Anais: Geomorfologia de encostas
Aplicação de um micro simulador para obtenção de parâmetros hidrológicos em estradas rurais
AUTORES
Pereira, A.A. (UNICENTRO) ; Thomaz, E.L. (UNICENTRO) ; Vestena, L.R. (UNICENTRO)
RESUMO
Neste trabalho buscamos mensurar a infiltração e escoamento superficial em
estradas rurais não pavimentadas, na bacia do rio Guabiroba no município de
Guarapuava-Pr, utilizando um micro aspersor. Para isto foram realizados 8 ensaios
com duração de 15 minutos e 8 com duração de 30 minutos. Verificou-se que as
estradas da bacia do rio guabiroba apresentam um curto tempo de concentração e de
recessão do escoamento após o início e término da precipitação.
PALAVRAS CHAVES
estradas rurais; escoamento superficial; micro aspersor
ABSTRACT
In this work we measure the infiltration and runoff on unpaved rural roads, in the
river basin Guabiroba in Guarapuava-Pr, using a micro sprinkler. To this were
performed eight trials lasting 15 minutes and 8 to 30 minutes. It was found that
the roads of the river basin guabiroba have a short attention span and recession
flow after the start and end of precipitation.
KEYWORDS
rural roads; runoff; micro sprinkler
INTRODUÇÃO
As estradas rurais não pavimentadas apresentam grande importância em nosso país,
pois, fazem a ligação entre áreas rurais, povoados, vilarejos e as áreas
urbanas, servem também como base para o escoamento agrícola.
No Brasil há uma predominância de estradas não pavimentadas, segundo o anuário
estatístico dos transportes de 2000, do total de 1.724,929 km de estradas
existentes em nosso país cerca de 1.559,941 km são de estradas não pavimentadas
e somente cerca de 164,988 km são de estradas pavimentadas, nota-se aí a vital
importância destas estradas no Brasil, já que aproximadamente 90% do total de
rodovias não são pavimentadas.
Para a Geografia física as estradas não pavimentadas também apresentam grande
importância, pois causam grandes alterações nos processos hidrogeomorfológicos
das vertentes em que são construídas.
FERRAZ et al. (2007), citando LUCE (1997) e ELEGER & IAMBELÉGICA (1997), colocam
que a construção de estradas florestais altera substancialmente a hidrologia de
vertente, pois causa fluxos superficiais em áreas distantes dos canais. Além
disso, as superfícies das estradas são altamente compactadas, possuem alta
densidade de massa e pequenos ou nenhum espaço poroso. Dessa forma, a superfície
das estradas pode também produzir escoamento superficial na maior parte dos
eventos de chuva.
Com este trabalho buscamos avaliar alguns dos processos hidrológicos
(infiltração e escoamento superficial) que ocorrem em estradas rurais não
pavimentadas, utilizando um micro aspersor de infiltração e escoamento,
analisou-se também a umidade antecedente na superfície e a uma profundidade de
15 cm, das estradas, já que esta é uma das principais características que pode
influenciar nas taxas de escoamento superficial e infiltração.
MATERIAL E MÉTODOS
Para realização deste trabalho foram realizados um total de 16 ensaios com micro
aspersor desenvolvido por Thomaz (2003) e aperfeiçoado por Thomaz e Pereira
(2008), em um segmento de estrada rural não pavimentada, localizada na micro
bacia hidrográfica do Rio Guabiroba, no município de Guarapuava-Pr, sendo que
destes ensaios 08 tiveram duração de 15 minutos e 08 duração de 30 minutos.
O micro aspersor, foi disposto a 1,2 m de altura, e a pressão de trabalho
utilizada foi de 0,5 bar, esta configuração foi escolhida por apresentar melhor
relação entre a área de molhamento, intensidade e energia cinética, produzida
pelo aspersor.
A água coletada pelas calhas era o total do escoamento superficial em cm³/h
que foi convertido em mm/h, dividindo-se o total do escoamento em cm³/h pela
área da parcela. Equação 1 descrita por COELHO NETTO & AVELAR (1996)
Es (mm/h) = Es (cm³/h) / A (1)
em que :Es (mm/h) = escoamento superficial em mm/h
Es ( cm³/h) = escoamento superficial em cm³/h
A = Área da parcela
Como a intensidade da precipitação gerada pelo micro aspersor era conhecida
antes de cada ensaio, e obtendo-se a taxa de escoamento superficial através da
equação 1 já descrita, estimou-se a taxa de infiltração de cada parcela
utilizando a equação 2 descrita por COELHO NETTO & AVELAR (1996).
Ft = Ich – Es onde, (2)
Ft = capacidade de infiltração num determinado tempo (mm/h)
Ich = intensidade da chuva gerada pelo micro aspersor (mm/h)
Es = Escoamento superficial (mm/h)
Para estimativa da umidade antecedente foram retiradas amostras deformadas da
superfície do solo, e a uma profundidade de cerca de 15cm, estas amostras foram
pesadas em laboratório e secas em estufa a 105º C durante 24 horas, a diferença
no peso das amostras (úmidas e secas) foi considerada a umidade antecedente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Notamos com a realização dos ensaios haver uma rápida concentração de água na
superfície das estradas, tendo o tempo de concentração na maior parte das
repetições ficado em torno de dois minutos, sendo que nos primeiros ensaios com
duração de quinze minutos a concentração de água na superfície levou menos de um
minuto para ter início.
Depois de cessada a precipitação, houve também uma rápida recessão de água na
superfície das estradas, tendo todos os ensaios recessão com duração abaixo de
um minuto.
Tabela 1. Área de contribuição e tempos de concentração e recessão nos diversos
ensaios
Excluindo-se o tamanho médio da área de contribuição os demais valores nos
ensaios com duração de trinta minutos apresentaram valores médios menores do que
os registrados em ensaios de quinze minutos, em compensação os resultados nos
ensaios de trinta minutos, com exceção dos dados de concentração de escoamento,
tiveram maior variação, já que, os valores de desvio padrão se mostraram
superiores aos ensaios de quinze minutos.
Não se observou correlação significativa da intensidade de aspersão ou
da área de contribuição com os valores de concentração ou recessão do escoamento
superficial durante os ensaios.
A umidade antecedente estimada nos ensaios, não mostrou variação que pudesse
interferir nos resultados, tendo a umidade antecedente média do topo do solo
ficado em torno de 9% com desvio padrão de 1,08 e a umidade antecedente em
profundidade próximo de 13% com desvio padrão de 3.
Nota-se que nos ensaios com duração de quinze minutos a média de escoamento
superficial foi sempre menor do que a infiltração da água, já nos ensaios com
duração de trinta minutos, a taxa média de escoamento superficial, se mostrou
maior em seis ensaios, somente nos ensaios três e seis a taxa média de
infiltração mostrou-se levemente superior
Tabela 1. Área de contribuição e tempos de concentração e recessão nos
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Pode-se concluir com este trabalho, que as estradas rurais não pavimentadas causam
grandes transformações na dinâmica hidrológicas das vertentes em que são
construídas, acelerando o escoamento superficial, diminuindo a infiltração,
podemos também neste trabalho avaliar que os ensaios com duração de trinta minutos
se mostraram os mais adequados, pois o número de amostras analisadas foram
maiores, o que nos concede resultados mais consistentes. Observou-se também que o
tempo de concentração do escoamento superficial após início da precipitação é
maior do que o tempo de recessão do escoamento depois de cessada esta.
A baixa correlação entre os dados obtidos nos diversos ensaios nas estradas rurais
nos mostra também a sua complexa dinâmica, deixando assim diversas lacunas a serem
preenchidas em trabalhos posteriores.
AGRADECIMENTOS
Ao Cnpq pelo financiamento do projeto, avaliação do aporte de sedimento
proveniente de estradas rurais e de seus impactos na descarga sólida fluvial em
suspensão, na bacia do Rio Guabiroba, Guarapuava-PR; o qual este trabalho faz
parte
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
COELHO NETTO, Ana Luiza; AVELAR, A . de S.. Hidrologia de encosta na interface com a geomorfologia. In: GUERRA, Antônio José Teixeira; CUNHA, Sandra Baptista. Geomorfologia: conceitos, técnicas e aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1996.
FERRAZ, Silvio Frosini De Barros; MARSON, Júlio César; FONTANA, Carolina Rodrigues; LIMA, Walter De Paula. Uso de indicadores hidrológicos para classificação de estradas florestais quanto ao escoamento superficial. Scientia Forestalis. Piracicaba. n.75, 2007. p. 39-49. Disponível em <http://www.ipef.br/publicacoes/scientia/nr75/cap04.pdf> Acesso em 17 de março de 2008