Aula 3 - Fatores que aferam a erosão hídrica e EUPS

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Disciplina: CONSERVAÇÃO DE SOLO E ÁGUA
Aula 3: 
FATORES QUE AFETAM A EROSÃO 
HÍDRICA
Prof: Alberto E. Knies
albertok@unisc.br 1
Aula 1:
SISTEMAS DE CULTIVO DO SOLO
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Revisão - Aula 1
�Convencional;
�Reduzido ou mínimo;
�Plantio direto.
ETAPAS PARA IMPLANTAÇÃO DO PD:
1. Sistematizar o terreno → eliminar sulcos ou valetas de
erosão;
2. Fazer terraceamentos, se necessário;
3. Coleta e análise do solo;
4. Aplicação de calcário e fertilizantes;
5. Descompactar o solo e incorporar o calcário e/ou
fertilizantes;
6. Implantação de plantas de cobertura do solo;
7. Manejo das plantas de cobertura do solo;
8. Semeadura com máquina (semeadora) apropriada.
OBS: É muito importante um correto planejamento de
rotação de culturas. 3
CARACTERIZAÇÃO:
É o processo de desagregação e transporte de partículas
de solo pelos agentes erosivos despindo seus horizontes,
principalmente o horizonte A, que é o de maior importância
agrícola (ELLISON, 1944).
AulaAula 22::
4
Aula 2: EROSÃO DO SOLOAula 2: EROSÃO DO SOLO
⇒ Perda da estrutura do solo
⇒ Diminuição da prof. efetiva do solo
⇒ Decréscimo da fertilidade do solo
⇒ Diminuição da ciclagem de nutrientes
⇒ Diminuição da atividade biológica
⇒ Aumento da dependência de agroquímicos
⇒ Diminuição da infiltração de água
⇒ Diminuição do armazenamento de água do solo
⇒ Diminuição da capacidade produtiva do solo
Consequências da Erosão
Qualidade do Solo
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� EROSÃO GEOLÓGICA
Em equilíbrio com os processos de formação do
solo – longo tempo (milhões de anos).
� EROSÃO ACELERADA
Resultante das alterações causadas pelo homem
nas condições naturais, em desequilíbrio com os
processos de formação do solo – curto espaço de tempo
PROCESSOS DE EROSÃO:
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2
7
A erosão ACELERADA, levando em conta o 
AGENTE causador, divide-se em:
� Erosão Hídrica: causada pela ação da água:
Pluvial: chuva
Fluvial: rios
Lacustre: lagos
Marinha: mares
� Erosão Eólica: causada pela ação do vento.
� Erosão Glacial: causada pela ação do gelo.
FASES DA EROSÃO
Desagregação
É uma fase de choque, de impacto, de batida na
superfície do solo .
No caso da erosão pela água, as gotas batem sobre o solo e
respingam.
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Transporte
De acordo com Bagnold (1941), as partículas de
solo se movimentam de três maneiras distintas:
� Arraste superficial
�Salteamento 
� Suspensão.
A maneira de transporte vai depender de alguns fatores:
Tamanho das partículas
Força do agente
Topografia do terreno
Presença ou ausência de obstáculos 
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Deposição
A deposição ou assentamento é a parada do material. É o
fim do transporte, a deposição se verifica quando o agente perde a
força.
Ou quando encontra obstáculos que podem dividir o seu
volume, mudar a direção, diminuir sua velocidade, retardar o seu
movimento ou forçar sua parada.
Assim:
Quanto maior o TAMANHO DAS PARTÍCULAS, mais
rapidamente elas assentam.
Quanto maior a VELOCIDADE DO AGENTE, mais demorado é o 
assentamento.
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� Impacto da gota de chuva (energia cinética) sobre o solo (A)
� causa a fragmentação dos agregados e a formação de pequenas
partículas (B)
� que bloqueiam os poros e formam uma superfície selada (C).
A água que escorre carrega partículas de solo que são depositadas
nas partes baixas onde a velocidade da água é reduzida (D) (Derpsch et al.
1991).
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PROCESSO DA EROSÃO HÍDRICA DO SOLO
FORMAS DE EROSÃO
EROSÃO LAMINAR
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EROSÃO EM SULCOS
EROSÃO EM BARRANCOS OU VOÇOROCAS
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Erosão do Solo
Erosão do canal
Erosão em sulco
Erosão laminar
Desagregação
Erosão em voçorocas
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Aula 3: FATORES QUE AFETAM
A EROSÃO HÍDRICA
1. Chuva
2. Solo
3. Topografia
4. Uso e manejo do solo
5. Práticas conservacionistas
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1. CHUVA
• Tamanho, forma e velocidade das gotas
• Intensidade da chuva (mm h-1)
• Duração (h)
• Quantidade total (mm)
• Frequência
• Sazonalidade
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Forma e tamanho da gota de chuva
Fonte: USDA Soil Conservation Service (1940).
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Relação entre tamanho médio e velocidade
de queda das gotas
(sem vento)
Diâmetro médio das 
gotas (mm)
Velocidade de queda
(m s-1)
1,25 4,85
1,50 5,51
2,00 6,58
3,00 8,06
4,00 8,86
5,00 9,25
6,00 9,30
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Ec = m v2 / 2
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4
CompactaçCompactaçãoão
e selamentoe selamento
superficialsuperficial
UmedecimentoUmedecimento
FormaçFormaçãoão
de lâminasde lâminas
de águade água
Salpicos e Salpicos e 
destruiçdestruição de ão de 
agregadosagregados
Deslocamento Deslocamento 
e transporte e transporte 
de partículasde partículas
ObstruçObstrução dos ão dos 
porosporos
Efeito das gotas de chuva
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Energia equivalente, em um ano, 
a 50 t ha-1 de dinamite
Impacto da gota de chuva
Fonte: USDA Soil Conservation Service (1940).
Intensidade =
(mm h-1) 
Intensidade = Volume / Tempo
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Relação entre diâmetro médio das 
gotas e intensidade da chuva
Diâmetro médio
das gotas (mm)
Intensidade da chuva 
(mm h-1)
0,75 – 1,00 0,25
1,00 – 1,25 1,27
1,25 – 1,50 2,54
1,75 – 2,00 12,70
2,00 – 2,25 25,40
2,25 – 2,50 50,80
2,75 – 3,00 101,60
3,00 – 3,25 152,40
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Efeito da intensidade da chuva
sobre a erosão do solo
Duração da 
chuva
(min.)
Intensidade 
da chuva
(mm h-1)
Perda de 
solo
(t ha-1)
Perda de 
água
(% da chuva)
30 60 6,0 54
15 120 15,3 64
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Efeito da frequência da chuva
sobre a erosão do solo
Data da 
chuva 
anterior
Data 
da 
chuva
Intensi-
dade da 
chuva
(mm h-1)
Quanti-
dade de 
chuva
(mm)
Perdas de
Solo
(t ha-1)
Água
(mm)
03/08 20/08 36 18 0,0 0,1
20/10 22/10 14 12,5 0,5 2,4
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� Infiltração
� Estrutura-Porosidade
� Textura
� Umidade
�Desagregação
� Tipo e teor de argila
� Matéria orgânica
� Tipo de cátion
� Umidade
�Transporte
� Tamanho da partícula
� Densidade da partícula
� Densidade do solo
2. SOLO
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3. TOPOGRAFIA
• Grau do declive
• Comprimento da rampa
• Curvatura e microrelevo
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27
Efeito do grau do declive
sobre a erosão do solo
Grau do declive
(%)
Perdas de solo
(t ha-1)
4 2,8
8 6,3
12 12,6
28
Efeito do comprimento da rampa
sobre as perdas por erosão
Comprimento 
da rampa (m)
Perdas
Solo (t ha-1)
25 13,9
50 19,9
100 32,5
Utilização de curvas de nível ou terraceamento?
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4. USO E MANEJO DO SOLO
• Cobertura do solo
• Tipos de cultura
• Tipos de preparo
• Rotação de culturas
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6
Efeito da quantidade de palha de trigo 
sobre as perdas de solo por erosão
Tratamento
Perdas de solo
(t ha-1) (%)
Palha queimada 6,45 100
3,4 t ha-1 palha 3,34 52
5,3 t ha-1 palha 1,53 24
Fonte: Equipe de Manejo e Conservação do Solo - IAPAR 
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Efeito do uso do solo sobre as
perdas anuais de solo e água
Culturas
Perdas de solo
(t ha-1)
Perdas de água
(%)
Floresta 0,004 0,7
Pastagem 0,4 0,7
Cafezal 0,9 1,1
Algodão 26,6 7,2
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Efeito da intensidade de preparo do solo e da 
resteva sobre as perdas de solo por erosão
Preparo do solo
Perdas de solo
(t ha-1) (%)
Aração + 2 gradagens + 
palha queimada
12,31 100
Grade pesada +
2 gradagens + 
manutenção palha
7,59 62
Aração + 2 gradagens + 
manutenção palha
5,71 46
Fonte: Equipe de Manejo e Conservação do Solo - IAPAR 
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5. PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS
• Uso e adequação
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Efeito de práticas conservacionistas sobre 
as perdas de solo em culturas anuais
Práticas
conservacionistas
Perdas proporcionais 
(%)
Plantio morro abaixo 100
Plantio em contorno 50
Alternância de capinas
+ plantio em contorno
40
Cordões vegetados
permanentes
20
Terraço 10
Fonte: Adaptado de Bertoni et al. (1975). Equação de perdasde solo. 
IAC. Boletim Técnico n. 21.
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FATORES QUE AFETAM
A EROSÃO HÍDRICA
1. Chuva
2. Solo
3. Topografia
4. Uso e manejo do solo
5. Práticas conservacionistas
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EQUAÇÃO UNIVERSAL DE PERDAS DE 
SOLO - EUPS
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Foi desenvolvida com o objetivo de servir como um guia
para o planejamento do uso do solo e determinar as
práticas de conservação do solo mais apropriadas para
um determinado local.
OBJETIVO
Quando a estimativa da perda de solo pode ser
comparada com a tolerância de perdas para aquela área,
é possível determinar as combinações de cultivos e
manejo a serem adotadas, nas quais a previsão de perdas
é menor do que a tolerância, proporcionando assim uma
verificação satisfatória do controle da erosão.
COMO?
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TOLERÂNCIA
A expressão tolerância de perdas de solo é usada para
designar a intensidade máxima de erosão do solo que permitirá
um elevado nível de produtividade mantida econômica e
indefinidamente.
HISTÓRICO DA EQUAÇÃO
±1935 - ZING: L + S
SMITH: L + S + C + P
BROWNING: K + L + S + C + P
1947 - MUSGRAVE: R + K + L + S + C + P
± 1960 - Agricultural Research Service, EUA, sediado na Universidade 
de Purdue: Equação Universal de Perda de Solo (EUPS).
40
41
Perda de solo
média anual,
t ha-1 ano-1
PS = R K L S C PPS = R K L S C P
Fator erodibilidade
do solo, t ha-1/MJ mm ha-1 h-1
Fator de declividade
de encosta
Fator erosividade
da chuva,
MJ mm ha-1 h-1
Fator comprimento
da encosta
Fator uso e manejo
do solo
Fator práticas
conservacionistas
42
8
A= perda média de solo, Mg ha-1 ano-1
R= fator de erosividade da chuva, MJ mm ha-1 h-1
K= fator de erodibilidade do solo, Mg ha-1/(MJ mm ha-1 h-1)
LS= fator de comprimento e grau do declive, adimensional
C= fator uso e manejo do solo, adimensional
P= fator práticas conservacionistas, adimensional.
CÁLCULO DE PERDAS DE SOLO PELA EQUAÇÃO 
UNIVERSAL DE PERDAS DE SOLO (EUPS)
A = R . K . LS . C . P 
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Fatores dependentes das condições naturaisFatores dependentes das condições naturais
Fatores relacionados a forma de ocupação
PS = R K L S C PPS = R K L S C P
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ErosividadeErosividade da chuva (R)da chuva (R)
� Capacidade da chuva em causar erosão em um solo sem proteção;
� Função da energia cinética, intensidade de precipitação e lâmina
total precipitada;
� Apenas o fator R é calculado diretamente a partir de registros
pluviométricos locais;
�Necessidade de análise de pluviogramas;
� Carência de valores de R para o Brasil;
� Limitam-se a poucas localidades nos Estados;
45
COMO ENCONTRAR OS COEFICIENTES E VALORES PARA EFETUAR 
O CÁLCULO:
R : estimado
Solo R
Santo Ângelo Latossolo Vermelho 
distroférrico típico
9340
Passo Fundo Latossolo Vermelho 
distrófico típico
7340
Escobar Vertissolo Ebânico
órtico chernossólico
11400
São Pedro Argissolo Vermelho 
distrófico arênico
9000
46
47
Silva (2004) sugeriu a divisão do Brasil em em 8 regiões
homogêneas em termos de características da precipitação, onde
na região 8, que engloba o RS, SC e PR a erosividade da chuva
pode ser determinada pela equação:
Rx = 19,55 + (4,2*Mx)
Onde:
Rx = erosividade da chuva para cada mês
Mx = precipitação média mensal
Obs.: O valor de R utilizado na EUPS se refere ao 
valor anual (soma os 12 meses).
48
9
EI 30
49 50
ErodibilidadeErodibilidade do Solo (K)do Solo (K)
� Expressa a resistência do solo à erosão hídrica sendo dependente,
entre outros fatores, dos atributos mineralógicos, químicos,
morfológicos e físicos.
� É um valor determinado em parcelas experimentais de perdas de
solo padronizada*.
�*Preparo de forma convencional (uma aração e duas gradagens)
morro abaixo e mantido descoberto de maneira que os fatores: L =
22,1 x 3,5 m, S = 9%, C e P sejam iguais a 1.
51
NOMOGRAMA de Wischmeier et al. (1971)
K corrigido: multiplicar K por fc 0,1317 (ajuste 
para o Sistema Internacional de Unidades). 52
Comprimento e Declividade da Encosta (LS)Comprimento e Declividade da Encosta (LS)
A intensidade da erosão hídrica é afetada tanto pela distância
ao longo da qual se processa o escoamento superficial quanto pela
declividade do terreno.
Equação proposta por Bertoni e Lombardi Neto (1990)
LS = 0,00984 L0,63 S1,18
L: medição direta no campo (trena, GPS, imagem de satélite) (metros)
S: diferença de nível, no campo (%)
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Uso e Manejo do Solo (C)Uso e Manejo do Solo (C)
Indica o efeito da vegetação nas perdas de solo e água por erosão.
Varia em função de:
� TIPO DE VEGETAÇÃO
� POPULAÇÃO
� DESENVOLVIMENTO
� MESES E ESTAÇÕES DO ANO
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10
Práticas conservacionistas (P)Práticas conservacionistas (P)
Preparo e semeadura morro abaixo - P = 1
Preparo e semeadura em contorno e terraceamento – P = 0,5
Alternância de capinas – P = 0,4
Cordões de vegetação permanente (semeadura direta) – P = 0,2
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Solo T (Mg solo ha-1)
Santo Ângelo Latossolo Vermelho 
distroférrico típico
12
Passo Fundo Latossolo Vermelho 
distrófico típico
8
Escobar Vertissolo Ebânico
órtico chernossólico
4
São Pedro Argissolo Vermelho 
distrófico arênico
6
TOLERÂNCIA DE PERDA DE SOLO
Determinada em função de:
�Propriedades físicas e químicas;
�Profundidade;
�Topografia;
�Erosão antecedente
56
57
Oliveira et al. Tolerância de Perda de Solo por Erosão para o Estado da Paraíba. 
Revista de Biologia e Ciências da Terra, n. 2, v. 8, 2008.
58
Mannigel et al. Fator erodibilidade e tolerância de perda dos solos do 
Estado de São Paulo. Acta Scientiarum, v. 24, n. 5, p. 1335-1340, 2002.
Para estimar cada uma das variáveis da EUPS, de forma
tradicional, é necessário uma quantidade considerável de
experimentos de campo, o que representa quase a inviabilização
do estudo para grandes áreas.
Por essa razão torna-se necessária a utilização das
técnicas de geoprocessamento, como alternativa ferramental para
esse tipo de análise em escala regional.
A EUPS é empregada, com bons resultados, para
pequenos talhões compatíveis com o uso agrícola, resultando na
quantificação da perda de solos por erosão laminar e sulcos
nessas áreas.
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ATIVIDADE
Seja uma gleba de Latossolo na região de Campinas, tendo o
terreno 8% de declive e com cerca de 100 metros de comprimento de
rampa. Será cultivado com uma rotação de culturas de quatro anos: pasto,
pasto, milho e soja. O preparo do solo será convencional e as culturas
plantadas em contorno, sendo que os restos culturais do milho e soja serão
incorporados nesse preparo. A fertilidade do solo é razoável e, a produção
esperada, de média a alta.
R = 686 K = 0,12 LS = 2,08 C = 0,1376 P = 0,5
A = 686 X 0,12 X 2,08 X 0,1376 X 0,5 = 11,8 t/ha
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EXERCÍCIO para PRÓXIMA AULA:
Chuva: 1700 mm anuais.
Solos: 1- Latossolo (Passo Fundo)
2- Vertissolo (Escobar)
3- Argissolo (São Pedro)
L: 350 m (quando com terraços 50 m)
S: 6 %
Uso e manejo: - Milho
- Pastagem
- Soja/feijão
Práticas conservacionistas: - Semeadura morro abaixo
- Teraceamento
- Semeadura direta
Explicar os diferentes resultados encontrados, levando em consideração:
• Construção ou retirada de terraços de áreas de lavoura sob plantio direto, e
• A adoção do sistema plantio direto, isoladamente, é suficiente para resolver
os problemas de erosão do solo?
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K: utilizar os dados abaixo
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K corrigido: multiplicar K por fc 0,1317 (ajuste para o Sistema Internacional de Unidades)
TOLERÂNCIA DE PERDA DE SOLO
� Latossolo (Passo Fundo): 8,0 Mg solo ha-1 ano-1
� Vertissolo (Escobar): 4,0 Mg solo ha-1 ano-1
� Argissolo (São Pedro): 6,0 Mg solo ha-1 ano-1