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Águas subterrâneas Profa. Aline Marchesi RECAPITULANDO Na última aula vimos um pouco sobre: Conceito de Evaporação e Transpiração; Fatores intervenientes nos processos de evaporação e transpiração; Formas de medição evaporação e evapotranspiração Estimativas de medição Evaporação e Evapotranspiração NESTA AULA VEREMOS: Conceito de águas subterrâneas; Ocorrência; Conceitos de percolação, zona não saturada, zona saturada, área de recarga; Usos das águas subterrâneas; Conceito de hidrogeologia; Conceito de aquíferos, tipos de aquíferos, funções, vantagens e riscos; fontes de poluição ÁGUAS SUBTERRÂNEAS As águas subterrâneas são aquelas que se encontram sob a superfície da Terra, preenchendo os espaços vazios existentes entre os grãos do solo, rochas e fissuras. Do ponto de vista hidrológico, a água encontrada na zona saturada do solo é dita subterrânea. zona saturada Em regiões áridas e semi-áridas pode ser o único recurso disponível para consumo. ÁGUAS SUBTERRÂNEAS OCORRÊNCIA DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS NO MUNDO: Alguns especialistas indicam que a quantidade de água subterrânea pode chegar até 60 milhões de km3, mas a sua ocorrência em grandes profundidades pode impossibilitar seu uso; Por essa razão, a quantidade passível de ser captada estaria a menos de 4.000 metros de profundidade, compreendendo cerca de 8 e 10 milhões de km3 . NO BRASIL As reservas de água subterrânea são estimadas em 112.000 km3 (112 trilhões de m3) e a contribuição multianual média à descarga dos rios é da ordem de 2.400 km3/ano (2 % do volume); Nem todas as formações geológicas possuem características hidrodinâmicas que possibilitem a extração econômica de água subterrânea para atendimento de médias e grandes vazões pontuais; As vazões já obtidas por poços variam, no Brasil, desde menos de 1 m3/h até mais de 1.000 m3/h. Ocorrência das águas subterrâneas ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Países como Arábia Saudita, Dinamarca e Malta utilizam exclusivamente dessas águas para todo o abastecimento humano. Enquanto que na Áustria, Alemanha, Bélgica, França, Hungria, Itália, Holanda, Marrocos, Rússia e Suíça, mais de 70% da demanda por água é atendida por manancial hídrico subterrâneo; No Brasil cerca de 55 % dos distritos são abastecidos por água subterrânea. Cidades como Ribeirão Preto (SP), Maceió (AL), Mossoró (RN) e Manaus (AM), suprem todas as suas necessidades hídricas utilizando esse tipo de abastecimento. ÁGUAS SUBTERRÂNEAS PERCOLAÇÃO Abastecimento dos aquíferos (mantém vazão dos rios durante as estiagens); Redução do escoamento superficial: cheias, erosão É a passagem de água da zona não-saturada (zona de aeração) para a zona saturada Águas subterrâneas: percolação Águas subterrâneas • Zona não saturada onde a água e o ar preenchem os espaços vazios entre os grânulos; • Zona saturada onde a maioria dos espaços vazios é preenchida por água. • Nível freático situa-se no limite entre as duas zonas, demarcando o contato entre estas. Popularmente é reconhecido como Lençol freático. Hidrogeologia “É a ciência que estuda as águas subterrâneas (aquíferos), seu movimento, ocorrência, propriedades, interações com o meio físico e biológico, bem como os impactos das ações dos seres humanos na qualidade e quantidade nessas águas (poluição, contaminação e superexplotação).” Aquíferos Unidades rochosas ou de sedimentos, porosas e permeáveis, que armazenam e transmitem volumes significativos de água subterrânea passível de ser explorada. Tipos de aquíferos Os aquíferos podem ser classificados: 1. Quanto aos tipos de espaços vazios 2. Quanto a sua posição e estrutura Quanto aos tipos de espaços vazios É aquele formado por rochas sedimentares consolidadas, sedimentos inconsolidados ou solos arenosos, onde a circulação da água se faz nos poros formados entre os grãos de areia, silte e argila de granulação variada AQUÍFERO POROSO OU SEDIMENTAR Formado por rochas ígneas, metamórficas ou cristalinas, duras e maciças, onde a circulação da água se faz nas fraturas, fendas e falhas, abertas devido ao movimento tectônico Ex.: basalto, granitos, filões de quartzo, etc.. Poços perfurados nessas rochas fornecem poucos metros cúbicos de água por hora AQUÍFERO FRATURADO OU FISSURAL Formado em rochas calcáreas ou carbonáticas, onde a circulação da água se faz nas fraturas e outras descontinuidades (diáclases) que resultaram da dissolução do carbonato pela água. Essas aberturas podem atingir grandes dimensões, criando, nesse caso, verdadeiros rios subterrâneos AQUÍFERO CÁRSTICO (KARST) AQUÍFERO CÁRSTICO (KARST) QUANTO A SUA POSIÇÃO E ESTRUTURA Livres São aqueles cujo o topo é demarcado pelo nível freático, estando em contato com a atmosfera. Normalmente ocorrem a profundidades de alguns metros a poucas dezenas de metros da superfície; Confinados ocorre quando um estrato permeável (aquífero) está confinado entre duas unidades pouco permeáveis (aquiclude) ou impermeáveis; Se as formações geológicas não são aquíferas então podem ser definidas como: Aquitardo – Formação geológica que pode armazenar água mas que a transmite tão lentamente não sendo rentável o seu aproveitamento a partir de poços. Aquiclude - Formação geológica que pode armazenar água mas não a transmite (a água não circula). Aquífugo - Formação geológica impermeável que não apresentam poros interconectados e não absorvem e nem transmitem a água. REABASTECIMENTO DO AQUÍFERO Áreas de Recarga A recarga natural depende da quantidade de chuvas e do equilíbrio que se estabelece entre a infiltração, escoamento e evaporação (Importância: topografia, tipo de solo, cobertura vegetal). Recarga Direta: os aquíferos são reabastecidos por meio de infiltração direta das águas na superfície do solo/rocha. Esta infiltração ocorre em toda superfície dos aquíferos livres OU, no caso dos aquíferos confinados, nas áreas de afloramento (áreas onde a rocha “aparece”na superfície). REABASTECIMENTO DO AQUÍFERO Recarga Direta: ÁGUAS SUBTERRÂNEAS FATORES LIMITANTES PARA A RECARGA DE UM AQUÍFERO Porosidade do subsolo: a presença de argila no solo diminui sua permeabilidade, não permitindo uma grande infiltração; Cobertura vegetal: um solo coberto por vegetação é mais permeável do que um solo desmatado; Inclinação do terreno: em declividades acentuadas a água corre mais rapidamente, diminuindo a possibilidade de infiltração; Tipo de chuva: chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo que chuvas finas e demoradas têm mais tempo para se infiltrarem O Aquífero Guarani É uma das maiores reservas subterrânea de água doce do mundo (estima-se um volume de 37 bilhões de m3 em uma área de 1,2 milhões de Km2); Volume de aproximadamente 45 mil km³ e profundidade máxima por volta de 1.800 m, com uma capacidade de recarregamento de aproximadamente 166 km³ ao ano por precipitação; É dito que esta vasta reserva subterrânea pode fornecer água potável ao mundo por duzentos anos; No Brasil, o aquífero guarani integra o território de oito estados: Mato Grosso do Sul 213 200 km² Rio Grande do Sul 157 600 km² São Paulo 155 800km² Paraná 131 300 km² Goiás 55 000 km² Minas Gerais 51 300 km² Santa Catarina 49 200 km² Mato Grosso 26 400 km² O Aquífero Alter do Chão É a maior reserva subterrânea de água doce do mundo (Amazonas, Pará e Amapá); 86 mil km³ de água, bem superior à capacidade do aquífero Guarani – 45 mil km³ de água – que se espalha pelo Brasil, Paraguai, Argentina e Uruguai). FUNÇÕES DOS AQUÍFEROS Produção: consumo humano, industrial ou irrigação; Estocagem e regularização: estocar excedentes de água que ocorrem durante as enchentes dos rios; Filtro: atuam como filtros naturais, minimizando os custos de tratamento para consumo; Transporte: conduzem água de uma área de recarga (onde a água infiltra) para as áreas de bombeamento, onde estão situados os poços Estratégica: Protegem a água armazenada tanto da evaporação, como das consequências das guerras e sabotagens; Energética: aquecimento da água pelo gradiente geotermal como fonte de energia elétrica ou termal; Mantenedora: mantém o fluxo de base dos rios • Qualidade As águas subterrâneas possuem elevado padrão de qualidade físico-química e bacteriológica. Dispensam, na maioria dos casos, tratamento físico-químico. • Quantidade Os volumes são superiores aos das águas superficiais. Sua vazão (quantidade de água/tempo) é menos afetada por períodos de estiagem prolongada e não apresenta perdas por evaporação, como nos reservatórios de superfície. • Distribuição As águas subterrâneas ocupam áreas muito maiores do que a calha de um rio ou lagoa, o que permite a perfuração de poços nos locais onde as demandas ocorrem. Nesse sentido, as águas subterrâneas facilitam a distribuição setorizada, visto que a distância dos poços até o reservatório ou caixa de água é, em geral, de pequena extensão. Vantagens • Usos Múltiplos (abastecimento, indústria, agricultura, entre outros) e, ainda, aquelas que apresentam temperaturas elevadas podem ser exploradas economicamente (turismo termal - estâncias termais). • Custos O valor de perfuração dos poços, assim como os prazos de execução, são geralmente inferiores aos necessários para as obras de captação e transporte de águas de superfície. Facilidade da perfuração de poços permite planejar a implantação gradual do sistema de abastecimento à medida que cresce a demanda. • Meio ambiente Os impactos ambientais são consideravelmente pequenos, quando instalados e operados adequadamente, ficando restritos a área de captação (poço tubular). Vantagens • Superexplotação A velocidade da extração pode superar a renovação (recarga) das águas retiradas, provocando a exaustão; Por estarem “escondidas” no subsolo, as águas subterrâneas são mais difíceis de serem avaliadas, exigindo metodologias complexas. • Salinização A baixa circulação da água nas fraturas (aquíferos fissurais), principalmente em áreas com índice elevado de evaporação, pode provocar a salinização (aumento do teor de sal) do aquífero; Além disso, a superexplotação em áreas próximas ao mar podem ocasionar intrusão salina. • Subsidência A exploração de forma inadequada, principalmente em áreas carbonáticas, pode causar subsidência (afundamentos) de terrenos; Riscos • Poluição Os custos e a complexidade técnica de remediação e recuperação podem ser extremamente elevados, demandando longos períodos. • Ausência de capacidade técnica a falta de monitoramento, conhecimento e pessoal técnico especializado em águas subterrâneas são desafios a serem superados na gestão integrada e sistêmica de recursos hídricos. Riscos Subsidência * movimento para baixo ou afundamento do solo causado pela perda de suporte subjacente, que leva ao colapso das construções civis; Possíveis consequências Salinização /intrusão salina Avanço da cunha salina – avanço da água do mar em superfície, sobre a água doce salinizando o aquífero; Os aquíferos costeiros fluem quase sempre para o mar, em gradiente variável. Salinização /intrusão salina Salinização /intrusão salina •Pelo fato de ocorrerem no subsolo sob uma zona de material rochoso não-saturado ou camadas rochosas pouco permeáveis, as águas subterrâneas encontram-se relativamente melhor protegidas contra agentes potenciais ou efetivos de poluição. Poluição Principais fontes de Poluição Curiosidades Rio Branco - AC: Legislação específica em elaboração. O uso de poços é comum. Maceió - AL: Apesar da lei, falta fiscalização e estima-se que poços são usados por 80% da população. Há registros de contaminação por poluentes industriais em duas áreas. Manaus - AM: O uso de poços está disseminado mas a legislação sobre o assunto ainda está em elaboração. Macapá - AP: Legislação específica em elaboração. O uso de poços é comum. Minas Gerais: Legislação não específica, mas abordado o assunto na Política Estadual de Recursos Hídricos (Lei nº 13.199 DE 29 DE JANEIRO DE 1999) Salvador - BA: Existe lei mas a fiscalização é precária. São estimados mais de 1000 poços clandestinos.
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