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GEOTECNIA III PROCESSOS EROSIVOS Prof. Ivonne A. Gutiérrez Góngora Erosão Conjunto de processos pelos quais os materiais terrosos e rochosos da crosta são desagregados, desgastados ou dissolvidos, pela ação dos agentes erosivos, como a água, gelo, neve, vento, plantas animais e homem. Tipos de erosão Natural/geológica Acelerada/antrópica Equilíbrio: Intensidade do processo X formação do solo Erosão dos Solos Causas naturais das erosões de solos: •Quantidade e distribuição das chuvas; •Declividade; •Comprimento e forma das encostas; •Propriedades químicas e físicas dos solos; •Tipo de cobertura vegetal. Causas Antrópicas: Uso e manejo da terra. Causas para a erosão acelerada: •Desmatamento; •Posterior uso do solo para agricultura e pecuária; •Construção civil; •Crescimento das cidades; •Mineração; •E outras atividades econômicas. Impossibilidade de se compreender os problemas ambientais isoladamente; •Pedologia; •Geomorfologia; •Hidrologia; •Climatologia, etc. Erosão dos Solos Tipos de erosão Classificação da erosão pelos fatores ativos Fator Termo Água Erosão hídrica - Chuva Erosão pluvial - Fluxo superficial Erosão laminar ou superficial - Fluxo concentrado Erosão linear (sulco, ravina e voçoroca) - Rio Erosão fluvial - Lago, reservatório Erosão lacustrina ou límica - Mar Erosão marinha Geleira Erosão glacial Neve Erosão nival Vento Erosão eólica Terra, detritos Erosão soligênica Organismos Erosão organogênica - Plantas Erosão fitogênica - Animais Erosão zoogênica - Homem Erosão antropogênica Efeito Splash => Ruptura de agregados => Selagem do Solo => Formação de Poças => Escoamento Superficial Erosão Tipos de erosão hídrica EROSÃO LAMINAR Denominada também de erosão em lençol, ocorre durante fortes precipitações, quando o solo está saturado, produzindo um desgaste suave e uniforme, sendo comum em regiões semiáridas. Caracterizada pela distribuição do desgaste em camadas de solo com profundidade relativamente uniforme, de área extensa e de canais definidos. Erosão Pluvial por Arrastamento Caracterizada pelo deslocamento de partículas pela força das águas. Rios ou enxurradas Pode ser: laminar, ravinas e voçorocas. Erosão Linear Causada pela concentração das linhas de fluxo das águas de escoamento superficial Pequenas incisões nas superfícies do terreno, em forma de sulcos que podem evoluir, por aprofundamento (sulcos, ravinas e voçorocas). Erosão em Sulcos São, em geral, de profundidade e largura inferiores a cinquenta centímetros, sendo que suas bordas possuem pequena ruptura na superfície do terreno. Erosão em Sulcos Ravinas Quando há um aumento nas dimensões das incisões no solo, que são causados pela concentração das águas da chuva, a erosão passa a se chamar ravinas. Ravinas Voçorocas É o estágio mais avançado da erosão acelerada, correspondendo à passagem gradual do processo de ravinamento, até atingir o lençol freático, com o aparecimento de água. Voçorocas Se originam ao longo das linhas de drenagem superficiais, o que resulta inicialmente em ravinas no solo com seções típicas em “V”. Com o desenvolvimento das ravinas, pode-se atingir o lençol freático, quando passa a existir uma contribuição das águas subterrâneas no avanço erosivo. Seção em “U”: A voçoroca cresce mais para os lados do que para a montante. Pode atingir alguns metros de largura e profundidade e até quilômetros de comprimento. É comum o aparecimento de fluxo d’água no fundo do corte, além de erosão interna nas paredes. Voçorocas Voçorocas Erosão Fluvial É o desgaste do solo provocado pelas águas dos rios. Este processo ocorre graças às fortes correntezas dos rios que são capazes de arrancar fragmentos das margens, alterando assim os seus contornos. https://www.youtube.com/watch?v=-eSTz4zl63k https://www.youtube.com/watch?v=-eSTz4zl63k Erosão Fluvial O material retirado das margens é carregado pelas águas e depositado em outros locais. Erosão Marinha A erosão provocada pelas águas do mar designa-se por erosão marinha ou abrasão marinha. Erosão Marinha A água do mar reage quimicamente com alguns materiais rochosos desgastando-os. A ação de desgaste está condicionada pelos seguintes fatores: Reações químicas entre a água e os materiais; Ação mecânica da água; Força e direção das ondas; Natureza das rochas - dureza, constituição química e coesão. Quando o mar entra em contato com o litoral em zona de costas de abrasão ocorrem fenômenos denominados recuo de barreira. As ondas escavam a base da barreira e esta torna-se instável devido à perda da sua base de sustentação. Fatores que Influem na Erosão Hídrica Fatores ativos: •Características da chuva; •Declividade e comprimento de rampa; •Capacidade de absorção de água pelo solo (Infiltração). Fatores passivos: •Resistência do solo à erosão; •Densidade da cobertura vegetal CHUVA Intensidade: quanto maior for a intensidade da chuva, maior será a perda de solo por erosão. Duração da chuva: é o complemento da intensidade. Chuva Total é a combinação da duração com a intensidade de chuva. Quando ocorre uma chuva de intensidade uniforme, a água infiltra por um período mais ou menos longo (dependendo da umidade do solo e intensidade de chuva). CHUVA Frequência das chuvas: influi nas perdas por erosão. ➢ chuvas ocorrem em intervalos curtos há um aumento no teor de umidade do solo, com isto as enxurradas ➢ Chuvas em intervalos maiores, o solo fica mais seco, não ocorre à formação de enxurrada. Particularidades das gotas de chuva: diâmetro bastante variável (máx. de 7mm); não são esféricas; deformam-se na queda; gotas grandes são instáveis (gotas < 5mm dividem-se no ar). INFILTRAÇÃO É o movimento da água na superfície do solo. Quanto maior a velocidade de infiltração, menor a intensidade de enxurrada, e consequentemente menor a erosão do solo. INFILTRAÇÃO A velocidade de infiltração é influenciada pelo: •Tamanho e disposição dos espaços porosos; •Variação na textura do perfil; •Umidade do solo no começo da chuva; •Grau de agregação; •Preparo do solo; •Cultivo em contorno; •Cobertura vegetal MANEJO DO SOLO O manejo adequado do solo evita a degradação do solo e a erosão deste solo. No Manejo do Solo, deve- se observar: Tipo de solo. Cobertura vegetal - restos culturais. Preparo do solo. NATUREZA DO SOLO A erosão não é a mesma em todos os solos, existem solos que resistem mais e outros menos ao processo erosivo. É influenciada pelas: •Características físicas: •Estrutura; •Textura; •Permeabilidade; •Densidade •Características químicas e biológicas. •Teor de matéria orgânica. •Tipos de argila •Coesão das partículas (decomposição) Erosão Eólica Consiste no transporte aéreo de partículas de solos através da ação dos ventos fortes. Condicionantes Ventos fortes; Regiões planas; Pouca chuvas Vegetação escassa ou rala Solo solto (após arações); Solo seco e com granulação fina; Superfície lisa; Cobertura vegetal rala e inexistente e vento sem obstrução (onde se utiliza pulverização aérea), pode ocorrer problemas com a erosão eólica. Fases do processo erosivo Principais problemas encontrados Perda de solo principalmente das frações coloidais, o que pode ocasionar mudanças texturais e nas condições físico-químicas destes solos. Enterro de solos férteis pela deposição de dunas (comum em algumas regiões litorâneas do Brasil). Problemas respiratórios em homens e animais. Poluição atmosférica. Controle de erosão eólica Aumentar a estabilidade do solo a erosão Quanto maior a estabilidade do solo, maior a coesão de suas partículas e menor a possibilidade de serem arrastadas pelo vento Uso de coberturas protetoras Solo vegetado constitui uma barreira à remoção do solo pelo vento. O uso de quebra ventos Os quebra vento constitui barreiras normalmente de arvores earbustos em posição perpendicular a direção dos ventos dominantes. Erosão glacial Águas das chuvas penetram entre as fendas das rochas, quando chega a época de frio muito intenso, essas águas congelam-se, e o gelo que ocupa mais espaço que a água líquida faz pressão sobre as paredes da rocha, quebrando-a. Erosão Biológica É o processo erosivo decorrente da ação dos seres vivos, sejam vegetais, abrindo fendas com suas raízes, quer sejam animais, abrindo buracos nos solos, favorecendo infiltrações e desmoronamentos. Erosão Química Envolve todos os processos químicos que ocorrem nas rochas. Há intervenção de fatores como calor, frio, água, compostos biológicos e reações químicas da água nas rochas. Erosão interna - Pipping Ocorre internamente ao maciço de solo. Só é percebida na superfície quando existirem subsidências (recalques) de grande magnitude devido ao afundamento dos canais formados no solo. De forma geral, só é visível em taludes de canais e barragens ou taludes de voçorocas. Pipping Remoção das partículas internas de solo ao longo de uma linha de fluxo de água que ocorre internamente ao maciço de solo. Causa de rupturas de barragens. Métodos e modelos para identificar e estimar a erosão na paisagem Os métodos para estimar a erosão podem ser diretos ou indiretos. Os métodos diretos se baseiam na coleta, na medição e na analise das perdas de terra e de agua, com auxilio de instalações coletoras e de medidores especiais. Os métodos indiretos, por sua vez, baseiam-se nos vestígios deixados no solo ou em diferenças apresentadas em relação ao solo não erodido. Em geral, são mais imprecisos e se constituem em processos auxiliares de estudo. Como resolver? 1) Identificar terrenos mais suscetíveis à erosão 2) Diagnosticar as erosões já existentes • Mapeamentos regionais • Cadastro de erosões • Investigações diretas 3) Estabelecer medidas de controle • Prevenção • Correção Métodos e técnicas de investigação Mapeamentos regionais Cartas de suscetibilidade aos processos erosivos ◦ Substrato geológico ◦ Relevo ◦ Solo ◦ Perfil ◦ Caracterização ◦ Classificação Métodos e técnicas de investigação Mapeamentos regionais ◦ Mapa de suscetibilidade à erosão Levantamento e compilação de dados básicos sobre a região Topografia Fotografia aérea Pedologia Geologia Geomorfologia Identificação das erosões lineares e depósitos de assoreamento Fotointerpretação e mapeamento de campo para reconhecimento e definição dos principais condicionantes dos processos erosivos Elaboração de mapa de uso e ocupação do solo Compartimentação em áreas homogêneas em relação à predominância de processos erosivos Cadastro de erosões Estabelecer nível de criticidade das erosões ◦ Gestão de recursos Qual é o risco que a erosão ocasiona à região? Que restrições a erosão impõe ao desenvolvimento urbano da região? Qual é o comportamento das feições erosivas urbanas? Cadastro de erosões Ficha de cadastro de erosões ◦ Planta de detalhes da área urbana ◦ Caracterização da erosão Localização Acesso Importância Histórico Medidas realizadas Rede de drenagem Investigações diretas Para que servem? ◦ Concepção dos projetos de estabilização ◦ Recuperação de áreas degradadas ◦ Orientação das obras Levantamentos realizados ◦ Levantamento topográfico ◦ Caracterização geotécnica dos solos ◦ Sondagens Medidas preventivas Soluções normativas são desenvolvidas para as áreas urbanas ◦ Parcelamento do solo urbano ◦ Código de obras Plano diretor Lei n°6766 (lei Lehmann) Cartas de risco geotécnico Recomendações para urbanização Estudos prévios da região... Medidas corretivas Caracterização dos fatores e dos mecanismos relacionados às causas do desencadeamento e da evolução dos processos erosivos Traçado inadequado do sistema viário Problemas de pavimentação e drenagem nas vias Deficiências do sistema de drenagem Expansão urbana descontrolada Deficiência da infraestrutura urbana Medidas corretivas Contenção de voçorocas ◦ Dados básicos para concepção dos projetos ◦ Flexibilidade no projeto (características da voçoroca) Disciplinamento de águas Retaludamento e aterramento Implantação e conservação das obras https://www.youtube.com/watch?v=mkv7XZMalgc https://www.youtube.com/watch?v=mkv7XZMalgc
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