avaliaÇÃo do potencial de recarga do aquÍfero...

UNIVERSIDE FEDERAL DE SANTA MARIA – UFSM CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR NORTE – RS

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS E AMBIENTAIS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA

AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO POROSO EM ZONA

DE FLORESTA DE MATA ATLÂNTICA DO PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

Nathan Palavro

Frederico Westphalen, RS, Brasil

2015

AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO POROSO EM ZONA DE FLORESTA DE MATA

ATLÂNTICA DO PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO

por

Nathan Palavro

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade Federal de Santa

Maria, Campus Frederico Westphalen (CESNORS - UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária

Orientadora: Profª. Drª. Malva Andrea Mancuso

Frederico Westplahen, RS, Brasil 2015

Universidade Federal de Santa Maria Centro de Educação Superior Norte – RS

Departamento de Ciências Agronômicas e Ambientais Curso de graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária

A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso

AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO

POROSO EM ZONA DE FLORESTA DE MATA ATLÂNTICA DO PARQUE ESTADUAL FLORESTAL DO TURVO

elaborado por Nathan Palavro

como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária

Comissão Examinadora:

Malva Andrea Mancuso, Drª. (Orientadora)

Mariza de Camargo, Drª. (UFSM)

Marcus Bruno Domingues Soares, Dr. (UFSM)

Frederico Westplahen, RS, Brasil 2015

Dedicatória

À minha mãe Rosangela,

que com todo amor, carinho e compreensão,

sempre acreditou e incentivou meus sonhos.

Ao meu maior exemplo na vida,

todo meu agradecimento e respeito.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente gostaria de agradecer a minha Mãe, Rosangela Palavro

Freitas, por todo amor e dedicação dados a mim durante toda minha vida. Te amo

muito.

Agradeço a minha família, pelo exemplo, incentivo e apoio prestados a mim

neste período de formação.

A todos os amigos conquistados durante a graduação, pois mesmo estando

longe de casa, sempre me senti protegido e amparado ao lado deles.

A minha orientadora, professora Malva Mancuso por todo tempo dedicado e

todo conhecimento ensinado a mim para que eu pudesse concluir esse trabalho.

A vocês, minha sincera gratidão!

EPÍGRAFE

“[...] Pois muito vi em minha caminhada, navegantes da ilusão

Mas nós, piratas dos bons pensamentos e princípios do bem

Levaremos luz aonde houver escuridão.

Então não me deseje mal

Pois todo mundo é igual

E emane suas positivas vibrações a vida

De força ao bem e não ao mal.

E não se torne um navegante da ilusão

Um pobre hipócrita que vai contra ao bem, um pobre hipócrita

Pois nós, piratas dos bons pensamentos e princípios do bem

Não seremos indiferentes com ninguém! [...]”

(Rodrigo Piccolo e Carlos Eduardo Gonçalves)

RESUMO

Trabalho de Conclusão de Curso Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária

Departamento de Ciências Agronômicas e Ambientais Universidade Federal de Santa Maria

AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO POROSO EM ZONA DE FLORESTA DE MATA ATLÂNTICA DO

PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO AUTOR: NATHAN PALAVRO

ORIENTADORA: MALVA ANDREA MANCUSO Data e Local da Defesa: Frederico Westphalen, 1 de dezembro de 2015.

O objetivo geral do presente estudo foi avaliar o comportamento dos níveis freáticos

em períodos de estiagem e durante os eventos de precipitação em zona de floresta

inalterada durante os meses de janeiro a abril do ano de 2015. Analisou-se a recarga

direta da água subterrânea do aquífero freático encontrado na zona de floresta de

Mata Atlântica do Parque Florestal Estadual do Turvo, em Derrubadas, Rio Grande

do Sul. Foi implantada uma rede de monitoramento dos níveis da água subterrânea

constituída por três piezômetros. Uma estação pluviométrica foi inserida na área de

estudo para o monitoramento da precipitação ocorrida no período de análises. Neste

trabalho a recarga foi estimada a partir da aplicação do método Water-Table

Fluctuation (WTF), correlacionando os eventos de precipitação com os registros das

oscilações dos níveis da água nos piezômetros. Os dados de precipitação e dos

níveis da água nos piezômetros foram registrados com sondas de monitoramento

contínuo de pressão. A recarga calculada foi de 6,79%, 5,39% e 6,65% para os

pontos de amostragem selecionados no período de 14 de janeiro a 5 de abril de

2015.

Palavras-chave: método water-table fluctuation; piezômetro, recarga; águas

subterrâneas.

ABSTRACT

Completion of course work Degree in Environmental Health Engeneering

Department of Agricultural and Environmental Sciences Federal University of Santa Maria

AVALIATION OF POTENCIAL RECHARGE OF THE POROUS AQUIFER IN ATLANTIC AREA OF THE

PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO AUTHOR: NATHAN PALAVRO

ADVISOR: MALVA ANDREA MANCUSO

Date and location of defense: Frederico Westphalen, December 1ft, 2015

The overall objective of this study was to evaluate the behavior of

groundwater levels in dry periods and during precipitation events in unchanged forest

zone during the months from January to April of 2015. It was analyzed the direct

recharge of groundwater aquifer found in area of the Atlantic Forest of the Parque

Estadual Florestal do Turvo, in Derrubadas, Rio Grande do Sul, Brazil. It was

implemented a monitoring network of groundwater levels consists of three

piezometers. A rainfall station was included in the study area to monitor the rainfall

occurred in the period of analysis. In this study, the recharge was estimated from the

implementation of the Water-Table Fluctuation method (WTF), correlating

precipitation events with records fluctuations of water levels in piezometers. The data

of rainfall and water levels in piezometers were recorded with probes of continuous

monitoring of pressure. The recharge calculated was 6.79 %, 5.39 % and 6.65 % for

the sampling points selected in the period from January 14𝑠𝑡 to April 5𝑠𝑡 2015.

Key-words: water-table fluctuation method; piezometer; recharge; graundwater.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Mecanismos de recarga das águas subterrâneas .................................... 20 Figura 2 – Curva de recessão da variação do nível d’água ....................................... 25 Figura 3 – Esquema exemplificando o conceito de porosidade total, rendimento específico e retenção específica ............................................................................... 26 Figura 4 – Localização do Parque do Turvo .............................................................. 16 Figura 5 – Preparação dos tubos PVC ...................................................................... 33 Figura 6 – Sonda Levelogger .................................................................................... 34 Figura 7 – Sonda Barologger .................................................................................... 34 Figura 8 – Piezômetro ...............................................................................................35 Figura 9 – Trado holandês ........................................................................................ 36 Figura 10 – Instalação dos poços piezométricos ....................................................... 37 Figura 11 – Medidor de nível da água ....................................................................... 38 Figura 12 – Acomodação da sonda Levelogger e da sonda Barologger nos piezômetros ............................................................................................................... 39 Figura 13 – Preparação do pluviômetro para monitoramento da precipitação no local ..................................................................................................................................40 Figura 14 – Pluviômetro: Modelo Ville Paris ..............................................................41 Figura 15 – Equipamentos utilizados para transferências dos dados armazenados nas sondas para o computador ................................................................................. 43 Figura 16 – Gráfico da precipitação registrada no período ........................................47 Figura 17 – Gráfico da relação entre a precipitação e a oscilação do nível da água: Piezômetro 1 .............................................................................................................51 Figura 18 – Gráfico da relação entre a precipitação e a oscilação do nível da água: Piezômetro 4 .............................................................................................................52

Figura 19 – Gráfico da relação entre a precipitação e a oscilação do nível da água: Piezômetro 5 .............................................................................................................53 Figura 20 – Gráfico da extrapolação das curvas de recessão: Piezômetro 1 ............58 Figura 21 – Gráfico da extrapolação das curvas de recessão: Piezômetro 4 ............59 Figura 22 – Gráfico da extrapolação das curvas de recessão: Piezômetro 5 ............60

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ..........................................................................................................12

2 OBJETIVOS ...........................................................................................................14

2.1 Objetivo geral.....................................................................................................14

2.2 Objetivos específicos ........................................................................................14

3 REFERÊNCIAL TEÓRICO .....................................................................................15

3.1 As águas subterrâneas .....................................................................................15

3.2 Processos hidrogeológicos .............................................................................16

3.2.1Infiltração e recarga da água subterrânea .........................................................17

3.2.2 Métodos para estimativa da recarga ................................................................21

3.2.2.1 Método Water-Table Fluctuation ...................................................................22

3.2.2.2 Extrapolação da curva de recessão .............................................................28

4 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO.......................................................29

4.1 Localização .........................................................................................................29

4.2 Características Gerais .........................................................................................30

5 METODOLOGIA ...................................................................................................32

5.1 Preparação do material .....................................................................................32

5.2 Poços de monitoramento e instalação dos equipamentos ...........................34

5.3 Instalação do pluviômetro e monitoramento da precipitação .......................39

5.4 Coleta de dados .................................................................................................42

5.5 Manipulação dos dados coletados ..................................................................43

5.6 Determinação do rendimento específico (Sy) .................................................43

6 RESULTADOS E DISCUSÕES .............................................................................45

6.1 Monitoramento pluviométrico .........................................................................45

6.2 Monitoramento hidrogeológicos .....................................................................48

6.3 Cálculo da recarga d’água subterrânea ..........................................................54

7 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................61

REFERÊNCIAS .........................................................................................................62

ANEXOS ...................................................................................................................68

12

INTRODUÇÃO

A água é uma substância essencial para todas as formas de vida na Terra,

sendo fundamental para o desenvolvimento da humanidade em todos os níveis

estruturais de uma sociedade – saúde, comércio, educação, industrialização,

produção de alimentos, entre outros – principalmente para os setores produtivos,

portanto, desempenha papel fundamental na geração de bens e produtos.

Apesar de nosso planeta ser rico em água, grande parte dela não está

disponível para consumo humano, pois suas características naturais impedem que

sejam aplicadas em setores que exigem um padrão de qualidade da água. A

estimativa é de 97% da água do planeta Terra seja salgada e que apenas 3% sejam

de água doce (geleiras, rios, lagos, aquíferos, umidade do ar). Dentro dessa

pequena porção de água doce encontrada no planeta, 71% encontra-se congelada

(geleiras), 7% constituem os recursos hídricos superficiais (rios e lagos), 4%

encontram-se na atmosfera, e o maior volume disponível para consumo,

aproximadamente 18% do total, é encontrado nos depósitos subterrâneos, os

aquíferos (ANA, 2009). Percebe-se que o problema para o ser humano é que a maior

parte da água encontrada na Terra não é viável para determinados tipos de

consumo.

Portanto, os maiores volumes de água doce disponíveis no planeta são

encontrados nos reservatórios subterrâneos, que devido às características dos

processos de infiltração e armazenamento, geralmente apresentam uma qualidade

bastante superior às encontradas na superfície. Os aquíferos são considerados

reservatórios subterrâneos de água, capazes de fornecer e armazenar grandes

volumes desse bem, que podem ser aproveitados para os mais diversos usos

(ABAS, 2007).

Em suma, a água subterrânea é parte integrante de um processo dinâmico e

interativo do ciclo hidrológico. A água infiltrada percola, fluindo lentamente pelos

vazios dos grãos do solo, de rochas e de fissuras, podendo ser armazenada por um

período variável (de dias a milhões de anos). Isso se deve ao fato de que a dinâmica

das águas subterrâneas é dependente das características do local onde são

13

encontradas (ABAS, 2007), e também influenciam nos impactos causados pelas

atividades antrópicas nas águas subterrâneas.

Com o agravamento da deteriorização da qualidade das águas superficiais e o

aumento da demanda hídrica para fins agrícolas, industriais, domésticos, entre

outros, firma a necessidade de um grande volume de água, de boa qualidade, com

custo relativamente baixo e disponível por um longo período de tempo. Fatos que

elevam o consumo das águas dos aquíferos (GOMES, 2008).

Programas de monitoramento ambiental, realizados por meio de estudos de

campo bem planejados, são considerados por diversos autores como o melhor

procedimento de avaliação da situação atual (RIBEIRO et al., 2007), gerando

informações que subsidiam ações para minimizar os efeitos nocivos das atividades

antrópicas às águas subterrâneas. Como exemplo temos a estimativa da recarga dos

aquíferos, que busca identificar os impactos causados por longos períodos de

estiagem e/ou pelo uso abusivo desse recurso, como quando as taxas de extração

são superiores às taxas de recarga natural.

Considerando a variedade de condições hidrogeológicas e climáticas

(GOMES, 2008) a aplicação de métodos para estimar a recarga nem sempre são

empregados corretamente ou são utilizados em locais pouco expressivos, não

representando a recarga da água subterrânea para toda a área de influência.

Pela ação intensiva do homem sobre todas as esferas do meio ambiente,

torna-se necessário o monitoramento dos efeitos dessas ações sobre os recursos

naturais. Neste trabalho, destaca-se para uma pequena e importante fase dentro do

universo dos recursos hídricos e do ciclo hidrológico, a recarga das águas

subterrâneas.

Dessa forma, justifica-se o desenvolvimento deste estudo pela necessidade

da estimativa da recarga das águas subterrâneas em áreas inalteradas, que

possibilitará o entendimento do impacto das ações antrópicas na modificação da

região de estudo, contribuindo, também, para definir diretrizes de uso e ocupação do

solo que visem à preservação e gestão ambientalmente adequada dos recursos

hídricos.

14

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Avaliar o potencial de recarga do aquífero freático em períodos de estiagem e

durante os eventos de precipitação em zona de floresta inalterada durante os meses

de Janeiro a Abril do ano de 2015.

2.2 Objetivos Específicos

1. Avaliar a oscilação dos níveis de água da zona inalterada do aquífero

poroso por meio da análise simultânea da precipitação pluviométrica e

do nível freático na zona de floresta nativa da Mata Atlântica, do

Parque Florestal Estadual do Turvo (RS).

2. Avaliar o efeito da precipitação pluviométrica, quantidade e intensidade,

na recarga da zona de intemperismo do aquífero poroso da Formação

Serra Geral, em área de floresta nativa.

15

3 REFERENCIAL TEÓRICO

Neste capítulo será apresentada a caracterização da área de estudo assim

como uma breve revisão bibliográfica acerca dos fenômenos envolvidos nos

processos de recarga natural das águas subterrâneas. Também serão abordados

alguns métodos utilizados para quantificar a recarga, dando ênfase ao método

utilizado nesse estudo, o Water-Table Fluctuation - WTF (também conhecido como

método da Variação do Nível d’Água – VNA).

3.2 As águas subterrâneas

As águas que precipitam sobre a superfície do solo são retidas nas

depressões do terreno, escoam superficialmente ou infiltram-se no solo por meio de

forças gravitacionais (SOUSA et al., 1976), constituindo a reserva hídrica

subterrânea.

De acordo com Almeida et al., (2006) as águas subterrâneas correspondem

à parcela de água que infiltra no solo após a precipitação, preenchendo os espaços

vazios existentes nos materiais geológicos, caracterizados por espaços

intergranulares e por espaços formados a partir de fraturas nas rochas ou por meio

da dissolução de minerais.

A humanidade tem conhecimento da existência da água subterrânea há

muitos séculos, porém, apenas recentemente evidenciaram-se suas formas de

interação com ciclo hidrológico, assim como, sua interdependência com os eventos

de precipitação e com a infiltração da água no solo (CLEARY, 1989).

“A água infiltrada desempenha um importante papel na conservação da

umidade do solo e na perenização de rios e nascentes, sendo relevante ao homem

quanto sua sobrevivência e quanto à sustentabilidade do planeta” (ALMEIDA et al.,

2006), constituindo uma importante fonte para o abastecimento da população.

Mesmo sendo um recurso renovável a reserva de água subterrânea não é

inesgotável. Deve-se levar em conta que nem todo aquífero suporta elevadas taxas

de extração e, com o desenvolvimento de tecnologias para perfuração do solo e para

16

a extração da água subterrânea, está ocorrendo um aumento significativo na

exploração dessas águas. Quando a taxa de extração ultrapassa a taxa de recarga,

por longos períodos de tempo, o aquífero poderá sofrer depleção e ocorrer o

rebaixamento do lençol freático (CAPUCCI et al., 2001).

O rebaixamento do lençol freático pode gerar diferentes problemas. Por

exemplo, os poços rasos, geralmente usados para abastecimento local e irrigações,

secam; o encarecimento da extração de água, devido ao aumento da profundidade

de perfuração e a subsidência de terrenos, provocadas pela compactação gradual do

subsolo (CAPUCCI et al., 2001), entre outros.

Segundo Cleary (1989) “a água subterrânea move-se muito lentamente em

comparação com a água superficial. Uma alta velocidade de água subterrânea

estaria na faixa de 1 metro/dia, enquanto um rio rápido pode mover-se a uma

velocidade de 1 metro/segundo”. Tendo em vista que o movimento da água

subterrânea pode ser extremamente lento, a recuperação de impactos negativos

causados a esse ambiente pode prolongar-se por um longo período de tempo. Isto

significa que efeitos adversos ocasionados no passado - resultante de atividades

antrópicas - ainda podem influenciar na qualidade e quantidade da água subterrânea

e continuar a fazê-lo por muitas décadas no futuro.

O consumo de água aumenta à medida que as atividades antrópicas e a

população aumentam. Porém, os recursos hídricos estão cada vez mais escassos

devido a sua sobre-exploração e a poluição afetando o equilíbrio entre procura

(consumo) e a oferta (quantidade de água disponível). Uma vez que os fluxos de

água subterrânea são muito lentos, as consequências da sobre-exploração poderão

ser sentidas por muitas das futuras gerações.

Com relação a esta questão, como será possível identificar a exploração

desordenada e inadequada das reservas subterrâneas, minimizando seu

esgotamento e reduzindo as consequências negativas ao meio ambiente e aos seres

humanos? Tal identificação requer uma melhor compreensão acerca dos processos

naturais de recarga da água subterrânea (STRUCKMEIER; RUBIN; JONES, 2007).

3.3 Processos Hidrogeológicos

17

O estudo dos processos hidrogeológicos é crucial para adequada gestão das

águas subterrâneas. Almeida et al., (2006) relatam que esses estudos integram a

antecipação de riscos de contaminação, definem possíveis pontos de sobrexploração

dos aquíferos e sugerem medidas visando à eliminação ou mitigação dos impactos

negativos em desenvolvimento.

3.3.1 Infiltração e recarga da água subterrânea

Sousa et al., (1976) denominam infiltração como sendo o fenômeno de

penetração da água nos estratos de solo próximos à superfície do terreno,

locomovendo-se para baixo, por meio dos vazios dos solo, sob a ação da gravidade,

até alcançar uma camada suporte, que a mantém, formando então os reservatórios

da água no solo.

A infiltração também é caracterizada por Rebouças, Braga e Tundisi (2006)

como um mecanismo de introdução da água meteórica que atinge a superfície do

terreno, sob a influência da gravidade. Rolim (2004) destaca que o processo de

infiltração da água no solo depende primordialmente da disponibilidade de água para

infiltrar, das características do solo, das condições da sua superfície do solo e das

quantidades inicialmente presentes de ar e água no seu interior.

Feitosa e Filho (2000) caracterizam o movimento da água que infiltra no solo

de três formas distintas: ⇒ Fluxo não saturado - permanece na zona não saturada,

acima do nível freático, preenchendo os vazios existentes no solo, anteriormente

ocupados pelo ar; ⇒ Interfluxo - refere-se ao escoamento sub superficial, fluindo

lateralmente em pequenas profundidades na zona não saturada. Em camadas que

apresentam baixa permeabilidade imediatamente abaixo da superfície do solo, a

água poderá alcançar os leitos dos cursos da água; ⇒ Recarga - possui a

capacidade de percolar até o subsolo e atingir o nível freático, recarregando os

aquíferos.

Ressalta-se que a magnitude da recarga é proporcional ao excedente hídrico,

sendo regulada pelas condições de infiltrabilidade do solo e correlacionada a

18

intensidade das chuvas. A infiltração é regida pelas características de

permeabilidade do solo, do relevo, da cobertura vegetal, pelas formas de uso e

ocupação do solo, entre outros fatores. Assim sendo, as maiores taxas de recarga

são relatadas em áreas planas e bem arborizadas e menores nos locais com relevo

acidentado, sem cobertura vegetal e expostas a práticas intensivas de uso e

ocupação do solo, favorecendo o escoamento superficial (REBOUÇAS, BRAGA e

TUNDISI, 2006).

Em diversos estudos os termos como infiltração, drenagem e percolação são

utilizados para descrever o movimento da água no subsolo, e estes processos,

muitas vezes são associados à recarga da água subterrânea (SCALON; HEALY e

COOK, 2002). Santos e Koide (2011) enfatizam que esses processos são ajustados

por variáveis e coeficientes ambientais que podem apresentar alto grau de

versatilidade espacial, fazendo com que a potencialidade das áreas na geração da

recarga também seja espacialmente diversificada.

Os principais fatores reguladores que atuam, em maior ou menor grau, no

processo de infiltração são as condições da superfície (cobertura vegetal, etc) e do

solo (granulometria, material constituinte, etc), o tipo de solo (argiloso, arenoso, etc),

carga hidráulica, umidade inicial do solo, temperatura, compactação do solo

(ocasionada pela ação da chuva, de animais ou a partir de atividades antrópicas),

cobertura vegetal e a presença de fendas, rachaduras e canais biológicos (oriundos

de raízes decompostas ou pela atividade da fauna no solo).

Equivocadamente, a definição de recarga dos níveis freáticos pode ser

confundida com a definição de infiltração. Portanto, a infiltração é a água que percola

da superfície do terreno para a zona não saturada do solo. Já a recarga é uma

porção da água infiltrada, ou seja, o processo pelo qual essa porcentagem de água

chega de fato ao aquífero (MARTELLI, 2012). Isto é, ao infiltrar-se, em sua dinâmica

descendente, a água completa gradualmente os poros, atingindo a faixa inferior dos

solos e rochas e saturando a porção sobrejacente. (CAPUCCI et al., 2001).

A fonte primária de recarga da água subterrânea é definida por Cleary (1987)

como sendo a precipitação e em casos específicos ou em menor escala, rios e lagos

podem consistir em um fator importante no processo de recarga. Os principais

19

mecanismos pelos quais ocorre o processo de recarga são definidos por Xu e

Beekman (2003) como: fluxo descendente da água por meio da zona insaturada

atingindo o lençol freático; fluxo entre aquíferos (lateral e/ou vertical); fluxo induzido a

partir das massas de água superficiais (rios, canais e lagos); e a recarga artificial,

proveniente das atividades antrópicas.

Esses mecanismos de recarga também foram definidos conceitualmente da

seguinte forma:

⇒ Recarga direta: por meio da percolação vertical, a água atravessa toda

zona não saturada e chega ao reservatório de água subterrânea. Ainda pode ser

definida como a porcentagem da precipitação que após ultrapassar a zona não

saturada, soma-se a reserva subterrânea (VRIES e SIMMERS, 2002; MARTELLI,

2012). A recarga direta é comum em aquíferos livres (CAPUCCI et al., 2001).

⇒ Recarga indireta: é a parcela de água que chega ao aquífero freático

através dos cursos e corpos d’água superficiais, como rios, lagos e reservatórios

(VRIES e SIMMERS, 2002; MARTELLI, 2012).

⇒ Recarga localizada: caracteriza-se como uma forma intermediária de

recarga da água subterrânea. É o resultado do acumulo horizontal de água em uma

superfície topográfica plana, devido à ausência de canais e valas bem definidos

(VRIES e SIMMERS, 2002).

⇒ Recarga artificial: pode ser traduzida como uma atividade planejada, com o

objetivo de aumentar os volumes dos reservatórios subterrâneos. É uma ação

antrópica destinada à introdução de água no aquífero, por meio de obras de

engenharia, construção de infraestruturas dimensionadas para aumentar a recarga

natural ou para introduzir diretamente a água no aquífero através de poços de

injeção (DIAMANTINO, 2005). A Figura 2 esquematiza os mecanismos do ciclo

hidrológico responsáveis pela recarga natural da água subterrânea:

20

Figura 2: Mecanismos de recarga das águas subterrâneas. Fonte: LERNER (1990, apud. MARTELLI, 2012).

A recarga dos aquíferos é feita principalmente pela precipitação pluvial,

através da água que se infiltra no solo, e pela transferência de água oriunda de

aquíferos vizinhos ou de cursos da água. A água também pode ser oriunda de outras

fontes de menor influência para o processo de recarga, como de vazamentos em

tubulações ou do excesso de irrigação (BORSOI, 1998).

Como proposto por Santos e Koide (2011) e Borsoi (1998) esse processo é

regulado por variáveis ambientais. De acordo com os fatores hidrogeológicos, do uso

e ocupação do solo e das condições climáticas locais, podem ocorrer variações entre

a máxima e a mínima vazão de recarga em um aquífero, o que representa um alto

grau de variabilidade no potencial de regiões distintas na geração de recarga.

Dessa forma, a reserva hídrica disponível em uma região pode ser o resultado

da recarga ocorrida em áreas específicas. Por essa razão, o conhecimento de tais

áreas, assim como daquelas que apresentam baixo potencial de recarga, é essencial

para uma adequada gestão dos recursos hídricos subterrâneos e superficiais

(SANTOS e KOIDE, 2011).

A estimativa da recarga das águas subterrâneas engloba diversas

finalidades, incluindo, a quantificação das águas subterrâneas, para emissão de

21

licenças de abstrações, para avaliação da vulnerabilidade das águas subterrâneas;

determinação de áreas de proteção, para o delineamento de zonas vulneráveis a

nitratos e para identificação dos impactos associados às mudanças no uso do solo e

as mudanças climáticas sobre os recursos hídricos (MISSTEAR, 2002).

3.3.2 Métodos para estimativa da recarga

Geralmente, os estudos relacionados à chegada da água no aquífero freático

exigem um grande volume de informações e de dados obtidos a campo, os quais

permitem a estimativa das características do processo de recarga da água

subterrânea (SANTOS e KOIDE, 2011).

Os métodos utilizados para estimar a recarga da água subterrânea a partir de

dados coletados na zona não saturada fornecem valores pontuais sobre a recarga, já

os métodos aplicados na zona saturada apresentam uma abordagem mais precisa

acerca dos valores reais de recarga, representando uma grande área de estudo

(SCALON, HEALY e COOK, 2002).

Existem diversos métodos que permitem a quantificação da recarga da água

subterrânea. Podem ser classificados como físicos químicos e/ou numéricos, dentre

os mais utilizados estão os Métodos Físicos, como ⇒ variação do balanço hídrico;

infiltração de corpos d’água superficiais; medição do fluxo de base de rios; lei de

Darcy; variação do nível da água (VNA ou WTF); os Métodos químicos ⇒ utilização

de traçadores, como por exemplo, no método de balanço de massa de cloretos; e, os

Métodos numéricos ⇒ que estimam a recarga utilizando-se de equações e modelos

numéricos, assim como de sistemas computacionais. Os métodos numéricos tem

sua evolução associada ao desenvolvimento de tecnologias e sistemas. Cada um

desses métodos possui características próprias, portanto, apresentam pontos fortes

e limitações diferentes, o que deve ser observado na hora da escolha do método a

ser utilizado. (XU e BEEKMAN, 2003; WANHFRIED e HIRATA, 2005; SANTOS,

2012).

A coleta de informações referentes à área de estudo, tais como, topografia,

composição do solo, clima e geologia é necessária para escolha adequada do

22

método a ser utilizado na estimativa da recarga. Esses fatores influenciam o sistema,

determinando a localização e o período de tempo em que a recarga ocorrerá, sendo

as condições climáticas o fator com maior influência sobre o processo de recarga

(PAIVA, 2006).

Para estimativa da recarga alguns fenômenos, relacionados ao processo,

precisam ser medidos. Erros nessas medidas ocasionam incertezas na magnitude

estimada da recarga. Estes fenômenos podem ser medidos em análises em/de

campo ou em laboratório (GOMES, 2008).

Outras preocupações que podem influenciar na seleção do método incluem

limitações de tempo e de orçamento. Se a estimativa de recarga deve ser realizada

em um curto espaço de tempo (dias ou meses), logo, técnicas baseadas em

monitoramento de longo prazo (anos) não devem ser utilizadas (SCALON, HEALY e

COOK, 2002).

Wanhfried e Hirata (2005) compararam a eficiência de três métodos para

quantificação da recarga d’água subterrânea, em um estudo realizado na planície

aluviar da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê, para minimizar as incertezas na

estimativa da recarga. As técnicas utilizadas pelos autores foram à estimativa

darcyniana, a variação do balanço hídrico e o water-table fluctuation (ou variação do

nível d’água). De acordo com os autores, o método WTF foi o mais perceptível entre

os três analisados para estimar a recarga, em locais com o nível da água

representativo da área, além de ser o mais fácil e simples de ser aplicado.

3.3.2.1 Método Water-Table Fluctuation

Entre os métodos mais utilizados na estimativa da taxa de recarga em

aquíferos livres destacam-se os métodos físicos, principalmente os baseados na

oscilação dos níveis da água subterrânea.

Os métodos baseados na alteração dos níveis das águas subterrâneas são

amplamente utilizados na estimativa das taxas de recarga, pois apresentam

simplicidade na obtenção de dados dos níveis piezométricos que, a partir das

23

flutuações temporais ou espaciais dos níveis da água, possibilitam a estimava das

taxas de recarga (PINTO et al., 2009).

O método Water-Table Fluctuation (WTF) baseia-se na premissa de que a

elevação dos níveis da água em aquíferos não confinados ocorre a partir da chegada

da água ao nível freático (SCALON, HEALY e COOK, 2002), processo caracterizado

como recarga da água subterrânea.

Para o registro das oscilações do nível freático são instalados piezômetros na

área de estudo. Os piezômetros (Figura 8) são instrumentos que medem pressão,

amplamente utilizados para obtenção e registro das variações de nível da coluna da

água em estudos relacionados às oscilações dos níveis de águas subterrâneas

(VICTORINO, GEHLING e RAMIRES, 2003).

A utilização do método é mais precisa se aplicado ao longo de períodos de

tempo curtos e em regiões com o nível freático raso, facilitando a detecção de

oscilações nos níveis de água (SCALON, HEALY e COOK, 2002).

Ao longo do tempo, diversos fenômenos causam oscilações no nível d’água,

exigindo cuidado na utilização do método WTF. As variações que ocorrem ao

decorrer de um longo tempo (décadas ou séculos) estão ligadas às mudanças na

ocupação e uso do solo juntamente com as alterações naturais do clima. Em

períodos mais curtos, como ao longo de um ano, geralmente estão ligadas a

sazonalidade da evapotranspiração e da precipitação. Nos períodos mais curtos

(dias e meses), as variações associam-se à precipitação, mudanças de pressão

atmosférica, bombeamento, entre outros.

Wanhfried e Hirata (2005) afirmam que piezômetros devem ser posicionados

em locais com o nível da água capaz de representar a captação como um todo, para

evitando que variações na geologia, na topografia e na composição da vegetação

façam alterar as medidas calculadas em uma determinada área.

A recarga pode ser calculada por meio da equação (1) proposta por Scalon,

Healy e Cook (2002):

∆𝑆 (𝑡𝑗) = ∆ℎ(𝑡𝑗) . 𝑆𝑦 (1)

24

Onde:

ΔS (tj) ⇒ é a variação do armazenamento da água subterrânea (m) no período (tj);

Δh (tj) ⇒ é a variação da altura do nível d’água no subsolo (m) obtida a partir dos

piezômetro no período (tj);

Sy ⇒ é o coeficiente de rendimento específico do aquífero (adimensional).

Essa equação pressupõe que os demais componentes do ciclo hidrológico,

tais como, evapotranspiração subterrânea, fluxo de base, entrada e saída de fluxo

sub superficial são nulos durante todo o processo de recarga. Dessa forma, assume-

se que toda a água que atinge o nível freático entra imediatamente em

armazenamento (GOMES, 2008) e por essa razão, a aplicação do método nas

elevações dos níveis freáticos irá fornecer uma estimativa de recarga total, pois não

considera as descargas da água que ocorrem no aquífero durante o intervalo de

tempo em que o método Water-Table Fluctuation é aplicado.

Para aplicação da Equação (1) assume-se que 𝛥ℎ é igual à diferença entre o

pico de subida e o ponto mais baixo da curva de recessão antecedente, (é o traço

que a curva de variação do nível da água seguiria na ausência de elevação) (Figura

3) extrapolada até o instante do pico (COELHO, 2011).

A extrapolação hipotética da curva de recessão do nível da água até o

instante do pico é expressa na Figura 3:

25

Figura 3: A linha pontilhada é a curva de recessão extrapolada, 𝛥ℎ é a diferença entre o ponto mais baixo da curva extrapolada e o pico de subida do nível da água. Fonte: HEALY e COOK, 2002.

Para Coelho (2011) a representação do traço é tendenciosa e tenta moldar a

função de defasagem entre o início da precipitação e o início da recarga.

Ali (2011) elenca as principais limitações do método WTF: ⇒ O método requer

um rendimento específico, que seja representativo de todo o aquífero a ser

monitorado; ⇒ Os poços de observação devem ser localizados de maneira que os

níveis de água a serem monitorados representem a área de estudo como um todo; ⇒

O método não pode ser responsável por uma taxa constante de recarga, pois, onde

a taxa de recarga é constante e igual à taxa de drenagem, não ocorrerá variação dos

níveis da água.

Ainda, em termos da equação (1), Sy é a razão entre os volumes de água

liberada dos vazios pelas forças gravitacionais e o volume total de poros conectados

(PINTO et al, 2009), equivalendo em aquíferos livres, a porosidade eficaz (n) como

demonstrado na Figura 4:

26

Figura 4: Esquema simplificado e conceitual esclarecendo o conceito de porosidade total, rendimento específico e retenção específica em um aquífero não confinado. Fonte: YONGER (2007, apud MARTELLI, 2012).

A retenção específica é a quantidade de água retida sobre a superfície ou nos

espaços intergranulares, em outras palavras, é a quantidade de água presa no solo

depois que ocorre a drenagem pela ação da gravidade (FARIAS, 2011).

Seguindo o trabalho de Farias (2011), o autor conceitua a porosidade como

uma propriedade física caracterizada pela relação entre o volume de vazios e o

volume total de um determinado material (solo ou rocha).

A determinação do rendimento específico é o parâmetro, necessário a

aplicação do método, mais difícil de ser estimado. Os valores de Sy, determinados

em laboratório ou com testes realizados em campo, são geralmente dependentes do

tempo disponível para os testes. Períodos de análise mais longos correspondem a

valores mais corretos de Sy (HEALY e COOK, 2002).

Existe uma grande variação entre os métodos utilizados para determinação do

rendimento específico do solo, assim como os resultados encontrados na literatura

para uma mesma classe textural. Nota-se uma grande discrepância entre os valores

27

informados e por essa razão não se pode afirmar que o valor do rendimento

específico obtido por meio de ensaios de laboratório ou a campo possuem precisão

razoável, repercutindo em incertezas e na confiabilidade dos valores calculados de

recarga. Um valor aceitável pode ser obtido desde que se conheça a porcentagem

dos materiais constituintes do solo, baseando-se em bibliografias especializadas

(MAZIERO e WENDLAND, 2005).

Gomes (2008) afirma que esse parâmetro é extremamente importante para

quantificação da variação do nível de água do aquífero livre e destaca que, a

precisão do valor calculado para Sy, como mencionado anteriormente, poderá

resultar em incertezas nos valores estimados para recarga.

Outras limitações do método WTF incluem a necessidade de garantir que as

flutuações de nível de água são, de fato, devido à recarga da água subterrânea e

que não são ocasionadas em resposta à presença de ar retido nos espaços

intergranulares, às mudanças na pressão barométrica, à evapotranspiração, dentre

outros fenômenos que interferem no processo de recarga (SCALON, HEALY e

COOK, 2002).

O método WTF somente é capaz de estimar a recarga quando a taxa de

chegada da água ao nível freático é maior do que a taxa de saída, condição que

produz alteração do nível de água. Se a descarga do aquífero for igual à taxa de

recarga, nenhuma mudança de nível da água ocorrerá, e o método poderá prever

ausência de recarga (HEALY e COOK, 2002).

O método Water-Table Fluctuation também apresenta alguns aspectos

favoráveis que incluem, além de sua simplicidade e facilidade de uso, os seguintes

fatores: ⇒ Ele pode ser aplicado para qualquer poço raso, que canaliza o nível

freático, se houver uma grande quantidade de dados disponíveis sobre as oscilações

do nível da água; ⇒ O método não requer hipóteses sobre os mecanismos de

movimento da água através da zona insaturada; daí, a presença de caminhos

preferenciais de fluxo não restringe a sua utilização; ⇒ Taxas de recarga calculadas

com o método WTF são valores que estão integrados em áreas de vários metros

quadrados a centenas ou milhares de metros quadrados. Esta é uma vantagem

distinta em relação a outras abordagens sobre cálculo de recarga, tais como os

28

métodos que se baseiam em medições dentro da zona não saturada (SCALON,

HEALY e COOK, 2002).

O método WTF apresenta-se como um dos mais utilizados em estimativas de

recarga, diversos autores utilizaram essa metodologia para desenvolver trabalhos

englobando a temática de recarga da água subterrânea, destacando Gomes (2008),

Wahnfried e Hirata (2005), Scanlon, Healy e Cook (2002), Xu e Beekman (2003),

Dambrós (2011), que obtiveram resultados satisfatórios na conclusão de suas

pesquisas. Baum (2015) relata que a aplicação do método WTF, nas estimativas da

recarga da água subterrânea, permitiu a constatação de que as águas infiltradas

dentro da área monitorada repercutem no nível da água subterrânea, em um curto

espaço de tempo.

3.3.2.2 Extrapolação da curva de recessão

Barreto (2006) relata que o desenho da linha de recessão é subjetivo e tenta

adaptar a função de defasagem entre o início da precipitação e o início da recarga.

Alguns autores (BARRETO, 2006; GOMES, 2008) utilizaram uma função do tipo

exponencial para extrapolação das curvas de recessão dos níveis freáticos, porém,

Healy e Cook (2002) afirmam não haver um tipo específico de função, de forma a

existirem diferentes metodologias para criação das curvas de recessão.

Dambrós (2011) considera que por não existir uma normalização da equação

gráfica, tenta-se melhor acomodar a curva de recessão entre o processo de

defasagem e o início da alteração do nível. A extrapolação da curva é feita até o

ponto em que se inicia um novo período recessivo (COELHO, ALMEIDA e SILANS,

2012).

29

4 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDOS

O estudo será desenvolvido no Parque Florestal Estadual do Turvo, no

município de Derrubadas, no estado do Rio Grande do Sul. Inicialmente decretado

como Reserva Florestal Estadual, foi transformado em Parque a partir da Lei nº

2440, de 2 de outubro de 1954 ,que definiu que todas as florestas de domínio do

Estado com mais de 250 ha seriam transformadas em Parques Estaduais (ROSA et

al, 2013).

A partir da Lei nº 2440/54, nos Parques Estaduais, ficou proibida a caça e a

pesca, além do corte de essências nativas, abertura de aceiros, desbastes

periódicos e subdivisões da floresta (ROSA et al, 2013) . O parque Florestal Estadual

do Turvo tornou-se um importante meio de conservação e preservação da

biodiversidade ambiental da área.

4.1 Localização

O parque situa-se no noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Figura 1), no

município de Derrubadas, entre as coordenadas 27°07 a 27°16 latitude Sul e 53°48 a

54°04 longitude Oeste, apresentando uma área total de 17.491,4 há, representando

quase 50% da área total do município de Derrubadas e 0,065% da área do Estado.

30

Figura 1: Localização do Parque Estadual Florestal do Turvo no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Fonte: Adaptado de FRANCO, 2008.

O Parque faz divisa ao norte, através do Rio Uruguai, com a Argentina e com

o Estado brasileiro de Santa Catarina; a oeste limita-se com o Rio Turvo; a leste faz

divisa com o Rio Parizinho, e a sul com propriedades particulares e com os Rios

Calisto e Bonifácio (SEMA, 2005), apresentando um perímetro de aproximadamente

90 km.

4.2 Características Gerais

A Secretaria Estadual do Meio Ambiental (SEMA) caracteriza o clima da

região onde está localizado o Parque Florestal Estadual do Turvo como sendo

subtropical, com uma precipitação pluviométrica média anual de aproximadamente

1665 mm. A vegetação do Parque apresenta-se predominantemente arbórea,

variando suas características de acordo com os diferentes ambientes encontrados no

parque.

O Parque Estadual do Turvo pertence à Região Hidrográfica do rio Uruguai e

é drenado pelo rio Uruguai e seus afluentes da margem esquerda. Além de áreas

31

menores que drenam diretamente ao rio Uruguai, no sentido sul-norte, caracterizam-

se quatro sub bacias hidrográficas dentro da área de abrangência do Parque, as

bacias do: Rio Parizinho, Arroio Mairosa, Arroio Calixto e Rio Turvo (SEMA, 2005),

às margens do Rio Uruguai.

Cunha, Silveira e Severo (2006) realizaram a caracterização dos solos do

município de Derrubas em diferentes pontos de amostragem. Os autores relatam que

não foi possível a amostragem de nenhum local dentro dos limites territoriais do

Parque devido à falta de autorização. Portanto, buscou-se no trabalho citado acima o

ponto de amostragem mais próximo à área do Parque. Na obtenção da composição

granulométrica realizada pelos autores os resultados apresentaram a quantificação

de Argila (62,4%), de Silte (26,9%) e Areias (10,7%) no ponto de amostragem.

O ponto de amostragem selecionado apresenta características semelhantes

as indicas no Plano de Manejo do Parque do Turvo (SEMA, 2005), que relata um

solo de textura muito argilosa para área em questão.

32

5 METODOLOGIA

Para realização do monitoramento da água subterrânea foram utilizadas

sondas de monitoramento contínuo de pressão em três piezômetros identificados

como Nº 01, Nº 04 e Nº 05. Para instalação dos piezômetros foi observado a

metodologia e as técnicas propostas na NBR 13895, de junho de 1997, que instrui

sobre a construção de poços de monitoramento e de amostragem.

A partir dos dados de pressão coletados nos piezômetros - dados de pressão

atmosférica e da profundidade do nível da água - faz-se o cálculo da oscilação do

nível da água no local monitorado.

Para que a variação do nível da água seja correlacionada com os eventos de

precipitação no período, instalou-se uma sonda Levelogger em um pluviômetro, a

aproximadamente 1 km de distância do local onde foram instalados os piezômetros.

5.1 Preparação do material

Primeiramente foram preparados os materiais necessários à construção e

instalação dos piezômetros. Estes equipamentos foram confeccionados a partir de

canos PVC com diâmetro interno de 50 mm, tampas próprias para os tubos com

diâmetro interno de 60 mm, lixas, tecido bidin, faca e cola para PVC.

Na parte inferior dos canos PVC, realizaram-se ranhuras transversais

(pequenos cortes, com espaçamento aleatório entre eles), para que, em caso de

existência de mais de um aquífero subterrâneo, separados por solos impermeáveis,

a água que entrar no cano seja oriunda apenas do aquífero em que a ponteira (parte

inferior ranhurada) do piezômetro estiver alocada.

O diâmetro estipulado para os piezômetros foi de 60 mm. Todos os tubos de

PVC foram cortados com 2 metros de comprimento, sendo que, mantiveram-se os

canos lisos até 1 metro de comprimento e ranhurou-se manualmente o restante. A

finalidade das ranhuras teve como objetivo permitir que a água presente no solo

circulasse dentro do piezômetro, possibilitando a medição dos níveis de água.

33

Figura 5: Ilustração do preparo dos tubos PVC utilizados como piezômetros. (1) Ranhuras transversais; (2) Tampa na parte inferior do tubo; (3) O tecido (bidin) foi envolto na parte ranhurada do tubo, impedindo a passagem de partículas para dentro do piezômetro. Fonte: Autor.

A parte inferior dos tubos de PVC foi tampada e colada. Enquanto que na

parte superior, as tampas foram apenas encaixadas, permitindo a coleta de dados de

nível d’água do piezômetro. No monitoramento foram utilizadas quatro sondas

Levelogger (transdutoras de pressão) (Figura 6), sendo uma sonda para o

monitoramento da precipitação e três para registro dos níveis da água. Os níveis de

água foram obtidos com a compensação das leituras de pressão, que foram obtidas

com o auxílio de uma sonda barométrica, que mede a pressão atmosférica

(Barologger), instalada em um dos piezômetros.

A sonda Barologger (Figura 7) utiliza algoritmos baseados na pressão do ar e

registra a pressão atmosférica para que seja utilizada na compensação das leituras

dos níveis de água subterrânea registrados pela sonda Levelogger (Figura 6).

34

Figura 6: Sonda Levelogger, transdutor de pressão, utilizada no estudo. Fonte: www.solinst.com.br

Figura 7: Barologger, registradora da pressão atmosférica, utilizada no estudo. Fonte: www.solinst.com.br

O local escolhido para instalação dos piezômetros foi selecionado pela

facilidade de se alcançar o nível freático, visto que os poços foram perfurados com

um trado manual e sua profundidade não poderia ser grande.

No primeiro dia de campo foram instalados cinco piezômetros, assim como os

equipamentos necessários à observação e registro dos níveis da água subterrânea.

Os piezômetros foram identificados pela ordem de construção, sendo classificados

como Nº 1, Nº 2, Nº 3, Nº 4 e N° 5.

5.2 Poços de monitoramento e instalação dos piezômetros

Para realização deste estudo, monitorou-se o nível estático da água

subterrânea em três piezômetros, distribuídos espacialmente na área de estudo. Em

virtude da falta de informação sobre a média dos níveis da água subterrânea do

35

local, os poços de monitoramento foram perfurados, quando possível, até a

profundidade de 1 metro abaixo do nível da água (instante em que a água começou

a fluir) (Figura 8). A perfuração do solo, construção dos poços piezométricos e a

instalação das sondas de monitoramento ocorreram no dia 25 de julho de 2014.

Figura 8: Ilustração de um piezômetro. Na parte interna do piezômetro ilustrado pode-se identificar, hipoteticamente, o nível da água e a posição em que as sondas permaneceram instaladas. Fonte: Autor.

Para a perfuração do solo, utilizou-se um trado manual, modelo holandês

(Figura 9). Esse instrumento de aço possui a extremidade inferior pontiaguda e em

forma de espiral, e ao ser girado, o trado perfura o solo.

36

Figura 9: Exemplo de trado holandês utilizado na perfuração do solo. Fonte: www.sondaterra.com

A perfuração dos poços de monitoramento com o trado manual é simples, de

fácil utilização e de baixo custo, porém, o uso desse equipamento só foi possível

devido a alguns fatores: o nível de água a ser atingido estava próximo à superfície do

terreno; o buraco a ser perfurado possuía diâmetro pequeno e profundidade rasa; e,

o solo apresentava baixa resistência.

A profundidade dos piezômetros variou conforme o nível de água foi

alcançado na perfuração. Em todos os locais em que os piezômetros foram

instalados, o uso do solo apresentava-se predominantemente como área de floresta

nativa.

Na Figura 10 mostra-se uma sequência de fotos que exemplifica o processo

de perfuração e instalação dos piezômetros, ilustrando também a instalação das

sondas utilizadas neste estudo.

37

Figura 10: Perfuração e instalação dos piezômetros e das sondas. (1) Trado manual para perfuração do solo; (2) Instalação do tubo PVC; (3) Medidor de nível da água manual; (4) Medição do nível da água no piezômetro; (5) Instalação das sondas; e (6) Vedação da parte superior do tubo PCV. Fonte: Autor.

No momento da construção, descartou-se o piezômetro número 2 (Nº 2)

porque ele não apresentou oscilações significativas nos níveis da água, estando

sempre seco. Posteriormente descartou-se o piezômetro número 3 (Nº 3)

considerando que se apresentava parcialmente seco (alternando de seco a úmido ao

longo do monitoramento). Nos piezômetro Nº 1, Nº 4 e Nº 5 foram alocadas três

sondas Levelogger (uma em cada um deles) e no piezômetro Nº 5 instalou-se uma

sonda Barologger, para o monitoramento da pressão atmosférica.

Para a medição dos níveis das águas subterrâneas, foi utilizado um medidor

de nível com sensor elétrico e fita métrica de 250 metros (Figuras 10 e 11). É um

dispositivo de uso simples e fácil, com precisão milimétrica.

38

Figura 11: Ilustração do Medidor de nível da água. Fonte: www.solinst.com.br

Após a medição de cada perfuração, instalaram-se os tubos de PVC,

ranhurados e envoltos no tecido (bidin) que serve como meio filtrante, impedindo a

passagem de sedimentos finos para dentro do piezômetro. No espaço restante, entre

o tubo e a parede do buraco, preencheu-se cerca de 80% com o próprio material

escavado no local (solo e rochas), para garantir maior estabilidade aos tubos de

PVC, e o restante do espaço (20%) foi preenchido com cimento e areia.

As sondas foram suspensas na tampa superior do tubo de PVC por um

cordão de aço inox. O comprimento de cada cordão variou conforme a profundidade

do piezômetro em que foram instalados, de modo a manter as sondas na posição

vertical e a impossibilitar que as mesmas tocassem o fundo do piezômetro.

Os tubos de PVC foram tampados e vedados com fita adesiva para que

fatores externos dispensáveis a este estudo alterassem os valores registrados

durante o período de monitoramento.

A Tabela 1 apresenta os dados das coordenadas geográficas nas quais os

piezômetros encontram-se instalados:

Tabela 1: Dados referentes à localização dos piezômetros.

39

Piezômetro Latitude Longitude

1 27º13’27,1’’ 53º51’06,7’’

4 27º13’27,3’’ 53º51’06,7’’

5 27º13’27,0’’ 53º51’06,5’’

Fonte: Autor.

Figura 12: Acomodação das sondas dentro dos piezômetros. Fonte: www.solinst.com.br

5.3 Instalação do pluviômetro e monitoramento da precipitação

Para o monitoramento da precipitação no Parque Estadual Florestal do

Turvo, construiu-se um equipamento capaz de monitorar e armazenar os dados

obtidos durante os eventos de precipitação. O equipamento é constituído

basicamente por um pluviômetro, um tubo de PVC, uma sonda e um sifão. A

sequência de fotografias a seguir (Figura 13) apresenta o passo a passo da

instalação do pluviômetro.

A estação pluviométrica foi inserida a cerca de 1 km de distância do local de

instalação dos piezômetros. O pluviômetro foi instalado respeitando as distancias

40

mínimas recomendadas de objetos que possam vir a interferir no monitoramento dos

dados da precipitação (árvores, construções, etc.).

Figura 13: Instalação do equipamento utilizado para o monitoramento da precipitação no Parque Estadual Florestal do Turvo. (1) Suporte para o equipamento, (2) Pluviômetro; (3) Receptáculo construído com tubo de PVC para armazenamento da água da chuva; (4) Perfuração do solo para instalação do equipamento; (5) Teste realizado para conferir o funcionamento do equipamento; (6) Equipamento já instalado, constituído por um suporte base, um pluviômetro, um tudo de PVC para armazenamento da água da chuva e um sifão para despejo da água acumulada. Fonte: Autor.

41

A construção do equipamento tornou-se necessária por ser inviável o

monitoramento diário da precipitação no local e pela ausência de estações

pluviométricas próximas ao Parque. Este equipamento funciona da seguinte forma, a

água captada pelo pluviômetro é armazenada dentro do tubo PVC; quando o

recipiente de armazenamento atinge o volume máximo (que é regulado por um sifão)

ele esvazia e inicia-se outro ciclo de acumulação. O pluviômetro utilizado (Figura 14)

é do modelo Ville de Paris (Figura 14) que possui bocal com diâmetro de 225,7 mm e

capacidade de armazenamento de até 200 mm.

Figura 14: Pluviômetro – Modelo Ville Paris. Fonte:

Realizou-se um teste para conferir se o equipamento estava funcionando

corretamente. Encheu-se o recipiente de armazenamento até o volume máximo de

armazenamento. Quando o nível da água atingiu o volume máximo, o recipiente foi

esvaziado pelo sifão, o que comprovou o se correto funcionamento.

42

Para que o monitoramento dos níveis de água do receptáculo de PVC foi

instalada dentro do recipiente de armazenamento uma sonda Levelogger semelhante

às utilizadas nos piezômetros. As perdas de volume por evaporação foram

desconsideradas neste trabalho, visto que o receptáculo estava fechado na porção

superior, sendo conectado ao pluviômetro por uma mangueira estreita.

Os dados de precipitação obtidos no período de 14 de janeiro de 2015 a 05 de

abril de 2015 foram trabalhados e transformados em dados diários de precipitação

(mm).

A observação dos dados pluviométricos é extremamente importante na

identificação de sua influência nas variações dos níveis da água, já que a

precipitação é um dos principais responsáveis pelo processo de recarga de aquíferos

livres (MOON et al., 2004), e neste caso, é o fator de correlação simultânea com os

dados do monitoramento hidrogeológico.

5.4 Coleta dos dados

Os dados da variação dos níveis do aquífero livre correspondem ao período

hidrológico de 14 de janeiro de 2015 a 5 de abril de 2015, a seleção desse período

para realização das análises foi devido ao fato de que no período anterior não havia

dados de precipitação da região estudada e não seria possível a correlação das

flutuações do nível freático com os eventos de precipitação ocorridos.

Estabeleceu-se uma frequência de 10 minutos de medição de pressão. Ou

seja, a cada 10 minutos as sondas registravam a pressão da coluna de água e a

pressão atmosférica. Seguindo essa metodologia, foram registrados 144 dados

diários de níveis da água subterrânea em cada piezômetro. A pressão atmosférica foi

registrada no piezômetro Nº 5, assumindo que a pressão é igual para área de

monitoramento.

Visitas a campo, com frequência média de 90 dias, foram realizadas para

coleta de dados das sondas instaladas nos piezômetros e na estação pluviométrica.

Foi realizada por meio de um adaptador com conexão USB (Universal Serial

Bus) a transferência dos dados coletados pelas sondas para um computador (Figura

15).

43

Figura 15: Ilustração dos equipamentos utilizados para transferência dos dados para o computador. Fonte: www.solinst.com.br

5.5 Manipulação dos dados coletados

Para compensação dos dados de pressão coletados pelas sondas utilizou-se

o software Levelogger 4.0.3.

Neste trabalho será utilizada a função crescimento, do Software Microsoft

Excel 2010, para extrapolação das curvas de recessão. Essa função prevê valores

futuros baseando-se em valores conhecidos, por meio de crescimento exponencial.

Foi realizado o cálculo da recarga por período recessivo, a fim de comparação

entre a intensidade das chuvas e a quantidade da água que efetivamente constitui

recarga. Para isso foram selecionados alguns dos períodos e calculou-se a recarga

observando-se as diferenças de altura (h) entre o ponto mais baixo da curva de

recessão e pico do nível da água. Os resultados são encontrados na Tabela 8.

5.6 Determinação do rendimento específico (Sy)

A partir das porcentagens granulométricas do solo indicadas por Cunha,

Silveira e Severo (2006), mencionados na seção 3.1.2 deste trabalho, estimou-se o

valor do rendimento específico para a área onde esse estudo foi realizado. A

estimativa foi baseada nos valores de rendimento específico dos materiais

apresentados na Tabela 3.

http://www.solinst.com.br/

44

Tabela 2: Rendimento específico (Sy).

Rendimento Específico (Sy)

Material Argila Silte Areias

Sy (%) 2 3 22

Fonte: HEATH, 1983.

A incerteza do resultado final está associada à precisão na determinação do

coeficiente de rendimento específico Sy (COELHO, ALMEIDA e SILANS, 2012).

O rendimento específico do solo (4,4%) foi obtido a partir da estimativa

calculada das porcentagens de argila (62,4%), areia (10,7%) e silte (26,9%)

adotadas para a área de estudo. O valor do rendimento específico aplicado neste

estudo para utilização do método WTF será de 5%, que corresponde à média do

rendimento específico dos materiais com textura argilosa indicados por Johnson

(1967).

45

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos a partir do

monitoramento hidrogeológico e pluviométrico realizados no Parque Estadual

Florestal do Turvo. A partir dos dados registrados dos níveis da água subterrânea e

do volume de água precipitação na região, foi calculado o percentual de água da

chuva que, de acordo com a expectativa do método WTF, efetivamente constituiu

recarga na área de interesse, durante o período de janeiro a abril de 2015.

O total de dados coletados no período de estudo foi de 11808 para cada

piezômetro, em um período de 82 dias, entre 14 de janeiro de 2015 a 5 de abril de

2015. A cada dia, 144 dados de nível da água eram registrados em cada piezômetro.

Devido ao grande número de dados coletados, para que os gráficos fossem

construídos, foi calculada a média diária da profundidade do nível da água.

As médias diárias dos níveis da água e a precipitação diária acumulada

observadas no período monitorado de 14 de janeiro a 05 de abril de 2015 podem ser

conferidas nas Tabelas encontradas nos Anexos A (Piezômetro 1), B (Piezômetro 4)

e C (Piezômetro 5) deste trabalho.

6.1 Monitoramento pluviométrico

A precipitação total acumulada no período de monitoramento foi de

265,471 milímetros. Os dados foram comparados com a precipitação pluviométrica

registrada no mesmo período em uma estação climatológica localizada no campus

da Universidade Federal de Santa Maria em Frederico Westphalen (RS), distante a

aproximadamente 50 km do Parque Estadual Florestal do Turvo.

A precipitação registrada na cidade de Frederico Westphalen no período de

14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015 foi de 271 mm. Essa comparação

aumenta a confiabilidade dos volumes de precipitação registrados pelo pluviômetro

inserido no Parque do Turvo, visto que o modelo de cálculo utilizado para

transformação dos dados de níveis da água (registrados no interior do receptáculo

de armazenamento do pluviômetro) em dados diários de precipitação não havia sido

46

testado anteriormente, não sendo encontradas referências a utilização dessa

metodologia para monitoramento da precipitação na literatura especializada.

A Tabela 3 apresenta as precipitações mensais acumuladas ocorridas no

período monitorado. Os maiores volumes registrados de precipitação foram nos

meses de janeiro e fevereiro, o que contribuiu para a infiltração da água no subsolo e

para a recarga da água subterrânea. No mês de março, inicia-se um grande período

de estiagem, que influenciou nas oscilações dos níveis da água. A Figura 16

apresenta a precipitação diária acumulada no período monitorado.

Tabela 3: Precipitação mensal, com indicação dos dias em que foram registrados os

maiores volumes de chuva.

Precipitação Mensal Período (dias)

Mês Precipitação

(mm) Dia de maior precipitação

Precipitação do dia (mm)

14 - 31 Janeiro 58,1 20/jan 27,32

01 - 28 Fevereiro 197,366 22/fev 57,33

01 - 31 Março 10,005 04/mar 6,541

01 - 05 Abril 0 ----- 0 Fonte: Autor.

Registrou-se o maior volume de precipitação no dia 22 de fevereiro, quando

choveu 57,33 mm/dia na região. O mês de fevereiro registou a maior intensidade de

chuvas, em volume e periodicidade, quando foram registrados 197,366 mm de

precipitação na região de estudo.

47

Figura 16: Precipitação, em milímetros (mm), no Parque Estadual Florestal do Turvo, entre o período de 14/01/2015 até 05/04/2015. Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15

Pre

cip

ita

çã

o (

mm

)

Período (d/m/aa)

Precipitação (mm)

48

6.2 Monitoramento Hidrogeológico

No momento da instalação foi registrada a profundidade do nível freático em

cada piezômetro. A Tabela 4 apresenta o número de identificação da sonda, a altura

do nível d’água (NA) no momento da instalação dos piezômetros, a altura da boca do

piezômetro (parte do tubo de PVC na porção acima do nível do terreno).

Tabela 4: Dados referentes à instalação e identificação dos piezômetros

Sonda Número da sonda Profundidade do Nível da água (metros)

1 131068375 0,815

4 131068367 1,7

5 131068370 1,67

Fonte: Autor.

A Figura 12 ilustra como as sondas Levelogger foram acomodadas dentro

dos piezômetros (Nº 1, Nº 4 e Nº5), próximo a base dos mesmos, e a sonda

Barologger foi colocada na parte superior do piezômetro (Nº 5) para registrar a

pressão atmosférica no local de estudo.

As Figuras 17, 18 e 19 representam a correlação entre os eventos de

precipitação ocorridos no período monitorado com a oscilação dos níveis da água

subterrânea nos piezômetros Nº 1, Nº 4 e Nº 5. Os piezômetros selecionados para a

estimativa da recarga apresentaram oscilações significativas de nível da água.

Como se observa nas Figuras 17 a 19 é notório que os três piezômetros

monitorados apresentam um padrão semelhante de oscilação dos níveis da água,

com rápida resposta a eventos maiores de precipitação, mas seus níveis reduzem

rapidamente, em um curto intervalo de tempo.

O mês de fevereiro apresentou um grande volume de chuvas, com a

ocorrência de eventos extremos, como os ocorridos no dia 21 e 22 de fevereiro,

quando precipitou, respectivamente, 46,94 mm/d e 57,33 mm/d de chuva.

49

Tabela 5: Variação do Nível da Água nos piezômetros Nº 1, Nº 4 e Nº 5. Indica as

profundidades mínimas e máximas atingidas em cada piezômetro, assim como a

média dos níveis da água.

Nível da água (metros)

Piezômetro Profundidade

Mínima Profundidade

Máxima

Amplitude Máxima de Variação

Média do Nível

da Água

1 0,832 1,44 0,608 1,278

4 1,181 1,619 0,438 1,526

5 1,222 1,753 0,531 1,611

Fonte: Autor.

Para o piezômetro Nº 1, a profundidade máxima da água chegou a 1,44

metros e a mínima registrada foi de 0,832 metros de profundidade, com amplitude de

0,608 metros. Para o piezômetro Nº 4 a máxima foi de 1,619 metros e a mínima de

1,181 metros, com amplitude de 0,438 metros. O piezômetro Nº 5 registrou sua

profundidade máxima do nível da água a 1,753 metros e a mínima a 1,222 metros,

com amplitude de 0,531 metros. Verificou-se que ocorreram oscilações em todos os

piezômetros, com profundidade mínima registrada de 0,832 m no piezômetro Nº 1 e

máxima de 1,753 metros no piezômetro Nº 5.

Mesmo entre o período de 5 de março a 5 de abril, quando não foram

registrados eventos de precipitação, o comportamento do nível da água do

piezômetro 1 (Figura 17) rebaixa até um nível próximo a média registrada no período

monitorado, que foi de 1,278 metros de profundidade em relação ao nível do terreno.

Nota-se que no piezômetro Nº 4 (Figura 18) os níveis da água variam com

maior frequência, porém, as oscilações do nível não são tão expressivas quanto às

observadas nos piezômetros Nº 1 e Nº 5.

No piezômetro Nº 5 (Figura 19), constatam-se bruscas oscilações dos níveis

da água, representando uma resposta rápida tanto frente aos eventos de

precipitação como os observados no período de estiagem. Assim como o piezômetro

Nº 1, o comportamento do piezômetro Nº 5 também tende a manter o nível da água

50

próximo a média observada no período, de 1,611 metros de profundidade em relação

ao nível do terreno.

Observando as Figuras 17, 18 e 19 verifica-se que as oscilações dos níveis

da água estão relacionadas com a intensidade e com o volume dos eventos de

precipitação. Nos períodos de maior precipitação, o nível da água dos piezômetros

eleva-se abruptamente em um curto intervalo de tempo, voltando a rebaixar assim

que a quantidade de água disponível para infiltração reduz.

51

Figura 17: Nível da água no piezômetro Nº 1, relacionado com os eventos de precipitação ocorridos no período. Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6


Pre

cip

itaç

ão

(mm

)P

rofu

nd

ida

de

do

Nív

el

da

ág

ua (

m)

Período (d/m/aa)Pz 1

Precipitação (mm) Nível da água (m)

52

Figura 18: Nível da água no piezômetro Nº 4, relacionado com os eventos de precipitação ocorridos no período. Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8


Precip

itação (m

m)

Pro

fun

did

ad

e d

o N

íve

l d

a á

gu

a (

m)



53

Figura 19: Nível da água subterrânea no piezômetro Nº 5 e os eventos de precipitação ocorridos no período. Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8


Pre

cip

itaç

ão

(mm

)V

ari

aç

ão

do

Nív

el

da

ág

ua (

m)



54

6.3 Cálculo da Recarga

A recarga natural direta do aquífero livre foi estimada para o período

hidrológico de 14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015, com a utilização do

método WTF, descrito no item 3.3.2.1 deste trabalho. O método exige a extrapolação

das curvas de recessão, que foram criadas a partir da média diária dos dados

coletos a campo no período monitorado. O rendimento específico estimado para

aplicação do método (5%) foi indicado por Johnson (1967) para solos argilo-siltosos,

uma vez que estas são as características encontradas no solo do Parque Estadual

Florestal do Turvo.

As Figuras 20, 21 e 22 apresentam a extrapolação das curvas de recessão

nos instantes de início de recarga do aquífero, até o ápice da curva ascendente.

Cada piezômetro apresentou um número diferente de instantes relevantes para

extrapolação das curvas, sendo que para o piezômetro Nº 1 foram extrapoladas três

curvas de recessão, para o piezômetro Nº 4 fez-se a extrapolação de quatro curvas e

para o piezômetro Nº 5 foram extrapoladas quatro curvas de recessão.

Após a identificação das oscilações significativas, foram somadas as

diferenças de altura (h) para cada piezômetro, determinando assim o ∆h do período

(que é a diferença entre o ponto mais baixo da curva de recessão e o pico de subida

do nível da água). A recarga foi calculada individualmente para cada piezômetro,

utilizando a equação (1) citada no item 3.3.2.1 deste trabalho.

Tabela 6: Somatório de ∆h (mm) para os piezômetros utilizados no monitoramento

do nível da água subterrânea.

Somatório ∆h (mm)

Piezômetro h1 h2 h3 h4 ∆h

1 27,981 299,607 33,08 - 360,668

4 31,738 147,579 36,778 70,046 286,141

5 30,769 117,586 159,512 45,266 353,133

55

Fonte: Autor.

Estimou-se a relação entre a recarga da água subterrânea em aquífero livre

à precipitação no período monitorado. Os volumes de recarga foram calculados

conforme a metodologia apresentada na seção 4 deste trabalho. Para tal objetivo,

foram somadas as diferenças de altura (h) para determinação do ∆h de cada

piezômetro no período monitorado.

Para o piezômetro Nº 1 a recarga estimada no período foi de 18,033 mm,

constituindo 6,79% da precipitação pluviométrica do período. Para o piezômetro Nº 4

os valores estimados da recarga foram de 14,307 mm (5,39%) e para o piezômetro

Nº 5 a recarga foi de 17,656 mm (6,65%).

Tabela 7: Estimativa da Recarga da água subterrânea no Parque Florestal Estadual

do Turvo, entre o período de 14 de janeiro de 2015 a 5 de abril de 2015.

Estimativa da Recarga da Água Subterrânea

Piezômetro ∑∆h (mm)

Sy (%)

Precipitação (mm)

Período (dias)

Recarga (mm)

Recarga (%)

1 360,668 5 265,471 82 18,033 6,79

4 286,141 5 265,471 82 14,307 5,39

5 353,133 5 265,471 82 17,656 6,65

Fonte: Autor.

Ressalta-se que os valores calculados são referentes à recarga total, que é

superior a recarga líquida, já que o método Water-Table Fluctuation não considera as

56

descargas da água do aquífero ocorridas no período de monitoramento para estimar

a recarga total.

O método WTF foi aplicado no cálculo de recarga em períodos curtos de

monitoramento (dias). Os resultados obtidos são expressos na Tabela 8.

Tabela 8: Recarga da água subterrânea nos piezômetro Nº 1, Nº 4 e Nº 5 por

período recessivo.

Estimativa da Recarga da Água Subterrânea por Período Recessivo

Piezômetro - Recessão ∆h Sy Precipitação Período Recarga Recarga

(mm) (%) (mm) (dias) (mm) (%)

Pz1 - Rc1 27,981 5 71,176 23 1,399 1,96

Pz1 - Rc2 299,607 5 157,742 14 14,98 9,49

Pz1 - Rc3 33,08 5 20,395 8 1,654 8,109

Pz4 - Rc1 31,738 5 29,234 12 1,5869 5,42

Pz4 - Rc2 147,579 5 26,563 4 7,378 27,77

Pz4 - Rc3 36,778 5 143,509 9 1,8389 1,28

Pz5 - Rc1 30,769 5 43,478 7 1,538 3,53

Pz5 - Rc2 117,586 5 126,579 6 5,87 4,63

Fonte: Autor

Constata-se que os volumes de água precipitada tem profunda conexão com

as oscilações dos níveis da água subterrânea, relacionando-se diretamente com a

quantidade de água que irá constituir recarga. Ou seja, dentro de um período

determinado de tempo, a quantidade de água que recarregou o aquífero freático foi

regida pelas variáveis climáticas, como por exemplo, intensidade, frequência e

periodicidade das chuvas.

Os valores de recarga obtidos para o Pz1 – Rc2 (9,49%); Pz4 – Rc3 (1,28%);

e Pz5 – Rc2 (4,63%) foram calculados com base em períodos recessivos

aproximados, apresentando uma quantidade similar de precipitação. Mesmo assim, a

estimativa da recarga para os piezômetros variou bastante, refletindo em incertezas

57

na aplicação do método Water-Table Fluctuation para períodos curtos de

monitoramento (dias).

Devido ao fato de os piezômetros Nº 1, Nº 4 e Nº 5 estarem bastantes

próximos um do outro, a recarga calculada representa a estimativa de uma pequena

parcela da área total do Parque Florestal Estadual do Turvo.

Destaca-se que a utilização do aquífero só será sustentável desde que as

taxas de recarga sejam superiores as taxas de abstrações, o que vai garantir que o

rebaixamento dos níveis do aquífero freático não prejudique a dinâmica natural dos

ecossistemas.

58

Figura 20: Monitoramento do nível da água subterrânea no Piezômetro Nº 1, entre os dias 14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015, com

indicação das curvas de recessão e dos valores das diferenças de altura (h), em metros. Fonte: Autor.

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6


Pro

fun

did

ad

e d

o n

íve

l d

a á

gu

a (

m)

Período (d/m/aa)

Nível da água (m) Recessão (m)

h1 = 0,027981

h2 =0,299607

h3 = 0,03308

Pz 1

59



1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8


Pro

fun

did

ad

e d

o N

íve

l d

a á

gu

a (

m)



h1 = 0,031738

h2 = 0,147579

h3 = 0,036778

h4 = 0,070046

60

.



1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2


Pro

fun

did

ad

e d

o N

íve

l d

a á

gu

a (

m)

Período (d/m/aa)


h1 = 0,030769

h2 = 0,117586

h3 = 0,159512

h4 = 0,045266

Pz 5

61

7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Esse trabalho acrescenta os conhecimentos relacionados às águas

subterrâneas, contribuindo com informações que auxiliam para o aumento da

eficiência do uso e da gestão desse recurso.

O pluviômetro instalado para monitoramento contínuo da precipitação

forneceu resultados convincentes, apresentando-se como um equipamento eficiente

e que pode ser utilizado em estudos posteriores.

A aplicação do método Water-Table Fluctuation para estimativa da recarga

demonstrou-se de fácil aplicação e apresentou resultados razoáveis, embora

represente grosseiramente o processo de recarga das águas subterrâneas.

Todos os piezômetros monitorados apresentaram flutuações dos níveis da água

frente aos eventos de precipitação ocorridos no período de estudo, que foi de

aproximadamente três meses. Existe relação direta entre a quantidade e intensidade

das chuvas e as oscilações dos níveis da água.

Devido à pequena extensão temporal das análises, a recarga estimada

apresenta incertezas. Aumentando-se o tamanho do período monitorado, pode-se

chegar a um resultado preciso acerca das taxas de recarga. Por essa razão torna-se

necessário o prolongamento do período de estudos para quantificação das taxas de

recarga à longo prazo do Parque Estadual do Turvo.

A média estimada da recarga para área de estudo em questão foi de 16,67

mm do total precipitado (265,471 mm), o que corresponde a 6,28 % da precipitação

ocorrida no período. Devido às características do solo, os valores estimados de

recarga são considerados razoáveis, visto que o rendimento específico (Sy) para

solos muito argilosos são baixos.

Portanto, conclui-se que a recarga é regida por uma série de variáveis e

particularidades ambientais, como a cobertura vegetal, os índices pluviométricos e o

tipo de solo da região estudada. As características ambientais do Parque do Turvo

contribuem para o processo de recarga, desenvolvendo um importante papel na

manutenção dos aquíferos.

62

REFERÊNCIAS

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66

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XU, Y.; BEEKMAN, H.E. Groundwater recharge estimation in Southern Africa. UNESCO IHP Series No. 64, UNESCO, 2003, Paris. ISBN 92-9220-000-3.

68

ANEXO A

Anexo A: Tabela com os dados diários obtidos a partir do monitoramento dos níveis da água

subterrânea no piezômetro Nº 1. Fonte: Autor.

Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm) Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm) Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm)

14/jan 0,832271 12,310 21/fev 1,43 46,940 24/mar 1,432 0,000

15/jan 0,853 1,539 22/fev 1,323 57,330 25/mar 1,434 0,000

16/jan 0,88 0,000 23/fev 1,1625 1,150 26/mar 1,434 0,000

17/jan 0,909 0,000 24/fev 1,149 16,160 27/mar 1,435 0,000

18/jan 0,9345 0,770 25/fev 1,144 0,000 28/mar 1,436 0,000

19/jan 0,962 1,539 26/fev 1,159 0,000 29/mar 1,44 0,000

20/jan 0,9585 27,320 27/fev 1,168 9,620 30/mar 1,434 0,000

21/jan 0,967 0,385 28/fev 1,179 0,770 31/mar 1,434 0,000

22/jan 0,992 0,000 01/mar 1,199 0,770 01/abr 1,435 0,000

23/jan 1,017 0,000 02/mar 1,218 1,924 02/abr 1,435 0,000

24/jan 1,036 5,000 03/mar 1,24 0,000 03/abr 1,435 0,000

25/jan 1,051 0,770 04/mar 1,248 6,541 04/abr 1,436 0,000

26/jan 1,074 3,080 05/mar 1,234 0,770 05/abr 1,434 0,000

27/jan 1,094 2,309 06/mar 1,2465 0,000

28/jan 1,117 0,000 07/mar 1,248 0,000

29/jan 1,137 3,078 08/mar 1,271 0,000

30/jan 1,166 0,000 09/mar 1,295 0,000

31/jan 1,191 0,000 10/mar 1,3155 0,000

01/fev 1,2165 0,000 11/mar 1,335 0,000

02/fev 1,244 0,000 12/mar 1,3615 0,000

03/fev 1,27 0,380 13/mar 1,387 0,000

04/fev 1,281 8,465 14/mar 1,408 0,000

05/fev 1,293 5,390 15/mar 1,429 0,000

06/fev 1,311 1,539 16/mar 1,437 0,000

07/fev 1,338 0,380 17/mar 1,4345 0,000

08/fev 1,3625 0,000 18/mar 1,433 0,000

09/fev 1,387 0,000 19/mar 1,4285 0,000

10/fev 1,4135 0,000 20/mar 1,428 0,000

11/fev 1,401 13,080 21/mar 1,429 0,000

12/fev 1,412 0,000 22/mar 1,43 0,000

13/fev 1,423 10,770 16/mar 1,431 0,000

14/fev 1,426 2,693 17/mar 1,7195 0,000

15/fev 1,43 0,770 18/mar 1,687 0,000

16/fev 1,43 0,000 19/mar 1,686 0,000

17/fev 1,4305 0,770 20/mar 1,686 0,000

18/fev 1,43 0,000 21/mar 1,687 0,000

19/fev 1,43 19,620 22/mar 1,686 0,000

20/fev 1,432 1,539 23/mar 1,688 0,000

69

ANEXO B

Anexo B: Tabela com os dados diários obtidos a partir do monitoramento dos níveis da água


Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm) Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm) Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm)

14/jan 1,181625 12,310 21/fev 1,584 46,940 24/mar 1,603 0,000

15/jan 1,204 1,539 22/fev 1,5495 57,330 25/mar 1,6035 0,000

16/jan 1,2325 0,000 23/fev 1,475 1,150 26/mar 1,6195 0,000

17/jan 1,259 0,000 24/fev 1,462 16,160 27/mar 1,614 0,000

18/jan 1,287 0,770 25/fev 1,454 0,000 28/mar 1,607 0,000

19/jan 1,317 1,539 26/fev 1,47 0,000 29/mar 1,557 0,000

20/jan 1,317 27,320 27/fev 1,477 9,620 30/mar 1,567 0,000

21/jan 1,324 0,385 28/fev 1,486 0,770 31/mar 1,594 0,000

22/jan 1,349 0,000 01/mar 1,51 0,770 01/abr 1,596 0,000

23/jan 1,3765 0,000 02/mar 1,527 1,924 02/abr 1,596 0,000

24/jan 1,394 5,000 03/mar 1,5495 0,000 03/abr 1,609 0,000

25/jan 1,413 0,770 04/mar 1,543 6,541 04/abr 1,614 0,000

26/jan 1,431 3,080 05/mar 1,545 0,770 05/abr 1,575 0,000

27/jan 1,451 2,309 06/mar 1,5415 0,000

28/jan 1,479 0,000 07/mar 1,551 0,000

29/jan 1,505 3,078 08/mar 1,541 0,000

30/jan 1,5345 0,000 09/mar 1,545 0,000

31/jan 1,564 0,000 10/mar 1,555 0,000

01/fev 1,57 0,000 11/mar 1,565 0,000

02/fev 1,574 0,000 12/mar 1,576 0,000

03/fev 1,577 0,380 13/mar 1,582 0,000

04/fev 1,581 8,465 14/mar 1,586 0,000

05/fev 1,584 5,390 15/mar 1,589 0,000

06/fev 1,587 1,539 16/mar 1,589 0,000

07/fev 1,589 0,380 17/mar 1,595 0,000

08/fev 1,591 0,000 18/mar 1,597 0,000

09/fev 1,591 0,000 19/mar 1,597 0,000

10/fev 1,59 0,000 20/mar 1,598 0,000

11/fev 1,583 13,080 21/mar 1,601 0,000

12/fev 1,586 0,000 22/mar 1,602 0,000

13/fev 1,586 10,770 16/mar 1,6055 0,000

14/fev 1,578 2,693 17/mar 1,7195 0,000

15/fev 1,582 0,770 18/mar 1,687 0,000

16/fev 1,583 0,000 19/mar 1,686 0,000

17/fev 1,582 0,770 20/mar 1,686 0,000

18/fev 1,583 0,000 21/mar 1,687 0,000

19/fev 1,587 19,620 22/mar 1,686 0,000

20/fev 1,589 1,539 23/mar 1,688 0,000

70

ANEXO C

Anexo C: Tabela com os dados diários obtidos a partir do monitoramento dos níveis da água


Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm) Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm) Data (d/m)

Nível da

água (m)

Chuva

(mm)

14/jan 1,222785 12,310 21/fev 1,676 46,940 24/mar 1,689 0,000

15/jan 1,2485 1,539 22/fev 1,674 57,330 25/mar 1,69 0,000

16/jan 1,277 0,000 23/fev 1,5205 1,150 26/mar 1,6895 0,000

17/jan 1,308 0,000 24/fev 1,546 16,160 27/mar 1,69 0,000

18/jan 1,334 0,770 25/fev 1,561 0,000 28/mar 1,69 0,000

19/jan 1,367 1,539 26/fev 1,581 0,000 29/mar 1,691 0,000

20/jan 1,366 27,320 27/fev 1,595 9,620 30/mar 1,692 0,000

21/jan 1,375 0,385 28/fev 1,605 0,770 31/mar 1,692 0,000

22/jan 1,4025 0,000 01/mar 1,622 0,770 01/abr 1,692 0,000

23/jan 1,428 0,000 02/mar 1,631 1,924 02/abr 1,692 0,000

24/jan 1,45 5,000 03/mar 1,636 0,000 03/abr 1,693 0,000

25/jan 1,468 0,770 04/mar 1,639 6,541 04/abr 1,6915 0,000

26/jan 1,4995 3,080 05/mar 1,641 0,770 05/abr 1,69 0,000

27/jan 1,521 2,309 06/mar 1,642 0,000

28/jan 1,551 0,000 07/mar 1,645 0,000

29/jan 1,575 3,078 08/mar 1,646 0,000

30/jan 1,602 0,000 09/mar 1,648 0,000

31/jan 1,624 0,000 10/mar 1,6515 0,000

01/fev 1,632 0,000 11/mar 1,658 0,000

02/fev 1,633 0,000 12/mar 1,658 0,000

03/fev 1,635 0,380 13/mar 1,658 0,000

04/fev 1,638 8,465 14/mar 1,66 0,000

05/fev 1,64 5,390 15/mar 1,6675 0,000

06/fev 1,643 1,539 16/mar 1,6925 0,000

07/fev 1,647 0,380 17/mar 1,7195 0,000

08/fev 1,6595 0,000 18/mar 1,687 0,000

09/fev 1,68 0,000 19/mar 1,686 0,000

10/fev 1,701 0,000 20/mar 1,686 0,000

11/fev 1,7195 13,080 21/mar 1,687 0,000

12/fev 1,74 0,000 22/mar 1,686 0,000

13/fev 1,753 10,770 16/mar 1,6925 0,000

14/fev 1,678 2,693 17/mar 1,7195 0,000

15/fev 1,675 0,770 18/mar 1,687 0,000

16/fev 1,675 0,000 19/mar 1,686 0,000

17/fev 1,676 0,770 20/mar 1,686 0,000

18/fev 1,6755 0,000 21/mar 1,687 0,000

19/fev 1,675 19,620 22/mar 1,686 0,000

20/fev 1,675 1,539 23/mar 1,688 0,000

avaliaÇÃo do potencial de recarga do aquÍfero...

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