HIDROGEOLOGIA
Luiz Paulo Fragomeni
Quero crer que um dos maiores desafios a ser enfrentado pelo
Brasil nas questões de água é superar o modelo político,
institucional e, sobretudo, educacional vigente, promovendo uma
abordagem holística dos problemas de gestão – seja sob a ótica
da escassez, como ocorre no semi-árido nordestino, da proteção
dos ecossistemas, nas regiões Norte e Centro-Oeste, e dos
conflitos de uso e poluição na regiões Centro, Sul e Sudeste,
onde o conhecimento técnico-científico seja absorvido e
difundido de forma plena ...
Thales de Queiroz Sampaio
Diretor de Hidrologia e Gestão Territorial da CPRM
Apresentação do livro Hidrogeologia, de Feitosa e Manoel Filho, 2.000.
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Histórico
Importância
Ocorrência
Movimento
Pesquisa
Hidroquímica
Contaminação
Aquíferos fraturados
Cartografia
Poços
Hidrogeologia do Brasil
Hidrogeologia do RS
Uso e Gestão
Água subterrânea é a fração de água que sofre
infiltração, percorrendo seu caminho pelo subsolo,
onde a força gravitacional e as características dos
materiais presentes controlam seu armazenamento e
movimento.
HISTÓRICO
-Pérsia (Irã) e Egito, 800 a.C.: túneis e poços
- Homero, Tales e Platão, na Grécia: as nascentes eram
formadas por água do mar conduzida por canais subterrâneos...
- Anaxágoras, na Grécia (500 a 428 a.C.): chuva como fonte da
água dos rios e da água subterrânea ...
- Aristóteles, na Grécia (384 a 322 a.C.): caráter cíclico entre a
terra e o ar, a evaporação e a condensação, a contribuição das
chuvas para os rios e a infiltração que reaparece nas nascentes ...
HISTÓRICO
-Vitruvius, em Roma (ano 0): arquiteto romano entendeu a
infiltração da água da chuva como responsável pela acumulação
de água subterrânea ...
- Pierre Perrault, na França (1608 a 1680): advogado, mediu a
precipitação pluviométrica sobre uma bacia hidrográfica e o
escoamento superficial correspondente no rio Sena durante 3
anos. Encontrou o escoamento de 16 % da chuva medida.
- Edmé Mariotté, físico na França, confirmou e publicou em
1686 as observações de Parrault ...
HISTÓRICO
- Edmond Halley, astrônomo na Inglaterra: demonstrou em 1693,
por observações sistemáticas, que a evaporação da água do mar
era suficiente para explicar todas as águas continentais ...
- Vallesiére, 1715: a importância de uma camada impermeável
confinante para um sistema de água subterrânea sob pressão ...
- La Métherie, em 1791: uma parte da chuva e da neve escoa
diretamente, outra parte umedece os solos e evapora ou serve às
plantas e outra parte penetra nos reservatórios subterrâneos e
reaparece gradualmente na superfície como nascentes ...
HISTÓRICO
- Henry Darcy, engenheiro na França (1803 a 1858): Lei de
Darcy (1856): descarga de água como função da condutividade
hidráulica do material e do gradiente hidráulico ...
- Dupuit, na França, 1863: fluxo radial estacionário no poço ...
- Thiem, na Alemanha, 1870: fluxo estacionário para poços e
galerias ...
- Forchheimer, na Áustria, em 1886: funções e variáveis
complexas ....
- Ghyben, na Holanda, em 1889: equilíbrio entre a água do mar e
água doce subterrânea ...
HISTÓRICO
- King, nos EUA, em 1892: relação entre carga e movimento da
água subterrânea ...
- ...
- Warming (1913), Small (1914), no Brasil, relatórios para o
IFOCS – Inspetoria Federal de Obras Contra a Seca...
- Aguiar (1939), no Brasil, fórmula empírica para avaliação de
deflúvios em bacias desprovidas de dados ...
- Kegel (1955), no Brasil, relatórios para o DNPM no Piauí ...
- SUDENE, em 1960: hidrogeologia com metodologia ...
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
As águas superficiais, por serem mais visíveis, passam a
impressão de que devem ser a principal fonte de atendimento
das necessidades humanas de água doce.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
50 % da população da Terra e 90 milhões de hectares irrigados
são abastecidos por água subterrânea (Unesco, 1992).
75 % da população rural nos EUA.
75 % na União Européia.
90 % na Dinamarca, Suécia, Bélgica, Alemanha e Áustria.
61 % no Brasil, sendo 43 % por poços tubulares, 12 % por
nascentes e 6 % por poços escavados (IBGE, 1991).
90 % das cidades no Paraná e RS (Rebouças, 1996).
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Estudo de caso:
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
A disponibilidade hídrica é entendida como a parcela vazão
que pode ser utilizada pela sociedade para o seu
desenvolvimento, sem comprometer o meio ambiente
aquático. De outro lado a vazão resultante no rio após o uso da
água é denominada aqui de vazão remanescente
(“instreamflow”). Esta vazão tem a finalidade de manter a
integridade do sistema fluvial conservando o meio ambiente
aquático.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
No presente plano a avaliação de disponibilidade de água foi
realizada com base em séries históricas de dados hidrológicos
de estações de monitoramento, e complementada utilizando
técnicas de modelagem hidrológica e regionalização de
parâmetros do modelo hidrológico.
Os valores de vazão foram obtidos do período de 01/01/1948 a
31/12/2009.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
A Curva de Permanência de Vazões apresenta a frequência
com que ocorrem valores iguais ou superiores aos valores de
uma série temporal. É utilizada para avaliar o potencial de
abastecimento de uma seção fluvial, por exemplo, para dar a
garantia de ter vazões iguais ou superiores do que a demanda
que se deseja suprir. As vazões com diferentes permanências
(Q50, Q90, Q95 e Q97, por exemplo) representam a vazão que
é igualada ou superada em uma determinada porcentagem do
tempo. Particularmente importantes são a Q90 e a Q95, por
serem vazões mais baixas, que podem ser esperadas em
períodos de estiagem.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
Curva de permanência da UG1- Passo Fundo Alto.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
Fundamentados na metodologia utilizada na elaboração do
Plano Estadual de Recursos Hídricos, que representa a Política
Estadual de Recursos Hídricos do Estado do Rio Grande do
Sul, assume-se que, para a Bacia Hidrográfica do Rio Passo
Fundo, a estimativa dos valores para a disponibilidade hídrica
subterrânea (entenda-se reservas reguladoras) pode ser obtida
pela equivalência com as vazões de 85% de permanência
(Q85), obtidas nas curvas de permanência elaboradas para os
recursos hídricos superficiais da bacia.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
Estimativa das disponibilidades hídricas subterrâneas, por unidade de gestão, da Bacia Hidrográfica do Rio Passo Fundo.
Área (km2)
Q85 (m³/s)
Vanual – 85% perm. (Hm³/ano)
V85 especifico
(Hm³/ano/km²)
UG1 – Passo Fundo Alto
1422,86
12,04
374,49
0,26
UG2 – Passo Fundo Médio
2208,97
18,02
560,49
0,25
UG3 – Erechim
1198,09
9,65
300,15
0,25
UG4 – Douradinho
504,87
4,54
141,21
0,28
UG5 – Passo Fundo Baixo
952,53
34,12
1061,27
1,11
Unidades de Gestão
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Plano de Bacia do Rio Passo Fundo (Infrageo, 2012):
Estimativa das disponibilidades hídricas subterrâneas, por unidade de gestão, da Bacia Hidrográfica do Rio Passo Fundo.
Área (Km²)
Vazão
(m³/dia) (1)
Vazões Totais
Corrigidas
(m³/dia) (2)
Vazões Totais com
Clandestinidade
(m³/dia) (3)
Disponibilidades
Hídricas Subterrâneas
Q85 (m³/dia)
Utilização das
Disponibilidades
Hídricas Subterrâneas
(%)
1.422,86
6.194,95
8,70
87,00
1.040.256,00
0,00084
786,11
4.368,30
11,12
111,20
1.556.928,00
0,0071
952,53
4.017,20
8,44
84,40
2.947.968,00
0,0029
Erechim
1.198,09
12.227,06
20,42
204,20
833.760,00
0,024
Douradinho
504,87
1.121,76
4,44
44,40
392.256,00
0,011
Unidade de
Gestão
Passo Fundo
Alto
Passo Fundo
Médio
Passo Fundo
Baixo
(1) Fonte: SIAGAS (2011).
(2) Vazões totais multiplicadas por dois, considerando nos poços sem informação de vazão.
(3) Vazões completas (registrado + não registrado) multiplicado por dez, considerando a ocorrência de dez poços clandestinos para cada
poço registrado.
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
Estudo de caso:
Estimativa do uso da água subterrânea em Passo Fundo
ESTIMATIVA DE USO DA ÁGUA DOS POÇOS
TUBULARES PROFUNDOS DA ÁREA URBANA DE
PASSO FUNDO-RS
IMPORTÂNCIA E OCORRÊNCIA
As águas subterrâneas se acumularam ao longo do tempo
geológico (até alguns milhares de anos) e se encontram e
condição de quase equilíbrio, em função dos mecanismos de
carga e descarga.
O movimento é, em geral, muito lento, implicando em tempo
de residência muito longo.
Nem toda a água do subsolo pode ser extraída. O volume
explotável de um aquífero requer informações sobre a resposta
do sistema a bombeamentos.
BIBLIOGRAFIA
- Feitosa, Fernando A. C. e Manoel Filho, João. Hidrogeologia – Conceitos
e Aplicações. CPRM – Serviço Geológico do Brasil. 2000.
- Oliveira, A. M. S., Brito, S. N. A., Geologia de Engenharia. Fapesp/CNPq.
1998.
- Singhal, B.B.S. & Gupta, R.P. Applied Hydrogeology of Fractured Rocks.
Second Edition. Ed. Springer. 2010.
- Teixeira, W., Toledo, M.C.M., Fairchild, T. R., Taioli, F., Decifrando a
Terra. Oficina de Textos. 2033.