Agua Subterranea

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ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 
 
 
⇒ DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA NATUREZA
 
 
 
Reservatório Área 
(103 km2) 
Volume 
 (106 km3) 
% do Volume 
Total 
% do Volume 
de água doce 
Oceanos 361.300 1.338 96,5 - 
Subsolo 134.800 23,4 1,7 - 
Água doce 10,53 0,76 29,9 
Umidade do solo 0,016 0,001 0,05 
Calotas polares 16.227 24,1 1,74 68,9 
Antártica 13.980 21,6 1,56 61,
Groenlândia 1.802 2,3 0,17 6,68 
Ártico 226 0,084 0,006 0,
Geleiras 224 0,041 0,003 0,12 
Solos gelados 21.000 0,300 0,022 0,86 
Lagos 2.059 0,176 0,013 0,26 
Água doce 1.236 0,091 0,007 
Água salgada 822 0,085 0,006 
Pântanos 2.683 0,011 0,0008 0,03 
Calha dos rios 14.880 0,002 0,0002 0,006 
Biomassa 0,001 0,0001 0,003 
Vapor atmosférico 0,013 0,001 0,04 
Totais 510.000 1.386,00 100,00 -
 
7 
24 
 
Água doce 35,00 2,53 100,00 
 
 
⇒ OCORRÊNCIA DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
 
 
 1
⇒ Altura de ascensão capilar (hc)
 
d
hc γ
ασ cos4= 
 
σ = coeficiente de tensão superficial; 
α = ângulo de contato do menisco com a parede do capilar; 
γ = peso específico do líquido; e 
d = diâmetro do capilar 
 
 de 20ºC: - Considerando água à temperatura
 
d
hc
αcos30= 
 
⇒ AQÜÍFEROS (formações ou camadas de subsolo da zona saturada das 
quais a água subterrânea pode ser extraída) 
 
1) Aqüífero confinado (a
 Contém água sob p
rtesiano) 
ressão maior que a atmosférica pela ação de 
is. 
ano: 
- Jorrante (linha piezométrica acima da superfície do solo) 
- Não jorrante (linha piezométrica abaixo da superfície do solo) 
-
confinamento por duas camadas impermeáve
 Efeito análogo ao de um conduto forçado. -
- Poço Artesi
 
 
2) Aqüífero não confinado (freático) 
- O nível ou superfície livre da massa d’água delimita a zona de saturação. 
 - Submetido à pressão atmosférica.
- O aqüífero suspenso é um caso especial de aqüífero não confinado. 
- Lençol freático: nível superior ou superfície livre da camada de água 
 é a atmosférica (p/ γ = 0). É 
omo o nível estático da água em poços que penetram a 
zona 
- Poç
subterrânea sobre a qual a pressão reinante
também definido c
de saturação. 
o freático 
 
 2
 
 
 
 
 
 
⇒ CARACTERÍSTICAS DOS AQÜÍFEROS: 
 
- A quantidade de água subterrânea possível de ser extraída em qualquer 
área depende das características do aqüífero correspondente e da 
intensidade e freqüência de sua recarga. 
 
 3
- A capacidade do aqüífero conter água é medida através da sua porosidade 
(relação entre o vol. de poros e o volume total de sua formação). 
 
- Uma alta porosidade não significa que um aqüífero fornecerá grandes 
volumes de água para um poço ⇒ a única água possível de se obter do 
aqüífero é aquela que flui livremente sob gravidade. 
 
- Porosidade efetiva ou Vazão específica ou Contribuição específica (Ce) 
 
 formaçãodatotalVol
livrementedrenaqueáguadeVolCe
.
.= 
 
- Retenção específica (Re): porção de água retida no aqüífero pelas forças 
de atração capilar 
 
formaçãodatotalVol.
gravidadedaaçãoacontraretidoáguadeVol.Re = 
 Os aqüíferos de maior importância econômica são depósitos de areia e 
Características de alguns tipos de sedimentos
 
- Porosidade = Ce + Re 
 
 
-
cascalho com alta vazão específica. 
 
 
Ce (%) 
 
 
Material Porosidade (%) 
Argila 45 3 
Areia 35 25 
Cascalho 25 22 
Cascalho e areia 20 16 
Arenito 15 8 
Calcário, Argilito 5 2 
Quartzito 1 0,5 
 
 
 
 4
 
 
 Transmissividade do Aqüífero- : 
 de uma faixa do aqüífero de largura unitária, sob 
m gradiente hidráulico unitário. 
 
- Descarga através 
u
 
 
 
 
 
 - A transmissividade do aqüífero equivale à vazão que atravessa uma 
aixa unitária do aqüífero de certa profundidade sob variação unitária da 
nha piezométrica. 
T = K Y 
 = espessura ou profundidade da camada saturada do aqüífero (m); 
 = largura unitária. 
 
 
 
 
 
 
 
f
li
 
 
 
T = transmissividade (m2/dia); 
 = permeabilidade do aqüífero (m/dia) K
Y
B
 5
⇒ PRINCÍPIOS BÁSICOS DO ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS 
 
 
- Equação de Darcy (Henry Darcy, 1856) 
 
 
iK
L
ΔHKq −=−= 
 
 
 
- Exemplo: Um pesquisador foi a campo para coletar uma amostra 
deformada de solo num anel com diâmetro de 5,4 cm e altura de 3 cm. 
m seguida levou a amostra para o laboratório, procedeu a saturação da 
Após um tempo de 5 minutos coletou-se o volume d’água que passou 
ela amostra de solo totalizando 20 ml. Qual será a condutividade 
 
 
 
 
in
E
mesma, e estabeleceu uma altura de lâmina d’água de 4 cm sobre a 
amostra, conforme esquema a seguir 
 
 
 4 cm 
solo 
 
 3 c m 
 
 funil 
 
 
 
proveta 
 
 
 
 
 
p
hidráulica saturada do solo. 
 
 
 
 6
- Exp ero freáticoloração de poços em aqüíf 
 
 
 
 O fluxo através de ua uer cilindro, a uma distância r- q lq do centro do poço, 
 obtido pela equação de D 
 
é arcy:
 
dr
dhKq −= h r π2A = 
 
 
dr
dhhr 2K Q π−= 
 
- Conhecidos o nível da água no poço e o nível da superfície freática 
correspondente a um raio R2, tem-se: 
 
 
 
( ) ( )[ ]
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
−=
1
2
2
1
2
2
R
Rln
hhK π- Q
 
 
 
 
 
 7
 
- Exploração de poços em aqüífero artesiano 
 
 
 
 
u- O fl xo através de qualquer cilindro, a uma distância r do centro do poço, 
 obtido pela equação de Darcy: 
 
 
é
dr
dHKq −= br 2A π= 
 
 
dr
br 2K Q π−= 
 
dH
- Conhecidos o nível da água no poço e o nível da superfície piezométrica 
correspondente a um raio R2, tem-se: 
 
 
 
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
−=
1
2
12
R
Rln
)H(HK b π2- Q
 
 8