Estudo do processo sedimentológico na bacia experimental do Ribeirão Concórdia – SC

Abstract

O movimento de solutos e material particulado das vertentes das bacias em direção aos corpos de águas superficiais, produz uma interação entre os atributos físicos e químicos dos solos e a qualidade dos sedimentos encontrados em rios, lagos e reservatórios, afetando diretamente a qualidade dos mesmos. Na bacia do ribeirão de Concórdia, situada no município de Lontras, SC, estão implantados dispositivos para monitoramento hidrológico e de sedimentos transportados em suspensão. Além disto, o vertedor provocou a deposição dos sedimentos transportados pelo escoamento fluvial, onde amostras puderam ser coletadas e analisadas quanto a suas características físicas e químicas, e um experimento de simulação de chuvas foi realizado para avaliação da produção de sedimentos em estradas rurais. Estes dados foram tratados e discutidos nesta dissertação. Analisaram-se as relações entre os atributos físicos e químicos dos solos das vertentes e a qualidade dos sedimentos encontrados na rede de drenagem das águas superficiais; quantificou-se o transporte de sedimentos em suspensão nas diferentes escalas espaciais (1 m2 a cerca de 30 km2), durante 24 eventos de cheias; determinou-se as condições de desagregação de partículas pelo impacto das gotas de chuvas e pelo escoamento superficial, em que foram determinadas suas características hidráulicas (altura da lâmina de água, tensão de cisalhamento e potência do escoamento); e por fim, quantificou e qualificou-se os sedimentos depositados no leito do rio a montante do vertedor. O escoamento fluvial transporta à maiores distâncias os sedimentos finos enquanto que os sedimentos grosseiros podem ser retidos na bacia devido ao deposição. As concentrações dos elementos químicos são mais elevadas nos sedimentos do que nos solos da bacia. O elementos químicos transportados em solução ou aderidos as particulas finas durante eventos pluviosos de baixa intensidade tendem a se acumular nos sedimentos. O ponto experimental localizado mais próximo à estrada (ponto 2) é o que recebe maior carga de sedimentos, cerca de 6,20 g L-1 por evento, refletindo a importância desta fonte para a produção de sedimentos na bacia, observa-se ainda que as heterogeneidades espaciais na bacia hidrográfica influenciam fortemente as concentrações de sedimentos em suspensão encontrados no escoamento fluvial. Em condição de chuva e escoamento simulados, a carga de sedimentos transportados por arraste foi superior àquelas transportadas por suspensão nos experimentos realizados na estrada, os resultados encontrados fornecem elementos físicos importantes à modelização da erosão de solos em bacias hidrográficas. A concentração química dos sedimentos transportados por arraste e depositados a montante do vertedor se manteve estável durante os dois anos monitorados. As maiores concentrações de metais no sedimento foram de Ca e Fe. A produção específica de sedimentos foi de 2,53 kg ha-1. Os resultados obtidos foram utilizados para buscar um melhor conhecimento sobre a produção, transporte e deposição de sedimentos em uma pequena bacia agrícola.

The movement of solutes and particulate material component of the downhill basin toward the surface water bodies produces an interaction between the physical and chemical characteristics of soils and sediments found in rivers, lakes and reservoirs, directly affecting their quality. In the Concórdia Stream basin, located in Lontras city, SC, devices were implanted for monitoring hydrological and sediment carried in suspension. Furthermore, a simulation experiment of rain was done to evaluate the sediment yield from access roads, and the spillway caused the deposition of sediments transported by river flow. It described the physical and chemical properties of soils and sediments of the basin, quantified the transport of suspended sediments at different spatial scales (1 m2 to about 30 km2), determineted conditions for the breakdown of particles by the impact of drops of rain and the runoff and quantified and qualified the sediments in the riverbed upstream of the weir. It is shown that, apparently, the size of the sediment is greater than the fractions found in the soil. The chemical elements concentrations are higher in sediments than in soils of the basin. And this high concentration shows that the benthic environment may be considered to be degraded. The experimental point located closer to the road (2) is receiving the largest sediment load, about 6.20 g L-1 per event, reflecting the importance of this source for the sediments production in the basin. On condition of simulated rain and runoff, the sediment load transported by drag was higher than those transported by suspension in the experiments made on the road. The chemical concentration of sediments transported by drag and deposited the amount of the weir remained stable during the two years monitored. The highest concentrations of metals in sediment were Ca and Fe. The specific sediment production was 2.53 kg ha-1. The results were used to get a better understanding of the production, transport and deposition of sediments in a small agricultural watershed.