Fatores condicionantes da erosão hídrica

Segundo Guerra (1998 apud Viero, 2004), grande parte dos estudos de erosão dos solos é oriunda de trabalhos empíricos que coletam dados de perda de solos e agentes controladores a partir dos quais são determinadas correlações estatísticas. Em função disso, uma grande quantidade de variáveis é apontada como significativa para explicar e predizer a erosão.

Os principais condicionantes da erosão compreendem fatores naturais (clima, relevo, geologia, solos e vegetação) e fatores antrópicos abordados sucintamente nas próximas seções.

2.2.2.1 Clima

O clima é um importante fator controlador do desenvolvimento de processos erosivos, atuando na desagregação da rocha e formação do solo. De acordo com Salomão e Antunes (1998) os aspectos climáticos mais importantes no desenvolvimento pedogenético são representados pela temperatura e precipitação pluviométrica.

Locais de climas úmidos, tropical quente e temperado, com inverno seco e verão chuvoso, são mais propícios de serem afetados pelos processos erosivos. A temperatura é muito

influenciada pela insolação e ambas provocam dilatações e contrações sucessivas que enfraquecem o solo, facilitando a remoção de partículas (GOMES, 2001).

O volume e velocidade das enxurradas dependem da intensidade, duração e frequência da chuva, sendo a intensidade o fator pluviométrico mais importante. Quanto maior a intensidade, maior as perdas por erosão; as chuvas torrenciais ou pancadas de chuvas intensas como trombas d’ água, constituem a forma mais agressiva de impacto da água no solo e durante estes eventos a aceleração da erosão é máxima (DAEE/IPT, 1990). A frequência é outro fator relevante nas taxas de perda do solo. Um intervalo menor entre as precipitações aumenta a umidade do solo, portanto ele perde sua capacidade de infiltração e armazenamento de água que começa a escoar, e dependendo das características do solo haverá maior ou menor perda deste. Em longos períodos sem chuva, a vegetação sofre por falta de umidade, reduzindo a proteção natural do solo e assim, a perda de solo pelo impacto das gotas de chuva é elevada (SANT’ANA, 2012).

2.2.2.2 Relevo

A declividade do terreno, as formas de relevo, a regularidade e extensão do declive são fatores naturais que atuam na determinação da velocidade dos processos erosivos. De acordo com Ayres (1936 apud Rotta, 2012), quanto maior a declividade do terreno, maior será a velocidade do escoamento e haverá menos tempo para a absorção da água pelo solo. A quantidade, ou volume do escoamento também tem grande influência na erosão, sendo determinado em função do tamanho e formato da contribuição, de modo que o comprimento de uma encosta é mais importante do que sua largura.

Quanto ao formato das encostas, o modelo proposto por Coutinho (2014), a partir de Dikau (1990), combina as classes de curvaturas horizontais (convergente, planar ou divergente) com as verticais (côncavos, retilíneos ou convexos), conforme a Figura 2.8.

XuJiongxin (1996 apud Rotta, 2012) afirma que, no que se diz respeito às encostas convexas no comprimento, a probabilidade do sedimento proveniente do topo da encosta se depositar é muito baixa, enquanto que a intensidade da erosão é mais acentuada. Por outro lado, nas encostas côncavas, devido ao declínio de velocidade do escoamento, a infiltração e a deposição de sedimentos já é maior. Quanto às características de largura das encostas, nas côncavas ocorre a concentração do escoamento, enquanto que nas convexas ocorre a dispersão, o que afeta a forma de ocorrência de erosão em cada caso. Quando o escoamento é concentrado,

voçorocas podem se desenvolver mais facilmente, enquanto que no caso do escoamento divergente, as erosões laminar e linear por sulcos são dominantes.

Em suma, as características relativas à declividade, comprimento e forma das encostas atuam em conjunto entre si e com outros fatores relativos à erosividade da chuva, bem como às propriedades do solo, promovendo maior ou menor resistência à erosão (GUERRA, 1998 apud ROTTA, 2012).

Figura 2.8 – Combinação das classes de curvatura vertical e horizontal

Fonte: Coutinho (2014) a partir de Dikau (1990).

2.2.2.3 Geologia e propriedades dos solos

É importante caracterizar o substrato rochoso, pois este determina as características dos solos que se formam a partir dele. As propriedades litológicas do substrato relacionadas à intensidade do intemperismo e à natureza da alteração e grau de fraturamento condicionam a suscetibilidade do material à erosão, propriedade chamada de erodibilidade (INFANTI JR. & FORNASARI FILHO, 1998).

Autores como Fendrich et al. (1991 apud Sant’ Ana, 2012) são específicos na descrição das características do solo condicionantes ao processo erosivo como sua textura, estrutura, estratificação, permeabilidade, teor de umidade e sua composição.

A textura do solo, ou seja, a distribuição do tamanho das partículas, influi na capacidade de infiltração e absorção de água, interferindo na energia das enxurradas e na coesão das partículas. A Sociedade Brasileira de Ciência do Solo define quatro classes de partículas menores do que 2 mm, utilizadas para a definição da textura dos solos (SANT’ ANA, 2012):

 Areia grossa: 2 a 0,2 mm de diâmetro;  Areia fina: 0,2 a 0,05 mm de diâmetro;  Silte: 0,05 a 0,002 mm de diâmetro;  Argila: menor que 0,002 mm de diâmetro.

Neste sentido, Toy et al. (2002 apud Rotta, 2012) afirmam que solos ricos em argila são mais resistentes à ação erosiva da chuva, devido à maior dificuldade de destacamento das partículas, enquanto que os solos com grandes quantidades de areia são menos. Por outro lado, os solos ricos em areias produzem menos sedimentos, pois o escoamento é minimizado pela infiltração, embora, possa ter suas partículas facilmente destacadas e transportadas por um escoamento não muito intenso. Os solos de textura média, especialmente ricos em silte, são os mais erodíveis, pois tentem a produzir escoamentos intensos já que suas partículas são facilmente desagregadas e transportadas.

Para Lal (1990 apud Rotta, 2012), a estrutura do solo é definida de acordo com o arranjo geomecânico de partículas sob a forma de agregado, de forma que os maiores são mais resistentes à erosão. Sant’Ana (2012) ressalta que a estrutura do solo envolve características como a ligação entre suas partículas, a resistência à dispersão pela água e sua associação à textura do solo define a porosidade, cuja propriedade influi na permeabilidade e na capacidade de armazenamento de água. Um solo muito argiloso e de estrutura laminar, por exemplo, favorece o escoamento superficial por ser pouco permeável, apresentando predomínio de microporos direcionados horizontalmente. Entretanto, esta característica pode ser atenuada pela presença de vegetação que, além de funcionar como obstáculo ao escoamento superficial reduzindo a sua velocidade, é fonte de matéria orgânica para o solo.

A Tabela 2.8 apresenta a maior e menor suscetibilidade à erosão de acordo com o tipo de solo segundo Lloppis Trilho (1999).

Para Bertoni & Lombardi Neto (1999) a quantidade de matéria orgânica é importante no controle da erosão, pois está ligada à estabilidade dos agregados auxiliando-os a agregar as frações de silte, areia e argila. Ainda, a matéria orgânica tem a capacidade de reter duas a três vezes o seu peso em água, aumentando a infiltração e diminuindo a erosão.

Tabela 2.8 – Suscetibilidade à erosão de acordo com o tipo de solo

SÍMBOLO DESCRIÇÃO DO SOLO ERODIBILIDADE

GW Pedregulho e mistura de pedregulho e areia, bem graduados, com pouco ou

sem finos. Menos erodível

GP Pedregulhoso e mistura de pedregulho e areia, mal graduados, com poucos ou sem finos.

SW Areias e areias pedregulhosas, bem graduadas, com poucos ou sem finos. GM Cascalho siltoso, misturas de cascalho, areia e silte.

CH Argilas inorgânicas de plasticidade elevada, argilas gordas.

CL Argilas inorgânicas de plasticidade baixa ou média, argilas pedregulhosas, argilas arenosas, argilas siltosas, argilas magras.

OL Siltes orgânicos, siltes e argilas orgânicas de plasticidade baixa. MH Siltes inorgânicos, solos arenosos finos ou siltosos micáceos e

diatomáceos, solos elásticos. SC Areias argilosas

SM Areias siltosas

ML Siltes inorgânicos e areias muito finas, pó-de-pedra, areias finas siltosas ou

argilosas e siltes argilosos pouco plásticos. Mais erodível Fonte: Lloppis Trilho (1999 apud Brasil, 2010).

2.2.2.4 Cobertura vegetal

A cobertura vegetal é a defesa natural de um terreno contra a erosão e entre seus principais efeitos, destacam-se (VIERO, 2004):

 Proteção contra o impacto direto das gotas da chuva através das folhagens e arbustos;  Dispersão e quebra da energia do escoamento superficial;

 Aumento da infiltração pela produção de poros no solo por ação das raízes;

 Aumento da capacidade de retenção de água pela estruturação do solo e por efeito da produção e incorporação da matéria orgânica.

A densidade da cobertura vegetal, segundo Guerra (1998 apud Viero, 2004), é fator importante no escoamento superficial e na perda de solo, enquanto o tipo de cobertura e a sua porcentagem podem reduzir os efeitos dos fatores erosivos naturais. Em uma área com alta densidade de cobertura vegetal, o escoamento superficial e a erosão ocorrem em taxas baixas, especialmente se houver uma cobertura de serrapilheira no solo, que intercepta as gotas de chuva que caem através dos galhos e folhas. Já, em áreas parcialmente cobertas pela vegetação, o escoamento e a perda de solo podem aumentar rapidamente, como geralmente ocorre em áreas semiáridas, agrícolas e de pastoreio, e onde os solos apresentam menos de 70% de cobertura vegetal.

Neste contexto, a vegetação desempenha um papel importante promovendo uma distribuição mais difusa da água de escoamento pluvial, dificultando o processo erosivo (SOUZA, 2001 apud ROTTA, 2012).

2.2.2.5 Fatores antrópicos

A ocupação antrópica, através do desmatamento e cultivo do solo, da construção de estradas, criação e expansão de núcleos urbanos, sobretudo quando de modo inadequado, constitui o fator decisivo da origem e aceleração dos processos erosivos (VIERO, 2004).

De acordo com Nunes e Cassol (2008 apud Sant’Ana, 2012), em áreas rurais os solos são mais vulneráveis à erosão quando:

 É retirada a cobertura vegetal;

 A agricultura é praticada de forma incorreta (preparo e o plantio são realizados em regiões de relevo acidentado e queima dos restos de culturas);

 O solo sofre compactação pelo pisoteio do gado e excessivo movimento de máquinas e implementos agrícolas;

 Ocorrem abertura de valas perpendiculares às curvas de nível;

 Abertura de estradas vicinais sem os devidos cuidados com a rede de drenagem. Em áreas urbanas, a aceleração da erosão ocorre pela intervenção humana, principalmente relacionada às obras de engenharia, como (SANT’ANA, 2012):

 Exposição de taludes de corte em rodovias e barragens não protegidos;  Exploração de áreas para retirada de materiais de empréstimo;

 Execução de loteamentos sem os devidos cuidados com a drenagem;  Obras de retificação de rios e canais.

2.3 INUNDAÇÃO

As inundações representam um dos principais tipos de processos hidrológicos que afligem constantemente diversas comunidades em diferentes partes do planeta, sejam áreas rurais ou metropolitanas. Este fenômeno faz parte da dinâmica natural e ocorre frequentemente deflagrado por chuvas rápidas e fortes, chuvas intensas de longa duração, degelo em montanhas e outros eventos climáticos, tais como furacões e tornados, sendo intensificados pelas alterações ambientais e intervenções urbanas produzidas pelo homem (BRASIL, 2007).

BRASIL (2010), conceitua inundação como sendo o fenômeno de extravasamento das águas do canal de drenagem para as áreas marginais como planícies de inundação, várzea ou leito maior do canal. Neste caso, a água da chuva provoca o aumento do nível de água além da capacidade de descarga do canal de drenagem.

Os termos enchente e alagamento correspondem a fenômenos hidrológicos distintos e devem ser diferenciados de inundação (BRASIL, 2010), conforme a Figura 2.9:

 Cheia ou enchente: É o aumento da vazão em decorrência de um aumento no escoamento superficial, geralmente provocado por precipitações (mas pode ter outras causas como, por exemplo, derretimento de neve acumulada em montanhas com a chegada das estações mais quentes), atingindo a cota máxima do canal e sem transbordamento. A cheia é um fenômeno hidrológico natural que pode ou não provocar inundação;

 Alagamento: É o fenômeno caracterizado pelo extravasamento das galerias da rede de drenagem, sem a ocorrência de inundação no canal principal. O alagamento ocorre quando estas galerias não são capazes de veicular as vazões afluentes, resultando no extravasamento, ainda antes que o escoamento chegue ao canal principal. Os alagamentos são consequência do subdimensionamento da rede de drenagem, obstrução das galerias por lixo e entulho, ou ainda, ligações irregulares de esgoto na rede de drenagem pluvial, ocasionando vazão afluente superior à dimensionada em projeto.

Figura 2.9 – Situação normal, enchente, inundação e alagamento

Fonte: BRASIL (2007).

Para Brasil (2010), outras terminologias são importantes para o entendimento dos processos que desencadeiam as enchentes, inundações e alagamentos:

 Vazão: Quantidade de água que passa por uma dada seção em um canal de drenagem num período de tempo. A vazão depende da velocidade de escoamento e da área da seção transversal;

 Enxurrada: Escoamento superficial concentrado e com alta energia de transporte, que pode ou não estar associado a áreas de domínio dos processos fluviais. É comum a ocorrência de enxurradas ao longo de vias implantadas sobre antigos cursos d’ água com alto gradiente hidráulico em terrenos com alta declividade natural;

 Planície de inundação: Áreas relativamente planas e baixas que, de tempos em tempos, recebem os excessos de água que extravasam do seu canal de drenagem. Tecnicamente, o canal de drenagem que confina um curso d’ água denomina-se leito menor e a planície de inundação representa o leito maior do rio. Emprega-se o termo “várzea” para identificar a planície de inundação de um canal natural de drenagem;

 Área de risco de inundação: No contexto urbano, são os terrenos marginais a cursos d’ água ocupados por núcleos habitacionais sujeitos ao impacto direto deste processo;  Erosão marginal: Remoção e transporte de solo dos taludes marginais dos cursos d’ água

provocados pela ação erosiva das águas no canal de drenagem;

 Solapamento: Ruptura de taludes marginais do curso d’ água por erosão e ação instabilizadora das águas durante ou logo após processos de enchente e inundação.