8 Águas Subeterrâneas

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Águas Subterrâneas
Adaptado de Azevedo e Albuquerque Filho in Oliveira e Brito (2009)
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Importância para a Engenharia
Sua presença influencia nos processos de dinâmica superficial e na estabilidade das obras de engenharia.
A alteração no volume ou conteúdo pode instabilizar o maciço rochoso, resultando em colapsos e recalques.
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Infiltração e Escoamento Subterrâneo
A zona de aeração é caracterizada por uma parte dos espaços intergranulares estar preenchido com água e a outra parte com ar. Esta zona não saturada também é chamada de zona vadosa.
A zona de saturação está abaixo da zona de aeração e apresenta todos os espaços intergranulares ocupados por água, o que permite denominá-la de zona de saturação.
O limite entre essas duas zonas é chamado de nível da água subterrânea ou nível freático.
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Infiltração e Escoamento Subterrâneo
As áreas de recarga, são as porções do terreno onde ocorre a alimentação do aquífero pela infiltração das águas de superfície e em geral são as áreas de máximo potencial hidráulico.
As áreas de descarga são as regiões de menor carga hidráulica, para as quais as linhas de fluxo convergem. Estas podem estar associadas a rios, fontes, lagos, ou a elementos de drenagem artificial (drenos em obras civis, escavações subterrâneas) ou de drenagem profunda (cavernas em calcário).
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Propriedades Hidráulicas
Porosidade: designa os espaços vazios ou poros existentes nos diferentes tipos de materiais.Pode ser porosidade granular ou de interstícios (solos e sedimentos) e porosidade de fraturas, fissuras ou fendas (meios fraturados como granitos, gnaisses e outras rochas ígneas e metamórficas). Ainda há a porosidade cárstica típica de rochas solúveis formadas pela dissolução de rochas calcárias.
Permeabilidade: É o escoamento de líquidos nos meios porosos granulares e foi estudada por Henry Darcy. Este provou que o fluxo que atravessa um meio poroso homogêneo e isotrópico tem velocidade constante.
O coeficiente de permeabilidade exprime a maior ou menor facilidade com que a água percola através de um meio poroso. 
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Regimes de Fluxo
Cada partícula de fluido descreve uma trajetória bem definida, com velocidade constante no sentido do escoamento. Neste caso, as linhas de fluxo são determinadas pela forma do conduto pelo qual escoa o fluido, não ocorrendo deslocamentos transversais, nem havendo misturas no processo de escoamento. Este regime de fluxo é denominado fluxo laminar.
Quando ocorrem oscilações na velocidade e nas pressões, ocorrem movimentos rotacionais e transversais que caracterizam o fluxo turbulento.
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Escoamento em Meios Fraturados
Em rochas cristalinas, com baixo grau de porosidade, o escoamento pela matriz é praticamente nulo e as descontinuidades desempenham papel fundamental no escoamento. Essas descontinuidades podem ser diáclases, juntas, fraturas e falhas, tornando o meio descontínuo, hetereogêneo e anisotrópico.
De modo geral, nos granitos, e nas rochas de alto grau metamórfico, como gnaisses, migmatitos e granulitos a permeabilidade tende a zero em profundidade devido ao confinamento. Em superfície, por alívio das tensões, as fraturas se encontram mais abertas, resultando não só em um aumento da permeabilidade do maciço, como também no desenvolvimento de juntas de tração. Estas são descontinuidades de andamento, subparalelos à topografia e que mostram condutividades hidráulicas elevadíssimas. 
Deve-se conhecer: orientação espacial das famílias de descontinuidades; suas aberturas; espaçamento entre elas e a rugosidade das paredes
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Escoamento em Outros Meios
Nos maciços magmáticos extrusivos, como os basaltos, gerados por emissões sucessivas de lavas, a qualquer profundidade são esperadas descontinuidades subhorizontais de alta condutividade hidráulica. 
As rochas sedimentares vão apresentar escoamentos variáveis em função da granulometria, imbricamento, tipo e quantidade de matriz e de cimento.
As rocha de médio a baixo grau metamórfico (xistos, filitos e ardósias) apresentam um padrão de permeabilidade muito variável.
Normalmente a passagem da rocha intemperizada para a rocha sã é brusca havendo uma diminuição significativa na permeabilidade do maciço.
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Tipos de Aquíferos
Aquífero é caracterizado por materiais (solos e sedimentos) ou rochas que armazenam água e permitem a sua circulação.
O nível da água subterrânea pode estar submetido a uma pressão igual ou superior à atmosférica. No primeiro caso, os aquíferos são ditos freáticos ou livres e o correspondente nível de água é dito nível piezométrico.
Aquicludes apesar de estarem saturados não permitem a sua circulação. São rochas ou materiais essencialmente argilosos.
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Efeitos do rebaixamento da água subterrânea 
No interior de um maciço, a água contida nos poros ou no interior das descontinuidades, juntamente com a pressão que atua sobre as partículas do esqueleto sólido suportam toda a carga de solo e rocha acima de um referido ponto.
Se a pressão ou o conteúdo de água é reduzido por qualquer meio (bombeamento, drenagem etc), ocorre uma redução no “apoio” proporcionado pelo fluido às camadas sobrejacentes com o consequente aumento da carga sobre a parte sólida, provocando deslocamentos relativos, deformação e queda de partículas, levando a subsidência e recalques, que são movimentos descendentes verticais da superfície do terreno.