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PRINCÍPIOS DE PRINCÍPIOS DE HIDROGEOLOGIAHIDROGEOLOGIA Estimativa do ciclo global da água e seus Estimativa do ciclo global da água e seus reservatórios reservatórios AA proporçãoproporção entreentre osos volumesvolumes dasdas trêstrês esferasesferas representadasrepresentadas nana figurafigura correspondecorresponde àà dosdos volumesvolumes dede águaágua contidoscontidos nosnos continentes,continentes, nosnos oceanosoceanos ee nana atmosferaatmosfera.. AsAs setassetas indicamindicam aa trocatroca dede águaágua entreentre eleseles.. Produtos de origem animal Litro Kg-1 Cultura Litro Kg-1 Couro bovino Carne de boi Carne de carneiro Queijo Porco 16.600 15.500 6.100 5.000 4.800 Arroz Amendoim (com casca) Trigo Milho Maçã ou Pera 3.400 3.100 1.300 900 700 Leite em pó Carne de cabra Galinha Ovos Leite 4.600 4.000 3.900 3.300 1.000 Laranja Batata Repolho Tomate Alface 460 250 200 180 130 Fonte: Carlos E. G. Giampá (Revista Água e Meio Ambiente Subterrâneo, maio/abril 2014) Evolução e projeção do consumo total mundial anual de água (km3) Ano Consumo 1900 579 1950 1.382 2000 3.973 2025 (projeção) 5.235 Fonte: O Atlas da Água (2005) Médias globais de Pegadas Hídricas 1 taça de vinho 1 xícara de café 1 Kg de açúcar refinado 120 litros de água 140 litros de água 1.500 litros de água 100g de chocolate 1 hambúrguer 1 camiseta de algodão 1 Kg de carne bovina 2.400 litros de água 2.400 litros de água 2.700 litros de água 15.500 litros de água Fonte: Carlos E. G. Giampá (Revista Água e Meio Ambiente Subterrâneo, maio/abril 2014) Alguns aspectos relacionados à utilização de Alguns aspectos relacionados à utilização de água subterrâneaágua subterrânea �� Qualidade superior, muitas vezes dispensando tratamento;Qualidade superior, muitas vezes dispensando tratamento; �� Menor risco de contaminação acidental;Menor risco de contaminação acidental; �� Maior facilidade e menor custo de captação;Maior facilidade e menor custo de captação; �� Uma vez contaminada, implica em altos custos para Uma vez contaminada, implica em altos custos para �� Uma vez contaminada, implica em altos custos para Uma vez contaminada, implica em altos custos para remediação;remediação; �� Mananciais superficiais e subterrâneos estão naturalmente Mananciais superficiais e subterrâneos estão naturalmente integrados através do Ciclo Hidrológico;integrados através do Ciclo Hidrológico; �� RecomendaRecomenda--se um gerenciamento integrado dos recursos se um gerenciamento integrado dos recursos superficiais e subterrâneos.superficiais e subterrâneos. ComportamentoComportamento dada águaágua nosnos porosporos emem cadacada zonazona dodo perfilperfil dede solosolo franja capilar zona intermediáriazona intermediária zona de umidade Classificação das unidades geológicas quanto à ocorrência de água Classificação das unidades geológicas quanto à ocorrência de água subterrâneasubterrânea �� Aquífero: unidade saturada, permeável, com capacidade de Aquífero: unidade saturada, permeável, com capacidade de transmitir quantidades de água economicamente viáveis para transmitir quantidades de água economicamente viáveis para exploração por poços ou em fontes na superfície;exploração por poços ou em fontes na superfície; �� Aquitardo: unidade que pode armazenar água e transmitir Aquitardo: unidade que pode armazenar água e transmitir lentamente de um para outro aqüífero, mas não é capaz de lentamente de um para outro aqüífero, mas não é capaz de lentamente de um para outro aqüífero, mas não é capaz de lentamente de um para outro aqüífero, mas não é capaz de transmitir quantidades economicamente viáveis para fontes e transmitir quantidades economicamente viáveis para fontes e poços de exploração poços de exploração �� Aquicludo:unidade que pode armazenar mas é incapaz de Aquicludo:unidade que pode armazenar mas é incapaz de transmitir água; forma limites superior e/ou inferior de um transmitir água; forma limites superior e/ou inferior de um sistema de fluxo de água subterrânea;sistema de fluxo de água subterrânea; �� Aquifugo: unidade impermeável, incapaz de armazenar ou de Aquifugo: unidade impermeável, incapaz de armazenar ou de transmitir água.transmitir água. Aquífero livre ou Aquífero livre ou freáticofreático Aquífero confinado ou artesianoAquífero confinado ou artesiano Foto: Poço Violeto – Sudoeste do Piauí Feitosa, F. A. C. – 1989 Propriedades Propriedades hidrogeológicashidrogeológicas Porosidade: espaços vazios ou poros no interior do material, interconectados ou isolados. Permeabilidade: facilidade com que a água flui através de um meio poroso. Armazenamento ou Coeficiente de Armazenamento: relação entre as variações no volume de água armazenada no aquífero e as variações correspondentes do nível freático ou piezométrico. Transmissividade ou Coeficiente de Transmissividade: capacidade de transmissão de água pelo meio, através de toda sua espessura saturada. Caracterização do aquífero Caracterização do aquífero pelo pelo tipo de porosidadetipo de porosidade Intergranular Fraturado Obs.: no jargão hidrogeológico, um aquífero poroso corresponde a um aquífero com porosidade intergranular, chamado simplesmente granular. A rigor todos os aquíferos são porosos, seja esta porosidade primária ou secundária Relação entre a litologia e a permeabilidade das rochasRelação entre a litologia e a permeabilidade das rochas Movimento da Água SubterrâneaMovimento da Água Subterrânea Q H H L A∝ − 1 2 Henri Darcy,1856 Q = vazão de água através da amostra (cm3/s); H1 = altura da coluna d’água ligada ao topo da amostra (cm); H2 = altura da coluna d’água ligada à base da amostra (cm); L = comprimento da amostra (cm); A = área transversal da amostra (cm2). Lei de DarcyLei de Darcy �� Gradiente hidráulicoGradiente hidráulico �� Constante de proporcionalidadeConstante de proporcionalidade K, K, coeficiente de permeabilidade ou coeficiente de permeabilidade ou condutividade hidráulica,condutividade hidráulica, tem a dimensão da velocidade (L/T)tem a dimensão da velocidade (L/T) L HH 21 − = i condutividade hidráulica,condutividade hidráulica, tem a dimensão da velocidade (L/T)tem a dimensão da velocidade (L/T) �� Lei de Darcy:Lei de Darcy: QQ= = K iK i A A onde onde Q= LQ= L33/T; vazão através de uma seção transversal /T; vazão através de uma seção transversal ao fluxoao fluxo Q A v k i= = . Lei de Darcy em termos de velocidade de fluxo onde v = velocidade do fluxo (L/T) IMPORTÂNCIAIMPORTÂNCIA Os processos dinâmicos relacionados à ação mecânica da água em Os processos dinâmicos relacionados à ação mecânica da água em maciços naturais podem interferir na estabilidade e durabilidade das maciços naturais podem interferir na estabilidade e durabilidade das obras de Engenharia, associandoobras de Engenharia, associando--se a diversos problemas, tais como:se a diversos problemas, tais como: InstabilizaçãoInstabilização de paredes de escavação, de paredes de escavação, RupturasRupturasRupturasRupturas Inundação de escavaçõesInundação de escavações Erosão tubular regressiva (Erosão tubular regressiva (pipingpiping)) Deflagração de movimentos de massa em taludes e encosta.Deflagração de movimentos de massa em taludes e encosta. A água subterrânea também funciona como meio de transporte e dispersão A água subterrânea também funciona como meio de transporte e dispersão de poluentesde poluentes InstabilizaçãoInstabilizaçãode taludesde taludes A A instabilizaçãoinstabilização decorre de diminuição da coesão aparente devido à maior decorre de diminuição da coesão aparente devido à maior saturação em crescentes profundidades ocasionando ruptura de taludes, por saturação em crescentes profundidades ocasionando ruptura de taludes, por exemplo: escorregamentos na Serra do Mar.exemplo: escorregamentos na Serra do Mar. A variação do nível d’água aumenta a poroA variação do nível d’água aumenta a poro--pressão, provocando a redução das pressão, provocando a redução das tensões normais efetivas e a diminuição da resistência ao cisalhamento, tensões normais efetivas e a diminuição da resistência ao cisalhamento, instabilizando encostas e taludes.instabilizando encostas e taludes. Dispersão de poluentesDispersão de poluentes CHEGA!CHEGA!
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