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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
RELAÇÃO ENTRE O USO E MANEJO DO SOLO EM UMA
BACIA RURAL E A CONTRIBUIÇÃO DE NITROGÊNIO,
FÓSFORO E SEDIMENTOS A CORPOS HÍDRICOS
VIVIANE BARROS AVILA
ORIENTADOR: NABIL JOSEPH EID
CO-ORIENTADOR: SERGIO KOIDE
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM TECNOLOGIA AMBIENTAL E
RECURSOS HÍDRICOS
PUBLICAÇÃO: PTARH.DM - 88/05
BRASÍLIA/DF: AGOSTO – 2005
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ii
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
RELAÇÃO ENTRE O USO E MANEJO DO SOLO EM UMA BACIA
RURAL E A CONTRIBUIÇÃO DE NITROGÊNIO, FÓSFORO E
SEDIMENTOS A CORPOS HÍDRICOS
VIVIANE BARROS AVILA
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE
ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE
TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA COMO PARTE
DOS REQUISÍTOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU
DE MESTRE EM TECNOLOGIA AMBIENTAL E RECURSOS
HÍDRICOS.
APROVADA POR:
_________________________________________________
Prof. Nabil Joseph Eid, Dr. (ENC-UnB)
(Orientador)
_________________________________________________
Prof. Néstor Aldo Campana, DSc (ENC-UnB)
(Examinador interno)
_________________________________________________
Prof. Adilson Pinheiro, Dr. (FURB)
(Examinador Externo)
BRASÍLIA/DF, 31 DE AGOSTO DE 2005
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iii
FICHA CATALOGRÁFICA
AVILA, VIVIANE BARROS
Relação entre o Uso e Manejo do Solo em uma Bacia Rural e a Contribuição de Nitrogênio,
Fósforo e Sedimentos a Corpos Hídricos. [Distrito Federal] 2005.
xvi, 114p., 210 x 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Tecnologia Ambiental e Recursos
Hídricos, 2005).
Dissertação de Mestrado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.
1.Aporte de nutrientes 2.Transporte de sedimentos
3.Escoamento superficial 4.Carga anual
I. ENC/FT/UnB II. Título (série)
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
AVILA, V. B. (2005). Relação entre o Uso e Manejo do Solo em uma Bacia Rural e a
Contribuição de Nitrogênio, Fósforo e Sedimentos a Corpos Hídricos. Dissertação de
Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, Publicação PTARH.DM-088/05,
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de BPrasília, Brasília, DF,
114p.
CESSÃO DE DIREITOS
AUTOR: Viviane Barros Avila.
TÍTULO: Relação entre o Uso e Manejo do Solo em uma Bacia Rural e a Contribuição de
Nitrogênio, Fósforo e Sedimentos a Corpos Hídricos.
GRAU: Mestre ANO: 2005
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação
de mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e
científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte dessa dissertação
de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor.
_________________________________
Viviane Barros Avila
iv
Às minhas avós Nahara e Tita
A minha querida família
e ao meu noivo.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, pelo dom da vida, sem Ele não sou nada. A Nossa Senhora, minha mãe.
Aos meus amados pais que me apoiaram, me deram força e coragem para não desistir nos
momentos de dificuldade. Ao meu querido irmão, que é um exemplo para mim. Ao meu
amado noivo, por estar sempre ao meu lado e por ter me suportado nos momentos em que
entrei em crise.
Agradeço ao CNPq pelo apoio e incentivo financeiro durante o período dessa pesquisa.
Agradeço aos profissionais que me auxiliaram na elaboração desse trabalho. Agradeço ao
professor Nabil e ao professor Sergio Koide pela orientação. Agradeço ao senhor Otacílio e
ao Maurício por terem cedido a sua propriedade para a realização desse trabalho.
Agradeço aos meus irmãos de comunidade que me ajudaram a crescer nesses últimos dois
anos, sei que rezaram muito por mim. Aos meus amigos, que entenderam os momentos de
ausência. Agradeço a Deus, também, por Ele ter me dado a oportunidade de conhecer
pessoas fantásticas no mestrado, amigos e companheiros de muitas histórias. Camila,
Cristiane, Daidi, Daniella, Fuad, Jailma, Juliana, Pablo, Thales, Simone e Simoneli, vocês
não sabem o quanto foram importantes nessa conquista.
vi
RESUMO
RELAÇÃO ENTRE O USO E MANEJO DO SOLO EM UMA BACIA RURAL E A
CONTRIBUIÇÃO DE NITROGÊNIO, FÓSFORO E SEDIMENTOS A CORPOS
HÍDRICOS.
Autor: Viviane Barros Avila
Orientador: Nabil Joseph Eid
Co-orientador: Sergio Koide
Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos
Brasília, Julho de 2005
Em uma bacia rural, o escoamento superficial transporta sedimentos e nutrientes aos
corpos hídricos, podendo causar assoreamento e eutrofização de corpos hídricos. Este
trabalho tem por objetivo relacionar o uso e manejo do solo da bacia do córrego Capão
Comprido com a quantificação da contribuição de nitrogênio, fósforo e sedimentos para o
lago Descoberto, no Distrito Federal.
Para determinar a quantidade de nitrogênio, fósforo e sedimento transportados pelo
escoamento superficial, a partir dos diversos tipos de manejo agrícola da região, foram
instaladas três parcelas experimentais onde o escoamento superficial foi dirigido a um
tanque. Duas parcelas foram instaladas em áreas cultivadas, uma no sentido da declividade
e a outra aproximadamente em nível. A terceira parcela foi montada em uma área com
cobertura natural. Foram coletadas amostras do escoamento superficial de 18 eventos de
precipitação e determinadas as concentrações de nitrato, nitrito, fósforo reativo, fósforo
total e sólidos suspensos e totais.
Foi possível observar a influência da adubação na quantidade de nitrogênio transportada
pelo escoamento superficial após as adubações. A concentração fósforo apresentou
comportamento semelhante à dos sólidos suspensos, observando-se uma correlação entre a
concentração dessas variáveis com a intensidade da precipitação. Pôde-se observar que o
aumento da cobertura do solo diminui drasticamente o transporte de sólidos suspensos.
Separou-se o deflúvio anual em escoamento de base e escoamento superficial e, com base
nos resultados obtidos nas parcelas, realizou-se uma estimativa da carga anual gerada pelo
escoamento superficial sobre as áreas cultivadas na bacia. Essas áreas, apesar de
representarem apenas 15,9% da área total, são responsáveis por cerca de 35% do volume
escoado superficialmente, 24,3% da carga de nitrogênio total e 33,6% da carga de fósforo
total gerada anualmente na bacia.
vii
ABSTRACT
THE RELATHIONSHIP BETWEEN USE AND MANAGEMENT OF A RURAL
BASIN SOIL SURFACE AND THE NITROGEN, PHOSPHOROUS AND
SEDIMENTS CONTRIBUTION TO THE WATER BODIES.
Author: Viviane Barros Avila
Supervisor: Nabil Joseph Eid
Co-supervisor: Sergio Koide
Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos
Brasília, July of 2005
In a rural catchment, the surface runoff carries sediments and nutrients to the water bodies,
which may cause silting and eutrophication. The present study is aimed to relate the use
and management at the Capão Comprido stream catchment to the nitrogen, phosphorous
and sediment load to the Descoberto Lake, at the Federal District- Brazil.
To quantify the nitrogen, phosphorous and sediments transported by surface runoff, due to
different type of local agricultural management, three experimental plots were installed, in
which the surface runoff was conducted to a recipient. Two plots were installed in
cultivated areas. One of them along the trill slope and the other leveled. The third plot part
was set up in a undisturbed. Surface runoff samples were collected from 18 precipitation
events and analyzed, in lab, for nitrate, nitrite, reactive phosphorus, total phosphorus and
suspended and total solids.
It was possible to quantify the fertilization influence on the nitrogen load to surface runoff.
Phosphorus concentration presented a similar behavior to the suspended solid
concentration, and a positive correlation between these concentrations to precipitation
intensity was observed. It was also possible to observe that the soil covering by vegetation
growth reduces drastically the suspended solid load.
The annual flow was separated into base flow and surface runoff and, based on the results
obtained in the experimental plots, the annual load from surface runoff originated on the
cultivated areas was estimated. These areas, in spite of representing just 15,9% of the total
area, are responsible for nearly 35% of the volume generated by the surface flow, 24,3% of
nitrogen total load and 33,6% of phosphorus total load generated annually in the
catchment.
viii
SUMÁRIO
1 - INTRODUÇÃO.............................................................................................................. 1
2 - OBJETIVOS...................................................................................................................4
2.1 - OBJETIVO GERAL.............................................................................................. 4
2.2 - OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................ 4
3 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................5
3.1 - NITROGÊNIO........................................................................................................ 5
3.1.1 - Dinâmica do nitrogênio no solo...................................................................6
3.1.2 - Perdas no solo ............................................................................................... 9
3.2 - FÓSFORO............................................................................................................. 10
3.2.1 - Fósforo no escoamento superficial............................................................12
3.2.2 - Fontes de fósforo.........................................................................................14
3.3 - SEDIMENTOS .....................................................................................................14
3.3.1 - Tipos de erosão ........................................................................................... 15
3.3.2 - Fatores que influem na erosão ..................................................................17
3.4 - SEPARAÇÃO DO ESCOAMENTO DIRETO.................................................. 22
4 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................... 24
4.1 - INTERAÇÃO ENTRE OS ELEMETOS........................................................... 24
4.1.1 - Sedimento e fósforo.................................................................................... 24
4.1.2 - Nitrogênio e fósforo....................................................................................24
4.1.3 - Sedimento, nitrogênio e fósforo.................................................................27
5 - ÁREA DE ESTUDO..................................................................................................... 30
5.1.1 - Tamanho das parcelas................................................................................ 36
5.1.2 - Análise química do solo.............................................................................. 36
6 - METODOLOGIA ........................................................................................................ 38
6.1 - MONTAGEM DAS PARCELAS EXPERIMENTAIS EM CAMPO ............. 38
6.1.1 - Primeira montagem das parcelas experimentais..................................... 41
6.1.2 - Segunda montagem das parcelas experimentais ..................................... 42
ix
6.2 - COLETA DAS AMOSTRAS............................................................................... 48
6.2.1 - Coletas de amostras nas parcelas.............................................................. 48
6.2.2 - Coletas de amostras no córrego do Capão Comprido............................. 48
6.3 - ANÁLISE LABORATORIAL DAS AMOSTRAS............................................ 49
7 - RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................. 52
7.1 - RESULTADOS DAS ANÁLISES LABORATORIAIS DAS AMOSTRAS ... 52
7.2 - DETERMINAÇÃO DO VOLUME DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL ... 68
7.3 - DETERMINAÇÃO DA CARGA PARA A BACIA DO CAPÃO COMPRIDO
........................................................................................................................................ 75
7.4 - DETERMINAÇÃO DA CARGA ANUAL PARA A BACIA DO CAPÃO
COMPRIDO.................................................................................................................. 79
8 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.................................................................. 85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................88
APÊNDICE A - GRÁFICOS DE VAZÃO X PRECIPITAÇÃO PARA CADA
EVENTO AMOSTRADO................................................................................................. 94
APÊNDICE B - CARGAS TRANSPORTADAS PELAS PARCELAS
EXTRAPOLADAS PARA 1 HÁ E PARA A BACIA ..................................................104
x
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 – Efeito da umidade prévia de um solo silte argiloso bem drenado no
escoamento superficial e salpicamento do solo (modificado - Choudhary et al.,
1997)................................................................................................................. 17
Tabela 3.2 – Efeito dos tipos de preparo no solo e água escoados superficialmente
(modificado - Choudhary et al. 1997)............................................................... 21
Tabela 4.1 – Concentração média esperada de Nitrogênio total e Fósforo total para cada
classe de uso e ocupação do solo (Said et al., 2004)........................................ 26
Tabela 4.2 – Perdas de sedimento, nitrogênio e fósforo no escoamento superficial nos
eventos destacados (modificado Hollinger et al., 2001)................................... 29
Tabela 5.1 – Resultados das análises das amostras de solo coletadas nas parcelas. ...........37
Tabela 7.1 – Concentrações de nitrato, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento............. 53
Tabela 7.2 – Concentrações de nitrito, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento............. 55
Tabela 7.3 – Concentrações de fósforo reativo, em mg/L, das amostras nas três parcelas.
Em destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento......57
Tabela 7.4 – Concentrações de fósforo total, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento............. 58
Tabela 7.5 – Concentrações de sólidos suspensos, em mg/L, das amostras nas três parcelas.
Em destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento......60
Tabela 7.6 – Concentrações de sólidos totais, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento............. 61
Tabela 7.7 – Dados de altura, intensidade e duração de cada evento em que foram coletadas
amostras nas parcelas ou no córrego Capão Comprido.................................... 70
Tabela 7.8 – Volume coletado, em m³, em cada parcela..................................................... 72
Tabela 7.9 – Coeficiente de escoamento superficial de cada parcela.................................. 73
Tabela 7.10 – Volume de escoamento superficial, calculado a partir dos dados de vazão. 74
Tabela 7.11 – Características das classes de uso e ocupação do solo da bacia Capão
Comprido.......................................................................................................... 77
Tabela 7.12 – Volumes de escoamento superficial, calculados a partir do método
racional. ............................................................................................................ 77
xi
Tabela 7.13 – Somatório dos volumes escoados superficialmente, em m³, estimados com
vazões obtidas pelo método racional e por fluviometria e o somatório das
cargas de nitrogênio e fósforo, em Kg, em todos os eventos coletados. .......... 79
Tabela 7.14 – Separação do deflúvio anual, para o ano de 2003. .......................................80
Tabela 7.15 – Carga anual advinda do deflúvio gerado pelo escoamento superficial, em
cada classe. ....................................................................................................... 83
Tabela 7.16 – Porcentagem de contribuição anual de nitrogênio e fósforo, das áreas
cultivadas e das áreas naturais, na carga anual total......................................... 84
Tabela B.1 – Cargas de nitrato, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1 ha......... 104
Tabela B.2 – Cargas de nitrito, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1ha. ......... 105
Tabela B.3 – Cargas de fósforo reativo, em g, das parcelas, extrapoladas para área de
1ha................................................................................................................... 106
Tabela B.4 – Cargas de fósforo total, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1ha. 107
Tabela B.5 – Cargas de sólidos suspensos, em Kg, das parcelas, extrapoladas para área de
1ha................................................................................................................... 108
Tabela B.6 – Cargas de sólidos totais, em Kg, das parcelas, extrapoladas para área de
1ha................................................................................................................... 109
Tabela B.7 – Cargas de nitrogênio, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial calculados pelo método racional............ 110
Tabela B.8 – Cargas de fósforo, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial calculados pelo método racional............ 111
Tabela B.9 – Cargas de nitrogênio, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial obtidos pelos dados de vazão................. 112
Tabela B.10 – Cargas de fósforo, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial obtidos pelos dados de vazão................. 113
Tabela B.11 – Concentrações utilizadas para o cálculo das cargas mensais e cargas mensais
e anual geradas pelo deflúvio do escoamento de base, no ano de 2003......... 114
xii
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1 – Ciclo do Nitrogênio (modificado – Braga et al., 2002). ................................... 6
Figura 3.2 – Processos de transformações do Nitrogênio no solo.........................................7
Figura 3.3 – Decomposição de matéria orgânica com alta relação C/N (van Raid, 1991).... 8
Figura 3.4 – Representação esquemática do fósforo com relação aos aspectos que afetam
sua disponibilidade (modificado - van Raij, 1991)........................................... 12
Figura 3.5 – Métodos de separação gráfica (Tucci, 2002). ................................................. 23
Figura 5.1 – Localização da bacia do córrego Capão Comprido (Fernandes, 2005). ......... 31
Figura 5.2 – Bacia do Córrego Capão Comprido, com destaque para a propriedade
selecionada para a realização do experimento e para a estação fluviométrica da
bacia (modificado - Fernandes, 2005).............................................................. 32
Figura 5.3 – Classificação da imagem do QUICKBIRD 2, com resolução espacial de
2,8 m (Fernandes, 2005)................................................................................... 33
Figura 5.4 – Diversas vistas da propriedade, localizada na bacia do córrego Capão
Comprido, onde o experimento foi realizado................................................... 34
Figura 5.5 – Estações pluviométricas e linígrafos distribuídos pela bacia do lago
Descoberto (Barnez, 2004)............................................................................... 35
Figura 6.1 – Propriedade onde foi realizado o experimento. Em destaque as áreas
selecionadas para a montagem das parcelas..................................................... 39
Figura 6.2 – Montagem das parcelas experimentais. (a) – vista da calha, do conjunto
redutor e do galão de armazenamento de água. (b) – vista da calha e da chapa
galvanizada. (c) – conjunto de redutores e a mangueira para a saída da água da
calha. (d) – entrada da mangueira no recipiente armazenador. ....................... 40
Figura 6.3 – Esquema da parcela 1......................................................................................43
Figura 6.4 – Esquema da parcela 2, com posição da calha e pontos cotados...................... 44
Figura 6.5 – Fotos da parcela de número 1, cultivada com agrião...................................... 44
Figura 6.6 – Fotos da parcela de número 2, cultivada com cebolinha. ............................... 45
Figura 6.7 – Parcela de número 3, montada em uma área natural....................................... 45
Figura 6.8 – Esquema de montagem da parcela 3, com posição da calha e pontos
cotados.............................................................................................................. 46
Figura 6.9 – Diferença entre porte das espécies cultivadas nas parcelas. (a) – Cultura do
agrião estabelecida, no final do ciclo produtivo. (b) – Cultivo de cebolinha... 47
xiii
Figura 7.1 – Tendência de comportamento entre a concentração de nitrato e a intensidade
média de precipitação....................................................................................... 54
Figura 7.2 – Tendência de comportamento entre a concentração de nitrito e a intensidade
média de precipitação....................................................................................... 56
Figura 7.3 – Tendência de comportamento entre a concentração de fósforo reativo e a
intensidade de precipitação............................................................................... 59
Figura 7.4 – Tendência de comportamento entre a concentração de sólidos suspensos e a
intensidade de precipitação............................................................................... 62
Figura 7.5 – Tendência de comportamento entre as concentrações de fósforo reativo e
sólidos suspensos para a parcela 1 e parcela 3. ................................................ 63
Figura 7.6 – Concentrações de nitrato e nitrito, em mg/L, em amostras coletadas no córrego
Capão Comprido no dia 17/03 e os dados de vazão, em m³/s, referentes aos
horários de coleta.............................................................................................. 64
Figura 7.7 – Concentrações de nitrato e nitrito, em mg/L, em amostras coletadas no córrego
Capão Comprido no dia 29/03 e os dados de vazão, em m³/s, referentes aos
horários de coleta.............................................................................................. 65
Figura 7.8 – Concentrações de fósforo reativo e fósforo total, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 17/03 e os dados de vazão, em
m³/s, referentes aos horários de coleta.............................................................. 66
Figura 7.9 – Concentrações de fósforo reativo e fósforo total, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 29/03 e os dados de vazão, em
m³/s, referentes aos horários de coleta.............................................................. 66
Figura 7.10 – Concentrações de sólidos suspensos e totais, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 17/03 e os dados de vazão, em
m³/s, referentes aos horários de coleta.............................................................. 67
Figura 7.11 – Concentrações de sólidos suspensos e totais, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 29/03 e os dados de vazão, em
m³/s, referentes aos horários de coleta.............................................................. 68
Figura 7.12 – Hidrograma mostrando a separação do escoamento superficial................... 71
Figura 7.13 – Variação das cargas de nitrogênio total e fósforo total para o ano de 2003, na
bacia do Capão Comprido. ............................................................................... 81
Figura 7.14 – Variação das cargas de sólidos suspensos para o ano de 2003, na bacia do
Capão Comprido............................................................................................... 82
Figura A.1 – Hietograma e hidrograma do dia 02/02/05..................................................... 94
xiv
Figura A.2 – Hietograma e hidrograma do dia 11/02/05..................................................... 95
Figura A.3 – Hietograma e hidrograma do dia 12/02/05..................................................... 95
Figura A.4 – Hietograma e hidrograma do dia 13/02/05..................................................... 96
Figura A.5 – Hietograma e hidrograma do dia 18/02/05..................................................... 96
Figura A.6 – Hietograma e hidrograma do dia 20/02/05..................................................... 97
Figura A.7 – Hietograma e hidrograma do dia 23/02/05..................................................... 97
Figura A.8 – Hietograma e hidrograma do dia 25/02/05..................................................... 98
Figura A.9 – Hietograma e hidrograma do dia 28/02/05..................................................... 98
Figura A.10 – Hietograma e hidrograma do dia 01/03/05................................................... 99
Figura A.11 – Hietograma e hidrograma do dia 03/03/05................................................... 99
Figura A.12 – Hietograma e hidrograma do dia 04/03/05................................................. 100
Figura A.13 – Hietograma e hidrograma do dia 07/03/05................................................. 100
Figura A.14 – Hietograma e hidrograma do dia 08/03/05................................................. 101
Figura A.15 – Hietograma e hidrograma do dia 17/03/05................................................. 102
Figura A.16 – Hietograma e hidrograma do dia 27/03/05................................................. 102
Figura A.17 – Hietograma e hidrograma do dia 29/03/05 e do dia 30/03/05....................103
xv
LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURAS E ABREVIAÇÕES
A - Área
Al - Alumínio
C/N - Relação entre carbono e nitrogênio
C - Concentração
° C - Grau Celsius
Ca - Cálcio
CAESB - Companhia de Água e Esgoto de Brasília
Cd - Coeficiente de deflúvio
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
cm - centímetro
CO
2
- Gás carbônico
CT-HIDRO - Fundo de Recursos Hídricos
CTC - Capacidade de troca catiônica
EUA - Estados Unidos da América
FNCT - Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos
FINATEC - Fundação de Empreendimentos Científicos e Tecnológicos
g - Grama
ha - Altura
h - Hora
ha - Hectare
hm - Hectômetro
H
2
PO
4
-
- Íon fosfato
H
3
PO
4
- Ácido ortofosfórico
i - Intensidade
INPE - Instituto Nacional de Pesquisa Espacial
K - Potássio
Kg - Quilograma
Km - Quilometro
L - litro
LAA - Laboratório de Análise de Água
m - metro
mg - miligrama
Mg - Magnésio
MG - Minas Gerais
mL - mililitro
mm - milímetro
N - Nitrogênio
N
2
- Nitrogênio elementar
N org. - Nitrogênio Orgânico
NH
3
-Amônia
NH
4
+
- Amônio ou íon amônio
(NH
2
)
2
CO - Uréia
nm - nanômetro
NO - Óxido nítrico
N
2
O - Óxido nitroso
NO
2
-
- Nitrito
xvi
NO
3
-
- Nitrato
Ntotal - Nitrogênio Total
P - Fósforo
pH - Potencial hidrogeniônico
ppm - parte por milhão
PO
4
3-
- Ânion fosfato
P
2
O
4
3-
- Íon fosfato
PTARH - Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos
Hídricos
PVC - Policloreto de vinila
Q - Vazão
SS - Sólidos Suspensos
T - Tempo
t - tonelada
UnB - Universidade de Brasília
V - Saturação de bases
1
1 - INTRODUÇÃO
A água é o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva, sendo fundamental
para a manutenção da vida (von Sperling,1996). Ela constitui um elemento vital à natureza
e a todas as atividades desenvolvidas pelo homem, como por exemplo alimentação,
irrigação, transporte de resíduos, entre outros. Para cada uso da água necessita de
características qualitativas diferentes (Branco, 1991).
É sabido que a água doce é um recurso natural finito. As atividades humanas interferem
direta ou indiretamente na qualidade dessa água. A poluição dos corpos hídricos é
manifestada por alterações adversas nas características dos mesmos (Pinheiro 2004). É
presumível que a qualidade venha piorando devido ao aumento da população e à ausência
de políticas públicas voltadas para sua conservação (Merten e Minella, 2002).
As águas superficiais podem ser poluídas por atividades humanas de duas maneiras. A
primeira é por meio de fontes pontuais, como por exemplo, a descarga de esgoto ou de
resíduos industriais. O segundo modo são as fontes não-pontuais, ou difusas, como o
escoamento superficial de áreas urbanas e agrícolas (Sliva e Williams, 2001).
As fontes pontuais e difusas estão associadas ao tipo de uso e à ocupação do solo. Cada
fonte, em particular, possui características próprias quanto aos poluentes que carream
(CETESB, 2003).
O deflúvio superficial urbano geralmente contém os poluentes que estão disponíveis na
superfície do solo. Quando ocorrem precipitações, esses poluentes são transportados pelas
águas pluviais para os corpos de águas superficiais (CETESB, 2003).
O escoamento superficial proveniente de áreas agrícolas é uma das principais meios de
transporte da poluição difusa, podendo interferir na qualidade da água de corpos hídricos.
É sabido que o escoamento de áreas agrícolas pode transportar matéria em suspensão,
proveniente da erosão do solo, nutrientes, principalmente compostos nitrogenados e de
fósforo, e pesticidas (Pinheiro, 2004). Segundo CETESB (2003), as características desse
escoamento são muito dependentes das práticas agrícolas utilizadas, da época do ano em
2
que é realizado o preparo do solo para o plantio, da fertilização realizada, do uso de
defensivos agrícolas e da colheita.
Segundo Pinheiro (2004), a matéria em suspensão, quando atinge um corpo hídrico, é
responsável pela redução de penetração de luminosidade, como também ocasiona a
redução da seção de escoamento ou da capacidade de armazenamento desse corpo hídrico,
devido ao assoreamento.
De acordo com Said et al.(2004), o nitrogênio e o fósforo são fundamentais para todos os
organismos vivos. Em ecossistemas aquáticos, a razão de nitrogênio e fósforo, geralmente,
não excede 16:1.
O excesso de nutrientes carreados de fontes pontuais e não-pontuais de áreas agrícolas,
urbanas e industriais tem contribuído para o processo de eutrofização e para o aumento de
incidência e severidade da floração de algas em lagos (Hollinger et al., 2001).
Segundo Wit e Behrendt (1999), o controle de fontes difusas é mais complicado que o
controle de fontes pontuais, porque as emissões dessas não são determinadas apenas pelo
volume do escoamento gerado e distribuição espacial das fontes difusas. As cargas
advindas de fontes não-pontuais são influenciadas pelas práticas agrícolas, como também
pelas condições que influenciam no transporte de nitrogênio e fósforo do solo para as águas
superficiais, como clima, tipo de solo, uso do solo, entre outros.
O nitrogênio e o fósforo podem ser transportados, no escoamento superficial, em solução
ou particulado, entrando aí os nutrientes adsorvidos às partículas erodidas. Outro ponto
importante é o fato de sedimentos contribuírem para o assoreamento dos corpos de água
quando se depositam no fundo dos mesmos.
Para determinar a quantidade de nitrogênio, fósforo e sedimento transportados no
escoamento superficial a partir dos diversos tipos de manejo de uma região, uma
alternativa é a instalação de parcelas no campo onde o escoamento superficial é conduzido
a um tanque. Com o escoamento de um evento de precipitação armazenado neste tanque,
são coletadas amostras para análise laboratorial.
3
Com essas parcelas, é possível quantificar o nitrogênio, fósforo e sedimento que estão
sendo carreados a partir da área cultivada. Entretanto, não é possível determinar o
comportamento destes ao longo do percurso até o exutório da bacia. Para tanto, pode-se
buscar uma maneira de extrapolação dessas informações para toda a bacia. Nesse trabalho
a bacia foi dividida em classes de acordo com o uso e ocupação do solo, utilizou-se o
método racional para determinar a vazão de pico que posteriormente foi utilizada para a
estimativa da carga de nitrogênio, fósforo e sedimentos gerada pela classe de interesse.
O transporte de nitrogênio, fósforo e sedimentos por escoamento superficial e erosão irão
causar danos às águas superficiais, principalmente com a poluição e assoreamento de rios e
lagos, como relatado anteriormente. Entretanto, é necessário considerar também os
aspectos econômicos que esse transporte irá causar. Grandes perdas de nutrientes e
sedimentos aumentam o custo de produção agrícola, sobretudo com adubação e com
práticas que busquem aumentar a produtividade e controlar o processo de erosão (Said et
al., 2004).
Este trabalho tem por objetivo a compreensão dos processos que envolvem o transporte de
nitrogênio, fósforo e sedimentos de uma área agrícola, além de buscar determinar o
impacto desse transporte no lago Descoberto. O texto está dividido em 8 capítulos. O
capítulo 2 apresenta o objetivo principal do presente trabalho, além de seus objetivos
específicos. O capítulo 3 tem por objetivo explicar os principais processos sofridos pelo
nitrogênio, fósforo e sedimento no solo. No capítulo 4 buscou-se relatar experimentos
realizados nesta área de estudo. No capítulo 5 é apresentada a área onde o presente estudo
foi realizado. O capítulo 6 contém a metodologia proposta para ser executada durante este
trabalho. No capítulo 7 são apresentados os resultados obtidos nesse trabalho. E por fim, no
capítulo 8 são apresentadas as conclusões obtidas por meio desse trabalho e as
recomendações para trabalhos futuros sobre o tema.
4
2 - OBJETIVOS
2.1 - OBJETIVO GERAL
Em razão da poluição de corpos hídricos por escoamento superficial advindo de regiões
agrícolas ser uma preocupação crescente, esta pesquisa tem por objetivo principal vincular
o uso e manejo do solo da bacia do Capão Comprido com a quantificação da contribuição
de nitrogênio, fósforo e sedimentos, bem como a estimativa da carga anual de nitrogênio
fósforo e sedimentos na bacia do Capão Comprido.
2.2 - OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1) Quantificar a contribuição de nitrogênio, fósforo e sedimentos, a partir de parcelas
representativas dos diversos tipos de uso/manejo;
2) Estimar, a partir das informações obtidas nas parcelas, a carga de nutrientes na
bacia do córrego Capão Comprido, de acordo com o uso e ocupação do solo;
3) Estimar a carga anual de nitrogênio fósforo e sedimentos advinda de áreas
cultivadas na bacia do Capão Comprido.
5
3 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nesse capítulo, busca-se discutir os processos sofridos pelo nitrogênio e pelo fósforo no
solo, além dos mecanismos responsáveis pela perda destes nutrientes e de sedimentos,
buscando caracterizar os fatores que influenciam nestes mecanismos.
Com essa compreensão procurar-se-á, posteriormente, definir estratégias para alcançar os
objetivos propostos neste trabalho.
3.1 - NITROGÊNIO
O nitrogênio é o principal nutriente limitante para o desenvolvimento das plantas na
maioria dos solos agrícolas do mundo. Por essa razão, as culturas apresentam uma boa
resposta à fertilização nitrogenada (Muchovej e Rechcigl, 1994).
As plantas, com exceção das leguminosas e algumas gramíneas, não têm a capacidade de
utilizar o nitrogênio diretamente da atmosfera. Existem algumas formas assimiláveis de
nitrogênio pelas plantas, sendo as principais os sais de amônio inorgânico (NH
4
+
) e nitrato
(NO
3
-
) (Muchovej e Rechcigl, 1994). Por essa razão, o consumo mundial de fertilizantes
nitrogenados é extremamente alta, superando as quantidades de fertilizantes fosfatados e
potássicos (van Raid, 1991).
Apesar de ser um dos elementos mais abundantes na natureza, o nitrogênio praticamente
não existe nas rochas matrizes. Por essa razão, ele procede da atmosfera (Mello et al.,
1989). As principais fontes de nitrogênio para o solo são os materiais vegetais, como restos
culturais e adubos verdes, ou de natureza animal; sais de amônio e nitratos por meio de
descargas elétricas na atmosfera e a fixação direta do nitrogênio do ar por microorganismo
do solo, além de fertilizantes minerais (van Raid, 1991; Victoria el al., 1992; Muchovej e
Rechcigl, 1994).
Em geral, todos os compostos de nitrogênio encontrados na natureza estão interligados,
formando um ciclo denominado ciclo do nitrogênio. (Victoria el al., 1992). Este ciclo
possui inúmeros “caminhos” e inter-relações complexas, representado, de maneira
6
simplificada, na Figura 3.1. Os processos químicos, físicos e biológicos são influenciados
pelo clima, pelas propriedades do solo, além de seu manejo (Owens, 1994).
Figura 3.1 – Ciclo do Nitrogênio (modificado – Braga et al., 2002).
3.1.1 - Dinâmica do nitrogênio no solo
O nitrogênio presente no solo está sujeito a diversas transformações que tornam nitrogênio
orgânico em nitrogênio mineral, sendo a recíproca verdadeira. Estes processos podem
resultar em perdas ou ganhos para o sistema de uma maneira geral (van Raid, 1991).
Fixação de Nitrogênio
por bactérias
Animais
Desnitrificação
(Bactérias)
Assimilação
Plantas
SOLO
Amônia (NH
3
) e Íons
de Amônia (NH
4
+
)
Decompositores
Amonificação
Íons Nitritos
(
−
2
NO )
Nitrificação
(Bactérias)
Íons Nitratos
(
−
3
NO
)
Plantas
ATMOSFERA
N
2
(Elementar)
7
Figura 3.2 – Processos de transformações do Nitrogênio no solo.
O processo de amonificação (I), ilustrado na Figura 3.2, dá início à mineralização, que
consiste em tornar o nitrogênio orgânico, imobilizado, isto é, não disponível para o uso
imediato, em nitrogênio mineral, ou seja, disponível. Este processo tem continuidade com a
nitrificação, onde o íon amônio é transformado em nitrito e em seguida nitrato (II e III
respectivamente).
A amonifição é a hidrólise de proteínas e ácidos nucléicos, com a liberação de aminoácidos
e de bases orgânicas. Então, estes produtos são decompostos com a liberação de amônio
(Suhet
et al., 1986). Esta é etapa limitante para a mineralização. Trata-se de um processo
lento e no qual não há necessidade de microorganismos específicos (Victoria el al., 1992).
Na nitrificação, o amônio serve como fonte de energia às bactérias nitrificantes. Este
processo é realizado em duas etapas. Na primeira etapa, o íon amônio é convertido em
nitrito pela ação de bactérias
Nitrossomonas. Segundo van Raij (1991), o nitrito permanece
no solo por um período de tempo reduzido, sendo rapidamente oxidado. Portanto, na
segunda fase, é realizada oxidação do nitrito a nitrato por meio de bactérias do gênero
Nitrobacter (Mello et al., 1989).
A etapa IV (Figura 3.2) representa a imobilização, isto é, qualquer mecanismo que
contribua para um decréscimo do nitrogênio mineral disponível no solo. Pode incluir
processos biológicos, como a utilização do nitrogênio mineral durante o metabolismo de
microorganismos e de plantas, sendo transformado em nitrogênio orgânico e processos não
biológicos, como a fixação de amônio em algumas argilas (Mello
et al., 1989).
N org.
−
2
NO
−
3
NO
N
2
I
II
IV
V
VI
IV
III
+
4
NH
8
Segundo Suhet
et al. (1986), a maior parte do nitrogênio encontrado na biosfera está na
forma de compostos orgânicos, sintetizados por plantas, animais e microorganismos. Para
que o nitrogênio possa ser assimilado pelas plantas, é necessário que este esteja na forma
inorgânica, ou mineral.
Vale salientar a importância da relação C/N no destino dos resíduos orgânicos em
decomposição. Se a relação C/N for alta, isto é excesso de carbono, o nitrogênio mineral
será imobilizado pelos organismos. A imobilização só findará quando esta relação estiver
próxima a 20. Quando a relação C/N atinge valores inferiores a 20, ocorre a liberação de
nitrogênio, prevalecendo a mineralização (Suhet et al., 1986).
Figura 3.3 – Decomposição de matéria orgânica com alta relação C/N (van Raid, 1991).
A Figura 3.3 retrata a decomposição da matéria orgânica de alta relação C/N. Inicialmente,
ocorre o consumo de nitrato por um aumento da atividade microbiana, refletido na
liberação de CO
2
. Com nitrato do solo imobilizado, a relação C/N diminui. Assim, é
formado um ambiente propício para a mineralização, com a liberação de amônio (van Raid,
1991). Uma vez que a relação C/N influencia diretamente no processo de mineralização do
nitrogênio, ela vai estar relacionada, conseqüentemente, com a disponibilidade deste no
solo que, por sua vez, está relacionada com a perda deste nutriente do solo.
9
As etapas V e VI da Figura 3.2 representam o processo de desnitrificação, onde formas
oxidadas de nitrogênio são removidas do solo por meio de redução a formas gasosas (Suhet
et al., 1986). Segundo Victoria et al. (1992), a desnitrificação é um processo de respiração
anaeróbia. É realizado por microorganismos capazes de utilizar nitrato em lugar do
oxigênio como receptor final de elétrons (Suhet et al., 1986).
3.1.2 - Perdas no solo
Mello et al. (1989) listaram as possibilidades de perdas de nitrogênio no solo como sendo
remoção pelas culturas, lixiviação, erosão e volatilização. Dzikiewicz (2000) sugerem que
o nitrogênio excedente na agricultura é emitido na atmosfera na forma amônia ou óxidos de
nitrogênio, transportado da superfície do solo para as águas superficiais ou subterrâneas na
forma de nitrato e, em menor quantidade, como íon amônio ou compostos nitrogenados
orgânicos dissolvidos.
A remoção de nitrogênio pelas culturas é extremamente variável, sendo fortemente
dependente da espécie e variedade cultivada, idade da cultura no momento da colheita, da
produção, do teor de nitrogênio assimilável do solo, entre outros fatores (Mello et al.
1989).
O nitrato, por ter carga negativa, é repelido pelas cargas negativas da superfície das
partículas do solo. Isto faz com que permaneça na solução do solo, tornando-se muito
móvel e muito suscetível à lixiviação (van Raid, 1991). Joannon
et al. (2001) relatam que,
após analisar amostras de água de poços de uma área agrícola na Tailândia, foram
encontrados picos de concentração de nitrato nas águas subterrâneas correspondentes aos
eventos de precipitação mais severos. Segundo Mello et al. (1989), pequenas quantidades
de nitrogênio amoniacal e nitroso também podem ser perdidas neste processo. A lixiviação
do nitrogênio está intimamente relacionada com a capacidade de retenção de água e sua
taxa de movimentação no solo (Suhet
et al., 1986).
Ao contrário do nitrato, o íon amônio é um cátion e permanece trocável, ainda que
absorvido pelas cargas negativas do solo (van Raid, 1991). Joannon et al. (2001) sugerem
que o nitrato seja principalmente lixiviado através do solo, enquanto o amônio seja
carreado do solo pelo escoamento superficial. Segundo Mello et al. (1989) as perdas de
10
nitrogênio devidas à erosão não são desprezíveis, uma vez que a maior parte do nitrogênio
presente no solo encontra-se em suas camadas superficiais.
O nitrogênio pode ser perdido para a atmosfera sob a forma gasosa de amônia (NH
3
),
nitrogênio elementar (N
2
), óxido nítrico (NO) e óxido nitroso (N
2
O). A volatilização é
influenciada pelo pH, superfície de contato solo-atmosfera e déficit de saturação do ar
(Mello et al., 1989). Ainda segundo os mesmos autores, as perdas por volatilização não são
economicamente relevantes.
3.2 - FÓSFORO
Segundo Daniel et al. (1994) o fósforo ocorre naturalmente no solo em níveis entre 300 e
1200 mg/Kg de solo. A amplitude desta variação é em função do material de origem, da
textura e manejo do solo.
Os solos brasileiros, em geral, apresentam uma grande carência de fósforo (van Raij,
1991). Segundo Goedert et al. (1986), os solos do Cerrado possuem baixos teores de
fósforo total e muito baixos teores de fósforo disponível para as plantas. Entretanto, o
fósforo apresenta uma forte interação com o solo. Ainda segundo Goedert et al. (1986)
solos argilosos apresentam alta capacidade de retenção do fosfato aplicado. Esses fatores
explicam porque a adubação fosfatada é exercida em doses elevadas já no primeiro ano de
cultivo.
O fósforo, por ser facilmente oxidado, não se encontra na forma elementar (Mello
et al.,
1989). Este se encontra na solução do solo como íons ortofosfato (van Raij, 1991). Goedert
et al. (1986) relatam que em solos como os do Cerrado a concentração de fósforo em
solução é extremamente baixa, geralmente inferior a 0,1 ppm e devido o pH médio destes
solos estar na faixa de 4 a 5 a maior parte do nutriente encontra-se na forma do íon H
2
PO
4
-
.
Na fase sólida, o fósforo combina, como ortofosfato, principalmente com metais como
ferro, alumínio e cálcio, podendo combinar-se com matéria orgânica também. Em solos
ácidos, predominam os fosfatos de ferro e alumínio, e os fosfatos de cálcio são mais
freqüentes em solos alcalinos (van Raij, 1991). Daniel et al. (1994) relatam que, na maioria
11
dos solos, entre 50 e 90% do fósforo é inorgânico, formado por fosfatos de alumínio e ferro
em solos ácidos, e fosfatos de cálcio, em solos alcalinos.
Goedert
et al. (1986) sugerem vários fatores influenciando na relação entre as formas de
fósforo sólido e solúvel, entre eles a quantidade de fósforo adicionada ao solo, o tempo e o
volume de contato do fósforo adicionado com o solo, o tipo e a quantidade de minerais
presentes no solo, o pH do solo, a competição entre ânions presentes na solução.
A disponibilidade de fósforo no solo é decorrente da solubilização de minerais fosfatados,
da mineralização de matéria orgânica e da adição de fertilizantes minerais (Mello et al.,
1989). Ainda com relação à disponibilidade deste elemento no solo pode-se destacar três
frações de fósforo no solo, ou seja, o fósforo em solução, o fósforo lábil (também pode ser
chamado de fósforo trocável) e o fósforo não-lábil (ou fósforo não-trocável). O fósforo em
solução está em equilíbrio rápido com o fósforo lábil, já o fósforo não-lábil, a maior parte
do fósforo inorgânico, é representada por compostos insolúveis e apenas lentamente podem
vir a se converter em fósforo lábil (van Raij, 1991).
Van Raij (1991) relata que os fosfatos adicionados ao solo como fertilizantes dissolvem-se,
passando a fazer parte da solução do solo. Entretanto, por serem de baixa solubilidade e
possuírem uma forte tendência de se fixarem ao solo, a maior parte desse elemento passa
para a fase sólida, onde pode permanecer como fósforo lábil, o qual, se o teor de fósforo
solúvel for reduzido, pode ser redissolvido, ou ser convertido gradativamente a fósforo
não-lábil (Figura 3.4).
12
Figura 3.4 – Representação esquemática do fósforo com relação aos aspectos que afetam
sua disponibilidade (modificado - van Raij, 1991).
A maior porção do fósforo inorgânico é insolúvel e apenas uma pequena fração (menos de
10%) está prontamente disponível para a absorção pelas plantas (Daniel
et al. 1994). Ainda
segundo Daniel et al. (1994) muitos compostos fosfatados orgânicos na forma lábil, como
“glicerofosfatos”, “fosfolipídios”, ácidos nucléicos, podem ser mineralizados por
atividades microbianas. Entretanto menos de 5% do fósforo orgânico normalmente é
mineralizado durante o ano, em alguns casos sendo ainda assim suficiente para suprir as
necessidades de fósforo para o crescimento de plantas.
3.2.1 - Fósforo no escoamento superficial
O fósforo em excesso acumulado no solo pode ser transportado para as águas superficiais
pelo escoamento superficial ou erosão hídrica e eólica (Dzikiewicz, 2000).
O fósforo é carreado pelo escoamento superficial mesmo em áreas naturais ou não
cultivadas. Essa quantidade transportada é considerada como “carga base”, não sendo
possível diminuí-la. Entretanto existem pouquíssimas informações sobre essa “carga base”
(Sharpley e Halvorson, 1994).
13
Segundo Daniel
et al. (1994) e Sharpley e Halvorson (1994), o fósforo transportado pela
água no escoamento superficial ocorre nas formas solúvel e particulado. O fósforo
particulado engloba todas as formas da fase sólida e ainda inclui o fósforo adsorvido nas
partículas de solo e de matéria orgânica erodidos durante o escoamento superficial, esta
forma contribui com a maior parte (75 a 90%) do fósforo transportado de regiões agrícolas
com preparo convencional. Já em regiões de pasto e floresta o fósforo particulado está
presente em pequenas quantidades, então, geralmente, o fósforo dissolvido é a principal
forma carreada pelo escoamento superficial.
Os passos para o transporte de fósforo dissolvido são dessorção, diluição e extração de
fósforo do solo com e de material vegetal. Estes processos ocorrem quando uma porção da
precipitação interage com uma fina camada de solo antes de deixar o campo como
escoamento superficial (Sharpley e Halvorson, 1994). Uma vez dissolvido na água do
escoamento superficial, o fósforo pode ser reabsorvido por sedimentos presentes no
escoamento (Daniel et al., 1994).
Daniel et al. (1994) ainda relatam que no caso de pastagens ou plantio sem preparo de solo
(plantio direto) a quantidade de sedimentos carreados pelo escoamento superficial é tão
baixa que pouquíssimo fósforo dissolvido é reabsorvido por sólidos suspensos. Sob essas
condições, as perdas de fósforo dissolvido podem exceder as perdas, dessa mesma forma
de fósforo, no escoamento superficial de áreas, com preparo convencional, que se
encontram altamente erodidas.
Como a perda de fósforo particulado no escoamento superficial é função da erosão, a
adoção de práticas conservacionistas que visem o decréscimo de perda de solo irão
concomitantemente diminuir a perda de fósforo particulado. A perda de fósforo dissolvido,
entretanto, é mais difícil de ser reduzida e o seu controle baseia-se apenas na não permissão
de acúmulo de fósforo acima de níveis ambientalmente sensíveis, ou seja, o limite acima
do qual a perda de fósforo potencial no escoamento superficial ultrapassa a exigência
nutricional da cultura em questão (Sharpley, 1995).
14
3.2.2 - Fontes de fósforo
O suprimento de fósforo para a produção agrícola pode ser feito por meio de fertilizantes
químicos (comerciais) ou “adubo animal”. As perdas de fósforo relativas à aplicação de
ambos são, geralmente, maiores nos primeiros eventos de precipitação ocorridos logo após
a aplicação dos fertilizantes, ou seja, de um a três eventos após a aplicação de fertilizantes
(Daniel
et al., 1994).
Com relação aos fertilizantes comerciais, Daniel et al. (1994) explicam que a perda de
fósforo no escoamento superficial depende da taxa, da formulação, do método de
aplicação, além da severidade do evento que gera o escoamento e da cobertura vegetal do
solo.
Ainda, segundo Daniel et al. (1994), a concentração de fósforo dissolvido de áreas que
receberam aplicação de fertilizantes minerais fosfatados a lanço pode ser, em média, até
100 vezes maior que áreas onde o fertilizante foi colocado localmente abaixo da superfície
do solo.
Para adubo de origem animal, um grande problema é a taxa de aplicação ser baseada no
suprimento da necessidade de nitrogênio da cultura. Em média, o esterco animal possui
uma razão N:P de 3:1 (Gilbertson et al., 1979 apud Daniel et al., 1994), enquanto a maioria
das forragens e dos grãos possui uma demanda de 8:1 (White e Collins, 1982 apud Daniel
et al., 1994). Goetz e Zilberman (2000) relatam que o fósforo carreado de áreas agrícolas
onde adubo animal foi aplicado contém uma grande fração de fósforo solúvel, este por sua
vez apresenta-se prontamente disponível para a utilização pelas algas em lagos e
reservatórios.
3.3 - SEDIMENTOS
Os sedimentos são transportados pelo processo de erosão. A perda de solos por esse
transporte é uma preocupação mundial. Atualmente, a taxa de erosão do solo excede a taxa
de formação do solo sobre uma extensa área, resultando no esgotamento dos recursos do
solo e diminuição do potencial produtivo. Essa disparidade entre as taxas de erosão e
15
formação do solo, freqüentemente, são resultados das atividades humanas (Toy
et al.,
2001).
A maior parte dos sedimentos transportados por um corpo hídrico é advinda da erosão da
bacia hidrográfica. Com essa erosão grande parte dos nutrientes, de solos férteis para
agricultura, são removidos (Righetto, 1998).
A erosão pode ser definida como a remoção de partículas do solo, pela ação das águas da
chuva ou dos ventos, e o transporte destas partículas para outras áreas ou para o fundo dos
lagos, rios e oceanos (Lepsch, 1993). Righetto (1998), afirma que a erosão é um processo
físico complexo, onde há o desprendimento de partículas do solo pela ação da chuva e pela
ação do arraste de escoamento de águas pluviais sobre o terreno. Segundo Bertoni e
Lombardi Neto (1999), erosão é o processo de desprendimento e arraste acelerado das
partículas do solo causado pela água e pelo vento, sendo a principal causa de esgotamento
acelerado de terras.
3.3.1 - Tipos de erosão
Segundo Toy et al. (2001) a principal maneira de classificar a erosão é de acordo com o
agente erosivo, água, vento, além da erosão natural também chamada geológica.
Entretanto, a erosão hídrica é a mais importante, sendo causada pela precipitação e pelo
escoamento superficial. Por essa razão, nesse trabalho será dado enfoque para esse tipo de
erosão.
A erosão hídrica inclui os processos de impacto, desagregação, transporte e deposição das
partículas de solo. As maiores forças dirigindo esses processos são devidas ao impacto da
gota da chuva e ao escoamento superficial (Bertoni e Lombardi Neto, 1999; Toy et al.,
2001). Righetto (1998) afirma que o processo de erosão, que abrange o destacamento e o
transporte de partículas, compreende três sub-processos: o destacamento de partículas do
solo pelo impacto das gotas da chuva, o destacamento de partículas pelas tensões de atrito
do escoamento superficial e o transporte de partículas pelo escoamento superficial.
Ao impactarem-se no solo, as gotas de água da chuva destroem os agregados, causando o
desprendimento das partículas de solo, esse fenômeno pode ser denominado salpicamento.
16
Galeti (1979) descreve que as gotas de água batem sobre a terra e respingam, ao colidirem-
se com o solo as gotas se fragmentam e respingam já com partículas de solo.
Após as partículas terem sido soltas, as mesmas passam a serem transportadas. De acordo
com Toy
et al. (2001), as partículas de solo, uma vez em movimento são chamadas de
sedimento.
Durante a fase de transporte, é possível observar que as partículas menores, como as argilas
finas, são levadas em solução; as partículas médias, como argilas grossas, limo e areia fina,
são transportadas em suspensão e as partículas mais grosseiras, areias grossas, cascalhos e
pedras, são arrastadas ou roladas (Galeti, 1979).
O movimento do solo pela água é um processo complexo, sendo dependente de diversos
fatores, como a quantidade, intensidade e duração da chuva, natureza do solo, cobertura
vegetal, declividade da superfície do terreno (Bertoni e Lombardi Neto, 1999).
Se a capacidade de transporte cai abruptamente ou, a carga de sedimentos torna-se maior
que a capacidade de transporte, dá-se inicio à fase de deposição (Toy et al., 2001).
Segundo Galeti (1979), as partículas finas, que são transportadas a longas distâncias,
muitas vezes, podem chegar aos lagos, reservatórios e até oceanos.
A erosão hídrica pode ser dividida em três tipos, sendo eles a erosão laminar, a erosão em
sulcos e a erosão em voçorocas (Lepsch, 1993). A erosão laminar é a menos perceptível e,
por essa razão, de acordo com Bertoni e Lombardi Neto (1999), é a mais perigosa. Essa
consiste na remoção de uma camada fina da superfície do solo sobre toda área.
A erosão em sulcos é resultante da concentração do escoamento em alguns trechos do
terreno, dessa forma a água passa a percorrer caminhos preferenciais, o que faz com que
essa desgaste o solo em faixas estreitas dirigidas ao longo do terreno (Lepsch, 1993;
Bertoni e Lombadi Neto, 1999). Já a erosão em voçorocas é ocasionada por grandes
volumes de água que passam, ano após ano, no mesmo sulco que, por conseqüência, vai-se
ampliando, formando grandes cavidades em extensão e profundidade (Bertoni e Lombardi
Neto, 1999).
17
3.3.2 - Fatores que influem na erosão
Segundo Toy
et al. (2001), as condições ambientais determinam o tipo e a taxa de erosão
sobre uma determinada área. Essas condições consistem, primordialmente, de quatro
fatores, sendo eles o clima, a topografia, o solo e a cobertura e uso da terra. Bertoni e
Lombardi Neto (1999) destacam, como sendo fatores influentes no processo de erosão, a
chuva, a infiltração, a topografia, a cobertura vegetal e a natureza do solo.
A precipitação é o principal fator climático que influencia na erosão hídrica, já, na erosão
eólica, os principais fatores climáticos são a velocidade do vento e a duração do mesmo
(Toy et al., 2001).
A erosão causada pela precipitação ocorre com a gota da chuva caindo no solo e com o
fluxo de água sobre a superfície (Toy et al., 2001). O volume e a velocidade do
escoamento são dependentes, diretamente, da intensidade, quanto maior a intensidade
maior a perda de solo por erosão; da duração e da freqüência da chuva ao, uma vez que o
intervalo entre eventos de precipitação influencia no teor de umidade inicial do solo.
Desses três fatores a intensidade é o principal (Bertoni e Lombardi Neto, 1999).
Tabela 3.1 – Efeito da umidade prévia de um solo silte argiloso bem drenado no
escoamento superficial e salpicamento do solo (modificado - Choudhary et al., 1997).
Sedimentos escoados
(g/m²)
Água escoada
(L/m²)
Salpicamento do solo
(g/m²)
Solo seco 20,0 2,52 34,0
Solo úmido 34,0 4,64 26,0
Choudhary
et al. (1997) realizaram um experimento em Ohio submetendo parcelas de solo
silte argiloso bem drenado a dois eventos de chuva artificial, com intensidade de 50 mm/h,
por uma hora (Tabela 3.1). O primeiro evento, com o solo seco e o segundo após 24 horas.
Os autores relatam que, no segundo evento, a erosão do solo aumentou em 70%, enquanto
a saída de água, por escoamento superficial, aumentou 84% quando comparado com o
primeiro. Entretanto, o salpicamento das partículas de solo diminuiu no solo com umidade
anterior, isto, segundo os autores, pode ser explicado pelo fato de que além de desagregar
18
as partículas superficiais do solo, com o impacto da gota da chuva no solo ocorre uma
compactação do solo chamada de selamento superficial.
A topografia, principalmente sob a forma de declividade e comprimento de rampa do
terreno, exerce uma grande influência sobre de erosão. O tamanho e da quantidade do
material em suspensão arrastado pela água dependerem da velocidade com que ela escorre,
essa por sua vez é dependente da declividade e do comprimento de rampa do terreno
(Bertoni e Lombardi Neto, 1999). Segundo Bertoni e Lombardi Neto (1999) o grau de
declividade do terreno influencia diretamente na velocidade e volume de água escoada
superficialmente. Já ao comprimento de rampa está relacionada com o acúmulo de
escoamento superficial, o que resulta em maior energia que se traduz em uma maior
erosão.
Já a cobertura vegetal é a proteção natural do terreno. Entretanto, o nível de proteção
proporcionado pela cobertura vegetal depende do tipo de vegetação, do estádio de
desenvolvimento da planta, entre outros fatores (Bertoni e Lombardi Neto, 1999). Segundo
Galeti (1979), a planta oferece ao solo proteção em três níveis, sendo eles no nível da
copada, na superfície do solo e no nível do interior do solo.
Bertoni e Lombardi Neto (1999) sugerem que a vegetação protege diretamente o solo da
erosão, da dispersão da água, uma vez que intercepta e evapora, uma parte da água
precipitada, antes que a mesma atinja o solo, diminuindo o volume de água que atinge o
solo e reduzindo o impacto da gotas, além de melhorarem a estrutura do solo pela adição
de matéria orgânica e de diminuir a velocidade de escoamento da enxurrada devido ao
aumento de atrito. Um evento de precipitação que ocorre em um local onde a cobertura
vegetal é densa tem suas gotas divididas em inúmeras gotículas, o que resulta em uma
redução da força de impacto da água no solo.
Segundo Bertoni e Lombardi Neto (1999) a cobertura vegetal proporciona também um
aumento do teor de matéria orgânica no solo à medida que vai sofrendo o processo de
decomposição melhorando, assim a porosidade e a capacidade de armazenamento de água
do solo.
19
Alguns tipos de solo são naturalmente mais suscetíveis à erosão que outros, isto está
relacionado, principalmente, às características físicas como a textura, permeabilidade e
profundidade de cada solo (Lepsch, 1993). Solos argilosos são, geralmente, solos com
baixa erodibilidade devido à resistência à desagregação de suas partículas. Apesar destes
possuírem baixa permeabilidade, a força de coesão entre as partículas é muito alta, o que
aumenta a resistência à erosão (Bertoni e Lombardi Neto, 1999).
Ainda, segundo Bertoni e Lombardi Neto (1999), em solos arenosos, apesar de possuírem
uma grande capacidade de infiltração, mesmo quando ocorrem eventos que geram
pequenas quantidades de enxurrada pode ocorrer grande transporte de solo devido à
pequena quantidade de partículas argilosas que agem como ligação entre as partículas.
Já para Toy
et al. (2001), solos que apresentam alto teor de areia apresentam baixa
erodibilidade. Estes produzem poucos sedimentos devido à grande capacidade de
infiltração, reduzindo o escoamento superficial. Para os autores, o solo que possui o maior
potencial de erosão é o com textura média, ou seja, rico em silte. Este fato pode ser
explicado pela tendência de aumento na produção de escoamento superficial, além da
facilidade de desprendimento das partículas deste solo, que no caso são facilmente
transportadas.
Quando são comparadas as idéias anteriormente apresentadas, pode-se concluir que, apesar
da maior erodibilidade dos solos arenosos, esses apresentem uma grande capacidade de
infiltração. A grande capacidade de infiltração, dos solos arenosos, aliada com a cobertura
vegetal resulta em uma redução no risco de erosão. Entretanto, quando esse tipo de solo
encontra-se descoberto e submetido às praticas convencionais de preparo de solo, o risco
de erosão é maior, pelo grande desagregamento das partículas do solo. Já os solo de textura
média, por possuírem uma menor capacidade de infiltração, acabam apresentando um
maior risco de erosão.
Lepsh (1993) relata que o modo como a terra está sendo utilizada e manejada são fatores
importantes no que diz respeito à mobilidade do solo. Quanto mais o solo é revolvido,
maior é a sua desestruturação, ficando assim mais suscetível à erosão.
20
Beutler
et al. (2003) realizaram pesquisa para confrontar diferentes tipos de sistemas de
preparo do solo e cultivo e relacioná-los a perda de solo e a perda de água por escoamento
superficial, em Santa Catarina, em condições de chuva natural. Para tal, compararam
parcelas com sete tratamentos diferentes baseados em preparo convencional com rotação
de culturas e sem cultura, cultivo mínimo, rotação de cultura e semeadura direta.
Como resultados obtiveram uma redução de 99% das perdas de solo na rotação de cultura e
semeadura direta quando comparada ao preparo convencional sem cultura, por exemplo.
Quando foram comparados os preparos conservacionistas e os convencionais, a redução da
perda de solo foi de 80%. Já para a água escoada, os autores notaram que esta é menos
afetada pelos sistemas de preparo e cultivo do que a perda de solo. Como conclusão do
experimento foi possível perceber sistemas de semeadora direta com suas perdas de solo
mais significativas no período primavera/verão, já nos sistemas de preparo convencional as
perdas são maiores no outono/inverno. Pode-se explicar esses fatos pelo pousio no
outono/inverno nas parcelas de preparo convencional e para as parcelas de semeadura
direta, as quais não permanecem com o solo desnudo em nenhuma época do ano, pela
maior erosividade da chuva na primavera/verão.
Choudhary et al. (1997) desenvolveram um experimento para determinar a influência do
preparo do solo na erosão do escoamento superficial, sob condições de chuva simulada em
Ohio (EUA). Foram comparados três tipos diferentes de preparo de solo. No primeiro
tratamento, plantio direto, não havia preparo mecânico do solo, a semeadura foi realizada
no solo coberto pelos restos culturais do cultivo anterior. No segundo tratamento,
escarificação, foi realizada uma aração na primavera e uma escarificação no outono sem
nenhum outro preparo adicional antes da semeadura. Para o terceiro tratamento, plantio
convencional, foi realizada uma aração na primavera e, no mínimo, mais duas operações de
preparo antes da época de plantio.
21
Tabela 3.2 – Efeito dos tipos de preparo no solo e água escoados superficialmente
(modificado - Choudhary et al. 1997).
Tipo de preparo Sedimentos
escoados
(g/m²)
Água escoada
(L/m²)
Salpicamento do
solo
(g/m²)
Plantio convencional 44,0 4,45 50,0
Escarificação 29,0 3,98 21,0
Plantio direto 10,0 2,40 20,0
Como resultados, Choudhary et al. (1997) encontraram, sob condições de chuva simulada,
com intensidade de 50 mm/h e duração de uma hora, que o transporte de sedimentos e a
água escoada foram significativamente influenciados pelo método de preparo do solo
(Tabela 3.2). A perda de sedimentos no plantio convencional foi 50% maior que no preparo
com escarificação e 400% maior que o plantio direto. Já as perdas de água por escoamento
superficial dos preparos convencional e escarificação foram semelhantes e 200% maior que
o plantio direto. Para a desagregação das partículas, o preparo convencional apresentou
mais do dobro de partículas desagregadas quando comparado com os demais tipos de
manejo.
Também sob condições de chuva simulada, Mello et al. (2003) avaliaram a perda de solo e
a perda de água por escoamento superficial em diferentes sistemas de manejo baseados em
preparo convencional sem cultivo e com cultivo de soja (Glicine max L.) sobre restos de
aveia preta, cultivo mínimo e semeadura direta, na região de São José do Cerrito (SC).
Com cultivo mínimo, houve uma redução de perdas de solo em 85% e de água em 34%
com relação ao preparo convencional com o cultivo de soja. Este, por sua vez, obteve uma
redução de 71% quando comparado com o preparo convencional sem cultivo. Já o sistema
de semeadura direta reduziu 98% das perdas de solo comparado às parcelas com preparo
convencional.
Experimentos como os realizados por Santos et al. (1998) e por Cogo et al. (2003)
confirmaram os resultados obtidos pelos experimentos anteriormente citados. Com isso, é
possível observar a influência exercida pelos diversos sistemas de preparo do solo e cultivo
sobre a perda de sedimentos de uma área rural.
22
3.4 - SEPARAÇÃO DO ESCOAMENTO DIRETO
Tucci (2002) relata que o escoamento, geralmente, é separado em escoamento superficial,
que representa o fluxo de água na superfície do solo, escoamento subsuperficial, que
representa o fluxo que ocorre junto às raízes das plantas e em escoamento subterrâneo,
também chamado escoamento de base, ou seja, a contribuição do aqüífero.
Ainda segundo Tucci (2002), o escoamento superficial pode ser identificado por métodos
gráficos, direto no hidrograma. Esses métodos são descritos a seguir. Os três métodos são
apresentados graficamente na figura 3.5.
Método 1: baseia-se na extrapolação da curva de recessão a partir do ponto C até encontrar
o ponto B. Então, unem-se os pontos A, B e C. o escoamento superficial é representado
pelo volume acima da linha ABC.
Método 2: é o método mais simples, basta ligas os pontos A e C por uma reta. O volume
acima da reta AC representa o volume escoado superficialmente. Onde os pontos A e C são
pontos de maior curvatura no hidrograma
Método 3: para a determinação do escoamento superficial por esse método é necessário
fazer a extrapolação da tendência anterior ao ponto A até a vertical do pico, obtendo-se um
novo ponto, chamado D. Unindo-se os pontos D e C obtém-se a separação do escoamento
superficial do escoamento de base.
23
Figura 3.5 – Métodos de separação gráfica (Tucci, 2002).
24
4 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 - INTERAÇÃO ENTRE OS ELEMETOS
4.1.1 - Sedimento e fósforo
Fraser et al. (1999) buscaram quantificar o fósforo particulado e, conseqüentemente,
sedimentos advindo de uma área tipicamente agrícola na região sudoeste da Inglaterra, sob
influência da intensidade dos eventos de precipitação. O solo da região, segundo os
autores, era muito poroso, apresentando alta drenagem. Entretanto, a estrutura desse solo
apresentava uma estabilidade extremamente baixa, o que fazia dele prontamente erodível,
pois as partículas de areia e silte rapidamente se desagregavam com o impacto da chuva e
com o movimento da água no solo. Esse fato ainda era agravado por grandes áreas com
solo descoberto e a redução do teor de matéria orgânica no solo.
Os resultados, como esperado, mostraram que quanto maior a intensidade da chuva, maior
o escoamento gerado. Unindo esse fator à suscetibilidade do solo, à erosão resultou em
altas taxas de perda de fósforo particulado associados aos sedimentos. Para uma
intensidade de precipitação entre 0,8 – 1,0 mm/h, a produção de sedimentos suspensos foi
de 14 Kg/(ha.h), com uma taxa de fósforo particulado de 16 g/(ha.h) e de fósforo total de
31 g/(ha.h). Já para uma intensidade entre 9,1 – 10,0 mm/h, a produção de sedimentos
suspensos carreados no escoamento superficial aumentou mais de 8 vezes, o fósforo
particulado aproximadamente 20 vezes e o fósforo total cerca de 17 vezes.
Nesse trabalho, os autores indicaram uma relação positiva entre a concentração de
sedimentos suspensos no escoamento superficial e a concentração de fósforo particulado,
além de confirmarem a influência da intensidade da precipitação na perda de solo e de
fósforo particulado.
4.1.2 - Nitrogênio e fósforo
Wit e Behrendt (1999) estudaram a relação entre as cargas de fósforo e nitrogênio
carreadas para os corpos de água e o excesso dos mesmos no solo. Para tanto, analisaram
numerosas sub-bacias das bacias Reno e Elba na Europa durante 5 anos e compararam com
dados dos últimos 30 anos.
25
Para o nitrogênio, determinaram que as maiores emissões a partir do solo para águas
superficiais ocorreram em locais onde a superfície do solo apresentava os mais altos teores
de nitrogênio em excesso, mostrando uma relação positiva. Entretanto, para o fósforo os
resultados não encontraram uma relação direta entre o excesso deste nutriente no solo e sua
emissão. Segundo os autores, este resultado sugere que não existe relação positiva entre as
práticas agrícolas na terra e a emissão de fósforo para corpos hídricos. Uma possível
explicação para este caso é o fato do fósforo permanecer fortemente adsorvido nas
partículas de solo, diferentemente do nitrogênio que é mais móvel. Conseqüentemente,
apenas uma pequena fração do suprimento de fósforo no sistema do solo atinge as águas
superficiais. Então, o fósforo é mais influenciado pelas condições que afetam o transporte
de solo para águas superficiais que pelo seu excesso no solo.
Outro resultado destacado por este estudo foi o fato de mesmo com a diminuição no
excesso dos nutrientes no solo não houve uma mudança imediata na emissão dos mesmos
aos corpos hídricos que continuaram seguindo a tendência de emissão dos 30 anos
passados, pelo menos dentro do período de 5 anos do estudo.
Na Estônia e na Letônia quatro bacias foram estudadas entre 1994 e 1997 por Vagstad
et
al.
(2000) para determinação de perdas de nitrogênio e fósforo por escoamento superficial
e lixiviação. Dentre essas bacias estudadas, duas se caracterizam tipicamente pela produção
de cereais com uma introdução moderada de nutrientes para as culturas, as outras duas
apresentam alta densidade de criação de animais, mais especificamente suínos, além da
grande utilização de esterco animal em suas produções agrícolas. Uma destas duas últimas
bacias teve sua produção agrícola completamente cessada em 1991-1992, depois de 15
anos de produção intensificada.
Para nitrogênio total e fósforo total, foram encontrados coeficientes de variação altos,
variando de 80 a 129% e 13 a 83% respectivamente. Isto, segundo Vagstad et al. (2000),
ilustra que o processo de perda de nutrientes no escoamento superficial é ocasional,
conduzindo a grandes variações temporais nas perdas. Quando as bacias foram
comparadas, é possível notar o efeito da aplicação de esterco animal. Nas bacias onde o
predomínio é de produção de cereais, os máximos valores atingidos de nitrogênio total e
fósforo total foram, respectivamente, 18,6 e 2,13 mg/L. Já para as demais bacias esses
26
valores atingiram 184,8 e 7,17 mg/L, respectivamente. É fundamental destacar que na
bacia onde as atividades agrícolas foram cessadas em 1991-1992, mesmo não tendo sido
mais aplicado esterco, a perda de fósforo alcançou, aproximadamente, 4 Kg/(ha.ano), este
valor provavelmente está associado às excessivas aplicações de adubo animal por um longo
período de tempo. Os resultados mostraram a dependência das perdas de nitrogênio e
fósforo com relação ao uso do solo e às práticas de manejo (Vagstad
et al. 2000).
Estudo semelhante foi realizado por Mander et al. (2000), no sul da Estônia, onde a
porcentagem de áreas abandonadas cresceu mais de 10% e ao mesmo tempo as áreas
agrícolas decaiu aproximadamente 20%. Em toda bacia, a média anual de nitrogênio
inorgânico total no escoamento superficial apresentou um decréscimo significativo,
considerando o período entre 1987 e 1997, de 17,8 para 4,0 Kg N/(ha.ano). Atingindo, nos
últimos 3 anos de pesquisa, perdas semelhantes a áreas de florestas. Para o fósforo total, a
variação na média anual não se apresentou significativa como a do nitrogênio total,
entretanto indicou uma tendência de decréscimo, decaiu de 0,32 para 0,13 Kg P/(ha.ano).
Said et al. (2004) estudando a relação entre o uso e ocupação do solo e o total de nitrogênio
e fósforo em um canal, em pesquisas conduzidas na bacia Snake River em Idaho, nos
Estados Unidos, relataram que a concentração média esperada, de nutrientes que são
carreados, está intimamente relacionada com o tipo de uso e ocupação do solo, como pode
ser notado na Tabela 4.1.
Tabela 4.1 – Concentração média esperada de Nitrogênio total e Fósforo total para cada
classe de uso e ocupação do solo (Said et al., 2004).
Nutrientes (mg/L) Residência Comércio Agricultura Pastagens Florestas
Nitrogênio total 1,82 1,34 4,40 0,70 0,70
Fósforo total 0,57 0,32 1,30 0,01 0,01
N:P 3,2 4,2 3,4 70 70
Ainda de acordo com Said et al.(2004), a quantidade de nutrientes perdida no escoamento
superficial não depende apenas da concentração média esperada, mas também se deve
levar em consideração o volume de água escoada. Os autores relataram que apesar de áreas
agrícolas possuírem uma maior concentração média esperada, o volume de água escoado é
27
maior em áreas urbanas de comércio e residência, essas áreas geram, então, uma maior
perda de nutrientes.
4.1.3 - Sedimento, nitrogênio e fósforo
Blevins
et al. (1990) buscaram com seus estudos comparar a contribuição de sedimentos,
nitrogênio e fósforo em solução em três sistemas de manejo usados para produção de milho
(Zea mays L.), durante quatro anos. Os três sistemas de preparo de solo foram o preparo
convencional, o cultivo mínimo e a semeadura direta.
O volume de escoamento superficial e sedimentos carreados foi consideravelmente
superior no preparo convencional quando comparado aos demais sistemas. Os tratamentos
de cultivo mínimo e semeadura direta não diferiram significativamente entre si. O volume
escoado superficialmente foi mais de 2 vezes maior no preparo convencional. Já o total de
sedimentos perdidos neste tratamento foi 36 e 28 vezes maior que os tratamentos
semeadura direta e cultivo mínimo, respectivamente. Em face aos dados anteriormente
citados, os autores afirmam que o cultivo mínimo é um sistema superior, ao preparo
convencional, para redução de erosão do solo e água escoada, devido à permanência de
resíduos culturais no solo e aumento da rugosidade do solo.
O nitrato foi encontrado em concentração alta no escoamento superficial durante eventos
que ocorreram logo após a aplicação de fertilizantes. Muito embora a concentração de
nitrato tenha sido similar para todos os sistemas de manejo, a quantidade deste composto
tendeu a ser superior para o preparo convencional por causa do maior volume de
escoamento. Vale ressaltar que a quantidade de nitrato medida na água escoada das
parcelas com os tratamentos representa menos de 1% do fertilizante nitrogenado aplicado.
O fósforo solúvel carreado, durante os 4 anos de estudo, mostrou-se superior no preparo
convencional. Nos tratamentos conservacionistas as perdas foram pequenas e não diferiram
entre si. Blevins et al. (1990) explicam que o fato do sistema de cultivo mínimo ter
apresentado pequena quantidade de fósforo solúvel perdido está associada ao fato de terem
ocorrido pequenos volumes de escoamento no período subseqüente à aplicação de
fertilizantes, além da rugosidade da superfície do solo permitir o fósforo solúvel reagir com
as partículas de sedimento do solo, removendo-o da fase solúvel.
28
Soileau
et al. (1994) procuraram avaliar o efeito do sistema de preparo do solo,
conservacionista e convencional, nas perdas de sedimentos, nitrogênio e fósforo de uma
bacia, com cultivo de algodão (Gossypium sp.), no norte do Alabama (EUA).
As perdas de solo nos sistemas de preparo convencional e conservacionista foram baixas.
O preparo convencional perdeu aproximadamente 3 t/(ha.ano), enquanto para o
conservacionista esta perda foi reduzida à metade. De acordo Soileau et al. (1994), uma
grande porção do solo foi perdida, no sistema convencional, durante 2 ou 3 intensos
eventos de precipitação durante o período em que o solo permaneceu desnudo ou na
semeadura, uma vez que a cultura já estabelecida ajuda a reduzir a erosão do solo.
Este trabalho confirmou os resultados obtidos por Blevins et al. (1990) com relação ao
nitrogênio total, não havendo diferença significativa entre os sistemas. As concentrações
máximas de nitrogênio no escoamento superficial foram encontradas em eventos que
ocorreram logo após a aplicação de fertilizante químico na superfície do solo.
A concentração de fósforo solúvel tendeu a ser maior no sistema conservacionista,
confirmando as premissas de Daniel et al. (1994). O estudo mostrou um aumento
considerável na concentração de fósforo, em solução e particulado, no escoamento
superficial alguns dias após a aplicação de fertilizante na superfície do solo, semelhante ao
acontecido com o nitrogênio. Segundo Soileau et al. (1994), no ano de 1988, a
concentração de fósforo em solução e particulado aumentou, respectivamente, de 0,6 para
7,9 mg/L e de 180 para 1387 mg/Kg anteriormente e posteriormente à fertilização.
Hollinger et al. (2001) buscaram quantificar as perdas de solo e nutrientes, em uma área de
produção de hortaliças, na Austrália, além de estabelecerem os principais fatores que
influenciam na relação entre as condições do cultivo e a distribuição sazonal de
precipitação.
A perda total de sedimento suspenso correspondeu a 19 t/(ha.ano), o nitrogênio total
perdido a 127 Kg/(ha.ano) e o fósforo total a 11 Kg/ha ano. Hollinger et al. (2001)
concluíram que 90% do fósforo perdido encontravam-se na forma particulada. Outro
resultado encontrado pelos autores relaciona 60% da perda de solo com a ocorrência do
29
verão, entre os meses de dezembro e fevereiro, coincidindo com as maiores intensidades de
precipitação e com o maior grau de exposição e distúrbio do solo.
Hollinger
et al. (2001) destacam 2 eventos em particular que marcam diferentes condições
de cultivo. O primeiro evento ocorreu entre os dias 19 e 20 do mês de janeiro de 1996,
onde apenas 10% da área total encontrava-se com cobertura vegetal, o segundo evento
ocorreu entre 2 e 6 de maio de 1996, neste mês 65% da área estava sendo cultivada e 10%
com restos vegetais de aveia, usado como adubo verde. O volume precipitado no primeiro
evento foi inferior ao do segundo, entretanto sua intensidade superou a intensidade do
segundo evento.
Na Tabela 4.2, pode-se observar os dados coletados nos dois eventos, vale ressaltar que no
segundo evento, devido a maior cobertura do solo e a menor intensidade, tanto a perda das
formas particuladas de nitrogênio e fósforo quanto de sedimento foi reduzida, apesar do
maior volume de precipitação. Ainda, segundo os autores, o aumento na concentração de
fósforo solúvel pode ser devido a um incremento continuo de fertilizantes fosfatados.
Tabela 4.2 – Perdas de sedimento, nitrogênio e fósforo no escoamento superficial nos
eventos destacados (modificado Hollinger et al., 2001).
N em
solução
(Kg/ha)
N
particulado
(Kg/ha)
P em
solução
(Kg/ha)
P
particulado
(Kg/ha)
Sedimento
(Kg/ha)
Evento 1 – jan 4,5 10,2 0,11 4,2 11.281
Evento 2 – maio 64,0 7,2 0,27 3,2 5.441
Como conclusão deste estudo, Hollinger et al. (2001) encontraram que a maior
preocupação dos fazendeiros daquela região é a erosão hídrica, assim como esta também é
responsável pelo mecanismo predominante de movimento de fósforo no solo. Outro ponto
destacado pelos autores é que a perda de nutrientes, em especial nitrogênio particulado,
pode ser reduzida se os fertilizantes forem aplicados de maneira eficiente.
30
5 - ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo selecionada é a bacia do córrego Capão Comprido, que contribui para o
lago Descoberto – DF, localizada na porção ocidental do Distrito Federal e inserida dentro
da área de abrangência do Projeto Integrado de Colonização Alexandre de Gusmão (Figura
5.1).
A bacia do Córrego Capão Comprido abrange uma área aproximada de 16,4 Km². Está
localizada entre as coordenadas 15°43’42” a 15°45’41” latitude sul e 48°10’07” a
48”06’13” longitude oeste de Greenwich. As cotas altimétricas variam de 1030 a 1270 m.
Essa região é de fundamental importância porque o córrego Capão Comprido contribui
para o lago Descoberto, sendo que a sua água é utilizada para o abastecimento do Distrito
Federal. O uso e a ocupação do solo da bacia são predominantemente agrícolas, sendo
explorada a agricultura e a pecuária em pequenas propriedades, em média com 10 ha
(Nascimento et al., 2000).
Segundo Reatto et al. (2003), o tipo de solo predominante na bacia do Capão Comprido é o
latossolo vermelho, que é um solo antigo, não hidromórfico, bem estruturado, profundo
(acima de 1,5m), com horizonte B bem definido (acima de 50 cm), e muito poroso, o que o
torna bem drenado. Apesar de bem estruturado e com uma boa drenagem, quando se
encontra desnudo, torna-se altamente suscetível à erosão.
O clima característico da bacia apresenta duas estações bem definidas: uma chuvosa e
quente, que se estende de outubro a março, e outra fria e seca, de abril a setembro. A região
apresenta precipitação média anual de 1.600mm e temperatura anual varia em média de 18
a 22ºC (Lima, 2004).
A região destaca-se pela olericultura, com grande variedade de hortaliças presente no local,
como por exemplo, cenoura (Daucus carota L.), beterraba (Beta vulgaris L.), morango
(Fragaria ananassa Duch.), tomate (Lycopersicon esculentum Mill.), alface (Lactuca
sativa
L.), agrião (Lepidium sativum L.), couve (Brassica oleracea L.), entre outras. Outra
atividade importante é a fruticultura, com destaque para a produção de goiaba (
Psidium
guajava
), mexerica poucan (Citrus aurantium L.), entre outras.
31
O principal método de irrigação praticado na região é o sistema de aspersão convencional.
A irrigação por sulcos praticamente inexiste, e o sistema de irrigação localizada ainda é
pouco utilizado.
Figura 5.1 – Localização da bacia do córrego Capão Comprido (Fernandes, 2005).
Para o estabelecimento das áreas experimentais foram selecionadas três áreas distintas em
uma propriedade na bacia. O local escolhido para a realização do experimento é uma
propriedade particular, localizada na margem esquerda do córrego Capão Comprido. Na
figura 5.2, é apresentada uma imagem do satélite QUICKBIRD 2, apenas para fins
ilustrativos, em que é possível visualizar a bacia do córrego Capão Comprido e, em
destaque, a propriedade selecionada.
32
Figura 5.2 – Bacia do Córrego Capão Comprido, com destaque para a propriedade selecionada para a realização do experimento e para a
estação fluviométrica da bacia (modificado - Fernandes, 2005).
33
A figura 5.3 ilustra a imagem composta pelas bandas pancromática e multiespectral do
satélite QUICKBIRD 2, obtida em 03 de agosto de 2003, com resolução espacial de 2,8 m,
classificada por Fernandes (2005) com auxílio da ferramenta de classificação ClaTex,
implantada no software Spring, de distribuição gratuita.
Figura 5.3 – Classificação da imagem do QUICKBIRD 2, com resolução espacial de 2,8
m (Fernandes, 2005).
No presente trabalho, as classes representadas na figura 5.3 foram reagrupadas em cinco
classes mais abrangentes. A primeira classe, denominada áreas cultivadas, abrange as
classes originais de horticultura 1 e horticultura 2. A segunda classe, denominada áreas
naturais, corresponde às classes originais campo limpo, campo cerrado e cerrado. A
terceira classe, denominada floresta, corresponde às classes originais mata ciliar,
reflorestamento e fruticultura. A quarta classe corresponde à classe original solo exposto. A
quinta classe corresponde à classe original área construída.
A bacia Capão Comprido foi dividida, portanto, em cinco classes de acordo com os
diferentes tipos de uso e ocupação do solo presentes na mesma. As cinco classes resultaram
de um agrupamento das classes definidas por Fernandes (2005) pro meio da classificação
de uma imagem de satélite fusionada, baseada em reconhecimento de campo e
interpretação visual das imagens. A imagem fusionada é resultante da composição de uma
34
imagem pancromática, com resolução espacial de 0,70 m, e de uma imagem multiespectral,
com resolução de 2,80 m, ambas do satélite QUICKBIRD 2, captadas no dia 03 de agosto
de 2003. Como resultado foi obtida uma imagem colorida, com resolução de 0,70 m.
A propriedade selecionada possui uma área total de 18 ha, com apenas 10 ha aproveitados
para fins comerciais, onde são cultivadas diversas espécies de hortaliças. Buscou-se, por
ser uma propriedade particular com fins lucrativos, uma interferência mínima em seu
cotidiano. Por isso foram respeitadas as práticas agrícolas utilizadas localmente, inclusive
quanto a disposição dos canteiros. Foram, então, montadas parcelas, onde as amostras
foram recolhidas. Na figura 5.4 são mostradas diversas vistas da propriedade em questão.
Figura 5.4 – Diversas vistas da propriedade, localizada na bacia do córrego Capão
Comprido, onde o experimento foi realizado.
A bacia do Capão Comprido está inserida na bacia do Descoberto, na qual é desenvolvido
o Projeto “Definição de Requerimento de Resolução Espacial e Temporal para
Monitoramento de Quantidade e Qualidade da Água em Bacias Hidrográficas”, financiado
pela FNCT/CT-HIDRO, em convênio com a FINEP-FINATEC, e executado pelo
35
Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da UnB. Na
figura 5.5, é apresentada a bacia do Descoberto, com a distribuição da rede de pluviógrafos
e linígrafos, que fazem parte desse projeto de amplo monitoramento da quantidade e da
qualidade da água..
Figura 5.5 – Estações pluviométricas e linígrafos distribuídos pela bacia do lago
Descoberto (Barnez, 2004).
36
5.1.1 - Tamanho das parcelas
Para a determinação do tamanho das parcelas que seriam montadas na fase experimental do
presente trabalho, buscou-se embasamento na literatura. Pôde-se observar que, na
literatura, o tamanho da parcela é muito variado. Cogo
et al. (2003) instalaram parcelas de
24m de comprimento, no sentido da declividade, por 50 cm de largura (12m²). Beutler et
al
. (2003) utilizaram parcelas de 11m de comprimento por 4m de largura (44m²). Em
experimento realizado por Pardini et al. (2003), em que se buscou estudar o efeito do uso
do solo em uma bacia rural, semelhante ao que foi realizado neste trabalho, os autores
definiram uma área de 8m de comprimento por 4,5m de largura (36m²).
Para o presente trabalho optou-se por um tamanho de parcela intermediário. As parcelas
instaladas nas áreas cultivadas abrangeram 24 m² (8m x 3m) e a parcela instalada na área
com cobertura natural encerrou 3 m de largura e 9 m de comprimento (27 m²).
5.1.2 - Análise química do solo
Foram coletadas duas amostras de solo para análise da fertilidade do solo. A primeira
amostra foi coletada na área onde estava sendo cultivado agrião, parcela 1; a segunda
amostra, onde estava sendo cultivada cebolinha, parcela 2. As análises seguiram as
metodologias da EMBRAPA de análise química para avaliação de fertilidade do solo
presentes em Silva et. al. (1999), e seus resultados são apresentados na tabela 5.1.
Analisando-se os dados de fertilidade do solo apresentados na tabela 5.1, pode-se notar que
os teores de nutrientes encontrados nos solos analisados estão próximos aos teores
apresentados por Adámoli et. al. (1986) para latossolo vermelho-escuro.
O teor de matéria orgânica no solo em ambas as amostras é alto, que pode ser devido ao
fato das áreas estarem localizadas próximas à margem do córrego. Em ambas as amostras o
solo apresentou deficiência em cálcio e baixa capacidade de troca catiônica, entretanto os
teores de potássio e magnésio são considerados altos.
37
O teor de fósforo encontrado na parcela 1 é considerado baixo. Para a parcela 2, o teor de
fósforo é considerado alto. Essa diferença nos teores de levar a uma variação na perda de
fósforo nas parcelas 1 e 2.
Tabela 5.1 – Resultados das análises das amostras de solo coletadas nas parcelas.
Parâmetro Parcela 1 Parcela 2
pH em água 6,0 5,8
Ca + Mg (mE/100ml) 3,0 1,9
Ca (mE/100ml) 1,9 0,6
K (mE/100ml) 0,57 0,38
Na (mE/100ml) 0,04 0,04
Acidez total (H +Al) (mE/100ml) 3,4 5,0
CTC (mE/100g) 8,91 7,92
% Al 0 0
% V 62 37
C orgânico (g/Kg) 66,6 40,6
N orgânico (g/Kg) 3,33 2,03
Matéria orgânica (g/Kg) 114,6 69,8
P (mg/dm³) 16 66
38
6 - METODOLOGIA
6.1 - MONTAGEM DAS PARCELAS EXPERIMENTAIS EM CAMPO
O primeiro aspecto relevante na escolha dos locais para a instalação das parcelas foi o tipo
de cobertura vegetal na área. Na primeira área selecionada, cultivava-se agrião, na segunda
área, cebolinha (Allium fistulosum) e a terceira área se apresentava com cobertura natural
de cerrado campo sujo.
As parcelas, montadas nas áreas cultivadas, abrangeram dois canteiros e três valas entre os
canteiros. Portanto, a posição dos canteiros, que fizeram parte de cada parcela, em relação
ao declive do terreno, também foi um ponto levantado na escolha das áreas. Na parcela 1,
com cobertura de agrião, os canteiros estavam montados no sentido do declive, já os
canteiros que compuseram a parcela 2, onde se cultivava cebolinha, encontravam-se
aproximadamente ao longo de curva de nível. A área com cobertura natural foi delimitada,
como a parcela 1, no sentido do declive do terreno.
A figura 6.1 apresenta imagem do satélite QUICKBIRD 2, capturada em 02/08/2003, na
banda pancromática, com resolução espacial de 0,70m. Essa imagem corresponde à
propriedade selecionada para a realização do experimento e nela estão destacadas as três
áreas que foram escolhidas para a montagem das parcelas.
Para a montagem das parcelas foram utilizados: chapas de aço galvanizado, número 18,
com 0,20 m de largura e diversos comprimentos; calha semicircular de PVC, com 3m de
comprimento e seus respectivos terminais, vedações e bocal de saída; reduções para que o
diâmetro da saída de água da calha fosse compatível ao diâmetro do bocal do galão de
armazenamento de água; mangueira de plástico transparente, com 40 mm de diâmetro;
tubo de PVC e um galão de plástico de 50 L para adução e armazenamento da água
coletada pela calha (Figura 6.2).
39
Figura 6.1 – Propriedade onde foi realizado o experimento. Em destaque as áreas selecionadas para a montagem das parcelas.
Área 1
Área 2
Área 3
40
(a) (b)
(c) (d)
Figura 6.2 – Montagem das parcelas experimentais. (a) – vista da calha, do conjunto
redutor e do galão de armazenamento de água. (b) – vista da calha e da chapa galvanizada.
(c) – conjunto de redutores e a mangueira para a saída da água da calha. (d) – entrada da
mangueira no recipiente armazenador.
Para a realização do trabalho, o tamanho das parcelas foi definido de acordo com a área
cultivada. Devido à propriedade selecionada para a realização do presente trabalho ser
particular, não foi possível fazer alterações em seu sistema de cultivo. Dessa forma as áreas
das parcelas instaladas nas áreas cultivadas foram delimitadas em canteiros já existentes no
local.
Para a obtenção dos dados pluviométricos da região, foi instalado na propriedade, no final
do mês de dezembro do ano de 2004, um pluviógrafo, modelo RG2, fabricado pela Onset
Computer Corporation, dos EUA.
41
Foi realizado o levantamento topográfico das parcelas experimentais. Para levantamento da
altimetria foi utilizado um nível a laser. Nas três parcelas foram levantadas as coordenadas
(X e Y) e as cotas de nove pontos, no limite e interior de cada parcela.
6.1.1 - Primeira montagem das parcelas experimentais
A primeira parcela instalada foi montada em área cultivada com agrião, com os canteiros
no sentido da declividade. Apresentava 15 m de comprimento e 3 m de largura, perfazendo
uma área de 45 m
2
. Na extremidade superior foi colocada uma chapa galvanizada com 0,20
m na altura e 3 m no comprimento. Já na extremidade inferior, foi colocada a calha
semicircular para a coleta da água advinda do escoamento superficial. Na saída do bocal
foi instalado um conjunto de redutores e mangueira para conduzir a água ao galão
destinado ao armazenamento. Esse galão encontrava-se em uma escavação no solo.
A segunda parcela foi montada em uma área em que os canteiros estavam sendo cultivados
com cebolinha, perpendicular ao declive. O processo de instalação foi semelhante ao da
primeira parcela. A área da parcela em questão é maior, apresentando 12 m de
comprimento e 6 m de largura (72 m
2
). Nessa parcela de 6m de largura foi necessário o uso
de 2 calhas, cada uma com 3 m, emendadas.
Entretanto, após duas coletas de amostras essas duas parcelas foram desmontadas pelos
funcionários locais, pois era necessária a preparação do solo para receber novo cultivo. Os
canteiros onde estava montada a primeira parcela foram rearranjados, sendo plantado em
seu lugar alface. A área da segunda parcela permaneceu em pousio enquanto não era
plantado um novo ciclo da cultura.
Por essa razão, as parcelas foram realocadas em outras áreas da propriedade. Os dados
obtidos nas duas coletas das parcelas desmontadas foram desprezados.
42
6.1.2 - Segunda montagem das parcelas experimentais
A nova parcela 1 foi montada no dia 30 de janeiro de 2005, em local próximo ao da
primeira instalação de parcela, com dimensões de 8 m de comprimento e 3 m de largura
(24 m
2
), também com cultivo de agrião, com os canteiros no sentido da declividade. A área
apresenta declividade de 8,7% (Figura 6.3). Como na primeira instalação, foi colocada uma
chapa galvanizada na extremidade superior da parcela e uma canaleta, de PVC, na
extremidade inferior. No bocal de saída da calha foi colocado o sistema redutor, com
mangueira de plástico, para conduzir a água ao galão (Figura 6.5).
A parcela 2 foi instalada no final do mês de fevereiro de 2005. Na área escolhida estava
sendo cultivada cebolinha, com os canteiros montados perpendicularmente à declividade,
de 3,6% (Figura 6.4). Essa parcela foi montada com uma área total de 24 m
2
(8 m x 3 m) e
o sistema coletor semelhante ao da parcela 1 (Figura 6.6).
A parcela 3, com área de 27 m
2
(9 m x 3 m) foi montada a montante das duas primeiras
parcelas, em uma área com cobertura vegetal natural correspondente a cerrado campo sujo
(Figura 6.7). A parcela apresenta uma declividade de 18,4% (Figura 6.8), tendo sido
totalmente delimitada por chapas galvanizadas, com a calha para a coleta da água escoada
posicionada na extremidade inferior da parcela e o sistema coletor semelhante ao das
parcelas anteriormente descritas.
Nas parcelas 1 e 2, foram utilizadas chapas galvanizadas apenas para delimitar o
comprimento dos canteiros que fariam parte das parcelas, sem a utilização de chapas nas
laterais. Como o solo era trabalhado, não houve necessidade de revolvê-lo para colocar as
chapas. Na instalação da parcela 3, ao contrário das parcelas 1 e 2, houve um grande
revolvimento no solo, uma vez que ela foi totalmente delimitada por folhas de chapa
galvanizada, de difícil fixação no solo não trabalhado.
Mesmo sendo conhecida a influência da declividade no processo de perda de solo, não foi
possível padronizar as declividades das três parcelas, uma vez que características das
parcelas não poderiam ser alteradas, por não ser possível interferir no cotidiano da
propriedade.
43
Figura 6.3 – Esquema da parcela 1.
44
Figura 6.4 – Esquema da parcela 2, com posição da calha e pontos cotados.
(a) (b)
Figura 6.5 – Fotos da parcela de número 1, cultivada com agrião.
45
(c) (d)
Figura 6.6 – Fotos da parcela de número 2, cultivada com cebolinha.
(a) (b)
Figura 6.7 – Parcela de número 3, montada em uma área natural.
Uma dificuldade surgiu nas parcelas de número um e dois. Os buracos, onde se
encontravam os recipientes coletores de água, começaram a apresentar surgência de água, e
em conseqüência os galões flutuaram, fechando, assim, a entrada de água. Foi necessária a
cravação de hastes de ferro, em forma de “L”, rentes ao solo, para fixação dos galões.
46
Figura 6.8 – Esquema de montagem da parcela 3, com posição da calha e pontos cotados.
Outro problema enfrentado foi com as mangueiras de plástico transparente. As mesmas,
quando expostas ao sol, reduziram em seu comprimento. Foi colocado, acoplado ao
conjunto de reduções, um tubo de PVC, com diâmetro de 40 mm, até perto do galão. Só
então era colocada a mangueira, para fazer a conexão entre o tubo e o galão. A parte da
mangueira que entrava em contato com o solo foi enterrada. Dessa maneira apenas uma
pequena parte da mangueira permaneceu exposta ao sol.
É fundamental destacar o comportamento das duas espécies cultivadas nos canteiros, com
relação ao crescimento e à cobertura vegetal proporcionada, por cada uma, ao solo. O
agrião é uma espécie de comportamento rasteiro. No final do seu ciclo de vida apresenta
um fechamento completo da área onde está sendo cultivado, inclusive das valas entre os
canteiros, como pode ser observado na figura 6.9 (a). Já a cebolinha não proporciona uma
47
cobertura do solo, por seu porte ereto, chegando a atingir uma altura entre 30 e 40 cm. Essa
diferença de cobertura interfere diretamente no desprendimento das partículas do solo e,
consequentemente, no transporte de sedimentos.
(a) (b)
Figura 6.9 – Diferença entre porte das espécies cultivadas nas parcelas. (a) – Cultura do
agrião estabelecida, no final do ciclo produtivo. (b) – Cultivo de cebolinha.
O controle da adubação foi outro problema enfrentado durante o período do experimento.
Como as adubações na propriedade foram realizadas de acordo com a prática local, não foi
possível fazer o controle das quantidades aplicadas.
Na parcela de número 1, cuja cobertura vegetal era agrião, a adubação, no plantio, foi
realizada com NPK (4-14-8). Após 15 dias da data do plantio, no dia 05 de fevereiro de
2005, foi realizada a primeira adubação de cobertura, com NPK (20-0-20). Essa adubação
de cobertura foi repetida após 15 dias da realização da primeira adubação de cobertura, no
dia 19 de fevereiro de 2005. Uma terceira adubação de cobertura foi feita, dessa vez com
uréia ((NH
2
)
2
CO), no dia 05 de março de 2005. As adubações de cobertura eram feitas a
lanço. O agrião foi colhido no dia 02 de abril de 2005.
Na parcela de número 2, com cebolinha, não foi realizada adubação no plantio. A primeira
adubação de cobertura, com NPK (20-0-20), foi feita no dia 14 de fevereiro de 2005. A
segunda, com uréia, foi realizada no dia 26 de fevereiro de 2005. Após as duas primeiras
adubações de cobertura, se deu a primeira colheita, no dia 09 de março de 2005. Após a
colheita, foram realizadas duas adubações de cobertura, semelhante às primeiras, nos dias
16 e 31 de março de 2005.
48
6.2 - COLETA DAS AMOSTRAS
6.2.1 - Coletas de amostras nas parcelas
As coletas das amostras foram quase sempre realizadas na manhã subseqüente a um evento
pluviométrico que havia ocorrido no dia anterior ou na madrugada do mesmo dia.
Para as coletas, os recipientes de armazenamento eram retirados das valas. Após a retirada,
quando o recipiente estava completamente cheio, era descartada parte do volume da
amostra, a fim de permitir a homogeneização do volume residual no recipiente, para
posteriormente coletar-se a amostra em uma garrafa plástica com volume de 500 mL.
As coletas foram realizadas nos dias 02, 11, 12, 13, 18, 20, 23, 25 e 28 do mês de fevereiro
e nos dias 01, 03, 04, 07, 08, 17, 27, 29 e 30 do mês de março do ano de 2005.
6.2.2 - Coletas de amostras no córrego do Capão Comprido
Nos dias 17 e 29 de março de 2005, foram coletadas amostras diretamente no córrego
Capão Comprido. No primeiro dia de coleta, a amostragem ocorreu das 16h35 às 18h50.
Essa coleta ocorreu após um evento de precipitação, com intensidade média de 1,11 mm/h,
altura de precipitação de 2 mm e duração de 1,8 horas. As amostras foram coletadas a cada
cinco minutos. Já a coleta do dia 29 de março de 2005 ocorreu entre dois eventos de
precipitação. O primeiro evento com uma intensidade média de 5,57 mm/h, altura de
precipitação de 24,13 mm e duração de 4,3 horas e o segundo evento com uma intensidade
média de 5,9 mm/h, altura de precipitação de 14,73 mm e duração de 2,5 horas. A coleta
teve início às 15h, após o término da primeira precipitação. A coleta cessou às 16h50, e
também foi realizada com um intervalo de cinco minutos entre cada amostragem.
Devido ao grande número de amostras coletado e ao tempo requerido para analisá-las,
efetuou-se uma seleção das amostras, tendo as demais sido desprezadas. Do primeiro
evento foram selecionadas sete amostras, relativas aos horários 16h40, 17h05, 17h35,
18h05, 18h35, 18h40 e 18h50. O critério para a seleção dessas amostras foi o de desprezar-
se a primeira amostra coletada, retendo-se a segunda amostra para ser análise. As demais
49
amostras foram selecionadas em intervalos de tempo, aproximado, de 30 minutos. As duas
últimas amostras coletadas foram incluídas para análise.
No segundo evento amostrado foram selecionadas as amostras referentes aos seguintes
horários: 15h, 15h45, 16h20, 16h45, 16h50. Para a seleção das amostras coletadas foi
definido que seriam analisadas duas amostras antes do início do segundo evento de
precipitação, uma coletada no momento do início da precipitação e duas amostras coletadas
durante o segundo evento.
O Projeto “Definição de Requerimento de Resolução Espacial e Temporal para
Monitoramento de Quantidade e Qualidade da Água em Bacias Hidrográficas”, financiado
pela FNCT/CT-HIDRO, em convênio com a FINEP-FINATEC e executado pelo Programa
de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da UnB, realiza coletas
de amostras quinzenais no córrego Capão Comprido que são analisadas para nitrato, nitrito,
nitrogênio amoniacal, fósforo reativo e total, sólidos suspensos e totais, pH, condutividade,
entre outros parâmetros. Além dos dados de nível coletados no linígrafo instalado na
estação fluviométrica do PTARH, da UnB, no córrego que realiza leituras em um intervalo
de 15 minutos.
6.3 - ANÁLISE LABORATORIAL DAS AMOSTRAS
As amostras eram levedas, assim que coletas, para o Laboratório de Análise de Água
(LAA), pertencente ao PTARH na UnB, onde foram analisadas.
Na literatura os principais parâmetros analisados são nitrato, nitrito, nitrogênio amoniacal,
fósforo em solução e particulado e para sólidos suspensos, com base nisso, foi decidido que
as amostras seriam analisadas para nitrogênio amoniacal, nitrato, nitrito, fósforo reativo, ou
ortofosfato, fósforo total, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos e sólidos totais, de acordo
com os procedimentos do “Standard Methods for the Examination of the Water and
Wastewater”.
Para avaliar o procedimento a adotar para a análise do nitrogênio amoniacal das amostras,
foi realizada a leitura pelo método colorimétrico de Nessler, para baixas concentrações,
entre 0 e 2,50 mg/L NH
3
-N, em um comprimento de onda de 425 nm, empregando-se água
50
destilada para calibrar o aparelho. Como esse método necessitava de água destilada como
referência e a amostra apresentava cor verdadeira amarelada, observou-se, pela leitura da
absorbância das amostras sem os reagentes e após a adição dos mesmos, que a cor
apresentava interferência na medida final de nitrogênio amoniacal. Optou-se, então, pela
utilização de eletrodo para a leitura desse parâmetro. Para tanto era necessária a calibração
do eletrodo e a construção de uma curva padrão. Após a construção da curva padrão, ficou
constatado que a medida da concentração de nitrogênio amoniacal estava abaixo da faixa
medida pelo eletrodo. Foi decidido então, com base nessas experiências, que não seria
efetuada a medida desse parâmetro um vez que a quantidade de nitrogênio amoniacal
presente nas amostras não era significativa.
Para o nitrato foi utilizado o método colorimétrico de redução por coluna de cádmio, para
faixa de concentrações entre 0 e 30 mg/L NO
-
3
-N, no comprimento de onda de 500 nm.
Para esse parâmetro utilizou-se a faixa de altas concentrações por essa faixa empregar
como referência a própria amostra, e porque no laboratório só havia reagentes para essa
faixa.
Para o nitrito utilizou-se o método colorimétrico Diazotization, para baixas concentrações,
entre 0 e 0,300 mg/L NO
-
2
-N, no comprimento de onda de 507 nm. Esse método, como o
do nitrato, também não apresentou problemas de interferência pela cor por ser utilizada a
própria amostra como referência.
Para fósforo reativo, foi utilizado o método colorimétrico de ácido ascórbico, entre 0 e 2,50
mg/L PO
4
3-
, em um comprimento de onda de 890 nm, que usava como branco a própria
amostra. Contudo, a interferência da cor verdadeira no resultado final era insignificante,
por causa do comprimento de onda utilizado.
O método colorimétrico utilizado para a medida do parâmetro de fósforo total foi o de
digestão ácida com persulfato de sódio, no mesmo comprimento de onda usado para
ortofosfato, e abrangendo uma faixa de 0,00 a 3,50 mg/L PO
4
3-
. Vale ressaltar que as
primeiras amostras coletadas não foram analisadas para esse parâmetro por não haver
reagentes para as mesmas.
51
Para sólidos suspensos, eram filtrados 100 mL de amostra homogeneizada em um filtro de
fibra de vidro, onde previamente eram filtrados 100 mL de água destilada, que
posteriormente era levado para a estufa à uma temperatura de 105
o
C, e finalmente pesado.
Após a filtração da amostra, o filtro era levado novamente à estufa e, após duas horas,
pesado novamente. O total de sólidos suspensos era obtido pela diferença de peso do filtro
entre as pesagens.
O processo para a determinação de sólidos totais era semelhante ao processo para sólidos
suspensos, ou seja, por diferença de pesos. Entretanto, em lugar de se utilizar filtro, eram
utilizados cadinhos de porcelana, previamente pesados, onde se colocava 100 mL de
amostra. Os cadinhos eram, então, levados à estufa, à 105
o
C, por 24 horas. Após esse
período na estufa, os cadinhos eram novamente pesados. Para valoração do total de sólidos
dissolvidos calcularam-se as diferenças entre os sólidos totais e os sólidos suspensos de
cada amostra.
52
7 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
7.1 - RESULTADOS DAS ANÁLISES LABORATORIAIS DAS AMOSTRAS
As amostras de água coletadas em campo foram analisadas em laboratório para a
determinação da concentração de diversos parâmetros. A seguir serão apresentados e
discutidos os resultados de tais análises.
Os dados de concentração obtidos nas parcelas, apenas para os eventos em que não houve
transbordamento do recipiente armazenador, foram confrontados com as respectivas
intensidades de precipitação. Buscou-se verificar a existência de alguma tendência do
comportamento do nitrato em resposta à intensidade de precipitação. É importante ressaltar
que não foram feitas análises estatísticas de correlação entre os parâmetros e a precipitação
por causa da pequena quantidade de dados.
Com a análise dos dados, pode-se perceber que ocorreu uma grande variação nos valores
das concentrações de todos os parâmetros. Essa variabilidade é citada em outros estudos,
como no apresentado por Vagstad et al. (2000). Com os resultados obtidos no estudo, os
autores chegaram a conclusão de que a perda de nutrientes é muito influenciada pelas
características do evento, levando a uma grande variação de perdas de nutrientes ao longo
do tempo.
Na tabela 7.1 são mostradas as concentrações de nitrato, em mg/L, nas amostras analisadas,
nos dias de coleta, nas três parcelas. Assim como nos resultados encontrados por Soileau et
al.
(1994), a concentração de nitrato é influenciada, principalmente, pela adubação, como
pode ser observado na amostra dos dias 20 de fevereiro e 07 de março da parcela 1,
coletadas após adubações de cobertura realizadas em 19 de fevereiro (aproximadamente
1,2 Kg de NPK 20-00-20, na parcela experimental) e 05 de março (aproximadamente 1,4
Kg de Uréia, na parcela experimental). A adubação foi realizada a lanço e as quantidades
de adubação aplicada sobre a área de um canteiro foram estimadas considerando
lançamento uniforme.
A primeira adubação de cobertura realizada na parcela 2 não pôde ser acompanhada, pois a
parcela ainda não havia sido montada. Já, na segunda adubação, realizada no dia 26 de
53
fevereiro (aproximadamente 1,4 Kg de Uréia, na parcela experimental), pôde-se observar
um incremento na concentração de nitrato na amostra coletada no dia 28 de fevereiro.
Na parcela 3, verifica-se uma diferença entre os resultados de fevereiro e março. As
concentrações obtidas no mês de fevereiro estavam acima de 2,0 mg/L, enquanto, no mês
de março, se aproximam a zero. Apesar disso, ambas as faixas de concentrações
encontram-se dentro do esperado para uma área natural. No princípio das coletas, o
revolvimento do solo durante a instalação da parcela provavelmente foi responsável pelo
registro de concentrações mais altas, como anotado, por exemplo, no dia 02 de fevereiro de
2005.
Tabela 7.1 – Concentrações de nitrato, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 6,2 --- 8,2
11/fev 4,7 --- 4,1
12/fev
2,9
---
5,9
13/fev
5,1
---
3,5
18/fev 4,9 ---
6,0
20/fev
9,0
--- NE
23/fev 10 ---
3,1
25/fev 2,7 4,1
2,9
28/fev 5,3 6,0
2,1
1/mar 5,7 4,4
0,4
3/mar 6 3,4
0,0
4/mar
1,5 1,2
NE
7/mar 4,5 2,7
0,0
8/mar 4,2 2,6 0,0
17/mar 7,0 3,0 NE
27/mar 8,4 1,9 0,9
29/mar 4,0 1,8 0,0
30/mar 1,6 1,3 0,0
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
54
Na figura 7.1 (a) é apresentada a tendência do comportamento das concentrações de nitrato
com as intensidades de precipitação Para a construção dos gráficos foram utilizados os
valores de concentração e de intensidade de precipitação apenas dos dias em que não houve
transbordamento dos galões armazenadores, com os demais dados descartados. A parcela 2
apresentou apenas um evento em que não houve transbordamento, e por isso não foi
utilizada na construção dos gráficos de tendência de comportamento.
Figura 7.1 – Tendência de comportamento entre a concentração de nitrato e a intensidade
média de precipitação.
É possível notar que na figura 7.1 a concentração da parcela 1 apresenta uma tendência a
diminuir com o aumento da intensidade de precipitação. Enquanto a parcela 3 não
apresenta uma tendência de comportamento destacada.
Uma explicação possível é o fato do nitrato ter carga negativa, sendo por isso repelido
pelas partículas do solo, não sendo adsorvidos pelas partículas do solo, e assim
permanecem na solução do solo. Desse modo, além desse parâmetro ser mais suscetível à
lixiviação, há uma diluição da concentração do mesmo com o acréscimo de água escoada.
Nitrato
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
i média (mm/h)
C (mg/l)
Parcela 1
Parcela 3
55
Na tabela 7.2 são mostradas as concentrações de nitrito, em mg/L, nas amostras analisadas,
nas parcelas experimentais, em cada dia de coleta.
Tabela 7.2 – Concentrações de nitrito, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 0,01 --- 0,013
11/fev 0,023 --- 0,004
12/fev
0,030
---
0,009
13/fev
0,038
---
0,001
18/fev 0,034 ---
0,242
20/fev
0,104
--- NE
23/fev 0,186 ---
0,007
25/fev 0,027 0,252
0,001
28/fev 0,104 0,047
0,005
1/mar 0,123 0,049
0,002
3/mar 0,146 0,016
0,005
4/mar
0,07 0,019
NE
7/mar 0,031 0,031
0,004
8/mar 0,013 0,022 0,006
17/mar 0,095 0,02 NE
27/mar 0,102 0,008 0,007
29/mar 0,046 0,036 0,007
30/mar 0,031 0,048 0,003
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
Para os dados de nitrito, dois resultados, um na parcela 2 e outro na parcela 3, mostraram-
se discrepantes com relação aos demais dados coletados nas respectivas parcelas. Na
primeira amostra coletada na parcela 2, o resultado obtido foi muito acima dos demais
resultados obtidos na parcela. Na parcela 3, o resultado do dia 18 de fevereiro apresenta
problema semelhante. Esses resultados podem ter sido encontrados devido a problemas tais
como possível contaminação das amostras, problemas com o reagente, não foram
considerados na análise.
56
Ao analisar os resultados da parcela 1, nota-se um aumento na concentração após a
adubação de cobertura realizada no dia 19 de fevereiro, entretanto esse aumento se mantém
até o final das coletas. Na parcela 2 observa-se uma resposta positiva da concentração
provavelmente devido à adubação de cobertura realizada no dia 26 de fevereiro.
Na figura 7.2 é apresentada a tendência de comportamento das concentrações de nitrito
com as intensidades de precipitação.
Figura 7.2 – Tendência de comportamento entre a concentração de nitrito e a intensidade
média de precipitação.
Como esperado, a tendência de comportamento do nitrito foi semelhante ao
comportamento do nitrato. Na parcela 1 pode-se verificar uma tendência a diminuir com o
aumento da intensidade de precipitação. Enquanto a parcela 3 não é possível destacar uma
tendência de comportamento.
Como o nitrato, o nitrito tem carga negativa, não permanecendo adsorvido às partículas do
solo e assim também permanece na solução do solo. Desse modo, está suscetível à uma
diluição da concentração com o acréscimo de água precipitada.
Nitrito
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
i média (mm/h)
C (mg/l)
0,000
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0,010
Parcela 1
Parcela 3
57
Os dados de concentração para o parâmetro de fósforo reativo, de cada parcela, analisados
após cada coleta, são mostrados na tabela 7.3. Os resultados das análises para fósforo total,
de cada parcela, são apresentados na tabela 7.4, para cada data de coleta de água.
Tabela 7.3 – Concentrações de fósforo reativo, em mg/L, das amostras nas três parcelas.
Em destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 1,45 --- 2,32
11/fev 0,92 --- 0,27
12/fev
1,26
---
0,22
13/fev
1,15
---
0,11
18/fev 0,99 ---
0,08
20/fev
1,03
--- NE
23/fev 0,52 ---
0,13
25/fev 0,9 1,34
0,21
28/fev 0,84 1,1
0,20
1/mar 0,49 1,25
0,13
3/mar 0,59 1,65
0,05
4/mar
0,37 1,63
NE
7/mar 1,18 2,39
0,12
8/mar 0,54 1,74 0,02
17/mar 0,6 1,92 NE
27/mar 0,21 0,66 0,06
29/mar 0,24 1,22 0,07
30/mar 0,53 1,36 0,24
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
Não é possível verificar a influência da adubação na concentração de fósforo devido ao
fato da adubação fosfatada ter sido realizada na época do plantio e apenas para a parcela 1.
Na parcela 2 não foi realizada adubação no plantio. As concentrações de fósforo reativo, na
parcela 1 apresentaram a tendência de diminuírem com o passar do tempo, o que pode ser
devido à adubação fosfatada ter sido feita no plantio.
58
Tabela 7.4 – Concentrações de fósforo total, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev SR --- SR
11/fev SR --- SR
12/fev SR --- SR
13/fev SR --- SR
18/fev 3,03 ---
0,98
20/fev
4,17
--- NE
23/fev 1,38 ---
0,77
25/fev 1,8 2,15
0,88
28/fev 3,66 2,28
1,36
1/mar 1,63 2,17
1,27
3/mar 1,51 2,53
0,73
4/mar
1,2 3,00
NE
7/mar 1,98 2,89
1,31
8/mar 1,32 3,7 0,31
17/mar 1,06 3,26 NE
27/mar 0,59 1,27 0,64
29/mar 0,84 1,89 0,54
30/mar 1,00 1,61 0,53
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
SR - sem reagentes para realizar as análises
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
Na figura 7.3 é apresentada a tendência de comportamento entre as concentrações de
fósforo reativo e as intensidades de precipitação. O gráfico de tendência de comportamento
entre a concentração de fósforo total e intensidade de precipitação foi descartado, devido
ao reduzido número de dados para a construção do gráfico.
Na parcela 1, pode-se notar que a concentração de fósforo reativo apresentou uma
tendência a aumentar com o aumento da intensidade de precipitação, apesar de um valor ter
sido relativamente baixo. Na parcela 3, ocorreu a mesma tendência, entretanto de maneira
suave. Isso indica que a intensidade da precipitação exerce influência sobre a perda de
fósforo do solo.
59
Figura 7.3 – Tendência de comportamento entre a concentração de fósforo reativo e a
intensidade de precipitação.
Os dados de concentração de sólidos suspensos e sólidos totais, em cada parcela, para os
dias de coletas de amostras, são mostrados nas tabelas 7.5 e 7.6, respectivamente.
Como era esperado, a concentração de sólidos suspensos e totais foi maior na parcela 1,
devido a seus canteiros estarem montados no sentido da declividade, com um maior
comprimento de rampa que a parcela 2, e ao fato de o agrião ter proporcionado uma
cobertura completa do solo apenas no final de seu clico de cultivo. Pode-se observar que há
uma queda significativa nas concentrações de sólidos suspensos e totais a partir do dia 17
de março de 2005 na parcela 1, quando o agrião encontrava-se totalmente estabelecido,
proporcionando a cobertura completa do solo.
A parcela 3 apresentou, em média, as menores concentrações de sólidos suspensos e totais,
como também era esperado por ser uma área natural. Entretanto, os primeiros dados dessa
parcela mostraram-se muito acima dos valores normais, isso por conseqüência do
revolvimento do solo realizado no momento de instalação da parcela.
P reativo
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0,01,02,03,04,05,06,0
i média (mm/h)
C (mg/l)
Parcela 1
Parcela 3
60
Pode-se notar, ainda, a influência da cobertura vegetal no transporte de sedimentos. Na
parcela 1, no final do ciclo do agrião, que foi colhido no dia 02 de abril, é possível notar
uma queda drástica na concentração de sólidos transportados, apesar da grande declividade
e dos canteiros estarem no sentido da declividade. Isso pode ser explicado pelo fato do
agrião, no final do ciclo vegetativo, com a cultura totalmente estabelecida, proporcionar
uma cobertura vegetal completa do solo. Esse fato foi confirmado por Soileau
et al. (1994),
quando os autores relataram que as maiores perdas de solo ocorreram em eventos de
precipitação anteriores ao estabelecimento da cultura.
Tabela 7.5 – Concentrações de sólidos suspensos, em mg/L, das amostras nas três parcelas.
Em destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 774 --- 2132
11/fev 1781 --- 1020
12/fev
2024
---
627
13/fev
1142
---
532
18/fev 3056 ---
604
20/fev
642
--- NE
23/fev 776 ---
308
25/fev 1740 1332
288
28/fev 704 119
100
1/mar 483 243
269
3/mar 1524 171
163
4/mar
557 628
NE
7/mar 1862 860
390
8/mar 1624 1654 299
17/mar 190 91,0 NE
27/mar 66,0 266 44
29/mar 63,0 396 135
30/mar 59,0 280 167
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
61
Tabela 7.6 – Concentrações de sólidos totais, em mg/L, das amostras nas três parcelas. Em
destaque os resultados dos eventos onde não houve transbordamento.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 1031 --- 7121
11/fev 1922 --- 1292
12/fev
2294
---
764
13/fev
1383
---
719
18/fev 3471 ---
809
20/fev
1110
--- NE
23/fev 861 ---
404
25/fev 1809 1378
304
28/fev 740 172
124
1/mar 496 281
310
3/mar 1666 228
170
4/mar
655 734
NE
7/mar 1976 940
478
8/mar 1766 1924 301
17/mar 437 229 NE
27/mar 162 319 72
29/mar 198 561 225
30/mar 164 301 213
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
Para a parcela 3 é possível afirmar que o material carreado são as partículas livres, poeira,
em detrimento ao efeito de erosão. Por esse fato, a concentração de sólidos suspensos é
maior em intensidades de precipitação menores.
Na figura 7.4 é apresentada a tendência de comportamento entre as concentrações de
sólidos suspensos e as intensidades de precipitação.
É possível destacar que, para a parcela 1, a tendência de comportamento mostrou-se como
o esperado para sólidos suspensos, isto é, o aumento da concentração de sólidos suspensos
com o aumento da intensidade de precipitação. Para a parcela 3 não fica visível uma
tendência de comportamento em resposta a precipitação.
62
Figura 7.4 – Tendência de comportamento entre a concentração de sólidos suspensos e a
intensidade de precipitação.
Na figura 7.5 é mostrada a tendência de comportamento dos parâmetros fósforo reativo e
sólidos suspensos nas parcelas 1 e 3.
Analisando-se o comportamento da concentração de fósforo reativo com a concentração de
sólidos suspensos na parcela 1, pode-se observar que ambas apresentaram a mesma
tendência de comportamento. Os comportamentos dos parâmetros com relação à
intensidade de precipitação e entre si apresentaram um aumento de suas concentrações com
o aumento da intensidade de precipitação, como descrito na literatura. Na parcela 3 não
ficou evidente uma tendência de comportamento semelhante.
Fraser
et al. (1999), em seus estudos, encontraram correlação positiva entre sólidos
suspensos, fósforo e precipitação. Ortiz (2003) encontrou, em seu trabalho, correlação
positiva entre os parâmetros de fósforo reativo e sólidos totais, outra correlação positiva
encontrada pelo autor foi entre a concentração de fósforo reativo e as precipitações.
Sólidos Suspensos
0,0
500,0
1000,0
1500,0
2000,0
2500,0
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
i média (mm/h)
C (mg/l)
Parcela 1
Parcela 3
63
Figura 7.5 – Tendência de comportamento entre as concentrações de fósforo reativo e
sólidos suspensos para a parcela 1 e parcela 3.
Procurou-se acompanhar os eventos de precipitação em que houve escoamento superficial.
Em dois eventos foram coletadas amostras de água no córrego Capão Comprido, no
apêndice A são apresentados os hidrogramas e os hietogramas desses eventos.
Posteriormente, ao serem observados os dados de vazão do córrego, pôde-se notar que no
evento do dia 17 de março de 2005 resultou em uma variação muito pequena na vazão do
córrego e no dia 29 de março de 2005 foram coletadas amostras até o início da variação na
vazão do córrego, as coletas cessaram antes da onda de cheia. Como esses eventos foram
os únicos em que foram coletadas amostras de água no córrego, os dados de qualidade da
água serão analisados a seguir.
Os dados de concentração de nitrato e nitrato, nas amostras coletadas diretamente no
córrego Capão Comprido, no dia 17 março do ano de 2005, são apresentados na figura 7.6.
No mesmo gráfico é apresentado o comportamento da vazão do córrego para o período de
coleta das amostras.
Ao analisarem-se os dados de concentração de nitrato pode-se observar uma variação que
não acompanhou a variação da vazão, apesar dessa ter sido muito pequena. Os dados de
Sólidos Suspensos
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 500 1000 1500 2000 2500
SS (mg/L)
P (mg/L)
Parcela 1
Parcela 3
64
concentrações de nitrito mostraram-se coerentes, acompanhando a pequena variação na
vazão do córrego Capão Comprido.
Figura 7.6 – Concentrações de nitrato e nitrito, em mg/L, em amostras coletadas no córrego
Capão Comprido no dia 17/03 e os dados de vazão, em m³/s, referentes aos horários de
coleta.
Na figura 7.7, são apresentadas as concentrações de nitrato e de nitrito das amostras
coletadas no dia 29 de março de 2005, no córrego Capão Comprido. Ao analisarem-se os
dados de concentração de nitrato, pode-se observar que sua variação não acompanhou a
variação da vazão. Para os dados de concentrações de nitrito, pode-se notar que os
comportamentos da vazão e da concentração têm semelhança, uma vez que ambas não
sofreram grandes variações.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
16h40 17h05 17h35 18h05 18h35 18h40 18h50
Horário das coletas
C de nitrato (mg/L) e Q (m³/s
))
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
C de nitrito (mg/L
)
Vazões
Nitrito
Nitrat o
65
Figura 7.7 – Concentrações de nitrato e nitrito, em mg/L, em amostras coletadas no córrego
Capão Comprido no dia 29/03 e os dados de vazão, em m³/s, referentes aos horários de
coleta.
Na figura 7.8 são apresentadas, as concentrações de fósforo reativo e fósforo total nas
amostras coletadas no dia 17 de março, no córrego Capão Comprido. Os dados de
concentração de fósforo reativo tiveram uma variação pequena, assim como os de vazão.
Os dados de concentração de fósforo total tiveram uma variação maior, que não é possível
explicar.
Na figura 7.9 são apresentadas, as concentrações de fósforo reativo e fósforo total nas
amostras coletadas no dias 29 de março, no córrego Capão Comprido. A tendência dos
dados de concentrações de fósforo reativo e fósforo total mostraram certa semelhança com
a vazão. Pode-se perceber que quando houve um aumento da vazão no córrego, os valores
das concentrações sofreram uma redução, o que pode ser devido a uma diluição.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
15h00 15h45 16h20 16h45 16h50
Horário das coletas
C de nitrato (mg/L) e Q (m³/s
))
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
C de ni tri to (mg/ L
)
Vazões
Nitrito
Nitrato
66
Figura 7.8 – Concentrações de fósforo reativo e fósforo total, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 17/03 e os dados de vazão, em m³/s,
referentes aos horários de coleta.
Figura 7.9 – Concentrações de fósforo reativo e fósforo total, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 29/03 e os dados de vazão, em m³/s,
referentes aos horários de coleta.
Na figura 7.10 são apresentadas as concentrações de sólidos suspensos e sólidos totais nas
amostras coletadas no dias 17 de março, no córrego Capão Comprido. Os dados de
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
16h40 17h05 17h35 18h05 18h35 18h40 18h50
Horário das coletas
C de P reativo (mg/L) e Q (m³/s
))
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
C de P total (mg/L)
)
Vazões
P reativo
P tota
l
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
15h00 15h45 16h20 16h45 16h50
Horário das coletas
C de P reativo (mg/L) e Q (m³/s
))
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
C de P total (mg/L)
)
Vazões
P reativo
P tota
l
67
concentração de sólidos suspensos apresentaram uma variação pequena, a não ser por um
único valor. Para sólidos totais houve uma grande variação nos dados. Podem ter ocorrido
problemas como erro na pesagem dos filtros anterior e posteriormente à filtragem do
material, problemas na filtragem do material e do filtro.
Figura 7.10 – Concentrações de sólidos suspensos e totais, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 17/03 e os dados de vazão, em m³/s,
referentes aos horários de coleta.
Na figura 7.11 são apresentadas, as concentrações de sólidos suspensos e sólidos totais nas
amostras coletadas no dias 29 de março, no córrego Capão Comprido. Os dados de
concentrações de sólidos suspensos e sólidos totais apresentaram uma variação pequena.
Pode-se observar que quando a vazão aumentou houve um aumento na concentração de
sólidos totais e uma redução no valor da concentração de sólidos suspensos devido,
provavelmente, a uma diluição por causa do aumento do volume de água advindo do
escoado superficial.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
16h40 17h05 17h35 18h05 18h35 18h40 18h50
Horário das coletas
C de SS e ST (mg/L
))
0,00
0,20
0,40
0,60
Q (m³/ s)
)
SS
ST
Vazões
68
Figura 7.11 – Concentrações de sólidos suspensos e totais, em mg/L, em amostras
coletadas no córrego Capão Comprido no dia 29/03 e os dados de vazão, em m³/s,
referentes aos horários de coleta.
7.2 - DETERMINAÇÃO DO VOLUME DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Após a determinação das concentrações de nitrogênio, fósforo e sedimentos nas águas
superficiais fez-se necessária a determinação do volume de água escoada superficialmente
nos eventos de precipitação amostrados na bacia.
A determinação do volume do escoamento superficial foi realizada de dois modos
distintos.
O primeiro foi a partir dos dados de vazões e de precipitação observados em campo, foram
construídos hidrogramas e hietogramas para cada evento em que houve coleta de amostras,
para que fosse feita a separação dos volumes dos escoamentos de base e superficial. Para a
separação dos escoamentos foi escolhido o método de separação de escoamento superficial
e de base descrito em literatura, apresentado em Tucci (2002). Para tanto, foram utilizados
os hidrogramas, com a determinação do ponto de maior inflexão onde cessa o escoamento
superficial, no hidrograma, efetuada de maneira visual.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
15h00 15h45 16h20 16h45 16h50
Horário das coletas
C de SS e ST (mg/L
))
0,00
0,20
0,40
0,60
Q (m³/ s)
)
SS
ST
Vazões
69
O segundo método utilizado para a determinação do volume escoado superficialmente foi a
partir dos dados de vazão obtidos pelo método racional. A partir dos volumes de água
encontrados nos recipientes armazenadores, em campo, após cada evento de precipitação e
com os dados de intensidade das precipitações e das áreas das parcelas, foi calculado o
coeficiente de deflúvio para todos os eventos. Entretanto apenas os eventos em que não
ocorreu o transbordamento dos recipientes foram considerados para a estimativa de um
coeficiente médio de deflúvio para as parcelas. Com esses coeficientes médios foram
estimados os volumes escoados nas parcelas nos eventos de precipitação amostrados.
A determinação dos volumes escoados superficialmente nos eventos, amostrados na bacia,
foi fundamental para que fossem estimadas as cargas de nitrogênio, fósforo e sedimentos
geradas nesses eventos na bacia e para uma posterior estimativa da carga anual na bacia.
A partir dos dados de registros de precipitação efetuados pelo pluviógrafo instalado na
propriedade onde o experimento foi realizado, foram obtidos os dados de altura (mm),
intensidade (mm/h) e duração (h) de cada evento de precipitação em que foram coletadas
as amostras.Na tabela 7.7 são apresentados esses dados.
Os dados de cotas do nível da água do córrego Capão Comprido, com 15 minutos de
intervalo entre leituras, obtidos na estação fluviométrica do PTARH da UnB, localizada na
propriedade onde foi realizado o experimento, a montante do local escolhido para a coleta
de amostras no córrego, foram transformados em vazão por meio da curva-chave da
estação. Para essa transformação, utilizou-se a curva-chave do córrego Capão Comprido
obtida por Barnez (2004) obtida com dados no período de agosto de 2002 a maio de 2003.
A equação da curva-chave é apresentada na equação 7.1.
641,3
)59,0(579,0 −= hQ
Sendo Q em m³/s e h em m.
)1.7(
70
Tabela 7.7 – Dados de altura, intensidade e duração de cada evento em que foram coletadas
amostras nas parcelas ou no córrego Capão Comprido.
Data Altura (mm) Intensidade (mm/h) Duração (h)
2/fev 24,13 3,02 8,0
11/fev 23,88 2,98 8,0
12/fev 4,06 4,06 1,0
13/fev 2,03 2,03 1,0
18/fev 4,32 1,02 4,3
20/fev 0,51 0,29 1,8
23/fev 4,57 3,66 1,3
25/fev 9,91 4,95 2,0
28/fev 7,11 3,56 2,0
1/mar 10,41 3,79 2,8
3/mar 6,86 1,37 5,0
4/mar 1,52 1,52 1,0
7/mar 6,86 2,29 3,0
8/mar 25,65 2,50 10,3
17/mar 2,03 1,35 1,5
27/mar 10,16 4,52 2,3
29/mar 24,38 5,42 4,5
30/mar 14,73 6,55 2,3
No apêndice A são apresentados os hidrograma e os hietograma para cada evento em que
foram coletadas amostras das parcelas ou do córrego.
Vale ressaltar que, para esse cálculo, os eventos de precipitação ocorridos entre os dias 29
e 30 de março foram considerados como um evento apenas, em razão do comportamento
contínuo da vazão no córrego e devido à proximidade dos eventos pluviométricos.
Na figura 7.12, é apresentado um hidrograma, do evento ocorrido no dia 27 de março de
2005, para a ilustração de como foi realizada a separação dos escoamentos.
71
Figura 7.12 – Hidrograma mostrando a separação do escoamento superficial.
A partir dos dados de altura de precipitação, foram estimados os volumes precipitados em
cada parcela, levando em consideração as áreas de cada uma, isto é, 24 m² para as parcelas
1 e 2, e 27 m² para a parcela 3.
Na tabela 7.8 são apresentados os volumes coletados nas parcelas, após cada evento. Em
grande parte dos eventos, o volume de água aduzido ao recipiente superou a capacidade de
armazenamento. Na tabela 7.8 os eventos em que o volume coletado é de 50 L, significa
que o recipiente encheu, não sendo, portanto, possível determinar se havia ocorrido
transbordamento.
Escoamento (27/03/05)
0,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
11,000
12,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Intervalos de tempo (15 min)
Q (m³/s)
72
Tabela 7.8 – Volume coletado, em m³, em cada parcela.
Volume escoado (m³)
Data
Parcela 1 (m³) Parcela 2 (m³) Parcela 3 (m³)
2/fev 0,050 --- 0,050
11/fev 0,050 --- 0,050
12/fev 0,037 --- 0,010
13/fev 0,024 --- 0,005
18/fev 0,050 --- 0,008
20/fev 0,004 --- NE
23/fev 0,050 --- 0,016
25/fev 0,050 0,050 0,018
28/fev 0,050 0,050 0,010
1/mar 0,050 0,050 0,015
3/mar 0,050 0,050 0,007
4/mar 0,010 0,010 NE
7/mar 0,050 0,050 0,030
8/mar 0,050 0,050 0,050
17/mar 0,050 0,050 NE
27/mar 0,050 0,050 0,050
29/mar 0,050 0,050 0,050
30/mar 0,050 0,050 0,050
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
Com a intensidade de cada evento de precipitação, o volume de água escoado, medido em
campo nos eventos em que não houve o transbordamento do recipiente, e a área de cada
parcela, pode-se estimar pelo método racional o coeficiente de deflúvio, para cada evento e
para cada uma das três parcelas. Os valores em destaque, na tabela 7.9, representam os
eventos em que o volume escoado na parcela não ultrapassou a capacidade do recipiente,
tendo sido então considerados para os cálculos posteriores.
73
Tabela 7.9 – Coeficiente de escoamento superficial de cada parcela.
Data Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev --- --- ---
11/fev --- --- ---
12/fev
0,379
---
0,091
13/fev
0,492
---
0,082
18/fev --- ---
0,064
20/fev
0,328
--- ---
23/fev --- ---
0,130
25/fev --- ---
0,067
28/fev --- ---
0,049
1/mar --- ---
0,053
3/mar --- ---
0,038
4/mar
0,273 0,260
---
7/mar --- ---
0,162
8/mar --- --- ---
17/mar --- --- ---
27/mar --- --- ---
29/mar --- --- ---
30/mar --- --- ---
Onde: --- Não calculado o coeficiente de escoamento.
Foi estimado um coeficiente de deflúvio médio, para cada parcela, com os valores de
coeficientes calculados para os eventos destacados na tabela 7.9. Para a parcela 1, o
coeficiente médio foi de 0,37. Para a segunda parcela, como em apenas um evento não
houve transbordamento, foi utilizado o valor desse evento, isto é, 0,26. O coeficiente médio
da parcela 3 foi de 0,08. O fato do coeficiente médio na parcela 1 ser maior que o na
parcela 2 pode ser explicado pela influência da declividade.
Ao compararem-se os valores encontrados para cada parcela com os de literatura, levando
em consideração as características de uso e ocupação do solo e de declividade, nota-se que
os valores obtidos encontram-se coerentes, dentro da faixa esperada. Segundo Browne
(1989), para áreas cultivadas, os valores do coeficiente de deflúvio variam entre 0,15 e
0,40, de acordo com a declividade. Já para áreas naturais, o autor sugere valores entre 0,10
74
a 0,15.
Apesar dos coeficientes de deflúvio se mostrarem coerentes com a literatura, vale ressaltar
que os mesmos foram obtidos a partir de dados que apresentavam grande variação. Outro
ponto a ser destacado é o fato de que, por conta do transbordamento dos recipientes
armazenadores, muitos dados foram perdidos e não puderam utilizados no cálculo desses
coeficientes. Esse fato leva a uma baixa representatividade dos resultados.
Os volumes escoamentos superficialmente, em cada evento, obtidos a partir dos dados de
vazão observados em campo e obtidos pelos dos dados de vazão de pico calculados pelo
método racional são apresentados na tabela 7.10.
Tabela 7.10 – Volume de escoamento superficial, calculado a partir dos dados de vazão.
Data Volume escoado (m³) Método racional (m³)
2/fev 70.499 53.510
11/fev 16.899 52.947
12/fev 208 9.012
13/fev 769 4.506
18/fev 698 9.575
20/fev 196 1.127
23/fev 372 10.139
25/fev 1.673 21.967
28/fev 2.822 15.771
1/mar 2.013 23.094
3/mar 468 15.208
4/mar 34,5 3.380
7/mar 3.557 15.208
8/mar 52.583 56.890
17/mar 15,4 4.506
27/mar 31.437 22.531
29/mar 50.420 86.743
Ao se comparar os dados de escoamento superficial calculados pelos valores de vazão
observados e estimados pelo método racional, apresentados na tabela 7.12, é possível
75
perceber que para eventos que apresentaram maior altura e intensidade de precipitação,
como nos dias 02 de fevereiro e 08 e 27 de março, o método racional, como esperado,
mostrou-se mais compatível com os eventos observados.
Para eventos de menor altura de precipitação não ocorre escoamento superficial, pois a
infiltração, a evapotranspiração e a interceptação superam a precipitação e o método
racional não se aplica, pois leva em consideração perdas percentuais, admitindo que em
todos os eventos ocorre escoamento superficial, portanto superestimam o deflúvio
superficial.
Uma possível solução para evitar tal erro pode ser a utilização de um método de cálculo de
deflúvio superficial que admita uma intensidade mínima a partir da qual comece a ter
escoamento superficial.
7.3 - DETERMINAÇÃO DA CARGA PARA A BACIA DO CAPÃO COMPRIDO
A partir dos valores médios obtidos para o coeficiente de escoamento e do volume
precipitado em cada parcela, foram calculados os volumes escoados em cada parcela pelo
método racional. Com esses novos volumes escoados e com os dados de concentração para
cada parâmetro analisado em laboratório, foram calculadas as cargas de nitrato, nitrito,
fósforo reativo, fósforo total e sedimentos para as parcelas. Posteriormente, estas cargas
foram padronizadas para a unidade de área de 1 ha. Tais valores encontram-se no apêndice
B.
Para a extrapolação dos dados obtidos nas parcelas, a bacia Capão Comprido foi dividida
em cinco classes de acordo com os diferentes tipos de uso e ocupação do solo presentes na
mesma. As cinco classes foram resultantes de um agrupamento das classes definidas por
Fernandes (2005) através da classificação de uma imagem de satélite fusionada, baseada
em reconhecimento de campo e interpretação visual das imagens. A imagem fusionada é
resultante da composição de uma imagem pancromática, com resolução espacial de 0,70 m,
e de uma imagem multiespectral, com resolução de 2,80 m, ambas do satélite
QUICKBIRD 2, captadas no dia 03 de agosto de 2003. Como resultado foi obtido uma
imagem colorida, com resolução de 0,70 m.
76
A primeira classe corresponde às áreas cultivadas. Nesta classe estão incluídas as
diferentes práticas de olericultura, isto é, talhões com hortaliças em diferentes estádios de
desenvolvimento, e canteiros em diferentes posições em relação à declividade. Foi feita
uma média aritmética entre as concentrações de nitrogênio total, fósforo total e sólidos
suspensos obtidas nas análises das amostras coletadas nas parcelas 1 e 2, para determinar
as concentrações esperadas desses nutrientes na classe de área cultivada. É importante
ressaltar que o dado de concentração de nitrito do dia 25 de fevereiro, para a parcela 2 foi
considerado incoerente, sendo descartado.
A segunda classe corresponde às áreas naturais, inclui as áreas cobertas por vegetação
típica do Cerrado, como o campo limpo e o campo sujo. As concentrações esperadas de
nitrogênio total, fósforo total e sólidos suspensos foram estimadas pela média das
concentrações obtidas na parcela 3. Como no caso anterior, para a determinação da média
aritmética foram descartados os valores considerados incoerentes. Por exemplo, os
resultados do dia 02 de fevereiro foram descartados, pois essa foi a primeira coleta após a
montagem da parcela, e o resultado do dia 18 de fevereiro para nitrito. Para a cravação das
chapas galvanizadas na parcela 3 foi necessário um revolvimento no solo.
As demais classes foram separadas em três classes. A terceira classe, que engloba áreas de
reflorestamento, isto é, áreas cobertas por eucaliptos, árvores frutíferas e matas ciliares, por
englobar áreas que apresentam cobertura vegetal de porte arbóreo, essa classe recebeu o
nome de floresta. A quarta classe, de solo exposto, representa áreas desmatadas, solos em
pousio e estradas sem pavimentação. A quinta classe é representada pelas áreas
construídas.
A tabela 7.11 apresenta as áreas de cada classe na bacia Capão Comprido, os valores do
coeficiente de escoamento correspondente e os valores das concentrações médias de
nitrogênio e de fósforo total. Os dados de área apresentados nessa tabela foram obtidos a
partir do calculo das áreas para classes reagrupadas a partir das áreas das classes originais
definidas por Fernandes (2005).
Com os coeficientes de deflúvio médios, adotados para a área cultivada e para a área
natural, e os coeficientes de deflúvio estabelecidos com base na literatura para as demais
classes, calculou-se, pelo método racional, o volume escoado para cada classe da bacia e o
77
somatório total, para cada evento amostrado. Esses resultados são mostrados na tabela
7.12.
Tabela 7.11 – Características das classes de uso e ocupação do solo da bacia Capão
Comprido.
Classe Área
(%)
Área
(ha)
Cd N total
(mg/L)
P total
(mg/L)
SS
(mg/L)
Área cultivada 15,9 260 0,30 4,12 2,12 859
Área natural 65,4 1.072 0,08 2,10 0,85 364
Floresta 14,8 243 0,10 0,70 0,01
Solo exposto 2,8 46 0,45 4,40 1,30
Área construída 0,85 13 0,90 1,82 0,57
Tabela 7.12 – Volumes de escoamento superficial, calculados a partir do método racional.
Volume escoado (m³)
Data
Área cultivada Área
natural
Floresta Solo exposto Área
construída
2/fev 18.871 20.708 5.867 5.038 3.026
11/fev 18.672 20.490 5.805 4.985 2.995
12/fev 3.178 3.488 988 849 510
13/fev 1.589 1.744 494 424 255
18/fev 3.377 3.706 1.050 902 542
20/fev 397 436 124 106 64
23/fev 3.576 3.924 1.112 955 573
25/fev 7.747 8.501 2.409 2.068 1.242
28/fev 5.562 6.103 1.729 1.485 892
1/mar 8.144 8.937 2.532 2.174 1.306
3/mar 5.363 5.885 1.667 1.432 860
4/mar 1.192 1.308 371 318 191
7/mar 5.363 5.885 1.667 1.432 860
8/mar 20.063 22.016 6.237 5.356 3.218
17/mar 1.589 1.744 494 424 255
27/mar 7.946 8.719 2.470 2.121 1.274
29/mar 30.590 33.569 9.511 8.167 4.906
78
É fundamental ressaltar que os valores de cargas aqui obtidos são valores preliminares,
apenas para apresentar uma primeira estimativa das cargas geradas na bacia Capão
Comprido.
As cargas de nitrogênio e fósforo geradas por cada classe de uso e ocupação do solo foram
calculadas, para cada evento, pelo produto simples do volume de escoamento superficial
obtidos pelos dados de vazão observados e obtidos pelos dados de vazão calculados pelo
método racional, com as concentrações médias desses parâmetros. As tabelas com tais
resultados de carga são apresentadas no apêndice B.
Na tabela 7.13 são apresentadas as somatórias das cargas calculadas para cada evento
amostrado, geradas em cada classe na bacia e em toda a bacia. São comparadas as cargas
calculadas com os dados de volume de deflúvio superficial, calculados com as vazões
obtidas pelo método racional, com as cargas estimadas a partir dos dados de volume
escoado superficialmente, obtidos pelos dados de vazão do córrego Capão Comprido.
Os cálculos das cargas de nitrogênio e fósforo feitos a partir dos dados obtidos pelo método
racional não se mostraram satisfatórios, uma vez que o método racional superestima o
deflúvio superficial. Como para a estimativa das cargas de nitrogênio e fósforo foram
utilizados os dados de deflúvio, a superestimativa do deflúvio acarreta a superestimativa
das cargas. No caso de presente trabalho os valores calculados a partir dos dados obtidos
pelo método racional foram aproximadamente duas vezes mais altos que os valores
calculados a partir dos dados obtidos pelas vazões observadas.
Optou-se pelo cálculo das cargas para a bacia do Capão Comprido a partir dos dados
obtidos pelo método racional, além do cálculo das cargas a partir dos dados de vazões
observadas, pelo fato de que em grande parte das bacias hidrográficas brasileiras não é
possível obter dados de vazões e concentrações medidos em campo. Portanto, procurou-se
determinar possíveis erros cometidos quando são utilizados dados obtidos a partir do
método racional.
No presente trabalho, como pode ser observado na tabela 7.13, a superestimativa das
79
cargas de nitrogênio e fósforo foram de aproximadamente 75% quando comparadas com as
cargas obtidas a partir dos dados de vazões observadas.
Tabela 7.13 – Somatório dos volumes escoados superficialmente, em m³, estimados com
vazões obtidas pelo método racional e por fluviometria e o somatório das cargas de
nitrogênio e fósforo, em Kg, em todos os eventos coletados.
Classe Deflúvio - método
racional (m³)
Deflúvio - Q
observ. (m³)
Método
racional
Q
Área cultivada
143.219 82.133 590 338
Área natural
157.162 89.173 330 187
Floresta
44.527 25.813 31,2 18,1
Solo exposto
38.237 21.825 168 92,9
Área construída
22.969 14.080 41,8 25,6
N
(Kg)
Total da bacia
406.114 233.023 1.161 662
Área cultivada
143.219 82.133 304 174
Área natural
157.162 89.173 134 75,8
Floresta
44.527 25.813 0,445 0,258
Solo exposto
38.237 21.825 49,7 27,5
Área construída
22.969 14.080 13,1 8,03
P
(Kg)
Total da bacia
406.114 233.023 500 286
7.4 - DETERMINAÇÃO DA CARGA ANUAL PARA A BACIA DO CAPÃO
COMPRIDO
Foi realizada uma estimativa das cargas anuais de nitrogênio, fósforo e sedimentos, a fim
de se obter uma primeira visão do comportamento da bacia do Capão Comprido em relação
a essas perdas, além de identificar as áreas dentro da bacia que apresentam maior potencial
de geração de cargas de nutrientes.
Na estimativa das cargas anuais são computados diversos erros, entre eles pode-se citar que
não foram consideras das áreas de mata ciliar, que funcionam como uma zona buffer de
infiltração, a infiltração e a reabsorção de nutrientes após o escoamento superficial sobre as
parcelas atingir o solo a jusante.
Buscando estimar a contribuição de nitrogênio e fósforo anual gerada pela área cultivada e
a sua relevância na carga anual total da bacia, foi realizada uma extrapolação dos dados de
carga obtidos para cada classe, levando em consideração o deflúvio anual gerado pelo
escoamento superficial. Foi utilizado o valor de deflúvio anual calculado por Barnez
80
(2004), referente ao ano de 2003. Os dados de deflúvio do ano de 2004 não foram
utilizados no presente trabalho por apresentarem falhas na série de dados em alguns meses
desse ano.
A partir dos dados de nível coletados com intervalo de 15 minutos no linígrafo da estação
fluviométrica do PTARH da UnB, foi estimado o valor médio das vazões nos meses para o
referente ano. Esses dados de vazão média foram obtidos separando-se os valores das
vazões dos hidrogramas de cheia. Dessa maneira buscou-se obter apenas das vazões
referentes ao escoamento de base de cada mês.
As vazões médias foram transformadas em deflúvio em cada mês e seu somatório em
deflúvio anual. O acúmulo dos deflúvios mensais, obtidos dessa maneira, pode resultar em
uma superestimativa do deflúvio anual por escoamento de base, uma vez que a separação
dos escoamentos de base e superficial a partir da separação das vazões de cheia destaca
apenas os eventos que possuem picos bem definidos. Isso porque em alguns eventos, de
menor intensidade e longa duração, o hidrograma de cheia não se apresenta bem definido.
Nesses casos o escoamento superficial pode ser contabilizado como escoamento de base, o
que ocasiona uma superestimativa.
Após a separação do deflúvio anual gerado pelo escoamento de base e pelo escoamento
superficial, chegou-se a uma estimativa de que esse último representa cerca de 10% do
deflúvio total anual, como pode ser observado na tabela 7.14.
Tabela 7.14 – Separação do deflúvio anual, para o ano de 2003.
hm³
Deflúvio anual total 6,374
Deflúvio anual gerado por escoamento de superficial 0,650
Deflúvio anual gerado por escoamento de base 5,724
Após a separação do deflúvio mensal, gerado por escoamento de base, a etapa seguinte foi
estimar a carga gerada em cada mês por esse deflúvio. Para tal estimativa foram utilizados
os dados de concentração médios mensais multiplicados pelos volumes médios mensais de
escoamento de base. Os valores de concentração médios mensais foram fornecidos pelo
Projeto “Definição de Requerimento de Resolução Espacial e Temporal para
81
Monitoramento de Quantidade e Qualidade da Água em Bacias Hidrográficas”, financiado
pela FNCT/CT-HIDRO, em convênio com a FINEP-FINATEC e executado pelo Programa
de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da UnB, que realizou
análises de amostras, coletadas quinzenalmente, no córrego Capão Comprido, para o
mesmo período.
Na figura 7.13 são apresentadas as variações das cargas de nitrogênio total e fósforo total
juntamente com as volumes ao longo do ano de 2003. Pode-se notar que existe uma clara
distinção dos valores das concentrações e das vazões entre o período chuvoso e o período
seco. Os picos das concentrações de nitrogênio e fósforo aconteceram após o pico de
vazão, isto é, já no início do período seco. Isso pode ser explicado pelo tempo necessário
para o movimento da água percolada do solo para o córrego.
Figura 7.13 – Variação das cargas de nitrogênio total e fósforo total para o ano de 2003, na
bacia do Capão Comprido.
Na figura 7.14 são apresentadas as variações das concentrações sólidos suspensos e das
vazões ao longo do ano de 2003. Para esse parâmetro também é evidente essa distinção dos
valores das concentrações entre o período chuvoso e o período seco.
0
100
200
300
400
500
600
J
anei
r
o
Fever
e
iro
M
a
rço
A
br
i
l
M
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o
J
unho
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A
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st
o
Set
e
m
b
ro
Ou
t
ub
ro
Nove
m
bro
Deze
m
br
o
Me ses
Carga (Kg)
)
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
V mensal (m³)
)
N total
P total
V mensal esc.
82
Para a estimativa das cargas transportadas pelo escoamento superficial em áreas cultivadas
e áreas naturais, considerou-se que as concentrações de nitrogênio e fósforo no escoamento
superficial são iguais aos valores médios encontrados nas amostras coletadas nas parcelas
experimentais.
Figura 7.14 – Variação das cargas de sólidos suspensos para o ano de 2003, na bacia do
Capão Comprido.
As cargas anuais (tabela 7.15), geradas em cada classe de uso e ocupação do solo na bacia,
foram calculadas utilizando-se as concentrações médias dos parâmetros e o deflúvio gerado
pelo escoamento superficial. Os dados de concentração de nitrogênio total e de fósforo
total utilizados são os mostrados anteriormente, na tabela 7.11.
De acordo com os dados de escoamento superficial obtidos pelo método racional (tabela
7.12), para cada uma das cinco classes de uso e ocupação do solo presentes na bacia,
considerando o escoamento superficial total e de cada classe, calculado para o dia 02 de
fevereiro, pode-se notar que a classe 1, área cultivada, apesar de representar apenas 15,9%
da área total da bacia, deve contribuir com cerca de 35% do volume total escoado na bacia,
a área natural, que abrange 65,4% da área total, deve contribuir com 38% do volume total e
a classe 3 com, aproximadamente, 11% do volume total. As classes 4 e 5 devem contribuir,
respectivamente, com 9% e 6% do deflúvio.
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
Janeiro
F
e
v
e
r
ei
ro
M
ar
ç
o
A
b
ril
M
ai
o
J
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Setem
b
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b
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No
v
embro
D
e
zembr
o
Me ses
Carga (Kg)
)
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
V mensal (m³)
)
SS
V mensal esc.
83
Tabela 7.15 – Carga anual advinda do deflúvio gerado pelo escoamento superficial, em
cada classe.
Carga anual (kg) Classes de uso do
solo
Volume
escoado
N total P total SS
1 – Área cultivada 227.611 937 482 195.664
2 – Área natural 253.623 532 215 92.460
3 – Floresta 71.535 50,1 0,72
4 – Solo exposto 58.529 257 76,1
5 – Área construída 39.019 71,1 22,2
Na tabela 7.16, são apresentados esses valores de contribuição de nitrogênio total e de
fósforo total, em porcentagem, para as classes mais relevantes presentes na bacia, a de
áreas cultivadas e de áreas naturais, e para o deflúvio gerado pelo escoamento de base.
O deflúvio gerado pelo escoamento de base, apesar de representar aproximadamente 90%
do deflúvio anual total contribui com cerca de 52% da carga anual total de nitrogênio,
sendo 60,8% desse total só no período entre os meses de janeiro a junho, e com cerca de
44,5% da carga anual total de fósforo, sendo 79% desse total só no período entre os meses
de janeiro a junho, na bacia do Capão Comprido. Para tais cálculos foi considerada como
válida a extensão dos valores obtidos pelo experimento. Os dados utilizados para os
cálculos são apresentados na tabela B11, presente no Apêndice B.
Analisando-se os dados de perda de nitrogênio total e fósforo total, nas áreas cultivadas,
pode-se perceber que as mesmas são significativas em relação à carga total anual gerada
pela bacia. É importante destacar que cerca de 24% do nitrogênio total e,
aproximadamente, 34% do fósforo total transportado pelo rio é proveniente da área
cultivada que, como já foi mencionado anteriormente, representa 16% da área total da
bacia e cerca de 3,6% do deflúvio anual total. A área natural, que representa 65,4% da área
total da bacia, contribui com cerca de 4% do deflúvio anual total e com apenas 14% da
carga do nitrogênio total e 15% da carga de fósforo total.
84
Tabela 7.16 – Porcentagem de contribuição anual de nitrogênio e fósforo, das áreas
cultivadas e das áreas naturais, na carga anual total.
N total P total % área da bacia
Área natural (%) 13,8 15,0 65,4
Área cultivada (%) 24,3 33,6 15,9
Escoamento de base (%) 52,2 44,5 ---
Carga anual total (Kg) 3.867,46 1.437,17 ---
Estudos realizados pela CAESB constataram que o volume do lago Descoberto foi
reduzido, entre os anos de 1980 e 2002, de 102 x 10
6
m³ para 86 x 10
6
m³ (comunicação
verbal).
A perda de sedimentos por hectare que é cerca de 0,75 t/ (ha.ano) não ultrapassa a o valor
tolerado de perda de solo por erosão, para latossolo, estimada por Bertoni e Lombardi Neto
(1999), que está em torno de 9 e 12 t/ (ha.ano).
No presente trabalho foram desprezadas as perdas de solo pelas áreas de florestas e pelas
áreas construídas. Para estimar a perda de solo da área de solo exposto atribuiu-se um valor
para a perda de solo dessa classe.
Para uma estimativa da quantidade de solo que é carreada pela área correspondente a solo
exposto, optou-se por adotar um valor de perda de solo, baseado na literatura, encontrado
por Santos et al. (1998), localizada em São Sebastião da Vitória, município de São João
Del Rei, MG, uma área com características semelhantes ao local onde foram realizadas os
experimentos do presente trabalho. Os autores encontraram um valor de 113 t/ (ha.ano).
Considerando a área de 46,40 ha na bacia, encontrada na classificação da imagem de
satélite, pode-se estimar uma perda de solo, no período de um ano, aproximadamente, igual
a 5.262 t/ (ha.ano).
Quando são comparados os valores estimados de perda de solo pelas áreas cultivadas e
naturais com os valores estimados de perda de solo por áreas de solo exposto, pode-se
inferir que, para essa bacia, as áreas cultivadas e naturais não apresentam sérios problemas
de erosão, e a área de solo exposto é que realmente está contribuindo, em termos de
sedimentos, para o córrego e conseqüentemente para o lago Descoberto.
85
8 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Neste trabalho buscou-se monitorar as cargas de nitrogênio, fósforo e sedimentos na bacia
do córrego Capão Comprido, de acordo com o tipo de uso e ocupação do solo. Para tanto,
foram construídas parcelas experimentais em uma propriedade, onde se pratica a
agricultura olerícola. Foram coletadas e analisadas amostras do escoamento superficial de
diversos eventos de precipitação nas parcelas. Empregando-se os resultados das análises,
dados do volume anual de escoamento superficial e com a classificação do uso do solo na
bacia, foi realizada uma estimativa das cargas para toda a bacia.
Mais dados poderiam ser ter sido obtidos caso não tivesse ocorrido o transbordamento dos
recipientes armazenadores.
Não foi possível efetuar de forma satisfatória a montagem do experimento nas parcelas
cultivadas devido a impossíbilidade do controle de importantes variáveis, como a
declividade, a adubação. Entretanto, deve-se destacar que o experimento realizado em tais
circunstâncias retrata as condições reais.
Nas análises realizadas nas amostras pôde-se observar grande variação nas concentrações
encontradas. Esse resultado era esperado e vem ao encontro daqueles registrados por
Vagstad et al. (2000).
Os parâmetros nitrato e nitrito apresentaram uma tendência de comportamento similar. Por
apresentarem cargas negativas, não ficam adsorvidos às partículas do solo, permanecendo
na solução do solo. Constatou-se que ambos sofreram reduções nas concentrações com o
aumento da precipitação. Esse fato mostra uma possível diluição da concentração desses
parâmetros na solução do solo com o aumento do volume escoado superficialmente.
Os parâmetros fósforo reativo e sólidos suspensos mostraram-se com comportamento
contrário ao do nitrato e nitrito, uma vez que o fósforo está adsorvido às partículas do solo
e o transporte de sólidos suspensos aumenta com o aumento da intensidade de precipitação.
A cobertura vegetal, como era esperado, está inversamente relacionada com o transporte de
partículas do solo. Quanto maior a cobertura vegetal, menor a perda de partículas de solo, o
86
que pôde ser observado na parcela 1, com o desenvolvimento da cultura do agrião, que
proporcionou ao final de seu ciclo uma cobertura total do solo e, com isso, uma grande
redução na concentração de sólidos suspensos nas amostras coletadas nessa parcela.
Quando comparados os volumes de escoamento superficial calculados a partir das vazões
obtidas pelo método racional e a partir das vazões observadas, é possível notar que o
método racional superestimou os volumes escoados na bacia, nos eventos coletados, em
aproximadamente 75%. O método racional para a estimação do volume escoado
superficialmente em um evento de precipitação, para uma bacia agrícola pequena, mostrou-
se satisfatório apenas para eventos com maiores alturas/intensidades de precipitação, ou
seja, eventos em que o escoamento superficial é significativo. O que acabou ocasionando
uma superestimativa nos cálculos das cargas a partir de tais dados. Recomenda-se a
utilização de um método de geração de escoamento superficial mais complexo.
A geração de escoamento superficial, como esperado, é superior nas áreas cultivadas do
que nas áreas com a cobertura natural do solo. As estimativas das contribuições anuais de
nutrientes, proveniente das áreas cultivadas na bacia, indicaram uma participação de 25%
para o nitrogênio e 35% para o fósforo total, mesmo as áreas cultivadas representando
apenas 16% do total da bacia e 3,5% do deflúvio anual total.
Com relação a perda anual de solo nas diversas classes da bacia, pode-se observar,
comparando os dados obtidos neste trabalho para as áreas cultivadas com os dados de
tolerância de perda anual de solo apresentada por Bertoni e Lombardi Neto (1999), que as
áreas cultivadas não são áreas problemáticas nessa bacia. Como a prática agrícola
predominante na região é a olericultura, os problemas de erosão encontrados não têm a
mesma dimensão daqueles que se observa em áreas em que está disseminada a
monocultura sem práticas de cultivação conservacionistas. Quando são considerados os
resultados obtidos por Santos et al.(1998) para solos expostos para estimar a perda de solo
por essa área, nota-se que são áreas de maior risco. De maneira especial é possível citar os
problemas encontrados nas estradas da região, as quais carecem de medidas
conservacionistas para reter a água escoada superficialmente.
Este trabalho proporcionou uma visão geral da bacia do córrego Capão Comprido, e
permitiu estimar valores da contribuição de nitrogênio, fósforo e sedimentos das áreas
87
cultivadas na bacia. Apesar do deflúvio anual gerado pelo escoamento superficial
representar apenas 10% do deflúvio anual total, estima-se que ele é responsável por cerca
de 48% da carga anual total gerada na bacia. Enquanto o deflúvio gerado pelo escoamento
de base, que contribui com 90% do deflúvio anual total, é responsável pelos 52% restantes.
É fundamental a continuidade de estudos nessa linha a fim de possibilitar o conhecimento
da bacia do Descoberto, suas contribuições para a qualidade da água do lago Descoberto,
fundamental o abastecimento de água no DF. Para tanto podem ser feitas algumas
recomendações:
• Continuidade nos estudos das cargas geradas por cada classe de uso e ocupação do
solo da bacia, inclusive com a instalação de parcelas experimentais nas demais
classes consideradas relevantes. Entretanto é necessária a utilização de artifícios
para que o excedente de deflúvio seja descartado de forma controlada.
• Estudo sobre a contribuição de sedimentos, das estradas vicinais, para o córrego
Capão Comprido.
• Estudos detalhados sobre a contribuição de toda a bacia do Descoberto, realizando-
se estudos nas demais bacias que contribuem, em termos de nutrientes e
sedimentos, para o Lago Descoberto.
• Deve ser realizado um trabalho na tentativa de estimar a relação de perda de solo da
bacia do Descoberto com a redução do volume do lago Descoberto.
88
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93
APÊNDICES
94
APÊNDICE A - GRÁFICOS DE VAZÃO X PRECIPITAÇÃO PARA
CADA EVENTO AMOSTRADO
Figura A.1 – Hietograma e hidrograma do dia 02/02/05.
O evento, apresentado na figura A2, mostra-se incoerente, uma vez que o pico de vazão
ocorre anteriormente ao pico de precipitação. Possivelmente a precipitação teve início em
local distante do local onde o pluviógrafo está instalado.
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P (m
m)
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Figura A.2 – Hietograma e hidrograma do dia 11/02/05.
Figura A.3 – Hietograma e hidrograma do dia 12/02/05.
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Figura A.4 – Hietograma e hidrograma do dia 13/02/05.
Figura A.5 – Hietograma e hidrograma do dia 18/02/05.
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Figura A.6 – Hietograma e hidrograma do dia 20/02/05.
Figura A.7 – Hietograma e hidrograma do dia 23/02/05.
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23:55
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02:55
t
P (mm
))
0
4
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12
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22:40
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t
Q (m³/s
))
0
5
10
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18:40
19:10
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21:10
21:40
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22:40
23:10
t
P (mm
))
98
Figura A.8 – Hietograma e hidrograma do dia 25/02/05.
Figura A.9 – Hietograma e hidrograma do dia 28/02/05.
0
4
8
12
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t
Q (m³/s
))
0
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05:25
05:55
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06:55
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07:55
08:25
t
P (mm
))
0
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23:55
00:25
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03:55
04:25
t
Q (m³/s
))
0
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10
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19:25
19:55
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21:55
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23:55
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02:55
03:25
03:55
04:25
t
P (mm
))
99
Figura A.10 – Hietograma e hidrograma do dia 01/03/05.
Figura A.11 – Hietograma e hidrograma do dia 03/03/05.
0
4
8
12
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t
Q (m³/s
))
0
5
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05:10
05:40
06:10
06:40
07:10
07:40
08:10
08:40
09:10
09:40
10:10
10:40
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11:40
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12:40
13:10
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14:10
14:40
t
P (mm
))
0
4
8
12
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17:40
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t
Q (m³/s
))
0
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22:10
22:40
23:10
23:40
t
P (mm
))
100
Figura A.12 – Hietograma e hidrograma do dia 04/03/05.
Figura A.13 – Hietograma e hidrograma do dia 07/03/05.
0
4
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12
08:25
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t
Q (m³/s
))
0
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11:55
t
P (mm
))
0
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03:25
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05:55
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06:55
07:25
07:55
08:25
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10:25
10:55
11:25
t
Q (m³/s
))
0
5
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01:55
02:25
02:55
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03:55
04:25
04:55
05:25
05:55
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06:55
07:25
07:55
08:25
08:55
09:25
09:55
10:25
10:55
11:25
t
P (mm
))
101
Figura A.14 – Hietograma e hidrograma do dia 08/03/05.
O evento do dia 17 de março não gerou escoamento superficial que pudesse causar alguma
modificação na vazão do córrego. Essa pequena elevação na vazão que apareceu no
hidrograma não foi causada pelo evento de precipitação.
0
4
8
12
15:40
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t
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07:40
08:40
09:40
10:40
t
P (mm
))
102
Figura A.15 – Hietograma e hidrograma do dia 17/03/05.
Figura A.16 – Hietograma e hidrograma do dia 27/03/05.
0
4
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12
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18:25
18:40
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Q (m³/s
))
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t
P (mm
))
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t
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))
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17:40
18:10
18:40
19:10
19:40
20:10
20:40
t
P (mm
))
103
Figura A.17 – Hietograma e hidrograma do dia 29/03/05 e do dia 30/03/05.
Apesar das coletas no córrego terem ocorrido no intervalo entre 15h e 16h50 e as coletas
nas parcelas terem ocorrido no dia 29 e no dia 30, optou-se por mostrar a continuidade no
comportamento da vazão do córrego Capão Comprido.
0
4
8
12
13:10
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t
Q (m³/s
))
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5
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19:10
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21:25
22:10
22:55
23:40
00:25
t
P (mm
))
104
APÊNDICE B - CARGAS TRANSPORTADAS PELAS PARCELAS
EXTRAPOLADAS PARA 1 HÁ E PARA A BACIA
Tabela B.1 – Cargas de nitrato, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1 ha.
Nitrato
Data
Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 551 --- 162
11/fev 413 --- 80,1
12/fev 43,4 --- 19,6
13/fev 38,1 --- 5,80
18/fev 77,9 --- 21,2
20/fev 16,8 --- NE
23/fev 168 --- 11,6
25/fev 98,4 105 23,5
28/fev 139 111 12,2
1/mar 218 119 3,4
3/mar 151 60,5 0,00
4/mar 8,40 4,70 NE
7/mar 114 48,1 0
8/mar 396 173 0
17/mar 52,3 15,8 NE
27/mar 314 50,1 7,5
29/mar 359 114 0,00
30/mar 86,7 49,7 0,00
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
105
Tabela B.2 – Cargas de nitrito, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1ha.
Nitrito
Data
Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 0,888 --- 0,257
11/fev 2,021 --- 0,078
12/fev 0,449 --- 0,03
13/fev 0,284 --- 0,002
18/fev 0,54 --- 0,855
20/fev 0,194 --- NE
23/fev 3,129 --- 0,026
25/fev 0,984 6,479 0,008
28/fev 2,722 0,868 0,029
1/mar 4,713 1,324 0,017
3/mar 3,684 0,285 0,028
4/mar 0,393 0,075 NE
7/mar 0,782 0,552 0,022
8/mar 1,227 1,465 0,126
17/mar 0,71 0,105 NE
27/mar 3,813 0,211 0,058
29/mar 4,127 2,278 0,14
30/mar 1,68 1,835 0,036
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
106
Tabela B.3 – Cargas de fósforo reativo, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1ha.
P reativo
Data
Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 129 --- 45,81
11/fev 80,82 --- 5,28
12/fev 18,84 --- 0,73
13/fev 8,6 --- 0,18
18/fev 15,73 --- 0,28
20/fev 1,93 --- NE
23/fev 8,75 --- 0,49
25/fev 32,8 34,45 1,7
28/fev 21,98 20,3 1,16
1/mar 18,78 33,78 1,11
3/mar 14,89 29,37 0,28
4/mar 2,07 6,45 NE
7/mar 29,78 42,54 0,67
8/mar 50,97 116 0,42
17/mar 4,49 10,13 NE
27/mar 7,85 17,4 0,5
29/mar 21,53 77,2 1,4
30/mar 28,73 52 2,89
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
107
Tabela B.4 – Cargas de fósforo total, em g, das parcelas, extrapoladas para área de 1ha.
P total
Data
Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev SR --- SR
11/fev SR --- SR
12/fev SR --- SR
13/fev SR --- SR
18/fev 48,14 --- 3,46
20/fev 7,79 --- NE
23/fev 23,22 --- 2,88
25/fev 65,61 55,27 7,13
28/fev 95,78 42,08 7,91
1/mar 62,46 58,65 10,82
3/mar 38,1 45,03 4,1
4/mar 6,73 11,87 NE
7/mar 49,96 51,44 7,35
8/mar 124,6 246 6,51
17/mar 7,93 17,19 NE
27/mar 22,06 33,49 5,32
29/mar 75,36 120 10,77
30/mar 54,21 61,56 6,39
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
SR - sem reagentes para realizar as análises
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
108
Tabela B.5 – Cargas de sólidos suspensos, em Kg, das parcelas, extrapoladas para área de
1ha.
SS (Kg)
Data
Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 68,72 --- 42,1
11/fev 156 --- 19,93
12/fev 30,27 --- 2,09
13/fev 8,54 --- 0,88
18/fev 48,55 --- 2,13
20/fev 1,2 --- NE
23/fev 13,05 --- 1,15
25/fev 63,42 34,24 2,33
28/fev 18,42 2,2 0,58
1/mar 18,5 6,57 2,29
3/mar 38,46 3,04 0,91
4/mar 3,12 2,48 NE
7/mar 46,99 15,31 2,19
8/mar 153 110 6,28
17/mar 1,42 0,48 NE
27/mar 2,47 7,01 0,37
29/mar 5,65 25,06 2,69
30/mar 3,2 10,71 2,01
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
109
Tabela B.6 – Cargas de sólidos totais, em Kg, das parcelas, extrapoladas para área de 1ha.
ST (Kg)
Data
Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3
2/fev 91,54 --- 141
11/fev 169 --- 25,24
12/fev 34,3 --- 2,54
13/fev 10,34 --- 1,2
18/fev 55,15 --- 2,86
20/fev 2,07 --- NE
23/fev 14,48 --- 1,51
25/fev 65,94 35,43 2,46
28/fev 19,36 3,17 0,72
1/mar 19,01 7,59 2,64
3/mar 42,04 4,06 0,95
4/mar 3,67 2,9 NE
7/mar 49,86 16,73 2,68
8/mar 167 128 6,32
17/mar 3,27 1,21 NE
27/mar 6,06 8,41 0,6
29/mar 17,76 35,5 4,49
30/mar 8,89 11,51 2,57
Onde: NE - os dias onde não houve escoamento em uma parcela
--- que a parcela ainda não havia sido montada.
110
Tabela B.7 – Cargas de nitrogênio, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial calculados pelo método racional.
Data Área cultivada Área natural Floresta Solo exposto Área construída
2/fev 77,8 43,5 4,11 22,2 5,51
11/fev 76,9 43,0 4,06 21,9 5,45
12/fev 13,1 7,32 0,69 3,73 0,93
13/fev 6,55 3,66 0,35 1,87 0,46
18/fev 13,9 7,78 0,73 3,97 0,99
20/fev 1,64 0,92 0,09 0,47 0,12
23/fev 14,7 8,24 0,78 4,20 1,04
25/fev 31,9 17,9 1,69 9,10 2,26
28/fev 22,9 12,8 1,21 6,53 1,62
1/mar 33,6 18,8 1,77 9,57 2,38
3/mar 22,1 12,4 1,17 6,30 1,57
4/mar 4,91 2,75 0,26 1,40 0,35
7/mar 22,1 12,4 1,17 6,30 1,57
8/mar 82,7 46,2 4,37 23,6 5,86
17/mar 6,55 3,66 0,35 1,87 0,46
27/mar 32,7 18,3 1,73 9,33 2,32
29/mar 126 70,5 6,66 35,9 8,93
111
Tabela B.8 – Cargas de fósforo, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial calculados pelo método racional.
Data Área cultivada Área natural Floresta Solo exposto Área construída
2/fev 40,0 17,6 0,06 6,55 1,73
11/fev 39,6 17,4 0,06 6,48 1,71
12/fev 6,74 2,96 0,01 1,1 0,29
13/fev 3,37 1,48 0,00 0,55 0,15
18/fev 7,16 3,15 0,01 1,17 0,31
20/fev 0,84 0,37 0,00 0,14 0,04
23/fev 7,58 3,34 0,01 1,24 0,33
25/fev 16,4 7,23 0,02 2,69 0,71
28/fev 11,8 5,19 0,02 1,93 0,51
1/mar 17,3 7,60 0,03 2,83 0,74
3/mar 11,4 5,00 0,02 1,86 0,49
4/mar 2,53 1,11 0,00 0,41 0,11
7/mar 11,4 5,00 0,02 1,86 0,49
8/mar 42,5 18,7 0,06 6,96 1,83
17/mar 3,37 1,48 0 0,55 0,15
27/mar 16,8 7,41 0,02 2,76 0,73
29/mar 64,9 28,5 0,1 10,6 2,8
112
Tabela B.9 – Cargas de nitrogênio, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial obtidos pelos dados de vazão.
Data Área cultivada Área natural Floresta Solo exposto Área construída
2/fev 126 69,8 6,73 34,6 9,55
11/fev 24,4 13,5 1,30 6,69 1,85
12/fev 0,3 0,166 0,016 0,082 0,023
13/fev 1,11 0,614 0,059 0,305 0,084
18/fev 1,01 0,557 0,054 0,276 0,076
20/fev 0,282 0,156 0,015 0,077 0,021
23/fev 0,536 0,297 0,029 0,147 0,041
25/fev 2,41 1,34 0,129 0,662 0,183
28/fev 4,07 2,25 0,217 1,12 0,308
1/mar 2,90 1,61 0,155 0,797 0,220
3/mar 0,675 0,374 0,036 0,185 0,051
4/mar 0,05 0,028 0,003 0,014 0,004
7/mar 5,13 2,84 0,274 1,41 0,388
8/mar 75,8 42,0 4,05 20,8 5,74
17/mar 0,02 0,012 0,001 0,006 0,002
27/mar 54,4 30,08 2,90 14,9 4,12
29/mar 72,7 40,2 3,88 20,0 5,51
113
Tabela B.10 – Cargas de fósforo, em Kg, de cada classe da bacia, calculadas com os
volumes de escoamento superficial obtidos pelos dados de vazão.
Data Área cultivada Área natural Floresta Solo exposto Área construída
2/fev 64,9 28,2 0,096 10,2 2,99
11/fev 12,5 5,46 0,019 1,98 0,578
12/fev 0,154 0,067 0,000 0,024 0,007
13/fev 0,571 0,249 0,001 0,09 0,026
18/fev 0,518 0,225 0,001 0,082 0,024
20/fev 0,145 0,063 0,000 0,023 0,007
23/fev 0,276 0,120 0,000 0,043 0,013
25/fev 1,24 0,540 0,002 0,196 0,057
28/fev 2,09 0,911 0,003 0,330 0,097
1/mar 1,49 0,650 0,002 0,236 0,069
3/mar 0,347 0,151 0,001 0,055 0,016
4/mar 0,026 0,011 0,000 0,004 0,001
7/mar 2,64 1,15 0,004 0,416 0,122
8/mar 39,0 17,0 0,058 6,15 1,80
17/mar 0,011 0,005 0,000 0,002 0,001
27/mar 28,0 12,2 0,041 4,41 1,29
29/mar 37,4 16,3 0,055 5,90 1,72
114
Tabela B.11 – Concentrações utilizadas para o cálculo das cargas mensais e cargas mensais
e anual geradas pelo deflúvio do escoamento de base, no ano de 2003.
Deflúvio mensal gerado por escoamento de base
Concentração (mg/l)
Carga mensal - Ano 2003
(Kg)
Mês Volume (m³)
N total P total SS N total P total SS
Janeiro 751.082 0,26 0,05 3,80 196 37,6 2.854
Fevereiro 576.575 0,23 0,04 8,40 134 23,1 4.843
Março 818.027 0,29 0,18 2,00 239 147 1.636
Abril 760.145 0,64 0,25 3,75 486 190 2.851
Maio 713.635 0,11 0,11 2,70 79,2 78,5 1.927
Junho 450.511 0,20 0,06 2,00 91,0 27,0 901
Julho 360.879 0,30 0,05 1,00 109 18,0 361
Agosto 295.949 0,62 0,05 0,20 184 14,8 59,2
Setembro 334.072 0,32 0,07 0,20 108 23,4 66,8
Outubro 213.940 0,53 0,11 0,90 114 23,5 193
Novembro 204.492 0,63 0,23 3,00 129 47,0 613
Dezembro 244.692 0,61 0,04 1,60 150 9,8 392
Anual 5.724.000
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2.018 640 16.696
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