Anais: Geomorfologia de encostas
Levantamento de estradas não pavimentadas e sua relação com a carga de sedimentos em plantios de eucalipto: bacia do rio Sesmaria, Médio Vale do Rio Paraíba do Sul
AUTORES
Sato, A.M. (IGEO-UFRJ) ; Ferreira, D.C. (IGEO-UFRJ) ; Coelho Netto, A.L. (IGEO-UFRJ) ; Avelar, A.S. (IGEO-UFRJ)
RESUMO
O objetivo deste estudo foi abordar a influência do manejo de plantios de
eucalipto na erosão baseado na análise de quatro áreas na bacia do rio Sesmaria,
médio vale do rio Paraíba do Sul. Especificamente, foram avaliados os impactos
erosivos decorrentes das estradas não pavimentadas (ENPs) dos plantios. Os
resultados indicaram que as ENPs contribuíram significativamente com sedimentos
para os canais fluviais, embora não tenham sido detectadas alterações na carga de
sedimentos no fluxo de base.
PALAVRAS CHAVES
eucalipto; erosão; estradas não pavimentadas
ABSTRACT
The objective of this study was to address the influence of eucalypt plantations
management on erosion based on analysis of four areas in Sesmaria basin, middle
Paraíba do Sul river valley. Specifically, we assessed the impacts of unpaved
roads of the plantations on erosion. The results indicated that unpaved roads
erosion contributed significantly to sediments discharge into fluvial channels,
although no changes were detected in sediment load in base flow.
KEYWORDS
eucalypt; erpsion; unpaved roads
INTRODUÇÃO
Segundo Sato (2012), embora os plantios de eucalipto estejam expandindo no médio
vale do rio Paraíba do Sul (MVRPS), existem muitos questionamentos sobre os
impactos hidrológicos e erosivos destes plantios. No MVRPS, Vianna et al. (2007)
detectaram que os plantios de eucalipto têm substituído pastagens em um padrão
espacial de manchas e que em 2006 ocupavam aproximadamente 3% da bacia do rio
Sesmaria. Estudos em parcelas de escoamento no interior de um plantio nesta
mesma bacia indicaram que o interior dos plantios constitui-se em um ambiente de
infiltração de água, com ocorrência de escoamento superficial inferior a 1% na
relação Q/P (Sato, 2008; Melos et al., 2011). Este baixo valor de escoamento
superficial foi relacionado com o atravessamento concentrado próximo aos troncos
(Sato et al., 2011), onde ocorre a maior concentração de raízes que atuam como
vias preferenciais de percolação de água no solo, assim como pela ocorrência de
uma espessa camada de serrapilheira que dificultaria a ocorrência de fluxos
superficiais. Embora os resultados indiquem que no interior dos plantios de
eucalipto este processo não seja relevante, existem indícios de campo que o
escoamento superficial é bastante significativo nas estradas não pavimentadas
(ENPs) dos plantios (Ferreira, 2011).
As práticas de manejo florestal deveriam incluir o menor extensão possível de
ENPs (Likens, 1985), sendo indicado que a densidade de estradas em plantios
florestais que visem a proteção ambiental fique entre 30 e 40 m/ha (FAO, 1989).
De acordo com Croke et al. (1999), os solos das ENPs apresentam elevada
densidade e baixa capacidade de infiltração devido à compactação pelas máquinas,
o que proporciona a formação de fluxos superficiais hortonianos.
Diante do exposto, o objetivo deste trabalho é avaliar as características das
ENPs que possam estar relacionadas com o aumento da carga de sedimentos (CS) nos
canais fluviais em quatro cabeceiras de drenagem com plantios de eucalipto.
MATERIAL E MÉTODOS
A extração da área ocupada pelas ENPs nas quatro estações foi feita a partir da
base digital na escala 1:10.000 e de complementações realizadas a partir de
trabalhos de campo. Para maiores detalhes sobre as estações de estudo, consulte
Sato (2012). Os pontos de saída d’água das ENPs foram definidos como locais onde
havia evidências de saída de fluxos superficiais das ENPs para o interior dos
plantios, áreas de preservação permanente ou diretamente para os canais de
drenagem. A localização destes pontos foi feita com um receptor GPS. O
processamento envolveu o estabelecimento das distâncias mínimas entre as saídas
d’água e os canais de drenagem, sendo esta etapa realizada através da ferramenta
Near da caixa de ferramentas Analysis Tools do ArcGIS 9.3, tendo como arquivo de
entrada os pontos das saídas d’água e arquivo de referência de distância a
hidrografia das cabeceiras de drenagem. Desta forma, foi obtida a menor
distância entre cada saída d’água em relação à rede de drenagem. Visando
estabelecer uma relação entre estas distâncias e o número total de saídas d’água
por cabeceira de drenagem, foi proposto o Valor de Conectividade Estrada-
Drenagem (VCED). Em uma análise comparativa, as bacias que apresentarem maiores
valores de VCED possuiriam uma maior conexão entre as ENPs e a rede de drenagem.
O cálculo do VCED baseia-se na seguinte fórmula:
VCEDi = SAi/Di (Equação 1)
Onde:
VCEDi = valor de conectividade estrada-drenagem da bacia i
SAi = número de saídas d’água da bacia i
Di = média das distâncias mínimas entre as saídas d’água e a rede de drenagem da
bacia i
Também foram coletadas semanalmente três amostras de água nas quatro estações a
partir do eflúvio dos vertedores. O período de amostragem foi de Janeiro de 2010
a Fevereiro de 2011 e não foram analisados separadamente os sedimentos em
suspensão e dissolvidos. Para a análise da CS nas amostras foi utilizado o
método de evaporação e pesagem (DNAEE, 1970 apud Carvalho, 2008) adaptado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados de comprimento de ENPs em relação à área das cabeceiras de drenagem
indicaram que estas áreas possuem elevada densidade de ENPs (Tabela 1). Os
resultados encontrados foram duas a três vezes maiores do que o máximo
recomendado pela FAO (1989).
A CS apresentou grande variação ao longo do período avaliado (Tabela 2), sendo
as amostras, de modo geral, coletadas durante o fluxo de base dos canais. A
estação Cax 01 apresentou a maior concentração de sedimentos e também possuía
parâmetros das ENPs que favoreciam a erosão e a distribuição dos sedimentos para
os canais de drenagem. Entretanto, a estação Ind 02, que apresentava os
parâmetros mais conservativos das ENPs, foi a que apresentou a segunda maior CS.
A maior CS das estações localizadas na fazenda Independência pode estar
relacionada ao enriquecimento da água com material orgânico da vegetação dos
fundos de vale mal drenados, sendo necessário alterar o método de análise da CS
para remover esta possível interferência dos resultados.
Em Novembro de 2010 foi realizada a reforma das estradas em toda área de estudo
com a utilização de maquinário pesado. Durante esta etapa ocorreu a remoção da
camada superficial da ENP e aplainamento da mesma, sendo este material
depositado às margens das ENPs. Este material possuía elevada erodibilidade,
pois estava completamente desagregado. A reforma da ENPs também modificou o
padrão de escoamento nas mesmas, sendo observada após a reforma a formação de
uma nova saída d’água imediatamente a montante do vertedor da estação Cax 01,
que contribuiu significativamente para o assoreamento do mesmo. Tal aumento da
CS devido à reforma das ENP não foi detectado pela amostragem do presente
estudo, demonstrando que a coleta semanal fixa é inadequada para estudos da
erosão. Porém os dados adquiridos serão úteis para futuras comparações com
resultados de CS durante fluxos de chuva. Câmara e Lima (1999) monitoraram a CS
em um plantio de eucalipto antes e após o corte utilizando esta mesma forma de
amostragem e também obtiveram baixas concentrações de sedimentos. Os resultados
indicaram valores que variaram de 0,5 a 19,2 mg/L antes do corte e de 1,5 a 15,9
mg/L após o corte. Conforme ressaltado pelos autores, embora os resultados não
apontassem, existiam evidências de campo que indicavam uma maior produção de
sedimentos após a colheita, em virtude dos distúrbios que ocorreram no solo pela
passagem de maquinário pesado e o arraste das toras durante a colheita. Minella
et al. (2009) coletou amostras de CS durante os fluxos de base e de chuva em uma
bacia com diferentes usos do solo. A média de CS durante o fluxo de base e de
chuva foram de 20,0 e 81,7 mg/L, respectivamente. Este autor ressalta que a
mobilização dos sedimentos está em grande parte relacionada a grandes eventos
chuvosos. Lane e Sheridan (2002) avaliaram a influência do cruzamento de uma ENP
com uma linha de drenagem, monitorando a turbidez e a carga de sedimentos em um
ponto a montante e outro a jusante simultaneamente. Durante os momentos de fluxo
de base foram registrados em média 3,7 e 1,7 NTU e 9,9 e 2,8 mg/L nas áreas de
jusante e montante, respectivamente, alterando para valores máximos de 468,6 e
45,6 NTU e 1.236,9 e 144,0 mg/L durante os fluxos de chuva.
Ficou evidente a importância desses eventos de maior volume na mobilização dos
sedimentos na estação Cax 01, que apresenta maior gradiente de bacia. Nesta área
ocorreram ao menos três episódios de assoreamento do vertedor e as observações
sugerem que estes processos ocorreram de forma episódica, em resposta aos
eventos de maior chuva. Nas demais estações também foram feitas manutenções de
remoção de sedimentos dos vertedores, mas em apenas uma oportunidade nas
estações Ind 01 e 02 e duas oportunidades na estação Cax 02, sendo uma destas
manutenções claramente relacionadas com a manutenção das ENPs, conforme citado
anteriormente.
Tabela 1
Tabela 1 – Dados das ENPs por cabeceira de drenagem.
Tabela 2
Tabela 2 – Dados de carga de sedimentos por estação.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
I) As ENPs demonstraram ser importantes fontes de sedimentos para os canais de
drenagem, especialmente após a realização de reformas, quando grande quantidade de
sedimento é desagregado e mobilizado para as margens das ENPs, causando o
assoreamento dos canais;
II) Baseado nas observações de campo conclui-se que parâmetros relacionados às
ENPs (densidade, área ocupada, conectividade com a rede de drenagem, etc.) estão
relacionados com a dinâmica hidrossedimentar dos canais fluviais dos plantios de
eucalipto;
III) Novas perspectivas de pesquisa hidrossedimentológica nesta região foram
abertas após este trabalho, como a quantificação do escoamento superficial e a
erosão nas ENPs dos plantios de eucalipto e sua contribuição direta para a carga
de sedimentos em suspensão nos canais fluviais durante os eventos de chuva.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem o auxílio financeiro da FAPERJ (processos E-26/102.791/2008 e
E-26/110.283/2012), do CNPq (processo 480293/2011-2). Agradecemos também ao apoio
logístico da FIBRIA Celulose S.A. por permitir o acesso e o monitoramento das
fazendas de eucalipto. Sato agradece à CAPES pela concessão da bolsa de Doutorado
e Ferreira agradece à FAPERJ pela bolsa de Iniciação Científica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
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