do índice de erosão para um período em torno de 20 anos. Fator Erosividade da Chuva - R 9 Fator Erosividade da Chuva - R 10 Fator Erosividade da Chuva - R 11 Fator Erosividade da Chuva - R Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 12 A = R . K . LS . C . P Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 13 Fator Erodibilidade do Solo - K É a suscetibilidade do solo em sofrer a erosão Influenciados pelas Propriedades do Solo a) Velocidade de infiltração, permeabilidade e capacidade de armazenamento de água; b) Resistência as forças de dispersão, salpico, abrasão e transporte pela chuva e escoamento. Metodologias para se determinar a erodibilidade dos solos: ➢ Métodos Diretos – Chuva natural e simulada ➢ Métodos Indiretos - Equações Fator Erodibilidade do Solo - K Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 16 A = R . K . LS . C . P Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 17 Fator Topográfico – LS A intensidade da erosão hídrica é afetada tanto pela distância ao longo da qual se processa o escoamento superficial (fator L) quanto pela declividade do terreno (Fator S) 18 Onde: LS = fator de comprimento e declividade de encosta (adimensional); D= grau de declividade em %; C = comprimento de rampa em metros; LS= 0,00984 x D1,18 x C 0,63 O efeito do comprimento e do grau de declive assim estabelecido pressupõe declives essencialmente uniformes, isto é, não considera se eles são côncavos ou convexos. Fator Topográfico – LS Equação do Fator Topográfico – LS Fator Topográfico – LS 20 Para a determinação do LS para encostas côncavas ou convexas devem-se, inicialmente dividir essas encostas em segmentos iguais e uniformes, posteriormente, calcular os valores de LS para cada segmento e da fração de perda de solo correspondente ao referido segmento (f), para finalmente calcular o LS. A fração de perda de solo para cada segmento é calculada pela equação: Onde: fi = fração de perda de solo do segmento i; i= número do segmento; m= expoente em função da declividade da encosta do segmento i (Quadro 2); N= número total de segmentos de mesmo comprimento no qual a encosta foi dividida. 21 Fator Topográfico – LS Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 22 Fator Topográfico – LS Declividade (%) m d ≤ 1 0,2 1 < d ≤ 3 0,3 3 < d < 5 0,4 d ≥ 5 0,5 Quadro 2. Valores do expoente m em função da declividade da encosta. Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 23 A = R . K . LS . C . P Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 24 Fator Uso Manejo do Solo - C Refere-se a relação esperada entre as perdas de solo de uma área cultivada em dadas condições e as perdas correspondentes de um terreno mantido continuamente descoberto. Os efeitos das variáveis uso e manejo não podem ser avaliados independentimente, devido a diversas interações que ocorrem entre eles. Fator Uso-Manejo do Solo - C 25 O cálculo do fator C para um sistema de manejo específico é uma média ponderada das razões de perdas de solo que ocorrem em um ano agrícola e pode ser obtido pela seguinte equação: Onde: C= fator de uso do solo (adimensional) N= número de estádio específico EI= porcentagem de distribuição do índice de erosão para o estádio específico rp= razão de perda de solo no estádio específico 26 Para a determinação do fator C, utiliza-se a sequencia de cálculos apresentada na tabela: Fator Uso-Manejo do Solo - C 27 Para fins práticos divide-se o ano agrícola em 5 períodos, conforme a seguir: - Período D (preparo do solo): desde o preparo até o plantio; - Período 1 (plantio): do final do período D até um mês após o plantio; - Período 2 (estabelecimento): do final do período 1 até dois meses após o plantio; - Período 3 (crescimento e maturação): do final do período 2 até a colheita; - Período 4 (resíduo): do final do período 3 até o próximo preparo do solo. Fator Uso-Manejo do Solo - C 29 Fator Uso-Manejo do Solo - C Fonte: Blanco, Santos e Pessoa (2015) Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 30 A = R . K . LS . C . P Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 31 Fator Praticas Conservacionistas - P É a relação entre a intensidade esperada de tais perdas com determinada prática conservacionista e aquelas quando a cultura está plantada no sentido do declive (morro abaixo). Tabela . Valor de P para algumas práticas conservacionistas Práticas Conservacionistas Valor de P Plantio morro abaixo 1,0 Plantio em contorno 0,5 Plantio em contorno + alternância de capinas 0,4 Cordões de vegetação permanente 0,2 CONSIDERAÇÕES FINAIS MANEJO ESPECÍFICO NÃO EXISTE RECEITA, CADA ÁREA APRESENTA UM PROBLEMA/ OU UM OBJETIVO Para cada modalidade 32 Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 33 EXERCÍCIOS Calcular a perda anual de solo de uma área com 32 ha. A área alta tem comprimento da encosta de L = 200 m e declividade média de S = 3%. O fator de erosividade das chuvas da região,que fica na Região de São Paulo, é de R = 675 (MJ.mm)/(ha.h). O fator de erodibilidade K do solo, é de K= 0,37 (ton.ha.h)/(ha.MJ.mm). O fator de prática de cultura, tabelado, para agricultura anual é C = 0,082. O fator de manejo contra a erosão, tabelado, para plantio em morro abaixo é P = 1,00 A ( t ha-1 ano-1)= R . K . LS . C . P Onde: LS = fator de comprimento e declividade de encosta (adimensional); D= grau de declividade em %; C = comprimento de rampa em metros; LS= 0,00984 x D1,18 x C 0,63 Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 34 EXERCÍCIOS Calcular a perda anual de solo de uma área com 32 ha. A área alta tem comprimento da encosta de L = 200 m e declividade média de S = 3%. O fator de erosividade das chuvas da região, que fica na Região de São Paulo, é de R = 675 (MJ.mm)/(ha.h). O fator de erodibilidade K do solo, é de K= 0,37 (ton.ha.h)/(ha.MJ.mm). O fator de prática de cultura, tabelado, para agricultura anual é C = 0,082. O fator de manejo contra a erosão, tabelado, para cordões de vegetação permanente é P = 0,2. Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 35 EXERCÍCIO Confrontar o resultado com a tolerância de perdas no mesmo considerando: • Densidade do solo – 1,1 g cm-3 • Espessura do solo = 1,0 metro • Relação Textural – 1,05 Como determinar a T? MÉTODO I (Lombardi Neto e Bertoni, 1975) T = h . r . 1000-1 T = tolerância de perda (mm.ano-1) h = profundidade efetiva do solo (mm) r = fator que expressa a relação textural entre horizontes B/A (g.kg-1) 1000 = constante que expressa o período de tempo (anos) necessário para desgastar uma camada de solo de 1 m (1000 mm) de espessura, sem considerar a formação de solo nesse período Equação Universal de Perda de Solo - EUPS Relação Textural B/A* r <1,5 1,00 1,5 – 2,5 0,75 >2,5 0,50 * Relação textural obtida pela quociente entre o teor médio de argila do horizonte B e o teor médio de argila no horizonte A Como determinar a T? Equação Universal de Perda de Solo - EUPS • Os três métodos apresentados expressam os valores da tolerância de perdas de solo em mm.ano-1. • Conversão: T (t ha-1 ano-1)=10 ds T( mm ano-1) Onde: T = tolerância de perdas de solo Ds= densidade do solo (g cm-3) Equação Universal de Perda de Solo - EUPS Equação Universal de Perda de Solo - EUPS 39 Calcular a perda anual de solo de duas áreas com: A= 10 ha e B 15 ha. A área A tem comprimento da encosta de C = 80 m e declividade média de D = 6%. A área B tem comprimento da encosta de C = 85 m e declividade média de D = 9%. O fator de erosividade das chuvas da região, que fica na Região de Belém, é de R = 10.000 (MJ mm ha-1 h-1). Calcular o Fator K (Quadro 1) pelo método de Denardim (I), Fator LS, considerando que as áreas serão cultivadas com milho. Calcular a perda anual de solo considerando: para plantio em morro abaixo e Cordões de vegetação permanente. A ( t ha-1 ano-1)= R . K . LS . C . P EXERCÍCIOS 41 K= 0,006084P + 8,34286 x 10-4 MO – 1,1616 X 10-4 Al – 3,776 X 10-5 PART Onde, K= erodibilidade do solo ( t h MJ-1 mm-1) P= código referente a permeabilidade (adimensional – Quadro 2) MO = teor de matéria orgânica (g kg-1) Al = teor de Al2O3 da fração TFSA extraído pelo ataque sulfúrico ( g kg -1) PART= partículas com diâmetro entre 0,5 e 2,0 mm ( g kg-1) - (AMG + AG) Solos Permeab. M.O Al2O3 AG (1-0,5mm) AMG (2-1 mm) PART (0,5 – 2,0 mm) --------------------------------g kg-1-------------------------------- A Mod./rap 23 149 11 8 19 B Mod./rap 26 147 11 19 30 Fator Erodibilidade do Solo - K 42 Solo AMG AG AM AF AMF Silte Argila --------------------------------g kg-1------------------------ A 8 11 101 179 69 190 442 B 19 11 97 138 23 180 532 Fator Erodibilidade do Solo - K K= 7,48 x 10-8 M + 0,00448059P- 0,0631175 DMP + 1,039657 x 10-6 PROD K= erodibilidade do solo ( t h MJ-1 mm-1) M = soma dos teores de silte (g kg-1) e areia muito fina (g kg-1) multiplicados por 1000 menos o teor de argila (g kg-1) P= código referente a permeabilidade (adimensional – Quadro 1) DMP= diâmetro médio ponderado da fração menor que 2,0 mm PROD = produto do teor de matéria orgânica ( g kg-1) pela quantidade de partículas de diâmetro entre 0,1 e 2,0 mm ( g kg-1) “PROD = MO x (AF+AM+AG+AMG)” 43 Equação proposta por Denardin (1990) para a determinação do fator K K= 7,48 x 10-8 M + 0,00448059P- 0,0631175 DMP + 1,039657 x 10-6 PROD DMP= diâmetro médio ponderado da fração menor que 2,0 mm Fração (f%) Argila Silte AMF AF AM AG AMG Diâmetro (mm) < 0,002 0,05-0,002 0,1 – 0,05 0,25 – 0,1 0,5 – 0,25 1,00-0,5 2,0 – 1,0 Ø (mm) 0,002 0,026 0,075 0,175 0,375 0,75 1,50 Ø= diâmetro médio da fração granulométrica DMP = (Ø x AMG) + (Ø x AG) + (Ø x AM) + (Ø X AF) + (Ø x AMF) + (Ø x silte) + (Ø x argila) 1000 Fator Erodibilidade do Solo - K Métodos Indiretos 44 Permeabilidade Código P Rápida 1 Moderada- rápida 2 moderada 3 Lenta- moderada 4 lenta 5 Muito lenta 6 Quadro 2. Valores do código referente a permeabilidade do solo (P) Fator Erodibilidade do Solo - K 45 Onde: LS = fator de comprimento e declividade de encosta (adimensional); D= grau de declividade em %; C = comprimento de rampa em metros; LS= 0,00984 x D1,18 x C 0,63 Fator Topográfico – LS Solo A = 6% de declive e 80 m de comprimento de rampa. Solo B = 9% de declividade e 85 m de comprimento de rampa. 51 Fator Uso-Manejo do Solo - C 52 Fator Praticas Conservacionistas - P Quadro 3 . Valor de P para algumas práticas conservacionistas Práticas Conservacionistas Valor de P Plantio morro abaixo 1,0 Plantio em contorno 0,5 Plantio em contorno + alternância de capinas 0,4 Cordões de vegetação permanente 0,2 53 Calcule qual a tolerância de perda de solo de acordo com os dados do solo A e solo B e justifique sua resposta Tolerância de Perdas de Solo - T mailto:iolandareis@outlook.com mailto:Iolanda.reis@ufopa.edu.br mailto:iolandareis@outlook.com mailto:Iolanda.reis@ufopa.edu.br Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 51 Slide 52 Slide 53 Slide 54
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