Aguas Subterraneas

42
I Curso de Verão em Limnologia 25 Fevereiro, 2015 Nei K. Leite

Transcript of Aguas Subterraneas

I Curso de Verão em Limnologia25 Fevereiro, 2015

Nei K. Leite

Contexto histórico

ü Último grande período glacial (Laurenciano)

ü Ocupação das zonas mais quentes

ü Captação de água subterrânea –Importante posessão dos povos primitivos

ü Inicialmente, buracos d’água no solo

ü Com o passar do tempo, as necessidades desobrevivência induziram o desenvolvimento doconhecimento

Contexto histórico

ü registros arqueológicos mostram que a tecnologia deconstrução de poços de água datam de tempos pré-históricos (~ 8.000 anos)

ü Jericó (Palestina), a cidade mais antiga do mundo, jápossuía uma cacimba integralmente revestida por tijolos

Contexto histórico

üNecessidade de extração de sal, estimulou perfurações depoços profundos na China

ü O sistema de perfuraçãoera conhecido como agitador

ü Tinha aproximadamente10 m de altura e todas aspartes eram compostas demadeira (principalmentebambú)

üO impulso das batidas atingia cerca de 136 kg, perfurandopoços com profundidade de até 600 m, em um prazo de até3 anos para sua conclusão

Contexto histórico

ü Hieróglifos egípcios indicam construção de poços há 2.100 A.C.

ü Poço artesiano mais antigo , perfurado no oásis de Kharga, comprof. ~ 100 m

Utilização principal nairrigação (300k ha de terrasférteis)

O instrumento queviabilizava as perfuraçõesera a picota (shaduf),construída com 2 pedaçoslongos e articulados demadeira

Contexto histórico

ü Desde os primórdios, a importância da água subterrânea erareconhecida ® fonte de abastecimento em zonas áridas

ü A partir da Revolução Industrial, sua importância passou a serreconhecida na Europa ® aumento populacional e atividadesindustriais

ü Nos EUA, a utilização deste recurso foi a base dodesenvolvimento da maior economia de todos os tempos, emuma região próxima de 3M km2, de clima semi-árido

ü No Brasil, a captação para abastecimento das populações vemsendo realizada desde os tempos coloniaisü Sua importância na região semi-árida do NE foi reconhecida

desde os primórdios da sua ocupação

ü Até a década de 1950, o termo água subterrâneareferia-se a água da zona saturada do subsolo, capaz deabastecer um poço para atendimento de certa demanda

ü A partir da década de 1960, a evolução da Informática ea necessidade de uma abordagem quanto à qualidade equantidade, passaram a considerar a extensão daunidade aquífera

ü A partir da década de 1970, houve a percepção de queos processos físicos, químicos e microbiológicos exerciaforte transformação na qualidade da água

Contexto histórico

Distribuição de água na Terra

Distribuição espacial e quantitativa da águasubterrânea no planeta

Ciclo hidrológico

Trenberth et al., 2007

Definições e terminologia

Água subterrânea refere-se a toda água que ocorre abaixoda superfície de uma determinada área, compreendendo:§ água do solo§ água da zona não-saturada§ água da zona saturada§ água de camadas aflorantes muito permeáveis

(aquífero livre)§ água de camadas encerradas entre outras

relativamente menos permeáveis (aquíferoconfinado)

§ água de camadas relativamente argilosas(aqüitardes)

§ água de camadas muito argilosas (aqüicludes)

Definições e terminologia

ü No processo de infiltração (unidimensional), a águaentra no solo (ou seja, é o movimento para dentro dainterface solo-ar)

ü Quando a água percorre o solo falamos em percolação(tridimensional)

ü Por definição, água subterrânea é aquela quepreenche os vazios do solo e das rochas

ü A superfície limite entre as zonas aerada e saturada échamada de lençol freático

ü Recarga é o processo pelo qual a água se move dazona não saturada (aerada) para a zona saturada

Definições e terminologia

Zona não-saturada

Zona saturada

Zona de umidade no solo

Franja de capilaridade

Zona intermediária

ÁguaSubterrânea

Ocorrência, qualidade e usos

ü As águas subterrâneas (10.360.230 km3) sãoaproximadamente 100 vezes mais abundantes do que aságuas superficiais dos rio e lagos (92.168 km3)

ü Embora armazenadas nos poros e fissuras milimétricas dasrochas, ocorrem em grandes extensões, distribuídas emuma área aproximada de 134,8 milhões de km2

(Shikmanov, 1998)

ü Quantidade passível de ser captada(<4k m de prof)

Umidade do solo

Zona não-saturada até 750 m

750 m a 4.000 m

ü O subsolo tem capacidade de estocar 10,4 milhões dekm3 de água subterrânea doce (30% total), queconstituem 97% de água doce, no estado líquido,presente nas terras emergentes

ü Águas subterrâneas de origem meteórica (~750 m)correspondem a 4,2 milhões de km3 participandoativamente no mecanismo de renovação das águas naTerra – Ciclo Hidrológico

Þ Þ Þ Þ 13.000 km3/ano descarga dos rios

ü Estas águas são recarregadas naturalmente pelainfiltração de uma fração das infiltrações

Ocorrência, qualidade e usos

Componentes do balanço hídrico

Eurasia África América do Norte

América do Sul

Austrália Superfície terrestre*

Precipitação 728 686 670 1650 440 834Evapotranspiração 430 547 383 1065 393 540Descarga total dos

rios 298 139 287 585 47 294

Escoamento superficial 216 91 203 375 40 204

Contribuição subterrânea

82 (27%)

48 (34%)

84 (29%)

210 (35%)

7 (15%)

90 (30%)

* Excluindo calotas polares e glaciares, a superfície terrestre éde aproximadamente 128.000.000 km2

Valores em km3/anoZektser & Loaiciga, 1993

Ocorrência, qualidade e usos

Recursos hídricos subterrâneos Brasileiros

Reservas de água subterrânea112.000 km3

= 1,12 x 1017 l(~1,1%)

Contribuição multianual média à descarga dos rios2.400 km3 / ano

(~18,5%)

(Rebouças, 1988)

Aquífero Guarani

Aquífero Guarani

Fonte: DAEE / Embrapa Meio Ambiente

Área1.195.200 km2

Reserva de água no Brasil48.000 km3

(~43% do total)

Uso da água

Preservação de fauna e flora

Usos múltiplos da água Abastecimento Público Indústria

Irrigação Aqüacultura

Navegação

Geração de energia elétricaRecreação

O principal uso da água no planeta é agrícola!!!

= irrigação de culturas

Legislação

“ÁGUAS SUBTERRÂNEAS SÃO DE DOMINIALIDADEDOS ESTADOS E DO DISTRITO FEDERAL”

Índice de Qualidade

• Conjunto de indicadores ponderados

§ Fornecem informações simplificadasimportantes para tomadas de decisões

§ Pode apresentar erros pela simplificação

Indicadores de qualidade de águapHCondutividadeDBOODColiformes fecaisNitrogênio total

Fósforo totalTemperaturaTurbidezToxicidadeCarbono OrgânicoDiversidade biológica

Índice de qualidade de água

Faixas de IQA utilizadas nos

seguintes Estados: AL, MG, MT, PR, RJ, RN, RS

Faixas de IQA utilizadas nos

seguinte Estados: BA, CE, ES, GO,

MS, PB, PE, SP

Avaliação da Qualidade da

Água

91-100 80-100 Ótima71-90 52-79 Boa51-70 37-51 Razoável26-50 20-36 Ruim0-25 0-19 Péssima

Índice de Qualidade Natural das Águas Subterrâneas – IQNAS

• Hão poucas referências sobre a qualidade da águasubterrânea

• O IQNAS incorpora um número limitado de variáveis,garantindo praticidade no seu cálculo

• As variáveis utilizadas são parâmetros químicos maissignificativos para se avaliar a qualidade natural daságuas subterrâneas (pH, Cl-, SDT, Dureza, F-, N-NO3)

• As variáveis escolhidas são aquelas, dentro dadisponibilidade de dados, ou seja, são as análisesquímicas das águas subterrâneas maisfrequentemente realizadas

• A formulação matemática foi a mesma utilizada para oIQA da CETESB, ou seja, um produto dos valores dequalidade da água subterrânea para cada parâmetroquímico escolhido (Qi), elevado ao peso atribuído acada variável (wi)

IQNAS = Produto (Qiwi) = Q1

w1 x Q2w2 x Q3

w3 ....Qnwn

• A escala escolhida para o IQNAS foi a seguinte: notade 80 a 100 (qualidade ótima), de 52 a 79 (boa), de 37a 51 (aceitável), de 0 a 36 (imprópria)

Índice de Qualidade Natural das Águas Subterrâneas – IQNAS

Informações técnicas

Total de Poços Cadastrados: 257.885

SC: 7.263(2,8% do total)

Atualizado em : 09/02/2015

Siagas

• entrada de dados relativos às águas subterrâneas;

• disponibilização de dados via web

• visualização e interpretação de dados, Sistema de Informações Geográficas

GeralConstrutivoGeológicosHidrogeológicosTeste de bombeamentoAnálises químicas

Crise hídrica

Fatos

Amazônia possui 50% da água, porém apenas 4% da população

Cerca de 80% dos brasileiros estãoConcentrados em megalópoles

Muitas destas cidades encontram-se sob estresse hídrico, devido aorápido crescimento demográfico

Os dados ao lado referem-se acidades com mais de 1 milhão de habitantes

Cientistas afirmam que o desmatamento seria a principal

causa da seca

Em 2009, Antônio Nobrealertou que o desmatamentopoderia interferir nofuncionamento da floresta

Afetando os “rios voadores”

Segundo este pesquisador, semestes, a área compreendendo70% do PIB Sulamericanopoderia se tornar um deserto

http://riosvoadores.com.br/o-projeto/fenomeno-dos-rios-voadores/

Solução do momento?

http://www.aesabesp.org.br/component/content/article/75-boletim-aesabesp/2382-abas-aponta-agua-subterranea-como-a-solucao-do-momento.html

ü Seminário à imprensa 09/12/2014

ü ABAS defendeu o uso das águas subterrâneas noenfrentamento da atual crise hídrica

ü Everton de Oliveira (empresário, geólogo e secretárioexecutivo) explicou consumo cotidiano deste recurso

ü Cláudio Pereira de Oliveira (presidente) apresentou agrande extensão, com foco no Guarani, ressaltando quedevido ao estado em que se encontra, seria a solução nocurto prazo

ü Marcelo Morgado (engenheiro químico) argumentou que oenfrentamento à crise necessita de variadas intervenções(desperdício, reúso, dessalinização, condensação)

Solução do momento?

Fatores de competitividade

ü A notável capacidade de armazenamento dos aquíferos

ü A potabilidade natural e maior proteção da qualidadedispensam os investimentos em tratamento

ü A forma extensiva de ocorrência das águas subterrâneaspossibilita captação onde ocorrem as demandas

ü Os prazos de execução das obras de captação sãorelativamente pequenos

ü Os investimentos são relativamente pequenos

ü Os mananciais não sofrem o processo de assoreamento,não há perdas por evaporação

http://glo.bo/1F3nfPM12/02/2015 20h44 - Atualizado em 12/02/2015 21h04Especialistas dizem que crise hídrica era previsível desde 2013

http://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2015-02/sao-paulo-prepara-plano-de-contingencia-para-pior-cenario-de-crise-de-agua13/02/2015 14h19São Paulo prepara plano de contingência para pior cenário de crise de água

http://folha.com/no158935313/02/2015 02h00Com crise, supermercado terá ajuda para perfurar poço artesiano em SP

http://folha.com/no158923612/02/2015 19h12Cientistas reclamam da falta de ação dos governos contra a crise da água

http://folha.com/no158923112/02/2015 19h20Se continuar a chover, 'volume morto' se recupera em cem dias, diz consórcio

http://folha.com/no158893712/02/2015 13h34Rio quer dessalinizar água do mar para conter crise de abastecimento

http://folha.com/no158872811/02/2015 21h37Ato contra a crise hídrica fecha ruas no centro de SP e tem dois detidos

http://folha.com/no158813411/02/2015 02h00Menino do Acre 'bomba' na internet com brincadeira sobre seca paulista