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CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA 10598 - SANEAMENTO Prof. MOISÉS KENIEL • REFERÊNCIA: Tsutiya, Milton Tomoyuki. Abastecimento de Água. 2ª ed. – São Paulo – Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2005. FORMAÇÃO GEOLÓGICA E AQUÍFERA A água subterrânea ocorre em materiais rochosos consolidados rochas firmes), e em materiais desagregados não consolidados (rochas friáveis). Qualquer tipo de rocha, sedimentar, ígnea ou metamórfica, seja consolidada ou não, pode constituir um aquífero se for suficientemente porosa e permeável. As rochas sedimentares constituem 5% da crosta terrestre, porém contém 95% da água subterrânea. Estão amplamente difundidas geograficamente e possuem excelentes propriedades aquíferas. ROCHAS SEDIMENTARES: Constituem os melhores e mais amplos aquíferos existentes. ROCHAS ÍGNEAS: Rochas macro e microcristalinas na sua forma original. Os basaltos estruturalmente compostos por sucessivos derramamentos constituem-se bons aquíferos, enquanto os granitos podem fornecer pequenas quantidades de água, quando possuem fissuras na sua parte superior proveniente de material desgastado que constitui o manto de intemperismo, ROCHAS METAMÓRFICAS: Em geral, essas rochas são aquíferos pobres e são formados por rearranjos provocados por altas pressões e temperaturas. A água obtida é a de fendas e fraturas. DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO SUBSOLO: A parte mais externa da crosta terrestre é normalmente porosa. É chamada Zona Detrítica, onde os poros, interstícios ou cavernas, podem estarparcial ou completamente cheios d’água. A camada superior onde os poros estão parcialmente cheiosd’água é designada Zona de Aeração. Imediatamente abaixo onde os intertícios estão repletos d’água, esta a Zona de Saturação. CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS: AQUÍFEROS: São camadas ou formações geológicas de material poroso e permeável que contém água subterranea, permitem seu movimento através de seu espaço intersticial e podem fornecê-la em volume apreciáveis. Exemplo: camadas de areia. CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS: AQUICLUDES: São as formações que contém água, mas não podem cedê-las. Exemplo: argilas, comportando-se como impermeáveis. CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS: AQUIFUGES: São as formações que não contém água e não permitem o movimento da água. Exemplo: rochas graníticas compactas. CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS: AQUITARDES: São os extratos de baixa permeabilidade, mas com capacidade suficiente para transmitir certa quantidade de água aos extratos que estão sobrejacentes e subjacentes. Exemplo: arenito argiloso. TIPOS DE AQUÍFEROS: AQUÍFERO LIVRE ou NÃO CONFINADO: É um extrato permeável, parcialmente saturado d’água, sobrejacente a um extrato ou formação impermeável. TIPOS DE AQUÍFEROS: AQUÍFERO CONFINADO ou ARTESIANO: É aquele completamente saturado d’água, cujas capas (superior-teto e inferior – piso), são extratos impermeáveis (aquicludes). A água deste aquífero se chama artesiana ou confinada, sua pressão geralmente é mais alta que a pressão atmosférica e quando se perfura o aquífero, a água sobe para nível bem superior ao limite do aquífero. TIPOS DE AQUÍFEROS: AQUÍFERO SEMICONFINADO: O aquífero saturado que tem como limite superior um extrato semipermeável (aquitarde) e como piso, um extrato impermeável ou semipermeável. TIPOS DE AQUÍFEROS: AQUÍFEROS SUSPENSOS: São originados por um extrato de reduzida permeabilidade, que retêm a água descendente desde a zona de umidade do solo. Quando o piso é um extrato semipermeável, tais aquíferos chamam-se semi-suspendidos. TIPOS DE AQUÍFEROS: AQUÍFEROS FISSURADOS ou FRATURADOS: Ocorrem em rochas cristalinas localmente não compactadas. As fraturas, fissuras ou outros sistemas de fraquezas localmente encontrados, podem funcionar como excelentes reservatórios d’água subterrânea, transformando esses “aquitardes” em bons aquíferos. PRESSÕES DOS AQUÍFEROS: SUPERFÍCIE DO AQUÍFERO: Superfície da água que limita a parte superior do aquífero; em um aquífero livre, é o nível freático. Em um aquífero confinado em que a água está com pressão artesiana, é a superfície inferior do teto do aquífero. PRESSÕES DOS AQUÍFEROS: SUPERFÍCIE PIEZOMÉTRICA OU DE HIDROHIPSAS: É uma superfície real ou fictícia de um aquífero, onde a pressão da água é igual à pressão atmosférica; A ÁGUA DE UM POÇO ASCENDE ATÉ ESSE NÍVEL! PRESSÕES DOS AQUÍFEROS: NÍVEL PIEZOMÉTRICO: em um ponto ou perfuração, é a distância vertical entre a superfície do terreno neste ponto e a superfície piezométrica. PRESSÕES DOS AQUÍFEROS: PRESSÃO ARTESIANA: É a pressão hidrostática de um aquífero artesiano, e seu valor é aproximadamente igual a diferença de elevação entre a área de recarga e o ponto considerado, menos as perdas de carga devidas às fricções da água em movimento. TERMOS UTILIZADOS NA HIDRÁULICA DE POÇOS: NÍVEL ESTÁTICO (NE): Corresponde à pressão neutra do aquífero no ponto considerado. É a superfície livre da água dentro do poço, medida a partir da superfície do solo e referida ao nível médio dos mares. TERMOS UTILIZADOS NA HIDRÁULICA DE POÇOS: NÍVEL DINÂMICO (ND): É o nível do lençol de água dentro do poço, quando o mesmo está sendo bombeado. É medido a partir da superficie do solo até o nível do bombeamento. TERMOS UTILIZADOS NA HIDRÁULICA DE POÇOS: REBAIXAMENTO: Corresponde a distância vertical dentro do poço, entre o NE e o ND, ou seja: S=ND - NE TERMOS UTILIZADOS NA HIDRÁULICA DE POÇOS: RAIO DE INFLUÊNCIA (r): Quando um poço está sendo bombeado, formam-se em torno do mesmo, um “cone de depressão” com o seu vértice voltado para o fundo do poço. TERMOS UTILIZADOS NA HIDRÁULICA DE POÇOS: RAIO DE INFLUÊNCIA (r): A distância que vai desde o centro do poço até o ponto em que a superfície interior do cone tangencia o prolongamento da superfície horizontal do NE é chamada de raio de influência. TERMOS UTILIZADOS NA HIDRÁULICA DE POÇOS: VAZÃO ESPECÍFICA (Q/s): É o quociente da vazão (Q) pelo rebaixamento (s) do poço. Diminui com o tempo de bombeamento, devendo por isso mesmo, ser indicada a data de quando foi medida. CONE DE DEPRESSÃO: Quando se bombeia um poço o nível piezométrico das águas do aquífero começa a baixar. Pouco a pouco a influência de bombeamento cresce e se aprofunda. CONE DE DEPRESSÃO: Com a expansão do cone, o volume de água liberado por unidade de abaixamento de nível, torna-se cada vez maior, e desta forma a velocidade de aprofundamento diminui até atingir uma ESTABILIZAÇÃO APARENTE. CONE DE DEPRESSÃO: Quando a estabilização for atingida o regime de equilíbrio ou permanente foi atingido. DIÂMETROS DE PERFURAÇÃO DE POÇOS CONVENCIONAIS: Possui relação com a vazão devido as dimensões da bomba DIÂMETROS DE PERFURAÇÃO DE POÇOS CONVENCIONAIS: REVESTIMENTO DE POÇOS FUNÇÃO PRINCIPAL: Sustentar as paredes do poço e permitir a introdução de bomba para extração de água. FILTROS FUNÇÃO PRINCIPAL: Componentes do revestimento do poço destinados a deixar passar água do aquífero para dentro do poço. COMPRIMENTO: TIPOS DE FILTROS DIÂMETRO DOS FILTROS: Possui preço por metro linear mais elevado do que o revestimento do poço. Seu comprimento depende da espessura e do tipo de aquífero, e suas aberturas dependem da granulometria do aquífero. DIÂMETRO DOS FILTROS: Continuidade do revestimento dos filtros. Podem variar de diâmetro, sem todavia, haver grandes variações na produção do poço. Duplicando-se o diâmetro do filtro, a produção do poço não duplicará e sim, será aumentada de apenas 10%. PRÉ-FILTRO FUNÇÃO PRINCIPAL: Reter a formação. Usado em: • Aquíferos muito fino e uniforme • Aquíferos artesianos muito espessos -> filtro de menor diâmetro. VANTAGENS: • Aumenta o diâmetro efetivo do poço • Reduz as perdas por fricção, diminuíndo orebaixamento e aumentando a capacidade específica. • Menor rebaixamento, diminui-se a quantidade de tubulação a ser colocada dentro do poço, e a potência da bomba para recalcar água. • Evita colapsos sobre o filtro, dando em geral uma maior vida média ao poço. CIMENTAÇÃO FUNÇÃO PRINCIPAL: • Proteger o manancial contra futuros problemas de poluição. • Razões técnicas. • Razões construtivas. POR HOJE É SÓ, NÓS VEMOS NA PRÓXIMA AULA. LEITURA E FICHAMENTO DO CAPÍTULO 5 DO LIVRO Tsutiya, Milton Tomoyuki. Abastecimento de Água. 2ª ed. – São Paulo – Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2005.
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