Dimensionamento de Terraços

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Instituto Amazônia 
CURSO DE AGRONOMIA
 Professor:
Ms. Danilo Cesar de Oliveira Bastos
MANEJO E CONSERVAÇÃO DE 
ÁGUA E SOLO
Dimensionamento de Terraços
VILHENA-RO/2008
CÁLCULO DE UM SISTEMA DE TERRAÇOS
Providências que se deve tomar para conhecimento da área:
a) Visitar o local e determinar a textura do solo;
b) Determinar a declividade da área a ser terraceada e observar os obstáculos 
existentes;
c) Encontrar os escoadouros naturais,e 
d) escolher o tipo de terraço de acordo com as condições locais.
 450 m 
 Ss
 
 
 200 m 
 
 
 Si 
 
Área = 9 ha ( 90.000 m2)
Desnível: 30m
Textura: franco arenosa
Considerar o período de retorno das chuvas entre 10 e 25 anos.
Uso atual: milho
1 - Cálculo da declividade
200 m ------ 30 m
100 m ------ x m D = 15 % 
2 - Tipo do terraço
Camalhão de base estreita ( D = 15 % ), construído pelo sistema nichols 
com gradiente constante de 0,2 %. 
100m -- 0,2m
 450m --- x ... x = 0,9 m = 90 cm.
2
3 - Cálculo do espaçamento vertical do terraço
3,0.2 


+=
E
DEV
EV = espaçamento vertical do terraço em (m) ,
D = declividade em %, e
E = coeficiente textural de acordo com a tabela abaixo.
Tabela 1-Valores de E para as diferentes texturas de solo.
Textura Valor de E
Argiloso 2,5
Franco argiloso e siltoso 3,0
Franco arenoso 3,5
Arenoso 4,0
ou
EV = 0,4518 . K . D0,58
Onde: EV = espaç. Vertical (m)
K = coeficiente que varia com a resistência do solo à erosão (quadro abaixo)
D = declividade em %
Assim:
EV = (15/3,5 + 2) . 0,3 = 1,88 m
ou
EV = 0,4518 . K. D0,58 = 0,4518.0,9.150,58 = 1,95 (grupo C - textura arenosa média) 
Bastante próximo do valor determinado pela outra fórmula.
Tabela 2 -Grupo de solo segundo a resistência à erosão
Grupo Resistência á 
erosão
Profundi-
dade
Permeabi-
lidade
Textura Relação tex tural 
B/A
K
A Alta 1 a 2 m ráp/ráp. media/méd. < 1,2 1,2
5
mod/ráp. m.arg/m.arg 1,2 a 1,5 
arg./arg.
B Moderada 1a 2 m ráp./ráp. aren/aren. 1,2 a 1,5 1,10
ráp./mod. are./média
mod/mod aren./média
arg./arg.
C Baixa 0,5 a 2 m lenta/ráp. aren./méd. > 1,5 0,90
lenta/mod méd./arg.
ráp./mod. aren./arg.
aren/m.arg.
D Muito baixa 0,25 a 1m ráp./mod. variável variável 0,75
lent/lenta
3
4. Cálculo do espaçamento horizontal do terraço
EV ----- EH
D ------ 100 ..
 D
EVEH 100.= 
Onde: EH = Espaçamento horizontal do terraço (m).
EH = 1,88 . 100/15 = 12,53 m 
5 - Número de terraços (N)
N = DV ou N = C
 EV EH
Onde:
C= comprimento da pendente,
EV = Espaçamento vertical,
DV = desnível vertical total da área, e
EH = Espaçamento horizontal.
N = 30/1,88 = 15,95 = 16 - 1 = 15 terraços ( - 1 terraço porque o último não é 
marcado.) ou
N = 200/12,53 = 15,96 = 16 - 1 = 15 terraços
6 - Cálculo da vazão dos terraços pelo método racional
Q = I C A (m3/s) 
 360
onde:
Q = Vazão de pico de possível de ocorrer na área (m3/s)
A = Área de tributação para cada terraço (ha); extensão do terraço que ocorre 
enxurrada para o canal do terraço,
C = Coeficiente de enxurrada; representa a fração de chuva precipitada que não 
infiltrou no solo e forma escoamento superficial (0 – 1), e
I = Intensidade máxima de chuva capaz de ocorrer para um considerado período de 
(mm/h) - O método Racional pressupõe que a duração da chuva se iguala ao tempo 
de concentração da microbacia.
4
6.1 ÁREA DE CADA TERRAÇO 
 A = L . EH ( de cada terraço e do total de terraços) onde:
L = Comprimento do terraço, e 
EH = Espaçamento horizontal.
A = 450m . 12,53 = 5638,5 m2 = 0,56385 ha
6.2 Coeficiente de enxurrada (tabela abaixo)
Tabela 3 - Coeficientes de enxurradas (C), para áreas agrícolas inferiores a 500 
ha, em função da topografia, da cobertura vegetal e da textura do solo.
Cobertura do solo Textura/prof. Classes de declividade (%) 
0-2,5 2,5-5,0 5-10 10-20 20-40 40-100
Cult.anuais Argiloso 0,50 0,60 0,68 0,76 0,85 0,95
Arenoso 0,44 0,52 0,59 0,66 0,73 0,81
Arenoso 
profundo
0,40 0,48 0,54 0,61 0,67 0,75
C.permant. Argiloso 0,40 0,48 0,54 0,61 0,67 0,75
Arenoso 0,34 0,41 0,46 0,52 0,56 0,64
Arenoso 
profundo
0,31 0,38 0,43 0,48 0,53 0,59
Pastagens Argiloso 0,31 0,38 0,43 0,48 0,53 0,59
Arenoso 0,27 0,32 0,37 0,41 0,45 0,50
Arenoso 
profundo
0,25 0,30 0,34 0,38 0,42 0,46
Capoeira Argiloso 0,22 0,26 0,29 0,33 0,37 0,41
Arenoso 0,19 0,23 0,25 0,28 0,32 0,35
Arenoso 
profundo
0,17 0,21 0,23 0,26 0,29 0,32
Mata Argiloso 0,15 0,18 0,20 0,22 0,25 0,28
Arenoso 0,13 0,15 0,18 0,20 0,22 0,24
Arenoso 
profundo
0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22
Fonte: Marques, J.Q. de A. Conservação do solo em cafezal. São Paulo. 
Superintendência do Serviço do Café, 1950. 234p.
Valor de C de nosso exemplo = 0,66 .
6.3 - Cálculo da intensidade máxima de chuva ( I )mm/h
É calculada em função do tempo de concentração, pois para o método 
racional a duração da chuva iguala-se ao tempo de concentração da área.
5
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO (TC )- É o tempo gasto para que uma fração do 
escoamento percorra á área do ponto mais remoto ao ponto de descarga ou exutório 
da bacia, no sentido de maior comprimento.
NO TERRAÇO AGRÍCOLA TEMOS 2 TIPOS DE ESCOAMENTO:
 Em lâminas pouco espessas, difusas (escoamento em entressulcos)
 Escoamento concentrado no canal do terraço. Em função disto temos:
)()( oConcentradcTLrasacT
iV
iLcfT +⇒= ∑
iV
L
iV
EHftotalcT +=
Para cada uma dessas formas de escoamento as velocidades (Vi) encontram-se no 
quadro abaixo. 
Tabela 4 - Velocidades médias de escoamento de enxurradas em m/s, de acordo 
com a natureza e declividade do leito. 
Natureza do leito em que escorre a enxurrada Classes de declividade (%)
0-
2,5
2,5-
5
5
-10
10-
20 
20-
40 
40-
100
Escoamento em lâmina 
delgada
Mato
Pastagem
Terras cultivadas
0,3
0,35
0,55
0,55
0,70
0,90
0,8
1,10
1,50
1,20
1,60
2,40
1,60
2,30
3,30
2,10
3,10
4,50 
 
Terraços Nivelados 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13
c/caimento 0,20 0,30 0,40 0,55 0,70 0,90
Canais escoadouros 
vegetados
c/ estruturas 
mecânicas
simples ou lisos
0,75
0,95
1,20
1,60
1,60
2,10
1,90
2,60
2,10
2,80
2,20
2,90
Canais naturais mal 
definidos 0,30 0,75 1,40 2,50 4,30 7,50
Em lâmina delgada: 15 % → V1 = 2,4 m/s∴ V = L/T ∴ Tc1 = EH/V1 = 12,53/2,4 = 
5,22 s
Em escoamento concentrado, COM 0,2 % DE GRADIENTE→V2 = 0,20 m/s
→ V = L/T ∴ Tc2 = L/V2 = 450/0,2 = 2250 s
Tc total do fluxo no terraço = 5,27 + 2250 = 2255,27 s/60 = 37,59 min. 
6
Igualando-se este valor a duração de chuva para o período de retorno desejado, 
na tabela 5 abaixo temos a intensidade máxima de chuva, para todo Nordeste. 
Tabela 5 – Intensidade, duração e período de retorno das chuvas para todo o 
Nordeste do Brasil (SUDENE, 1992).
Altura das chuvas (mm) em relação a sua duração e freqüência, para microbacias do 
Nordeste.
Ocorrência (período de retorno) 24 horas 2 horas 1 hora 30 min 10 min 5 min
1 vez a cada 2 anos 63-80 60 45 32 16 10
1 vez a cada 10 anos 100-115 80 60 41 20 13
1 vez a cada 100 anos 140-165 110 80 52 27 17
Então, interpolandopara um período de retorno de 10 anos temos:
30 min 41 mm
37,58 min I
60 min 60 mm , assim: 
37,58 – 30 I – 41
60-30 60 - 41 ∴ 30 I-1230 = 144,02 ∴I = 45,80 mm/h.
Vazão em cada terraço:
Q = C I A = 0,66 x 45,80 x 0,56385 / 360 = 
 360
 
Vazão total (Q total) = 0,04734 x 15 = 
0,04734 m3/s
0,7101 m3/s
7
7. Cálculo do canal escoadouro vegetado 
Seção superior: Ss
Seção transversal do canal escoadouro: trapezoidal com cobertura média de capim.
Assim:
 B 
h ↓
 e
 ↑ ↑
 b z = e/h 
Após a escolha da forma da seção transversal do canal, deve-se inferir as 
dimensões do mesmo:
TALUDES
Sugestão de Taludes (z)
Natureza do material do canal z
Rocha 0,2
Rocha intemperizada 0,5 - 1
Solo (argila,silte e areia) 1,5
Solo arenoso 1,5
Argila compactada 1,5
Areia fina 3,0
Fonte: Simons & Senturk (1992)
 
A seguinte relação pode ser usada: zh
b
−= 4 , 
Funções geométricas para canais trapezoidais
Área do trapézio A = (b+z.h)h
Perímetro molhado 212 zhbP ++=
Raio hidráulico Rh = A/P
Dimensão superior (B) = b+2zh
Q = V.A
Valor de V (quadro abaixo)
8
Velocidades máximas de escoamento em função da textura do solo e da 
cobertura vegetal do canal, para canais aluviais.
Textura velocidade máxima em m/s 
Sem cobertura Cob. média de capim Boa cob. de capim
Areia franca 0,5 0,9 1,5
Franco arenoso 0,7 1,5 2,0
Franco argiloso 1,0 1,7 2,3
Argila consolidada 1,14 1,8 2,3
Fonte: Hudson, N. (1971); Simons & Senturk (1992). Considerou-se declives acima 
de 0,1 m/m.
(perceba na tabela que o aumento no teor de argila, portanto maior coesão, confere 
uma maior resistência à erosão, apesar da infiltração ser maior nos solos arenosos.)
Seção superior (Ss)
A = Q / V = 0,04734 / 1,5 = 0,03156 m2
z
h
b
−= 4 , então: b/h = 4-1,5=2,5 → b = 2,5 h
A = (b+z.h)h = (2,5h+1,5h)h = 4h.h → A = 4h2 → 
4
Ah = = 0,03156/4 = 0,08882m
b = 2,5 .0,08882 = 0,222 m
B = b + 2zh = 0,222 + 2.1,5 .0,08882 = 0,4885 m
Seção inferior (Si)
A = Qt /V Q total = 0,7101 m3/s
 V = 1,5 m/s
A = 0,7101 m 3 /s = 0,4734 m2
 1,5 m/s
b = 2,5 h
4
Ah = = 
4
4734,0 = 0,3440 m
b = 2,5.0,3440 = 0,86 m
B = b + 2zh = 0,86 +2.1,5.0,3440 = 1,89 m
9
8 - Altura de corte e Largura total de cada terraço
Obs: essas dimensões só podem ser calculadas no fim do projeto, pois são necessárias 
as dimensões da menor altura do canal de terraço e da base maior (B). 
Altura de corte (C ):
C ={h + (D x B) }/2
Onde : C = altura de corte ; h = altura do canal do terraço (Ss) ; D = declive (m/m) , e 
B = base maior (Si).
Altura de corte:
C ={h + (D x B)}/2 = {0,08882 + (0,15 x 1,89)}/2 = 0,1862 m 
Largura da secção do terraço (Ss) = 3 x B = 3 x 1,89 = 5,67 m.
9. Verificação da velocidade no canal escoadouro
Para solos predominantemente arenosos (canais aluviais)
EQUAÇÃO DE MANNING 
V = Rh 2/3 x D 1/2 
 n
Onde:
V = Velocidade média de escoamento (m/s)
D = Declividade do canal (m/m)
R = Raio hidráulico (relação entre a área da seção do canal e o perímetro molhado - 
m)
n = Coeficiente de rugosidade que varia entre 0,04 e 0,08 para o caso de canais de 
terra vegetado.
EQUAÇÃO DE Mirtskhulava para solos aluviais (textura arenosa)
( )[ ] )/(
44,0
28,8log smdsn
g
d
hRperV ρρ −


=
sendo: 
Rh = raio hidráulico,
d = diâmetro característico das partículas do solo,
g = aceleração da gravidade,
ρs = densidade de partícula = 2,65
ρ = densidade da água = 1,0 e
d
dn
3,000005,0
1
+
+= ,
10
Para solos argilosos (canais em solos argilosos)
EQUAÇÃO DE Mirtskhulava para solos argilosos (1966)
( )[ ] )/(25,1
6,2
28,8log smKCd
n
gm
d
RV fshper +−


= ρρ
γ
Rh = raio hidráulico,
d = diâmetro característico das partículas do solo,
g = aceleração da gravidade,
γ = peso específico da água em (T/m3) = 1 T/m3,
m = coeficiente de friabilidade, para solo recém preparado = 1,
ρs = densidade de partícula = 2,65
ρ = densidade da água = 1,0
K = Fator de homogeneidade da argila:
C
K α σ−= 1
α = probabilidade de resistência mínima = 3,0,
σ = desvio padrão,
d
dn
3,000005,0
1
+
+= ,
Cf = coesão de falha = 0,035C
C = coesão média.
Valores de desvio padrão e coesão média de um Argissolo (PVA) obtidos por 
Cantalice (1991).
 
Textura Coesão
Franco arenosa 1,5 - 2
Argilosa 2,5 – 3,5
 Considerar σ = desvio padrão = 0,52
Verificando por Manning
D = 15% = 0,15 m/m
n = 0,04 - 0,08
Rh = A/P = Si /P 
212 zhbP ++= = m104,25,11344,0.2 0,86 2 =++
⇒ mm
m
P
ARh 2258,0104,2
 0,4734 2
===
11
aplicando: sm
n
SRV h /393,2
06,0
15,0.2258,0. 2
1
3
2213
2
===
 Essa velocidade máxima permitida, por Manning, para solo arenoso com 
cobertura média de capim é de 1,5 m/s (consultar a tabela anterior), portanto esta 
velocidade tem de ser reduzida para que o canal escoadouro não sofra erosão. 
Verificando por Mirtskhulava para solo arenoso (1966)
( )[ ] )/(
44,0
28,8log smdsn
g
d
hRperV ρρ −


=
d= 2,8x10-4m
09,3
1052,1
108,21
108,2.3,0105
108,21
3,000005,0
1 4
4
45
4
=+=
+
+=
+
+=
−
−
−−
−
x
x
xx
x
d
dn
ρs = 2,65
ρ = 1,0
( )[ ] smxx
x
Vper /3144,010666,6).57,7096log(108,2165,209,3.44,0
81,9.2
108,2
2258,0.8,8log 344 ==−


=
−−
−
Para este caso, como a velocidade por Manning passou do limite, e por 
Mirtskhulava ficou abaixo, pode-se julgar que por Mirtskhulava como sendo 
adequada essa velocidade e as dimensões do canal escoadouro. No entanto em nível 
de exercício, vamos calcular os estabilizadores.
→ Alternativas para diminuir a velocidade do canal escoadouro:
1 - Diminuir o raio hidráulico (R), aumentando o perímetro molhado (Pm), pelo 
alargamento do canal.
2 - Diminuir a velocidade através da construção do canal transversalmente ao terreno, 
o que aumenta os custos de construção e prejudica o trânsito de maquinas.
3 - Construir estabilizadores - São obstáculos constituídos de pequenas barragens de 
madeira, alvenaria, pedras soltas ou rejuntadas.
10. Cálculo do espaçamento entre estabilizadores
E = . H .x 100
 Do - Dc 
Onde:
H = altura do estabilizador, que corresponde a menor altura do canal, é a altura da 
seção superior do canal (no nosso caso = 0,08882m ≅ 0,09m).
Do = Declividade original
Dc = Declividade de compensação (que é a declividade ideal para que a velocidade de 
escoamento não exceda a 1,5 m/s, para nosso exemplo)
12
 %89,5100*0589,06089,0.2258,0
0036,0.25,2
2258,02258,0
06,05,1
3
22
3
22
=====
hh
c RR
nVD 
Então :
E = 0,09 x 100 = 9 = 0,987 ≅ 0,99 m
 15 – 5,89 9,11
Colocar os estabilizadores de pedras soltas ou de alvenaria com 9 cm de 
altura espaçados de 0,99 m.
10.1 Total de estabilizadores
T = C = 200 = = 202 - 1 = 201 estabilizadores
 E 0,99
Onde: C = comprimento da pendente.
Se o número de estabilizadores ficar excessivo, poderíamos alargam o canal, 
conforme exemplo abaixo.
Projetar o canal escoadouro com a base menor (b) = 3,0 m na seção inferior ( Si), por 
exemplo.
13
	VILHENA-RO/2008
	EV = (15/3,5 + 2) . 0,3 = 1,88 m
	Tabela 2 -Grupo de solo segundo a resistência à erosão
	TALUDES
	Funções geométricas para canais trapezoidais
	EQUAÇÃO DE MANNING 
	Argilosa
	Verificando por Manning