Geomorfologia Aplicada

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1 Geomorfologia Aplicada Escoamentos superficiais e erosões hídricas (produção e deposição de detrítos/sedimentos) Processos Elementares e Fatores envolvidos nas erosões hídricas

2 Erosões diferentes agentes água vento ondas, etc... Processo morfogenético Regiões tropicais (Brasil) principal agente - água Escoamento superficial difuso erosão laminar concentrado erosão linear sub-superficial erosão tubular ciclo hidrológico

3 excedente da precipitação e infiltração ESCOAMENTO SUPERFICIAL (fluxo superficial da chuva) escoa em superfície até atingir o canal de drenagem (Coelho Neto, 1995) Escoamento superficial difuso concentrado promove aumento da vazão (Coelho Neto, 1995)

4 Escoamento superficial difuso sem fixação de filetes de água não há hierarquia no fluxo de escoamento erosão laminar

5 Escoamento superficial concentrado filetes de água se concentram por irregularidades da superfície fluxos concentrados desenvolvem turbulência e capacidade de arraste de partículas superficiais erosões lineares ranhura sulco vala ravina até 5 cm 5 a 30 cm 30 a 100 cm > 100 cm (Bigarella, 2007) Como o escoamento superficial pode remover as partículas superficiais dos solos?

6 Como o escoamento superficial pode remover as partículas superficiais dos solos? (Bigarella, 2007) as partículas superficiais são envolvidas pela película de água que escoa a velocidade do fluxo de escoamento Forma das partículas Tamanho das partículas Relações de contato entre as partículas vizinhas a rugosidade da superfície Fluxo turbulento (capaz de arrastar partículas) ainda depende

7 Tipos de fluxo de escoamento fluxo laminar: ñ há difusão e mistura entre camadas Trajetórias paralelas e individuais (Bigarella, 2007) fluxo turbulento: difusão e mistura entre camadas Veloc. muito baixa (Suguio; Bigarella, 1990) Baixa pressão Deslocamento da partícula V turbulento > V laminar (Suguio; Bigarella, 1990)

8 Velocidades dos fluxos de escoamento Forças de coesão entre partículas de argila: Hábito placóide Cargas elétricas insatisfeitas (Rigo; et al, 2007) Solos argilosos mais resistentes a erosão hídrica pelo escoamento superficial (???) (mm) Areia grossa 2 0,2 Areia fina 0,2 0,05 Silte 0,05 0,002 Argila < 0,002 (segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

9 Tipos de transporte (e carga): Detritos (Suguio; Bigarella, 1990) Dissolvida constituintes intemperizados das rochas (sais principlamente) transportados em solução química

10 Como os fluxos de escoamento superficial alcançam as velocidades críticas de erosão? (segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007) (Coelho Neto, 1995) Vertente abaixo: Junção dos fluxos superficiais; Vertentes longas (mesmo pouco declivosas) Aumento do volume dos fluxos; Aumento da velocidade dos fluxos. (Coelho Neto, 1995) Vertentes muito declivosas (mesmo curtas)

11 Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933) escoamento ñ atingiu as velocidades críticas de erosão sulco erosivo em formação Numa vertente c/: Solos homogêneos e Capacidade de infiltração uniforme Vertente abaixo: Junção dos fluxos superficiais; Vertentes longas (mesmo pouco declivosas) (Coelho Neto, 1995) Aumento do volume dos fluxos; Aumento da velocidade dos fluxos. Vertentes muito declivosas (mesmo curtas) FORMAS DAS VERTENTES (relevo) são muito importantes!

12 DIVERGÊNCIA dos fluxos superficiais CONVERGÊNCIA dos fluxos superficiais EM DIREÇÃO À BASE DA VERTENTE AUMENTO DA DECLIVIDADE AUMENTO DA VELOCIDADE dos fluxos superficiais (De Troeh, 1962 apud Bloom, 1996)

13 Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933) Numa vertente c/: Solos homogêneos e Capacidade de infiltração uniforme escoamento ñ atingiu as velocidades críticas de erosão sulco erosivo em formação Concentração dos filetes Velocidades críticas Início da remoção das partículas ou grânulos superficiais... (Coelho Neto, 1995)...no interior do filete. Ocorre a formação de um SULCO c/ a remoção das partículas/grânulos mais inferiores Quando atinge horizontes inferiores mais resistentes ao arreste das partículas/grânulos......o fluxo tende a removê-los das laterais. O sulco concentra mais o fluxo superficial: aumenta o volume e a velocidade... o sulco alarga-se e adquire forma em U (fundo chato; laterais verticais) O sulco se APROFUNDA e adquire a forma (seção transversal) em V...concentra mais o fluxo superficial: aumenta o volume e a velocidade...

14 Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933) Numa vertente c/: Solos homogêneos e Capacidade de infiltração uniforme escoamento ñ atingiu as velocidades críticas de erosão sulco erosivo em formação Concentração dos filetes Velocidades críticas Início da remoção das partículas ou grânulos superficiais... (Coelho Neto, 1995)...no interior do filete. Ocorre a formação de um SULCO c/ a remoção das partículas/grânulos mais inferiores O sulco concentra mais o fluxo superficial: aumenta o volume e a velocidade......o fluxo mergulha e impacta a base da cabeceira do sulco. ocorre solapamento e colapso da parede da cabeceira... (recuo remontante da feição erosiva)...à montante do feição erosiva (sulco)...o fluxo varre o fundo da feição erosiva, carreando os detrítos.

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18 Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933) Numa vertente c/: Solos homogêneos e Capacidade de infiltração uniforme escoamento ñ atingiu as velocidades críticas de erosão sulco erosivo em formação escoamento atingiu as velocidades críticas de DEPOSIÇÃO F < R (segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007) (Coelho Neto, 1995) DEPOSIÇÃO Cone de dejeção Leque de deposição

19 Boçoroca em encosta de vale com assoreamento de vereda (Itiquira) Vereda assoreada (Tangará da Serra)

20 Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933) Numa vertente c/: Solos homogêneos e Capacidade de infiltração uniforme escoamento ñ atingiu as velocidades críticas de erosão sulco erosivo em formação escoamento atingiu as velocidades críticas de DEPOSIÇÃO F < R (segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007) (Coelho Neto, 1995) OU Quando os detrítos alcançam o CANAL FLUVIAL ASSOREAMENTO

21 Boçoroca na cabeceira do rio Jaurú (Tangará da Serra MT)

22 DIVERGÊNCIA dos fluxos superficiais CONVERGÊNCIA dos fluxos superficiais EM DIREÇÃO À BASE DA VERTENTE AUMENTO DA DECLIVIDADE AUMENTO DA VELOCIDADE dos fluxos superficiais potencial maior de erosão pelos fluxos superficiais REDUÇÃO DA DECLIVIDADE ATENUAÇÃO DA VELOCIDADE dos fluxos superficiais (De Troeh, 1962 apud Bloom, 1996) potencial menor de erosão pelos fluxos superficiais FORMAS DAS VERTENTES (relevo) são muito importantes!

23 (segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007) EROSÃO NÃO DEPENDE SOMENTE da VELOCIDADE dos fluxos de escoamento Natureza dos materiais superficiais (solos / manto de alteração) TEXTURA (proporção entre as partículas) ESTRUTURA (agregação entre as partículas em unidades maiores) e

24 Interceptação da precipitação pelos extratos da floresta e serrapilheira até 60% da chuva sofre evapotranspiração difusão do escoamento entre trocos e raízes EROSÃO NÃO DEPENDE SOMENTE da VELOCIDADE dos fluxos de escoamento (segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007) Floresta: 4Kg/ha/ano Natureza dos materiais superficiais (solos / manto de alteração) sistema radicular de gramíneas atua como agregador das partículas do solo Café: 1100Kg/ha/ano TEXTURA (proporção entre as partículas) ESTRUTURA (agregação entre as partículas em unidades maiores) Pastagem: 700Kg/ha/ano OCUPAÇÃO e USO das terras Algodão: 38000Kg/ha/ano (segundo Leinz e Amaral, 1970 apud Bigarella, 2007)

25 FATORES ENVOLVIDOS NA EROSÃO HÍDRICA ERODIBLIDADE: PROPRIEDADES DO SOLO: Tamanho das partículas, Propriedade dos agregados, Capacidade de infiltração RELEVO: Declividade, Comprimento da vertente, Convergência ou divergência dos fluxos VEGETAÇÃO: Tipo de vegetação, Área de cobertura do solo, Grau de proteção USO E MANEJO DO SOLO: Curvas de nível, Terraceamento, Plantio direto (restolho, etc.) Pavimentação urbana

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27 FATORES ENVOLVIDOS NA EROSÃO HÍDRICA ERODIBLIDADE: PROPRIEDADES DO SOLO: Tamanho das partículas, Propriedade dos agregados, Capacidade de infiltração RELEVO: Declividade, Comprimento da vertente, Convergência ou divergência dos fluxos VEGETAÇÃO: Tipo de vegetação, Área de cobertura do solo, Grau de proteção USO E MANEJO DO SOLO: Curvas de nível, Terraceamento, Plantio direto (restolho, etc.) Pavimentação urbana EROSIVIDADE: PRECIPITAÇÃO (CHUVA) : Magnitude, Distribuição, Frequência, Duração ESCOAMENTO: Magnitude, Frequência, Duração, Taxa de suprimento, Profundidade,...

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29 Referências: BIGARELLA, J.J. Estrutura e origem das paisagens tropicais e subtropicais. 2 ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, Vol. 3. BLOOM, A. Superfície da Terra. São Paulo: Edgard Blücher, COELHO NETO, A.L. Hidrologia de encosta na interface com a geomorfologia. In. GUERRA, A.J.T.; CUNHA, S.B. Geomorfologia: uma atualização de bases e conceitos. 2. ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, Cap. 3, p RIGO, R.T.; et al. Um novo procedimento de síntese da zeólita A, empregando argilas naturais. Química Nova, São Paulo, v. 32, n. 1, Acessado em: Data de acesso: 03/03/2011. SUGUIO, K.; BIGARELLA, J.J. Ambientes fluviais. 2 ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, 1990.