aula ciclo hidrologico e agua subterrânea

O CICLO HIDROLÓGICO E A ÁGUA SUBTERRÂNEA

Ciclo Hidrológico

• Fenômeno global de circulação da água entre a superfície terrestre e aatmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar,associada à gravidade e à rotação da Terra.

Ciclo Hidrológico

Quem governa a movimentação da água:� Energia Solar: através da radiação (provoca evaporação da água da terra

para a atmosfera);

� Ventos: (gerados pela rotação e translação da terra) provocam acirculação do vapor na atmosfera;circulação do vapor na atmosfera;

� Gravidade:� Causa a queda das gotas de chuva da atmosfera para o solo;

� Causa a movimentação da água no estado líquido através dos rios atéos oceanos;

� Causa a movimentação da água infiltrada através da superfície do solopara o sub-solo;

CICLO HIDROLÓGICO

Ciclo Hidrológico: Processos

PRECIPITAÇÃO:PRECIPITAÇÃO:

� É toda água proveniente domeio atmosférico que atinge asuperfície terrestre. Neblina,chuva, granizo, orvalho, geada echuva, granizo, orvalho, geada eneve.

PrincipaisPrincipais CaracterísticasCaracterísticas::�� QuantidadeQuantidade ee volumevolume totaltotal –– mmmm ouou m³m³;;

�� DuraçãoDuração –– minutosminutos ouou horahora;;

�� IntensidadeIntensidade –– quantidade/tempoquantidade/tempo –– mm/hmm/h

Ciclo Hidrológico: Processos

INTERCEPTAÇÃOINTERCEPTAÇÃO

� É a parte da precipitação retidaacima da superfície do solo.(Blake, 1975) devidoprincipalmente á presença deprincipalmente á presença devegetação.

DependeDepende::�� IntensidadeIntensidade dada ChuvaChuva;;

�� ÁreaÁrea VegetadaVegetada ouou UrbanizadaUrbanizada..

Splash

Ciclo Hidrológico: Processos

EVAPORAÇÃOEVAPORAÇÃO

� É o processo pelo qual asmoléculas de água passamdo estado líquido para o devapor.vapor.

DependeDepende::�� TemperaturaTemperatura;;

�� PressãoPressão AtmosféricaAtmosférica;;

�� UmidadeUmidade RelativaRelativa;;

�� VentoVento;;

�� RadiaçãoRadiação SolarSolar..

Ciclo Hidrológico: Processos

TRANSPIRAÇÃO

� É o resultado da extração deágua contida no solo pelasraízes das plantas eliberação para a atmosferaliberação para a atmosferapelos poros.

Depende:�� Da Espécie de Planta;Da Espécie de Planta;

Ciclo Hidrológico: Processos

INFILTRAÇÃOINFILTRAÇÃO

� É o processo pelo qual a águapenetra nas camadassuperficiais do solo e semove para baixo, em direçãomove para baixo, em direçãoao lençol d’água.

•• Depende:Depende:

�� DaDa águaágua disponíveldisponível parapara infiltrarinfiltrar;;

�� DaDa constituiçãoconstituição ee declividadedeclividade dodo solosolo;;

�� DaDa coberturacobertura vegetalvegetal;;

�� DasDas quantidadesquantidades dede águaágua ee ar,ar,inicialmenteinicialmente presentespresentes nono interiorinterior dodosolosolo (teor(teor dede umidade)umidade)..

Ciclo Hidrológico: Processos

ESCOAMENTOESCOAMENTO

� Define-se como o movimentodas águas na superfície do solo,na interface entre a superfície eo interior do solo e no lençolo interior do solo e no lençolsubterrâneo;

•• Depende:Depende:

�� ÁreaÁrea ee formaforma dada baciabacia;;

�� ConformaçãoConformação topográficatopográfica dada baciabacia(declividade,(declividade, depressõesdepressões acumuladorasacumuladoras eerepresamentosrepresamentos naturais)naturais);;

�� TipoTipo dede SoloSolo;;

�� CoberturaCobertura VegetalVegetal;;

�� ÁreasÁreas ImpermeáveisImpermeáveis (pavimentos(pavimentos urbanos)urbanos)..

Ciclo Hidrológico: Processos

Escoamento superficial

75 % da superfície coberta por água, mas ...

Fluxos e Reservas Globais de Água

10^15 m3 % do TotalOceanos 1350 97.57Geleiras 25 1.81Geleiras 25 1.81Água Subterrânea 8.4 0.61Rios e Lagos 0.2 0.014Atmosfera 0.013 9.40E-04Biosfera 0.0006 4.30E-05

0,000940,000043

Oceanos - 97,57%Rios e Lagos -

0,014%

Geleiras - 1,81%

Águas Subterrâneas -0,61%

Atmosfera -0,00094%

Biosfera -0,000043%

Reservas Globais de Água

Fluxos e Reservas Globais de Água

RESERVAAS

HÍDRICAS

Fluxos e Reservas Globais de Água

10^12 %m3/ano

Precipitação Continente 99 23.4Precipitação Continente 99 23.4Oceano 324 76.6

Evaporação Continente 62 14.7Oceano 361 85.3

ÁGUA SUBTERRÂNEA

• Toda água que ocupa vazios em formações rochosas ou no regolito éclassificada como água subterrânea (Karmann, 2001).

Água Subterrânea

AquíferoAquífero::� Unidade geológica/hidrogeológica capaz de armazenar e transmitir água

subterrânea em quantidade suficiente para ser explorada;

Distribuição Vertical da Umidade

ZonaZona saturadasaturada::� Zona do aquífero em que todos os

poros estão cheios de água;

ZonaZona nãonão saturadasaturada ouou vadosavadosa::ZonaZona nãonão saturadasaturada ouou vadosavadosa::� Zona onde os espaços estão

parcialmente preenchidos por água,contendo também ar;

Conceitos Básicos de Hidrogeologia

Aquífero Livre ou Freático� Formação geológica permeável que não

é recoberta por uma camadaimpermeável. É limitado na base poruma camada impermeável. O nível daágua no aqüífero está à pressãoatmosférica;atmosférica;

� Ocorrem a profundidades de algunsmetros ou poucas dezenas de metrosda superfície;

Conceitos Básicos de Hidrogeologia

Aquífero Suspenso� A superfície freática de um aqüífero

que está mais acima e separado docorpo principal de água subterrâneapor uma camada impermeável.

Conceitos Básicos de Hidrogeologia

Aquífero Confinado ou Artesiano

� Ocorre quando um estrato permeável (aqüífero) está confinado entre duasunidades pouco permeáveis (aqüiclude) ou impermeáveis.

� A pressão da água no aqüífero é superior à pressão atmosférica.

Conceitos Básicos de Hidrogeologia

Conceitos Básicos de Hidrogeologia

•• ArtesianismoArtesianismo:• Fenômeno observado em captações (poços) quando a água emerge, sob pressão

natural, acima da zona freática do aquífero – poço artesiano, surgente ou jorrante;

Propriedade dos Aquíferos

Porosidade

� Relação entre o volume de poros e o volume de um certo material aquífero;

Tipos de Porosidade

Tipos de Porosidade

Propriedade dos Aquíferos

Transmissividade

� É o volume de água que escoa em determinadotempo por uma área vertical unitária e alturaigual a espessura do aquífero.

Tipos de Aquíferos

Tipos de Aquíferos

Aquífero Poroso� É aquele formado por rochas sedimentares

consolidadas, sedimentos inconsolidados ousolos arenosos.

� A circulação da água se faz nos porosformados entre os grãos de areia, silte eargila de granulação variada.argila de granulação variada.

Aquífero Poroso

Modelado aquífero poroso

Tipos de Aquífero

Aquífero Fissural

� Formado por rochas ígneas, metamórficas oucristalinas, duras e maciças, onde a circulação da águase faz nas fraturas, fendas e falhas, abertas devido aomovimento tectônico.

Ex.: basalto, granitos, gabros, filões de quartzo, etc;� Ex.: basalto, granitos, gabros, filões de quartzo, etc;

Sistemas de Fraturamento

Tipos de Aquífero

• Poços em Aquíferos Fissurais

Fissuras

Tipos de Aquífero

Aquífero Cárstico

� Formado em rochas calcáreas ou carbonáticas, ondea circulação da água se faz nas fraturas ou condutosque resultaram da dissolução do carbonato pelaágua.

� Essas aberturas podem atingir grandes dimensões,criando, nesse caso, verdadeiros rios subterrâneos.

Processo de Dissolução

(I) H2O + CO2 H2CO3água dióxido de ácido carbônico

carbono

acidulação da água

FO

RM

AÇ

ÃO

DE

CAV

ER

NA

S

(II) H2CO3 + CaCO3 Ca(HCO3)2ácido carbonato bicarbonato

carbônico de cálcio de cálcio

dissolução da rocha

FO

RM

AÇ

ÃO

DE

CAV

ER

NA

S

Modelo conceitual do aquífero cárstico em Iraquara

Zona de Recarga e Descarga do Aquífero

Nascente do Rio Pratinha

Sumidouro – Zona de Recarga

Zona de Descarga – Rio Pratinha

REFERÊNCIAS

• Decifrando a Terra – Cap. 7; e 20

• Para Entender a Terra – Cap. 13

• Hidrogeologia: Conceitos e Aplicações – Cap. 3.1; 3.2 e 3.3 3.1; 3.2 e 3.3

BONS ESTUDOS!!!BONS ESTUDOS!!!