Autores
Wouk, T. (UNICENTRO)
Resumo
O estudo foi realizado no Rio Guabiroba em Guarapuava/PR. Foram realizados, caminhamentos sistêmicos pela cabeceira de drenagem para avaliação visual das áreas fontes de sedimento na estrada. Após, esta avaliação foi elaborado um mapa, também foram coletadas diferentes amostras de escoamento superficial e sedimento grosseiro. Ao analisar os dados de sedimentos suspensos, ocorreram pequenas variações entre o 1°, até o 5 ° evento pluviométrico, Ao analisar a tabela de sedimento grosseiro, obteve no P1, o maior valor na quantidade de sedimento que foi na peneira de 2,0(mm), com 23,1% e a 1,0(mm), com 22,6%, já as peneiras de >2,8(mm), 0,5(mm), 0,25(mm), 0,125(mm), e <0,25(mm), os valores variaram entre 6% a 13%. No P3 os valores aumentaram nas peneiras de 0,5(mm), com 20,7% e na >2,8(mm), com 18,3%, e nas peneiras de 2,0(mm), 1,0(mm), 0,25(mm), 0,125(mm), e <0,25(mm), os valores variaram entre 3,3% a 17,2%. No P2 obteve um aumento de 26,6%, na peneira de>2,8(mm), e 24,9%, na peneira de<0,25(mm).
Palavras chaves
monitoramento; característica de sedimento; conectividade
Introdução
As estradas rurais são de fundamental importância para o deslocamento de pessoas, veículos e transportes animal. Desse modo, poucas são as pesquisas em relação aos efeitos do escoamento superficial e a produção de sedimento que ocorre nessas estradas. Segundo Luce & Wemple, (2001), as estradas rurais proporcionam uma alteração nos processos geomorfológicos e hidrológicos, por extensão, afeta o movimento da água e sedimento através da paisagem. As estradas podem influenciar no transporte de sedimento, e a resposta hidrológica dos canais fluviais (morche e Lettenmaier,2001), pois bem, ao aumentar a entrada de sedimento nos campos hídricos, altera a qualidade da água (Foltz,2008), e também, interceptam o fluxo superficial e sibsuperficial (Ziegler2001, Luce,2002), que exportam sedimento e nutrientes para rios (Sheridan & Noske, 2007, Sheridan 2008). O escoamento superficial corresponde ao segmento do ciclo hidrológico, ou seja, o deslocamento das águas sobre a superfície do solo, proporcionando transporte de partículas do solo que sofrem deposição, somente quando velocidade do escoamento Superficial for reduzido. Portanto, o escoamento superficial de uma bacia de drenagem é resultado de dois componentes principais como; A resposta hidrológica de vertente, e a resposta hidrológica da rede de drenagem, no qual é influenciada pelo tipo, e forma do padrão da drenagem. Em bacias pequenas de drenagem ou cabeceira de drenagem (headwater< 50 Km²), é denominada a resposta principalmente, através do componente da vertente, que é influenciado pelo uso da terra, solo e relevo (Knighton,1998). Para esse autor, os canais de primeira ordem, são componentes principais das cabeceiras de drenagem, chegam a acumular aproximadamente 50% do comprimento total da rede de drenagem de uma bacia. Para (Burt e Walling,1981), a bacia de drenagem é a unidade fundamental em estudos de processos por ser um sistema aberto, e por ter relação com outros subsistema principais como; Vegetação e solo, além disso, se apresenta a configuração do sistema processo-resposta, no qual é muito estudado em geomorfologia. Para eles, a bacia de drenagem unifica o ciclo hidrológico e a transferência na cascata de água, pela qual facilita a investigação integrada de todo o sistema de escoamento. Segundo (Thomaz, 2012), a transferência na produção de sedimento nas vertentes para o fundo do vale, por extensão a geomorfologia é central ao sistema de drenagem. Durante muito tempo os estudos dos processos erosivos focavam os efeitos locais da erosão, sobretudo, a degradação e o empobrecimento do solo com vista a sua conservação para a produção agrícola, no entanto busca-se, avaliar os efeitos para o local afetado pela erosão, em especial a transferência de sedimento na paisagem. O processo de erosão do solo é composta por três fases; A primeira é a desagregação quando as partículas de solo são deslocadas pela energia do impacto das gotas de chuva ou pela tensão de cisalhamento produzida pela lamina de água do escoamento superficial. A segunda é através do transporte das partículas desagregadas desde o ponto que sofrem o desprendimento até o local que ocorre a deposição. Na terceira fase ocorre quando a carga de sedimentos transportados excede a sua capacidade de transporte do escoamento de água. O transporte pode ocorrer de forma distribuída, entre sucos (Cantalice, 2005), em estradas não pavimentadas, pode ainda ser considerada como fonte de produção de sedimento a interface das rodas dos veículos no leito das estradas, e o movimento de terra adquirido da manutenção das estradas. Os objetivos desse trabalho foi construir um mapa do uso do solo, contendo as rede de drenagem, e a rede viária da bacia do Rio Guabiraba, em sequência, a produção de sedimento e o escoamento superficial, avaliando o tamanho das partículas transportadas pelo escoamento superficial e a deposição desse material, através de coletas manuais feitas em campo em períodos de chuva.
Material e métodos
Área de Estudo. A bacia hidrográfica do Guabiroba é integrante da bacia do Rio das Pedras, é uma área que representa a bacia hidrográfica do Rio das Pedras, manancial de abastecimento da cidade de Guarapuava/PR. A área de estudo localiza-se na região Centro Sul do estado do Paraná, esta área é abrangida por clima subtropical úmido, com mais de 1900 mm de chuva anual (IAPAR,1994). A bacia do Rio Guabiroba está dividida ao norte com a bacia do Rio das Pedras, e ao sul com a bacia do Rio Bananas. A bacia possui área aproximadamente de 23,7 Km² (2370 há), e a hierarquia fluvial citado por Sthraler a classificação é de quarta ordem, no local de estudo, é de segunda ordem. De modo geral a bacia possui terrenos dissecados, e contem predominância principalmente agrícola de subsistência, com aplicação de baixa tecnologia. Nas propriedades rurais contém extensões de caminhões, transporte animal, carros e pessoas em circulação interna, conectadas as estradas rurais principais, as estradas rurais por serem construídas em terrenos dissecados sofrem fortes processos erosivos, apesar disso cruzam-se vários riachos, no qual contribui para a entrada de sedimento nos corpos hídricos. Os solos predominantes são compostos por associaçãs de combissolos Àlitico e Neossolo Llitólicos Álicos, com textura argilosa (>35% de argila), sob domínio de florestas de Araucárias (Mendes & Castro, 1984, EMBRAPA, 2006). Procedimentos metodológicos Em primeiro momento, foram realizados caminhamentos sistêmicos pela cabeceira de drenagem, para avaliação visual das áreas fontes de sedimento na estrada, bem como as identificações de conexão com canal fluvial, posteriormente foi feita a mensuração da estrada, largura e declividade. Após esta avaliação foi elaborado um mapa/croqui, com o uso do software ArcGis versão 10.2, contendo cabeceira de drenagem, o uso da terra, rede de drenagem e rede viária. Em segundo momento, foi feita coletas manuais de escoamento superficial, as quais foram realizadas durante eventos pluviométricos, compreendendo o período de 10/2012 a 05/2013, abrangido quatro pontos da estrada. Sendo o primeiro na estrada à montante no P2 (figura2), o segundo ponto, foi à montante da estrada no P1(figura2), o terceiro, foi à jusante da estrada ponto no P3(figura 2), e o quarto, à jusante da estrada com entrada a um riacho, P4 (figura2). As amostras foram coletadas de duas formas, amostras isolada independente da duração do evento pluviométrico, e amostras continuas durante a ocorrência do evento. As amostras de sedimento em suspensão, foram analisadas pelo método de evaporação, colocadas em estufas com temperatura de 105 c°, por 24 horas em béquer de 400ml, após serem evaporadas foram pesadas em sequência calculados. Posteriormente, foram feitas coletas de sedimento grosseiro depositado nas laterais da estrada, em períodos de estiagem, foram coletadas em três períodos entre 12/2012 a 02/2013, com coletadas em quatro pontos da estrada. O material coletado em amostras de 500g, foram analisadas pelo método de peneiramento-volume, colocadas em um agitador eletrônico e pesadas para obter a granulometria dos sedimentos, em seguida foram calculados a percentagem e a mediana dos dados.
Resultado e discussão
Na (figura 1), foi possível construir o mapa do uso do solo, onde contém a
cabeceira de drenagem, as redes de drenagem e as redes viárias.
Figura1; Mapa do uso do solo do guabiroba.
Fonte; Autor e Rafael Adriano de Castro.
Na (figura 2), foi construído um mapa croqui dos pontos de coleta das
amostras, onde o ponto P2, representa a estrada que está abandonada a algum
tempo, sem conter trafegabilidade de carros, e caminhões, contendo apenas o
trafegabilidade de pessoas e animais (Cavalo, cachorro, vaca...). Nos pontos
P1, P3, está a estrada secundaria, onde o tráfego de carros, transporte
animal (carroça, charrete) e pessoas, são frequentes no local, e o ponto P4,
contém uma entrada para um riacho.
Figura 2; Croqui dos pontos de coleta das amostras.
Fonte; Autor
Na figura 3, contém os dados obtidos nas coletas manuais de
sedimentos suspensos nos períodos de pluviosidade.
Figura 3; Sedimento suspenso no período de pluviosidade
Ao analisar os dados de sedimentos suspensos, coletados durante os
períodos de pluviosidades, ocorreram pequenas variações entre o 1°, até o 5
° evento pluviométrico, onde o P1, a concentração de sedimento variou de 0,2
g/l a 0,14g/l no 1°,2°,4°,5° evento, já no 3° evento ocorreu um aumento de
0,47g/l, No P1, juntamente com o P3, os valores variaram de 0,26 g/l a 0,89
g/l no 1°,2°,4°,5° evento, obtendo um aumento também no 3° evento, que foi
de 1,05 g/l, no P2 os dados variaram de 0,2 g/l a 0,80 g/l no 1°,2°,5°
evento, já no 3° e 4° evento teve um aumento entre 2 g/l a 2,74 g/l. No P4
os dados variaram 0,01 g/l a 0,80 g/l no 1°,2°,4° e 5° evento, obtendo um
aumento no 3° evento, que foi de 2,5 g/l. Os dados que obtiveram um aumento
no 3° e 4° evento, possivelmente pode ter corrido devido as precipitações,
que foram de maior valor entre 26,38(mm) e 24,25(mm), onde foi possível
observar, maior escoamento superficial, e nos outros eventos as
precipitações foram menores, gerando menos escoamento.
O tipo de leito da estrada, intensidade do tráfego, e a intensidade
de precipitação, são fundamentais para a geração de escoamento superficial e
a produção de sedimento (ZIEGLER et al., 2001, LUCE, 2002, FU et al., 2010).
JORDÁN et al. (2009) destacam que fragmentos de rochas sobre a superfície
(cascalho) pode facilitar a infiltração e reduzir o escoamento.
Na figura 4, contém os dados obtidos nas coletas manuais de
sedimentos grosseiro nos períodos de estiagem.
Figura 4 – sedimento grosseiro
Ao analisar a tabela de sedimento grosseiro, obteve no P1, o
maior valor na quantidade de sedimento que foi na peneira de 2,0(mm), com
23,1% e a 1,0(mm), com 22,6%, já as peneiras de >2,8(mm), 0,5(mm), 0,25(mm),
0,125(mm), e <0,25(mm), os valores variaram entre 6% a 13%. No P3 os valores
aumentaram nas peneiras de 0,5(mm), com 20,7% e na >2,8(mm), com 18,3%, e
nas peneiras de 2,0(mm), 1,0(mm), 0,25(mm), 0,125(mm), e <0,25(mm), os
valores variaram entre 3,3% a 17,2%. No P2 obteve um aumento de 26,6%, na
peneira de>2,8(mm), e 24,9%, na peneira de<0,25(mm), já o restante das
peneiras os valores variaram entre 4,9% a 21,8%, e no P4 obteve maior valor
na peneira <0,25(mm), com 30,2%, o restante das peneiras os valores variaram
entre 2,4 % a 18,5%.
Segundo Sherin&Noske(2007), destacam as estradas bem cascalhadas
com leve trafego de veículos produzem menores níveis de sedimento,
Sheridan(2008), constatou que as estradas não cascalhadas produzem maiores
escoamento superficial que as cascalhadas, exemplo dos pontos coletados onde
o cascalho é predominante em 80% da estrada.
A passagem de veículos pode aumentar a disponibilidade de sedimento,
além de influenciar no tamanho das partículas por meio de quebra e abrasão,
ou ainda, pode haver formação de armouring e aumento de textura grosseira
devido ao transporte seletivo (MACDONALD et al., 2001, SHERIDAN & NOSKE,
2007, SHERIDAN et. al., 2008, FU et al., 2010, THOMAZ et al., 2011). (Ex P2)
onde o material predominante foi o grosseiro.
A influência do tráfego não foi nitidamente observada sobre o
tamanho das partículas nos trechos da estradas estudados, especialmente, em
relação ao P2 (baixo tráfego). Neste trecho as partículas apresentaram
tamanho entre 0,5mm,1,0mm, 0,25mm, <2,8 à >0,125. Partículas maiores foram
mais bem preservadas no P2 (<2,8). Já o P4 foi mais rico em partículas
>0,125, este trecho parece ter sido mais afetado pelo tráfego de veículo,
por consequência, resultou na redução do tamanho das partículas (quebra e
abrasão).
Figura1; Mapa do uso do solo do guabiroba. Fonte; Autor e Rafael Adriano de Castro.
Figura 2; Croqui dos pontos de coleta das amostras. Fonte; Autor
Figura 3; Sedimento suspenso no período de pluviosidade
Figura 4 – sedimento grosseiro
Considerações Finais
A produção de sedimento no leito da estrada tendeu a exaustão durante a chuva. Ou seja, o escoamento aumentou ou estabilizou, enquanto, a concentração de sedimento diminuiu. A deposição de sedimento apresentou alta variabilidade em todos os trechos. O coeficiente de escoamento foi mais estável com variabilidade média. Nota-se que as estradas são conectoras importantes para o canal fluvial, como escoamento superficial e material sólido, essa contribuição influencia para que as estradas rurais proporcionem aos rios, alguns fatores como, por exemplo, a trafegabilidade nas estradas, duração e intensidade das precipitações, tempo (horas, dias, semanas, mês...) entre uma precipitação e outra, são fatores que proporcionará maior ou menor influência na produção de sedimento suspenso nos canais. A estrada secundaria produz mais escoamento e sedimento que a estrada abandonada, pois ela recebe o escoamento e o sedimento dela, e pelo fato de ter trafegabilidade maior que a estrada abandonada, está produz mais sedimento fino.
Agradecimentos
Referências
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