Slide - Hidrogeologia

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Noções de Hidrogeologia
ABRL/2014
Hidrogeologia
É a ciência que trata do estudo da água na natureza, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas e suas reações com o meio ambiente, incluindo suas relações com a vida;
O termo hidrogeologia tem sido usado para a parte subterrânea da Hidrologia;
Hidrogeologia
Através do famoso teorema sobre deslocamento de fluidos apresentado no Tratado de Hidrodinâmica de Bernoulli (1738) e a Lei de Darcy (1856) sobre os fluxos nos meios porosos, teve início a fase quantitativa da Hidrogeologia;
Hidrogeologia
Ciclo da água
O termo hidrosfera refere-se a toda água do mundo, que é estimada em aproximadamente 1,4X1015 metros cúbicos
Hidrogeologia
Ciclo da água
Hidrogeologia
Ciclo da água
Hidrogeologia
Ciclo da água
A água sofre alterações de qualidade ao longo das diferentes fases do ciclo hidrológico;
A água salgada do mar é transformada em água doce pelo processo de evaporação;
A água doce que infiltra no solo dissolve os sais ali encontrados, escoando pelos rios que carrega estes sais para o oceano, bem como grande quantidade de outras substâncias dissolvidas e em suspensão.
Hidrogeologia
Ciclo hidrológico global e regional
Ciclo global
Ciclo fechado;
Recirculação de toda água;
Oceanos: mais evaporação do que precipitação;
Continente: mais precipitação do que evaporação;
Ciclo regional
Ciclo aberto;
Parte da água retorna, fechando parte do ciclo;
Parte da água é retirada pela atmosfera;
Parte da água é trazida de fora pela atmosfera;
Balanço hídrico
Hidrogeologia
Ciclo global: evaporação x precipitação
 423 x 1012 m3/ano
Do total evaporado globalmente:
85% vem dos oceanos (361 x 1012 m3/ano);
15% vem da superfície terrestre (62 x 1012 m3/ano);
Evaporação e transpiração
Do total precipitado globalmente
77% cai nos oceanos (324 x 1012 m3/ano);
23% sobre a superfície terrestre (99 x 1012 m3/ano)
A diferença do volume evaporado nos oceanos para o precipitado nos oceanos corresponde ao escoamento para os oceanos (37 x 1012 m3/ano) 
Hidrogeologia
Fatores que influenciam o ciclo
A quantidade de água e a velocidade de circulação em cada etapa do ciclo dependem, entre outros, dos seguintes fatores:
Cobertura vegetal;
Altitude;
Topografia;
Temperatura;
Tipo de solo e geologia
Hidrogeologia
Aquífero
É uma formação geológica, composta por rochas permeáveis seja pela porosidade granular ou fissural, capaz de armazenar e transmitir quantidades significativas de água;
O aquífero pode ser de variados tamanhos, podendo ter extensão de poucos km2 a milhares km2, ou também podem apresentar espessuras de poucos metros a centenas de metros.
Hidrogeologia
Aquífero
Termos básicos dos recursos hídricos subterrâneos
Aquífero: camada rochosa que armazena e transmite água;
Aquífero livre ou freático: sem camada confinante;
Aquífero confinado ou artesiano: camada confinante;
Poço freático: relacionado ao aquífero livre;
Poço artesiano: relacionado ao aquífero confinado;
Poço artesiano jorrante: nível piezométrico acima da topografia;
Nível freático: nível da água no aquífero livre;
Nível piezométrico: nível da água no poço artesiano 
Hidrogeologia
Aquífero
Para que se possa entender a classificação dos aquíferos, é necessário que se defina dois parâmetros hidrogeológicos fundamentais;
Porosidade específica (Sy): volume de água que é drenado pela gravidade (Vg) em relação ao volume total do material (Vt);
 Sy = 100 (Vg/Vt)
Valores médio:
Rochas ígneas e metamórficas fraturadas e/ou alteradas e basaltos: 5 – 10%;
Rochas sedimentares: 5 – 18%;
Sedimentos arenosos: 7 – 27%;
Argilas: 1 – 2%
Hidrogeologia
Aquífero
Condutividade hidráulica (K) expressa em cm/s: 
Refere-se à facilidade da formação aquífera de exercer a função de um condutor hidráulico e depende tanto das características do meio (porosidade, tamanho, distribuição, forma e arranjo das partículas) quanto a viscosidade do fluido;
Essa propriedade é utilizada para estimar a velocidade de deslocamento da água e das plumas de contaminação pela seguinte fórmula:
V = K x i, onde i é o gradiente hidráulico;
Hidrogeologia
Aquífero
Transmissividade (T), dada em m2/s:
Corresponde à quantidade de água que pode ser transmitida horizontalmente por toda a espessura saturada do aquífero;
Pode conceituá-la como a taxa de escoamento da água de uma faixa vertical do aquífero com largura unitária submetida a um gradiente hidráulico unitário;
Para aquíferos confinados a transmissividade é calculada pela expressão T = K x b, onde b é a espessura saturada do aquífero
Hidrogeologia
Classificação geral dos aquíferos
Aquífero livre: água se encontra sob condições de pressão atmosférica;
Aquífero confinado: a água se encontra armazenada sob pressões superiores a pressão atmosférica, devido a presença da camada confinante;
Aquíferos: Sy= 5 – 20% e K> 10 – 4 cm/s (sedimento arenoso e rocha fraturada);
Aquítardes: Sy= 2 – 5% e K> 10-4 a 10-6 cm/s (silte e sedimento silto-argilosos);
Aquícludes: Sy=1-2% e K=10-6 a 10-9 cm/s (argilas);
Aquifuges: Sy<1% d K<10-9 cm/s (afugentam a água, não existem na prática)
Hidrogeologia
Classificação segundo a geologia do material saturado
Aquíferos porosos: 
Ocorrem em rochas sedimentares consolidadas, sedimentos inconsolidados e solos arenosas, decomposto in situ;
Constituem os mais importantes aquíferos, pelo grande volume de água que armazenam e por sua ocorrência em grandes áreas;
Eles ocorrem nas Bacias Sedimentares e em todas as várzeas onde se acumulam sedimentos arenosos;
A porosidade é quase sempre homogeneamente distribuída, permitindo que a água flua para qualquer direção em função somente dos diferenciais de pressão ali existentes – esta propriedade é conhecida como isotropia.
Hidrogeologia
Classificação segundo a geologia do material saturado
Aquíferos fraturados ou fissurados:
Ocorrem em rochas ígneas ou metamórficas;
A capacidade destas rochas em acumularesm água está relacionada à quantidade de fratruas, suas abverturas e suas intercomunicações;
A importância destes aquíferos está muito mais em sua localização geográfica do que na quantidade de água que armazenam;
Eles fornecem poucos métricos cúbicos de água por hora;
Nestes aquíferos a água só pode fluir onde houver fraturas, que quase sempre tendem a ter orientações preferenciais e, por isto, diz-se que são meios aquíferos anisótropos. 
Hidrogeologia
Classificação segundo a geologia do material saturado
Aquíferos cársticos
São os aquíferos formados em rochas carbonáticas;
Constituem um tipo particular de aquífero fraturado, onde as fraturas, devido à dissolução do carbonato pela água, podem atingir aberturas muito grandes, criando verdadeiros rios subterrâneos;
É comum em regiões com grutas calcárias.
Hidrogeologia
Águas subterrâneas x águas superficiais
Um rio que fornece água para a zona saturada de um aquífero chama-se de INFLUENTE, em relação ao aquífero;
A água do aquífero que se infiltra no curso de água superficial, por se encontrar em um nível mais elevado, o rio será EFLUENTE, relativamente ao aquífero;
Um mesmo rio pode ser INFLUENTE e em outra situação EFLUENTE em relação a água subterrânea