Modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas

Abstract

As estradas não pavimentadas são de fundamental importância para o desenvolvimento social e econômico do Brasil, sendo a erosão provocada pela água no leito e nas margens destas estradas um dos principais fatores para sua degradação. Neste artigo, apresenta-se um novo modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas e, conseqüentemente, para a redução dos problemas associados à erosão hídrica. Utilizando o modelo de ondas cinemáticas, determina-se o hidrograma de escoamento superficial no canal de drenagem da estrada e, a partir deste, é calculada a tensão provocada pelo escoamento. Sempre que a tensão cisalhante causada pelo escoamento supera a tensão crítica para cisalhamento do solo ocorre o seu desprendimento. A diferença entre essas tensões cisalhantes é multiplicada pela erodibilidade do solo e pela área em que ocorre a aplicação da tensão cisalhante para estimar a perda de solo provocada pelo escoamento. O espaçamento máximo entre desaguadouros é obtido, comparando-se a perda de solo provocada pelo escoamento com a perda de solo tolerável. O comprimento máximo do canal é aquele para o qual a perda tolerável é atingida. O modelo permite determinar o espaçamento entre desaguadouros considerando as características das áreas que contribuem para o escoamento e a resistência do solo. As simulações realizadas mostraram que o modelo é sensível às alterações na erodibilidade e na tensão crítica de cisalhamento do solo, bem como à declividade do canal, permitindo ainda que, por meio da alteração no aprofundamento tolerável para o canal, os espaçamentos possam ser ampliados ou reduzidos.

Unpaved roads are essential for the economic and social development in Brazil. Water erosion is one of the key factors causing their degradation. This study developed a new model of determination of spacing between water outlets in unpaved roads. The surface runoff hydrograph in the road channel was estimated using the cinematic wave model and the runoff shear stress was calculated using the flow rate obtained in the hydrograph. Detachment occurs when the flow shear stress exceeds the critical soil shear stress. The soil loss was determined multiplying the difference between the flow shear stress and the critical soil shear stress by the soil erodibility and the area where the runoff shear stress is applied. The maximum spacing between the water outlets is calculated by the comparison of the soil loss produced by runoff with the tolerable soil loss. The model determines the road outlet spacing considering the features of the areas contributing to the runoff and the soil resistance. The simulations showed that the model is sensitive to changes in the soil erodibility, critical soil shear stress and channel slope, including the possibility of increasing or reducing the spacing by altering the tolerable channel depth.