Aula 10 - Erosão dos Solos

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CCE 0255 – MECANICA DOS SOLOS
Aula X: - Erosão dos Solos
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AULA X:. EROSAO DOS SOLOS
Temas desta Aula
PROCESSOS DO MEIO FISICO MODIFICADOS PELAS OBRAS DE ENGENHARIA : 
 1.- Erosão
Erosão e a ocupação rural e urbana
Causas da degradação dos solos
Erosão por ravinas
Erosão por voçorocas
Processos de controle da erosão
MECANICA DOS SOLOS
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Introdução
O Meio Físico tem sido significativamente modificado por obras de engenharia e pelo uso do solo.
Os processos que assumem importância na ocupação urbana e rural serão estudados , entre eles:
Os processos de erosão , assoreamento, escorregamento, subsidências e colapsos de solo , oscilações do nível freático.
Os solos representam o principal objeto de trabalho na área de geologia ambiental uma vez que os processos mencionados ocorrem predominantemente no solo e soa por ele condicionados.
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Temas desta Aula
Erosão é o processo de desagregação e emoção de partículas do solo ou fragmentos e partículas de rocha pela ação combinada da gravidade com a água, o vento , gelo ou organismos e plantas. 
Erosão natural ou geológica e erosão acelerada ou antrópica ( intensidade maior que a da formação do solo e não permite sua recuperação natural ).
Erosão laminar pelo escoamento difuso das aguas de chuva
Erosão linear causada pela concentração de aguas de fluxo das aguas de escoamento superficial formando sulcos que podem evoluir para ravinas .
A erosão se desenvolvida por influencia das aguas de superfície de subsuperfície incluído o lençol freático configura-se o processo de voçoroca.
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AS ATIVIDADES HUMANAS NA DEGRADAÇAO DOS SOLOS
GEOTECNIA AMBIENTAL
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EROSÃO DOS SOLOS
FORMA DE DEGRADAÇÃO / IMPORTANTE PROBLEMA AMBIENTAL 
GEOTECNIA AMBIENTAL
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CAUSAS DA DEGRADAÇÃO DOS SOLOS
EROSÃO
 risco da fertilidade / reduz profundidade dos solos / remove todo o pacote do solo / erode o horizonte A o mais precioso para a vida.
ACIDIFICAÇÃO
 fertilizantes amoniacais e ureia / remoção nutrientes nas lavouras / ácidos da atmosfera
ACUMULO DE METAIS PESADOS
 extração mineral /processos industriais / chumbo gasolina 
REDUÇÃO DE NUTRIENTES NOS SOLOS
 agricultura contaminada / lixiviação climas tropicais
REDUÇÃO DA MATERIA ORGANICA
 acelera os processos erosivos / agricultura é responsável
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REMOÇAO COBERTURA VEGETAL E DEGRADAÇÃO
A ocupação humana iniciada pelo desmatamento e seguida pelo cultivo da terra, 
construção de estradas, criação e expansão das vilas e cidades constitui o favor decisivo
da origem e aceleração dos processos erosivos.
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PERDAS DO SOLO EM FUNÇAO DOS USOS 
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PASTOREIO INTENSIVO E DEGRADAÇÃO
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EROSÃO DO SOLO - Erosão das encostas
É MAIS SÉRIA NOS PAÍSES TROPICAIS
REALIZA-SE EM DUAS ETAPAS: remoção das partículas e seu transporte
EXISTE UMA PUGNA NAATURAL ENTRE : REMOVER / TRANSPORTAR E RESISTIR A ESSA REMOÇÃO.
PROCESSOS INTEMPÉRICOS produzem o solo 
OS PROCESSOS EROSIVOS sua remoção.
OS FATORES QUE CONTROLAM A EROSÃO :
 erosividade causada pela chuva 
 erosividade proporcionada pelas propriedades do solo
 natureza da cobertura vegetal
 características da encosta
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PROCESSOS EROSIVOS BÁSICOS DINÂMICA EROSIVA
Erosão Laminar 
 SALPICAMENTO ou splash
INFILTRAÇÃO E FORMAÇAO DE POÇAS.
Erosão Linear 
 INICIO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL .
FORMAÇAO DAS RAVINAS.
AS VOÇOROCAS
Erosão superficial . Erosão interna
Solapamento. Desabamentos.
Escorregamentos 
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SALPICAMENTO PREPARO DAS PARTICULAS PARA SEREM TRANSPORTADAS
O SALPICAMENTO PREPARA AS PARTICULAS :
 PELA RUPTURA DOS AGREGADOS 
PELO PROPIO TRANSPORTE QUE OCASIONA
PELA SELAGEM DOS SOLOS
PELA DIMINUIÇÃO DA POROSIDADE
PELO AUMENTO DE ESCOAMENTO DAS ÁGUAS
 . varia pela resistência do solo ao impacto
 . varia pela energia cinética das gotas de água .
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ENERGIA CINETICA DA CHUVA
 O potencial erosivo da chuva depende :
 - dos parâmetros que medem a erosividade da chuva:
 total da precipitação pluvial 
 intensidade da chuva
 energia cinética f (intensidade da chuva: duração, massa,
 tamanho da gota e velocidade da gota).
 Hudson : Ke 25 intensidade >25mm/h (erosão)
 Boardman: Ke  5 intensidade 5mm/h (mínimo)
 Morgan : Ke  10 intensidade 10 mm/h (suficiente)
 - das características das gotas de chuva
 gotas > 4 mm intensidade entre 50 e 100 mm/h
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AGREGADOS DOS SOLOS
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RUPTURA DOS AGREGADOS (Primeiro fator no processo de erosão dos solos)
 Ruptura dos agregados é função das propriedades dos solos: 
 (textura, densidade aparente, porosidade, estrutura, características das encostas, cobertura vegetal, erosividade da chuva, uso e manejo do solo).
O Teor de Matéria Orgânica influencia na instabilidade dos agregados:
 - menor teor maior instabilidade
 - abaixo de 2 % e baixa a estabilidade (De Ploey).
 - menos de 3,5% são instáveis (Greeland).
 Teor Matéria Orgânica vs. Silte. 
 - solos com maior teor de silte são os mais erodíveis.
 - teor de matéria orgânica em maior influencia nos solos siltosos.
 - os solos siltosos mais usados na agricultura (menos cuidados de 
 manejo) e se tornam mais erodíveis a medida que perdem
 matéria orgânica.
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FORMAÇÃO DE CROSTAS E SELAGEM DOS SOLOS 
(segundo fator no processo de erosão dos solos e antecede o “ runoff” )
A medida que os agregados se rompem vai ocorrendo a formação de crostas.
 As crostas eventualmente provocam a selagem dos solos.
 A selagem dos solos diminui a porosidade e aumenta a densidade 
 aparente do solo.
 Porosidade diminuída dificulta a infiltração e aumenta a taxa de
 escoamento superficial. 
Consequência é o aumento de perda do solo.
Com a formação das crostas há mudança no processo:
 De grande destaque é o baixo transporte antes do “ runoff ”
 Outro destaque é o alto transporte durante o escoamento superficial.
É um processo continuo que culmina com o fim da estação chuvosa.
Quando a estação chuvosa coincide com solos descobertos devido a colheita, plantio.
Argila e matéria orgânica tornam mais estáveis os solos.
O teor de matéria orgânica tende a diminuir a formação das crostas no topo do solo.
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CROSTAS NO SOLO PELA AÇÃO DO SPLASH
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INFILTRAÇÃO E FORMAÇAO DE POÇAS NA SUPERFICIE DO SOLO.
(antecedem ao escoamento superficial)
 A infiltração é INFLUENCIADA :
 - pelas propriedades do solo,
 - características das chuvas
 - tipo de cobertura vegetal,
 - uso e manejo do solo,
 - características das encostas
 - micro - topografia da superfície do terreno.
A infiltração DIMINUI:
 - durante uma tempestade (capilaridade decresce)
 - após a formação das crostas pela ação do salpicamento.
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POÇAS NO TOPO DO SOLO
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Erosão Linear INICIO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Quando a precipitação excedaa capacidade de infiltração inicia-se o escoamento superficial. Água acumula-se nas depressões do terreno ate que começa a descer a encosta através de um LENÇOL que pode evoluir para ravina. O fluxo passa a ser LINEAR depois evolui para MICRORAVINAS e depois para micro ravinas com cabeceiras.
ESCOAMENTO EM LENÇOL (sheetflow) ou laminar, é um fluxo difuso que provoca uma erosão laminar, porem ainda não há transporte de partículas ou a’ erosão é muito incipiente. O ponto de partida do processo erosivo e quando água começa inicia seu escoamento no topo do solo.
DESENVOLVIMENTO DO FLUXO LINEAR (flowline). E o estagio seguinte ao escoamento em lençol. Começa a concentração de fluxo em canais pequenos, em pontos aleatórios na encosta, que são os embriões das futuras ravinas.
DESENVOLVIMENTO DE MICRORAVINAS (micro-rills) é o terceiro estagio de evolução do escoamento superficial A maior parte da água que escoa na superfície esta concentrada em canais definidos. A turbulência do fluxo aumenta nesse estagio
 Que encontram o fundo das ravinas que estão se formando.
FORMAÇÃO DE MICROVINAS COM CABEÇEIRAS (Headcuts) . Ocorre uma zona de deposição de sedimentos, abaixo das cabeceiras indicando que a taxa de produção de sedimentos excede a capacidade de transporte do fluxo de água .
 A medida que as cabeceiras recuam o canal se torna mais largo e mais profundo com condições de transportar os sedimentos que descem das cabeceiras tornando-se pequenas ravinas .
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PRODUÇÃO DO FLUXO SUPERFICIAL
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EROSÃO EM RAVINAS / CANAIS CONTINUOS ESTREITOS COM BAIXA PROFUNDIDADE
ELAS INICIAM A DISTÂNCIA CRITICA DO TOPO, QUANDO O ESCOAMENTO SE TORNA CANALIZADO
PODEM SE FORMAR NA BASE DA ENCOSTA , ASSOSIACA À SATURAÇÃO DO ESCOAMENTO SUBSUPERFICIAL
O DESMATAMENTO E AGRICULTURA ACELERAM OS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE RAVINAS
A MAIOR PARTE DOS SEDIMENTOS ERODIDOS NAS ENCOSTAS SE DEVE AO TRANSPORTE DENTRO DAS RAVINAS
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RAVINAS INCISÕES COM ATE 50 cm DE LARGURA E PROFUNDIDADE
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RAVINAS / LINHAS DE DRENAGEM / VOÇOROCAS
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PAISSAGEM DE VOÇOROCAS EM AREA URBANA DE BARRA MANSA RJ
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RAVINAS E VOÇOROCA EMAREA URBANA DA CIDADE DE BARRA MANSARJ
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MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA EROSAO POR RAVINAS E VOÇOROCAS
Deslocamento de partículas pelo impacto de gotas de chuva
Transporte do solo pelo escoamento superficial
Transporte de partículas por fluxos concentrados
Erosão por quedas de água
Solapamento da base de taludes
Liquefação de matérias de solo
Movimentos de massa localizados
Arraste de partículas por percolação
Arraste de partículas por fluxos concentrados em túneis ou dutos.
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EROSÃO EM VOÇOROCAS
INCISÕES COM MAIS DE 50 CM DE LARGURA E PROFUNDIDADE
ASSOSIADAS A PROCESSOS DE EROSÃO ACELERADA.
DESMATAMENTO/ SUPERPASTOREIO/ QUEIMADAS /USO AGRÍCOLA DO SOLO.
VÁRIAS ORIGENS : 
 - a partir das ravinas.
 - erosão escoamento sub superficial
 - a partir de antigos deslizamento
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MODELOS DE EVOLUÇÃO DE UMA VOÇOROCA
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FLUXO NA INTERLIGAÇÃO ENTRE VOÇOROCAS CONECNTADS E NÃO CONECTADAS
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PAISSAGEM DE VOÇOROCAS NA ILHA DE MADAGASCAR
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VOÇOROCA EM ZONA DE INTENSO PASTOREIO SAQUAREMA RJ
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CABEÇEIRA DE UMA VOÇOROCA RESENDE RJ
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AFLORAMENTO DO LENÇOL FREATICO COM EROSÃODO SOLO
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PROCESSO EROSIVO INTENSO VOÇOROCA EM SÃO GABRIEL DO OESTE MS
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Controle de erosão associada a estrada
Proteção Vegetal na plataforma e áreas adjacentes sujeitas a erosão , por concentração das aguas de chuva (taludes de cortes e aterros , valetas não revestidas , áreas de jazidas, caminhos de serviço... 
Valetas/canaletas revestidas ou gramadas: todos locais concentração aguas , bordas plataforma, em cortes e aterros, saídas de bueiros 
Bueiros : em tubos de concreto, alvenaria ,aço nas travessias pequenas drenagens tanto em córregos ou enxurradas.
Abaulamento transversal da pista de rolamento para impedir empoçamento ou escoamento.
Sangrias laterais acompanhando curvas de nível.
Dissipadores de energia: escadas, barragens ao longo valetas/canaletas , cx infiltração..
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Voçoroca na beira da estrada provocada pelo desvio inadequado das águas pluviais.
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Desmoronamento no interior da voçoroca.
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Controle da erosão dos solos em áreas rurais
Praticas de caráter vegetativo:
Plantas de cobertura , cultura em faixas, cordões de vegetação , alternância de capinas , quebra-ventos 
Praticas de caráter edáfico:
Controle de fogo , adubação verde e plantio direto, adubação química, adubação orgânica, rotação de cultura , calagem 
Práticas de caráter mecânico
Plantio em contorno de nível, terraceamento, canais escoadouros 
Uso de Práticas Agrícolas na conservação do solo
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Valeta à montante da voçoroca
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Controle de erosão em áreas rurais
Drenagem de água subterrânea em voçoroca.
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Controle de erosão em áreas rurais 
Paliçada na parede da voçoroca.
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Controle da erosão em áreas rurais
Suavização dos taludes da voçoroca
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Controle da erosão em toda a bacia de captação da voçoroca
Isolamento da área da voçoroca
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Controle de erosão em áreas rurais - na bacia de capitação
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Controle de erosão em áreas rurais 
Água retida na paliçada.
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Controle da erosão em áreas rurais 
Paliçada de Bambu.
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Barreira natural de vegetação dentro de canal escoadouro.
Controle de erosão em áreas rurais.
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Paliçadas de bambu revestindo verticalmente as paredes da voçoroca. Faz parte do conjunto o terraço e/ou barreiras com sacos de terra.
Controle de erosão em áreas rurais
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Saiba mais
 GUERRA A J T et ali . Erosão e Conservação dos solos. Conceitos, temas e 
 aplicações. Bertrand Brasil1999. 
 MURCK B W et ali . Envioremental Geology. John Wiley & Sons 1996.
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. 
2.- Movimentos de Massa Escorregamentos de encostas 
 
Causas dos deslizamentos
Classificação dos movimentos de massa
Estabilização de encostas
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