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 SampaioDiretor de Hidrologia e Gestão Territorial da CPRM

Apresentação do livro Hidrogeologia, de Feitosa e Manoel Filho, 2.000.

1. Histórico2. Importância3. Ocorrência4. Movimento5. Pesquisa6. Hidroquímica7. Contaminação8. Aquíferos fraturados9. Cartografia10. Poços11. Hidrogeologia do Brasil12. Hidrogeologia do RS13. 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):

Unidades de Gestão 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

Estimativa das disponibilidades hídricas subterrâneas, por unidade de gestão, da Bacia Hidrográfica do Rio Passo Fundo.

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.

Unidade de Gestão

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 dasDisponibilidades

Hídricas Subterrâneas (%)

Passo Fundo

Alto1.422,86 6.194,95 8,70 87,00 1.040.256,00 0,00084

Passo Fundo

Médio786,11 4.368,30 11,12 111,20 1.556.928,00 0,0071

Passo Fundo

Baixo952,53 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

(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.

- 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.

- Oliveira, A. M. S., Brito, S. N. A., Geologia de Engenharia. Fapesp/CNPq. 1998.