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37 Monitoramento da Erosão em Margens de Cursos D’Água: O Caso do Rio São Francisco Francisco Sandro Rodrigues Holanda * Cícero Marques dos Santos ** Maria Francineide Rosendo Guimarães ** Igor Pinheiro da Rocha *** Thiago Tavares Santos **** Renisson Neponuceno de Araújo Filho ***** Thiago Roberto Soares Vieira ****** Rogério Moreira Chagas ******* A s ações propostas na Agenda 21, com ênfase na construção de indica- dores ambientais vem possibilitar um aperfeiçoamento nos modelos de gerenciamento dos recursos naturais, por meio da avaliação das medi- das adotadas e monitoramento das ações estratégicas a serem empregadas na busca do desenvolvimento sustentável. Este trabalho teve como objetivo a cons- trução e avaliação de matriz de indicadores relacionados à avaliação da erosão marginal no rio São Francisco, no seu baixo curso. Foi adotada a metodologia da OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico), o mo- delo de Pressão-Estado-Impacto/Efeito-Resposta (PEI/ER), para a construção de uma Matriz de Indicadores. Para a validação dos indicadores foram utilizadas metodologias específicas conforme normas técnicas. A matriz apresentada con- sidera os seguintes indicadores: variação da cota do rio, supressão da mata ciliar, indicador de nível de água, vazão, alterações geomorfológicas, granulometria, teor de umidade, limite de liquidez, índice de plasticidade, porcentagem de dis- persão, coesão, ângulo de atrito, volume erodido, recuo de linha de margem, controle da erosão, publicações técnicas e/ou científicas. A utilização dos indi- cadores ambientais é de grande importância para o monitoramento do processo erosivo nas margens do rio São Francisco, como subsídio para políticas e ações voltadas à mitigação dos efeitos da degradação ambiental na área estudada. PALAVRAS-CHAVE: Indicadores, erosão marginal, Baixo São Francisco. * Pós-Doutor pela Universidade de Wisconsin, USA. Professor do Departamento de Engenharia Agronômica e do Mestrado em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail: [email protected]. ** Engenheiro Civil, Engenheira Química, Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente, CEFET/SE. E-mail: [email protected] *** Engenheiro Florestal, Mestrando em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail: [email protected] **** Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail: [email protected] ***** Acadêmico em Engenharia Florestal, UFS. E-mail: [email protected] ****** Acadêmico em Engenharia Florestal, UFS. E-mail: [email protected] ******* Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail: [email protected] Re s u m o Revista da Fapese, v.4, n. 2, p. 37-52, jul./dez. 2008

esumo A - FAPESE · trução e avaliação de matriz de indicadores relacionados à avaliação da erosão ... impactos ambientais negativos, ... a fim de avaliar alguns

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Monitoramento da Erosão em Margens de Cursos D’Água:O Caso do Rio São FranciscoFrancisco Sandro Rodrigues Holanda*Cícero Marques dos Santos**Maria Francineide Rosendo Guimarães**Igor Pinheiro da Rocha***Thiago Tavares Santos****Renisson Neponuceno de Araújo Filho*****Thiago Roberto Soares Vieira******Rogério Moreira Chagas*******

As ações propostas na Agenda 21, com ênfase na construção de indica-dores ambientais vem possibilitar um aperfeiçoamento nos modelosde gerenciamento dos recursos naturais, por meio da avaliação das medi-

das adotadas e monitoramento das ações estratégicas a serem empregadas nabusca do desenvolvimento sustentável. Este trabalho teve como objetivo a cons-trução e avaliação de matriz de indicadores relacionados à avaliação da erosãomarginal no rio São Francisco, no seu baixo curso. Foi adotada a metodologia daOCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico), o mo-delo de Pressão-Estado-Impacto/Efeito-Resposta (PEI/ER), para a construção deuma Matriz de Indicadores. Para a validação dos indicadores foram utilizadasmetodologias específicas conforme normas técnicas. A matriz apresentada con-sidera os seguintes indicadores: variação da cota do rio, supressão da mata ciliar,indicador de nível de água, vazão, alterações geomorfológicas, granulometria,teor de umidade, limite de liquidez, índice de plasticidade, porcentagem de dis-persão, coesão, ângulo de atrito, volume erodido, recuo de linha de margem,controle da erosão, publicações técnicas e/ou científicas. A utilização dos indi-cadores ambientais é de grande importância para o monitoramento do processoerosivo nas margens do rio São Francisco, como subsídio para políticas e açõesvoltadas à mitigação dos efeitos da degradação ambiental na área estudada.PALAVRAS-CHAVE: Indicadores, erosão marginal, Baixo São Francisco.

* Pós-Doutor pela Universidade de Wisconsin, USA. Professor do Departamento deEngenharia Agronômica e do Mestrado em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail:[email protected].** Engenheiro Civil, Engenheira Química, Mestre em Desenvolvimento e MeioAmbiente, CEFET/SE. E-mail: [email protected]*** Engenheiro Florestal, Mestrando em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail: [email protected]**** Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail:[email protected]***** Acadêmico em Engenharia Florestal, UFS. E-mail: [email protected]****** Acadêmico em Engenharia Florestal, UFS. E-mail: [email protected]******* Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agroecossistemas, NEREN/UFS. E-mail:[email protected]

Resumo

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1.IntroduçãoO Baixo São Francisco Sergipano vem enfrentando

as conseqüências de um modelo de desenvolvimentoque, ao longo de décadas, têm comprometido a sus-tentabilidade ambiental e econômica da BaciaHidrográfica do rio São Francisco, demandando me-didas urgentes que promovam a reparação ou mitigaçãodos mais variados impactos ambientais. Os projetos dedesenvolvimento executados, como afirma Casado etal. (2002), muitas vezes não contemplam a conservaçãodos recursos naturais da Bacia nem a efetiva melhoriada qualidade de vida das populações da região.

De acordo com Souza (1998), no Baixo São Fran-cisco sergipano, no seu trecho sedimentar, sãoregistrados impactos relacionados com a construçãode barragens à montante do rio, retirada de grandesvolumes d´água para irrigação, e intensos processoserosivos nas suas margens. Além da ocorrência da ero-são outras alterações também são observadas com bas-tante frequência como a redução da fertilidade do solo,diminuição do teor de matéria orgânica, resultando naperda de área produtiva, da produção e da renda fa-miliar, alterando dessa forma a qualidade de vida dapopulação ribeirinha (HOLANDA, 2002; HOLANDAet al, 2005).

A identificação e avaliação dos problemas ambien-tais necessitam da definição de ferramentasmetodológicas dirigidas para a melhor compreensãodas suas particularidades. Por meio da avaliação emensuração dos impactos é possível reverter os seusefeitos utilizando, para isso, indicadores que levemao seu monitoramento, e que mitigados podem pro-mover a sustentabilidade do sistema, sendo necessá-ria a qualificação e quantificação dos mesmos numaescala temporal-espacial. Camino & Muller (1996) afir-mam que para cada elemento significativo de cada ca-tegoria importante, é necessário escolher descritores eindicadores. Os descritores são características signifi-cativas de um elemento de acordo com os principaisatributos de sustentabilidade de um determinado sis-tema. Para cada descritor deve-se definir um ou váriosindicadores. Os indicadores são uma medida do efei-

to da operação do sistema sobre o descritor. Se hásustentabilidade no sistema, ocorrerá efeito positivosobre o descritor. Se não há sustentabilidade, o efeitoserá negativo.

Este trabalho teve como objetivo a construção eavaliação de matriz de indicadores relacionados à ava-liação da erosão marginal no rio São Francisco, no seubaixo curso.

2. Material e métodosA área estudada está inserida no Baixo curso do

rio São Francisco, que divide os Estados de Sergipe eAlagoas, no trecho compreendido entre o municípiosergipano de Propriá e a foz do rio. No Perímetro Irri-gado Cotinguiba - Pindoba, delimitado pelas longitu-des 36° 44’ 01" Oeste e latitudes 10° 15’ 37" Sul, vemsendo realizado o monitoramento da erosão desde oano de 1998.

Para a realização do presente estudo foi sistemati-zada uma matriz de indicadores orientadaconceitualmente nas dimensões da Pressão-Estado-Resposta (PER), criada pela Organização para Coope-ração e Desenvolvimento Econômico (OCDE), em 1993e adaptada para Pressão-Estado-Impacto/Efeito-Respos-ta pelo Programa das Nações Unidas para o MeioAmbiente (PNUMA-CIAT, 1996).

Para o conhecimento dos fatores de pressão procu-ra-se responder à pergunta “por que ocorre isto?”. APressão é exercida pela atividade humana sobre o meioambiente, em geral denominada causas ou vetores demudanças. As informações referentes ao estado res-pondem à pergunta “o que está ocorrendo com o meioambiente?”, ou seja, o Estado ou condição do meioambiente que resulta das pressões. O Impacto ou Efeitoé aquele produzido pelo estado do meio ambiente so-bre diferentes aspectos, como os ecossistemas, a qua-lidade de vida humana e, a economia local. A Respos-ta é o componente da matriz que corresponde às açõescoletivas ou individuais que aliviam ou previnem osimpactos ambientais negativos, corrigem os danos ao

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meio ambiente, conservam os recursos naturais oucontribuem para a melhoria da qualidade de vida dapopulação ribeirinha. Pode ser preventiva ou paliati-va. Os instrumentos deste componente respondem àpergunta “o que podemos fazer e o que estamos fazen-do agora?”2.1. AVALIAÇÃO DOS INDICADORES

Para alcançar os objetivos propostos neste estudoforam realizadas atividades de campo e laboratoriaispara coleta de dados e análises, a fim de avaliar algunsindicadores para o monitoramento do processo erosivo.

Os ensaios relativos aos atributos do solo foramrealizados no laboratório de mecânica dos solos doDepartamento de Engenharia Civil na UniversidadeFederal de Sergipe, como: caracterização do solo, de-terminação da resistência ao cisalhamento e de erodi-bilidade. Os ensaios de caracterização consistiram emensaios correntes em laboratório referentes à análisegranulométrica, determinação de peso específico, teorde umidade e limites de Attenberg.a) Granulometria

A classificação granulométrica tem como base asdimensões dos grãos ou partículas que constituem osolo. Os diferentes tipos são agrupados de acordo comsua textura, ou seja, o tamanho de suas partículas atra-vés de ensaios de granulometria. Oferece uma infor-mação essencial para a descrição dos solos, principal-mente para solos de textura grosseira, que são as arei-as e os pedregulhos, e, por isso ainda é muito utiliza-da (GEORIO, 2000). A escala granulométrica utilizadafoi a recomendada pela International Society of SoilMechanics and Foundation Engineering (ISSMFE).b) Teor de Umidade

O teor de umidade definido por Caputo (1978) é arelação entre o peso da água e o peso da parte sólida(grãos), contido numa amostra. Para cada amostra foi

determinado um teor de umidade, porém a últimaamostra das camadas mais profundas de cada perfilde solo foram realizadas nas duas determinações parao teor de umidade, devido à proximidade do lençolfreático.c) Índices de Attenberg (LL e IP)

Foram avaliados os índices de consistência, queindicam a influência dos finos argilosos no comporta-mento do solo. Segundo Souza (2000) a consistência éuma análise indireta, baseada no comportamento dosolo na presença de água, ou seja, no seu teor de umi-dade. O solo quando muito úmido se comporta comolíquido, quando perde parte da água fica plástico, equando fica mais seco torna-se mais quebradiço. OLimite de Liquidez (LL) é o teor de umidade do solocom o qual o solo se comporta como líquido. O Limitede Plasticidade (LP) é o menor teor de umidade com oqual o solo se torna quebradiço. O Índice dePlasticidade é determinado pela diferença entre o LL eo LP e indica a faixa de valores em que o solo se apre-senta com comportamento plástico.d) Ensaio de Cisalhamento (Coesão e Ângulo de Atrito)

Foi realizado um Ensaio de Cisalhamento Direto,que é o ensaio de laboratório corrente para a determi-nação da resistência ao cisalhamento. Este ensaio per-mite determinar a Coesão e o Ângulo de atrito do solo.A metodologia aplicada a este ensaio foi a MSL–15 daCESP – Companhia Energética de São Paulo. Vargas(1977) define coesão como a resistência que a fraçãoargilosa empresta ao solo, pela qual ele se torna capazde se manter coeso, em forma de torrões ou blocos.

Ângulo de Atrito é o ângulo de repouso ou ângulode talude natural que Barata (1984) define como o ân-gulo formado entre um plano horizontal e a tangente àsuperfície de ruptura do talude. Os dados de Coesãoe Ângulo de atrito utilizados na análise da estabilida-de dos taludes consideram os valores constantes noQuadro 1, realizadas por Casado (2000), que avaliou amesma seção deste estudo.

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e) Erodibilidade (PD)O ensaio de erodibilidade do solo baseou-se na

perda de massa de um solo por imersão, ou seja, de-terminada na presença de água e realizado por meiodo ensaio de granulometria, usando como defloculanteo hexametafosfato de sódio, o ensaio CRUMB-TEST(HEAD, 1980). Em seguida, executou-se o ensaio degranulometria, sem agitação mecânica e semdefloculante. Obtiveram-se nestas condições duas cur-vas granulométricas. A relação percentual entre a per-centagem em peso dos grãos menores que 0,005 mmdeterminado no ensaio sem defloculante e a percenta-gem em peso dos grãos menores que 0,005 mm deter-minado no ensaio com defloculante, foi consideradacomo porcentagem de dispersão (PD).Os resultadosforam assim interpretados: porcentagem de dispersãoé maior que 50% o solo é considerado altamentedispersivo; porcentagem de dispersão entre 20% e 50%,o solo é considerado moderadamente dispersivo eporcentagem de dispersão menor que 20%, o solo éconsiderado não dispersivo.f) Indicador de Nível de Água

Para o estudo do efeito da dinâmica da superfíciefreática, foram instalados piquetes no rio e Indicado-res de Nível de Água – INA nos taludes, abertos comtrado manual, e introduzido tubos de PVC de 50 mmde diâmetros, fendilhados com serra e envelopadoscom areia grossa. O INA foi instalado de uma formaque os tubos ficassem com a extremidade superior nomesmo nível ou acima da superfície do solo, e a infe-rior abaixo do nível de água do solo. As leituras dosníveis do rio foram realizadas com trena comum a par-tir do topo do piquete. As leituras dos níveis freáticosforam realizadas utilizando-se uma trena graduada comum sonorizador na sua extremidade introduzido no

interior do tubo. O sonorizador, ao entrar em contatocom o nível de água, emitiu um som característico.Nos procedimentos de medida do nível de água, asleituras são relacionadas à cota da boca do tubo, pois,deste modo, ter-se-á, também a cota do nível de águadentro da perfuração, isto é, a cota do nível freático.

O registro periódico das alturas do nível freáticoobjetivou a determinação de suas profundidades. Combase nesses registros, foi possível obter a curva donível freático, as linhas de fluxo das águas subterrâne-as e as profundidades em relação à superfície do soloao nível do rio e ao longo das seções.g) Estabilidade dos Taludes (FS)

A estabilidade dos taludes é definida por meio deum Fator de Segurança (FS), relativo ao equilíbrio demomentos, aplicado usualmente em análise de movi-mentos rotacionais, considerando-se superfície de rup-tura circular. O objetivo foi verificar a condição desegurança do talude na seção estudada. Estudos deestabilidade de encostas envolvem análise paramétricasde taludes, verificando-se a sensibilidade do Fator deSegurança para as variações impostas aos parâmetrosgeométricos e geotécnicos do problema. O método deanálise consistiu em arbitrar uma superfície circular,com raio e centro definidos. A massa de solo foi divi-dida em fatias ao longo de uma superfície potencial deruptura. O Fator de Segurança, assumido como sendoconstante ao longo desta superfície, é resolvido a par-tir da solução de equações satisfazendo o equilíbrioestático de momentos e forças em duas direçõesortogonais entre si. O Fator de Segurança é o resulta-do do quociente entre forças resistentes e forças atu-antes. Trata-se de um método iterativo. Para cada cen-tro varia-se o raio até atingir o menor Fator de Segu-rança. Em seguida adota-se novo centro e repete-setodo o procedimento até se encontrar o menor dos FSmínimos. Este será então o círculo crítico, ou seja, asuperfície crítica que corresponde a um fator de segu-rança mínimo.

Esse procedimento foi repetido 100 vezes para cadaum dos taludes das seções analisadas para daí encon-

Quadro 1. Valores da Coesão e ângulo de atrito adotados naanálise da estabilidade dos taludes.Camada Coesão(Kpa) Ângulode atrito

Seção estudada 1 11,5 21,5Fonte : CASADO (2000)

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trar as 10 superfícies mais críticas e dentre estas deter-minar a que possui o menor fator de segurança FS.

O método empregado na análise de estabilidade dostaludes marginais foi o de Bishop (1955) utilizando oaplicativo XSTABL, o qual possibilita a análise de so-los heterogêneos e com posição variável de nível deágua. Esse aplicativo permite calcular o fator de segu-rança (FS) de uma superfície pré-estabelecida, bemcomo procurar a superfície crítica dentro de uma faixaa ser estudada, determinado pela expressão abaixo.

FS = (1 / ∑ W sem ∝ ) . ∑ [ c.b + (W – u.b) . tg φ ] / m∝Onde, c = coesão do solo;φ = ângulo de atrito do solo;u = pressão neutra

A utilização deste aplicativo teve como finalidadefacilitar o estudo do nível de segurança dos taludesmarginais, uma vez que o cálculo manual dos méto-dos de estabilidade de taludes existentes torna-se com-plexo e lento. Com o aplicativo, pode-se representar osolo com todas as suas características, sem maioresdificuldades e com resultados rápidos, permitindoassim sua análise paramétrica.h) Quantificação da Erosão (volume de terra erodido e

recuo da linha de margem)Na quantificação da erosão tomou-se como base os

levantamentos topográficos cadastrais dos trechoserodidos do Perímetro Irrigado Contiguiba/Pindoba,realizados em dois momentos.

O primeiro levantamento foi realizado pelaCODEVASF em dezembro de 1999. Nesses constamos levantamentos plani-altimétrico das seções dasmargens do rio e o levantamento topobatimétrico docanal do rio em algumas das seções. Essa seção é es-paçada a cada 20 metros delimitando pontos denomi-nados de estacas. Cada levantamento foi dividido emdois trechos. O trecho que se refere ao PerímetroPindoba foi da estaca 0 à estaca 25, tomando-se comoreferencial a estação de bombeamento EB-04. O segun-do levantamento cadastral, realizado neste trabalho,em outubro de 2001, aproveitou-se da mesma geratrizdo primeiro levantamento realizado por Casado (2000),

ou seja, utilizaram-se as mesmas estacas, fazendo co-incidir assim as seções para os dois levantamentos.Neste levantamento consta apenas o levantamentoplani-altimétrico da seção.

Nos levantamentos de campo, foram utilizados osinstrumentos topográficos teodolito e estação total e arepresentação gráfica destes levantamentos foi geradaem ambiente computacional CAD, abreviações daspalavras Computer Aided Design, utilizando oaplicativo AutoCAD da AUTODESK.

O volume de terra erodido foi determinado paracada trecho delimitado entre cada duas seções por meioda formula:

V = A x DV – volume de terra erodido no trechoA – área da seção transversal delimitada pelos doislevantamentosD – distancia entre seções

O recuo da linha de margem foi obtido medindo-sea distância horizontal entre o topo do talude do pri-meiro levantamento e o topo do talude do segundolevantamento.i) Vazão

A variação de vazão ao longo do período estuda-do foi avaliada a partir dos dados disponibilizadospela Companhia Hidroelétrica do São Francisco(CHESF).j) Variação da Cota do Rio

Os dados das cotas do nível d’água foram obtidasna estação fluviométrica da CODEVASF EB-04.k) Alternativas para o Controle da Erosão

Durante as campanhas de campo, ao longo de 10(dez) anos, tem sido observadas e registradas alterna-tivas adotadas pela população local na tentativa desolucionar o problema do avanço da erosão marginalsobre suas terras.

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l) Publicações técnicas e/ou científicasPara este indicador foi efetuada uma pesquisa que

objetivava levantar a produção técnico-cientifica gera-da sobre a problemática da erosão marginal, recupera-ção de mata ciliar, bioengenharia e demais rebatimentosambientais.m) Revitalização do Rio São Francisco, supressão e

recuperação de matas ciliaresOs dados referentes ao projeto de Revitalização do

Rio São Francisco, supressão e recuperação de matasciliares foram obtidos em publicações do Ministériodo Meio Ambiente.

A supressão de mata ciliar dos cursos d’água geramuitos impactos ambientais, buscando a regulariza-ção de recursos hídricos, a conservação de espéciesvegetais e animais, bem como a manutenção da diver-sidade genética nas áreas de influência dos corposd’água.n) Alterações Geomorfológicas

Com base nos indicadores propostos, foram apre-sentados e discutidos os resultados da análise e osmecanismos que interagem no processo de erosão dasmargens do rio São Francisco no trecho correspon-dente ao Perímetro Irrigado Cotinguiba-Pindoba, con-siderando outros atributos físicos dos materiais daseção estudada.3. Resultados e discussão

Sendo o indicador uma estatística ou medição, re-laciona-se com uma condição, mudança de qualidadeou mudança no estado de algo que se pretende avaliarfornecendo informação e descrevendo o estado de umdeterminado fenômeno. O sistema “erosão marginalno Baixo São Francisco” foi estudado com essa finali-dade.

Foram sistematizados indicadores com caráter prá-tico para a identificação dos processos erosivos e a

formulação das políticas para seu controle, observan-do-se que os indicadores, para serem eficientes, de-vem manter características tais como fácil medição, sertangíveis, aplicáveis sobre uma larga faixa de diferen-tes ecossistemas, de fácil coleta de informação e baixocusto, adequados ao sistema sob análise, centrando-se em aspectos práticos e claros, com repetições dasmedições através do tempo. Devem também ser repre-sentativos da sustentabilidade dos sistemas analisa-dos, sensíveis às mudanças do sistema, manifestadapela magnitude dos desvios da tendência e devemanalisar as relações com outros indicadores (CENDERO,1997).

Todos os indicadores foram avaliados com base nasnormas técnicas específicas, contemplando a literatu-ra pertinente ou pela coleta de dados em pesquisa decampo.3.1 INDICADORES DE PRESSÃO

O grupo selecionado de indicadores de pressão éreconhecido como causas ou vetores das mudançasocorridas nesse sistema.a)Variação da Cota

Em termos da capacidade de transmissão de água,as camadas de solo classificam-se, de acordo comCauduro e Dorfman (1988), em permeáveis,semipermeáveis e impermeáveis. Uma camada é con-siderada permeável se sua capacidade de transmitirágua é significativa e sua resistência ao fluxo vertical étão pequena que só as perdas de cargas devidos aofluxo horizontal são levadas em conta; considera-sesemipermeável se sua capacidade de transmitir água érelativamente pequena, devido ao fato de a resistênciaao fluxo horizontal ser muito grande; é consideradaimpermeável quando a resistência à transmissão deágua é tão grande que não existe fluxo horizontal nemvertical.

Com as cotas máximas e mínimas foram realizadasas análises da estabilidade dos taludes, para as duassituações de níveis máximo e mínimo de água, tanto

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no rio quanto no solo, pois elas definem a linha defluxo da água subterrânea que é um dado importantena referida análise. A determinação da amplitude dosníveis é importante porque delimita a faixa de atuaçãodo choque das ondas do rio na interface dos taludes,que é considerado um poderoso agente erosivo na basedo talude.

As cotas máximas e mínimas são definidas pelavazão do Rio São Francisco, no seu Baixo cursosergipano, e controladas pela descarga de água libera-da pelas barragens (Quadro 2). Este é um componentede grande importância na definição do comportamen-to dos taludes marginais, que ora estão menos ou maisexpostos ao processo erosivo. Um melhor entendimen-to desse processo pode ser expresso pela relação entreo nível de água de um rio e a sua descarga líquida(Vazão), que por sua vez é definida pela curva-chave.

Para o estudo da interação das águas superficiais esubterrâneas na interface dos taludes foi realizada ainstrumentação da margem na seção monitorada. Omonitoramento da seção consistiu em duas a três lei-turas diárias dos níveis do rio e dos níveis de águasubterrânea no INA. No total foram realizadas 19 lei-turas.

b) VazãoAs variações de vazão trazem conseqüências para

os processos erosivos marginais, transporte e sedimen-tação. De fato, grandes barras arenosas que normal-mente se encontram depositadas a montante, duranteas cheias, podem ser deslocadas e sedimentadas maisà jusante.

As alterações mais expressivas no rio São Francis-co ocorreram inicialmente por meio da regularizaçãoda vazão promovida a partir da construção da barra-gem de sobradinho, implicando na mudança do nívelde água do rio. Das oscilações percebidas na últimadécada no último trecho regularizado (Barragem deXingó), consideram uma vazão programada de 2.030m3/s, porém, em função da operação das barragens emanos de baixa pluviosidade nas cabeceiras do Rio, essavazão muitas vezes oscila entre 1.000 e 1.800 m3/s nobaixo curso do Rio (Figura 1).

QUADRO 2. Apresentação das cotas máximas, médi-as e mínimas dos níveis de água na seção estudadareferentes ao referencial de nível – RN da CODEVASF.

Seção Nível do Rio (m) Cotas no INA (m)Máx – Mín Média Máx – Mín Média1 2.515 - 1.780 2.085 2.151 – 2.134 2.136

Com as cotas máximas e mínimas foram realizadasas análises da estabilidade dos taludes, para as duassituações de níveis máximo e mínimo de água, tantono rio quanto no solo, pois elas definem a linha defluxo da água subterrânea que é um dado importantena referida análise. A determinação da amplitude dosníveis é importante porque delimita a faixa de atuaçãodo choque das ondas do rio na interface dos taludes,que são consideradas como um poderoso agenteerosivo na sua base.

c) Indicador de nível de água (m)Para um aumento de vazão, que também com-

preende um acréscimo de energia gerada em Xingó,corresponde a uma elevação da cota do rio à jusanteda barragem, ou inversamente, quando há dimi-nuição de vazão. Portanto, as variações da cota dorio na área de estudo estão condicionadas a gera-ção de energia em Xingó. Essas variações de vazãoe de cota do rio interferem sobremaneira nosaqüíferos que, em função da cota do rio, se elevamou rebaixam.

Figura 1. Vazões defluentes em Xingó na década de 1998 a2007.

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Essa pequena diferença de cota entre os níveis dorio pode ser creditada à proximidade da seção estuda-da e à baixa declividade que o rio apresenta no Baixocurso, tão característicos em planícies aluviais ou vár-zeas que circundam as calhas e que funcionam comoreceptores dos sedimentos produzidos à montante,quando os rios transbordavam (TUCCI, 2000). Esta éa faixa de solo onde as ondas do rio entram em cho-que com o talude, provocando o solapamento, desa-gregação e arraste do material de base e ponto de con-fluência ou afloramento do fluxo da água subterrâneana interface do talude entre o rio e o aqüífero. Esseseventos são importantes agentes erosivos para a instabi-lidade dos taludes e conseqüente para erosão marginal.

Embora se tenha tentado estabelecer uma correla-ção entre o nível do rio e o nível de água no solo naSeção estudada (Figura 2), não se observou nenhumarelação entre essas variáveis, uma vez que as cotas donível de água no solo não corresponderam às flutuaçõesda cota do rio, ou seja, permaneceram inalteradas du-rante o período estudado. Isto deixa claro que o solodo material da base do talude na seção estudada, comuma textura predominantemente silte-argilosa, apre-senta-se pouco permeável. Isto contribui para explicarporque o processo erosivo é pouco agressivo nestaseção. Um outro componente importante e contribu-inte para um lento processo erosivo nesta seção, pode

ser a altura do barranco. Os dados levantados concor-dam com Casado (2000), que observou nessa mesmaseção, que as taxas de recuo da margem foram meno-res que os dados de recuo de outras seções no mesmosítio de estudo, sugerindo que as taxas de erosão es-tão relacionadas com a composição granulométrica dascamadas que compõem a face do talude.

A cota média do nível de água no solo para a seçãoestudada foi de 2,136 (Quadro 1) e a amplitude destascotas foi de apenas 0,017m, significando que o nívelde água esteve sempre presente durante o período es-tudado, na profundidade correspondente ao da cama-da 4 constituída por um solo areia fina (Quadro 3).

FIGURA 2. Flutuações dos níveis de água no rio e no INA daseção estudada no período de Janeiro a Fevereiro de 2002.

QUADRO 3. Resumo dos ensaios de caracterização das amostras de solo na seção estudada.

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O fluxo hidráulico na seção estudada e o lençolfreático foram caracterizados estacionários, ou seja, nãohá direção de fluxo evidenciado. Isto é explicado pelahorizontalidade da reta e pelo coeficiente R² =0,022.(Figura 3)

Curso, vários impactos negativos têm sido observa-dos, ocasionando uma gradual degradação do ambi-ente. Dentre esses impactos, pode-se citar: supressãoda vegetação ciliar, perdas consideráveis de terras pro-dutivas, erosão das margens do rio e assoreamento.Estima-se que menos de 5% de cobertura vegetal re-presentada pela mata ciliar pode ser identificada namargem do rio São Francisco, no seu baixo curso.3.2 INDICADORES DE ESTADOa) Alterações geomorfológicas

A erosão das margens do baixo curso do rio SãoFrancisco é uma das manifestações mais visíveis docomplexo reajustamento da morfologia do canal embusca de um novo equilíbrio dinâmico e das altera-ções na dinâmica do sistema fluvial, assumindo pro-porções maiores em dois trechos da margem direita,onde estão localizados os Perímetros IrrigadosCotinguiba-Pindoba e Betume, no Estado de Sergipe.

Uma das principais causas da erosão das margensdo BSF é o fluxo e refluxo entre o aqüífero e a calha dorio durante a oscilação horária dos seus níveis d’água,determinada pelo volume de água liberado pela UsinaHidrelétrica de Xingó, que varia de acordo com a de-manda para geração de energia. Durante o rápido re-baixamento do nível de água do rio, se produz umgrande fluxo subterrâneo na base dos barrancos, reti-rando alguns materiais finos, tornando os taludesmarginais mais suscetíveis a deslizamentos freqüen-tes e ao desmoronamento de suas partes superiores.O material depositado na base do barranco é entãotransportado pelas correntes mais intensas nas curvasdos meandros do talvegue do rio para os bancos desedimentos no meio da calha do rio.

Segundo Fontes (2002), ocorre uma pequena varia-ção sazonal das vazões que se traduzem em variaçõescentimétricas diárias no nível do rio ao longo do ano,que embora estejam muito aquém dos valores anteri-ormente alcançados durante os períodos das enchen-tes, contribuem para o fenômeno da erosão marginal,ao produzir marés artificiais.

A direção do fluxo hidráulico, da terra para o rio,chama a atenção da importância enquanto elementopromotor do desequilíbrio ambiental por meio das suasconseqüências, do abaixamento do nível de água norio, como periodicamente ocorre no Baixo São Fran-cisco, que vem a ser um importante contribuinte parao agravamento do processo erosivo. Ao mesmo tem-po, chama a atenção a contribuição do lençol freáticopara a manutenção de grande parte da vazão do rio.d) Supressão da mata ciliar

A supressão de mata ciliar dos cursos d’água geramuitos impactos ambientais. A recomposição florestaldas matas ciliares antropizadas (submetidas à interven-ção humana) fundamenta-se no emprego do método quevisa assegurar a harmonia e dinâmica de sucessão, con-sequentemente, a perenização do ecossistema. Progra-mas dessa natureza visam garantir a regularização derecursos hídricos, a conservação de espécies vegetais eanimais, bem como a manutenção da diversidade gené-tica nas áreas de influência dos corpos d’água.

Face ao acelerado quadro de desmatamento verifi-cado nas margens do rio São Francisco, no seu Baixo

FIGURA 3. Dados de cotas dos níveis de água do rio, INA,como referência para a indicação da direção de fluxo deágua subterrânea na seção estudada, no período de janeirode 2002 a fevereiro de 2002.

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b) Granulometria, Limite de liquidez e Índice deplasticidadePara a caracterização dos solos na seção estudada,

foram retiradas amostras deformadas dos perfis do solocorrespondendo à localização de INA (Indicador deNível de Água), distante 20,25 m da margem do rio e a2,80 m do topo do talude.

A seção estudada foi composta pelo ponto de cole-ta do INA correspondente. Esse apresentou alta resis-tência à penetração ao trado dificultando a coleta dasamostras. Mesmo assim, foram coletadas 08 (oito)amostras até a profundidade de 5,42 m, ponto ondefoi interceptado o lençol freático. As amostras foramagrupadas em quatro camadas, de acordo com suagranulometria, como apresentadas na Figura 4. Asamostras 64 e 65 compõem a camada 1 de solo silte-argiloso. A camada 2 é composta pelas amostras 66 à69, apresentando-se como uma areia fina com peque-na presença de silte nas amostras 68 e 69. A camada 3inclui apenas a amostra 70, que configura um solosilte argilo-arenoso. A camada 4 é constituída por areiafina saturada (Figura 4). Como a classe de soloidentificada foi o NEOSSOLO FLÚVICO, é entendidoque o mesmo é composto por camadas e não por hori-zontes.

sivamente arenosos, ou mesmo argilosos, comuns emvárzeas quaternárias de granulometria distintas, devi-dos a diversas épocas e diferentes regimes de deposi-ção (SOUZA, 2000).

Face à baixíssima coesão apresentada por todas asamostras de solos nas camadas avaliadas, explicadapelo altíssimo percentual de areias na sua composiçãogranulométrica, foi constatado a presença de um solonão plástico e não líquido. Por ser esta uma análiseindireta, baseada no comportamento do solo na pre-sença de água, alguns valores encontrados para osíndices de plasticidade (IP) foram de IP = 9% para aprimeira amostra de IP = 12% para a segunda amos-tra. Os valores para os limites de liquidez (LL) foramde LL = 26 % para a amostra 03B e LL = 34% para aamostra 34. As demais amostras como mencionado,apresentaram uma condição de não liquidez (NL) e denão plasticidade (NP).c) Teor de Umidade

A extração das amostras para determinação do teorde umidade ocorreu no momento da instalação dosINAs. Excepcionalmente, as camadas mais superfici-ais, nas profundidades que variam entre 0 (zero) m a1,65 m, apresentaram em sua composição umpercentual significativo de argila, caracterizando-se pelapresença de propriedades coesivas. Os teores de umi-dade nessas camadas se mostraram mais elevados quenas camadas inferiores, constituídas basicamente porareia fina, o que significa que possuem alta capacida-de de retenção de água, possivelmente pela grandequantidade de microporos, indicando baixa capacida-de de infiltração.

Outro INA monitorado, (Quadro 1) o solo mostrou-se mais heterogêneo e com camadas intercaladas. Nacamada 1, com solo silte argiloso com o acréscimo deareia na amostra, os teores de umidade variaram de12,17% a 21,18%. No entanto, a camada 2, com 3,8mde profundidade, apresentou resultados inferiores. Acamada 3, com 4m de profundidade, por sua vez porse constituir de um solo argiloso-arenoso apresentouuma melhor condição de armazenamento de água com

A constituição granulométrica de solos formadospelo carreamento de água depende da velocidade daságuas no momento da deposição. Existem solos dealuviões (NEOSSOLOS FLÚVICOS) quase que exclu-

FIGURA 4. Composição granulométrica do solo na área demonitoramento do INA na seção estudada.

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umidade em torno de 28,84%, com sutil diferençaquando comparada com a camada 2. Na camada 4 fo-ram determinadas dois teores de umidade (8,35% e17,06%) para um solo constituído por areia fina. Operfil de umidade do solo da Seção estudada é apre-sentada na Figura 5.

tibilidade do solo ao processo erosivo, é importanteconhecer a facilidade com que os torrões se dispersamem água pura, sem dispersantes. Um solo com essafacilidade é erodido muito rapidamente pela água, for-mando nos taludes profundas voçorocas. Shepard(1972) propôs um índice de dispersão que quantificaesta qualidade, utilizando o método ao qual denomi-nou de CRUMB TEST. Este ensaio é aplicado em so-los com grãos inferiores a 0,005 mm. Os índices dedispersão são interpretados de acordo com a classifi-cação apresentada no Quadro 4.

As duas amostras mais superficiais são as que pos-suem os maiores percentuais de silte e argila. Os teo-res de umidade, excetuando-se as camadas superfici-ais, decrescem com a profundidade e aumentam namedida em que se aproximam do lençol freático.

As argilas se diferenciam das areias pela sua baixapermeabilidade e alta resistência ao cisalhamento (co-esão). A resistência ao cisalhamento das argilas, assimcomo a das areias, dependem primordialmente do atritoentre as partículas e das tensões efetivas que por suavez depende do teor de umidade. Em grande parte aconsistência é determinada pelo seu teor de argila. Osíndices de consistência indicam a posição relativa daumidade aos limites de mudança de estado. O estadodas argilas pode ser expresso pelo índice de vazios eeste depende diretamente da umidade, então, o esta-do em que a argila se encontra costuma ser expressopelo teor de umidade.d) Porcentagem de dispersão

Salas e Alapanes (1975) comentam que para a de-terminação da erodibilidade de um solo, ou a suscep-

FIGURA 5. Perfil de umidade nas amostras de solo no INAnº 1 da seção estudada desde a superfície até a profundidadede 5,42m.

QUADRO 4. Classificação do solo quanto a erodibilidadepelo ensaio de Dispersão – CRUMB TEST.DispersãoPorcentagem de Dispersão Erodibilidade

> 50 % Altamente dispersivo20 % a 50 % Moderado dispersivo

< 20 % Baixo dispersivoFonte: SHERARD (1972).

Uma das seções estudadas apresentou 03 amostrascom diferenciadas erodibilidades. A amostra 64 combaixa erodibilidade; a amostra 65 com alta erodibilida-de e a amostra 70 com moderada erodibilidade, ouseja, com variados índices de dispersão.

Quando avaliado isoladamente, o parâmetro erodi-bilidade, pode passar uma idéia de relativa resistênciaao processo erosivo. No entanto, outros componentestambém podem se manifestar de forma mais contun-dente e assim, esta “moderada” ou até mesmo “baixa”dispersão se tornar um fator secundário, como deter-minante da estabilidade do talude e conseqüente ero-são na margem do rio.e) Ângulo de atrito e Coesão do solo

Souza (2000) constatou que o ângulo de atrito dasargilas é variável conforme a constituição da argila, masobserva-se que, em geral, ele é maior quanto mais argilo-so é o solo. Em tempo, ângulo de atrito é o ângulo derepouso ou ângulo de talude natural, ou como definidopor Barata (1984), o angulo formado entre um plano ho-rizontal e a tangente à superfície de ruptura do talude.

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Uma das seções estudadas apresentou um grandenúmero de camadas com propriedades coesivas, emum total de 03 amostras, demonstrando uma possívelmaior resistência ao processo erosivo, em função deuma melhor coesão. Obviamente outros fatores asso-ciados são conjuntamente responsáveis pela maior oumenor erodibilidade destes taludes. No entanto, valelembrar que um menor número de camadas de solo,traduzido em uma menor altura de barranco, cria umapossibilidade de ocorrência de camadas degranulometria mais grosseira, por sua vez, mais sus-ceptíveis aos processos erosivos.

As areias com 20, 30 ou 40% de componentestexturais mais finos têm o comportamento mais seme-lhante ao das argilas. A resistência das areias purasou com teor de finos inferior a 12% tem o seu compor-tamento determinado pelo contato entre os grãos. Quan-to mais bem distribuídos granulometricamente, me-lhor o entrosamento entre as partículas e maior o ân-gulo de atrito. Maiores valores de ângulos de atritoorientam para uma melhor estabilidade do talude. Asareias predominantemente finas tendem a ser mal gra-duadas e por isso pouco contribuem no entrosamentoe, conseqüentemente, o ângulo do atrito é menor. Otamanho dos grãos pouco influencia na resistência daareia, cuja coesão é admitida como nula.3.3 INDICADORES DE IMPACTO/EFEITO (I/E)a) Volume erodido e Recuo de linha de margem

O volume de terra erodido numa das seções estu-dadas foi de 281,20 m3. O recuo correspondente naseção foi de 14,67 m. A suavização do talude paraposterior enrocamento pode ter promovido uma even-tual desaceleração no processo erosivo nesta seção,uma vez que o talude ganhou uma nova feição, dimi-nuindo a possibilidade, mesmo que eventual, de no-vos desmoronamentos e, conseqüentemente, levandoa apresentação de um volume de terra menor do que oesperado, sem tais alterações (Figura 6).

Na seção estudada, o material erodido apresentauma peculiaridade de avanço da erosão sobre a mar-gem, possivelmente resultante do aprofundamento docanal e na aproximação do mesmo à esta margem. Nes-tes pontos em que o fluxo principal do canal fica maisaderente à margem, a velocidade da corrente aumentasubstancialmente, causando inclusive turbulência nofluxo, o que provoca o aumento do seu poder erosivo.b)Fator de Segurança (FS)

As características dos materiais das camadas dosolo envolvidos na ruptura

são normalmente caracterizadas pela sua resistên-cia ao cisalhamento de Mohr-Coulomb. Esta é usual-mente expressa em termos de parâmetros efetivos (co-esão e ângulo de atrito), que explicam os fatores desegurança (FS) na estabilidade e plano deescorregamento dos taludes (Quadro 5).

FIGURA 6. Representação esquemática da superfície crítica e alterações no perfil de um talude estudado.

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3.4 INDICADORES DE RESPOSTA (R)a) Práticas de controle de erosão

Muitas são alternativas adotadas pela populaçãoou órgãos governamentais ou não, buscando controlaro avanço da erosão marginal. Entre os métodos adotadospela população ribeirinha se destacam o uso de pa-lhas de coqueiro, pneus velhos, sacos de areia, man-tas de tecidos, troncos de árvores, fragmentos de te-lhas e tijolos de barro, dentre outros. Mesmo tendociência que tais medidas não tem caráter científico -portanto não existe um planejamento para suas im-plantações, nem sustentação teórica - é importante res-saltar que se tratam de medidas que mostram a preo-cupação dessas comunidades com o acelerado proces-so de erosão das margens e degradação do rio, nãopodendo, no entanto, ser desconsideradas.

Como medida mitigadora, desde a década de 80, oenrocamento com pedras vem sendo adotado, nas mar-gens do rio São Francisco, nos pontos em que estáhavendo perda de área na margem, caracterizada comouma medida emergencial para a contenção da erosãonos taludes do rio.

Entre as atuais técnicas utilizadas, experimental-mente, no Baixo São Francisco para o controle dosprocessos erosivos, está a bioengenharia de solos. Estatécnica consiste no uso de elementos biologicamenteativos em obras de estabilização do solo e sedimentos.Esses elementos podem ser vegetação, conjugados a

elementos inertes como: rochas, concreto, madeira,ligas metálicas, polímeros naturais e sintéticos,biotêxteis dentre outros.b) Revitalização e Recuperação de mata ciliar

O plantio de 30 milhões de mudas de árvores é umdos principais projetos de revitalização do rio. Atual-mente, o programa conta com 4 milhões de mudas, den-tro da meta de recuperar mais de 30 mil hectares porano. O Governo Federal tem investido recursos na cria-ção de 15 centros de referência de recuperação florestal –quatro deles já estão iniciando suas atividades, nas cida-des de Paracatu (MG), Petrolina (PE), Lavras (MG) eAracaju (SE). O Programa de Revitalização começou hádois anos e tem prazo de 20 anos para ser concluído.c) Publicações técnicas e científicas

O Grupo de Pesquisa em Gestão Hidroambientaldo Baixo São Francisco, cadastrado no CNPq (Casa-do, 2000; Casado et al., 2002; Santos, 2001; Fontes,2002; Santos, 2002; Holanda et al., 2005; Bandeira,2005 e Ismerim, 2005), tem, ao longo de 10 (dez) anos,realizado detalhado diagnóstico, monitoramentos, apartir de ensaios experimentais em campo e laborató-rio, que tem resultado na formação de um banco dedados detalhado sobre a dinâmica hidroambiental doRio São Francisco no seu baixo curso, envolvendoaspectos geológicos, geomorfológicos, geotécnicos,pedológicos, biológicos e de conservação de água esolos, assim como estudos para a mitigação dos pro-blemas como a erosão e suas conseqüências.3.5. A MATRIZ DE INDICADORES

O sistema da degradação ambiental, causada pelaerosão marginal no Baixo São Francisco, permitiu adisponibilização de indicadores ambientais importan-tes para a compreensão e monitoramento do grandeproblema ambiental que é a erosão das margens do Bai-xo São Francisco (Tabela 1). Foi possível avaliar as mo-dificações nas características do sistema, favorecendo ainter-relação com outros indicadores, compreendendoaspectos das dimensões ambiental, econômica e social.

QUADRO 5. Classificação dos taludes nas seções A, B e Cquanto a estabilidade.Seção Cota do NA FS EstabilidadeMáx Mín

A(Antes do 3.535 0.453 Instávelretaludamento) 2.315 0.473A(Após o 3.535 1.256 Estávelretaludamento) 2.315 1.306

B 2.957 0.660 Instável2.377 0.667C 2.151 0.975 Instável2.134

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4. Conclusões1. Os dados apresentados pelos indicadores pro-

postos orientam para o adequado e necessáriomonitoramento dos processos erosivos nasmargens do baixo curso do Rio São Francisco;

2. A integração das informações produzidas pelasvariáveis hidrológicas, hidrogeológicas, geomor-

Tabela 1. Matriz de indicadores para o sistema erosão marginal em cursos d’água no Baixo São Francisco. Pressão/Estado/Impacto/Efeito/Resposta – (PEI/ER).

Indicadoresde Pressão (P)• Variação da cota do rio(m)• Vazão (m3/s)• Indicador de nível deágua (m)• Supressão da mata ciliar(ha)

Indicadoresde Estado (E)• Alterações geomorfológi-cas (nº)• Granulometria (%)• Teor de Umidade (%)• Limite de liquidez (LL)• Índice de plasticidade(IL)• Porcentagem de disper-são (%)• Coesão do solo• Ângulo de atrito (º) Fatorde Segurança (FS)

Indicadores de Impacto/Efeito (I/E)• Volume erodido (m3)• Recuo de linha demargem (m)• Fator de Segurança (FS)

Indicadores deResposta (R)• Práticas de controle daerosão (nº)• Revitalização do Rio SãoFrancisco (R$)• Recuperação de matasciliares (ha)• Publicações técnicas e/oucientíficas (nº)

fológicas, geotécnicas e pedológicas permitemuma avaliação mais qualificada dos processoserosivos marginais;

3. Os indicadores de pressão, estado,impacto\efeito e resposta propiciam uma com-preensão lógica, a partir de relações de causa eefeito, da problemática da erosão do Baixo SãoFrancisco.

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