UVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE ENGENHARIA CÂMPUS DE ILHA SOLTEIRA SAMUEL FERNANDES GRANCE GEOTECNIA AMBIENTAL UTILIZANDO TÉCNICAS DE BIOENGENHARIA DE SOLOS NA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS NAS MARGENS DO RESERVATÓRIO DA USINA HIDRELÉTRICA DE JUPIÁ Ilha Solteira 2021 Campus de Ilha Solteira SAMUEL FERNANDES GRANCE GEOTECNIA AMBIENTAL UTILIZANDO TÉCNICAS DE BIOENGENHARIA DE SOLOS NA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS NAS MARGENS DO RESERVATÓRIO DA USINA HIDRELÉTRICA DE JUIPÁ Trabalho de conclusão de curso apresentado à Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – Unesp como parte dos requisitos para obtenção do título de Engenheiro Civil. Nome do orientador Prof. Dr. Artur Pantoja Marques Nome do coorientador Prof. Dr. Hélio Ricardo Silva Ilha Solteira 2021 . . FICHA CATALOGRÁFICA Desenvolvido pelo Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação Grance, Samuel Fernandes. G749g Geotecnia ambiental utilizando técnicas de bioengenharia de solos na recuperação de áreas degradadas nas margens do reservatório da Usina Hidrelétrica de Jupiá / Samuel Fernandes Grance. -- Ilha Solteira: [s.n.], 2021 187 f. : il. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, 2021 Orientador: Artur Pantoja Marques Coorientador: Hélio Ricardo Silva Inclui bibliografia 1. Bioengenharia. 2. Geotecnia. 3. Assoreamento. 4. Reservatório. 5. Usina hidrelétrica. Samuel Fernandes Grance GEOTECNIA AMBIENTAL UTILIZANDO TÉCNICAS DE BIOENGENHARIA DE SOLOS NA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS NAS MARGENS DO RESERVATÓRIO DA USINA HIDRELÉTRICA DE JUPIÁ Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado como parte dos requisitos para obtenção do grau de Engenheiro Civil, junto ao Curso de Graduação em Engenharia Civil, da Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de Ilha Solteira. Aprovado em 22/12/2021 Comissão Examinadora Prof. Dr. Artur Pantoja Marques UNESP/FE - Ilha Solteira (Orientador) Prof. Dr. Adriano Souza UNESP/FE Ilha Solteira (Examinador) Profa. Dra. Claudia Scoton Antonio Marques UNIFUNEC/Santa Fé do Sul (Examinadora) Ilha Solteira 22 de dezembro de 2021 AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço aos professores Artur Pantoja Marques e Hélio Ricardo Silva e a empresa CTG Brasil que proporcionaram essa oportunidade e tornaram possível a elaboração deste trabalho. Gostaria de agradecer aos meus pais, Adalgisa Fernandes Oliveira Grance e Nilson Marcio Nantes da Silva Grance e toda a minha família que sempre me apoiaram sem medir esforços para eu atingir os meus objetivos e chegar na reta final dessa graduação. Agradeço também a FEIS e todo o seu corpo docente que contribuíram para a minha formação. Por fim, agradeço aos moradores da Eterna República Moita que com certeza contribuíram em todo o processo da minha graduação, e todas as pessoas envolvidas direta ou indiretamente. RESUMO A produção de energia elétrica é de extrema importância devido ao grande consumo hoje em dia. E a forma mais empregada para gerar essa energia no Brasil há muitos anos são as usinas hidrelétricas, nas quais se emprega uma barragem ao longo de um curso d’água gerando um reservatório à montante, aumentando assim a energia potencial para girar as turbinas que geram a energia. Reservatório este que pode sofrer degradação de acordo com suas características, principalmente o assoreamento, diminuindo então o tempo de vida útil da usina em questão. Logo é essencial combater ou pelo menos desacelerar os processos degradativos, pensando na produção energética e na questão ambiental envolvida. Para isso, pode-se fazer uso da geotecnia ambiental através de técnicas da bioengenharia. Técnicas essas, não tradicionais, que envolvem conceitos e práticas de engenharia civil, agronomia e biologia. E este trabalho testa técnicas de bioengenharia na recuperação de áreas degradadas na região do reservatório da Usina Hidrelétrica de Jupiá, o que evitou a erosão continuada de um talude modelo. Palavras-chave: Degradação Ambiental, Talude, Reservatório, Assoreamento, Usina Hidrelétrica. ABSTRACT The production of electrical energy is extremely important due to the high consumption nowadays. And the most used way to generate this energy in Brazil for many years has been hydroelectric plants, in which a dam is used along a watercourse, generating an upstream reservoir, thus increasing the potential energy to turn the turbines that generate the energy. This reservoir can suffer degradation according to its characteristics, mainly siltation, thus reducing the useful life of the plant in question. Therefore, it is essential to combat or at least slow down the degradation processes, thinking about energy production and the environmental issue involved. For this, one can make use of environmental geotechnics through bioengineering techniques. These are non-traditional techniques that involve concepts and practices in civil engineering, agronomy and biology. And this work tests bioengineering tools to control the erosion of the Jupiá HPP reservoir margins, which avoided the continued erosion of a model slope. Keywords: Ambiental Degradation, Slope, Reservoir, Siltation, Hydroelectric Power Plant. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - As fases do solo: (a) no estado natural, (b) separada em volume. ......................... 5 Figura 2 - As fases do solo (c) em função do volume de sólidos. ........................................... 7 Figura 3 - Triangulo de Classificação Textural -FERRET ..................................................... 10 Figura 4 - Localização dos taludes pré-selecionados e vias de acesso. .............................. 17 Figura 5 - Localizações da bacia hidrográfica Córrego Santa Vera e das Estações Meteorológicas (Três Lagoas, Itapura e Ilha Solteira) para aplicação do Método de Thiessen. .................................................................................................... 19 Figura 6 - Estações Meteorológicas e área da bacia importadas no AutoCAD..................... 20 Figura 7 - Segmentos de retas ligando as 03 estações. ....................................................... 20 Figura 8 - Mediatrizes de cada segmento de reta. ............................................................... 21 Figura 9 - Determinação das regiões de domínio das Estações Meteorológicas de Três Lagoas e Itapura. ............................................................................................................. 21 Figura 10 - Área em km² da região de domínio da estação de Três Lagoas-MS. ................. 22 Figura 11 - Área em km² da região de domínio da estação de Itapura-SP. .......................... 22 Figura 12 - Materiais e equipamentos utilizados. ................................................................. 24 Figura 13 - Observação do talude. ....................................................................................... 25 Figura 14 - Medição da profundidade de coleta. .................................................................. 26 Figura 15 - Anel volumétrico sendo introduzido no solo com auxílio do percursor. .............. 26 Figura 16 - Anel volumétrico cravado no solo. ..................................................................... 27 Figura 17 - Anel volumétrico sendo retirado. ........................................................................ 27 Figura 18 - Anel volumétrico retirado com excesso de solo. ................................................ 28 Figura 19 - Amostra indeformada pronta. ............................................................................. 28 Figura 20 - Amostras indeformadas prontas para envio ao laboratório. ............................... 29 Figura 21 - Amostras já em laboratório. ............................................................................... 29 Figura 22 - Penetrômetro STOLF-KAMAQ. .......................................................................... 30 Figura 23 - Posicionamento do aparelho.............................................................................. 32 Figura 24 - Penetrômetro cravado e realização das leituras de profundidade. ..................... 32 Figura 25 - Capsulas numeradas. ........................................................................................ 34 Figura 26 - Estufa para secagem do solo. ............................................................................ 34 Figura 27 - Pesagem capsula 1. .......................................................................................... 35 Figura 28 - Planta Topográfica. ............................................................................................ 36 Figura 29 - Seções transversais A01 e A02. ........................................................................ 37 Figura 30 - Seções transversais A03 e A04. ........................................................................ 38 Figura 31 - Seções transversais A05 e A06. ........................................................................ 39 Figura 32 - Pontos de medição para o levantamento batimétrico complementar. ................ 40 Figura 33 - Levantamento batimétrico complementar. ......................................................... 41 Figura 34 - Divisão das parcelas experimentais. .................................................................. 42 Figura 35 - Corte transversal no Talude, informando o posicionamento dos tratamentos. ... 42 Figura 36 - Escavadeira hidráulica executando o retaludamento do Talude 227. ................. 43 Figura 37 - Leira em Nível acima da crista do talude 227. ................................................... 44 Figura 38 - Placas de identificação das parcelas experimentais. ......................................... 44 Figura 39 - Demarcação das parcelas. ................................................................................ 45 Figura 40 - Fixação da placa de identificação de uma das parcelas de Biomanta mais mix de sementes ........................................................................................................... 46 Figura 41 - Execução da hidrossemeadura. ......................................................................... 46 Figura 42 - Mega mulch ® utilizado...................................................................................... 48 Figura 43 - Composto orgânico utilizado. ............................................................................. 48 Figura 44 - Adubo NPK 04-14-08 utilizado. .......................................................................... 49 Figura 45 - Adesivo fixador AG 60 utilizado. ........................................................................ 49 Figura 46 - Enxada para coveamento. ................................................................................. 50 Figura 47 - Coveamento do solo em parcela que recebeu a hidrossemeadura. ................... 50 Figura 48 - Solo coveado observando. ................................................................................ 51 Figura 49 - Mistura das sementes. ....................................................................................... 51 Figura 50 - Mix de sementes. ............................................................................................... 52 Figura 51 - Caminhão de hidrossemeadura. ........................................................................ 52 Figura 52 - Despejo do adubo NPK no tanque. .................................................................... 53 Figura 53 - Despejo do mix de sementes no tanque. ........................................................... 53 Figura 54 - Despejo do fixador AG 60 no tanque. ................................................................ 53 Figura 55 - Despejo do mega mulch no tanque. ................................................................... 54 Figura 56 - Execução da hidrossemeadura. ......................................................................... 54 Figura 57 - Biomantas Almax 400 RD embaladas. ............................................................... 55 Figura 58 - Biomantas Fibrax 300 RD embaladas. ............................................................... 56 Figura 59 - Ilustração das biomantas utilizadas. .................................................................. 56 Figura 60 - Grampos de aço CA 60 5mm. ............................................................................ 57 Figura 61 - Escavação da vala de ancoragem das biomanta. .............................................. 57 Figura 62 - Biomanta Fibrax 300 RD sendo desenrolada. .................................................... 58 Figura 63 - Grampeamento da biomanta no fundo da vala de ancoragem. .......................... 58 Figura 64 - Execução da ancoragem da biomanta. .............................................................. 59 Figura 65 - Plantação de capim vetiver na fazenda da UNESP – Ilha Solteira. .................... 59 Figura 66 - Execução da valeta para retirada de mudas do capim vetiver. .......................... 60 Figura 67 - Retirada das touceiras de capim vetiver. ........................................................... 60 Figura 68 - Subdivisão e transporte das touceiras de capim vetiver. .................................... 61 Figura 69 - Plantação da barreira de vetiver no pé do talude. .............................................. 62 Figura 70 - Valeta para fixação de biorretentor. ................................................................... 62 Figura 71 - Fixação do biorretentor com estacas de madeira. .............................................. 63 Figura 72 - Biorretentores fixados. ....................................................................................... 63 Figura 73 - Capim vetiver plantado acima do biorretentor. ................................................... 64 Figura 74 - Biorretentores e barreiras de capim vetiver instalados. ...................................... 64 Figura 75 - Biorretentor de fibra de capim. ........................................................................... 65 Figura 76 - Identificação das parcelas experimentais........................................................... 66 Figura 77 - Capim vetiver coberto com plantas aquáticas. ................................................... 66 Figura 78 - Mudas de capim vetiver do viveiro do Sr. José. ................................................. 67 Figura 79 - Replantio da fileira de capim vetiver à frente do pé do talude. ........................... 67 Figura 80 - Pilha de bioretentores e biomanta de fibra de coco armazenadas na crista do talude................................................................................................................. 68 Figura 81 - Biorretentor sendo encapado com biomanta de fibra de coco. ........................... 68 Figura 82 - Instalação dos biorretentores no pé do Talude 227. .......................................... 69 Figura 83 - Fileira de biorrtentor instalada. ........................................................................... 69 Figura 84 - Pontos de controle para ortorretificação das imagens........................................ 70 Figura 85 - Georreferenciamento de ponto de controle para ortorretificação das imagens. . 71 Figura 86 - Talude 223 – município de Selvíria (MS). .......................................................... 73 Figura 87 - Talude 224 – município de Três Lagoas (MS).................................................... 73 Figura 88 - Talude 225 – município de Selvíria (MS). .......................................................... 74 Figura 89 - Talude 226 - município de Três Lagoas (MS). ................................................... 74 Figura 90 - Talude 227 - município de Três Lagoas (MS). ................................................... 75 Figura 91 - Talude 228 - município de Três Lagoas (MS). ................................................... 75 Figura 92 - Talude 229 - município de Três Lagoas (MS). ................................................... 76 Figura 93 - Localização do ponto no triangulo textural para o solo em estudo (gerada pelo aplicativo Triângulo Textural de Esdras Teixeira Costa). ................................. 90 Figura 94 - Classes de resistência do solo à penetração. .................................................... 95 Figura 95 - Modelo digital do Talude 227 antes do retaludamento. ...................................... 96 Figura 96 - Finalização da instalação do experimento. ........................................................ 99 Figura 97 - Experimento instalado. ...................................................................................... 99 Figura 98 - Experimento instalado. .................................................................................... 100 Figura 99 - Biomanta Almax 400 RD instalada. .................................................................. 100 Figura 100 - Biomanta Fibrax 300 RD instalada. ................................................................ 101 Figura 101 - Hidrossemeadura executada. ........................................................................ 101 Figura 102 - Barreiras de Capim Vetiver e Biorretentores instalados. ................................ 102 Figura 103 - Plântulas em uma parcela com mix de sementes. ......................................... 103 Figura 104 - Plântulas em uma parcela com mix de sementes e biomanta de capim. ........ 103 Figura 105 - Plântulas em uma parcela com mix de sementes e biomanta de fibra de coco. ...................................................................................................................... 103 Figura 106 - Solapamento em parcela de mix. ................................................................... 104 Figura 107 - Foto do Talude 227 tirada no dia 29/09/2019 com sentido de montante à jusante. ...................................................................................................................... 105 Figura 108 - Foto do Talude 227 tirada no dia 16/10/2019 com sentido de jusante a montante. ...................................................................................................................... 105 Figura 109 - Foto do Talude 227 tirada no dia 27/11/2019 com sentido de jusante a montante. ...................................................................................................................... 105 Figura 110 - Formigas atacando plantas no Talude 227 no dia 19/10/2019. ...................... 106 Figura 111 - Capim Vetiver comido por animais silvestres (foto de 27/11/2019). ............... 106 Figura 112 - Foto de pegada de animal silvestre tirada no dia 20/11/2019 no pé do talude. ...................................................................................................................... 106 Figura 113 - Solapamento no Talude 227 (foto de 16/10/2019). ........................................ 107 Figura 114 - Inseticida Fipronil em pó. ............................................................................... 107 Figura 115 - Dispersão do inseticida Fipronil no Talude 227. ............................................. 108 Figura 116 - Gotículas da solução com o formicida nas folhas da planta no Talude 227 no dia 19/10/2019. ................................................................................................... 108 Figura 117 - Identificação de um olheiro de formigueiro. .................................................... 108 Figura 118 - Formicida 7 Belo PCO FIPRONIL na forma de peletes. ................................. 109 Figura 119 - Aplicação do formicida 7 Belo PCO FIPRONIL. ............................................. 109 Figura 120 - Parcela 1, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 110 Figura 121 - Solapamento identificado na Parcela 1 no dia 29/09/2019. ............................ 110 Figura 122 - Parcela 1, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 110 Figura 123 - Solo parcialmente exposto face ao desprendimento do Mix de Sementes na Parcela 1 no dia 27/11/2019. ......................................................................... 111 Figura 124 - Parcela 2, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 111 Figura 125 - Parcela 2, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 112 Figura 126 - Parcela 3, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 112 Figura 127 - Parcela 3, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 113 Figura 128 - Parcela 4, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 113 Figura 129 - Parcela 4, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 114 Figura 130 - Foto tirada da fileira mais próxima do pé do talude na parcela 4 no dia 27/11/2019. ...................................................................................................................... 114 Figura 131 - Foto tirada a partir da crista do talude no dia 27/09/2019 da Parcela 4. ......... 114 Figura 132 - Parcela 5, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 115 Figura 133 - Parcela 5, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 115 Figura 134 - Solapamento na Parcela 5 (foto tirada no dia 29/09/2019). ........................... 116 Figura 135 - Parcela 6, foto de 29/09/2019 ........................................................................ 116 Figura 136 - Parcela 6, foto de 27/11/2019 ........................................................................ 117 Figura 137 - Planta nativa na Parcela 6 (foto tirada no dia 27/11/2019). ............................ 117 Figura 138 - Solo parcialmente exposto face ao desprendimento do Mix de Sementes na Parcela 6 (foto tirada no dia 27/11/2019). ................................................... 117 Figura 139 - Parcela 7, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 118 Figura 140 - Parcela 7, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 118 Figura 141 - Parcela 8, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 119 Figura 142 - Parcela 8, destacando o solapamento ocorrido nessa parcela (foto de 09/10/2019). ............................................................................................. 119 Figura 143 - Parcela 8, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 120 Figura 144 - Parcela 9, foto de 29/09/2019. ....................................................................... 120 Figura 145 - Presença de plantas nativa no pé da Parcela 9, foto de 27/11/2019. ............. 121 Figura 146 - Parcela 9, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 121 Figura 147 - Parcela 9, foto de 27/11/2019. ....................................................................... 121 Figura 148 - Foto tirada da Parcela 10 no dia 29/09/2019. ................................................ 122 Figura 149 - Foto tirada da Parcela 10 no dia 27/11/2019. ................................................ 122 Figura 150 - Parcela 11, foto de 29/09/2019. ..................................................................... 123 Figura 151 - Parcela 11, foto de 27/11/2019. ..................................................................... 123 Figura 152 - Solo parcialmente exposto na Parcela 11. (foto tirada no dia 27/11/2019). .... 124 Figura 153 - Parcela 12, foto de 29/09/2019. ..................................................................... 124 Figura 154 - Parcela 12, foto de 09/10/2019. ..................................................................... 125 Figura 155 - Parcela 12, foto de 09/10/2019. ..................................................................... 125 Figura 156 - Parcela 12, foto de 27/11/2019. ..................................................................... 125 Figura 157 - Parcela 13, foto de 29/09/2019. ..................................................................... 126 Figura 158 - Parcela 13, foto de 27/11/2019. ..................................................................... 126 Figura 159 - Parcela 14, foto de 29/09/2019. ..................................................................... 127 Figura 160 - Parcela 14, foto de 27/11/2019. ..................................................................... 127 Figura 161 - Parcela 14, foto de 27/11/2019. ..................................................................... 128 Figura 162 - Parcela 15, foto de 29/09/2019. ..................................................................... 128 Figura 163 - Parcela 15, foto de 29/09/2019. ..................................................................... 129 Figura 164 - Parcela 15, foto de 27/11/2019. ..................................................................... 129 Figura 165 - Linha do capim vetiver no pé do Talude 227 que foi levemente empurrada pela ação das ondas. ............................................................................................ 130 Figura 166 - Linha do capim vetiver no pé do Talude 227. ................................................. 130 Figura 167 - Nível da água atingindo os biorretentores no dia 05/03/2020. ........................ 131 Figura 168 - Nível da água atingindo os biorretentores no dia 05/03/2020. ........................ 131 Figura 169 - Fotografia do Talude 227 de 06 de fevereiro de 2020. ................................... 133 Figura 170 - Fotografia do Talude 227 de 27 fevereiro de 2020. ........................................ 133 LISTA DE TABELAS, QUADROS E GRÁFICOS Tabela 1 - Termos gerais para descrever a textura do solo em relação ao nome das classes texturais. .............................................................................................................. 9 Quadro 1 - Correlações entre os índices físicos. .................................................................... 7 Quadro 2 - Correlação entre os índices físicos (continuação). ............................................... 8 Quadro 3 - Classificação da porosidade e do índice de vazios nos solos. ............................. 8 Quadro 4 - Coordenadas das Estações Meteorológicas. ..................................................... 19 Quadro 5 - Áreas de domínio das duas Estações Meteorológicas ....................................... 22 Quadro 6 - Precipitação no Posto de Itapura (2012-2018). .................................................. 23 Quadro 7 - Precipitação no Posto de Três Lagoas (2012-2018). ......................................... 23 Quadro 8 - Identificação das amostras coletadas. ............................................................... 30 Quadro 9 - Características do penetrômetro de impacto STOF-KAMAQ. ............................. 31 Quadro 10 - Dados coletados no ensaio de penetração. ..................................................... 33 Quadro 11 - Levantamento batimétrico auxiliar. ................................................................... 41 Quadro 12 - Descriminação do MIX Vila Verde utilizado na hidrossemeadura. .................... 47 Quadro 13 - Valores de precipitação (mm) no Posto Itapura, no período de 2012 – 2018. .. 77 Quadro 14 - Valores médios de temperatura (°C) no Posto Itapura, no período de 2012 – 2018. ........................................................................................................................ 79 Quadro 15 - Média dos valores mínimos de temperatura (°C) no Posto Itapura, no período de 2012 – 2018. ................................................................................................... 79 Quadro 16 - Média dos valores máximos de temperatura (°C) no Posto Itapura, no período de 2012– 2018. .................................................................................................... 80 Quadro 17 - Valores médios mensais de umidade relativa do ar (%) no Posto Itapura, no período de 2012-2018. .................................................................................... 81 Quadro 18 - Valores médios mensais de velocidade (m/s) e direção do vento (°) no Posto Itapura, no período de 2012 – 2018................................................................. 82 Quadro 19 - Aplicação do Método de Thiessen para as médias mensais de precipitação no período de 2012 a 2018. ................................................................................. 85 Quadro 20 - Aplicação do Método de Thiessen para o total anual de precipitação no período de 2012 a 2018. .............................................................................................. 85 Quadro 21 - Dados de precipitação a partir da instalação do experimento. ......................... 86 Quadro 22 - Precipitação Mensal de outubro de 2019 a fevereiro de 2020. ......................... 87 Quadro 23 - Determinação do teor de umidades “in situ”. .................................................... 89 Quadro 24 - Análise granulométrica. .................................................................................... 90 Quadro 25 - Índices de consistência. ................................................................................... 91 Quadro 26 - Determinação da consistência do solo. ............................................................ 91 Quadro 27 - Resultados do ensaio de penetração. .............................................................. 92 Quadro 28 - Altura e inclinação de cada perfil gerado no levantamento topográfico. ........... 96 Quadro 29 - Cálculo das áreas para mix, biomanta 1, biomanta 2 e grampos de fixação. ... 97 Quadro 30 - Cálculo dos comprimentos dos retentores de sedimentos, barreira de vetiver e estacas para fixar os retentores. ..................................................................... 98 Quadro 31 - Determinação da quantidade total dos materiais a serem utilizados nos tratamentos. .................................................................................................. 98 Gráfico 1 - Total pluviométrico anual do Posto Itapura, para o período de 2012-2018. ........ 78 Gráfico 2 - Valores da precipitação média mensal (mm) do Posto Itapura, para o período de 2012 - 2018. ...................................................................................................... 78 Gráfico 3 - Temperaturas médias, máximas e mínimas mensais no Posto Itapura para o período de 2012-2018. .................................................................................... 80 Gráfico 4 - Valores médios mensais de umidade relativa do ar (%) no Posto Itapura, no período de 2012 – 2018. ................................................................................................. 82 Gráfico 5 - Valores da precipitação média mensal (mm), e temperaturas médias, médias mínimas e médias máximas do Posto Itapura, para o período de 2012 – 2018. ........................................................................................................................ 83 Gráfico 6 - Valores da precipitação média mensal (mm) e umidade do ar (%) do Posto Itapura, para o período de 2012 - 2018. ......................................................................... 84 Gráfico 7 - Precipitação desde a Instalação do Experimento até o dia 15/03. ...................... 87 Gráfico 8 - Comparação entre a precipitação mensal dos meses de avaliação do experimento e as precipitações médias mensais. .................................................................. 88 Gráfico 9 - Resistência à penetração no perfil 248. .............................................................. 93 Gráfico 10 - Resistência à penetração no perfil 250. ............................................................ 93 Gráfico 11 - Resistência à penetração no perfil 251. ............................................................ 94 Gráfico 12 - Resistência à penetração média entre os três perfis. ....................................... 94 Gráfico 13 - Precipitação no período de 18/09/2019 a 25/09/2019 registradas na estação meteorológica de Itapura-SP. ........................................................................ 102 Gráfico 14 - Desenvolvimento da cobertura vegetal. .......................................................... 132 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO................................................................................................................ 1 2. OBJETIVO GERAL ......................................................................................................... 2 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................... 2 4. REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................... 3 4.1. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO ........................................................................ 3 4.2. LEVANTAMENTO DE SOLO ................................................................................... 3 4.2.1. ÍNDICES FÍSICOS ............................................................................................ 5 4.2.2. GRANULOMETRIA DO SOLO ......................................................................... 8 4.2.2.1. SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO TRIANGULAR – FERRET ............................................. 9 4.2.3. PENETRÔMETRO ......................................................................................... 10 4.2.4. LIMITES DE CONSISTÊNCIA (LIMITES DE ATTERBERG) ........................... 11 4.2.5. ATIVIDADE DAS ARGILAS ............................................................................ 12 4.2.6. RETALUDAMENTO ........................................................................................ 13 4.2.7. SATURAÇÃO POR BASE (V) E PH DO SOLO .............................................. 13 4.3. PRECIPITAÇÃO MÉDIA SOBRE UMA BACIA HIDROGRÁFICA .......................... 13 4.4. HIDROSSEMEADURA .......................................................................................... 15 4.5. BIOMANTAS ......................................................................................................... 15 4.6. BIORRETENTORES DE SEDIMENTOS ............................................................... 15 4.7. CAPIM VETIVER ................................................................................................... 15 4.8. LEVANTAMENTO AEROFOTOGRAMÉTRICO ..................................................... 16 5. METODOLOGIA ........................................................................................................... 16 5.1. ÁREA DE ESTUDO ............................................................................................... 16 5.2. ESTUDO HIDROCLIMÁTICO ................................................................................ 18 5.2.1. VOLUME DE ÁGUA DA CHUVA QUE SE DEPOSITA NA BACIA HIDROGRÁFICA CÓRREGO SANTA VERA AO LONGO DO ANO ............................. 18 5.3. COLETA DE AMOSTRS DE SOLO ....................................................................... 24 5.3.1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: .................................................................. 24 5.3.2. PROCEDIMENTOS ........................................................................................ 25 5.4. ENSAIO DE PENETRAÇÃO .................................................................................. 30 5.4.1. CARACTERÍSTICAS DO PENETRÔMETRO: ................................................ 31 5.4.2. PROCEDIMENTOS ........................................................................................ 31 5.5. ANÁLISE FÍSICA E QUÍMICA DO SOLO .............................................................. 33 5.5.1. TEOR DE UMIDADE “IN SITU” ...................................................................... 34 5.5.2. LIMITES DE CONSISTÊNCIA ........................................................................ 35 5.6. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO ...................................................................... 35 5.7. INSTALAÇÃO DO EXPERIMENTO ....................................................................... 41 5.7.1. DIMENSIONAMENTO DO MATERIAL A SER UTILIZADO ............................ 41 5.7.2. RETALUDAMENTO ........................................................................................ 43 5.7.3. DEMARCAÇÃO DAS PARCELAS EXPERIMENTAIS .................................... 44 5.7.4. HIDROSSEMEADURA ................................................................................... 46 5.7.4.1. ESPECIFICAÇÕES E DESCRIMINAÇÕES DOS INSUMOS UTILIZADOS NA HIDROSSEMEADURA ................................................................................................................. 47 5.7.4.1.1. MIX VILA VERDE ................................................................................................. 47 5.7.4.1.2. MEGA MULCH ® ................................................................................................. 47 5.7.4.1.3. COMPOSTO ORGÂNICO...................................................................................... 48 5.7.4.1.4. ADUBO NPK 04-14-08 ........................................................................................ 48 5.7.4.1.5. Adesivo Fixador AG 60 (Figura 45) ..................................................................... 49 5.7.4.2. APLICAÇÃO ............................................................................................................ 50 5.7.5. BIOMANTAS .................................................................................................. 54 5.7.5.1. ESPECIFICAÇÕES .................................................................................................... 54 5.7.5.1.1. BIOMANTA ALMAX 400 RD ................................................................................ 54 5.7.5.1.2. BIOMANTA FIBRAX 300 RD ................................................................................ 55 5.7.5.1.3. GRAMPOS ........................................................................................................... 56 5.7.5.2. INSTALAÇÃO DAS BIOMANTAS.............................................................................. 57 5.7.6. BARREIRAS DE CAPIM VETIVER (Chrysopogon zizanioides) ...................... 59 5.7.6.1. PREPARAÇÃO DAS MUDAS .................................................................................... 59 5.7.6.2. PLANTIO DO CAPIM VETIVER ................................................................................ 61 5.7.6.2.1. BARREIRA NO PÉ DO TALUDE ............................................................................. 61 5.7.6.2.2. BARREIRA NAS PARCELAS EXPERIMENTAIS ....................................................... 62 5.7.6.2.2.1. BIORRETENTOR ........................................................................................... 64 5.8. MONITORAMENTO DO EXPERIMENTO.............................................................. 65 5.9. REPLANTIO DO CAPIM VETIVER (Chrysopogon zizanioides) À FRENTE DO PÉ DO TALUDE..................................................................................................................... 66 5.10. INSTALAÇÃO DOS BIORRETENTORES .......................................................... 68 5.11. COLETA DE IMAGENS HORIZONTAIS E VERTICAIS ..................................... 70 5.12. ANÁLISE DO CRESCIMENTO VEGETATIVO NAS PARCELAS EXPERIMENTAIS ............................................................................................................ 71 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 72 6.1. SELEÇÃO DA ÁREA PARA IMPLANTAÇÃO DO EXPERIMENTO ....................... 72 6.2. ESTUDO HIDROCLIMÁTICO ................................................................................ 77 6.2.1. PRECIPITAÇÃO MÉDIA NA BACIA HIDROGRÁFICA CÓRREGO SANTA VERA 84 6.2.2. PRECIPITAÇÃO APÓS A INSTALAÇÃO DO EXPERIMENTO....................... 85 6.3. ANÁLISE DE SOLO ............................................................................................... 88 6.3.1. TEOR DE UMIDADE “IN SITU........................................................................ 88 6.3.2. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS .................................................... 89 6.3.3. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA ...................................................................... 90 6.3.4. ÍNDICES DE CONSISTÊNCIA ....................................................................... 91 6.3.5. ATIVIDADE DAS ARGILAS ............................................................................ 91 6.3.6. PENETRÔMETRO DE IMPACTO .................................................................. 92 6.3.7. ANÁLISE QUÍMICA DO SOLO ....................................................................... 95 6.4. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO ...................................................................... 96 6.5. DIMENSIONAMENTO DO MATERIAL A SER UTILIZADO NO EXPERIMENTO .. 96 6.6. INSTALAÇÃO DO EXPERIMENTO ....................................................................... 99 6.7. MONITORAMENTO DO EXPERIMENTO............................................................ 102 6.7.1. MONITORAMENTO 1: MONITORAMENTO INICIAL ................................... 102 6.7.2. MONITORAMENTO 2 .................................................................................. 104 6.7.2.1. VISÃO GERAL DO TALUDE 227 .............................................................. 104 6.7.3. MONITORAMENTO 3: VISÃO INDIVIDUAL DAS PARCELAS EXPERIMENTAIS ....................................................................................................... 109 6.7.3.1. PARCELA 1: MIX DE SEMENTES ........................................................................... 109 6.7.3.2. PARCELA 2: MIX + BIOMANTA DE CAPIM ............................................................ 111 6.7.3.3. PARCELA 3: MIX + BIOMANTA DE COCO ............................................................. 112 6.7.3.4. PARCELA 4: CAPIM VETIVER + BIORRETENTOR ................................................... 113 6.7.3.5. PARCELA 5: TESTEMUNHA .................................................................................. 115 6.7.3.6. PARCELA 6: MIX DE SEMENTES ........................................................................... 116 6.7.3.7. PARCELA 7: MIX + BIOMANTA DE CAPIM ............................................................ 118 6.7.3.8. PARCELA 8: MIX + BIOMANTA DE COCO ............................................................. 119 6.7.3.9. PARCELA 9: CAPIM VETIVER + BIORRETENTOR ................................................... 120 6.7.3.10. PARCELA 10: TESTEMUNHA ................................................................................ 122 6.7.3.11. PARCELA 11: MIX DE SEMENTES ......................................................................... 123 6.7.3.12. PARCELA 12: MIX + BIOMANTA DE CAPIM .......................................................... 124 6.7.3.13. PARCELA 13: MIX + BIOMANTA DE COCO ........................................................... 126 6.7.3.14. PARCELA 14: CAPIM VETIVER + BIORRETENTOR ................................................. 127 6.7.3.15. PARCELA 15: TESTEMUNHA ................................................................................ 128 6.8. REPLANTIO DO CAPIM VETIVER (Chrysopogon zizanioides) À FRENTE DO PÉ DO TALUDE................................................................................................................... 129 6.9. INSTALAÇÃO DOS BIORRETENTORES ........................................................... 130 6.10. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS.................................................. 131 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................ 134 REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 135 APÊNDICE A - ÍNDICES FÍSICO ....................................................................................... 140 APÊNDICE B - IDENTIFICAÇÃO DAS PARCELAS EXPERIMENTAIS NO TALUDE 227. 141 APÊNDICE C - DIMENSÕES DAS PARCELAS ESPERIMENTAIS AO LONGO DO TALUDE 227. ................................................................................................................................... 142 ANEXO A - TALUDE 227 ................................................................................................... 143 ANEXO B - TALUDE 226 ................................................................................................... 148 ANEXO C - TALUDE 229 .................................................................................................. 152 ANEXO D - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA ...................................................................... 157 ANEXO E - DENSIDADE E POROSIDADE DO SOLO ...................................................... 158 ANEXO F - ANÁLISE QUÍMICA ......................................................................................... 159 ANEXO G - FICHA DE INFORMAÇÕES DE SEGURANÇA DO ADUBO NPK 04-14-08 ... 161 ANEXO H - FICHA DE INFORMAÇÕES DE SEGURANÇA DO ADESIVO FIXADOR AG-60 .......................................................................................................................................... 166 1 1. INTRODUÇÃO A usina hidrelétrica Engenheiro Souza Dias (Jupiá), com 1.551,20 MW de potência instalada, forma com a usina Ilha Solteira o Complexo Hidroelétrico de Urubupungá. O Paraná é um típico rio de planalto e, por suas grandes quedas d’água, apresenta condições favoráveis à construção de usinas hidrelétricas (CESP, 2009). O primeiro plano para o aproveitamento da bacia do Paraná surgiu em 1953, quando se formou uma comissão interestadual que após estudar as condições e a viabilidade técnico- econômica da exploração da bacia, em 1960 foi finalizado o projeto que previu a construção de duas usinas: Jupiá e Ilha Solteira. As obras civis tiveram início em 1961, tendo o primeiro grupo entrado em operação em abril de 1969. Concluída em 1974, Jupiá foi a primeira unidade do parque gerador da CESP a ultrapassar a marca do milhão de quilowatts. (CESP, 2009). Associado ao importante aproveitamento energético, a construção de Jupiá trouxe grandes benefícios para o país, como ligação rodoviária entre os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul, eclusa de navegação que permitiu a ligação de São Paulo e do Brasil, pela hidrovia Tietê- Paraná, aos países do Mercosul, até então impossibilitados pelos saltos de Urubupungá e Itapura, respectivamente nos rios Paraná e Tietê. (CESP, 2009). Visto à importancia desta usina, é notório a necessidade de manutenção dos recursos adjacentes, principalmente da água responsável pela geração da energia. Segundo Cabral (2004) a principal causa na diminuição do volume de água utilizável por uma usina hidrelétrica, diminuindo assim a energia gerada, é o assoreamento do reservatório desta usina. Que por sua vez causa também redução das áreas navegáveis, enchentes a montante do remanso, erosão a jusante da barragem, abrasão de estruturas e equipamentos e o crescimento de plantas aquáticas (BARBISA; PINTO; CASTRO, [20--]). Em estudo no reservatório artificial – PACUERA, CESP (2009), fez a caracterização da susceptibilidade à erosão natural do reservatório da usina hidrelétrica de Jupiá numa faixa de 2 quilômetros envoltórios a este reservatório, baseando-se no cruzamento das características geológicas, edológicas e principalmente de declividade, conlcuiu-se que o solo predominante nas margens deste reservatório é enquadrado num grupo de solo com baixa suscetibilidade, ou seja, a erosão por conta da declividade do terreno é baixa. Este fato ressalta a influência da água do reservatório no solapamento das margens. De acordo com Gatto e Doe (1987) os principais fatores relacionados à erosão em margens de reservatórios ocorrem pela ação das ondas causadas por vento e embarcações, erosão hídrica por salpicamento, escoamento superficial e deslizamentos. Estes processos erosivos são dependentes de diversos fatores, estando relacionados principalmente à morfologia do reservatório, condições meteorológicas e pedológicas da área. 2 A erosão das margens de reservatórios muitas vezes acaba resultando em taludes, denominação que se dá a qualquer superfície inclinada de um maciço de solo ou rocha. Ele pode ser natural, também denominado encosta, ou construído pelo homem, como, por exemplo, os aterros e cortes. Os taludes naturais estão sempre sujeitos a problemas de instabilidade, porque as ações das forças gravitacionais contribuem naturalmente para a deflagração do movimento (GERSCOVICH, 2016). Portanto, identificar áreas vulneráveis e estudar a estabilidade de taludes, avaliando a necessidade de medidas de estabilização são de extrema importância para evitar o solapamento das encostas de reservatórios de usinas hidrelétricas, diminuindo o assoreamento e prolongando a vida útil da usina em questão. Como forma de estabilizar declives e controlar processos erosivos, pode-se fazer uso das técnicas de bioengenharia. Estas biotécnicas são conhecidas e utilizadas há décadas na Europa (em países como Alemanha, Suíça e Áustria) e na América do Norte. No Brasil, entretanto, são ainda pouco conhecidas, dada a falta de uma visão sistemática, decorrente de estudos, observações e experimentos, que permitam sua utilização e difusão (SUTILI, 2004). Bioengenharia nada mais é do que a constituição de percepções da engenharia civil, agronomia e biologia de maneira que seja exata o ato de estabilizar as camadas superficiais dos solos sob ações erosivas das águas e de deslizamentos. De modo a desenvolver e agregar recursos naturais não tradicionais da engenharia civil extraindo discernimentos da vida atual dos solos (biologia) e das plantas (agronomia) tratando de revigorar ou estabilizar os solos. Ela combina elementos inertes e vivos para preservar ou estabilizar solos superficialmente (GEOCONTRACT, 2018). A usina hidrelétrica de Jupiá foi inaugurada em 1974 e o seu reservatório com um espelho d´água de 330 km2, vem há muito tempo sofrendo o processo de assoreamento, pelo solapamento das suas margens. O projeto inédito que implantamos na margem direita desse reservatório visa avaliar a viabilidade técnica e econômica da bioengenharia na solução desse grave problema que, se não solucionado, poderá reduzir a vida útil desse empreendimento. 2. OBJETIVO GERAL Experimentar técnicas de bioengenharia na recuperação de áreas degradadas na região da Usina Hidrelétrica de Jupiá. 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Escolher elementos inertes e espécies vegetais; definir técnicas de recuperação e aspectos edafoclimáticos para evitar a erosão continuada; apresentar os resultados alcançados. 3 4. REVISÃO DE LITERATURA 4.1. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO O levantamento topográfico tem como objetivo mapear a superfície de um terreno. Tal mapeamento gera dados que posteriormente serão usados para a elaboração de plantas, perfis e representações gráficas das características do terreno. Para a realização dessa tarefa, é necessário realizar um conjunto de operações e processos, os quais se refletem nos tipos de levantamentos topográficos que podem ser utilizados para a execução do trabalho (CPE TECNOLOGIA, 2019). De acordo com a Cpe Tecnologia (2019), existem três principais tipos de levantamento topográfico. O levantamento topográfico planimétrico, também chamado Planimetria, se caracteriza pela medição das projeções horizontais que definem uma área. Por outro lado, o levantamento altimétrico consiste na definição das alturas de um terreno. Esse método também pode ser chamado de altimetria, e registra o grau de declividade de um terreno. Já o levantamento planialtimétrico consiste, basicamente, na união entre os levantamentos planimétrico e altimétrico. Esse método permite tanto a medição das projeções horizontais quanto das diferenças de alturas do relevo. Portanto, gera um mapeamento mais completo. Outro levantamento importante, quando se trata de encostas, é a batimetria. Batimetria é a medição da profundidade dos oceanos, lagos e rios. É expressa cartograficamente por curvas batimétricas que unem pontos da mesma profundidade com equidistâncias verticais. Com semelhança às curvas de nível topográfico. Os levantamentos batimétricos iniciam-se com a coleta de dados no local. Esses dados servem para criar a modelagem 3D, caso necessário (GEOURBE GEOTECNOLOGIA E ENGENHARIA, 2017). 4.2. LEVANTAMENTO DE SOLO Quando se trata de sondagens e ensaios de solo, a confiabilidade nos resultados dos ensaios depende fundamentalmente da qualidade e da representatividade das amostras retiradas do solo (STANCATI; NOGUEIRA; VILAR, 1981). Uma amostra de solo consiste em uma pequena porção de terra capaz de representá-lo em uma análise química e física. Como esta porção é pequena em relação à quantidade de solo que irá representar, deve-se tomar todo cuidado na retirada dessa amostra. Com a amostragem, feita de maneira técnica, pretende-se chegar a uma cópia fiel do terreno que queremos analisar (SQUIBA, L.M.; MONTE SERRAT, B.; LIMA, M.R, 2002). 4 São de dois tipos as amostras utilizadas nos laboratórios de Mecânica dos Solos: amostras deformadas e amostras indeformadas. As amostras deformadas são representativas dos solos, quanto a textura e constituição mineral, não conservando a estrutura do solo “in situ”, nem a umidade do mesmo, no local e data da amostragem. Estas amostras são utilizadas nos ensaios de classificação (granulometria, limites de consistência, massa específica dos sólidos), ensaios de compactação e na moldagem dos corpos de prova com características definidas e utilizados nos ensaios de resistência, compressibilidade e permeabilidade. Além de possibilitarem análises químicas do solo (STANCATI; NOGUEIRA; VILAR, 1981). As amostras indeformadas são representativas do solo quanto a estrutura, umidade, constituição mineralógica, além daquelas já mencionadas para amostras deformadas. Elas são utilizadas quando se quer determinar as características do solo “in situ”, quanto aos índices físicos, resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade. As amostras indeformadas podem ser obtidas através de amostradores especiais ou retiradas em bloco no fundo de um poço, ou no talude de um corte. Cuidados adicionais devem ser tomados com as amostras indeformadas durante o transporte até o laboratório, e no manuseio das mesmas na fase preparatória dos ensaios, a fim de que sejam preservadas as características do solo “in situ” (STANCATI; NOGUEIRA; VILAR, 1981). Outra principal causa da degradação do solo é a compactação, resultado do processo de aumento da densidade e resistência à penetração. A compactação do solo ocorre de maneira muito frequente em ambientes que utilizam máquinas e implementos ou em áreas onde o pisoteio de animais é intenso, constituindo um dos mais sérios fatores de restrição ao desenvolvimento das plantas (CAMARGO, 1997). Para analisar a compactação do solo “in situ”, podemos fazer o uso do penetrômetro. Que são aparelhos destinados à avaliação da resistência mecânica à penetração do solo. São classificados em convencionais e de impacto. Esses equipamentos possuem uma haste com uma ponta cônica na extremidade inferior. Na parte superior possui um dinamômetro (convencional) ou um cilindro (impacto) (CARVALHO, 2009). A resistência mecânica à penetração é o esforço de reação que o solo oferece à pressão de penetração de uma haste do penetrômetro com ponta cônica no sabre, cuja área é conhecida. Simula a reação do solo à elongação radicular (CARVALHO, 2009). O valor da resistência mecânica do solo varia conforme a umidade do solo, portanto, o penetrômetro de impacto não serve para avaliar em termos absolutos se um dado solo está ou não compactado, e esse problema ocorre com qualquer tipo de penetrômetro. Mas admitindo-se que determinado terreno necessite de prepara do solo, é possível, através da curva obtida, determinar até que profundidade deve-se preparar o solo para diminuir a compactação ou quebrar zonas adensadas (STOLF; FERNANDES; FURLANI NETO, 2016). 5 4.2.1. ÍNDICES FÍSICOS Segundo Caputo (1996), o solo é um material constituído por um conjunto de partículas sólidas, deixando entre si vazios que poderão estar parciais ou totalmente preenchidos pela água. É, no caso mais geral, um sistema disperso formado por três fases: sólida, líquida e gasosa. O comportamento de um solo depende da quantidade relativa de cada uma das três fases (sólidos, água e ar). Diversas relações são empregadas para expressar as proporções entre elas. Na Figura 1a, estão representadas, simplificadamente, as três fases que normalmente ocorrem nos solos, ainda que, em alguns casos, todos os vazios possam estar ocupados pela água. Na Figura 1b as três fases estão separadas proporcionalmente aos volumes que ocupam, facilitando a definição e a determinação das relações entre elas. Os volumes de cada fase são apresentados à esquerda e os pesos a direita (PINTO, 2006). Figura 1 - As fases do solo: (a) no estado natural, (b) separada em volume. Fonte: Pinto (2006). Onde: V = volume total; Vs = volume de sólidos; Vv = volume de vazios; Vw = volume de água; Va = volume de ar; P = peso total; Ps = peso de sólidos; Pw = peso de água; Pa = peso de ar (Pa = 0); 6 P = Ps + Pw.V = Vs + Vv (1) onde Vv = Vw + Va. Em princípio, as quantidades de água e ar podem variar. A evaporação pode diminuir a quantidade de água, substituindo-a por ar, e a compressão do solo pode provocar a saída de água e ar, reduzindo o volume de vazios. O solo, no que se refere às partículas que o constituem, permanece o mesmo, mas seu estado se altera. As diversas propriedades do solo dependem do estado em que se encontra. Quando diminui o volume de vazios, por exemplo, a resistência aumenta (PINTO, 2006). A seguir é apresentado alguns índices físicos e suas definições de acordo com Pinto (2006):  Teor de Umidade de um Solo: relação entre o peso da água e o peso dos sólidos. É expressa pela letra w. Para sua determinação, pesa-se o solo no seu estado natural, seca-se em estufa a 105°C, até constância de peso, e pesa-se novamente. Com o peso das duas fases, calcula-se a umidade.  Índice de Vazios: relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas. É expresso pela letra e. Não pode ser determinado diretamente, mas é calculado a partir dos outros índices.  Porosidade: relação entre o volume de vazios e o volume total. Indica a mesma coisa que o índice de vazios. É expresso pela letra n.  Grau de Saturação: relação entre volume de água e o volume de vazios. Expresso pela letra S. Não é determinado diretamente, mas calculado.  Peso Específico dos Sólidos: é a característica dos sólidos. Relação entre o peso das partículas sólidas e o seu volume. É expresso pelo símbolo 𝛾𝑠 e determinado em laboratório para cada solo.  Peso Específico da Água: embora varie um pouco com a temperatura, adota-se sempre como igual a 10kN/m³, a não ser em certos procedimentos de laboratório. é expresso pelo símbolo 𝛾𝑤.  Peso Específico Natural: relação entre o peso total do solo e seu volume total. É expresso pelo símbolo 𝛾𝑛. A expressão “peso específico natural” é, algumas vezes, substituída por “peso específico” do solo.  Peso Específico Seco: relação entre o peso dos sólidos e o volume total. Corresponde ao peso específico que o solo teria se ficasse seco, se isso pudesse ocorrer sem variação do volume. Expresso pelo símbolo 𝛾𝑑. Não é determinado diretamente em laboratório, mas calculado a partir do peso específico natural e a umidade. 7  Peso Específico Saturado: peso específico do solo se ficasse saturado com água e se isso ocorresse sem variação de volume. De pouca aplicação prática, serve para programação de ensaios ou análise de depósitos de areia que possam se saturar. Expresso pelo símbolo 𝛾𝑠𝑎𝑡.  Peso Específico Submerso: é o peso específico efetivo do solo quando submerso. Serve para cálculos de tensões efetivas. É igual ao peso específico natural menos o peso específico da água; portanto, com valores da ordem de 10 KN/m³. É expresso pelo símbolo 𝛾𝑠𝑢𝑏. Na Figura 2, apresenta-se, à direita um esquema que representa as três fases com base na definição de índices e que facilita os cálculos. Com esse esquema, correlações são facilmente obtidas (PINTO, 2006) conforme os QUADROS 1 e 2. Figura 2 - As fases do solo (c) em função do volume de sólidos. Fonte: Pinto (2006). Quadro 1 - Correlações entre os índices físicos.  0 < S < 100% sat S = 100% d S = 0 % ’ S = 100% s Peso específico natural Peso específico saturado Peso específico seco Peso específico submerso Peso específico dos sólidos e eS wrs   1  e e ws   1  e s 1  e ws   1   ed 1  nS wrss    nwss     sn 1   wsn  1 n d 1    e ws   1 1 -   e ws   1 1 w eS wr  Fonte: Unemat, disponível em: . Acesso em: 25 jul. 2019.  wd 1 http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_139091_pdf_1.pdf 8 Quadro 2 - Correlação entre os índices físicos (continuação). S e n w Grau de saturação Índice de vazios Porosidade Teor de umidade w s e w   1 d s   e e 1 s wreS   w sw n n  1 n n 1 s d   1   s wr n nS   1  dsw ds w    wr s S w   wS w swr s      ds dswrS    Fonte: Unemat, disponível em: < http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_139091_pdf_1.pdf>. Acesso em: 25 jul. 2019. Segundo o IAEG (1979), a porosidade e o índice de vazios podem ser classificados segundo o Quadro 3. Quadro 3 - Classificação da porosidade e do índice de vazios nos solos. Porosidade (%) Índice de Vazios Denominação > 50 > 1 Muito alta 45 – 50 0,80 – 1,00 Alta 35 – 45 0,55 – 0,80 Média 30 – 35 0,43 – 0,55 Baixa < 30 < 0,43 Muito baixa Fonte IAEG (1979). 4.2.2. GRANULOMETRIA DO SOLO O ensaio de granulometria é utilizado para determinar a distribuição granulométrica do solo, ou em outras palavras, a percentagem em peso que cada faixa especificada de tamanho de grãos representa na massa seca total utilizada para o ensaio (Torres Geotecnia E Estruturas Metálicas, 2019) Segundo as dimensões das partículas e dentro de determinados limites convencionais, as “frações constituintes” dos solos recebem designações próprias que se identificam com as acepções usuais dos termos. Essas frações, de acordo com a escala granulométrica brasileira (ABNT), são: pedregulho – conjunto de partículas cujas dimensões (diâmetros equivalentes) estão compreendidas entre 76 e 4,8 mm; areia, entre 4,8 e 0,05 mm; silte, entre 0,05 e 0,005 mm; argila, inferiores a 0,005 mm (CAPUTO, 1996). As classes texturais do solo são definidas em função da porcentagem de areia, silte e argila. Dentro de cada grupo, classes texturais específicas fornecem uma ideia da distribuição de tamanho de partículas e indicam o comportamento das propriedades físicas do solo. As 12 http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_139091_pdf_1.pdf 9 classes texturais encontradas Tabela 1 apresentam uma sequência gradual desde partículas de areia, as quais possuem textura grosseira e fácil manejo, até partículas de argila, que possuem textura muito fina e são mais dificilmente manejadas (WEIL, 2019). Em solos arenosos e franco arenosos ocorre predomínio das propriedades da areia, quando estas compreendem pelo menos 70% do material em peso (solos com menos do que 15 % de argila). Características da fração argila predominam em solos argilosos, argilo-arenosos e argilo- siltosos (WEIL, 2019). Tabela 1 - Termos gerais para descrever a textura do solo em relação ao nome das classes texturais. Termos Gerais Classe textural Nomes Comuns Textura Solos Arenosos Grosseira Arenoso Areia franca Solos Franco Moderadamente grosseira Franco arenoso Média Franco Franco Siltosa Siltosa Moderadamente fina Franco argiloarenosa Franco argilosiltosa Franco argilosa Solos Argilosos Fina Argiloso arenosa Argiloso siltosa Argilosa Fonte: WEIL (2019) 4.2.2.1. SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO TRIANGULAR – FERRET É apresentado em triangulo equilátero, graduado em escala de 0% a 100%, correspondendo a frações de: pedregulho + areia, silte e argila. A localização do ponto no triangulo referente as frações do solo estudado, corresponde a zona classificatória do material ensaiado. 10 Figura 3 - Triangulo de Classificação Textural -FERRET Fonte: IFSC (2019). 4.2.3. PENETRÔMETRO O penetrômetro de impacto Stolf é um aparelho de medida da resistência do solo, do tipo dinâmico, cuja penetração ocorre por impacto. Lançado em 1982, tornou-se popular entre os agricultores por meio de publicações técnicas que abordavam aspectos práticos, ou seja, características do equipamento e da operação e outras exemplificando o uso em cana-de-açúcar e em pomares de laranja. Nos trabalhos iniciais, adotou-se a unidade prática de resistência do solo, impactos/dm, comum em engenharia civil. A teoria para transformação da resistência em MPa foi apresentada inicialmente em congresso (STOLF et al., 2014). Recentemente, foram estabelecidos dois projetos de desenvolvimento de tecnologia facilitadora do uso do penetrômetro de impacto. O primeiro, já concluído, refere-se à introdução de uma régua facilitadora de leitura de profundidade e o segundo, utilizado no presente projeto, para solucionar dificuldades quanto à computação de dados, está descrita a seguir (STOLF et al., 2014). Na utilização de penetrômetros de impacto, o operador não tem controle quanto à espessura da camada penetrada provocada pelo impacto. Portanto, não é possível gerar resultados de resistência em intervalos de profundidade constante, como nas camadas de 0-5; 5-10; e 10-15 cm. Esse aspecto dificulta a análise de resultados de resistência, de vários perfis, em camadas na mesma profundidade, e estudos de variabilidade espacial Para contornar essa dificuldade, foi desenvolvido um programa computacional denominado Penetrômetro de Impacto Stolf- 11 programa de manipulação de dados em Excel-VBA, disponível para download em http://www.servidores.ufscar.br/hprubismar/index.php. No qual basta inserir os dados coletados em campo que ele retorna à resistência à penetração do solo (STOLF et al., 2014). 4.2.4. LIMITES DE CONSISTÊNCIA (LIMITES DE ATTERBERG) Só a distribuição granulométrica não caracteriza bem o comportamento dos solos sob o ponto de vista da Engenharia. A fração fina dos solos tem uma importância muito grande nesse comportamento. Quanto menores as partículas, maior a superfície específica (superfície das partículas dividida por seu peso ou por seu volume). Um cubo com 1 cm de aresta tem 6 cm² de área e volume de 1 cm³. Um conjunto de cubos com 0,05 mm (siltes) apresentam 125 cm² por cm³ (1 cm³ é suficiente para cobrir uma sala de aula) (PINTO, 2006). O comportamento de partículas com superfícies específicas tão distintas perante à água é muito diferenciado. E esses fatores interferem no comportamento do solo, mas o estudo dos minerais-argilas é muito complexo. À procura de uma forma mais prática de identificar a influência das partículas argilosas, a Engenharia substituiu-a por uma análise indireta, baseada no comportamento do solo na presença de água. Generalizou-se, para isto, o emprego de ensaios e índices propostos pelo engenheiro químico Atterberg, pesquisador do comportamento dos solos sob o aspecto agronômico, adaptados e padronizados pelo professor de Mecânica dos Solos, Arthur Casagrande (PINTO, 2006). No século XX, o químico sueco Atterberg realizou pesquisas sobre as propriedades dos solos finos (consistência). Segundo ele os solos finos apresentam variações de estado de consistência em função do teor de umidade. Isto é, os solos apresentam, características de consistência diferentes conforme os teores de umidade que possuem. Há teores de umidade- limite que foram definidos como limites de consistência ou limites de Atterberg (SANTOS; DAIBERT, 2014) Atterberg definiu quatro estados de consistência do solo, segundo a variação crescente do teor de umidade da amostra: sólido, semissólido, plástico e líquido. E também, três teores de umidade-limite: o Limite de Contração (LC), o Limite de Plasticidade (LP), e o Limite de Liquidez (LL). Esses limites são teores de umidade do solo na mudança de estado, determinados sob condições padronizadas de ensaio, e fornecem uma base excelente para a classificação e a identificação de solos de granulometria fina. No estado líquido o solo apresenta as propriedades e a aparência de uma suspensão. Não possui forma própria e não apresenta nenhuma resistência ao cisalhamento. Isto ocorre acima do limite de liquidez (LL). No estado plástico o solo apresenta a propriedade de plasticidade (ocorre entre o limite de plasticidade e o de liquidez), e pode sofrer deformações rápidas, sem que ocorra variação volumétrica apreciável, ruptura ou fissuramento. No estado semissólido o http://www.servidores.ufscar.br/hprubismar/index.php 12 solo tem a aparência de um sólido, entretanto ainda passa por variações de volume ao ser secado (o solo ainda se encontra saturado). No estado sólido o solo não sofre mais variações volumétricas por secagem (SILVA, 2013). Segundo Morais (2015) define-se a consistência de um solo como sendo relativa ao grau de adesão/coesão entre as partículas solidadas e a decorrente resistência oferecida às forças que tendem a deformar ou romper a massa de solo (resistência ao cisalhamento). A consistência de um solo no seu estado natural, com teor de umidade w, é expressa numericamente pela equação 2: Índice de consistência (IC) = (LL−w) IP (2) Onde: IP é o índice de plasticidade de terminado pela diferença entre o LL e o LP. Sendo: Muito moles(vasas) .....................IC < 0 R < 0,25 kg/cm² Moles.....................................0 < IC < 0,50 0,25 < R < 0,5 kg/cm² Médias...............................0,50 < IC < 0,75 0,5 < R < 1 kg/cm² Rijas...................................0,75 < IC < 1,00 1 < R < 4 kg/cm² Duras...........................................IC > 1,00 R > 4 kg/cm². 4.2.5. ATIVIDADE DAS ARGILAS Segundo Pinto (2006), os Índices de Atterberg indicam a influência dos finos argilosos no comportamento do solo. Certos solos com teores elevados de argila podem apresentar índices mais baixos do que aqueles com pequenos teores de argila. Isto pode ocorrer porque a composição mineralógica dos argilominerais é bastante variável. Pequenos teores de argila e altos índices de consistência indicam que a argila é muito ativa. Mas os índices determinados são também função da areia presente. Solos de mesma procedência, com o mesmo mineral-argila, mas com diferentes teores de areia, apresentarão índices diferentes, tanto maiores quanto maior o teor de argila, numa razão aproximadamente constante. Quando se quer ter uma ideia sobre a atividade da fração argila, os índices devem ser comparados com a fração argila presente. É isso que mostra o índice de atividade de uma argila, definido na relação 3: Índice de atividade = índice de plasticidade (IP) fração argila (menor que 0,002 mm) (3) A argila presente num solo é considerada normal quando seu índice de atividade situa-se entre 0,75 e 1,25. Quando o índice é menor que 0,75, considera-se a argila como inativa e, quando o índice é maior que 1,25, ela é considerada ativa (PINTO, 2006). 13 4.2.6. RETALUDAMENTO Segundo Dutra (2013), retaludamento consiste em um processo de terraplanagem, através do qual se alteram, por cortes e/ou aterros, os Taludes originalmente existentes em um determinado local, a fim de aumentar sua estabilidade tão quanto desejada. Na engenharia geotécnica um problema frequente é analisar a estabilidade de Taludes, devido principalmente a instabilidade do solo causada pela redução da sua resistência, como consequência das características próprias do clima tropical (DUTRA, 2013). 4.2.7. SATURAÇÃO POR BASE (V) E PH DO SOLO A saturação por base (V) é um excelente indicativo das condições gerais de fertilidade do solo, sendo utilizada até como complemento na nomenclatura dos solos. Os solos podem ser divididos de acordo com a saturação por bases: solos eutróficos (férteis) = V% ≥ 50%; solos distróficos (pouco férteis) = V% < 50% (RONQUIM, 2010) O pH fornece indícios das condições químicas gerais do solo. Solos com acidez elevada (baixos valores de pH) geralmente apresentam: pobreza em bases (cálcio e magnésio principalmente); elevado teor de alumínio tóxico; excesso de manganês; alta fixação de fósforo nos coloides do solo e deficiência de alguns micronutrientes. De acordo com Ronquim (2010), a maioria das culturas apresenta boa produtividade quando no solo é obtido valor V% entre 50 e 80% e valor de pH entre 6,0 e 6,5. 4.3. PRECIPITAÇÃO MÉDIA SOBRE UMA BACIA HIDROGRÁFICA A precipitação média numa área é considerada como a altura de água uniforme interceptada por essa área num período de tempo. Esse parâmetro pode ser calculado em diferentes intervalos de tempo: anual, mensal ou diária. Para calcular a precipitação média de uma superfície, é necessário utilizar as observações dos postos dentro dessa superfície e/ou nas suas vizinhanças. Existem vários métodos para o cálculo da precipitação média, mas os principais são: o método da média Aritmética, o método de Thiessen e o método das Isoietas (BERTONI e TUCCI, 2002). O método da média aritmética é o método mais simples e consiste na média dos registros dos valores de precipitação, este método é influenciado pelos valores extremos e apresenta-se satisfatório quando a distribuição da amostra é uniforme (CAMURÇA, 2011). O método dos polígonos de Thiessen foi empregado na meteorologia pelo meteorologista americano Alfred H. Thiessen e está relacionado ao diagrama de Voronoi (THIESSEN, 1911). Segundo Villela (1975) este método se caracteriza pela atribuição de pesos relativos aos postos 14 considerados mais representativos para uma área específica. O método de Thiessen assume que em qualquer ponto da bacia o valor da precipitação é igual à medida no posto pluviométrico mais próximo. Assim sendo o registro da altura em um dado posto é aplicado em outros pontos, desde que estes estejam até meia distância do outro posto. A expressão matemática para o cálculo da precipitação média sobre uma bacia pelo Método de Thiessen, para uma dada área A, é dada pela equação 4: �̅� = ∑ 𝐴𝑖𝑃𝑖 𝑛 𝑖=1 𝐴 (4) Onde a variável 𝑃𝑖 representa o iésimo posto como dados de precipitação em milímetros, 𝐴𝑖 é a área de influência de cada posto dada em km² e 𝐴 é a área total. O outro método para calcular a precipitação média sobre uma região é o método das isoietas. Que corresponde na determinação de linhas de igual pluviosidade chamadas de isoietas, sendo que o valor da precipitação média sobre uma determinada bacia hidrográfica é obtido multiplicando-se a área entre cada par de isoietas pela média da precipitação entre elas e dividindo-se pela área total. Esse procedimento é realizado para todas as isoietas consideradas da bacia (CAMURÇA, 2011), de acordo com a equação 5: �̅� = ∑ ( 𝑃𝑖+𝑃𝑖+1 2 )𝐴𝑖 𝑛 𝑖=1 ∑ 𝐴𝑖 𝑛 𝑖=1 (5) Em que 𝑃𝑖 é o valor de precipitação na isoieta e 𝐴𝑖 é a área entre duas isoietas sucessivas. Ao realizar um estudo pluviométrico, um fator importante a se considerar é o período temporal, ou seja, quais anos serão considerados na obtenção dos dados climatológicos. A Organização Meteorológica Mundial (OMM) define Normais como “valores médios calculados para um período relativamente longo e uniforme, compreendendo no mínimo três décadas consecutivas” e padrões climatológicos normais como “médias de dados climatológicos calculadas para períodos consecutivos de 30 anos. No caso de estações para as quais a mais recente Normal Climatológica não esteja disponível, seja porque a estação não esteve em operação durante o período de 30 anos ou por outra razão qualquer, Normais Provisórias, que são médias de curto período, podem ser calculadas (Instituto Nacional de Meteorologia - INMET, 2019). 15 4.4. HIDROSSEMEADURA A Hidrossemeadura é um processo de semeio por via aquosa, cujo maior benefício é a grande produtividade e homogeneidade na distribuição das sementes. É uma técnica muito utilizada para plantio em taludes. Consiste na aplicação de um mix de sementes, adubos e aditivos (GRUPO VILA VERDE, 2019). Cada componente desempenha determinada função para garantir a germinação das sementes e a cobertura do solo. São utilizadas espécies de gramíneas e leguminosas, que juntas vão garantir cobertura vegetal para o solo, protegendo-o dos efeitos causadores de erosões (GRUPO VILA VERDE, 2019). 4.5. BIOMANTAS Biomantas são esteiras compostas por fibras desidratadas que são entrelaçadas por meio de costuras de fios, látex natural, colas ou ainda grelhas de polipropileno (GEOCONTRACT, 2018). A aplicação de biomanta proporciona a proteção imediata contra o efeito dos agentes erosivos e protege o solo, além de reter umidade ao terreno, o que potencializa a germinação das sementes. A aplicação de biomanta proporciona o revestimento do terreno e auxilia na estabilização de taludes (GRUPO VILA VERDE, 2019). 4.6. BIORRETENTORES DE SEDIMENTOS Biorretentores são estruturas cilíndricas compostas de um saco de rede de sisal ou coco e polipropileno multifilamentado de grande resistência à ação da água, muito compacta, de 30, 40, e 50 cm de diâmetro e 3m ou 6 m de longitude (GEOCONTRACT, 2018). A aplicação de biorretentores de sedimentos protege o solo contra erosões e suas consequências. Minimiza o carreamento de material para as partes mais baixas do terreno, promovendo a retenção de partículas e redução da velocidade da água caso haja escoamento superficial. (GRUPO VILA VERDE, 2019). 4.7. CAPIM VETIVER O vetiver, uma gramínea de origem indiana, conhecido no mundo científico como Chrysopogon zizanioides, tem sido utilizado para diversas finalidades, como aromatizantes, perfumes finos, planta medicinal e protetores do solo. Entretanto, o vetiver tem sido plantado, em sua maioria, junto a banquetas de arroz, nas margens de rios e lagos, taludes de canais, para 16 estabilizar e evitar o carreamento de sedimentos para os cursos d’água (DEFLOR BIOENGENHARIA, 2006). Desde o início da década de 1990, essa planta se tornou importante ferramenta na engenharia ambiental, na estabilização de taludes, na proteção de cursos d’água e de praias, difundindo seu uso para todos os continentes (DEFLOR BIOENGENHARIA, 2006). O vetiver não é uma planta invasora, pois só se reproduz por meio de mudas, não disseminando por sementes, rizomas ou estolões, facilitando, assim, sua recomendação para qualquer sítio ecológico. No Brasil, apesar de a produção de vetiver ainda ser pequena e haver pouco conhecimento sobre a função da planta no controle da erosão, as perspectivas são animadoras nesse sentido, por isso, certamente, será ampliado o uso dela (DEFLOR BIOENGENHARIA, 2006). 4.8. LEVANTAMENTO AEROFOTOGRAMÉTRICO De acordo com a RTM Topografia & Engenharia (2020) aerofotogrametria é a ciência ou a técnica da obtenção de medição fidedignas de imagens fotográficas e refere-se às operações realizadas com fotografias da superfície terrestre, obtidas por uma câmera de precisão com o eixo ótico do sistema de lentes mais próximo da vertical e montada em uma aeronave preparada espacialmente. A técnica aerofotogramétrica é utilizada nas atividades cartográficas, no planejamento e desenvolvimento urbano, análise de qualidade e sanidade da vegetação, nas Engenharias Civil, Agronômica, Florestal, entre outras. 5. METODOLOGIA 5.1. ÁREA DE ESTUDO Juntamente com a equipe da CTG foi relizado um trabalho de campo através da navegação na margem direita do reservatório da UHE de Jupiá, onde foram localizados alguns taludes que estavam sofrendo o processo de solapamento. Nestes locais foram identificadas as suas coordenadas geográficas utilizando o GPS Garmin Oregon 550. Além disso, por meio de fotos e vídeos, foram registradas e descritas as condições de todos os taludes (altura, extensão, inclinação, tipo de vegetação presente nos taludes), descrição da cobertura do solo sobre esses taludes (herbácea ou arbórea), evidências de assoreamento das margens e de plantas aquáticas. Em seguida estes dados acima foram tabulados e foram traçadas as vias de acesso aos taludes (Figura 4), tomando como referência a rodovia federal BR-158, que liga Selvíria a Três 17 Lagoas (MS). Foram utilizadas imagens de alta resolução espacial e esses dados foram posteriormente convertidos para o formato kml e visualizados no Google Earth. Figura 4 - Localização dos taludes pré-selecionados e vias de acesso. Fonte: Silva e Martins (2019). 18 Após a análise desses dados, foi selecionado o local para implantação do esxperimento que apresentava vegetação herbácea sobre o talude e que não estava muito próximo à fábrica de celulose da empresa Eldorado. A área de estudo, que foi denominada talude 227, está localizado na bacia hidrográfica do Rio Paraná e sub-bacia hidrográfica do Córrego Santa Vera, no município de Três Lagoas, MS, possuindo 3.555 hectares. 5.2. ESTUDO HIDROCLIMÁTICO O tipo climático segundo Köppen e Geiger (1928), é Aw (clima tropical úmido, com estação chuvosa no verão e seca no inverno). Possui pluviosidade anual aproximada de 1.250 mm, e a temperatura média anual em Três Lagoas é 24.2 °C. Este quadro climático também se caracteriza por apresentar elevadas temperaturas anuais e um regime pluviométrico marcado pela ocorrência de duas estações: verão quente e chuvoso, com precipitação mais ou menos abundante, e geralmente superior à evapotranspiração, permitindo a reposição das reservas hídricas superficiais (rios, córregos e lagos) e subterrâneas (aquíferos e lençóis freáticos). O inverno é seco com temperaturas consideradas amenas e/ou baixas, durante o qual a evapotranspiração tende a exceder a precipitação (MOREIRA e PIRES NETO, 1998). Para confirmar as afirmações expostas acima e trazer outras a este trabalho, analisaremos os dados disponibilizados pela Estação Meteorológica de Itapura, que é a mais próximo ao experimento, extraindo, classificando e organizando os dados, além de elaborarmos gráficos para tal. Está estação está localizada à montante da barragem da UHE de Jupiá, nas coordenadas latitude: 20.0º38.0' 28.1" e longitude: 51.0º28.0' 29.9", a uma altitude de 335 m e monitorada pelo Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (FEIS) da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP). 5.2.1. VOLUME DE ÁGUA DA CHUVA QUE SE DEPOSITA NA BACIA HIDROGRÁFICA CÓRREGO SANTA VERA AO LONGO DO ANO Para o cálculo da precipitação média na bacia hidrográfica Córrego Santa Vera foi utilizado o Método de Thiessen, levando em consideração os pesos relativos de cada ponto a ser considerado. Inicialmente foi realizada a pesquisa das estações meteorológicas (E.M.) existentes na região onde se encontra a área de estudo. Foram identificadas quatro estações: Ilha Solteira - SP e Itapura-SP de responsabilidade da Unesp – Ilha Solteira, e Três Lagoas-MS e Selvíria - MS, de responsabilidade do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Ao analisar os postos 19 disponíveis, foram selecionadas as estações de Ilha Solteira, Itapura e Três Lagoas e apenas os dados do período de 2012 a 2018, pois a E.M. de Itapura começou a coletar dados a partir de novembro de 2011. A estação de Selvíria foi descartada pois apresenta dados a partir de 2018, sendo insuficiente para o cálculo da precipitação média na bacia hidrográfica. As coordenadas geográficas da localização de cada estação meteorológica (Quadro 4) e área da bacia hidrográfica foram lançadas no Google Earth (Figura 5), e posteriormente importadas para o AutoCAD com auxílio do TopoCAD2000 (Figura 6). Quadro 4 - Coordenadas das Estações Meteorológicas. Estação Meteorológica Coordenadas Latitude Longitude Três Lagoas S20°47'24,0" O51°42'43,9" Itapura S20°38'28,1" O51°28'29,9" Ilha Solteira S20°25'24,4" O51°21'13,1" Fonte: Próprio autor (2019). Figura 5 - Localizações da bacia hidrográfica Córrego Santa Vera e das Estações Meteorológicas (Três Lagoas, Itapura e Ilha Solteira) para aplicação do Método de Thiessen. Fonte: Próprio autor (2019). 20 Figura 6 - Estações Meteorológicas e área da bacia importadas no AutoCAD. Fonte: Próprio autor (2019). No AutoCAD as estações meteorológicas foram conectadas com um segmento de reta conforme Figura 7. Figura 7 - Segmentos de retas ligando as 03 estações. Fonte: Próprio autor (2019). Posteriormente foram traçadas as mediatrizes de cada segmento de reta, definindo as regiões de domínio de cada estação (Figura 8). 21 Figura 8 - Mediatrizes de cada segmento de reta. Fonte: Próprio autor (2019). Analisando a Figura 8 podemos notar que das três estações meteorológicas apenas duas tem influência na área de estudo, são as E.M. de Três lagoas e de Itapura, podendo descartar a E.M. de Ilha Solteira (Figura 9). Figura 9 - Determinação das regiões de domínio das Estações Meteorológicas de Três Lagoas e Itapura. Fonte: Próprio autor (2019) 22 Como mostrado nas Figura 10 e Figura 11, foram determinadas, então, a área de cada região de domínio, e apresentadas no Quadro 5. Figura 10 - Área em km² da região de domínio da estação de Três Lagoas-MS. Fonte: Próprio autor (2019) Figura 11 - Área em km² da região de domínio da estação de Itapura-SP. Fonte: Próprio autor (2019) Quadro 5 - Áreas de domínio das duas Estações Meteorológicas Área da Bacia para a E.M. de Itapura (km²) 19,2058 Área da Bacia para a E.M. de Três Lagoas (km²) 16,3635 Área Total da Bacia (km²) 35,5693 Fonte: Próprio autor (2019) 23 Com os dados de precipitação da E.M. de Itapura fornecidos pela UNESP – Ilha Solteira, e os dados de precipitação da E.M. de Três Lagoas fornecidos pelo INMET, foram elaborados os Quadros 6 e Quadro 7, com as precipitações de 2012 a 2018, para posteriormente calcularmos as precipitações médias mensais pelo método de Thiessen utilizando as áreas conforme Quadro 5. Porém, possíveis falhas decorrentes de problemas (pane) nos sensores ou sinal de satélite podem ter ocorrido. Talvez por isso foi encontrado o valor zero como precipitação em alguns meses. Quadro 6 - Precipitação no Posto de Itapura (2012-2018). Ano Mês 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Média (mm) Jan 209,8 74,9 110,7 128,8 215,2 284,7 210,8 176,4 Fev 201,2 261,9 188,0 238,8 182,9 81,0 105,9 180,0 Mar 29,5 204,7 356,9 187,4 109,0 191,0 97,8 168,0 Abr 64,5 80,8 87,9 26,2 96,5 83,6 11,7 64,5 Mai 65,3 11,9 20,3 81,3 161,6 112,0 5,8 65,5 Jun 124,5 84,6 4,8 24,4 26,9 5,6 6,1 39,6 Jul 3,6 20,8 70,1 50,5 3,0 0,0 0,0 21,1 Ago 0,5 0,0 1,3 11,4 72,9 64,3 21,3 24,5 Set 131,8 73,2 30,7 136,7 41,7 16,8 135,9 81,0 Out 34,5 84,3 36,1 90,4 80,3 213,4 100,1 91,3 Nov 83,8 41,7 249,9 271,5 49,5 258,5 148,6 157,6 Dez 141,7 93,7 133,9 159,5 98,0 152,2 103,4 126,1 Total Anual (mm) 1090,7 1032,5 1290,6 1406,9 1137,5 1463,1 947,4 1195,5 Fonte: Próprio autor (2019) Quadro 7 - Precipitação no Posto de Três Lagoas (2012-2018). Ano Mês 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Média (mm) Jan 210 175,6 75 134,4 270 289,8 312,2 209,6 Fev 118 230,4 61 190,2 140 171,4 81 141,7 Mar 38,8 165,4 263,8 130 133 131,2 41 129,0 Abr 47,8 94,4 20,6 28,2 81,2 139,8 3,8 59,4 Mai 81,2 16,4 46,6 102,8 164,4 96,8 3,8 73,1 Jun 160,4 86,8 3,6 23,6 43,8 14,2 2,4 47,8 Jul 6,6 12,2 88 62 4,8 0 0 24,8 Ago 0 0,6 0 13,6 2,2 0 30 6,6 Set 102,4 37,8 58,8 105,8 0 0 107,2 58,9 Out 28,2 94,8 81,2 170,8 18 104,2 122,2 88,5 Nov 155 107,6 148,4 297,2 70 246,8 206 175,9 Dez 219,4 242,8 96,8 193,8 77,4 194,6 85 158,5 Total Anual (mm) 1167,8 1264,8 943,8 1452,4 1004,8 1388,8 994,6 1173,9 Fonte: Próprio autor (2019) 24 5.3. COLETA DE AMOSTRS DE SOLO 5.3.1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: Os materiais e equipamentos utilizados estão elencados abaixo, e alguns deles ilustrados na Figura 12: a) marreta ; b) faca; c) anéis volumétricos; d) enxadão; e) percursor, para introdução do anel volumétrico no solo; f) saco plástico; g) pedaços de pano; h) fita métrica; i) caneta permanente; j) prancheta e planilhas para anotação das informações; k) anel de borracha; l) colher. Figura 12 - Materiais e equipamentos utilizados. Fonte: Próprio autor (2019). 25 5.3.2. PROCEDIMENTOS Primeiramente o talude foi analisado visualmente quanto as camadas existentes nele (Figura 13). Concluiu-se que este apresenta um perfil com duas camadas sendo uma superficial, mais escura, indicando maior concentração de matéria orgânica. Então as amostragens ocorreram em três perfis ao longo do talude, uma em cada extremidade (pontos 248 e 251) e a terceira aproximadamente no centro do talude (ponto 250). Foram coletadas amostras em três profundidades, sendo uma na crista, outra aproximadamente no meio do perfil e a terceira no pé do talude. Figura 13 - Observação do talude. Fonte: Próprio autor (2019). Em cada um dos três perfis selecionados foi realizado o seguinte procedimento: a) foi limpo e nivelado cuidadosamente a superfície do local de coleta das amostras, retirando, quando necessário, a vegetação e outros materiais que não solo; b) com o auxílio de uma fita métrica (Figura 14) mediu-se o ponto de coleta no talude em relação à crista (profundidade); 26 Figura 14 - Medição da profundidade de coleta. Fonte: Próprio autor (2019). c) Para a coleta da amostra indeformada, introduziu-se o anel volumétrico perpendicularmente à superfície do solo (Figura 15), com auxílio do percursor, até a amostra ultrapassar pelo menos 2 mm a borda superior do anel (Figura 16); Figura 15 - Anel volumétrico sendo introduzido no solo com auxílio do percursor. Fonte: Próprio autor (2019). 27 Figura 16 - Anel volumétrico cravado no solo. Fonte: Próprio autor (2019). d) foi removido o anel volumétrico cheio de solo, escavando-se sua volta (Figura 17), primeiramente, com o enxadão e por fim com a faca e introduzindo a faca cerca de 5 cm abaixo do anel para sua remoção, tomando-se cuidado para não perder parte da amostra (Figura 18); Figura 17 - Anel volumétrico sendo retirado. Fonte: Próprio autor (2019). 28 Figura 18 - Anel volumétrico retirado com excesso de solo. Fonte: Próprio autor (2019). e) retirou os excessos de solo das bordas do anel com auxílio da faca, cuidando-se para não danificar a amostra contida no anel; f) colocou-se na extremidade inferior do anel (extremidade chanfrada) um pano preso com um anel de borracha, para evitar perdas de solo no transporte para o laboratório (Figura 19); Figura 19 - Amostra indeformada pronta. Fonte: Próprio autor (2019). g) utilizou-se uma bandeja para acomodar as amostras indeformadas sem provocar batidas e solavancos que viessem a prejudicar sua qualidade (Figura 20); 29 Figura 20 - Amostras indeformadas prontas para envio ao laboratório. Fonte: Próprio autor (2019). h) para as amostras deformadas foram coletadas nos sacos plásticos, com o auxílio do enxadão e da colher, duas porções de solo de cada ponto de coleta. Uma com aproximadamente 2kg, para análise granulométrica, limites de consistência, análise química e classificação, e a outra com cerca de 300g, para determinação da umidade “in situ”, está última cuidadosamente lacrada para evitar perdas de água; i) por fim, todas as amostras, tanto deformadas quanto indeformadas, foram devidamente identificadas com a caneta permanente, anotando-se as identificações, o ponto georreferenciado de cada perfil e a profundidade de cada coleta (Figura 21), conforme Quadro 8. Figura 21 - Amostras já em laboratório. Fonte: Próprio autor (2019). 30 Quadro 8 - Identificação das amostras coletadas. Data: 24/05/2019 Clima: nublado Coletado por: Samuel e Hélio Perfil Amostra Profundidade (m) Latitude Longitude Indeformada Deformada 2kg 300g 248 248-1 248-3 248-2 0,67 20°37'23.07"S 51°36'43.68"O 248 248-4 248-6 248-5 1,58 20°37'23.07"S 51°36'43.68"O 248 248-7 248-9 248-8 0 20°37'23.07"S 51°36'43.68"O 250 250-10 250-12 250-11 2,55 20°37'23.91"S 51°36'44.11"O 250 250-13 250-15 250-14 1,05 20°37'23.91"S 51°36'44.11"O 250 250-25 250-27 250-26 0 20°37'23.91"S 51°36'44.11"O 251 251-16 251-18 251-17 2,35 20°37'25.04"S 51°36'44.64"O 251 251-19 251-21 251-20 1,34 20°37'25.04"S 51°36'44.64"O 251 251-22 251-24 251-23 0 20°37'25.04"S 51°36'44.64"O Fonte: Próprio autor (2019). 5.4. ENSAIO DE PENETRAÇÃO Para o ensaio de penetração foi utilizado o penetrômetro STOLF – KAMAQ, representado da Figura 22. Figura 22 - Penetrômetro STOLF-KAMAQ. Fonte: Kamaq (2019). 31 5.4.1. CARACTERÍSTICAS DO PENETRÔMETRO: O instrumento constitui-se de uma haste com um cone na extremidade inferior, sendo que na parte superior possui um peso de curso constante para provocar a penetração da haste no solo através de impactos. A leitura da penetração é feita na régua ao lado da haste, que é graduada em milímetros. As dimensões do aparelho são apresentadas no Quador 9. Quadro 9 - Características do penetrômetro de impacto STOF-KAMAQ. Instrumento Altura (m) Peso Total (kg) Peso Total Dinâmico (kg) Régua Graduada (cm) Curso de queda livre (cm) Penetrômetro de Impacto 1,65 8,2 7,2 70 40 Fonte: Kamaq (2019). 5.4.2. PROCEDIMENTOS Foram feitas três repetições do ensaio de penetração, todas na crista do talude, e coincidindo com os perfis onde foram feitas as coletas de amostra de solo. a) Primeiramente deve-se limpar o local do ensaio, retirando, quando necessário, a vegetação ou outros materiais que pudessem interferir na realização do ensaio. Porém, como os locais de ensaio já estavam limpos devido a coleta de amostras, esta etapa não precisou ser repetida. b) O aparelho foi, então, montado e posicionado sobre o ponto de coleta, mantendo-o na posição vertical e apoiando a ponteira cuidadosamente para não gerar nenhum impacto inicial indesejado (Figura 23). 32 Figura 23 - Posicionamento do aparelho. Fonte: Próprio autor (2019). c) Foi feito então a primeira leitura, com número de impactos igual zero. Ou seja, o quanto a haste penetrou devido apenas a ação inercial do peso de impacto. d) Posteriormente iniciou-se os impactos. À medida que a haste foi aprofundando-se, foram sendo contadas e anotadas a quantidade de batidas do peso de impacto e a profundidade marcada na haste (Figura 24). Conforme o Quadro 10, onde temos o perfil do ensaio, a quantidade de impactos entre cada medição, e a profundidade atingida pela haste. Figura 24 - Penetrômetro cravado e realização das leituras de profundidade. Fonte: Próprio autor (2019). 33 Quadro 10 - Dados coletados no ensaio de penetração. Perfil 248 Perfil 250 Perfil 251 Im p a c to s P ro f. ( c m ) Im p a c to s P ro f. ( c m ) Im p a c to s P ro f. ( c m ) 0 0,6 0 2,0 0 2,4 1 1,5 1 3,6 1 4,4