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Perda de Solo – Equação
Universal
Disciplina: Manejo de Solos - 6340
Curso: Engenharia Agronômica – 6º período
Professor: João Eduardo Ribeiro da Silva
Centro Universitário do Triângulo Introdução
• A erosão do solo tem duas causas principais: aágua e o vento
• Em regiões úmidas, a água é o fator maisimportante na erosão
Introdução
• Erosão: a energia da gota de água desloca apartícula de solo, havendo transporte edeposição.
Fonte: Dane County, USA, 2003 – Chapter 2 – Erosion Control
Introdução
• Nos Estados Unidos a média de erosão é de 14ton/ha/ano, sendo:
– 8 ton/ha/ano devido a água
– 6 ton ton/ha/ano devido ao vento
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Introdução
• Admite-se como tolerável o limite de 12,5ton/ha/ano
• No Brasil, a média é de 25 ton/ha/ano
Introdução
• Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa(2015)
Introdução
• Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa(2015)
– 33% dos solos do mundo estão degradados
Introdução
• Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa(2015)
– Erosão elimina 40 bilhões de toneladas de solopor ano no Mundo.
– Perda de área até 2050 seria do tamanho da áreaagrícola da Índia.
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Introdução
• Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa(2015)
– Erosão elimina 40 bilhões de toneladas de solopor ano no Mundo.
– Perda de área até 2050 seria do tamanho da áreaagrícola da Índia.
Introdução
• Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa(2015). Perda de produtividade:
– 7,6 milhões de toneladas de cereais por ano
– Até 2050, perdas de 253 milhões de toneladas decereais
Introdução
• Consequências da perda de solo:
– Perda de nutrientes
– Maior gasto com fertilizantes
– Menor infiltração de água
– Menor retenção de água
– Perda total da área produtiva
Introdução
Fonte: IPT – São Paulo
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Introdução
Fonte: IPT – São Paulo
Introdução
Fonte: IPT – São Paulo
Introdução
• Cerca de 50% dos solos latino-americanosestão sofrendo algum tipo de degradação.
• No Brasil, os principais problemasencontrados são erosão, perda de carbonoorgânico, e desequilíbrio de nutrientes
Introdução
• Até 2030 será necessário aumentar aprodutividade mundial de alimentos em 60%
para suprir a população que somará 8,5
bilhões de pessoas. (FAO, 2015).
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Introdução
Fonte: Dane County, USA, 2003 – Chapter 2 – Erosion controle
Introdução
Fonte: Google Imagens
Hydroseeding
Introdução
Fonte: Google Imagens
Hydroseeding
Introdução
Fonte: Google Imagens
Hydroseeding
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Introdução
Fonte: Google Imagens
Hydroseeding
Introdução
• No processo de erosão é importante aequação universal de perda de solo chamadade RUSLE (Universal Soil Loss Equation)
• O maior propósito da Equação RUSLE é servircomo guia sistemático no planejamento daconservação do solo
Equação Universal de Perda de Solo
(EUPS), ou Universal Soil Loss
Equation (RUSLE)
• O modelo mais conhecido para estimar aperda do solo pela erosão hídrica é o RUSLE,que foi desenvolvido por Wischmeier e Smithem 1965
Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), ou
Universal Soil Loss Equation (RUSLE)
• O modelo prevê a quantidade de solo perdida (ton/ha/ano), com base emcinco parâmetros:
A= R. K. L S. C . P
• Sendo:– A= perda anual de solo do solo (ton/ha/ano) devido ao escoamento
superficial;– R= fator de erosividade da chuva (mm/h)– K= fator de erodibilidade do solo, que varia de 0,03 a 0,79 ton/MJ/ha/(mm/h)– LS= fator de declividade e comprimento de encosta (adimensional)– C= fator de prática de cultura, variando de 0,001 a 1,0 (adimensional)– P= fator de prática de cultura contra erosão, que varia de 0,3 a 1,0
(adimensional)
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Fator de Erosividade R
• O fator de erosividade da chuva R é um índicenúmero que representa o potencial de chuvae enxurrada para provocar erosão em umaárea sem proteção.
Fator de Erosividade R
• A perda de solo provocada por chuvas numaárea cultivada é diretamente proporcional aoproduto da energia cinética da chuva pela suaintensidade máxima em 30 minutos.
Fator de Erosividade R
• Esse produto é denominado de índice de erosão(EI30)
(EI)= 6,886 x (Pm2/P) 0,85
– Sendo:
– P = precipitação média anual (mm)
– Pm = precipitação média mensal (mm)
– (EI) = média mensal do índice de erosão emMJ.mm/h.ha
– R = Σ(EI) – Fator de Erosividade
Fator de Erosividade R
• A média dos valores anuais de EI30 de um longoperíodo de tempo (mais de vinte anos) é o valor dofator de erosividade da chuva R.
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Fator de Erosividade R
• Média mensal de energia de erosão (EI) dacidade de São Paulo • A erosividade das chuvas também exerce diferentes
influências na tendência dos solos de sofrerem erosão
As chuvas tambémsão mais erosivas nosmeses de Outubro aJaneiro
Fator de Erosividade R
Fator de Erosividade R Fator de Erosividade R
• Mello et al. (2007)
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Fator de Erodibilidade do Solo K
• O fator de erodibilidade do solo K é a taxa de perdado solo por unidade de erosividade da chuva(MJ.mm/h.ha) para um local de referência,correspondente a um determinado solo e a uma áreade encosta de comprimento igual a 22,1 m e decliveuniforme de 9%
Fator de Erodibilidade do Solo K
Declive = 9%
Sedimentos
CHUVA
Fator de Erodibilidade do Solo K
• K= fator de erodibilidade do solo (ton/MJ)/(mm/h).
• É necessário a porcentagem de areia, de silte e dematéria orgânica para se achar o valor deerodibilidade K.
Fator de Erodibilidade do Solo K
• K= fator de erodibilidade do solo (ton/MJ)/(mm/h).
• É necessário a porcentagem de areia, de silte e dematéria orgânica para se achar o valor deerodibilidade K.
• Há vários métodos para se achar o valor de K
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Fator de erodibilidade K do solo
Fonte: Wanielista (1978)
Valores de K de acordo com o tipo de
solo
Triângulo de textura do solo
Fonte: USDA
Fator de Erodibilidade do Solo K
• O valor de K representa a susceptibilidade do solo aerosão e a quantidade de runoff.
• A textura do solo, a matéria orgânica, a estrutura e apermeabilidade determinam a erodibilidade de umsolo em particular.
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Fator de Erodibilidade do Solo K
• O valor de K representa a susceptibilidade do solo aerosão e a quantidade de runoff.
• A textura do solo, a matéria orgânica, a estrutura e apermeabilidade determinam a erodibilidade de umsolo em particular.
Fator topográfico LS
• O fator topográfico (LS) combina dois fatores: L função do comprimento da rampa e S função da declividade média.
– O produto (LS) é fornecido pela Equação de Bertoni:
LS= 0,00984 . S 1,18. Lx 0,63
– Sendo:
– (LS)= fator topográfico
– S= declividade média da encosta (%), sendo: S ≤ 35%
– Lx= comprimento da rampa (m) sendo: 10m ≤ L ≤ 180m
Fator topográfico LS
Obs.: Não há precisão nos cálculos quando a rampa
tiver mais que 180 m ou quando a declividade da
rampa for maior que 35%.
Fator topográfico LS
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Fator topográfico LS Fator topográfico LS
Fator topográfico LS Fator topográfico LS
• Como achar a declividade da encosta, em % ???
Desnível (m)
Declividade (%) = Desnível
Distância
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Fator de práticas de cultura C
• Quando foi feito o RUSLE foi somente para culturasde plantações. Depois foi expandido para outrasáreas como de mineração.
Fator de práticas de cultura C
• O solo gramado apresenta valor da C da prática decultura de 0,001, que é um valor baixo o que mostraque os gramados funcionam muito bem contra aerosão dos solos.
Fator de prática contra erosão P
• As práticas de conservação do solo podem reduzirenormemente a perdas do solo: técnicas deterraceamento, faixas de contorno niveladas ecordões de vegetação permanente devem serutilizados no manejo dos solo sujeitos a forteserosões.
Fator de prática contra erosão P
Valores de P para alguns tipos de manejo de solos
Fator P de práticas contra erosão
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Considerações sobre a EUPS
• Ela prevê uma média de perda de solo
• Não calcula a deposição de sedimentos, mas avalia opotencial de perda de solo de uma área ou bacia
• A erosão é devida a energia da chuva e não se aplicaà erosão nas voçorocas
• São necessários no mínimo 20 anos de dados dechuvas
Exercício Proposto
• Calcular a perda anual de solo de uma área urbana com 32 ha.
• A área alta tem comprimento da encosta de L = 400 m edeclividade média de S = 3%.
• O fator de erosividade das chuvas da região, que fica naRegião Metropolitana de São Paulo, conforme mapa deisoerosividade, é de R = 675 (MJ.mm)/(ha.h).
• O fator de erodibilidade K do solo, tabelado, para areia finacom 4% de matéria orgânica é de K= 0,37(ton.ha.h)/(ha.MJ.mm).
• O fator de prática de cultura, tabelado, para áreas urbanas é C= 0,01.
• O fator de manejo contra a erosão, tabelado, para áreasurbanas é P = 1,00.
Exercício PropostoFator de Erodibilidade do solo K
Exercício Proposto
Fator de práticas de cultura C
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Exercício Proposto
Fator de práticas contra a erosão P
Resolução do Exercício
• O produto LS da urbana em São Paulo é:
• L.S= 0,00984 . S1,18. Lx 0,63
• L.S= 0,00984 x 31,18. 4000,63
• LS= 1,57
• Substituindo os valores na Equação da RUSLE temos:
• Psolo= R. K. (L .S). C . P • Psolo= 675 x 0,37 x (1,57) x 0,01 x 1,0 = 3,92 ton/ha/ano• Psolo= 3,92 tonelada por ano/ha
• Perda de solo anual da área urbana será: • Perda anual = 3,92 ton/ha/ano x 32 ha= 125,44 ton/ano