DISCIPLINA: GCS 104 6ª AULA PRÁTICA DIMENSIONAMENTO DE TERRAÇO EM NIVEL

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1 DISCIPLINA: GCS 104 6ª AULA PRÁTICA DIMENSIONAMENTO DE TERRAÇO EM NIVEL

2 INTRODUÇAO

3 Figura 21. Esquema representativo de terraço mostrando: A volume de terra movimentado; B Camalhão ou Diqueo; C Canal do terraço.

4 O custo de construção e manutenção de um sistema de terraceamento é relativamente alto; portanto, antes da adoção dessa tecnologia deve-se fazer um estudo criterioso sobre as condições locais, como clima, solo, sistema de cultivo, culturas a serem implantadas, relevo do terreno e equipamento disponível, para que se tenha segurança e eficiência no controle da erosão. O rompimento de um terraço pode levar à destruição dos demais que estiverem a jusante, com grandes prejuízos para a área cultivada (Cruciani, 1987).

5 COMO O DIMENSIONAMENTO DE CANAIS DE TERRAÇOS DEPENDE DA ESTIMATIVA DA CHUVA MÁXIMA DIÁRIA PROVÁVEL PARA A REGIÃO. PARA LAVRAS (MG), SILVA (1998) DESENVOLVEU EQUAÇÕES QUE POSSIBILITAM ESTIMAR A CHUVA MÁXIMA PROVÁVEL EM FUNÇÃO DO TEMPO DE RETORNO E TEMPO DE DURAÇÃO DA MESMA. EMPREGAR TEMPO DE DURAÇÃO DA CHUVA DE 24 HORAS E PERÍODO DE RETORNO DE 10 ANOS. I = 43,95 * TR 0,14 / t 0,77 Onde I: intensidade da chuva máxima diária; SILVA (1998) TR: período de retorno em anos; t: tempo (24 h) I corresponde a intensidade máxima provável em mm/h, no tempo de duraçao da chuva na area; TR corresponde ao período de retorno da chuva.

6 O volume da enxurrada a ser retido pelo canal do terraço (V) é calculado em função do espaçamento entre terraços (EH), da largura da área a ser terraceada (L), da precipitação diária da região em questão (I) e DA FRAÇÃO DA CHUVA QUE SE TRANSFORMA EM ENXURRADA (C). V = I * EH * L * C V = m 3 EH = m I = m L = m C = adimensional EH I L Como o canal será em nível, PARA FACILITAR, CONSIDERAR APENAS 1 m de comprimento de canal (L = 1 m). V = I * EH * C

7 O COEFICIENTE DE ENXURRADA (BERTOLINI ET AL. 1993) PERMITE ESTIMAR A FRAÇÃO DA CHUVA QUE SE TRANSFORMA EM ENXURRADA. ESSE COEFICIENTE DEPENDE DO TIPO DE SOLO (CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO DE ÁGUA), TIPO DE COBERTURA VEGETAL E TOPOGRAFIA (DECLIVIDADE DO TERRENO). GRUPO DE SOLOS TOPOGRAFIA USO E MANEJO A B C D RELEVO PLANO: (0-5%) RELEVO ONDULADO: (5-10%) RELEVO ACIDENTADO: (10-30%) ALTO MEDIO BAIXO ALTO MEDIO BAIXO ALTO MEDIO BAIXO

8 Índices K de acordo com os atributos e resistência à erosão de diferentes agrupamentos de solos para uso na equação de Bertolini et al. (1993). Grupo Grupo de resistência à erosão Principais atributos dos solos profundidade permeabilidade Textura Razão textural Grupos de solos Índice K A Alto Profundo (1 a 2 m) a Muito profundo (> 2 m) moderada/rápida a rápida/rápida Média/média m.argilosa/m.argilosa argilosa/argilosa < 1,2 Maioria dos Latossolos da região sudeste e Centro Oeste e neossolos quartzarênicos 1,25 B Moderado Profundo (1 a 2 m) moderada /rápida rápida/rápida Arenosa/arenosa Arenosa/média Arenosa/argilosa Média/argilosa Argilosa/m.argilosa 1,2 a 1,5 Alguns latossolos Alguns argissolos Alguns nitossolos 1,10 C Baixo Moderadamente Profundo (0,5 a 1m) a profundo (1 a 2 m) Lenta/moderada rápida/moderada lenta/rápida > 1,5 Alguns argissolos Alguns nitossolos 0,90 D Muito baixo Raso (0,25 a 0,5 m) a Moderadamente Profundo (0,5 a 1m) rápida/moderada lenta/lenta Muito variável Muito variável Maioria dos Cambissolos e neossolos litólicos 0,75

9 CLASSES DE USO E MANEJO (u + m)/2 Uso e manejo > 1,50 alto 1 1,50 medio < 1 baixo

10 Grupos de culturas e seus respectivos índices para uso na equação de Bertolini et al. (1993). Grupo Culturas Índice 1 Feijão, mandioca e mamona 0,50 2 Amendoim, arroz, algodão, alho, cebola, girassol e fumo. 0,75 3 Soja, batatinha, melancia, abóbora, melão e leguminosas. 1,0 4 Milho, sorgo, cana-de açúcar, trigo, aveia, centeio, cevada, outras culturas de inverno e frutíferas de ciclo curto como abacaxi 1,25 5 Banana, café, citrus,e frutíferas permanentes 1,50 6 Pastagens e ou capineiras 1,75 7 Reflorestamento, cacau e seringueira 2,00

11 Grupos de preparo do solo e manejo de restos culturais com seus respectivos índices para uso na equação de Bertolini et al. (1993). Grupo Preparo primário Preparo secundário Índice 1 Grade aradora (ou pesada) ou enxada rotativa Grade niveladora 0,50 2 Arado de discos ou aiveca Grade niveladora 0,75 3 Grade leve Grade niveladora 1,0 4 Arado escarificador Grade niveladora 1,50 5 Não tem Plantio sem revolvimento do solo, roçadeira, rolo faca, herbicidas (plantio direto) 2,0

12 L l p P Trapezoidal e b L Triangular e l Z = e/p p P L Parabolóide l p P Form as do Canal Á rea seccional (A) Perím etro M olhado (Pm ) Raio H idráulico (R h) Largura s Trapezoidal bp + Zp 2 b + 2p(Z 2 + 1) 0,5 A/Pm l = b + 2Zp L = b + 2ZP Triangular Zp 2 2p(Z 2 + 1) 0,5 A/Pm l = 2Zp L = (P/p)l Parabolóide 2 lp/3 l + 8 p 2 /3l A/Pm l = A/0,67p L = l(p/p) 0,5

13 O PRÓXIMO PASSO PARA DIMENSIONAMENTO DO TERRAÇO SERÁ DEFINIR A LARGURA DO MESMO, O QUE É FEITO EM FUNÇÃO DA DISPONIBILIDADE DE EQUIPAMENTO PARA A CONSTRUÇÃO. APROXIMADAMENTE 2/3 DA LARGURA DO TERRAÇO CORRESPONDE A LARGURA UTIL DO CANAL DO TERRAÇO. SE UM TERRAÇO TIVER 4,5 METROS DE LARGURA, O CANAL TERÁ UMA LARGURA UTIL CORRESPONDENTE A 3 METROS. OS TERRAÇOS SÃO CONSTRUÍDOS COM SEÇÃO ÚNICA, DO INÍCIO AO FINAL DO CANAL.

14 exercicio CONSIDERANDO SOLO DE PERMEABILIDADE RÁPIDA NO PERFIL (PERTENCENTE AO GRUPO A), USO E MANEJO MÉDIO E O RELEVO ONDULADO (5 A 10%). O COEFICIENTE DE ENXURRADA (TABELA) É 0,4. CONFORME CÁLCULO ANTERIOR, A QUANTIDADE DE CHUVA MÁXIMA DIÁRIA PARA A REGIÃO DE LAVRAS É DE 126 mm (0,126 m ) O VOLUME DE ENXURRADA POR METRO LINEAR DE TERRAÇO SERÁ: V = 18,4 M 2 X 0,126 M * 0,4 = 0,93 M 3 A SEÇÃO DO CANAL SERÁ: S = V (M 3 )/L (1 METRO) = 0,93 M 2 CONSIDERAR TERRACO DE BASE MEDIA; CANAL DE BASE TRIANGULAR COM TALUDE DE 1:1

15 EROSAO EM ESTRADAS

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19 PERDA DE AGUA EM ESTRADAS MUNICIPIO DE LAVRAS = 500 KM DE ESTRADAS RURAIS CONDIDERANDO LARGURA MEDIA DE 5 M = M 2 DE AREA EXPOSTA A PERDAS DE AGUA CONSIDERANDO PRECIPITACAO MEDIA = MM = 1,4 METROS VOLUME DE AGUA PERDIDA = LITROS CONSIDERANDO CONSUMO DE 200 LITROS/PESSOA/DIA = PESSOAS/ANO

20 CONTROLE DA EROSÃO EM ESTRADAS RURAIS 1 1 Camalhão de terra para direcionar a água para a bacia Canal de terra para conduzir a água até a bacia (Declividade 1%) EV = 0,4518 * k * D 0,58 EH = 45,18 * k * D 0,42 Bacia de captação em semi-círculo Bacia de captação em formato circular

21 Bacias de contenção 11/05/

22 11/05/

23 11/05/

24 11/05/

25 O volume da enxurrada a ser retido pela bacia, é calculado em função do espaçamento entre bacias, da largura da estrada e da precipitação diária da região em questão V = I * EH * L I = 43,95 * TR 0,14 / t 0,77 Onde I: intensidade da chuva máxima diária; TR: período de retorno em anos; t: tempo (24 h) ESPAÇAMENTO ENTRE BACIAS E O VOLUME DE ENXURRADA PARA UMA ESTRADA DE 4 METROS DE LARGURA COM 7,5% DE DECLIVIDADE, EM SOLO RESISTENTE A EROSÃO (K = 1,25) E A PRECIPITAÇÃO MÁXIMA DIÁRIA IGUAL A 126mm/24H (0,126m/24H) EM UM PERÍODO DE RETORNO DE 10 ANOS. EH = 45,18 X 1,25 X 7,5-0,42 = 24,2 M VOL = 0,126M X 24,2M X 4M = 12,2M 3 ESSE SERÁ, PORTANTO, O VOLUME DE ENXURRADA QUE A BACIA DEVERÁ RETER.

26 EXEMPLO Calcular a distância entre bacias e o volume de enxurrada que chega na bacia para um trecho de estrada com 15% de declividade e largura de 4m, em área de Cambissolo. Considerar chuva máxima diária no município de Coqueiral-MG como 120 mm (0,12m). Distância= 45,18 * K * D -0,42 Distância=12,90m K= resistência do solo à erosão Latossolo K= 1,25 Argissolos K= 0,90 Cambissolos K= 0,75 Volume de enxurrada = área de contribuição * altura de chuva Volume de enxurrada = (distância entre bacia * largura estrada) * altura de chuva Volume de enxurrada = 6,19 m 3 11/05/ Conclusão: construir um piscinão para comportar > 6,19 m 3

27 11/05/

28 Bacia de contenção de enxurrada em estrada (Foto: Jose M. Lima)

29 AS BACIAS DE FORMATO CIRCULARES TÊM O VOLUME DEFINIDO PELA EQUAÇÃO: VOL = πp 2 (R P/3) PARAEFEITODECÁLCULO,SERÁAPRESENTADOOTALUDEDE1:1,OUSEJA,Z=1,OUAINDA, UM ÂNGULO DE INCLINAÇÃO MÁXIMO IGUAL A 45. raio da bacia 1 Z Talude: Z:1 (ou Z) Corte Aterro raio da bacia profundidade Corte Aterro

30 Declividade (%) Curvas de resistência do solo a erosão resistência m. baixa (k = 0.75) resistência baixa (k = 0.9) resistência moderada (k = 1.1) resistência alta (k = 1.25) EH = 45,18 x k x D -0,42 No exemplo (setas), tem-se uma estrada com declividade de 7,5%, solo de resistência elevada a erosão, que leva a uma distância de 24,2m entre bacias (EH), 12,2m 3 de enxurrada (4m de largura da estrada) e uma bacia com 3m de raio e 1,24m de profundidade D Graph 3 Profundidade da bacia (m) Largura da estrada (m) 10 m Volume da enxurrada (m 3 ) Vol = EH x L x I Onde: EH = distância entre bacias (m), L = largura da estrada (m), I = chuva máxima diária (126mm para região de Lavras-MG) 9 m 8 m 7 m 6 m 5 m 4 m 3 m p = (Vol/6,52) 1/3 r = 2,41 p Para bacias circulares, com inclinação máxima do aterro igual a m Distância horizontal entre bacias (m) Raio da bacia (m)

31 NO CASO DAS BACIAS CIRCULARES A CONSTRUÇÃO DA BACIA PODERÁ SER FEITA COM RETRO-ESCAVADEIRA OU PÁ CARREGADEIRAS. A TERRA DO CORTE SERÁ EMPREGADA PARA FORMAÇÃO DO ATERRO. É RECOMENDÁVEL ADICIONAR-SE A ALTURA DO ATERRO, CERCA DE 20%, PARA COMPENSAR OABATIMENTODOMESMO.OCANALDEACESSOÀBACIADEVEAPRESENTARCERCADE 1METRODELARGURA, COMDECLIVEMÁXIMODE1%NOSEULEITO,ECOMDISSIPADORES DE ENERGIA PARA A ENXURRADA.

32 TABELA. GRAMÍNEAS RECOMENDADAS PARA REVESTIMENTO DE CANAIS ESCOADOUROS E BACIAS DE CONTENÇÃO DE ENXURRADA, PARA REGIÕES COM ESTAÇÃO CHUVOSA NO VERÃO E INVERNO MODERADAMENTE SECO (BERTOLINI ET AL., 1992) NOME CIENTÍFICO BRACCHIARIA ARRECTA BRACCHIARIA DECUMBENS BRACCHIARIA HUMIDICULA BRACCHIARIA MUTICA PANICUM REPENS PASPALUM DILATATUM PASPALUM NOTATUM NOME COMUM TANNER GRASS DECUMBENS HUMIDÍCULA CAPIM ANGOLA OU CAPIM FINO GRAMA COSTELA GRAMA GORDA GRAMA BATATAIS PARA MELHOR DESENVOLVIMENTO DA VEGETAÇÃO EM BACIAS DE CONTENÇÃO E EM CANAIS ESCOADOUROS, SÃO RECOMENDADAS A CALAGEM E A ADUBAÇÃO DA ÁREA, DE ACORDO COM RESULTADOS DE ANALISE DO SOLO.