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ESTRADAS RURAIS NÃO PAVIMENTADAS COMO FONTE DE SEDIMENTOS EM BACIA HIDROGRÃFICA DO SEMIÃRIDO / UNPAVED RURAL ROADS AS SEDIMENT SOURCE IN SEMI-ARID BASINTeresa Raquel Lima Farias 18 March 2016 (has links)
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Aproximadamente 80% da malha viÃria no Brasil nÃo possui pavimentaÃÃo. Estudos tÃm registrado elevadas taxas de erosÃo e escoamento superficial produzidas pela infraestrutura viÃria em vÃrias partes do mundo e reportam que estradas nÃo pavimentadas sÃo fontes significativas de sedimentos em bacias hidrogrÃficas. Durante dois anos (2013-2014) foi conduzido monitoramento em campo sob condiÃÃes de chuva natural para caracterizar escoamento e produÃÃo de sedimentos de segmentos de superfÃcie de estradas rurais nÃo pavimentadas e talude viÃrio, em Ãrea semiÃrida do bioma Caatinga do nordeste do Brasil, vulnerÃvel à desertificaÃÃo. TambÃm avaliou-se a aplicaÃÃo de modelagem na prediÃÃo da produÃÃo de sedimentos de superfÃcie de estradas. Os valores de produÃÃo de sedimentos medidos nos anos de 2013-2014, variaram de 0,30 Mg.ha-1.ano-1 a 0,92 Mg.ha-1.ano-1, superiores aos registrados na Ãrea em condiÃÃo preservada, porÃm em geral inferiores aos reportados na literatura para estradas nÃo pavimentadas. Entretanto, trata-se de uma Ãrea semiÃrida com baixa pluviometria e caracterizada por baixos valores de coeficiente de escoamento superficial, o que limita a produÃÃo de sedimentos e a conectividade hidrolÃgica da Ãrea, alÃm de os dois anos de monitoramento terem coincidido com perÃodo de seca na regiÃo. Nos segmentos de talude rodoviÃrio monitorados, a produÃÃo de sedimentos do talude sem vegetaÃÃo foi cerca de dez vezes superior à do segmento com vegetaÃÃo. Na superfÃcie de estradas, a produÃÃo de sedimentos anual (normalizada pela declividade) em um segmento com trÃnsito foi trÃs vezes mais elevada que da estrada sem trÃnsito, alÃm disso, eventos que ocorreram apÃs atividades de manutenÃÃo das vias geraram picos de concentraÃÃo de sedimentos superiores a 5.000 mg.L-1 nessas superfÃcies. Na escala de segmento de estrada, entre os modelos avaliados para prediÃÃo da produÃÃo de sedimentos, a USLE associada a equaÃÃo de Maner, mostrou-se uma abordagem adequada, em que os melhores resultados foram obtidos para a estrada sem trÃnsito, devido a nÃo interferÃncia neste segmento, de fatores externos como trÃnsito e atividades de manutenÃÃo, nÃo explicados pelo modelo. Jà na escala da Bacia do Benguà (933 kmÂ), onde as estradas ocupam apenas 0,7% da superfÃcie, a aplicaÃÃo de modelagem mostrou que estas contribuÃram com aproximadamente 7% do total de perdas de solo na Ãrea. Os resultados deste estudo sugerem que a produÃÃo de sedimentos em estradas e taludes com superfÃcie desnuda à pelo menos uma ordem de magnitude superior Ãquelas registrada nas Ãreas preservadas da bacia. Atividades de manutenÃÃo nas estradas e o trÃnsito de veÃculos contribuem para o aumento da disponibilidade de sedimentos com impacto nos valores de concentraÃÃo de sedimentos, mas impactando menos as cargas de sedimentos que dependem do escoamento superficial e da ocorrÃncia de eventos apÃs manutenÃÃo das vias. Constatou-se que a vegetaÃÃo natural do semiÃrido tem potencial na captura de sedimentos em taludes rodoviÃrios, com papel importante na quebra de conectividade entre fluxos de sedimentos provenientes de estradas nÃo pavimentadas e o sistema de drenagem natural da bacia. / Approximately 80% of the road network in Brazil is unpaved. Studies have reported high erosion rates and runoff produced by the road infrastructure in various parts of the world and report that unpaved roads are significant sources of sediment in river basins. For two years (2013-2014), monitoring in the field under natural rainfall conditions was conducted to characterize runoff and sediment yield of unpaved rural road segments and the respective slopes in semiarid area of the Caatinga biome of northeastern Brazil, vulnerable to desertification. It was assessed the application of modelling in the yield of sediments from road surface. The sediment yield values measured in the years 2013-2014 ranged from 0.30 Mg.ha-1.year-1 to 0.92 Mg.ha-1.year-1, higher than those recorded in the preserved area, but generally lower than those reported in the literature for unpaved roads. However, it is a semiarid area with low rainfall and characterized by low runoff coefficients, which limits the sediment yield and the hydrological connectivity in the area, additionally the two monitoring years coincided with drought in the region. In the monitored road slope segments, sediment yield from the non-vegetated slope was about ten times that of the slope with vegetation. On the road surfaces, the annual sediment yield (normalized by the slope) in a segment with traffic was three times higher than that without traffic, in addition, events occurring after maintenance activities generated sediment concentration peaks as high as 5,000 mg.L-1 in these areas. In the road segment scale, among the models tested for the predicting of sediment yield, the USLE associated with the Maner equation, proved to be a suitable approach, the best results being obtained for the road without traffic due to no interference from external factors, such as traffic and maintenance activities, which are not explained by the model. In the scale of the Benguà catchment (933 kmÂ), where the roads occupy only 0.7% of the surface, the modelling indicated that these areas contributed with approximately 7% of the total soil loss. The results of this study suggest that the sediment yield from roads and slopes with bare surface is at least one order of magnitude higher than those recorded in the preserved areas of the basin. Maintenance activities on roads and traffic of vehicles contribute to the increased availability of sediments and impacting the sediment concentrations, but produce lower impact on the sediment loads, which depend on runoff and the its occurrence after reprofiling of roads. It was also found that the natural vegetation of the semiarid region has potential in capturing sediments in road slopes, with an important role in breaking down connectivity between sediment flows from unpaved roads and the natural drainage system of the catchment.
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