Dinâmica da erosão em sulcos alterada pelo incremento da descarga sólida

Abstract

De acordo com a teoria corrente, a desagregação do solo ocasionada por ação do escoamento concentrado ( erosão em sulco) é reduzida em função do incremento da descarga sólida. Ainda que essa hipótese seja amplamente utilizada pelos principais modelos de predição de erosão, como por exemplo: WEPP (Water Erosion Prediction Project), GUESS (Griffith University Erosion Sedimentation System) e EUROSEM (The European Soil Erosion Model), existem poucos trabalhos referentes à validação dessa hipótese e pouco se conhece sobre o mecanismo responsável pela supressão das forças erosivas causada pela presença de sedimentos no escoamento. Motivado por essas questões, este trabalho foi realizado em condições de laboratório utilizando um canal onde se procurou investigar os efeitos das adições crescentes de sedimentos sobre algumas características hidráulicas do escoamento e sobre os processos de desagregação do solo e deposição de sedimentos. Os principais resultados mostraram que a adição crescente de sedimentos provocaram alterações nas características hidráulicas do escoamento (aumento da altura da lâmina de água, redução da velocidade do escoamento e um aumento do fator perda de carga) e que as taxas de desagregação de solo e deposição de sedimentos apresentam uma forte relação de dependência com as taxas de adição de sedimentos onde verificou-se que o aumento das adições de sedimentos ao escoamento resultaram numa redução das taxas de desagregação do solo e aumento das taxas de deposição de sedimentos, conforme sugere a teoria utilizada nos modelos. Neste trabalho, verificou-se também que o mecanismo responsável pela supressão das forças erosivas que agem sobre o solo está relacionado com o efeito de proteção da superfície do solo causado pelos sedimentos em depósito e ou trânsito.

According to current theory, soil detachment in rills is reduced as the sediment load in concentrated flow increases. Although this concept is widely used by the main eros1on prediction models such as WEPP (Water Erosion Prediction Project), GUESS (Griffith University Erosion Prediction Project), and EUROSEM (the European Soil Erosion Model), few references exist validating this theory, and little is known about the mechanism responsible for this suppression of erosive forces. ln response to these questions, flume experiments were conducted under laboratory conditions to investigate the hydraulic effects of increasing sediment loads, as well as the processes of soil detachment and sediment deposition. Results showed that additions of sediment produced alterations in the hydraulic flow (increasing flow depth, reducing flow velocity, and increasing the Darcy-Weisbach friction factor f). Detachment and deposition rates correlated strongly with rates of sediment addition, as suggested by the theory used in the current models. As sediment was added to the flow, soil detachment rates declined and deposition rates increased. Toe results also demonstrated that the mechanism responsible for the suppression of erosive forces is related to protection of the soil surface provided by sediments in deposition or transit.