Cap 1 Escoamento Subterraneo - Tema 1 -Ciclo Hidrogeologico e agua subterranea

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<p>MESTRADO EM HIDRÁULICA E RECURSOS HÍDRICOS</p><p>Prof. Dinis Juízo</p><p>Módulo – 5 - ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Tema 1: Ciclo Hidrológio e água Subterrânea</p><p>CICLOS BIOGEOQUÍMICOS</p><p>Biogeoquímico é o resultado do processo do</p><p>conjuntos de agentes biológicos (microorganismos),</p><p>participando na constituição da litosfera (rocha) e</p><p>degradação química.</p><p>A Biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou</p><p>a circulação de matéria entre os componentes vivos e</p><p>físico-químicos da Biosfera (Odum, 1971).</p><p>2</p><p>CICLOS BIOGEOQUÍMICOS</p><p>Ciclos: representam a troca e a circulação de matéria</p><p>entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera.</p><p>Bio: os organismos interagem no processo de síntese</p><p>orgânica e na decomposição dos elementos.</p><p>Geo: o meio terrestre (solo) é o reservatório dos</p><p>elementos.</p><p>Químico: ciclo dos elementos e processos químicos de</p><p>síntese e decomposição.</p><p>3</p><p>CLASSIFICAÇÃO DOS CICLOS</p><p>1. Ciclo da água ou hidrológico. (objecto desta disciplina)</p><p>2. Ciclos dos macro e micronutrinentes: minerais em</p><p>geral.</p><p>3. Ciclos sedimentares: fósforo, enxofre, cálcio, magnésio</p><p>e potássio.</p><p>4. Ciclos gasosos: carbono, nitrogênio e oxigênio.</p><p>4</p><p>CICLOS BIOGEOQUÍMICOS</p><p>5</p><p>6</p><p>Interferência do homem sobre os cíclos</p><p>O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>• Filósofos Gregos (500 AC)– tinham noção de</p><p>um escoamento subterrâneo – Mas nunca</p><p>valorizaram a importância da chuva –</p><p>baseavam-se mais na lógica sem observações</p><p>– colocaram a hipótese de “condensação</p><p>subterrânea”. Esta incompreensão persistiu</p><p>durante séculos.</p><p>7</p><p>O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>• Leonardo da Vinci (1452-1519)– fez observações</p><p>hidrológicas – Desenvolveu o conceito de ciclo</p><p>hidrológico – Incluiu a evaporação e a</p><p>precipitação, mas – também subestimou o papel</p><p>da chuva e sugeriu que os rios eram alimentados</p><p>por veias ligadas a um grande oceano</p><p>subterrâneo (Tártaro) – ideia defendida</p><p>anteriormente por filósofos Gregos Homer,</p><p>Thales e Homer Plato (427 – 347 AC). Aristóteles</p><p>fez uma modificação sem muitos avanços</p><p>introduzindo o conceito da condensacão</p><p>profunda nas montanhas.</p><p>8</p><p>Não era tão óbvio!</p><p>9</p><p>O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>• Marcus VITRUVIUS (17 a.c.) arq. Romano – ligou a</p><p>ocorrência da AS à precipitação atravéz da</p><p>infiltração profunda.</p><p>• No século 7 – Cientistas franceses produziram as</p><p>primeiras evidências que indicavam que a chuva</p><p>era suficiente para explicar todo o escoamento</p><p>superficial observado em rios</p><p>• Bernad PALISSY (sec. XVI) – Filósofo francês.</p><p>Apresenta a teoria da precipitação e nascentes</p><p>• Pierre PERRAUL (sec. XVII) - estabeleceu</p><p>formalmente a ligação entre escoamento do rio</p><p>Sena e a precipitação.</p><p>10</p><p>O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>• Edmé MARIOTTE (1620-1684) – efectuou as</p><p>primeiras medições de caudal dos rios</p><p>• Astrónomo inglês Edmund Halley (1656-1742) –</p><p>mediu a evaporação em tina para estimar as</p><p>perdas no mediterrâneo, provando (1963) que</p><p>era suficiente para gerar todo o escaomento e</p><p>caudal das nascentes.</p><p>• John Dalton (1760-1844) descreveu de forma</p><p>correcta e completa o ciclo hidrológico com base</p><p>nas suas observações hidrológicas e</p><p>metereológicas quantitativas.</p><p>11</p><p>O Ciclo Hidrológico</p><p>12</p><p>Lições da breve história do ciclo</p><p>• Embora o ciclo hidrológico pareça agora um</p><p>conceito óbvio e simples, este não foi sempre o</p><p>caso;</p><p>• Desenvolvimento de uma teoria completa e</p><p>racional dependia de observações sistemáticas e</p><p>análises da informação;</p><p>• Apesar da evolução dos modelos computacionais</p><p>complexos, a coleta de dados, processamento de</p><p>dados e análise continuam a ser a base para a</p><p>ciência da hidrologia.</p><p>13</p><p>De Volta ao Presente</p><p>14</p><p>15</p><p>A Razão do CICLO HIDROLÓGICO</p><p>A mais abundante componente da matéria viva, a água precisa ser</p><p>necessariamente reciclada para a garantia de vida no planeta. A superfície</p><p>terrestre é recoberta por cerca de 75% de água. De toda a água que recobre</p><p>a Terra, cerca de 97% pertence ao talassociclo (do grego thalassos = mar),</p><p>isto é, ao conjunto que abrange todos os ecossistemas marinhos. O</p><p>restante pertence ao limnociclo (do grego limne = lago), ou seja, o conjunto</p><p>de todos os ecossistemas dulcícolas.</p><p>Aspectos quantitativos:</p><p>➢ evaporação;</p><p>➢ infiltração;</p><p>➢ escoamento superficial.</p><p>Aspectos qualitativos:</p><p>➢ parâmetros de qualidade: - físico-químicos;</p><p>- biológicos.</p><p>16</p><p>CICLO HIDROLÓGICO</p><p>1. Com o calor do Sol, a água de rios, mares e</p><p>lagos evapora (passa do estado líquido para o</p><p>gasoso).</p><p>2. Nas altas camadas da atmosfera o vapor de</p><p>água perde calor e se condensa (passa do</p><p>estado gasoso para líquido), formando as</p><p>nuvens.</p><p>3. A chuva caí por ação da força da gravidade</p><p>(precipitação), penetra no solo formando os</p><p>lençóis freáticos (infiltração).</p><p>17</p><p>• A água está presente em todos os seres vivos,</p><p>em diferentes percentagens.</p><p>• Ingerimos água através dos alimentos ou</p><p>quando a bebemos.</p><p>• Os seres vivos devolvem a água para o</p><p>ambiente através da transpiração, respiração e</p><p>excreção (evapotranspiração).</p><p>18</p><p>CICLO HIDROLÓGICO</p><p>A água é o principal componente dos organismos</p><p>vivos e o grande regulador do ambiente.</p><p>A presença de água é fundamental para a existência</p><p>de vida no planeta, uma vez que ela atua como regulador</p><p>térmico do ambiente, fazendo com que as diferenças de</p><p>temperatura entre a noite e o dia sejam minimizadas graças</p><p>a seu alto calor específico.</p><p>A maior parte da água doce encontra-se em locais de</p><p>difícil extração (calota polar e subsolo). A água na atmosfera</p><p>está em percentagem ínfima (0.001%). Porém, ao longo de</p><p>um ano, muita água circula pela ecosfera.</p><p>19</p><p>CICLO HIDROLÓGICO</p><p>Nesse ciclo, a presença do homem pode ser notada</p><p>por meio do desmatamento e da impermeabilização via</p><p>pavimentação do solo. Isso acelera a evaporação e reduz a</p><p>recarga dos aquíferos subterrâneos, gerando, assim, maiores</p><p>enchentes nos cursos de água que cortam centros urbanos,</p><p>causando uma série de danos físicos, econômicos e</p><p>transtornos aos habitantes de cidades.</p><p>Nas regiões de clima frio, deve-se considerar, ainda,</p><p>a água armazenada na forma de geleiras (glaciares),</p><p>formadas pela precipitação de neve, e o fluxo</p><p>correspondente ao degelo dessas geleiras.</p><p>20</p><p>21</p><p>– Ocorrência da Água no Globo</p><p>• Volume Total  1600 .106 Km3</p><p>• Volume na forma ligada (química) 14,4% to total</p><p>• Volume na forma de água livre  85,6%</p><p>• Água Salgada (mares Oceanos)  97,2% do total na forma livre</p><p>• Água em glaciares etc. 2,1% do total na forma livre</p><p>• Água doce (rios, subterrânea, lagos)  0,6% do total (8,2.106 Km3)</p><p>• Volume subterrâneo  99% do volume de água doce.</p><p>Mais de 50% ocorre a mais de</p><p>600 m de profundidade</p><p>• Volume superficial  1% do volume de água doce</p><p>correspondente a cerca de 1.105 Km3)</p><p>Distribuição da água no ciclo hidrológico</p><p>DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA BIOSFERA</p><p>97,2% água salgada</p><p>99,34%</p><p>2,14% calotas e geleiras polares</p><p>0,633% águas subterrâneas</p><p>0,66% 0,022% águas superficiais</p><p>0,005% águas do solo + evaporação</p><p>22</p><p>CICLO HIDROLÓGICO</p><p>O ciclo hidrológico pode ser resumido por meio dos</p><p>seguintes processos:</p><p>DETENÇÃO: parte da precipitação fica retida na</p><p>vegetação, depressões do terreno e construções. Essa massa de</p><p>água retorna à atmosfera pela ação da evaporaç��o ou penetra</p><p>no solo pela infiltração.</p><p>ESCOAMENTO SUPERFICIAL: constituído pela água que</p><p>escoa sobre o solo, fluindo para locais de altitudes inferiores,</p><p>até atingir um corpo de agua como um rio, lago ou oceano. A</p><p>água que compõe escoamento superficial pode também sofrer</p><p>infiltração para as camadas superiores do solo, ficar retida ou</p><p>sofrer evaporação.</p><p>23</p><p>CICLO HIDROLÓGICO</p><p>INFILTRAÇÃO: a água infiltrada pode sofrer evaporação,</p><p>ser utilizada pela vegetação, escoar ao longo da camada superior</p><p>do solo ou alimentar o lençol de água subterrâneo.</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO: constituído por parte da</p><p>água infiltrada na camada superior do solo, sendo bem mais</p><p>lento que o escoamento superficial. Parte desse escoamento</p><p>alimenta os rios e os lagos, além de ser responsável pela</p><p>manutenção desses corpos durante épocas de estiagem.</p><p>24</p><p>CICLO HIDROLÓGICO</p><p>EVAPOTRANSPIRAÇÃO: parte da água existente no solo</p><p>que é utilizada pela vegetação</p><p>e eliminada pelas folhas na</p><p>forma de vapor.</p><p>EVAPORAÇÃO: em qualquer das fases descritas</p><p>anteriormente, a água pode voltar à atmosfera na forma de</p><p>vapor, reiniciando o ciclo hidrológico.</p><p>PRECIPITAÇÃO: água que cai sobre o solo ou sobre um</p><p>corpo de água.</p><p>* Nos oceanos, a evaporação excede a precipitação, e nos</p><p>continentes ocorre o oposto.</p><p>25</p><p>Os processos que permitem esta circulação da água são:</p><p>•evaporação, transpiração, precipitação, escoamento superficial,</p><p>infiltração e escoamento subterrâneo.</p><p>•A água evapora a partir dos oceanos e corpos de água, formando as</p><p>nuvens, que, em condições favoráveis, dão origem àprecipitação, seja</p><p>na forma de chuva, neve ou granizo.</p><p>•Em hidrologia a precipitação trás a “água de origem meteórica”.</p><p>•O ciclo da água na terra, ou ciclo hidrológico, é a contínua circulação</p><p>da água em nosso planeta. Não tem início nem fim, mas é comum</p><p>começar sua descrição com as águas do oceano.</p><p>•A precipitação, ao atingir o solo, pode escoar superficialmente até</p><p>atingir os corpos de água ou infiltrar até atingir o lençol freático. Além</p><p>disso, a água, interceptada pela vegetação e outros seres vivos,</p><p>retorna ao estado gasoso através da transpiração. A precipitação sobre</p><p>a superfície da Terra é a origem de todos os nossos suprimentos de</p><p>água potável. Dela depende a reposição da quantidade que é retirada</p><p>dos lagos e outros cursos superficiais para os numerosos usos do</p><p>homem. 26</p><p>A água retorna ao mar através do escoamento superficial</p><p>pelos rios, do escoamento subterrâneo pela descarga dos</p><p>aquíferos na interface água doce/água salgada e, também,</p><p>através da própria precipitação sobre a área dos</p><p>oceanos.Outra parte se impregna no solo.</p><p>Grande parte da água que penetra no solo é retida na zona</p><p>das raízes das plantas, retornando eventualmente à</p><p>superfície, pelos vegetais ou pela capilaridade do solo. Parte,</p><p>porém, se infiltra abaixo da zona das raízes, continuando a</p><p>mover-se para baixo, até alcançar os reservatórios de água</p><p>subterrânea.</p><p>27</p><p>Ao juntar-se à massa da água subterrânea, a água infiltrada move-</p><p>se através dos poros da matéria do subsolo podendo,</p><p>eventualmente, reaparecer na superfície em diferentes locais</p><p>dependendo de diversos fatores que gerem os fluxos</p><p>subterrâneos e suas interações com a superfície topográfica e as</p><p>águas superficiais. Os cursos, carregando as águas de escoamento</p><p>superficial e as descargas naturais da água subterrânea,</p><p>eventualmente as fazem retornar ao oceano.</p><p>Um outro tipo de água chega também à superfície terrestre,</p><p>associada às errupções magmáticas e tem sido denominada de</p><p>água juvenil ou primária. A relevância dessas águas para o ciclo</p><p>hidrológico tem sido objeto de discussão na comunidade</p><p>geológica. Essas águas primárias têm um alto teor de substâncias</p><p>dissolvidas e os volumes que, efetivamente, chegam à superfície</p><p>têm sido considerados como pouco significantes para o ciclo</p><p>hidrológico. 28</p><p>O ciclo hidrológico é, pois, o sistema pelo qual a natureza faz a</p><p>água circular dos oceanos para a atmosfera e retornar,</p><p>superficial e subterraneamente, aos oceanos por vias tortuosas,</p><p>umas curtas e outras longas, quer quanto ao tempo, quer</p><p>quanto ao espaço. Os agentes que participam desse processo</p><p>são a irradiação solar, a gravidade, a atração molecular e a</p><p>capilaridade. De uma maneira geral, o ciclo hidrológico pode ser</p><p>dividido em dois setores distintos.</p><p>1. O sistema hidrometeorológico</p><p>hidrometeorológico está relacionado com a porção aérea do</p><p>ciclo, envolvendo o processo de evaporação, evapotranspiração</p><p>e precipitação.</p><p>2. O sistema hidrográfico</p><p>cobre os aspectos superficiais do ciclo, envolvendo os diversos</p><p>cursos de águas que se direcionam aos oceanos.</p><p>29</p><p>30</p><p>Fluxos</p><p>oceano</p><p>361</p><p>9962</p><p>32437</p><p>37</p><p>Superfície</p><p>terrestre</p><p>Unidades : 10^12 m3/ano</p><p>Atmosfera</p><p>Recursos hídricos: rios, lagos, represas, reservatórios.</p><p>Quantidade da captação: fonte de abastecimento / bacia</p><p>de captação; bacia menor dentro de uma maior.</p><p>Bacia hidrográfica: água superficial.</p><p>1. Qualidade da água – indicador da manutenção dos processos</p><p>hidrogeológicos.</p><p>2. Qualidade biogeoquímica – indicador da manutenção da</p><p>capacidade de suporte do solo.</p><p>3. Qualidade da biodiversidade – indicador da resistência e da</p><p>estabilidade.</p><p>31</p><p>Importância do conhecimento dos ciclos hidrogeoquímicos</p><p>As vantagens do conhecimento do ciclo hidrológico</p><p>• Descreve a variabilidade</p><p>espacial do fluxo e</p><p>armazenamento;</p><p>• Enfatiza a inter-conexão de</p><p>componentes;</p><p>• Reforça o conceito de que</p><p>"Todo mundo vive a</p><p>jusante“.</p><p>32</p><p>As desvantagens do conhecimento do ciclo hidrológico</p><p>• Cria a imprensão dum</p><p>processo suave e contínuo;</p><p>• Propõe um sistema</p><p>fechado;</p><p>• Não retrata</p><p>convenientemente a</p><p>variabilidade que produz</p><p>os extremos (cheias e</p><p>secas).</p><p>33</p><p>No entanto …</p><p>• Cria a imprensão dum</p><p>processo suave e contínuo;</p><p>• Propõe um sistema</p><p>fechado;</p><p>• Não retrata</p><p>convenientemente a</p><p>variabilidade que produz</p><p>os extremos (cheias e</p><p>secas).</p><p>• O processo é altamente</p><p>complexo</p><p>• O ciclo hidrológico é</p><p>impulsionada pelo clima</p><p>• Sem variabilidade os</p><p>hidrólogos ficariam sem</p><p>trabalho</p><p>34</p><p>O Clima é o motor</p><p>Nov 88 – La Niña</p><p>Set 87 – El Niño</p><p>35</p><p>Clima como motor</p><p>Dois componentes</p><p>– Oceano Tropical</p><p>– Atmosfera</p><p>• A parte oceânica (El Niño), revelada por temperaturas da</p><p>superfície do mar</p><p>• Parte atmosférica (Oscilação Sul) relacionada com a</p><p>veriação da pressão ao nível do mar</p><p>• A oscilação combinada ENOS – uma grande influência</p><p>planetária sobre o ciclo hidrológico.</p><p>36</p><p>ENOS</p><p>Há eforços contínuos destinados a observar e entender</p><p>o sistema oceano-atmosfera que poderão conduzir a</p><p>uma melhor previsão climática sazonal no futuro.</p><p>37</p><p>Algumas notas sobre o ciclo hidrológico</p><p>• O ciclo hidrológico retrata a interligação da água nas</p><p>suas várias formas;</p><p>• variabilidade hidrológica (cheias e secas) mostram</p><p>que o ciclo não se comporta de uma maneira estável</p><p>e auto-contido;</p><p>• variabilidade climática impulsiona a variabilidade que</p><p>observamos em hidrologia ;</p><p>• Observação - coleta de dados, análise e interpretação</p><p>continuam a ser o fundamento da hidrologia</p><p>moderna.</p><p>38</p><p>PRECIPITAÇÃO: a precipitação total da atmosfera é sempre</p><p>igual à evaporação por ela recebida. Assim cerca de 400 000</p><p>km3 de água caem sobre a Terra a cada ano. Às superfícies</p><p>continentais cabem cerca de 100 000 km3 desse total (Cetesb,</p><p>1978).</p><p>ÁGUA SUBTAERRÂNEA: (Freeze& Cherry, 1979) mostraram</p><p>que se forem removidos os 94% de água da Terra que se</p><p>encontra em oceanos e mares com alta salinidade, a</p><p>quantidade de água subterrânea passará a constituir cerca de</p><p>2/3 de toda água doce do mundo.Se nos limitarmos à parcela</p><p>utilizável da água doce do mundo (retirando a porção que se</p><p>encontra sob a forma de gelo –ice caps e glaciers), a água</p><p>subterrânea será responsável por quase a totalidade do</p><p>volume disponível na Terra.</p><p>39</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>• Pode-se também considerar somente a fração explorável</p><p>das águas subterrâneas, retirando os volumes que se</p><p>encontram em condições desfavoráveis do ponto de vista</p><p>financeiro. A estimativa de Lvovitchapud Freeze&</p><p>Cherry(1979) é de que tenhamos 4x10^6km3 de volume</p><p>explorável de águas subterrâneas. Isso corresponderia a</p><p>cerca de 95% do total, ficando 3.5% para lagos, pântanos,</p><p>reservatórios e canais de rios e 1.5% para solos em geral.</p><p>• Outro factor importante a ser considerado nesse balanço é</p><p>o tempo de residência médio.</p><p>– Águas de rios tempo médio de residência de 2 semanas;</p><p>– Águas subterrâneas tem tempos de residência de dezenas,</p><p>centenas ou mesmo milhares de anos</p><p>40</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Balanço Hídrico Mundial</p><p>• É importante que se discuta alguns dados numéricos sobre</p><p>o balanço hídrico mundial, no sentido de se avaliar a</p><p>importância quantitativa das águas subterrâneas</p><p>relativamente à outros componentes do ciclo hidrológico.</p><p>• EVAPORAÇÃO: embora a maior parte da humidade</p><p>atmosférica provenha da evaporação dos mares, a</p><p>evaporação dos lagos, cursos superficiais e do solo, mais a</p><p>transpiração</p><p>das folhas das plantas também concorrem</p><p>para o total. Cientistas calculam que aproximadamente 335</p><p>000 km3de água são evaporados anualmente dos oceanos.</p><p>Outros 65 000 km3 são evaporados de áreas continentais</p><p>(Cetesb, 1978).</p><p>41</p><p>1. Como foi mostrado na discussão do ciclo hidrológico, existe uma</p><p>interação bastante importante entre os recursos hídricos</p><p>superficiais e as águas subterrâneas.</p><p>2. a parte superficial do ciclo hidrológico é formada pelos oceanos e</p><p>mares, rios, lagos e outros reservatórios, pântanos, etc. A</p><p>quantidade de água que se acumulará nesses elementos será</p><p>função de uma série de fatores, como clima, taxa de evaporação,</p><p>índice pluviométrico local, interação com outros elementos do</p><p>ciclo, etc.</p><p>3. cerca de 97% da água da terra está concentrada nos mares e</p><p>oceanos. Apesar da grande importância dessas regiões para o</p><p>balanço hídrico mundial e para a preservação da vida humana no</p><p>que concerne ao equilíbrio de nosso ecossistema, essas águas tem</p><p>uma salinidade muito elevada o que as inviabilizam para o</p><p>consumo humano. Elas não contribuem, portanto, para compor a</p><p>quantidade de água doce disponível na Terra.</p><p>42</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>1. Nas regiões costeiras do mundo, as interações das águas</p><p>do mar com as águas subterrâneas tem representado um</p><p>problema bastante sério para o abastecimento de água</p><p>doméstico.</p><p>2. São bastante comuns as cunhas de água salgada que</p><p>interagem com os aquíferos contaminando-os e exigindo</p><p>um controle muito rígido na alocação de poços e nas</p><p>relações espaciais entre poços e/ou redes de poços.</p><p>3. Outro elemento de importância na hidrologia superficial é</p><p>a rede de drenagem que, gradual e continuamente, se</p><p>dirige para os oceanos e mares. Essa água constitui um</p><p>dos elementos físicos mais importantes na composição da</p><p>paisagem terrestre, interferindo na vida animal-vegetal e</p><p>humana, a partir da interação com os demais elementos .</p><p>43</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Recursos Hídricos Subterrâneos</p><p>Água subterrânea representa 29.9% da água doce existente na</p><p>terra a 99% da água doce disponível para utilização pelo homem. 44</p><p>QUAL A IMPORTÂNCIA DO</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO?</p><p>Características AS & Aquíferos Água superficial & Albufeiras</p><p>Características hidrológicas</p><p>Armazenamento Muito grande Pequena a moderada</p><p>Área do recurso Relativamente extensa Limitada aos corpos de água</p><p>Velocidade de esco Muito baixa Moderada a alta</p><p>Tempo de residencia</p><p>Geralmente décadas a</p><p>séculos</p><p>Principalmente</p><p>semanas/meses</p><p>Propensão a seca Geralmente baixa Geralmente alta</p><p>Perda por evapora Baixa e localizada Alta para albufeiras</p><p>Avaliação do recurso</p><p>Alto custo & muitas</p><p>incertezas</p><p>Baixo custo & muitas vezes</p><p>pouca incerteza</p><p>Impactos do</p><p>aproveitamento</p><p>Retardada & dispesa imediata</p><p>Qualidade natural</p><p>Geralmente (mas nem</p><p>sempre) alta</p><p>Variável</p><p>Vulnerabilidade a</p><p>poluição</p><p>Protecção natural variável Largamente não protegida</p><p>Pesistência da</p><p>poluição</p><p>Normalmente extrema Principalmente transitória</p><p>GWMate, 2006</p><p>45</p><p>ÁGUAS SUBSUPERFICIAIS</p><p>Nem toda a água que se infiltra no solo vai compor as águas subterrâneas.</p><p>Três situações podem ocorrer:</p><p>1) a água pode voltar à superfície por capilaridade e evaporar-se na</p><p>atmosfera;</p><p>2) Pode ser absorvida pelas raízes das plantas e retornar à atmosfera pela</p><p>transpiração vegetal;</p><p>3) A água que penetrou bastante desce por gravidade até atingir o nível</p><p>da zona de saturação, passando a fazer parte das águas subterrâneas</p><p>que, eventualmente, abastecerá poços.</p><p>46</p><p>A taxa de infiltração de água no solo depende de</p><p>muitos fatores:</p><p>• Sua porosidade: A presença de argila no solo</p><p>diminui sua porosidade não permitindo uma</p><p>grande infiltração.</p><p>• Coberto vegetal: Um solo coberto por vegetação</p><p>émais permeável do que um solo desmatado.</p><p>• Inclinação do terreno: em declividades</p><p>acentuadas a água corre mais rápido diminuindo</p><p>o tempo de infiltração.</p><p>• Do tipo de chuva: Chuvas intensas saturam</p><p>rapidamente o solo, ao passo que chuvas finas e</p><p>demoradas tem mais tempo para se infiltrarem.</p><p>47</p><p>O MOVIMENTO DA ÀGUA NO SOLO</p><p>A água proveniente da precipitação penetra no solo e infiltra-se</p><p>gradualmente até chegar à ZONA SATURADA. Em solos altamente</p><p>permeáveis a taxa de percolação é de vários metros por ano, em solos</p><p>argilosos é de cerca de 1 –2 m e, em solos muito compactos, pode ser</p><p>de apenas alguns centímetros por ano. Uma parte da água infiltrada, a</p><p>chamada água capilar, é retida e armazenada nos poros do solo. A</p><p>quantidade de água retida como água capilar e aquela que se infiltra</p><p>como água gravitacional depende da natureza do solo e das dimensões</p><p>e distribuição dos seus poros. Poros com menos de 10 μm de diâmetro</p><p>retêm a água por capilaridade, enquanto que os poros maiores (> 60</p><p>μm de diâmetro) deixam a água infiltrar-se mais rapidamente (Larcher,</p><p>1995).A água que permanece num solo depois da passagem da água</p><p>gravitacional é retida nos poros por capilaridade; pode ficar presa aos</p><p>colóides do solo e, no caso dos solos salinos, pode ficar</p><p>osmoticamente ligada a iões.</p><p>48</p><p>A INFILTRAÇÃO E O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA</p><p>A água que se infiltra está submetida a duas forças</p><p>fundamentais: a gravidade e a força de adesão de suas</p><p>moléculas às superfícies das partículas do solo (força de</p><p>capilaridade). Pequenas quantidades de água no solo</p><p>tendem a se distribuir uniformemente pela superfície das</p><p>partículas. A força de adesão é mais forte do que a força</p><p>da gravidade que age sobre esta água. Como</p><p>consequência ela ficará retida, quase imóvel, não</p><p>atingindo zonas mais profundas. Chuvas finas e</p><p>passageiras fornecem somente água suficiente para repor</p><p>esta umidade do solo. Para que haja infiltração até a zona</p><p>saturada é necessário primeiro satisfazer esta</p><p>necessidade da força capilar.</p><p>49</p><p>Zonas de ocorrência da água no solo</p><p>de um aquífero freático</p><p>50</p><p>• Zonas de ocorrência da água no solo de um aquífero freático</p><p>(Livre)Zona de aeração:é a parte do solo que está parcialmente</p><p>preenchida por água. Nesta zona a água ocorre na forma de</p><p>películas aderentes aos grãos do solo. Solos muito finos tendem a</p><p>ter mais humidade do que os mais grosseiros, pois há mais</p><p>superfícies de grãos onde a água pode ficar retida por adesão.Na</p><p>zona de aeração podemos distinguir três regiões:</p><p>1. Zona de humidade do solo: é a parte mais superficial, onde a</p><p>perda de água de adesão para a atmosfera é intensa. Em alguns</p><p>casos é muito grande a quantidade de sais que se precipitam na</p><p>superfície do solo após a evaporação desta água, dando origem a</p><p>solos salinizados ou a crostas ferruginosas (lateríticas).</p><p>51</p><p>A INFILTRAÇÃO E O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA</p><p>• Franja de capilaridade: é a região mais próxima ao nível de água do</p><p>lençol freático, onde a humidade é maior devido à presença da</p><p>zona saturada logo abaixo.</p><p>• Zona intermediária: região compreendida abaixo da camada</p><p>superfial do solo e com humidade menor do que na franja capilar e</p><p>maior do que na zona superficial do solo.</p><p>Em áreas onde o nível freático está próximo da superfície, a zona</p><p>intermediária pode não existir, pois a franja capilar atinge a superfície</p><p>do solo. São brejos e alagadiços (terras húmidas), onde há uma intensa</p><p>evaporação da água subterrânea.</p><p>52</p><p>A INFILTRAÇÃO E O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA</p><p>Zona de Saturação ou Zona Saturada</p><p>É a região abaixo do lençol freático (nível freático) onde os poros ou fraturas</p><p>da rocha estão totalmente preenchidos por água. Observe-se que em um</p><p>poço escavado num aquífero deste tipo a água o Estará Preenchendo até o</p><p>nível freático.</p><p>53</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>UTILIZAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA NA ANTIGUIDADE</p><p>• O Uso da água subterrânea data de há tempos ancestrais. O velho</p><p>testamento tem várias referencias sobre o uso da água subterrânea,</p><p>nascentes e poços. Para além de poços manuais, a AS nos tempos</p><p>ancestrais era aproveitada através de poços horizontais Qanats.</p><p>54</p><p>Qanats no Irão</p><p>55</p><p>ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>UTILIZAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA NA ANTIGUIDADE</p><p>• Abertura de poços no Egipto (≈ 2.000 a.c.)</p><p>•</p><p>Sistema de “quanats” na Pérsia (≈ 800 a.c.)</p><p>• Furos profundos (>600 m) na China (≈ 500 a.c.)</p><p>DEFINIÇÕES E CONCEITOS FUNDAMENTAIS</p><p>Geohidrologia – parte de Hidrologia dedicada ao estudo de água</p><p>subterrânea.</p><p>Hidrogeologia – parte da Geologia que se ocupa com a ocorrência de água</p><p>subterrânea.</p><p>56</p><p>TRABALHO DE GRUPO - 1</p><p>Na base de revisão bibliográfica caracterize os sistemas hidrogeológicos</p><p>que servem de fontes de abastecimento de água dos seguintes</p><p>sistemas:</p><p>1 – Xai – Xai</p><p>2 – Chokwe</p><p>3 – Maxixe</p><p>4 – Tete</p><p>5 – Quelimane</p><p>6 – Pemba</p><p>7 – Manhiça</p><p>8 – Nacala</p><p>57</p><p>Ivan I. A. Nunes</p><p>Typewritten text</p><p>`</p><p>Slide 1: MESTRADO EM HIDRÁULICA E RECURSOS HÍDRICOS</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7: O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>Slide 8: O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>Slide 9: Não era tão óbvio!</p><p>Slide 10: O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>Slide 11: O CICLO HIDROLÓGICO</p><p>Slide 12: O Ciclo Hidrológico</p><p>Slide 13: Lições da breve história do ciclo</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21: Distribuição da água no ciclo hidrológico</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23</p><p>Slide 24</p><p>Slide 25</p><p>Slide 26</p><p>Slide 27</p><p>Slide 28</p><p>Slide 29</p><p>Slide 30: Fluxos</p><p>Slide 31</p><p>Slide 32: As vantagens do conhecimento do ciclo hidrológico</p><p>Slide 33: As desvantagens do conhecimento do ciclo hidrológico</p><p>Slide 34: No entanto …</p><p>Slide 35: O Clima é o motor</p><p>Slide 36: Clima como motor</p><p>Slide 37: ENOS</p><p>Slide 38: Algumas notas sobre o ciclo hidrológico</p><p>Slide 39: ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Slide 40: ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Slide 41: Balanço Hídrico Mundial</p><p>Slide 42: ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Slide 43: ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Slide 44: Recursos Hídricos Subterrâneos</p><p>Slide 45</p><p>Slide 46: ÁGUAS SUBSUPERFICIAIS</p><p>Slide 47: A taxa de infiltração de água no solo depende de muitos fatores:</p><p>Slide 48: O MOVIMENTO DA ÀGUA NO SOLO</p><p>Slide 49: A INFILTRAÇÃO E O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA</p><p>Slide 50: Zonas de ocorrência da água no solo de um aquífero freático</p><p>Slide 51: A INFILTRAÇÃO E O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA</p><p>Slide 52: A INFILTRAÇÃO E O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA</p><p>Slide 53: Zona de Saturação ou Zona Saturada</p><p>Slide 54: ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Slide 55: Qanats no Irão</p><p>Slide 56: ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO</p><p>Slide 57: TRABALHO DE GRUPO - 1</p>