Índices de desagregação e parâmetros de chuva intensa no Estado do Rio de Janeiro e efeito da chuva simulada na erosão hídrica e infiltração de água no solo

Abstract

A escassez de informações pluviográficas é o principal fator que limita a caracterização do potencial erosivo de determinada região e da estimativa da chuva crítica de projeto para uso em dimensionamento de projetos hidráulicos. Além disso, as práticas inadequadas de manejo do solo intensificam o processo de erosão hídrica e reduzem a infiltração de água no solo. Neste estudo foram estimadas as relações entre precipitações de diferentes durações (coeficientes de desagregação); os parâmetros das equações de chuvas intensas para diferentes localidades do Estado do Rio de Janeiro; avaliou-se a erosão entressulcos em um Argissolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico sob preparo convencional (duas grades aradoras e uma niveladora) e diferentes combinações de intensidades (IP) e durações (Dur) de chuvas simuladas de igual erosividade; mediu-se a infiltração de água no solo medida por infiltrômetro de aspersão e de anéis concêntricos; e, realizou-se o ajuste dos modelos de Kostiakov-Lewis, Horton e Philip para estimativa da taxa de infiltração. No estudo de chuvas extremas foram consideradas séries máximas anuais de 5 min a 240 min, associadas a períodos de retorno de 5 a 100 anos. A relação média entre chuvas varia de 0,40±0,10 a 1,04±0,02, com maiores valores para a mesorregião Sul Fluminense. As relações entre chuvas obtidas para as localidades do Rio de Janeiro são maiores que aquelas constatadas em outras regiões do Brasil. As relações intensidade-duração-frequência possuem baixa variabilidade entre as localidades estudadas e os maiores valores dos parâmetros k, a, b e c foram constatados, respectivamente nas regiões Metropolitana, Baixadas Litorâneas e Centro Fluminense. Quanto aos estudos de erosão hídrica e infiltração, foi constatado que na condição de solo revolvido e sem cobertura em superfície, a produção de sedimentos variou de 2,17 g m-2 a 6,12 g m-2, respectivamente nos tratamentos IP 52,9 e Dur 78 min e IP 44,6 mm h-1 e Dur 106 min. Além disso, o escoamento superficial variou de 17,07 mm a 30,53 mm, respectivamente nos tratamentos IP 53,5 mm h-1 e 76,5 mm h-1. Nesse caso, maior taxa de infiltração estável (TIE) foi mensurada com o infiltrômetro de anéis concêntricos em comparação às taxas obtidas com infiltrômetro de aspersão. As durações e intensidades de chuvas alteraram a produção de sedimentos, mas não foi constatada diferença significativa no escoamento superficial. De outro modo, para o solo com palhada de milho em superfície, a produção de sedimentos variou de 1,89±1,26 g m-2 a 4,02±2,66 g m-2 e o escoamento superficial variou de 16,9±8,74 mm a 32,63±10,67 mm. Nessa condição, constatou-se que as durações e intensidades das chuvas não alteraram significativamente a produção de sedimentos e o escoamento superficial. A infiltração de água medida com os anéis concêntricos possui maior variabilidade, verificando-se TIE quantificada na duração 78 min é igual à TIE obtidas com o infiltrômetro de aspersão e estas maiores que as taxas das durações 106 e 60 min dos anéis concêntricos. Maiores erros na estimativa das taxas de infiltração pelos modelos de Kostiakov-Lewis, Horton e Philip foram constatados quando se utiliza os anéis concêntricos para medir a infiltração, contudo, na condição na presença de cobertura sobre o solo, o desempenho dos modelos foi semelhante.