Erosão

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http://slidepdf.com/reader/full/erosao-56d98f4db76e8 1/54

Elementos de Mineralogia e

GeologiaEngenharia Civil

4º Período

Professor Mauro [email protected]

Semestre II /2014

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1. Introdução

A erosão é um processo que se traduz na desagregação,transporte e deposição do solo, subsolo e rocha emdecomposição, pelas águas, ventos ou geleiras (GALETI,1979), ou um processo de desprendimento e transporte

de partículas sólidas do solo pelos agentes erosivos(ELLISON ,1947 apud LOPES, 1980).

http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/fotos/interacao/eroslin5.jpg

http://www.dforceblog.com/wp-content/uploads/2008/12/erosion-eolica-300x225.jpg

http://www.rc.unesp.bhttp://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/foto/0,,7919160-

EX,00.jpgr/igce/aplicada/ead/fotos/interacao/eroslin5.jpg

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1.1.Etapas do processo erosivo

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1.2. Diferenciação da Erosão

Agente

Erosivo

Vento

Gravidade

Gelo

Água

Outros

Tipo ou

Origem

Embate

Cursosd’água

Sulcos

Ravinas

Voçorocas

Natureza

Geológica ouNatural

Antrópica ouAcelerada

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1.2.1. Erosão Geológica ou Natural

Processo de desprendimento e transporte dosolo que ocorre na superfície terrestre sobcondições naturais que é extremamente

importante para a modelagem da paisagem.

http://3.bp.blogspot.com/_n7IZaFYjR4Y/SLtVDjO3pVI/AAAAAAAAAco/NcO4s6hcCWM/s320/eros%C3%A3o+madagascar.jpg http://files.professoralexeinowatzki.webnode.com.br/200000137-401bf41168/grand%20canyon.JPG

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1.2.2. Erosão Antrópica ou Acelerada

Aumento da taxa da erosão geológica causadapelo desequilíbrio do meio em função deatividades humanas.

http://www.comciencia.br/reportagens/img_rep/deserto

2.jpghttp://www.netxplica.com/figuras_netxplica/ocupacao_antropica/geo_1.gif

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1.2.3. Agente Erosivo

O agente erosivo é aquele que realiza o trabalho, é o quedesenvolve o processo de erosão, o que desagrega,transporta e deposita os materiais (GALETI, 1979).

• Agente água: – Erosão hídrica pluvial;

–Erosão hídrica fluvial;

–Erosão hídrica lacustre;

–Erosão hídrica marinha

•Agente vento: –Erosão eólica;

•Agente geleiras: –

Erosão Glacial.

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Erosão Hídrica Fluvial potencializada

pela construção de uma estrada no leito

maior do rio

http://meioambiente.culturamix.com/blog/wp-content/uploads/2012/08/Eros%C3%A3o-Fluvial-3.jpg

Erosão Hídrica Pluvial potencializada

por patologias no sistema de drenagem

http://1.bp.blogspot.com/_GtqY6Ho0dVM/S4hYzGW-zFI/AAAAAAAAA5w/5gMypvn0hx4/s1600-h/Imagem+002.jpg

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Erosão Hídrica Marinha potencializada

pela ocupação inadequada

http://www.alagoas24horas.com.br/legba/bancoDeMidia/e/a/%7Bea4c301b-5876-459f-91d9-1668212cff28%7D_eros%C3%A3o%20barra%20nova.jpg

Erosão Hídrica Lacustre potencializada

pela ocupação inadequada

http://3.bp.blogspot.com/_LgtnwsfsFew/S7tYauM3ACI/AAAAAAAABmQ/YqebzI4UEyo/s400/Harmons+Beach+near+Bank%27s+4-4-10+266.45+msl+2.jpg

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Erosão Eólica causando a retirada dos

Horizontes superiores

https://reader009.{domain}/reader009/html5/0317/5aac7e62c861d/5aac7e69e0b88.jpg

Erosão Glacial

http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=sVColFDEGxtTGM&tbnid=M5Z3EWqQamdFcM:&ved=0CAgQjRw4uQI&url=http%3A%2F%2Fpt.wikipedia.org%2Fwiki%2FGeleira&ei=TmDMUvSOA4i1kQfLyYFw&psig=AFQjCNE81Zllvlr55PMt0wjJMTxhzVYCoA&ust=1389212110117550

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Alguns autores incluem a gravidade como um agente

erosivo ocasionando movimentos de massa, tais comoavalanche, escorregamento, rastejo, entre outros

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Agentes causadores da erosão (LAL, 1990 apud SILVEIRA, 2002)

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2. Fatores Condicionantes do ProcessoErosivo (Frendich, 1997)

• Fator Humano:

– Retirada da cobertura vegetal;

– Manejo agrícola do solo impróprio;

– Formação de pastos com alta densidade deanimais;

– Abertura de valetas;

– Abertura de estradas com drenagem ineficienteou inexistente;

– Execução de loteamentos sem cuidados comdrenagem ou com práticas irracionais deconservação do solo.

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• Fator Chuva:

– Destacabilidade do solo desnudo pelo impacto dasgotas de chuva;

–

Desagregabilidade do solo superficial devido à chuva; – Desagregabilidade do subsolo e, do desmonte de

maciços pelo escoamento subterrâneo, devido aolençol freático superior;

–

Capacidade transportadora da chuva; – Capacidade de promover o deslizamento e a queda de

maciços;

– Parcela do escoamento subterrâneo que persistecontinuadamente ao longo dos meses da seca

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• Fator Solo:

– Os solos mais propícios à erosão são os do tipoarenoso, secos e ácidos.

São solos arenosos, pouco coesivos, coluvionais eporosos com horizonte A, em geral, com cor vermelha

intensa, constituídos por areia muito fina, siltosa e compouca argila.

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• Fator Topográfico:

– As erosões podem se desenvolver em terrenoslevemente ondulados como também naqueles de

topografia acentuada. Todavia quanto maior adensidade da drenagem, dada pela quantidade detalvegues, sulcos e valetas, maior será a suavelocidade de formação.

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• Fator Clima:

– As regiões mais atingidas pela erosão sãocaracterizadas pelas classes de clima úmido,

tropical quente e temperado, com inverno seco everão chuvoso.

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3. Formas Erosivas

• Erosão de Fluxo Linear: Ocorre devido aconcentração do fluxo de água

– Sulcos

– Ravinas

– Voçorocas

• Erosão Difusa: Ocasionada pelo fluxo difuso

de água – Erosão Laminar

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3.1 Sulcos

• Pequenas incisões na superfície (na forma defiletes muito rasos), de até 0,5m deprofundidade, perpendiculares às curvas de

nível. Podem ser eliminados por operaçõesnormais de preparo de solo. Desenvolvem-seem áreas nas quais a erosão laminar é mais

intensa

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3.2. Ravinas

• Apresentam profundidade maior que 0,5 metros;

• Ocorrem quando a água do escoamentosuperficial escava o solo atingindo seus

horizontes inferiores e, em seguida, a rocha.• Possuem forma retilínea, alongada e estreita.

Raramente se ramificam e não chegam a atingir onível freático. Apresentam perfil transversal em

"V" e geralmente ocorrem entre eixos dedrenagens, muitas vezes associadas a estradas,trilhas de gado e carreadores

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3.3. Voçorocas

• Devem-se à ação combinada das águas doescoamento superficial e subterrâneo,desenvolvendo processos como o "pipping"

(erosão interna), liquefação de areias,escorregamentos, corridas de areia, etc.

• Em geral são ramificadas, de grandeprofundidade, apresentando paredes irregulares

e perfil transversal em "U".• Alguns autores a diferem das ravinas pela sua

interação com o lençol freático.

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4. Equação Universal de Perda de Solos

• Originária do termo em inglês Universal Soil Loss Equation (RUSLE).

• A equação RUSLE é definida como:A= R. K. L S. C . P

Onde,• A= perda anual de solo do solo (ton/ha/ano) devido ao escoamento

superficial;• R= fator de erosividade. MJ/ha/(mm/h)• K= fator de erodibilidade ton/MJ/ha/(mm/h).• LS= fator de declividade e comprimento de encosta (adimensional)• C= fator de prática de cultura variando de 0,001 a 1,0

(adimensional)• P= fator de pratica de cultura contra erosão que varia de 0,3 a 1,0

(adimensional)

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4.1 Fator Erosividade - R

• Índice que representa o pontencial de chuva eenxurrada para provocar erosão em uma áreasem proteção.

• É o produto da energia cinética da chuva pelasua intensidade máxima em 30 minutos (EI30)

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(EI)= 6,886 x (Pm2/ P) 0,85

Sendo:

P= precipitação média anual (mm)Pm= precipitação média mensal (mm)

(EI)= média mensal do índice de erosão em

MJ.mm/h.haR= Σ(EI)

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Média mensal de energia de erosão EIda cidade de São Paulo

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4.2. Fator de erodibilidade do solo K

• é a taxa de perda do solo por unidade deerosividade da chuva para um local de referência,correspondente a um determinado solo e a uma

área de encosta de comprimento igual a 22,1m edeclive uniforme de 9%.

• K= fator de erodibilidade do solo

(ton/MJ)/(mm/h). É necessário a percentagem deareia e percentagem de silte e de matériaorgânica para se achar o valor de erodibilidade K.

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Triângulo de textura do solo

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Fator de erodibilidade K do solo segundoWanielista, 1978 in Mays, 2001

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Classificar um solo com

• 21% de areia grossa,

• 43% de areia fina,

• 26% de silte,

• 10% de argila.

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Triângulo de textura do solo

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Valores de K de acordo com o tipo desolo segundo Jones, et al

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Equação de Paiva (2001)

• K= [2,1 . 10-4 . M 1,14 . (12 –

ka) + 3,25 . (kb –

2) +2,5 . (kc –3)]. 0,001313

• Sendo:• K= fator de erodibilidade do solo

(ton/MJ)/(mm/h).• ka= %de matéria orgânica;•

kb= coeficiente relativo à estrutura do solo;• kc= classe de permeabilidade e• M= (% silte + % areia muito fina). (100 - % argila).

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Calcular o fator de erodibilidade K usando aEquação de Paiva (2001), sendo:

• ka= 2,5%;

• kb= 3,5 ;

• kc = 2,5 ,

• % de argila=13% e

• % silte + % areia muito fina= 36%.

•

M= (% silte + % areia muito fina). (100 - %argila).

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K= [2,1 . 10-4 . M 1,14 . (12 –ka) + 3,25 . (kb –2) +2,5 . (kc –3)]. 0,001313

K= [2,1 x 10-4 x 31321,14 x (12 –2,5) + 3,25 x (3,5 –

2) + 2,5 x (2,5 –3)] x 0,001313

K= 0,03 (ton/MJ)/(mm/h)

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Nomograma de Wischmeier

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• Definir o valor de K para um solo com asseguintes características:

•70% de silte e areia fina,

•5% de areia,

•3% de matéria orgânica,

•Estrutura é tipo 1,

•Permeabilidade tipo 5 (lenta)

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4.3. Fator topográfico LS

• O fator topográfico (LS) combina dois fatores: L funçãodo comprimento da rampa e S função da declividademédia. O produto (LS), conforme Righetto, 1998 éfornecido pela Equação de Bertoni:

(LS)= 0,00984 . S 1,18 . Lx 0,63

Onde:

(LS)= fator topográfico

S= declividade média da encosta (%) sendo: S ≤ 35% Lx= comprimento da rampa (m) sendo: 10m ≤ L ≤ 180m

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4.4. Fator de práticas de cultura

• O valor de C é tabelado

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• As praticas de conservação do solo podemreduzir enormemente a perdas do solo:técnicas de terraceamento, faixas de contorno

niveladas e cordões de vegetação permanentedevem ser utilizados no manejo dos solosujeitos a fortes erosões

l d d i li

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Valores de P segundo Wanielista, 1978in Mays, 2001.

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5. Considerações sobre a RUSLE

• A equação RUSLE foi desenvolvida paracontrole de erosão em áreas de plantações,mas ultimamente tem sido utilizada em outras

áreas com florestas, mineração de superfíciee estudos em bacias hidrográficas;

• Não calcula a deposição de sedimentos, masavalia o potencial de perda de solo, mesmo

assim pode ser usada para estimar adeposição do solo;

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• Não se aplica ao movimento linear de erosãode solos (fluxo concentrado).

• A RUSLE foi testada para declividades de 1% a20%, para montanhas jovens com declividademaior que 40%, onde a energia da chuva é

significante, ela não se aplica.• Necessita pelo menos 20 anos de dados de

chuvas.

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Exercício

Calcular a perda anual de solo de uma área com50 ha, dividida em duas sub-bacias, uma áreabaixa, com 32 ha, e outra área alta com 18 ha.

•

A área alta tem comprimento de encosta de200m e declividade média de 7%.

•A área baixa tem 400m de comprimento edeclividade média de 3%.

•O fator erosividade é igual a 675(MJ.mm)/(ha.h)

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Exercício

•O solo tem as seguintes características:

–75% de silte e areia fina,

–10% de areia,

–3% de matéria orgânica,

–Estrutura é tipo 2,

–Permeabilidade tipo 4 (lenta)

•No terreno é cultivado café em curvas de nível.

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Referências Bibliográficas

GALETI, P.A. Conservação do solo –

reflorestamento –

clima.Campinas, Instituto Campineiro de Ensino Agrícola, 1979.286p.

LOPES, V.L. Um estudo da erosão e produção de sedimentospelas chuvas. Campina Grande, UFPB, 1980, 70p. Tese.SILVEIRA, L. L. L. da. Elaboração de carta de susceptibilidadeà erosão das bacias dos rios Araraquara e Cubatão-SP, escala1:50.000. 2002. 186p. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)

– Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de SãoPaulo, São Carlos, 2002.

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Referências Bibliográficas

JONES, DAVID S. et al. Calculating revised universal soil loss

equations (RUSLE) estimates on Departament of Defense

Lands: a review of Rusle: factors and US Army Land

Conditions- trend analysis (LCTA) data gaps.- Departament ofForest Science, Colorado State University, Fort Collins, CO80523.

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