Geomorfologia Aplicada

Escoamentos superficiais e erosões hídricas

(produção e deposição de detrítos/sedimentos)

Processos Elementares

e

Fatores envolvidos nas erosões hídricas

Erosões diferentes agentes água

vento

ondas, etc...

Processo morfogenético Regiões tropicais (Brasil)

Escoamento superficial difuso erosão laminar

concentrado erosão linear

sub-superficial erosão tubular

principal agente - água

ciclo hidrológico

excedente da precipitação e infiltração

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

(fluxo superficial da chuva)

promove

aumento da vazão

escoa em superfície

até atingir o canal de drenagem

(Coelho Neto, 1995)

(Coelho Neto, 1995)

Escoamento superficial difuso

concentrado

Escoamento superficial difuso

erosão laminar

sem fixação de filetes de água

não há hierarquia no fluxo de escoamento

Escoamento superficial concentrado

filetes de água se concentram por irregularidades da superfície

fluxos concentrados desenvolvem turbulência e capacidade de arraste de partículas superficiais

ranhura até 5 cm

sulco 5 a 30 cm

vala 30 a 100 cm

ravina > 100 cm

(Bigarella, 2007)

erosões lineares

Como o escoamento superficial pode remover as

partículas superficiais dos solos?

as partículas superficiais

são envolvidas

pela película de água que escoa

a velocidade do fluxo de escoamento

a rugosidade da superfície

Fluxo turbulento

(capaz de arrastar partículas)

Como o escoamento superficial pode remover as

partículas superficiais dos solos?

ainda depende

Forma das partículas

Tamanho das partículas

Relações de contato entre as partículas vizinhas

(Bigarella, 2007)

fluxo

turbulento: difusão e mistura

entre camadas

fluxo

laminar: ñ há difusão

e mistura entre

camadas

Trajetórias paralelas

e individuais

Veloc. muito baixa

Tipos de fluxo de escoamento

Baixa pressão

Deslocamento da partícula

Vturbulento > Vlaminar

(Bigarella, 2007)

(Suguio; Bigarella, 1990)

(Suguio; Bigarella, 1990)

Velocidades dos fluxos de escoamento

Forças de coesão entre

partículas de argila:

(mm)

Areia grossa 2 – 0,2

Areia fina 0,2 – 0,05

Silte 0,05 – 0,002

Argila < 0,002

Hábito placóide

Cargas elétricas insatisfeitas

Solos argilosos mais resistentes

a erosão hídrica pelo

escoamento superficial (???)

(segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

(Rigo; et al, 2007)

Tipos de transporte (e carga):

Dissolvida

constituintes intemperizados das rochas (sais

principlamente) transportados em solução

química

Detritos

(Suguio; Bigarella, 1990)

Como os fluxos de escoamento superficial

alcançam

as velocidades críticas de erosão?

(segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

(Coelho Neto, 1995)

(Coelho Neto, 1995)

Vertente abaixo:

Junção dos fluxos superficiais;

Aumento do volume dos fluxos;

Aumento da velocidade dos fluxos.

Vertentes longas

(mesmo pouco declivosas)

Vertentes muito declivosas

(mesmo curtas)

(Coelho Neto, 1995)

sulco erosivo

em formação escoamento ñ atingiu as

velocidades críticas de erosão

Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933)

Vertente abaixo:

Junção dos fluxos superficiais;

Aumento do volume dos fluxos;

Aumento da velocidade dos fluxos.

Vertentes longas

(mesmo pouco declivosas)

Vertentes muito declivosas

(mesmo curtas)

Numa vertente c/:

Solos homogêneos e

Capacidade de infiltração

uniforme

FORMAS DAS VERTENTES

(relevo)

são muito importantes!

AUMENTO DA DECLIVIDADE

AUMENTO DA VELOCIDADE

dos fluxos superficiais

CO

NV

ER

GÊ

NC

IA

do

s f

luxo

s s

up

erf

icia

is

DIV

ER

GÊ

NC

IA

do

s f

luxo

s s

up

erf

icia

is

EM DIREÇÃO

À BASE DA

VERTENTE

(De Troeh, 1962 apud Bloom, 1996)

(Coelho Neto, 1995)

sulco erosivo

em formação escoamento ñ atingiu as

velocidades críticas de erosão

Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933)

Início da remoção das partículas

ou grânulos superficiais...

Numa vertente c/:

Solos homogêneos e

Capacidade de infiltração

uniforme

Concentração dos filetes

Velocidades críticas

...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 sulco se APROFUNDA e

adquire a forma (seção transversal) em “V”

Quando atinge horizontes inferiores

mais resistentes

ao arreste das partículas/grânulos...

...o fluxo tende a removê-los das laterais.

o sulco alarga-se e adquire forma em “U”

(fundo chato; laterais verticais)

...concentra mais o fluxo superficial:

aumenta o volume e a velocidade...

(Coelho Neto, 1995)

sulco erosivo

em formação escoamento ñ atingiu as

velocidades críticas de erosão

Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933)

Início da remoção das partículas

ou grânulos superficiais...

Numa vertente c/:

Solos homogêneos e

Capacidade de infiltração

uniforme

Concentração dos filetes

Velocidades críticas

...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...

...à montante do feição erosiva (sulco)

...o fluxo mergulha e impacta

a base da cabeceira do sulco.

ocorre solapamento e colapso da parede

da cabeceira...

(recuo remontante da feição erosiva)

...o fluxo varre o fundo da feição erosiva,

carreando os detrítos.

(Coelho Neto, 1995)

sulco erosivo

em formação escoamento ñ atingiu as

velocidades críticas de erosão

Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933)

Numa vertente c/:

Solos homogêneos e

Capacidade de infiltração

uniforme

F < R

(segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

escoamento atingiu as

velocidades críticas de

DEPOSIÇÃO

DEPOSIÇÃO Cone de dejeção

Leque de deposição

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

de vereda (Itiquira)

(Coelho Neto, 1995)

sulco erosivo

em formação escoamento ñ atingiu as

velocidades críticas de erosão

Hidrologia superficial vs. Erosão hídrica (Horton, 1933)

Numa vertente c/:

Solos homogêneos e

Capacidade de infiltração

uniforme

F < R

(segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

escoamento atingiu as

velocidades críticas de

DEPOSIÇÃO

OU

Quando os detrítos alcançam o

CANAL FLUVIAL ASSOREAMENTO

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

FORMAS DAS VERTENTES

(relevo)

são muito importantes!

AUMENTO DA DECLIVIDADE

AUMENTO DA VELOCIDADE

dos fluxos superficiais

CO

NV

ER

GÊ

NC

IA

do

s f

luxo

s s

up

erf

icia

is

DIV

ER

GÊ

NC

IA

do

s f

luxo

s s

up

erf

icia

is

EM DIREÇÃO

À BASE DA

VERTENTE REDUÇÃO DA DECLIVIDADE

ATENUAÇÃO DA VELOCIDADE

dos fluxos superficiais

potencial menor de erosão

pelos fluxos superficiais

potencial maior de erosão

pelos fluxos superficiais

(De Troeh, 1962 apud Bloom, 1996)

(segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

NÃO DEPENDE SOMENTE

da VELOCIDADE

dos fluxos de escoamento

EROSÃO

Natureza dos materiais superficiais (solos / manto de alteração)

TEXTURA (proporção entre as partículas)

e

ESTRUTURA (agregação entre as partículas

em unidades maiores)

(segundo Hlulström, 1935 apud Bigarella, 2007)

NÃO DEPENDE SOMENTE

da VELOCIDADE

dos fluxos de escoamento

EROSÃO

Natureza dos materiais superficiais (solos / manto de alteração)

TEXTURA (proporção entre as partículas)

ESTRUTURA (agregação entre as

partículas em unidades

maiores)

Floresta: 4Kg/ha/ano

Pastagem: 700Kg/ha/ano

Café: 1100Kg/ha/ano

Algodão: 38000Kg/ha/ano (segundo Leinz e Amaral, 1970

apud Bigarella, 2007)

OCUPAÇÃO e USO

das terras

sistema radicular de gramíneas atua como agregador das partículas do solo

Interceptação da precipitação pelos extratos da floresta e serrapilheira

difusão do escoamento entre trocos e raízes

até 60% da chuva sofre evapotranspiração

FATORES ENVOLVIDOS NA EROSÃO HÍDRICA

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

ERODIBLIDADE:

FATORES ENVOLVIDOS NA EROSÃO HÍDRICA

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

ERODIBLIDADE:

EROSIVIDADE:

PRECIPITAÇÃO (CHUVA) : Magnitude,

Distribuição,

Frequência,

Duração

ESCOAMENTO: Magnitude,

Frequência,

Duração,

Taxa de suprimento,

Profundidade,...

Referências:

BIGARELLA, J.J. Estrutura e origem das paisagens tropicais e subtropicais. 2 ed. Florianópolis: Ed.

da UFSC, 2007. Vol. 3.

BLOOM, A. Superfície da Terra. São Paulo: Edgard Blücher, 1996.

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, 1995. Cap. 3, p. 93-148.

RIGO, R.T.; et al. Um novo procedimento de síntese da zeólita A, empregando argilas naturais. Química

Nova, São Paulo, v. 32, n. 1, 2007. Acessado em:

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422009000100004. Data de acesso:

03/03/2011.

SUGUIO, K.; BIGARELLA, J.J. Ambientes fluviais. 2 ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, 1990.