Aula4 Aguas Subterraneas 2014 2

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ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
Eng. Walter Corrêa Carvalho Junior, Esp. 
GPA – CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS 
 
 
Conteúdo da Aula 
 Importância das águas Subterrâneas. 
 
 Classificação dos Aquíferos. 
 
 Exploração de Aquíferos 
 
 Lei de Darcy. 
 
 Transmissividade. 
 
 Coeficiente de Armazenamento. 
 
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Linhas de Fluxo da Água Subterrânea 
• Velocidade= 1 m/s 
• turbulento 
• Velocidade= 1 m/dia (laminar) 
 
VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO: 
-Geralmente dispensa tratamento 
-Geralmente dispensa adutoras 
-Escalonamento mais favorável das 
 obras 
-Menor risco sanitário 
-Reserva confiável se não for 
 super explorada 
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*IDEAL QUE FOSSE RESERVA ESTRATÉGICA 
Divisões do sistema subterrâneo: Escala Local 
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– Classificação dos aquíferos – conforme a formação e a pressão 
ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
Aquífero confinado ou artesiano 
Aquífero livre ou freático 
Poço artesiano Poço artesiano Poço freático 
Poço artesiano 
surgente 
Aquífero 
suspenso 
– Aquíferos – formações hidrogeológicas que permitem que a água 
movimente-se e seja transmitida em quantidades significativas. 
Ex: Quantidades economicamente viáveis para usos diversos. 
Poço bom em MT  1000 a 5000 m³/dia (indústrias), 5 m³/dia a 
20 m³/dia (residências), 0,5 m³/dia (deserto). Diretamente ligada a 
permeabilidade e porosidade. 
 
– Aquitardes – formações hidrogeológicas que permitem que a 
água movimente-se, mas em quantidades não significativas 
(muito inferiores às dos aquíferos – natureza semipermeável). 
Capaz de transmitir água para grandes áreas e são conhecidos 
como camadas confinantes drenantes. 
 
– Aquicludes – formações hidrogeológicas que praticamente não 
permitem que a água movimente-se. 
• Do ponto de vista prático, são consideradas impermeáveis 
ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
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CÁLCULOS!!! 
Lei de Darcy 
• A lei de Darcy fornece uma 
descrição precisa do fluxo de água 
subterrânea em quase todos os 
ambientes hidrogeológicos, sendo 
até hoje, base para os modelos 
mais avançados. 
• Henry Philibert Gaspard Darcy (1803 – 1858) 
• Conhecidos por seus estudos hidráulicos. 
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Lei de Darcy 
• A Lei de Darcy rege o escoamento da água nos 
solos saturados e é representada pela seguinte 
equação: 
Onde: 
 V = velocidade da água através do meio poroso; 
 K = condutividade hidráulica saturada 
 dh = variação de Carga Piezométrica 
 dL = variação de comprimento na direção do fluxo 
 dh/dL = perda de carga K 
Q 
Q L 
H 
dL
dh
KV 
Δ V 
S 
ΔH H1 
H2 
L 
O experimento de Darcy: 
i= ΔH L Q= ΔV ΔT Va= S Q 
) 
L 
h h 
Q saída entrada 
 
 K hidráulica adecondutividk 
ltransversasessãodaáreaA 
( A 
hidráulico gradientei 
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Lei de Darcy 
• Henri Darcy estabeleceu empiricamente 
que a velocidade do fluxo de água por 
uma formação permeável é proporcional 
ao comprimento da coluna de areia (L). A 
partir disto, é determinada uma constante 
de proporcionalidade, conhecida como 
condutividade hidráulica (K). 
 
• Condutividade Hidráulica (K) ou coeficiente de 
permeabilidade é a medida da habilidade do aquífero 
de conduzir água sob influência do gradiente de uma 
superfície potenciométrica. 
• Solo arenoso: 23,5 cm/hora 
• Solo siltoso: 1,32 cm/hora 
• Solo argiloso: 0,06 cm/hora 
 
Condutividade de água em 
condição de saturação 
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Lei de Darcy 
Δh 
L 
A 
Q=K*A*(Δh/L) 
Q 
Fonte: Zoltan (2011) 
Exemplo da Lei de Darcy 
• Suponhamos que o desenho anterior seja um aquífero 
confinado com condutividade hidráulica igual a 50 
m/dia, espessura do aquífero de 10 m e comprimento 
de 1 m, sendo que a queda da carga hidráulica num 
bombeamento foi de 1 m. Qual é o fluxo de vazão 
neste aquífero? 
 
Q=K*A*(Δh/L) 
Q=50*(10*1)*(1/1) = 50 m³/dia 
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Outro Exemplo 
• No permeâmetro da figura ao lado, 
adote Δh = 28 cm e ΔL = 50 cm. A seção 
transversal do permeâmetro é de 530 
cm². Mantida a carga hidráulica, mediu-
se um volume de 100 cm³ escoando em 
18 segundos. Qual é o coeficiente de 
permeabilidade do material? 
 
Q= ΔV/Δt = 100/18 = 5,5 cm³/s 
Δh/ΔL = i = 28/50 = 0,56 
Q=K*A*(Δh/L) 
K= Q/iA = 1,9 x 10-2 cm/s 
Transmissividade (T) dos 
Aqüíferos 
É simplesmente o produto de K pela espessura 
saturada do aqüífero: T = K.b 
 b = Espessura do aqüífero (m) K = Condutividade hidráulica (m/s) 
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Transmissividade (T) dos 
Aqüíferos 
Geralmente expresso em m2/dia, é o 
parâmetro mais importante, sendo definido 
através de testes (bombeamento, 
recuperação, etc.) 
• No Exemplo anterior (exemplo do permeâmetro), 
concluímos que a condutividade hidráulica da 
amostra foi de k = 1,9 x 10-2 cm/s. Considerando 
esta amostra como representativa da espessura do 
aquífero, calcule sua transmissividade. 
 
 
T=K*b  b = ΔL = 50 cm 
T= 1,9 x 10-2 * 50 = 0,95 cm²/s 
Exemplo 
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G
e
o
lo
g
ic
a
l S
u
rv
e
y
 W
a
te
r 
S
u
p
p
ly
 P
a
p
e
r 
2
2
2
0
, 
1
9
8
3
 
S = VA/(Asup H) 
VA 
VA 
H 
Asup 
Relação entre a quantidade de água (VA) liberada por um volume 
 unitário de aquífero quando a carga piezométrica abaixa 1m e esse volume (Asup H). 
Coeficiente de 
Armazenamento 
Definido como o volume de água que um aqüífero 
libera a partir de um armazenamento por 
unidade de área de sua superfície, a partir do 
rebaixamento de igual unidade de sua altura 
piezométrica. Essencial em testes de aqüífero. 
• Em aqüíferos confinados, S pode variar entre 
0,00001 a 0,001 
• Para aqüíferos não confinados, S pode variar 
entre 0,01 e 0,25. Aproximadamente igual ao 
rendimento específico 
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Exercício 
 
S = VA/(Asup H)