IX-013 ESTUDO EXPERIMENTAL DA PRODUÇÃO E DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EM VERTENTES

IX-13 ESTUDO EXPERIMENTAL DA PRODUÇÃO E DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EM VERTENTES Adilson Pinheiro (1) Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina; Mestre em Engenharia de Recursos hídricos e Saneamento pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade FOTO Federal do Rio Grande do Sul; doutor em Física e Química do Ambiente pelo Institut NÃO National Polytechnique de Toulouse (França); pós-doutorado no Institut National Polytechnique de Toulouse (França); professor-pesquisador da Universidade Regional de DISPONIVEL Blumenau. Marlene S. K. Lins Bióloga formada pela Universidade Regional de Blumenau (1998), mestre em Engenharia Ambiental da FURB, professora da Rede Publica do Estado de Santa Catarina Julieta Bramorski Bolsista de Iniciação Cientifica e graduanda do curso de Ciências Biológicas da Universidade Regional de Blumenau Henrique João Breuckmann Licenciado em Artes Práticas, Ciências e Matemática; Mestre em Educação Pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS (Porto Alegre); Doutor em Ensino de Ciências Naturais pela Universidade Federal de Santa Catarina UFSC (Florianópolis); professor-pesquisador do Mestrado em Educação da Universidade Regional de Blumenau SC Endereço (1) : Rua Antonio da Veiga, 14, Caixa Postal 157.CEP: 891-971 Blumenau SC, Fone: (47) 34 2414, e-mail: pinheiro@furb.rct-sc.br RESUMO Este trabalho consiste no estudo do transporte de partículas de solo pelo escoamento superficial. Tem-se por objetivo estudar o fenômeno de erosão do solo, de modo a identificar a contribuição dos fatores intervenientes em diferentes escalas espaciais, além de quantificar a influência da cobertura do solo sobre a produção de sedimentos, pelo escoamento superficial. O estudo foi desenvolvido em um dispositivo experimental especialmente projetado para este fim, constando de doze células com três coberturas (grama-amendoim, plântulas de arbóreas e solo nu) e quatro comprimentos diferentes:,5; 1,; 2, e 4, metros. Foi realizada a análise granulométrica dos sedimentos transportados, utilizando-se os métodos de ensaio e da pipeta. Os dados obtidos permitiram demonstrar, através do teste de Tukey, a existência de diferenças estatisticamente significativas entre as diferentes células quanto aos tipos de coberturas e escalas espaciais. Além disso, a evolução do processo demonstra que, à medida que as plântulas vão se desenvolvendo e os demais fatores decorrentes alteram a estrutura do solo, este tipo cobertura torna-se interessante no processo de proteção do solo contra a erosão. PALAVRAS-CHAVE: erosão fator escala transporte de sedimentos educação ambiental INTRODUÇÃO A erosão consiste em um problema comum tanto em área urbanas quanto em áreas rurais e pode ser medida, de acordo com Guerra e Cunha (1996), por fatores como erosividade da chuva; erodibilidade dos solos, aferida por suas propriedades; natureza da cobertura vegetal e características das encostas. Neste trabalho busca-se estabelecer relações conceituais entre as diferentes variáveis, como comprimento da vertente e cobertura do solo. Ou seja: a quantidade de sedimentos transportados em uma vertente, em um intervalo de tempo estabelecido e em função das características da precipitação, associada às características do local (vegetação, relevo, geologia, etc.). Isto pode indicar um padrão para perda de solo nestas condições e, em último caso, servir como referência para a determinação da qualidade geral do ecossistema considerado. ABES Trabalhos Técnicos 1

MATERIAIS E MÉTODOS Neste trabalho foi implantado um dispositivo experimental que permite avaliar as etapas de desagregação e o deslocamento de partículas erodidas (Bordas e Semmelmann, 1993), relacionadas às características hidrodinâmicas de escoamentos e às propriedades do sedimento transportado. O dispositivo experimental (figura 1), constitui-se de 12 células isoladas, instaladas com inclinação de 11º, em terreno argiloso, com três formas diferentes de cobertura (grama-amendoim, plântulas de arbóreas e solo nu). Foi realizado o isolamento das células, visando controlar a transferência dos escoamentos superficiais e sub-superficiais, das células com o exterior. Para a coleta do material escoado foram adaptados vasilhames plásticos com capacidade média de 2,5 litros, instalados na base de cada uma das células, dentro de um recipiente metálico fixo ao solo, o qual serve de segurança para o caso da ocorrência de volumes superiores a 2,5 litros. Sobre os frascos foram colocadas lonas plásticas fixas, presas em apenas uma extremidade, permitindo sua remoção quando da coleta do material escoado, para evitar a precipitação direta sobre os recipientes, o que poderia interferir na precisão dos dados referentes ao volume escoado. Após cada precipitação, é realizada a coleta do material, com a medida do volume armazenado em cada coletor, utilizando-se para isso, uma proveta graduada. A água, com os sedimentos, é acondicionada em recipientes devidamente identificados, até haver um acúmulo significativo para encaminhamento aos laboratórios para análise granulométrica. Após a coleta, as amostras são encaminhadas para a análise granulométrica nos Laboratórios de Solos do curso de Engenharia Civil e de Análises Químicas do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) da Universidade Regional de Blumenau. A análise laboratorial segue dois processos distintos: sedimentação e pipetagem, conforme indicações de Kenitiro (1973) e Santos (1996). Figura 1: Dispositivo experimental RESULTADOS RELAÇÃO ENTRE PRECIPITAÇÃO E VOLUME ESCOADO O dispositivo experimental permite identificar, a pluviosidade, o volume escoado superficialmente e a perda de solo em função do tipo de cobertura vegetal e a granulometria dos grãos transportados. O período de experimentação foi compreendido entre os meses de maio e novembro de 2. A análise da carga de sedimentos foi realizada em três etapas. A primeira considerou intervalos de tempo entre 3 de maio e 4 de julho, o segundo, o período de 1 de julho à 15 de setembro e o terceiro compreendeu o intervalo de 21 de setembro à 9 de novembro. A pluviosidade foi registrada pela estação meteorológica instalada no campus da Universidade Regional de Blumenau. 2 ABES Trabalhos Técnicos

Cada evento pluviométrico corresponde a um período de 1 dia, ou seja, das 9h às 9h. O numero de eventos com alturas de precipitações superiores a 15 mm e as precipitações acumuladas das três etapas são apresentadas na tabela 1. Tabela 1: Precipitação total e intensidade das chuvas por período de análise Etapa Numero de eventos com altura de Precipitação total do período (mm) precipitação superior a 15mm primeira 2 112 segunda 6 24 terceira 4 157 Na primeira etapa de análises, a intensidade dos eventos pluviosos foi menor que os outros que se seguiram (2 eventos com alturas de precipitação superior a 15mm). Nesta etapa a ocorrência precipitação concentrou-se no final do período. Na segunda etapa, os eventos ficaram distribuídos no decorrer do período considerado e a intensidade foi a maior das três etapas (6 eventos acima de 15mm). O terceiro período, por sua vez, constou com eventos de precipitação ocorridos no início do período em estudo, porém quatro eventos tiveram altura de precipitação superior à 15mm. Os dados do volume de escoamento para cada célula, após os eventos de precipitação, são apresentados na tabela 2. Observa-se que, em todas as células com cobertura arbórea (C2, C5, C8 e C11) o volume escoado foi elevado e diminui significativamente na seguinte. Considerando as características da precipitação nestes dois períodos, a diminuição do escoamento não foi proporcional à diminuição do volume de chuva precipitada. Tabela 2: Somatório do volume escoado em cada célula (em litros). análise Célula de 4,m Célula de 2,m Célula de 1,m Célula de,5m Gram. C1 Plânt. C2 Solo nu C3 Gram. C4 Plânt. C5 Solo nu C6 Gram. C7 Plânt. C8 Solo nu C9 Gram. C1 Plânt. C11 Solo nu C12 1 ª,676,412 7,243,26,12 5,369,256,116 4,196,165,89 3,474 2 ª 1,996 1,485 23,795,876,93 2,357,774,815 15,128,633,63 6,14 3 ª 1,271,97 2,79,721,3 15,397,68,15 14,113,62,163 4,224 Os coeficientes de escoamento superficial, apresentados na tabela 3, foram iguais a,199;,36;,377, respectivamente na 1ª, 2ª e 3ª análises. Observa-se que no 3 º período, o coeficiente C apresenta-se mais elevado. Considera-se, portanto, que no total do escoamento de todas as células, independentemente do tipo de cobertura, o escoamento foi maior neste período. Sabendo-se que o volume e a precipitação foram menores que no 2 o período das análises é possível constatar que o maior escoamento caracteriza uma maior compactação do solo, como é observado em um campo agrícola. Tabela 3: coeficiente de escoamento superficial para os três períodos de análise Período Precipitação (mm) Volume de água escoada (litros)* Coeficiente de escoamento (C) 1 º 112 22,376,199 2 º 24 73,532,36 3 º 157 59,3,377 * somatório da água escoada em todas as células em cada período. A tabela 4 apresenta os coeficientes de escoamento para cada tipo de cobertura do solo. Verifica-se que o solo com plântulas apresenta maior perda de água por infiltração, no qual o valor médio de C foi de,13, menor que os demais. Para as células com solo nu, ocorreu o contrário, já que apresentaram, no total, uma proporção de, aproximadamente, 22:1 com relação ao solo com plântulas e de 16:1 para as células com grama-amendoim. ABES Trabalhos Técnicos 3

Tucci (1995) apresenta os valores do coeficiente C para: a) matas e parques de São Paulo entre,5 e,2; b) regiões com algumas construções entre,1 e,25 e c) regiões residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas entre,25 e,5. Observa-se que no caso das células com cobertura vegetal, os valores se mantiveram abaixo de,2, conforme se esperava. Para o solo nu, o valor se equiparou a regiões com ruas macadamizadas. Isso significa que houve uma grande compactação do solo no período estudado. Tabela 4: Valores do coeficiente de escoamento para cada tipo de cobertura do solo Período Precipitação Coeficiente de escoamento (C) (mm) Grama Plântula Solo nu 1 º 112,12,6,181 2 º 24,2,18,32 3 º 157,2,1,346 Total 473,18,13,296 CARGA DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS A figura 5 apresenta a quantidade de sedimentos transportados nos três períodos de análise. As células com ausência de cobertura vegetal apresentaram maior perda de solo nos seis meses de coleta, sendo que na 2 ª análise, houve maior precipitação e, conseqüentemente, maior perda de solo. O que é interessante observar é que, no caso das células com plântulas de arbóreas (C2, C5, C8 e C11), as três primeiras, mesmo havendo maior intensidade de chuvas e maior escoamento superficial, apresentaram menor quantidade de sedimentos carreados do que no segundo período considerado. Nos meses iniciais, observou-se que a estrutura do solo sofreu alterações do tipo: aumento de serrapilheira, enraizamento das plântulas, área foliar bem desenvolvida, solo escurecido e não compactado permitindo maior infiltração, presença de insetos, anelídeos e crustáceos no solo, dentre outras alterações. Esses fatores auxiliam na retenção da água e conseqüente redução na capacidade erosiva nas células com este tipo de cobertura. Há que considerar-se que a dinâmica dos elementos envolvidos no microecossistema em estudo, envolve fatores cumulativos, tais como a acomodação de partículas, o que determina uma relação complexa entre os mesmos, dificultando a possibilidade de uma análise linear das relações entre as variáveis intervenientes. Figura 2: Carga de sedimentos transportados nas diferentes células, nos três períodos. carga de sedimentos (g/m) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 C1-G C2-P C3- SN C4-G C5-P C6- SN C7-G C8-P C9- SN C1- G 1a. Análise 2a. Análise 3a. Análise C11- P C12- SN células 4 ABES Trabalhos Técnicos

As células com grama-amendoim apresentam uma certa constância no seu comportamento, ou seja, o aumento da precipitação implica no aumento do escoamento e tendo como conseqüência o aumento da perda de solo. No entanto estes aumentos não são lineares. Apesar de possuir um sistema radicular horizontal e bem distribuído que, aparentemente reteria grande quantidade de sedimentos, essa proteção se torna limitada à superfície, não sendo, portanto, uma proteção eficaz quando isolada em um certo ambiente. Esta constatação conduz a considerar que a consorciação entre plantas rasteiras, de pequeno porte, gramíneas ou similares com arbóreas, podem constituir um sistema com eficiente proteção, já que utiliza as potencialidades de ambos os sistemas. As células C4; C5 e C7; C8 com grama-amendoim e plântulas, respectivamente, apresentam algumas peculiaridades. As células com grama-amendoim sofreram pouca movimentação, ou seja, pouca alteração nas condições já existentes e as plantas se desenvolveram rapidamente. No entanto, as células com plântulas passaram por algumas remoções de mudas devido ao murchamento de alguns espécimes provocado pelo frio ocorrido no mês de junho. Entretanto, o crescimento das plantas foi rápido e estas células apresentaram melhores condições em relação à retenção de água após as chuvas. RELAÇÃO ENTRE COMPRIMENTOS DAS CÉLULAS E A EROSÃO As figuras 3 a 5 apresentam, respectivamente, as quantidades de sedimentos carreados, para a 1 ª, 2 ª e 3 ª análise, na unidade de concentração, em gramas por litro de água escoada. Os resultados da primeira análise mostram que o solo nu produz perda de sedimentos da ordem de 53,83 g/l, considerando todas as células deste tipo. É necessário considerar que a movimentação do solo para a implantação do dispositivo experimental pode ter influenciado na perda de sedimentos, nesta primeira etapa das coletas. As plântulas, neste período, estavam em fase de adaptação, após serem transplantadas para o local e o solo havia sido muito revolvido. Isso provocou uma maior perda de sedimentos na célula de,5m, com esta cobertura, com relação à célula de mesmo tamanho, mas com ausência de cobertura vegetal (solo nu). Essa alteração pode ser comparada a ambientes de culturas agrícolas, tais como, mandioca. Esta cultura apresenta tamanho e forma semelhantes às plântulas no seu período de desenvolvimento, propiciando a comparação. O escoamento é maior no período de plantio e tende a diminuir a medida que a cultura se desenvolve. A grama-amendoim apresentou melhor eficiência na retenção de partículas. Esses resultados não podem ser considerados definitivos devido a dinâmica de desenvolvimento dos diferentes sistemas formados pelas diferentes coberturas. A célula com 4, metros de comprimento e com solo nu apresentou uma perda de 7,81g/m enquanto que a célula com plântulas produziu perdas de solo de 5,16 g/m. Estes valores consideram o somatório das perdas nas três etapas de análise. Figura 3: Relação entre o comprimento da vertente e a concentração de sedimentos, para os três tipos de cobertura do solo, no primeiro período de análise. 18 16 concentração de sedimentos (g/l) 14 12 1 8 6 4 2 grama plântulas solo nu 1 2 3 4 5 comprimento da rampa (m) ABES Trabalhos Técnicos 5

Na segunda análise (figura 4), observa-se ainda uma significativa diferença entre o solo nu e as demais coberturas. A perda de solo na célula com ausência de cobertura vegetal aumentou em comparação à primeira análise, ficando em 58,75%, ou seja, mais da metade do total de sedimentos carreados neste período, considerando a perda de todas as células juntas. No caso das células com cobertura de grama e de plântulas, a diferença se inverteu. As plântulas conseguiram reter maior quantidade de sedimentos, gerando 19,51% da quantidade total de sedimentos, enquanto que a grama-amendoim produziu 21,74% dos sedimentos carreados. Na primeira análise, a grama-amendoim apresentou maior eficiência na proteção do solo devido ao fato de já estar instalada no local do experimento, enquanto que as plântulas foram transplantadas e as células C3, C6, C9 e C12, passaram por um processo de retirada da grama-amendoim existente anteriormente no local. O fato é que, neste período, o microecossistema formado nas células de plântulas, tornou-se bem mais complexo (formação de serrapilheira, enraizamento e entre outros fatores, melhorando a capacidade de infiltração da água das chuvas, reduzindo o escoamento superficial e portanto a capacidade erosiva da lâmina de água escoada. Reichert (2) também observou em seus experimentos a importância da matéria orgânica para a proteção contra os processos erosivos e afirma que a matéria orgânica atua na formação de agregados estáveis devido a ligação de polímeros orgânicos por cátions polivalentes e polímeros hidróxi-metálicos às superfícies inorgânicas. Dessa forma, é provável que a taxa de formação de solo superficial é menor para solos com menor estabilidade, mantendo altas as taxas de infiltração por períodos mais longos, diminuindo, desta forma, o escoamento superficial. Figura 4: Relação entre o comprimento da rampa e a concentração de sedimentos, para os três tipos de cobertura do solo, no segundo período de análise. 18 concentração de sedimentos (g/l) 16 14 12 1 8 6 4 grama plântulas solo nu 2 1 2 3 4 5 comprimento da rampa (m) Figura 5: Relação entre o comprimento da rampa e a concentração de sedimentos, para os três tipos de cobertura do solo, no terceiro período de análise. 18 16 concentração de sedimentos (g/l) 14 12 1 8 6 4 2 grama plântulas solo nu 1 2 3 4 5 comprimento da rampa (m) 6 ABES Trabalhos Técnicos

Na terceira análise (figura 5), a diferença da perda de solo nas células de solo nu continua superior as células cobertas de grama-amendoim e plântulas. A produção de sedimentos nas células com solo nu foi de 58,42% do total de solo perdido. As células com grama-amendoim e plântulas apresentaram perdas correspondentes a 17,9% e 23,6%, respectivamente. A comparação dos resultados dos primeiros dois meses e os seguintes (completando 4 meses), permite verificar que na célula de maior comprimento existe um processo de deposição do material erodido, a medida que os sedimentos são transportados pelo escoamento superficial; enquanto isso, nas células de menor comprimento, esses sedimentos são transportados diretamente para o coletor, não havendo distância suficiente para que ocorra um processo de deposição mensurável. Nos resultados da terceira análise, há que considerar a menor intensidade e quantidade de eventos pluviosos (ver tabela 1), bem como o fato de que a célula de menor tamanho estava coberta por uma espessa camada de briófitas, o que impediu a desagregação das partículas. Situação semelhante foi observada na célula de maior comprimento da rampa. A retenção de sedimentos pelas células com grama-amendoim e plântulas, novamente se modificou, mas essa diferença não é estatisticamente significativa, conforme os resultados apresentados no Teste de Tukey, descrito a seguir. TESTE DE TUKEY Através do Teste de Tukey, com grau de significância de 5%, foi possível constatar as diferenças entre os diversos tipos de cobertura do solo (tabelas 5 a 7). Segundo Vieira (1983): obtido o valor da diferença mínima significante, devemos calcular o valor absoluto da diferença de cada par de média... Toda vez que o valor absoluto de uma diferença for igual ou superior ao valor da diferença mínima significante (d.m.s), diz-se que existe diferença entre as médias dos tratamentos. Inicialmente a grama-amendoim apresentou diferença significativa em relação ao solo nu e as plântulas, parecendo que esta cobertura protege mais que as plântulas de arbóreas. Porém, na segunda análise, observa-se que a grama-amendoim está mais próxima do solo nu, com relação à perda de solo por escoamento superficial. A diferença entre as células com cobertura vegetal não é mais significativa. Na terceira análise a diferença de perda de solo entre grama-amendoim e plântulas não foi significativa, mas ambas foram significativas com relação ao solo nu. Estes resultados reafirmam a importância da manutenção das florestas em suas características naturais, para a proteção do solo contra erosão hídrica. Tabela 5: Teste de Tukey para a primeira análise Cobertura do solo grama plântulas Solo nu Médias 6,72 11,29 13,46 Plântulas 11,29 4,57* Solo nu 13,46 6,74* 2,17 Obs.: * indica significância entre os tratamentos. Diferença mínima significante (d.m.s.) = 4,33. Tabela 6: Teste de Tukey para a segunda análise Cobertura do solo grama plântulas Solo nu Médias 3,81 3,42 1,32 Plântulas 3,42,39 Solo nu 1,32 6,51* 6,9* Diferença mínima significante (d.m.s.) = 2,64. Tabela 7: Teste de Tukey para a terceira análise Cobertura do solo grama plântulas Solo nu Médias 1,62 2,14 5,3 Plântulas 2,14,52 Solo nu 5,3 3,68* 3,45* Diferença mínima significante (d.m.s.) = 3,37. ABES Trabalhos Técnicos 7

A última análise seguiu os padrões previamente encontrados, porém nota-se uma tendência à diminuição no transporte de sedimentos pelo escoamento superficial nas células contendo grama-amendoim e plântulas, e uma contínua perda de sedimentos em células com solo nu. Se observados os valores de perda de sedimentos, neste período e no período da primeira análise, percebe-se que no último período, a intensidade de chuva foi maior e, mesmo assim, as células contendo vegetação perderam menor quantidade de sedimentos. Isto está relacionado, como foi visto anteriormente, à evolução e transformação das características do dispositivo ao longo do tempo de estudo. GRANULOMETRIA DO MATERIAL COLETADO Os sedimentos em suspensão transportados pelo escoamento superficial foram analisados quanto a sua granulometria, através do método da pipeta. A percentagem dos grãos de cada tipo de solo foi separada em areia, silte e argila, não sendo considerado isoladamente a distribuição de tamanhos dentro de cada um destes tipos de grão, ou seja, muito fino, fino, médio e grosso. Nas figuras 6 a 8 são apresentadas as porcentagens de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para as células de 4, e,5 m de comprimento, em função do tipo de cobertura do solo. Elas consideram as três análises realizadas. Os resultados são apresentados para duas condições extremas de comprimento da vertente: de maior e de menor comprimento. Os comprimentos intermediários apresentam o mesmo comportamento. Figura 6: Porcentagem de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para a célula de 4m com cobertura do tipo grama-amendoim (C1) nas três análises realizadas. Figura 7: Porcentagem de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para a célula de 4m com cobertura do tipo arbórea (C2) nas três análises realizadas. quantidade de sedimentos (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 1a. Anál. 2a. Anál. 3a. Anál. areia silte argila quantidade de sedimentos (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 1a. Anál. 2a. Anál. 3a. Anál. areia silte argila Figura 8: Porcentagem de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para a célula de 4m com ausência de cobertura vegetal (C3) nas três análises realizadas. quantidade de sedimentos (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 1a. Anál. 2a. Anál. 3a. Anál. areia silte argila 8 ABES Trabalhos Técnicos

Analisando os resultados apresentados na figura 6, observa-se que na primeira análise, o tipo de sedimento que foi carreado em maior quantidade foi argila. Na segunda análise o sedimento carreado em maior porcentagem foi o silte. O transporte de partículas finas pela água de infiltração, obstrui os poros, havendo um decréscimo na condutividade da camada de superfície, do selo superficial, o que promove um maior escoamento e conseqüente perda de solo. Acredita-se que isso possa ter ocorrido nos dois primeiros meses de coleta (acomodação de partículas), permitindo, portanto, que no período da segunda análise, grãos maiores (silte, neste caso) fossem carreados pelo escoamento. Outro fator deve ser considerado: os eventos pluviosos foram mais freqüentes e com maior intensidade. A terceira análise apresenta uma peculiaridade: a quantidade de sedimentos transportados foi muito pequena, dificultando, inclusive o desenvolvimento das análises granulométricas. Como o escoamento foi pequeno, o sedimento carreado em maior quantidade foi argila. Segundo Reichert (2) as partículas muito finas (argilas), quando separadas dos agregados, são mantidas em suspensão pelo fluxo laminar, principalmente quando a lamina de água é impactada pelas gotas de chuva, sendo transportadas com mais facilidade que as partículas de tamanhos maiores. Para avaliar se o comportamento não se constitui em caso isolado ou específico para as rampas de 4, metros de comprimento, cabe apresentar como ocorre nas células de,5 m de comprimento. Nas figuras 9 a 11 são apresentados os resultados da porcentagem de sedimentos nas três análises realizadas, para os três tipos de coberturas. Figura 9: Porcentagem de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para a célula de,5m com cobertura do tipo gramaamendoim (C1) nas três análises realizadas. Figura 1: Porcentagem de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para a célula de,5m com cobertura do tipo arbórea (C11) nas três análises realizadas. quantidade de sedimentos (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 1a. Anál. 2a. Anál. 3a. Anál. areia silte argila quantidade de sedimentos (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 1a. Anál. 2a. Anál. 3a. Anál. areia silte argila Figura 11: Porcentagem de sedimentos de acordo com o tamanho do grão para a célula de,5m com ausência de cobertura vegetal (C12) nas três análises realizadas. 8 quantidade de sedimentos (%) 7 6 5 4 3 2 1 1a. Anál. 2a. Anál. 3a. Anál. areia silte argila ABES Trabalhos Técnicos 9

Na figura 9 observa-se que, na primeira análise, na célula com cobertura de grama-amendoim, houve maior perda de sedimentos argilosos, 73,3%: nesta célula (C1) de apenas,5m, o material escoado caía diretamente no coletor, inclusive a argila que ainda não estava compactada. Na segunda análise, a maior intensidade pluviométrica promoveu o carreamento de partículas maiores (areia). Na terceira análise, houve a predominância de partículas de argila: 63% do total é composto desta fração. É necessário salientar que as rampas maiores apresentam melhores condições para que ocorra o processo de deposição ao longo de seu comprimento, enquanto que, nas vertentes menores, os sedimentos caem diretamente no coletor, não apresentando tempo suficiente para que ocorra a sedimentação das partículas. O COMPRIMENTO DA VERTENTE E A QUESTÃO DA ESCALA As células foram estruturadas em comprimentos diferenciados, visando a análise, também, do elemento escala. Após todas as análises apresentadas nos itens anteriores, observou-se que existe uma diferença em ordem crescente das células menores para as células maiores. Conforme Rose (1985) a extrapolação de uma escala menor para uma maior não é alcançada através de simples multiplicação, ou seja, a relação de,5m para 4, m não segue uma função linear. No dispositivo experimental utilizado, a declividade foi de 11 o para todas as células utilizadas, ou seja, a variação ocorreu em termos de comprimento das vertentes e tipo de cobertura de solo. O fator topográfico, utilizado na equação universal de perda de solo - USLE, é um fator adimensional e foi representado por Bertoni e Lombardi (199), como: LS =,63 1,18,984C D onde LS = fator topográfico C = comprimento da rampa (m) D = grau de declividade (%) A figura 12 mostra a relação entre o comprimento das células e o fator topográfico (LS). Aos valores medidos foi ajustada uma equação de correlação. O melhor ajuste foi obtida com a equação potencia, expressa da seguinte maneira: y =,1845x,649 Onde: y é o fator topográfico LS e x é o comprimento da rampa (m). O coeficiente de correlação R 2 é igual a,9999. O ajuste é apresentado na figura 12. Figura 12: Relação entre comprimento da célula e o fator topográfico.,5,4,3 LS,2,1 1 2 3 4 Comprimento da rampa (m) 1 ABES Trabalhos Técnicos

Realizando a extrapolação do comprimento da rampa para 1m e 3m, obtêm-se os seguintes valores para LS:,8 e 1,63, respectivamente. A comparação com os valores da equação ajustada neste trabalho, com os valores obtidos através da equação de Bertoni e Lombardi Neto (199), é apresentada na figura 12. Observa-se que as evoluções dos valores são semelhantes. As diferenças entre os valores obtidos através da equação ajustada e aqueles de Bertoni e Lombardi Neto (199) são pequenos. Para 1m, o valor obtido pela equação potência foi,8 e o valor de LS apresentado na tabela de Bertoni e Lombardi Neto é,79. Para 3m de comprimento de rampa, os valores são, respectivamente, 1,63 e 1,57. Figura 12: Relação entre comprimento da rampa e fator LS teóricos e práticos 4 3,5 3 2,5 Fator LS 2 1,5 1 A B,5 2 4 6 8 1 12 comprimento da rampa (m) CONCLUSÕES Este trabalho teve como objetivo avaliar os fatores que afetam a produção e o transporte de sedimentos, avaliando o volume de partículas erodidas e sua relação com a intensidade da precipitação, comprimento da rampa e tipo de cobertura do solo. A partir dos resultados apresentados, conclui-se que existe diferença significativa entre o percentual de sedimentos transportados nas diferentes células com diferentes coberturas. Na célula de 4m com solo nu, a perda de sedimentos foi na ordem de 95% superior a quantidade da célula de mesmo comprimento e com cobertura de plântulas. No total de todas as células e considerando as três análises, as porcentagens de perdas de sedimentos para solo nu, cobertura de plântulas e grama, respectivamente, foi de 42,76%; 35,88 e 21,35% do volume total. O dispositivo experimental apresenta características que possibilitam estabelecer relações entre o transporte de sedimentos e cobertura do solo em diferentes escalas espaciais. As células maiores apresentam maior perda de sedimentos, porém, esta perda não segue uma relação linear. Com relação à granulometria do solo, houve predominância de partículas de textura argilosa (partículas menores que,4 mm). As células com cobertura do tipo grama-amendoim apresentaram na 1 ª, 2 ª e 3 ª análises, respectivamente, 73,3%; 59,9% e 63% de argila. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BERTONI, J. & LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. Piracicaba: Livroceres, 368p. 1985. 2. BORDAS & SEMMELMANN. Engenharia de sedimentos. In: TUCCI, C. E. M. Hidrologia, Ciência e Aplicação, Porto Alegre: ABRH-UFRGS, p. 915-939. 1993. 3. GUERRA, A. J. T. e CUNHA, S. B. Geomorfologia e meio ambiente.. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 393p. 1996. 4. KENITIRO, S. Introdução à sedimentologia. São Paulo: Edgard Blücher, 317p. 1973. 5. ROSE, C. W. Developments in Soil Erosion and Deposition Models. New York: Spinger-Verlag. 1985. ABES Trabalhos Técnicos 11

6. REICHERT, J. M et al. Erosão em entressulcos de três solos afetada pela intensidade da chuva, declividade e horizonte do solo. In: Anais (CD-ROM). III Encontro Nacional de Engenharia de Sedimentos. Santa Maria, p. 1-16. 2. 7. SANTOS, G. Vale do Garcia (Blumenau-SC): Análise Climato, Geomorfológica e a Repercussão dos episódios pluviais no espaço urbano. 362p. (Tese). 1996. 8. TUCCI, C. E. et al. Drenagem Urbana. Porto Alegre: ABRH/Editora da Universidade/UFRGS, 89p. 1995. 9. VIEIRA, S. Introdução à bioestatística. Rio de Janeiro: Campus, 2 ª ed., 294p. 1983. 12 ABES Trabalhos Técnicos