Este documento discute os principais tópicos da hidrologia, incluindo: 1) Escoamento na zona saturada e não saturada, definindo estas zonas; 2) O caminho subterrâneo da água através do solo; 3) A classificação dos aquíferos segundo a pressão da água e a geologia do material saturado.

1. Disciplina: Hidrologia parte II
• Apresentação:
• Professor: Dr. Lázaro J. Quintas
• (PhD em agronomia)

2. -Escoamento na zona saturada e não saturada
-Definição de zona saturada e não saturada
1. Escoamento na zona saturada e não
saturada
2. Definição de zona saturada e não
saturada
2.1.O caminho subterrâneo da água
2.2. Classificação dos aquíferos

3. Escoamento na zona saturada e
não saturada
• O Ciclo da Água
• Este movimento permanente deve-se ao
Sol, que fornece a energia para elevar a
água da superfície terrestre para a
atmosfera (evaporação), e à gravidade,
que faz com que a água condensada e
caí (precipitação);

4. Escoamento na zona saturada e
não saturada (Cont.)
• Uma vez na superfície, circula através de linhas
de água que se reúnem em rios até atingir os
oceanos (escoamento superficial) ou se infiltra
nos solos e nas rochas, através dos seus poros,
fissuras e fracturas (escoamento subterrâneo).
• A água que se infiltra no solo é sujeita a
evaporação directa para a atmosfera
• é absorvida pela vegetação, que através da
transpiração, a devolve à atmosfera.
•

5. Escoamento na zona saturada e
não saturada (Cont.)
• Este processo chamado:
- Evapotranspiração ocorre no topo da zona não
saturada, ou seja, na zona onde os espaços
entre as partículas de solo contêm tanto ar e
água.
- A água que continua a infiltrar-se e atinge a
zona saturada, entra na circulação subterrânea
e contribui para um aumento da água
armazenada (recarga dos aquíferos)- (zonas
saturadas).
- O topo da zona saturada corresponde ao nível
freático;

6. Definição de zona saturada e não
saturada
• A água dos oceanos, rios e lagos, que se
encontra em contacto directo com a
atmosfera, através da energia solar,
passa para a atmosfera sob a forma de
vapor de água. Inicia-se assim o ciclo
hidrológico;
• Esta descrição do ciclo hidrológico dá-nos
uma imagem simplificada, pois dentro
deste ciclo existem vários sub- ciclos.

7. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• Zona de evapotranspiração (ZET) – nesta
zona, alguma água pode ser sujeita a
evapotranspiração directa para a atmosfera,
outra pode ser pode ser usada no metabolismo
das plantas (fotossíntese) e outra pode
continuar a descer.
• A espessura desta zona é de aproximadamente
2 metros, podendo variar com a capacidade das
plantas desenvolverem as suas raízes.

8. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• Zona intermédia (ZI) – Chega até esta
zona a água que não é utilizada na
evapotranspiração;
• Sempre que a quantidade de água
infiltrada seja inferior à quantidade de
água necessária para a
evapotranspiração, não passará água
para a zona intermédia;
•

9. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• Por outro lado, sempre que a quantidade
de água seja superior à quantidade de
água necessária para a
evapotranspiração, este excesso passará
para a zona intermédia, deixando de estar
disponível para a evapotranspiração;
• A espessura desta zona depende de
vários factores, sendo por isso muito
variável.

10. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• Franja capilar (FC) – corresponde a uma
faixa estreita, na qual a água pode ter
movimento descendente, por acção da
força de gravidade, e movimento
ascendente, por acção das forças de
capilaridade entre partículas adjacentes.
Trata-se de uma zona em que a água
está em movimento constante;

11. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• zona saturada (ZS) – Toda a água que
passa pela franja capilar vai descendo
lentamente, até que chega à zona de
saturação, juntando-se à água aí
existente, aumentando a quantidade de
água armazenada;

12. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• ou passando a deslocar-se integrada no
deslocamento de água subterrâneo desta zona
que pode ser constituída por diferentes níveis ou
camadas de solo ou formações rochosas, onde
todos os espaços porosos ou fracturas
existentes estão completamente preenchidos
por água.
• O limite superior desta zona é designado
nível freático, ou aquífero.

13. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• Na zona saturada não existem espaços
preenchidos por ar, daí a sua designação
de saturada;
• Nas zonas mais superficiais (ZET, ZI e
FC), além da matéria sólida e da água,
também existem pequenos espaços
preenchidos por ar;
• Por isso, ao conjunto destas três zonas
também se chama zona de aeração;

14. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• O limite entre a franja capilar e a zona
saturada não é um limite estático, verificando-
se a sua variação mais significativa em função
das condições meteorológicas locais e da
quantidade de água que se consegue infiltrar;
• Este limite que separa a franja capilar (e toda
a zona de aeração) da zona saturada chama-
se nível freático e corresponde à superfície livre
da zona da água saturada que contacta com a
zona de aeração não saturada.

15. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• Do ponto de vista hidrológico, o perfil de
solo pode ser dividido em duas zonas.
• - A primeira é a zona de aeração ou zona
não saturada que compreende desde a
superfície do solo até o lençol freático;
• - Abaixo do lençol está a chamada zona
saturada, ou aquífero não confinado.

16. Definição de zona saturada e não
saturada (Cont.)
• O movimento da água através dos solos
pode ser visto como um sistema de três
componentes:
• i) a interface solo - atmosfera,
• ii) a zona não saturada próxima à
superfície,
• iii) a zona saturada.

17. Ocorrência de água subterrânea
• A água da chuva pode ter vários destinos
após atingir a superfície da Terra.
• Inicialmente uma parte se infiltra.
• Quando o solo atinge seu ponto de
saturação, ficando encharcado, a água
passa a escorrer sobre a superfície em
direcção aos vales.

18. Ocorrência de água subterrânea
(Cont.)
• Dependendo da temperatura ambiente,
uma parte da chuva volta à atmosfera na
forma de vapor.
• Em países frios, ou em grandes altitudes,
a água se acumula na superfície na forma
de neve ou gelo, ali podendo ficar por
muito tempo.
• A parcela da água que se infiltra vai dar
origem à água subterrânea.

19. Ocorrência de água subterrânea
(Cont.)
• A taxa de infiltração de água no solo
depende de muitos factores:
• 1-Sua porosidade: A presença de argila
no solo diminui sua porosidade, não
permitindo uma grande infiltração.
• 2-Cobertura vegetal: Um solo coberto
por vegetação é mais permeável do que
um solo desmatado.

20. Ocorrência de água subterrânea
(Cont.)
• 3-Inclinação do terreno: em declividades
acentuadas a água corre mais
rapidamente, diminuindo o tempo de
infiltração.
• 4- Tipo de chuva: Chuvas intensas
saturam rapidamente o solo, ao passo
que chuvas finas e demoradas têm mais
tempo para se infiltrarem.

21. Caminho subterrâneo da água
• A água que se infiltra está submetida a
duas forças fundamentais:
• - a gravidade
• - e a força de adesão de suas moléculas
às superfícies das partículas do solo
(força de capilaridade).
•

22. Caminho subterrâneo da agua
(Cont.)
• A força de adesão é mais forte do que a
força da gravidade que age sobre esta
água.
• Como consequência ela ficará retida,
quase imóvel, não atingindo zonas mais
profundas.

23. Caminho subterrâneo da água
(Cont.)
• Chuvas finas e passageiras fornecem
somente água suficiente para repor esta
humidade do solo.
• Para que haja infiltração até a zona
saturada é necessário primeiro satisfazer
esta necessidade da força capilar.

24. Figura1.Formas em que a água
pode estar no solo

25. Zonas de ocorrência da água no
solo de um aquífero freático
• Zona de aeração ou zona não saturada:
- é a parte do solo que está parcialmente
preenchida por água.
• Nesta zona a água ocorre na forma de
películas aderidas aos grãos do solo.
• Solos muito finos tendem a ter mais
humidade do que os mais grosseiros, pois
há mais superfícies de grãos onde a água
pode ficar retida por adesão.

26. Zonas de ocorrência da água no solo de
um aquífero freático (Cont.)
• Na zona de aeração podemos distinguir
três regiões:
• Zona de humidade do solo: é a parte
mais superficial, onde a perda de água de
adesão para a atmosfera é intensa.

27. Zonas de ocorrência da água no solo de
um aquífero freático (Cont.)
• Em alguns casos é muito grande a
quantidade de sais que se precipitam na
superfície do solo após a evaporação
desta água, dando origem a solos
salinizados ou a crostas ferruginosas
(lateríticas)

28. Zonas de ocorrência da água no solo de
um aquífero freático (Cont.)
• Franja de capilaridade: é a região mais
próxima ao nível de água do lençol freático,
onde a humidade é maior devido à presença da
zona saturada logo abaixo.
• Zona intermediária: região compreendida entre
as duas anteriores e com humidade menor do
que na franja capilar e maior do que na zona
superficial do solo.
• Como já foi dito, a capilaridade é maior em
terrenos cuja granulometria é muito fina.

29. Zonas de ocorrência da água no solo de
um aquífero freático (Cont.)
• Zona Saturada: é a região abaixo do
lençol freático (nível freático) onde os
poros ou fracturas da rocha estão
totalmente preenchidos por água.
• Observe-se que em um poço escavado
num aquífero deste tipo a água o estará
preenchendo até o nível freático.

30. Zonas de ocorrência da água no solo de
um aquífero freático (Cont.)
• Em aquíferos freáticos o nível da água
varia segundo a quantidade de chuva.
• Em épocas com mais chuva o nível
freático sobe e em épocas em que chove
pouco o nível freático desce.

31. Classificação dos aquíferos
• Aquífero - acqua + ferre
• - Massa de rocha que é capaz de
armazenar e fornecer água.
• - È uma formação geológica que contem
água e permite que a mesma se
movimente em condições naturais.

32. Classificação dos aquíferos
(Cont.)
• - Formações que têm estrutura que
permitem que uma quantidade apreciável
de água se mova através delas sob
condições usuais de campo.
• Exemplo: areia.

33. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• 1. CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS
SEGUNDO A PRESSÃO DA ÁGUA;
• 1.1. Aquíferos Livres ou Freáticos
• A pressão da água na superfície da zona
saturada está em equilíbrio com a
pressão atmosférica, com a qual se
comunica livremente.

34. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• São os aquíferos mais comuns e mais
explorados pela população.
• São também os que apresentam maiores
problemas de contaminação.

35. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• 1.2. Aquíferos Artesianos
• Nestes aquíferos a camada saturada está
confinada entre duas camadas
impermeáveis ou semipermeáveis, de
forma que a pressão da água no topo da
zona saturada é maior do que a pressão
atmosférica naquele ponto, o que faz com
que a água suba no poço para além da
zona aquífera.

36. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• Se a pressão for suficientemente forte a
água poderá jorrar espontaneamente pela
boca do poço.
• Neste caso diz-se que temos um poço
jorrante.

37. Figura 2.1. Esquema de aquífero
artesiano

38. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• 2.CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A GEOLOGIA
DO MATERIAL SATURADO
• 2.1. Aquíferos Porosos
• Ocorrem em rochas sedimentares
consolidadas, sedimentos inconsolados e
solos arenosos, decompostos in situ;

39. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• Constituem os mais importantes
aquíferos, pelo grande volume de água
que armazenam, e por sua ocorrência em
grandes áreas;
• Estes aquíferos ocorrem nas bacias
sedimentares e em todas as várzeas onde
se acumularam sedimentos arenosos.

40. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• 2.2. Aquíferos fracturados ou fissurados
• Ocorrem em rochas ígneas (inflamáveis) e
metamórficas;
• A capacidade destas rochas em acumularem
água está relacionada à quantidade de
fracturas, suas aberturas e intercomunicação;
• Poços perfurados nestas rochas fornecem
poucos metros cúbicos de água por hora.

41. Classificação dos aquíferos (Cont.)
• 2. 3. Aquíferos cársticos
• São os aquíferos formados em rochas
carbonáticas;
• Constituem um tipo peculiar de aquífero
fracturado, onde as fracturas, devido à
dissolução do carbonato pela água,
podem atingir aberturas muito grandes,
criando, neste caso, verdadeiros rios
subterrâneos;

42. FIM
• OBRIGADO