Aula 2 – Águas Subterrâneas e o Ciclo Hidrológico
Ocorrência Das Águas Subterrâneas
A água subterrânea corresponde à parcela mais lenta
do ciclo hidrológico e constitui nos...
Ocorrência Das Águas Subterrâneas
• Os aqüíferos, ao reterem as águas das chuvas,
desempenham papel fundamental no control...
Importância Das Águas Subterrâneas
• No Brasil, em geral, as águas subterrâneas abastecem rios e
lagos. Por isso, mesmo na...
Importância Das Águas Subterrâneas
• De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística - IBGE (1998) estima-...
Ciclo Hidrológico e as AS
Quando as águas meteóricas se precipitam da atmosfera
na superfície da terra, parte da água esco...
Ciclo Hidrológico e as AS
O movimento descendente da água que infiltra continua
devido à ação da gravidade, preenchendo os...
Ciclo Hidrológico e as AS
A água subterrânea acumulada na zona saturada não fica
estagnada. O movimento pode continuar des...
Ciclo Hidrológico e as AS
Como na maioria das vezes o aqüífero confinado
encontra-se sob pressão, a água tem tendência de ...
Representação do ciclo hidrológico
Fonte: Revista Águas e Energia Elétrica, ano 05 nº15 1989, DAEE
Características da AS
À medida que a água infiltra por entre as camadas de
rocha, ela arrasta elementos químicos e altera ...
Características da AS
Dessa forma, cada aqüífero possui um conjunto de
propriedades físicas e químicas que lhe conferem
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Um aqüífero é então um reservatório de água. Sua
qualidade dependerá da composição natural das
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Permeabilidade e Porosidade
Porosidade é a capacidade que o solo ou rocha tem de
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Permeabilidade e Porosidade
As rochas sedimentares (rochas moles) têm alta
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Exemplos de permeabilidade das
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Conceito de Aqüífero
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Tipos de Aqüíferos
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Tipos de Aqüíferos
• Aqüíferos fissurais
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 Aqüíferos cárstico ou

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Reabastecimento do Aqüífero ou
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Os aqüíferos podem ser reabastecidos localmente pela
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Atividade
Água subterrânea - reservatório para um planeta com sede?- Planeta Terra 2007 -2009
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A água subte...
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A água tem valores muito diferentes consoante quem a consome;
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Questões-chave
• Quanta água subterrânea existe e como pode ser utilizada de forma sustentável?
• Como pode a ex...
Referências
 BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Associação Brasileira de Águas

Subterrâneas e Petrobrás. “Águas Subter...
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  1. 1. Aula 2 – Águas Subterrâneas e o Ciclo Hidrológico
  2. 2. Ocorrência Das Águas Subterrâneas A água subterrânea corresponde à parcela mais lenta do ciclo hidrológico e constitui nossa principal reserva de água, ocorrendo em volumes muito superiores ao disponíveis na superfície; • As águas subterrâneas ocorrem preenchendo espaços formados entre os grânulos minerais e nas fissuras das rochas, que se denominam aqüíferos; • As águas subterrâneas representam a parcela da chuva que se infiltra no subsolo e migra continuamente em direção às nascentes, leitos de rios, lagos e oceanos;
  3. 3. Ocorrência Das Águas Subterrâneas • Os aqüíferos, ao reterem as águas das chuvas, desempenham papel fundamental no controle das cheias; • Nos aqüíferos, as águas encontram proteção natural contra agentes poluidores ou perdas por evaporação; • A contaminação, quando ocorre, é muito mais lenta e os custos para recuperação podem ser proibitivos.
  4. 4. Importância Das Águas Subterrâneas • No Brasil, em geral, as águas subterrâneas abastecem rios e lagos. Por isso, mesmo na época seca, a maioria dos nossos rios é perene; • Os aqüíferos têm importância estratégica e suas funções são ainda pouco exploradas, tais como: produção, armazenamento, transporte, regularização, filtragem e auto-depuração, além da função energética, quando as águas saem naturalmente quentes do subsolo; • Os usos múltiplos das águas subterrâneas são crescentes: abastecimento, irrigação, balneoterapia, engarrafamento de águas minerais e potáveis de mesa e outros;
  5. 5. Importância Das Águas Subterrâneas • De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE (1998) estima-se que 51% do suprimento de água potável seja originado do recurso hídrico subterrâneo; • As águas subterrâneas têm grande alcance social pois os poços, quando bem construídos e protegidos, garantem a saúde da população.
  6. 6. Ciclo Hidrológico e as AS Quando as águas meteóricas se precipitam da atmosfera na superfície da terra, parte da água escorre superficialmente até os rios, lagos e oceanos; parte infiltra e outra parte retorna a atmosfera por evapotranspiração que é a soma dos processos de evaporação direta da água e da transpiração da vegetação. Assim, os rios representam o sistema de drenagem da água doce para o mar, enquanto que os aqüíferos representam os sistemas de armazenamento de água doce no continente.
  7. 7. Ciclo Hidrológico e as AS O movimento descendente da água que infiltra continua devido à ação da gravidade, preenchendo os vazios do subsolo (poros ou fraturas) e acumulando-se ao encontrar barreiras menos permeáveis, o que se denomina zona saturada.
  8. 8. Ciclo Hidrológico e as AS A água subterrânea acumulada na zona saturada não fica estagnada. O movimento pode continuar descendente contribuindo para a recarga de aqüíferos subjacentes. Nas áreas em que o aqüífero está confinado por outra camada geológica, a recarga é dita indireta já que a água deve vencer a barreira imposta pela camada confinante até atingir o aqüífero.
  9. 9. Ciclo Hidrológico e as AS Como na maioria das vezes o aqüífero confinado encontra-se sob pressão, a água tem tendência de fluxo ascendente dificultando mais ainda o movimento descendente. Isso demonstra que as águas armazenadas em aqüíferos confinados quando utilizadas terão sua reposição lenta ou quase nula.
  10. 10. Representação do ciclo hidrológico Fonte: Revista Águas e Energia Elétrica, ano 05 nº15 1989, DAEE
  11. 11. Características da AS À medida que a água infiltra por entre as camadas de rocha, ela arrasta elementos químicos e altera sua composição. A principio a água subterrânea tende a aumentar as concentrações de substâncias dissolvidas. No entanto, muitos outros fatores interferem, tais como, clima, composição da água de recarga, tempo de contato água/meio físico, além da contaminação causada pelo homem.
  12. 12. Características da AS Dessa forma, cada aqüífero possui um conjunto de propriedades físicas e químicas que lhe conferem uma característica hidrogeoquímica. Essa característica pode variar regionalmente em um mesmo aqüífero e também ao longo do tempo.
  13. 13. Um aqüífero é então um reservatório de água. Sua qualidade dependerá da composição natural das rochas e das atividades humanas desenvolvidas nas áreas de ocorrência e sua disponibilidade hídrica dependerá de sua capacidade de recarga e do volume de água que se pretende extrair.
  14. 14. O Ciclo Hidrológico E A Disponibilidade Do Recurso Hídrico Subterrâneo As reservas de água dos aqüíferos podem ser definidas sob quatro categorias: Reserva Hidrogeológica Renovável ou Reguladora Representa a quantidade de água livre armazenada pelo aqüífero ao curso de uma importante recarga natural. São assim, submetidas ao efeito sazonal ou inter anual das precipitações.
  15. 15. O Ciclo Hidrológico E A Disponibilidade Do Recurso Hídrico Subterrâneo  Reserva Hidrogeológica Permanente. Também chamadas de seculares ou profundas constituem as águas acumuladas que não variam em função das precipitações anuais .
  16. 16. O Ciclo Hidrológico E A Disponibilidade Do Recurso Hídrico Subterrâneo Reservas Hidrogeológicas Explotáveis. São os volumes de água que podem ser economicamente extraídos, sem provocar exaustão ou degradação do aqüífero como meio de armazenamento natural ou artificial de água. Estes recursos podem variar no espaço e no tempo, em função das condições hidrogeológicas, do efeito das explorações sobre o regime de fluxo de água nos aqüíferos, da disposição e concepção das obras de captação e da evolução dos equipamentos de exploração.
  17. 17. O bombeamento além das capacidades naturais do aqüífero pode favorecer a entrada de águas de qualidade indesejável no poço, como por exemplo de rios poluídos e plumas de contaminação de áreas vizinhas.
  18. 18. Distribuição Da Água Em Subsuperfície A água que existe abaixo da superfície do terreno circula nos espaços vazios, denominados poros, existentes entre os grãos que formam os solos e as rochas sedimentares. Em alguns tipos de rocha, a água circula através de fraturas, que são porções onde as rochas se romperam devido à movimentação da crosta terrestre.
  19. 19. Ao se infiltrar no solo, a água da chuva passa por uma porção do terreno chamada de zona não saturada (ZNS) ou zona de aeração, onde os poros são preenchidos parcialmente por água e por ar. Parte da água infiltrada no solo é absorvida pelas raízes das plantas e por outros seres vivos ou evapora e volta para a atmosfera. O restante da água, por ação da gravidade, continua em movimento descendente.
  20. 20. No seu percurso, o excedente de água acumula-se em zonas mais profundas, preenchendo totalmente os poros e formando a zona saturada (ZS). Nas regiões áridas e semi-áridas, os processos de evaporação e transpiração prevalecem, dificultando a infiltração da água até a zona saturada.
  21. 21. Distribuição Da Água Em Subsuperfície No topo da zona saturada existe uma faixa chamada de franja capilar onde todos os poros estão preenchidos por água, mas ela está presa aos grãos da rocha pelo efeito da capilaridade. O limite entre as zonas não saturada e saturada é comumente chamado de lençol freático. Quando perfuramos um poço raso, o nível da água observado representa a profundidade do lençol freático naquele ponto, o qual é chamado de nível freático, nível d’água.
  22. 22. Distribuição Da Água Em Subsuperfície A profundidade do nível d’água pode variar ao longo do ano, pois sofre ação da variação do clima. Assim, em períodos chuvosos, há maior infiltração de água e o nível do lençol freático se eleva. No período de estiagem, com pouca infiltração e maior processo de evapotranspiração, o nível da água pode ficar mais profundo.
  23. 23. Distribuição Da Água Em Subsuperfície A quantidade de água armazenada na rocha depende da sua porosidade, e um dos parâmetros que influencia o fluxo da água subterrânea é a permeabilidade.
  24. 24. Permeabilidade e Porosidade Porosidade é a capacidade que o solo ou rocha tem de armazenar água. É medida pelo percentual de volume ocupado pelos vazios ou poros no volume do corpo rochoso. Permeabilidade é a capacidade que tem a rocha ou solo para armazenar e transmitir a água. Ela depende do tamanho dos poros e da intercomunicação entre eles.
  25. 25. Permeabilidade e Porosidade As rochas sedimentares (rochas moles) têm alta porosidade ao contrário das rochas cristalinas (rochas duras), mas nem todas possuem alta permeabilidade. As argilas têm poros tão pequenos que não deixam passar água, sendo por isso consideradas praticamente impermeáveis. Outras rochas sedimentares como os arenitos e areias inconsolidadas possuem tanto porosidade quanto permeabilidade elevadas. Já nas rochas cristalinas, a permeabilidade será proporcional ao número de fraturas e da interconexão entre elas.
  26. 26. Exemplos de permeabilidade das rochas
  27. 27. Conceito de Aqüífero Aqüíferos ou reservatórios naturais de água subterrânea são formações rochosas ou camadas geológicas que armazenam e transmitem água economicamente passível de extração.
  28. 28. Tipos de Aqüíferos Existem três tipos básicos de aqüíferos de acordo com a formação rochosa na qual está contido: • Aqüíferos granulares ou porosos – aqueles em que a água está armazenada e flui nos espaços entre os grãos em sedimentos e rochas sedimentares de estrutura granular. Exemplo: arenitos e aluviões.
  29. 29. Tipos de Aqüíferos • Aqüíferos fissurais – aqueles nos quais a água está presente nas fraturas e fendas das rochas cristalinas. Exemplo: granitos, gnaisses e diabásios
  30. 30. Tipos de Aqüíferos  Aqüíferos cárstico ou cavernoso – aqueles nos quais a água se faz presente em cavidades produzidas pela dissolução causada pela águas. Exemplo: calcários e mármores.
  31. 31. Tipos de Aqüíferos Quando a superfície que limita a zona saturada dos aqüíferos coincide com o lençol freático eles são chamados aqüíferos livres. Quando o aqüífero encontra-se entre duas camadas impermeáveis, diz-se que está confinado.
  32. 32. Reabastecimento do Aqüífero ou Recarga O reabastecimento de um aqüífero ocorre basicamente a partir da infiltração de água das chuvas e, em menor escala, de corpos d’água superficiais. O maior ou menor grau de reabastecimento ou recarga depende de fatores como clima, vegetação, relevo, drenagem e geologia da região.
  33. 33. Reabastecimento do Aqüífero ou Recarga A existência de solos porosos e permeáveis favorece a infiltração, mas essa condição pode ser ampliada se o solo for coberto por vegetação e estiver em relevo plano. Já em áreas de relevo íngreme e solos pouco permeáveis, a maior parte da água precipitada transforma-se em cursos superficiais, dificultando a infiltração. Em regiões de clima úmido e solos permeáveis, a recarga pode atingir até 25% da precipitação pluviométrica anual.
  34. 34. Reabastecimento do Aqüífero ou Recarga Os aqüíferos podem ser reabastecidos localmente pela infiltração da água das chuvas. É a chamada recarga direta, característica dos aqüíferos livres. Já nos aqüíferos confinados o mais comum é que aconteça a recarga indireta onde o reabastecimento ocorre somente nos locais onde a camada que contém o aqüífero aflora. Esses locais são denominados zona de recarga desses aqüíferos.
  35. 35. Atividade Água subterrânea - reservatório para um planeta com sede?- Planeta Terra 2007 -2009 Recurso valioso A água subterrânea é utilizada por cerca de dois bilhões de pessoas em todo o mundo, levando a que seja o recurso natural mais usado. A produção anual de água subterrânea é estimada entre 600 e 700 quilômetros cúbicos (bilhões de metros cúbicos ou bilhões de toneladas). Enquanto que o consumo anual mundial de petróleo é de apenas 3.5 bilhões de toneladas. A água subterrânea é considerada propriedade pública em muitos países. Onde ela escasseia, pode ser considerada uma mercadoria mas, na maior parte dos casos, não lhe é atribuído qualquer valor. Todavia, os custos de exploração, tratamento e fornecimento de água subterrânea necessitam de ser cobertos através do pagamento de taxas, de forma a manter o fornecimento sustentável. Não existem números disponíveis acerca da criação de riqueza resultante do fornecimento de água subterrânea aos consumidores de todo o mundo. Os únicos dados globais disponíveis dizem respeito aos produtos finais mais valiosos, nomeadamente a água para consumo e a engarrafada A discussão em torno do fornecimento público, dos lucros, da irrigação na agricultura, da liberalização do mercado hídrico e do investimento privado continua a todos os níveis da sociedade. O Objetivo do Milênio para o Desenvolvimento, formulado pelas NU, destinado a reduzir para metade o número de pessoas sem acesso a água potável até ao ano 2015, será alcançado apenas com um investimento financeiro considerável, atualmente estimado em 15 bilhões de euros por ano.
  36. 36. Atividade A água tem valores muito diferentes consoante quem a consome; isto apesar dos produtos serem, muitas vezes, derivados do mesmo recurso natural. A água subterrânea para rega não é tratada, logo o seu custo é de apenas alguns cêntimos por metro cúbico ou apresenta mesmo custo zero. A água doméstica para consumo, fornecida através de sistemas de canalização, custa até 2 euros por metro cúbico e a água mineral engarrafada ou água de mesa pode custar 1000 euros, ou mais, por metro cúbico. Se a sociedade continuar a utilizar os valiosos recursos de água subterrânea sem assegurar o necessário reabastecimento, a crise da água só irá agravar-se. Estratégias de uso sustentável devem ter em conta as características de todos os reservatórios do ciclo da água e garantir que a sua plena utilização é feita de acordo com bases científicas que podem fornecer uma maior compreensão dos vitais, mas invisíveis, recursos de água subterrânea.
  37. 37. Atividade Questões-chave • Quanta água subterrânea existe e como pode ser utilizada de forma sustentável? • Como pode a exploração inadequada das reservas “fósseis” de água ser identificada e gerida de forma a minimizar o seu esgotamento e as suas desastrosas conseqüências humanas/ecológicas? Tal requer um melhor entendimento da recarga em geral. • Como podem ser protegidos da poluição os recursos de água subterrânea vulneráveis e como podem os recursos vitais poluídos ser recuperados? Faça uma reflexão sobre o texto abaixo e apresente propostas para que este precioso recurso. AS possa ser utilizada de maneira sustentável. - Quais programas governamentais poderiam ser desenvolvidos? - Onde um engenheiro ambiental poderia intervir para equacionar estes problemas? - É possível o uso sustentável das águas subterrâneas? Como seria isto?
  38. 38. Referências  BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Associação Brasileira de Águas Subterrâneas e Petrobrás. “Águas Subterrâneas – Um Recurso a ser conhecido e Protegido”. Brasília, 2007  CAPUCCI, Egmont et AL. “Poços Tubulares e Outras Captações de Águas Subterrâneas: Orientações aos Usuários”. Rio de Janeiro, 2001  FIESP. Federação das Indústrias do Estado de São Paulo. “Orientações para a Utilização de Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo”. São Paulo, 2005  CLEARY, Robert W. “Águas Subterrâneas” 1989 disponível em: < http://www.clean.com.br/portal/index.php?option=com_content&vie w=article&id=79&Itemid=110 >Acesso em: Janeiro de 2010

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