100%
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oSaltodeiAngel,naVenezuela,éaquedad'águamaisaltadaTerra.A cascatasaltade
978mdealturaapartirdotopoplanodeumamesacompostaporarenitosde1,7 bilhão
deanos.' [MichaelK.Nichols/NationalGeographic/GetlyImages]
s geólogosespecializadosnaéiênçia·dahidrolo-
gia estudalllosfluxoseascaracteflsticasdaágua
tantonasuperfíciecomomL§Jibsliperffcie.Aágua
é essencialparamuitosprocessosgeológicQs.Os riose o
geleiglacialsãoosprincipaisag~ntesdeerosão,ajudando
aesculpirapaisagemdoscontinentes.A águaéessencial,
também,ao intemperisnio,éoIllosolventedosminerais
dasrochasedosoloOu comoumagentedetransportéque
carregaparalongemateriaisdissolvidos.e alterados.A
águaqueseinfiltranosmát~Jiaissuperficiaisformaimen-
sosreservatóriossubterrâneos;elatambémtemopapelde
lubrificarosmateriaisenvolvidosemescorregamentose
outrosmovimentosdemassa.Além disso,aáguaquente
quecirculaemcorposígneosounasdorsaismesoceânicas
produzdepósitosdeminériohidrotermal.
A águaévitalparatodaavidadoplaneta.Os huma-
nosnãopodemsobrevivermaisdoquepoucosdiassem
elae,mesmonosdesertosmaissecos,asplantaseos animaisprecisamdeumpou-
co desselíquido. Imensasquantidadesdeáguasãoutilizadasna indústria,naagri-
culturae emsistemasde abastecimentodascidades.Nos EstadosUnidos,umdos
maioresusuáriosdeáguanomundo,temhavidoumaumentoconstantedocon uma
dessebemdesdeo séculoXIX. Numintervalodeapenas35anos,entre1950e 1985,
o usodaáguaaproximadamentetriplicou,indode 129bilhõesparacerca_de3' 1bi-
lhõesdelitrospordia.Em 1990,apenascincoanosdepois,essenúmeroquasequa-
druplicou,indopara1,283trilhãodelitrospordia.Apenaspartedo aumentodeve-
seao crescimentopopulacional.Nessepaís,o consumodeágua,quandor alcula-
docombasenaquantidadeconsumidaporpessoa,naverdadecaiucercade_0%de
1980a 1995.Os paísesdesenvolvidoscomeçaramaenfatizara nece idadedeum
usomaiseficientedesterecursofinito queé aágua.
A hidrogeologiaestásetornandoimportanteparatodosnósàmedidaqueháum
aumentodademandadeumestoquedeágualimitado.Paraprotegeres esestoques
e, ao mesmotempo,atendermosnossasnecessidades,devemossabernãosó onde
encontrarmaiságua,mastambémcomoseusestoquesserena"amoComesseconhe-
.~
"J.Ô~'fíLíxose os reservatórios314
.c;'7(
Aâgua subterrânea320
Osrecursoshídricosdt>sprincipais
aqüífe~os328
A erosâopelaáguasubterrânea328
A qualidaâedaágua330
A águanasprofundezasdacrosta333
S'ii..",A"hidtologiae o clima316
A hidrolb~i~'do escoamentosuperficial
k. . 318
'\',.:.:;
314 Para Entender a Terra
osváriosreservatórios.Secobrirmoscomessevolumeo te~
tóriodosEstadosUnidos,todosos50estadosficariamSUbIll~-
sosnumalâminadeáguacomcercade145quilômetrosdep. -
fundidade.Essevolumeéconstante,emborao fluxodeum:=-
servatórioparao outropossavariardiariamente,anoaano
até,emperíodosdeséculos.Duranteessesintervalosdeterrç
geologicamenteCUltos,nãohánenhumganhoouperdadeág
paraforaou parao interiordaTerra,nemqualquerperda
águadaatmosferaparao espaçoexterior.
o ciclohidrológico:
umcomponentedo sistemaTerra
A águanasuperfícieterrestreeabaixodelacirculaentreo ~-
versosreservatórios:dosoceanos,daatmosferaedoscontin~·
tesoO movimentocíclicodaágua- dooceanoparaaatmos:::-
rapelaevaporação,devoltaparaa superfíciepormeioda ~
vae,então,paraosrioseaqüíferospormeiodoescoamento
perficial,retomandoaosoceanos- éo ciclohidrológico.A
gora 13.2éumailustraçãosimplificadada incessantecirc
çãodaáguaedasquantidadesmovimentadas.O ciclohidm
gicoéumcomponentedosistemaTerrae,assim,interage
oscomponentesdaatmosfera,dooceanoedapaisagem.
umaabordagempormenorizada,verCapítulo23.)
Dentrodoslimitesdetemperaturaencontradosnasupe;::;
cie terrestre,a águamudaentreos trêsestadosdamatéria:
quido (água),gasoso(vapord'água)e sólido (gelo).E
transformaçõesimpulsionampartedosprincipaisfluxosde
reservatórioparaoutronociclo hidrológico.O mecanismc
calorexternodaTerra,movidopeloSol,controlaociclome:-
lógico,principalmentepelaevaporaçãoda águado ocean~
transportando-acomovapord'águana atmosfera.Sobce~
condiçõesdetemperaturaeumidade,ovapord'águaconde
seemminúsculasgotasqueformamasnuvense,então,pre
pita-secomochuvaou nevesobreos oceanose continen:=
Partedaáguaqueseprecipitanoscontinentesencharcao
solopelainfiltração,oprocessopeloqualaáguapenetrana
chaounosolopelosespaçosdasjuntasoudospequenos
entreaspartículas.Partedessaáguadosubsoloevaporaam :::
do solo superficial.Outraparteé absorvidapelasraÍze 2-
plantas,transportadaparaasfolhaseretomadaàatmosfera-;
meiodatranspiração- a liberaçãodevapord'águapelasp1
tas.Outrapartedaáguasubterrâneapode,ainda,retomarà__
perfíciepelasnascentesquejorramparaosriose lagos.
uxos e os reservatórios
Quala quantidade
deáguaexistentenaTerra?
A quantidadetotalde águadisponívelno mundoé imensa-
cercade1,46bilhãodequilômetroscúbicosdistribuídosentre
Podemosveraáguafluindonosriossuperficiais,etambémob-
servá-Iaem lagose oceanos.Mas é maisdifícil observaras
imensasquantidadesdeáguaarmazenadasnaatmosferae no
subsoloe osmecanismospelosquaiselaflui paraesseslocais
dearmazenamentoedepoissaideles.Quandoaáguaevapora,
ela desaparecena atmosferacomovapor.Quandoa águada
chuvainfiltra-senosubsolo,toma-sesubterrânea- amassade
águaarmazenadasobasuperfícieterrestre.
Cadalugarondea águaé armazenadaconstituiumreser-
vatório.Os principaisreservatóriosnaturaisdaTerrasãoos
oceanos,asgeleiraseo gelopolar,osaqüíferos,os lagose os
rios,a atmosferae a biosfera.A Figura13.1mostraa distri-
buiçãodaáguanessesreservatórios.Os oceanossão,delon-
ge, os maioresrepositóriosde águado planeta.Embora a
quantidadetotaldeáguanos rios e lagossejarelativamente
pequena,essesreservatóriossãoimportantesparaapopulação
humanaporquecontêmáguadoce.A quantidadedeáguano
subsoloé cemvezesmaiorqueaqueladosriose lagos,masa
maiorpartedelanãoéutilizávelporquecontémgrandesquan-
tidadesdematerialdissolvido.
Os reservatóriosganhamáguapelosinfluxos,comoo plu-
vial e o fluvial,e aperdempelosdefluxos,comoa evaporação
e o defluxofluvial.Seo influxoé igualaodefluxo,o tamanho
doreservatóriopermanececonstante,mesmoquandoaáguaes-
tácontinuamenteentrandoe saindo.Essesfluxosimplicama
permanência,noreservatório,deumadadaquantidadedeágua
duranteumcertotempomédio,chamadodetempoderesidên-
cia.Abordaremosos reservatóriose os temposderesidência
maisprofundamentenoCapítulo24.
imento,poderemosusar e dispor da águade modoa não
omprometero abastecimentofuturo.
Estecapítulofaráumlevantamentodaáguacontidana
Terra.
ÁGUA SALGADA 95'96~0 ÁGUA DOCE 4,04'70
Geleiras e gelo polar 2,97'70
Oceanos e mares (4,34x 107km3)
(1,4 x 109 km3) Água subterrânea1,05'70
(1,54x 107km3)
Lagose rios 0,009'70
(1,27x 105 km3)
Atmosfera 0,001'70
(1,5 x 104 km3)
Biosfera 0,0001'70
(2 x 103 km3)
Figura 13.1 A distribuição de água na Terra. [Revi52::=
de Peixoto, J. P.,Kettani, M. A. The contrai of water cy :.
ScientificAmerican(April, 1973):46;Berner, E. K., Ber.=
R. A. Clobal Environment.Upper Saddle River, N. J.:
Prentice Hall, 1996,p. 2-4]
... ouinfiltra-senosoloe
nasrochas,ondesemove
comoáguasubterrânea.
107 Precipitação
- 36 Escoamentosuperficial
parao oceano
71 Evaporação
Precipitação
107' OA precipitaçãoescoasu-
perficialmenteparaos
lagos,riose oceanos...
Precipitação
Evaporação
Escoamentosuperficial
parao oceano
observarnaFigura13.2,aquantidadedeáguaqueevaporados
oceanosé superiorà queseprecipitanelescomochuva.Essa
perdaé compensadapelaáguaqueretomacomoescoamento
superficialdoscontinentes.Assim,o tamanhodecadareserv~
tóriopermanececonstante.
Quantaáguaestádisponível
parao uso?
À medidaquea ameaçadaescassezdeáguaseavulta,o uso
damesmaentraparaa arenadodebatedaspolíticaspúblicas
(verFigura 13.1).O ciclo hidrológicoglobaléo quedefiniti-
vamentecontrolaaofertadeágua.Quasetodaa águaqueuti-
lizamosédoce.A dessalinização(remoçãodosal)daáguado
marproduzumpequenomasconstanteaumentodaquantida-
dedeáguadoceemáreascomoo áridoOrienteMédio.4 o
mundonatural,entretanto,a águadoceé fomecidasomente
pelachuva,pelosriose
lagose,emparte,pelaságuassubter-
râneasepelodegelodasnevesougeleirascontinentais.Todas
essaságuasprovêmoriginariamentedaprecipitação.Portan-
to, a quantidademáximade águadocenaturalquepodemos
pensaremusaréaquelaconstantementefomecidaaosconti-
nentespelaprecipitação.
107
- 71
36
Evaporação
Precipitação
Excedentetransfe-
ridoparao continen~--
teviaprecipitação
~d'"" Evaporação
OO excedenteémovidopa- 71
~ rao continenteeprecipi-
ta-se(saldodaprecipita-
çãosobreo continente).
434
- 398
36
Precipitação
398
//
Evaporação
434
CAPíTULO 13 •O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1315
13.2 O ciclo hidrológico.A águavaiparaa atmosferapelaevaporaçãodos oceanose continentese deixa-apelaprecipitação
chuvae neve.A águaperdidapelaevaporaçãodos oceanosécontrabalançadapelaáguaganhado escoamentosuperficialdos
" entese pelachuvasobreos própriosoceanos.As quantidadesdo fluxoda águasão daordemde milharesde quilômetros
:os por ano. [Fonte:Berner,E. K., andBerner,R.A. GlobalEnvironment.UpperSaddleRiver,N. j.: PrenticeHall, 1996, p. 3]
.• águadachuvaquenãoseinfiltranosoloescoasuperfi-
-ente, sendogradualmentecoletadapelosriose lagos.A
"dadetotaldeáguadachuvaqueflui sobrea superfície,
. do afraçãoquepodetemporariamenteinfiltrar-senas
- çõespróximasà superfíciee emseguidaretomarpara
~chamadadeescoamentosuperficial.2Partedo escoa-
superficialpode,posteriormente,infiltrar-senosoloou
'"7 rar dosrios e lagos,masa maiorquantidademove-se
_ osoceanos.
.-~nevepodeserconvertidaemgelonasgeleiras,o qualre-
'"aosoceanoscomoáguapelodegeloe peloescoamento
-eUicialeparaaatmosferapelasublimação,atransformação
sólido (gelo) diretamenteem gás (vapord'água).A
partedaáguaqueevaporadosoceanosretomaparaeles
chuvaeneve,comumentereferidasjuntascomoprecipi-
- ,3O restanteprecipita-sesobreoscontinentese,então,ou
--::o()raouretomaparaosoceanos.
_.:.,Figura13.2mostrao balançodofluxo totalentreos re-
óriosnociclo hidrológico.A superfíciecontinental,por
10,ganhaáguapelaprecipitaçãoeperdeamesmaquan-
-~pelaevaporaçãoepeloescoamentosuperficial.O ocea-
?Jlba águapeloescoamentosuperficialepelaprecipitação
eamesmaquantidadepelaevaporação.Comovocêpode
36 Escoamentosuperficialdo
continente
- :=38Precipitaçãosobreo mar
-:54 Evaporação
fluxoeo defluxodosoceanossão
~ensosequaseequilibradosdevi-
:: aosaldoentrea evaporaçãoe a
-;ecipitaçãos.obreo própriooceano.
3161 ParaEntender a Terra
•...
13.1. A água éum bem precioso:
quem tem acesso a ela?
Até recentemente,a maioria das pessoas nos EstadosUnidos consideravaque o abastecimentode águaesti-
vessegarantido.As análisescientíficasda ofertadisponívele
dasdemandasdos usuários,entretanto,indicamque muitas
áreasdaquelepaísvãosofrerescassezde águamaisfreqüen-
temente.Essascarênciascriarãoconflitos entreos diversos
setoresde consumidores- residencial,industrial,agrícolae
recreacional - para saber qual deles tem mais direito ao
abastecimento.
Nos últimosanos, as secasamplamentenoticiadase as
restriçõeslegaisao uso da água- tais como as que ocorre-
ramna Califórnia,na Flórida,no Colorado e em muitosou-
tros lugares- alertaramo públicode queaquelepaísenfren-
ta umgrandeproblemade abastecimentode água.Entretan-
to, o envolvimentodo público oscila, aumentandoe dimi-
nuindo à medidaqi.Jeos períodos de secae abundânciade
chuvasalternam-see os governosnão adotamsoluçõesdu-
radourascom a urgênciaque o caso mereceria.Aqui estão
algunsfatosque devemser ponderados:
• Umapessoapode sobrevivercom aproximadamente2 li-
ÚOs de águapor dia. Nos EstadosUnidos, o uso per capita,
considerando-setodos os setores,é próximoa 6 mil litros
por dia.
• A indústria usa cerca de 38% e a agricultura,43% da
águasupridapelos reservatóriosdessepaís.
• O uso domésticoper capitanos EstadosUnidos é duasa
três vezesmaiorqueo da EuropaOcidental,onde os consu-
midorespagamcercade 350'1'0a maispelasuaágua.
• Emboraos estados ocidentaisdos Estados Unidos rece-
bam umquarto das chuvasdo país,têm um uso per capita
(grandeparte paraa irrigação) 10 vezesmaior que aquele
dos estados orientaise a um custo bem menor.Na Califór-
nia, por exemplo,que importa a maior parte de sua água,
85'1'0delasão utilizadosparaa irrigação,10% pelos municí-
pios e 5'1'0pela indústria.Umareduçãode 15'1'0no uso para
a irrigaçãoquasedobrariaa quantidadede águadisponível
parao uso nascidadese indústrias.
• A maneiratradicional de aumentaro abastecimentode
água,tal como a construção de barragense reservatóriose
poços, tornou-se extremamentecara,porque a maioriados
melhoreslocais (e, portanto,maisbaratos)já foi utilizada.A
construção de maisbarragensparaformargrandesreserva-
tórios traz custos ambientais,como a inundaçãode áreas
despovoadas,mudançasprejudiciaisno fluxo dos rios aju-
santee a montantedasbarragens,e a perturbaçãoda ictio-
faunae dos hábitatssilvestres.A avaliaçãode todos essesfa-
tores temcausadoo adiamentoou a rejeiçãodaspropostas
de construção de novasbarragens.
• A águadoce usadanos Estados Unidos retoma ao ciclo
hidrológico,maspode retomar a reservatóriosque não es-
tejambem localizadosparao uso humanoe sua qualidade
pode estardegradada.Depois de utilizadaparairrigação,a
águafreqüentementese torna maissalgadae fica contami-
nadacompesticidas.As águaspoluídasdascidadeschegam
até os oceanos.
• As mudançasclimáticasglobaispodemocasionara redu-
ção das chuvasno oeste norte-americano,acentuando os
problemas dessa região e tornando as soluções de longo
prazoaindamaisurgentes.
Umidade, chuva e paisagem
MuitasdiferençasnoclimaestãorelacionadascomatempG_
turadoarecomaquantidadedevapord'águaqueeleconté;:;:
Ondequerqueseviva,o climae a geologiadaregião-
fluenciamfortementea quantidadedeáguaquecirculade
reservatórioparaoutro.OsgeólogosestãoespecialmenteÍG::
ressadosemsabercomoasmudançasnaprecipitaçãoenae-~
poraçãoafetamo abastecimentodeáguadevidoà alteração
quantidadeinfiltradaeescoadasuperficialmente,oque,por'"":....
vez,determinaosníveisdaáguasubterrânea.Seo níveldoIG.....
subircomoresultadodeumaquecimentoglobal,aáguasub~
râneanasterrasbaixasdasregiõescosteiraspoderátornar-
salgada,àmedidaqueaáguadomarfor invadindoosaqüÍD_
queeraminicialmentedeáguadoce.
)., )
.4drologia e o clima
Em muitosaspectospráticos,ahidrologialocal(queéaquanti-
dadedeáguaexistentenumaregiãoe aformacomoelaflui de
umreservatórioparaoutro)émaisimportantequeahidrologia
global.O fatorqueexerceamaisforteinfluêncianahidrologia
localéo clima,queincluiatemperaturaeaprecipitação.Emre-
giõesquentes,ondeaschuvassãofreqüentesdurantetodooano,
o estoquedeáguasuperficialesubterrâneaéabundante.Emre-
giõesáridasousemi-áridasquentes,raramentechove,eaáguaé
umrecursoinestimável.As pessoasquevivememclimasfrios
contamcoma águadodegelodanevee dasgeleiras.Em algu-
maspartesdo mundo,estaçõesdechuvasintensas,chamadas
monções,alternam-secomlongasestaçõessecas,nasquaisa
ofertadeáguacai,ossolossecameavegetaçãomurcha.
CAPíTULO 13 • O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1317
J
... e uma encosta seca de
sotavento, ou uma sombra
pluvial,é formada.
Quando a massade ar passasobre as
montanhas,o ar frio - agora com a
umidade reduzida - mergulhae se
aquece. Sua umidaderelativadiminui...
As secas- períodosdemesesou anosemqueaprecipitaçãoé
muitomaisbaixaqueo normal- podemocorreremtodosos
climas.As regiõesáridassãoespecialmentevulneráveispela
diminuiçãodoseuestoquedeáguaduranteassecasprolonga-
das.Como a reposiçãoda águaa partirdaprecipitaçãonão
ocorre,osriospodemdiminuiresecar,osreservatóriospodem
evaporare o solopoderessecare fender-seenquantoavegeta-
çãomorre.À medidaquea populaçãocresce,a demandapor
reservatóriostambémaumenta,eaocorrênciadesecapodere-
duziro já precárioabastecimentodeágua.
Há poucasdécadas,secasextremamenteseverasafetaram
regiõespróximasaobordosuldodesertodoSaara,ondedeze-
nasdemilharesdevidasforamperdidaspeloflagelodafome.
Essalongasecafezcomqueo desertoseexpandisseeefetiva-
mentedestruiufazendasepastagensdaregião.
Outrasecaprolongada,masmenostrágica,afetougrande
partedaCalifórniade1987atéfevereirode1993,quandoocor-
reramchuvastorrenciais.Duranteesseperíodo,os níveisda
águasubterrâneae dosreservatórioscaíramparaosmenores
valoresem15anos.Algumasmedidasdecontroleforaminsti-
tuídas,masummovimentoparadiminuiro usoextensivodos
estoquesdeáguaemirrigaçãoencontroufortesresistênciaspo-
As secas
va.HáumazonadesombrapluvialnoladolestedasMontanhas
Cascade,emOregon(EUA). A maiorpartedoventoquesopra
do OceanoPacíficochoca-secomavertenteoestedasmonta-
nhas,causandopesadaschuvas.5A vertenteleste,nooutrolado
dacordilheira,nazonadesombrapluvial,ésecaeárida.
Diferentementedosclimastropicais,osclimaspolaresten-
demasermuitosecos.Osoceanospolareseo arsobreelessão
frios,demodoqueaevaporaçãodasuperfíciemarinhaémini-
mizadaeo arpodecarregarpoucaumidade.Entreosextremos
tropicalepolarestãoosclimastemperados,ondeaschuvaseas
temperaturassãomoderadas.
o resultado é um chuva
na encosta frontal ao
vento.
Quandoo arúmidoencontra
asencostasdasmontanhas,
eleascende,esfriaecondensa-se,
precipitandochuvaou neve.
::sventospredominantes
-:=.nsportamo ar quente
-bre os oceanos, onde ele
::= ha umidadena forma de
'=;l0rd'água.
'daderelativaé aquantidadedevapord'águanoar,ex-
>acomoumapercentagemdaquantidadetotaldeáguaque
-:;x:>deriasuportarnumadadatemperatura,seestivessesatu-
_Quandoaumidaderelativadoaréde50%eatemperatu-
=~"OC,porexemplo,aquantidadedeumidadenoaréame-
=daquantidademáximaqueo arpoderiacarregara 15°C.
-' arquentepodecarregarmuitomaisvapord'águadoque
~o. Quandoo arquentenão-saturado,comumadetermi-
- . umidaderelativaesfriao suficiente,elesetornasupersa-
..; epartedovaporsecondensacomogotasd'água.As go-
::=águacondensadaformamasnuvens.Podemosobservar
·-ensporqueelassãoconstituídasdegotasdeáguavisí-
_enquantoo vapord'águaéinvisível.Quandosecondensa
- ~enteumidadenasnuvens,asgotasaumentamepodemfi-
~sadasdemais.Então,caemcomochuva,pornãoconse-
-=illpermanecersuspensasnascorrentesdear.
_-:.maioriadas chuvasprecipita-seem regiõesúmidase
- spróximasaoequador,ondeo are aságuassuperficiais
xeanossãoquentes.Sobessascondições,umagrandepor-
iaáguadooceanoevapora,resultandonumaumidadealta.
-!:1doa águacarregadapelosventosapartirdessasregiões
.:::!.;:ricasascendepróximaaoscontinentes,o aresfriaetorna-
"'- rsaturado.O resultadoéumachuvapesadasobreo con-
- , mesmoagrandesdistânciasdacosta.
.:,.paisagempodealteraros padrõesde precipitação.Por
.:;::uplo,ascordilheirasdemontanhasformamumazonade
ra pluvial, queconsisteemumaáreadebaixaprecipita-
encostasdesotavento(decliveno sentidodovento).O
~egado deumidadequeascendenasaltasmontanhasres-
- ,-seeachuvaprecipita-senaencostafrontalaovento.Com
o arperdegrandepartedasuaumidadeantesdealcançara
SUl desotavento(Figura 13.3).O araquece-senovamente
- odesceatéaselevaçõesinferioresdooutroladodacordi-
demontanhas.A umidaderelativadeclinaporqueo ar
;..e::;.e podesuportarmaisumidadeantesdeficarsaturado.ls-
;ur suavez,diminuiaumidadedoardisponívelparaachu-
13.3 Zonas de sombra pluvial são áreas de baixa precipitação nas encostas de sotavento (declive no sentido vento) de uma
::;meirade montanhas.
31 8 Para Entendera Terra
(a) Precipitação média anual
----
40 50 60 70 >1003020
Havaí
(a precipitaçãovaria
de40 a 1.000em)
--
<5 5 12
,0
Precipitação(em)
(b) Escoamentosuperficial médio anual
---
O 2.5 5 50 100 >100
Escoamentosuperficial(em)
Figura 13.4 (a) Precipitaçãomédiaanualnos EstadosUnidos. [Dadosdo Departamentode Comérciodos
EstadosUnidos, CiímatícAtlas af the UnítedStates,1968] (b) Escoamentosuperficialmédioanualnos
EstadosUnidos. [Dadosdo U. S. GeologicalSurvey,ProfessíanalPaper1240-A, 1979]
líticasdosfazendeirosedaagroindústria(verReportagemem
destaque13.1).
O Meio-OestedosEstadosUnidos e partedo Canadáex-
perimentaramumaforteseca,masdecurtaduração,em1988,
quandoo estoquedeáguasuperficialdiminuiue o Rio Mis-
sissipiestevecomseusníveismuitobaixose fechadoparao
tráfegohidroviário.Em 1989,aprecipitaçãonaregiãovoltou
aonormal.
\,!
edrologia do escoamento
perficial
Um exemploimpressionantedecomoaprecipitaçãoafetao=
coamentodosriospodeserobservadoquandoasprevisões-
máticasanunciaminundaçõesrápidasdepoisdechuvasto~
ciais.Quandoosníveisdeprecipitaçãoeescoamentosupe:::::
CAPíTULO 13 •O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea1319
Vazão
Rio
(m3/s)
Amazonas,AméricadoSul
175.000
La Plata,6AméricadoSul
79.300
Congo,África
39.600
Yangtze,Ásia
21.800
Brahmaputra,Ásia
19.800
Ganges,Ásia
18.700
Mississipi,AméricadoNorte
17.500
Q'uadro13.1 Vazãode algunsdosmaioresrios
PERíODO ÚMIDO: ALTO ESCOAMENTO
O escoamentosuperficialécoletadoe armazenadoemla-
gosnaturaiseemreservatóriosartificiaiscriadospelorepresa-
mentodosrios.As terrasúmidas,comopântanose banhados,
tambématuamcomodepósitosdearmazenagemdoescoamen-
to superficial(Figura 13.5).Se essesreservatóriossãosufi-
PERíODO SECO: BAIXO ESCOAMENTO
sãomedidosnumavastaárea(talcomotodaa regiãodre-
porumgranderio)eduranteumlongoperíododetempo
- ano,digamos),a conexãoé menosevidente,masainda
~mada.Osmapasdeprecipitaçãoeescoamentosuperficial,
_ adosnaFigura 13.4,ilustramessarelação.Quandocom-
os,observamosqueemáreasdebaixaprecipitação- co-
;]0 Sul daCalifórnia,noArizonae noNovoMéxico- so-
--Ieumapequenafraçãodaáguadachuvaacabacomoes-
entosuperficial.Emregiõessecas,boapartedaprecipita-
éperdidapelaevaporaçãoeinfiltração.Em áreasúmidas,
~ no SudestedosEstadosUnidos,umaproporçãomuito
r daprecipitaçãoescoasuperficialmenteparaosrios.Um
~ e rio podecarregarumaenormequantidadedeáguade
áreachuvosaparaumacompoucaprecipitação.O rioCo-
o, porexemplo,nascenumaáreadechuvamoderadano
radoe,então,carregasuaáguaatravésdeáreasáridasdo
__~doArizonae doSul daCalifórnia.
J principaisriostransportamgrandepartedoescoamento
::erficialdo mundo.Os milhõesdepequenose médiosrios
->portamcercademetadedoescoamentototaldoplaneta,e
de70grandesrioscarregamaoutrametade.Destaúltima
-~ (ouseja,quaseumquartodototal),o rio Amazonas,na
-~ca do Sul, carregaquasea metade.O Amazonastrans-
~ cercade 10 vezesmaiságuaqueo Mississipi, queé o
r riodaAméricadoNorte(Quadro13.1).
13.5 Como numlagonaturalou numreservatórioartificialde umabarragem,umaterraúmida(comoumpântanoou
--:ado) armazenaáguaduranteo período de rápidoescoamentoparalançá-Ialentamenteduranteos períodosde escoamentobaixo.
320I ParaEntenderaTerra
Figura 13.7 A águasubterrâneafluiparaasuperfícieemum
penhascoemVasey'sParadise,noCânionMarble,noParque
NacionaldoGrandCanyon,Arizona(EUA).Esseéumexemplo
impressionantedeumanascenteformadaondeo relevoacidenta::.::
permitequeaáguadosubsoloaflorenasuperfície.[LarryUlrich:
poucos.Porém,grandesquantidadesde espaçosporoso:
maisfreqüentesemarenitose calcários.Podemoslembm:.
Capítulo8,queaquantidadedeespaçoporosonasrochas.
solosouemsedimentoséaporosidade - apercentagemdi:!
lumetotalqueéocupadapelosporos.A porosidadedepen.~
tamanhoe daformadosgrãosedecomoelesestãocon'
menteempacotados.Quantomaisabertooempacotamemc
partículas,maioro espaçodosporosentreosgrãos.Emm
arenitos,a porosidadeé tão altaque chegaa 30% (fig
13.7).Osmineraisquecimentamosgrãosreduzemaporos
de.Quantomenoresaspartículase maisvariadasassuas.=
mas,maisfirmementeelasseajustam.A porosidadeémais
taemsedimentose rochassedimentares(l 0-40%) doque
rochasígneasemetamórficas(até1-2%).O espaçoporo
.. ua subterrânea
Quandoaáguasemoveparaeatravésdosolo,oquedetelTllina
ondee emquetaxaselaflui? Com exceçãodascavernas,não
existemgrandesespaçosabertosparapiscinasouriosdeágua
subtenânea.O únicoespaçodisponívelparaa águaé aquele
dosporosentreosgrãosdeareiae outraspartículas,quecons-
tituemo soloeo substratorochoso,eaqueledasfraturas.Todo
tipoderochae solo temporos,mesmoquesejampequenose
A águasubtenâneaforma-sequandoasgotasdechuvaseinfil-
tramnosoloeemoutrosmateriaissuperficiaisnão-consolida-
dos,penetrandoatémesmoemrachadurasefendasdosubstra-
torochoso.Ela é extraídapelaperfuraçãodepoçosebombea-
mentoparaa superfície.Os perfuradoresdepoçosderegiões
comclimatemperadosabemqueémaisprovávelencontrarum
bomestoquedeáguasefuraremascamadasdeareiaouarenito
nãomuitoprofundasemrelaçãoà superfície.As camadasque
armazenametransmitemaáguasubterrâneaemquantidadesu-
ficienteparao abastecimentosãochamadasdeaqüíferos.
Os imensosreservatóriosdeáguasubterrâneaarmazenam
cercade25,9%detodaaáguadoce,sendoo restanteacumula-
doemlagoserios,geleiras,gelopolareatmosfera.Por milha-
resdeanos,aspessoastêmextraídoesserecurso,sejapelaesca-
vaçãodepoçosrasosoupeloarmazenamentodaáguaqueflui
paraasuperfícieemolhosd'água.Estesúltimossãoaevidência
diretadomovimentodaáguasobasuperfície(Figura 13.6).
cientementegrandes,elespodemabsorverinfluxosdecurtadu-
raçãodasprincipaischuvas,retendopartedaáguaque,deou-
tromodo,extravasariadasmargensdosrios.Duranteasesta-
çõesmenosúmidasousecasprolongadas,osreservatórioslan-
çamáguaparaosriosouparaossistemasdeáguaconstruídos
parao usohumano.Essesreservatóriossuavizamosefeitosdas
variaçõessazonaisouanuaisdoescoamentosuperficialeregu-
larizama vazãoda águario abaixo,ajudandoa controlaras
inundações.Poressarazão,algunsgeólogoslutamparadetera
drenagemartificialdasterrasúmidascausadapelaocupação
imobiliária.A destruiçãodasterrasúmidastambémameaçaa
diversidadebiológica,poisnesseslugaresocorreaprocriação
demuitasespéciesdepássarose invertebrados.7
O desaparecimentodasterrasúmidasestáocorrendorapi-
damente,comoconseqüênciadaocupaçãodo solo.Nos Esta-
dosUnidos,maisdametadedastenasúmidasoriginaisdesapa-
receu.Na CalifórniaeemOhiorestaramapenas10%dastenas
úmidasoriginais.O movimentodeproteçãodasterrasúmidas
gerouacaloradodebate.A definiçãolegaldeterraúmidavem
sendodebatidaháanosetomou-semotivodeumacinadocon-
frontopolítico.Em 1995,osestudoscientíficosdaquestãofei-
tospelaAcademiaNacionaldeCiênciasforamatacadoscomo
sendo"políticos"pelosoponentesà regulamentação.Certos
políticos,quesecontrapõemàregulamentaçãodosprojetosde
proteçãodessasterras,pediramparaquea extensãodastenas
úmidasfederaisreguladasfossereduzidaem50%.
Como a água flui através
do solo e da rocha
CAPíTULO 13 • O CicloHidrológicoeaÁguaSubterrânea1321
A superfíciefreática
Quantomaiora profundidadealcançadapelospoçosperfura-
dosnosoloenarocha,maisúmidasasamostrastrazidaspara
asuperfície.Emprofundidadespequenas,o materialnãoésa-
turado- partedosporoscontémar e não é completamente
preenchidacomágua.Esseintervaloéchamadodezonanão-
saturada (freqüentementedenominadatambémdezonava-
dosa). Abaixo delaestáazona saturada,o intervalono qual
osporosdo solo oudarochaestãocompletamentepreenchi-
doscomágua.As zonassaturadae não-saturadapodemestar
emmaterialinconsolidadoou no substratorochoso(Figura
13.8).O limite entreessasduaszonasé a superfície freáti-
ca,8geralmentechamadaapenasde "nível d'água"(abrevi-
rasoA maiorporosidade- maisde40%dovolume- é encon-
tradaemsolosecamadasdeareiaecascalhosoltos.
Emboraaporosidadenosdigaquantaáguaumarochapode
retersetodososseusporosestiverempreenchidos,elanãonos
fornecenenhumainformaçãosobrearapidezcomquea água
podefluir atravésdessesporos.A águadesloca-seno material
porosocomumatrajetóriasinuosaentreosgrãose atravésdas
fissuras.Quantomenoresosespaçosporososemaistortuoo o
caminho,maislentamenteaáguaopercorre.A permeabilida-
de éa capacidadequeumsólidotemdedeixarqueumfluido
atravesseseusporos.Geralmente,a permeabilidadeaumenta
como aumentodaporosidade.A perrneabilidadetambémde-
pendedaformadosporos,doquãobemconectadosestãoedo
quãotortuosoéo caminhoqueaáguadevepercorrerparapas-
saratravésdomaterial.
Tantoaporosidadecomoapermeabilidadesãofatoresim-
portantesquandoseestáprocurandoumreservatóriodeágua
subterrânea.Em geral,umbomreservatóriodeáguasubterrâ-
neaéumcorpoderocha,sedimentoousolocomaltaporosida-
de(demodoquepossaretergrandequantidadedeágua)ealta
permeabilidade(desortequeaáguapossaserbombeadadele
maisfacilmente).Umarochacomaltaporosidade,masbaixa
permeabilidade,podeconterumaboaquantidadedeágua,mas
comoestaflui muitolentamente,toma-sedifícil bombeá-Iada
rocha.O Quadro13.2resumeaporosidadee aperrneabilidade
deváriostiposderocha.
Arenitomalselecionado
7
Folhelhonão-fraturado
Grãos Argila
desilte Quantidademuitopeque-
nadeespaçoporosoentre
grãosdeargilaesilte
, .osvaria,dependendodequantosporosforamcriadospor
luçãopelaáguasubterrâneaou duranteo intemperismo.
.;naioriadosfolhelhosfraturados,aporosidadeébemmenor
: 10%.As rochasfraturadaspodemconterapreciávelespaço
w -o- naordemde10%dovolume- emsuasdiversasfissu-
MAIS POROSO <: VS. :>MENOS POROSO
·-nito não-cimentado Arenitocimentado
[Grão deareia ~ '\
"; a Pequenaquan-
-:::>ermeáveltidadedeespa-
çoporosonas
fissuras
=::ra13.7 Os porosdasrochassão,emgeral,parcialou
-::-amentepreenchidoscomágua.(Osporosdearenitose
.:iriasportadoresdepetróleoougássãopreenchidoscom
-=fluidos.)
uadro13.2 Porosiélaà~'e·pérmeabilidaêJe'de·ti~osdeaqüíferos'
Tipo derocha
Porosidade
(espaçoporosoque
podereterfluido)
Permeabilidade
(propriedadequepermite
queumfluido atravesseomeio)
Cascalho Muitoalta Muitoalta
Areiagrossaamédia
Areiafinaesilte
Alta
Moderada
Alta
Moderadaabaixa
.-\renito,moderadamentecimentado Moderadaabaixa Baixa
:i'"olhelhofraturadoourochasmetamórficas Baixa Muitobaixa
:i'"olhelhonão-fraturado Muitobaixa Muitobaixa
3221 Para Entendera Terra
Figura 13.8 A superfíciefreáticaéo limiteentrea zonanão-
saturadae a zonasaturada.Essaszonaspodemestartanto em
materiaisinconsolidadoscomo no substratorochoso.
açãoNA). Quandoumburacoé perfuradoabaixodasuperfí-
ciefreática,aáguadazonasaturadaflui paraeleeo preenche
atéatingiro mesmonível.
A águasubterrâneamove-sesoba forçada gravidadee,
dessemodo,partedaáguadazonanão-saturadapodesemo-
verparaníveisinferiores,atéatingirasuperfíciefreática.Urna
fraçãodaágua,entretanto,permaneceránazonanão-saturada,
retidanospequenosespaçosporosospelatensãosuperficial-
aatraçãoentreasmoléculasdeáguaeasuperfíciedaspartícu-
las.A tensãosuperficial,comovocêdevelembrardoCapítulo
12,mantémúmidaa areiadapraia,mesmoquehajaespaços
maisabaixoparaosquaisaáguapoderiasedeslocarpelagra-
vidade.A evaporaçãoda águanos espaçosporososda zona
não-saturadaéretardadatantopeloefeitodatensãosuperficial
cornopelaumidaderelativadoarnessesporos,aqualpodees-
tarpróximaa 100%.
Seperfurarmospoçosemvárioslugaresemedirmosapro-
fundidadedaáguadecadaumdeles,poderemosconstruirum
mapada superfíciefreática,cornorepresentadopelo bloco-
diagramadaFigura 13.9.A superfíciefreáticaacompanhaa
forma geralda superfíciedo relevo,massuadeclividadeé
maissuave,e chegaatéa superfícienosleitosdosriose lagos
e emnascentes.Soba influênciadagravidade,a águasubter-
râneamove-sedecliveabaixodesdeurnaáreaondeaelevação
dasuperfíciefreáticaégrande- sobummorro,porexemplo-,
atélugaresdeelevaçõesmenores,cornoemnascentes,ondea
águasaiparaa superfície.
A águaentrae saidazonasaturadapormeioderecargae
descarga.A recargaéainfiltraçãodaáguaemqualquerforma-
çãosubsuperficial,freqüentementepelaáguadachuvaou do
degelodaneve.A recargatambémpodeocorrernoleitodeum
rio ondeo canalestámaiselevadodoquea superfíciefreática
Figura 13.9 Dinãmicada superfíciefreáticanumaformação
permeávelrasa,emclimatemperado.A profundidadeda
superfíciefreáticaflutuaemrespostaao equilíbrioentrea águ.:
adicionadapelaprecipitação(recarga)e a águaperdidapela
evaporaçãoe por poços, nascentese rios (descarga).
Os aqüíferos9
A águasubterrâneapodefluir emaqüíferosnão-confinado:
confinados.Em aqüíferos não-confinados,a águape
atravésdecamadasdepermeabilidademaisou menos~
me,queseestendematéasuperfície,tantoemáreasdede
gacornoderecarga.O níveldoreservatórionumaqüífero -
confinadocorrespondeàalturadasuperfíciefreática.
Muitos aqüíferospermeáveis,tipicamentedearenito. -
conectadosacimaeabaixoporcamadasdebaixapermeabi:l:-
de,comofolhelhos.EssascamadasrelativamenteimpellL::.c
veissãoaqüicludes10e aáguasubterrâneanãopodepeI'
losouofazmuitolentamente.Quandoosaqüicludessituarr::-
tantosobrepostoscornosotopostosaumaqüífero,forma-se
aqüíferoconfinado.
As camadasimpermeáveissobrepostasaumaqüífero
finadoevitamquea águadachuvainfiltre-sediretamente
o mesmoe, assim,os aqüíferosconfinadossãorecarreg~-
pelaprecipitaçãosobrea áreaderecarga,freqüentemente_
racterizadaporrochasaflorantesemregiõesdemaioralti
e morfologicamenteelevadas.Nesseslocais,aáguadacL
podeinfiltrar-seno solo porquenãohá um aqüicludeim.::
dindoapercolação.A água,então,desceparao aqüífero_=--
terrâneo(Figura 13.10).A águanumaqüíferoconfina
conhecidocomoaqüífero artesiano- estásobpressão.-=
qualquerpontodo aqüífero,a pressãoé equivalenteao -
detodaa águadoaqüíferoqueestáacimadele.
Se a elevaçãoda superfíciedo solo,ondeperfuramo
poçonumaqüíferoconfinado,formenorqueo nívelfreáti
áreaderecarga,entãoaáguafluiráespontaneamenteacimê.
bocadopoço.Essetipodepoço,chamadodeartesiano,é=-
tremamentedesejável,poisnãonecessitadeenergiapara
bearaáguaatéasuperfície.A águaélevadaparacimapela_
priapressão.
Em ambientesgeológicosmaiscomplexos,aposiçãodo
vel freáticopodesermenosevidente.Por exemplo,sehá
camadadeargilarelativamenteimpermeável- umaqüiclu-~-
intercaladanumaformaçãoarenosapermeável,oaqüiclude::
desituar-seabaixodonívelfreáticodeumaqüíferorasoe:
(verFigura 13.9).Os riosquerecarregama águasubte -
dessaformasãochamadosderios influentes,sendomais
racterísticosemregiõesáridas,ondeasuperfíciefreáticaé
funda.A descargaéasaídadaáguasubterrâneaparaasu •
cie,sendoo opostodarecarga.Quandoocanaldeumrio' -~
ceptaasuperfíciefreática,háaíadescargadeáguasubterr'~
Tal rio efluenteétípicodeáreasúmidase continuaafluir ::
muitotempoapóso términodoescoamentosuperficial, -
alimentadopelaáguasubterrânea.Assim, o reservatório
águasubterrâneapodeseraumentadopelosriosinfluentes
duzidopelosefluentes.
A águapre-
enchetodos
osespaços
porosos
1 7
'fi ~~
~~~~~~""~,'
'\ ~4~v-)'
Zonanão-saturada
Substrato
rochoso
alterado
Substrato
poroso
(arenito)
Solo
D A águada chuvainfiltra-sena
porosidadedo solo e da rocha...
fi ...e percolao subsolo
emdireçãoaos lagos
e rios.
DDuranteos períodos
úmidos,a superfície
freáticasobe.
fJ Duranteos períodossecos,
a evaporaçãodescarregaa
águasubterrãneados solos,...
D...asnascentesd'águapa-
ramdefluir,os riossecam,...
D...a superfíciefreáti-
ca desce,os poços
rasossecam...
CAPíTULO 13 •O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1323
A Zona não-saturada
11...e a águasubterrãneaé
descarregadaenquantose
moveparaos lagose rios.
I ...e a águados rios e lagos
infiltra-see recarregao
solo e a rocha superficiais.
3241 ParaEntender a Terra
oUmaqüíferoconfinadoestásituadoentre
doisaqüicludes(camadasdebaixa
permeabilidade).
Seo poçoestivessenamesmaprofundidade
dasuperfíciefreáticanaáreaderecarga,não
haverianenhumadiferençadepressãoe,assim,
a águanãofluiriaespontaneamente.
fiA águadeumpoçoartesianofluiespontaneamente
emrespostaa umadiferençanaturalnapressãoentre
a alturado nívelfreáticonaáreaderecargae do
fundodo poço.
A diferençadepressãoexistente,quecontrolaa ascenção
daáguaatéa superfície,é adiferençadeelevaçãoentre
o nívelfreáticoe o níveld'águanopoço.
Figura 13.10 Umaqüíferopassaa serconfinadoquandoestásituadoentredois aqüicludes(camadasde baixapermeabilidade).
mesmotempo,acimadonívelfreáticodeumaqüíferoprofun-
do(Figura 13.11).O nívelfreáticodoaqüíferorasoéchamado
denívelfreáticosuspenso,poissesituaacimadonívelfreáti-
co principaldoaqüíferoinferior.Muitoslençóisfreáticossus-
pensossãopequenos,comsomentealgunsmetrosdeespessura
e numaárearestrita,masalgunsestendem-seporcentenasde
quilômetrosquadrados.
Balançoderecargaedescarga
Quandoarecargaeadescargaestãoequilibradas,oreservatório
deáguasubterrâneaeasuperfíciefreáticapermanecemconstan-
tes,mesmoquandoaáguaestácontinuamentepercolandoatra-
vésdoaqüífero.Paraquearecargaseequilibrecomadescarga,
achuvadeveserfreqüenteosuficienteparaigualar-seàsomado
escoamentoparaosrioseparaasnascentesepoços.
Mas arecargaeadescarganemsempreserãoiguais,poisa
chuvavariadeestaçãoparaestação.Tipicamente,asuperfície
freáticadesceemestaçõessecase sobeduranteperíodosúmi-
dos.Umadiminuiçãonarecarga,talcomoemsecasprolonga-
das,seráseguidaporumintervalolongodedesequillbrioeum
nívelfreáticobaixo.
Um aumentonadescarga,geralmenteapartirdo aumento
dobombeamentonopoço,podeproduziro mesmodesequilí-
brio. Poçosrasospodemterminarsecando,tornando-seuma
zonanão-saturada.Quandoobombeamentodeáguadeumpo-
çoémaisrápidoqueasuarecarga,o níveld'águadoaqüíferoé
rebaixadosobaformadeumconequeselocalizanumaáreano
entornodo poço, chamadade cone de depressão(Figura
13.12).O níveld'águanopoçoérebaixadoatéaposiçãodepri-
midadasuperfíciefreática.Seo conededepressãorebaixar~
ra alémdofundodopoço,entãoo poçoficaráseco.eon -
seo fundodopoçoestiveracimadabasedoaqüífero,pode--
perfurarmaiseaumentarasuaprofundidadedentrodoaq" '.
ro,o quepoderápermitirquemaiságuasejaextraída,me~
comumataxadebombeamentoaltaecontínua.Entretanto.
a taxadebombeamentoémantidae aprofundidadedo POÇ'(" =
aumentadaatéatingirtodaaespessuradoaqüífero,o cone
depressãopoderáalcançara basedo aqüíferoe exauri-lo._
aqüíferorecuperar-se-ásomenteseataxadebombeamento~
reduzidao suficienteparaquehajatempoderecarga.
A extraçãoexcessivadeáguanãoapenasreduzo aqüífe-
mastambémpodecausaroutrosefeitosambientaisinde =:_
veis.Quandoapressãodaáguanoespaçoporosocai,asup=;
fície do solo sobreo aqüíferopodeafundar,criandodepr;:-
sõessemelhantesacraterasdeabatimentooudolinas(Fi~
13.13).Quandoa águaemalgunssedimentosé removida.
sedimentossecompactame aperdadevolumeémanifesra:...
peloabatimentodasuperfície.A subsidênciacausadapor-
cessodebombeamentoocorreunacidadedoMéxicoeem =
neza,na Itália, bemcomoemmuitasoutrasregiõesem _
essapráticaé intensa,comonoValedeSanJoaquin,naCL-
fórnia(EUA). Nesseslugares,ataxadesubsidênciadasu
fície atingiuquase1m acadatrêsanos.Emboraalgunsexp:
rimentostenhamtentadorevertera subsidênciapelainjeçi
deáguanosistemadeáguasubterrânea,elesnãotiveram~
to sucesso.Issosedeuporqueamaiorpartedomaterialc --
pactadonãoseexpandiufacilmenteparaseuestadoanteG
A melhormedidaparainterromperasubsidênciaéarestri,:
dobombeamento.
CAPíTULO 13 •O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1325
Umalentedelamitointercala-
danumarenitotemumaper-
meabilidademuitobaixa.Isso
formaumaqüicludelocal...
: ra 13.11 Um nívelfreáticosuspensoforma-seemsituaçõesgeologicamentecomplexas- no casoaqui ilustrado,
'"'xorre no aqüicludedefolhelhosituadoacimada superfíciefreáticaprincipaldo aqüíferode arenito.A dinâmicade
=-= a e descargado nívelfreáticosuspensopode serdiferentedaquelado nívelprincipal.Neste exemplo,o nível
=-::icoprincipalpode ser recarregadosomenteemsuaregiãoaflorantenaencostainferior.
_ ra 13.12 O excessode bombeamentointensivoemrelação
=:ergacausarebaixamentoda superfíciefreática,queassumea
'"de umconede depressâoao redordo poço. O níveld'água
::oço desceatéa posiçãodeprimidada superfíciefreática.
As pessoasquevivempróximasà orlaoceânicapodemen-
frentarproblemasdiferentesquandoastaxasdebombeamento
sãoaltasemrelaçãoàreCarga:a incursãodeáguasalgadapara
o poço.11 Próximoàlinhadecostaouumpoucomaisdesloca-
doemdireçãoaomar,umlimitesubterrâneoseparaaáguasal-
gadasobo leitodomardaáguadocesobasuperfíciedacosta.
A partirdalinhadecosta,esselimiteinclina-seeestende-seem
direçãoaocontinente,demodoqueaáguasalgadapassaaficar
embaixodaáguadocedoaqüíferocosteiro(Figura13.14).Sob
muitasilhas oceânicas,umalentede águadocesubterrânea
(comaformasemelhanteaumalentebiconvexasimples)flutua
sobreo níveldeáguasalgada.A águadoceflutuaporqueéme-
nosdensaqueasalgada(1,00g/cm3versus1,02g/cm3,umadi-
ferençapequena,massignificativa).Normalmente,apressãoda
águadocemantéma margemcoma águasalgadaum pouco
afastadadalinhadecosta.
O balançoentrearecargaeadescargaemaqüíferosdeágua
docemantémestávelesselimiteentreaáguadoceeasalgada.
Enquantoarecargapelaáguadachuvaé,pelomenos,igualà
descargaporbombeamento,o poçoforneceáguadoce.Entre-
tanto,seaextraçãodeáguaémaisrápidaquearecarga,umco-
nededepressãodesenvolve-senotopodoaqüífero.Na basedo
reservatóriodeáguadoce,forma-seentãoumoutrocone,sime-
tricamenteinvertido,queelevao limiteinferiorentreaáguado-
cee aáguasalgada.O conededepressãonapartesuperiordo
aqüíferodificultaobombeamentodeáguadoce,eoconeinver-
tidoinferiorcausaentradadeáguasalgadano fundodopoço
(verFigura13.14).As pessoasquevivempróximasàpraiasão
A lei deDarcy, a qualresumeessasrelações,podeser~-
pressanumasimplesequação(Figura 13.15):o volume:c
águafluindonumcertotempo(Q) é proporcionalà distân
vertical(h) divididapeladistânciapercorrida(1). Os dois '--
bolosrestantessãoA, queéaáreadasecçãotransversaldo _-
xo daágua,e K, a condutividadehidráulica(umamedida=-
permeabilidade).(Ktambém dependedaspropriedadesdofl -
do,especialmentedensidadeeviscosidade,asquaissãoim
tantesaolidar-secomoutrosfluidosquenãoaágua.)
• Darcydeduziuquearelaçãoentreo fluxo e o gradiente---
dráulicodaáguaemumaqüíferodearenÍtoporosodeveria=~
idênticaàqueladaáguaquecorreemumcanoaberto.Você --
deriasuporqueaáguasemovemaisrapidamentenumcano-
queatravésdoscaminhosirregularesdosporosdeumaqüíf
Darcyreconheceuessapossibilidadee incluiuumamedida==
permeabilidadeem suaequaçãofinal. Dessemodo,como_
outrasvariáveispermanecemidênticas,eleconcluiuqueqm:=:-
tomaiorapermeabilidade,maiorafacilidadedemovimento~
portanto,maisrápidoo fluxo.
• A taxadofluxodeumaqüíferoespecífico,quetemumc
desnível,é inversamenteproporcionalà distânciaperco
pelofluxodaágua.Istoé,como aumentodadistância,a '-
diminui.O quocienteentreo desnívele adistânciapercoc_
pelofluxoéchamadodegradientehidráulico.Da mesma:
maqueumaboladescecommaiorvelocidadeumdeclive
inclinado,tambéma águasubterrâneaflui maisrapidam
numgradientehidráulicomaior.Emgeral,aosemovimenta::
águasubterrâneanãoacompanhaamesmadeclividadedol~
çol freático:elasegueo gradientehidráulicodofluxo,que~-
depercorrerváriastrajetóriasabaixodasuperfíciefreática.
manossosdepósitosdeáguasubterrânea.Sea águasubt~
neasemovessetãorápidocomoosrios,os aqüíferosrap~
mentesecariamapósumperíododetemposemchuva,daJJ::e
maformacomogeralmenteocorreemmuitoscursosd"::
pequenos.O lentomovimentodo fluxo da águasubte
tambémtorna impossíveluma recargarápida se os nÍ'_
d'águaforemrebaixadospelobombeamentoexcessivo.
Emboratodoo fluxodeáguasubterrâneaatravésdos .-
ferossejalento,algunssãomaisdemoradosqueoutros.Na--
tadedoséculoXIX, Remi Darcy,12engenheirocivil deDi~
naFrança,propôsumaexplicaçãoparaadiferençadastaxas
diferentesfluxos.Enquantoestudavao abastecimentode '.:
dacidade,Darcymediuasprofundidadesdoníveld'água_
váriospoçosemapeouasdiversaselevaçõesdasuperfícief:r-=:
ticadaregião.Calculouentãoasdistânciasqueaáguaperc
deumpoçoparaoutroemediuapermeabilidadedosaqüíf~
Estesforamosresultadosdesuasdescobertas:
h
Q =A(Kx-)
l
• Paraumaqüíferoespecíficoe paraumadeterminadadi_~-
ciapercorrida,ataxanaquala águaflui deumpontopara~
troédiretamenteproporcionalaodesníveldasuperfícief
caentreosdoispontos.Quandoo desnívelaumenta,atax
fluxo tambémaumenta.
3261 ParaEntendera Terra
asprimeirasaseremafetadas.AlgumascidadesnoCaboCod,
emMassachusetts(EUA), emLong Island,emNovaYork, e
emmuitasoutrasáreascosteirastêmdenunciadoquesuaágua
potávelcontémmaissaldoqueé consideradosaudávelpelos
órgãosambientais.Não há outrasoluçãoimediataparaesse
problemaanãoserdiminuiro bombeamentoou,emalgunslo-
cais,recarregaro aqüíferoartificialmentepormeiodeinjeção
doescoamentosuperficialparao solo.
Vocêpodeconcluirquea subidadoníveldomar,quetem
sidoprevistacomoresultadodo aquecimentoglobal,alteraria
significativamentealinhadecosta.Quandoo níveldomarso-
be, a margemtambémsobe.A águado marpodeinvadiros
aqüíferoscosteirosedeixaraáguadocesalgada.
A velocidade do fluxo da água subterrânea
A velocidadenaqualaáguasemovenosoloafetaintensamen-
te o balançoentredescargae recarga.A maiorpartedaágua
subterrâneamove-selentamente,umprocessonaturalquefor-
Figura 13.13 No ValeAntelope,Califórnia(EUA), o
bombeamentointensivodaáguasubterrâneaocasionoufissurase
depressõesde abatimento(semelhantesa dolinas)no leito do
Lago Rogers,naBaseda ForçaAéreade Edwards.Estafissura,
formadaemjaneirode 1991,tinhacercade 625 mde
comprimento.[JamesW. Borchers/USGS)
... como um cone de depressão invertido, que
levaa água salgadaaté o poço. Um poço que ini-
cialmentebombeavaágua doce passa,agora, a
bombear água salgada.
CAPíTULO 13 • O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1327
Do bombeamento intensivo diminui a pressão
da águadoce, permitindo que o limite com
a águasalgadamigre em direção ao continente.(
fi Normalmente,a pressãoda águadoce
mantémo limiteentrea águadocee a salgada
levementeemdireçãoa costaafora.
- miteentrea águasubterrâneadocee a salgadaao
go da linhade costaé determinadopelo balanço
e a recargae a descargados aqüíferosde águadoce.
_ ra 13.14 O balanço entre a recarga e a descarga mantém na mesma posição o limite
-:::: a água salgada e a água doce.
I Volume LEI DE DARCY
de água........ h--~I/A(K x T~
I Secçãotransversal Distância percorrida pelo fluxo
do fluxo
Permeabilidade
(condutividade
hidráulica)
Elevação B:
Superfície freática =
415 m acimado
níveldo mar
Figura 13.15 A lei de Darcy
descreve a taxa do fluxo da
água subterrânea entre um
ponto com elevação A e outro
com elevaçâo B. O volume de
água fluindo num certo tempo
(O) é proporcional à altura
vertical (h) entre o ponto
mais alto e o ponto mais
baixo do declive (que é aqui
representado como um
desnível da superfície freática
entre os dois pontos),
dividida pela distância
percorrida pelo fluxo (o
gradiente hidráulico, ~ e por
K, uma constante
proporcional à
permeabilidade do aqüífero.
O símbolo A representa a
área da secção transversal
onde se dá o fluxo da água.
Todososanos,milharesdepessoasvisitamcavernas,sejaem_
cursõesquevisamaatraçõespopulares,comoaCaverna~
moth,emKentucky(EUA), sejaemexploraçõesdeaventura
cavernaspoucoconhecidas.Essesgrandesespaçossubterr~
sãoproduzidospeladissoluçãodecaleário,ou,raramente,de _
trasrochassolúveis,comoosevaporitos,pelaáguasubte~~
Imensasquantidadesdecalcárioforamdissolvidasparaforr:;:;
algumascavernas.A CavernaMammoth,porexemplo,tem .
zenasdequilômetrosdegrandesepequenascâmarasinterco
tadaseograndesalãodaCavernadeCarlsbad,noNovoMé.
(EUA), temmaisde1.200mdecomprimento,200mdelarg:=
e 100mdealtura.As formaçõesdecalcáriosãocomunsna
çãosupeliordacrosta,masascavernasformam-sesomente
deessasrochasrelativamentesolúveisestãonasuperfícieou
xirnasaela,emlocaisondequantidadessuficientesdeáguas-
casemdióxidodecarbonooudeenxofreinfiltram-separa
solverextensasáreasdecalcário.
Comovimosno Capítulo7, o dióxidodecarbonoatm
férico contidonaáguadachuvaacentuaa dissoluçãodo _
cário.A águaqueseinfiltranosolopodecaptaraindam '-
dióxidodecarbonoproduzidopor raízesdevegetais,ba ..
rias e outrosorganismosque vivemno solo. Quando -
águarica emdióxidodecarbonoinfiltra-seno nívelfreári~
dazonanão-saturadaparaasaturada,originaespaçosàm -
daquedissolveos mineraiscarbonáticos.Essesespaços
mentamdevidoàdissoluçãodocalcárioaolongodasjunte ~
fraturas,formandoumarededesalõesepassagens.Taisre-
formam-seintensivamentenazonasaturada,onde,pelo f; -
longepoderiapreenchê-los,demodoqueasreservasestão-
doreduzidas(verFigura13.2).
Osesforçosparareduziradescargaexcessivatêmsido
plementadospelatentativadeaumentarartificialmentea
gadosaqüíferosdealgumasáreas.Em Long Island,em_-
York (EUA), porexemplo,o órgãodeabastecimentode '.:
perfurouumgrandesistemadepoçosderecargaparai.n~~
águadasuperfícieno aqüífero.Essespoçosbombearam_
usadaparao solo,tendosidopreviamentetratadaepurifi ,;;
O órgãodeabastecimentodeáguatambémconstruiuc--
desbaciasrasassobreasáreasderecarganaturalparaa
tara infiltraçãodaságuassuperficiais,pelacoletaedes"i
escoamentosuperficial,incluindoadrenagempluvialeá§
utilizadaspelaindústria.Osfuncionáriospúblicosrespon-
peloprogramasabiamqueo desenvolvimentourbanopo ~
minuirarecargaaointerferirnainfiltraçãodaáguasuperfi~
À medidaqueaurbanizaçãoprogride,osmateriaisimpe
veisutilizadosparapavimentargrandesáreasderuas,cal>
e estacionamentosimpedema infiltraçãodaáguanosolo.~
contrapartida,aáguadoescoamentosuperficialaumentae_
minuiçãodainfiltraçãonaturalparao solopodeplivaros .
ferosdegrandepartedesuarecarga.Umasoluçãoé coleL
utilizaro escoamentopluvialnumprogramasistemáticod~-=
cargaartificial,comofoi feitopeloórgãodeabastecimentu
águaemLongIsland.Os múltiplosesforçosdasautoridad=
abastecimentodeáguaajudarama restabelecero aqüífe
Long Island,emborasematingirosníveisoriginais.
~~ - I" bt AfOSaOpe a agua su erranea
Ano
11Rural
• Industrial
Abastecimento
público
• Irrigação
1950195519601965197019751980198519901995
'ecursos hídricos
z
OS principais aqüíferos
-;-100
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(5a.
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GrandepartedaAméricadoNortecontacomáguasubterrânea
paratodasasnecessidadesdapopulação.A demandaporrecur-
sosdeáguasubterrâneatemcrescidocomo aumentodapopula-
çãoecomaexpansãodosusos,comoparaa irrigação(Figura
13.16).MuitasáreasdaregiãodasPlaníciesCentraiseoutrasdo
Meio-Oestesituam-seemformaçõesareníticas,a maiOliadas
quaissãoaqüíferosconfinados,comoaquelemostradonaFigu-
ra 13.10.Milharesdepoçostêmsidoperfuradosnessasforma-
ções,namaioriadasquaisaáguaétransportadaporcentenasde
quilômetros,constituindo-senumagrandefontedesserecurso.
Os aqüíferossãorecarregadosemsuasáreasaflorantesnospla-
naltosdo oeste,algunsdosquaismuitopróximosao sopédas
MontanhasRochosas.A partirdelá,aáguasubterrâneadesloca-
separaasaltitudesinferioresdoleste.
A lei deDarcynosdiz que,numaqüífero,aáguaflui com
taxasproporcionaisaodecliveentresuaáreaderecargae um
dadopoço.Nasplaníciesdooeste,asdeclividadessãosuavese
a águamove-selentamentepelosaqüíferos,recarregando-os
emtaxasbaixas.Inicialmente,muitosdessespoçoseramarte-
sianose aáguafluía livremente.À medidaquemaispoçosfo-
ramperfurados,o níveldaáguacaiueelaprecisouserbombea-
daparaa superfície.O bombeamentointensivoretiroua água
de algunsaqüíferosmaisrápidoquea lentarecargavindade
328 Para Entendera Terra
Figura 13.16 Extraçãode águasubterrãneanosEstadosUnidos
de 1950a 1995. [Fonte:U. S.GeologicalSurvey]
As velocidadescalculadaspelalei deDarcyforamconfir-
madasexperimentalmenteaomedir-sequantotempoumpig-
mentonão-prejudicialintroduzidonumpoçolevouparaalcan-
çarumoutro.Na maioriadosaqüíferos,aáguasubterrâneamo-
ve-senumataxadepoucoscentímetrospordia.Emcamadasde
cascalhomuitopermeáveispróximasà superfície,a águasub-
terrâneapodepercorreraté15cm/dia.(Essavelocidadeaindaé
muitobaixaquandocomparadacomadosrios,cujofluxo tem
umavelocidadetípicade20a50cm/s.)
CAPíTULO 13•O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1329
Grandepartedaregiãosudoestesitua-sesobreo aqüífero
Ogallala,representadono mapapelaáreaemazul.A principal
regiãode recargado aqüíferoestálocalizadaao longodesua
margemoeste.lU. s. GeologicalSurvey]
Outros aqüíferos nas planícies setentrionais e outros
lugaresda América do Norte estão numasituação similar.
Emtrês importantes áreas dos Estados Unidos - no Ari-
zona, nos planaltos e na Califórnia - o abastecimento de
água subterrânea está reduzido. À medida que o uso da
água aumenta, devemos adotar práticas de conservação
sensatas.
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Wyoming ,
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Dakotar- _
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_________ AqüíferoOgallala<::~
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Novo
México
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Colorado
13.2 Quando a água subterrânea se
tornará um recurso não-renovável?
or maisde 100 anos, a águado aqüífero Ogallala, uma
formaçâo de areia e cascalho,supriu grande parte das
cidades, povoados e fazendas e granjasdo sudoeste dos
~tados Unidos (vermapa).A populaçâo da regiâoaumen-
:ou de poucos milharesno final do século XIX para cerca
..1e 1 milhão nos dias atuais. O aqüífero Ogallala continua
2. suprir a águade irrigaçâo necessáriaparadesenvolvera
agricultura,que é a atividade econômica principal da re-
siâo, mas a pressâo da água nos poços tem diminuído
constantementee a superfície freática sofreu um rebaixa-
;nentode 30 m ou mais.
A recarganaturaldo aqüíferoOgallalanasplaníciesme-
idionais é muitolenta,pois a chuvaé esparsa.o graude eva-
'Joraçâo é alto e a áreade recargaé pequena.O bombea-
:nento,inicialmentepara a irrigação,tem sido tâo intenso
cercade 6 bilhõesde metroscúbicos de águapor ano, de
:.1mtotal de 170milpoços) quea recarganão pode serman-
:ida. Nas taxasatuaisde recarga,se todo o bombeamento
:osse interrompido,seriamnecessáriosmilharesde anospa-
CIquea superfíciefreáticarecuperasseseu níveloriginale a
'Jressãodos poços fosse restaurada.Alguns cientistasfize-
Clmtentativasde recarregaro aqüífero artificialmentepela
- jeção de águaa partirde lagosrasosque seformamnaes-
:ação úmidano planalto.Essesexperimentostêmaumenta-
o a recarga,maso aqüífero ainda continuaráem situação
e perigo por umlongo tempo.
Estima-se que a água remanescenteno Ogallala seja
:uficiente apenas para os primeiros anos do presente sé-
culo. Quando esse inestimávelreservatóriode água sub-
:errâneaestiverexaurido,cercade 20,6 mil km2de áreair-
igada no oeste do Texase no leste do Novo México es-
:arão secos - comprometendo, com isso, 12% da produ-
ção norte-americana de algodão, milho, sorgo e trigo e
masignificativaporção dos camposde engordados reba-
hos de gado do país.
~ avernasestarempreenchidascomágua,a dissolução
~ emtodasassuperfícies,incluindoosassoalhos,aspa-
-- e ostetos.
?odemosexplorarascavernasqueumavezestiveramabai-
~ uperfíciefreáticamasque,hoje,encontram-senazona
-5aturadadevidoaorebaixamentodoníveldaáguasubter-
- _ essascavernas,agorapreenchidaspeloar,aáguasatu-
~m carbonatodecálciopodegotejarnoteto.Quandoca-
=xadeáguapingadoteto,partedeseudióxidodecarbono
.yidoevapora,escapandoparaaatmosferadacaverna.A
_ açãotornao carbonatode cálcio em soluçãona água
subterrâneamenossolúvele cadagotadeáguaquecai deixa
precipitadaumapequenaquantidadedecarbonatodecálciono
teto.Essesdepósitosacumulam-se,exatamentecomocresce
umpingentedegelo,numespigãoestreitoealongado,suspen-
sono teto,chamadodeestalactite.Quandopartedaáguacai
nochãodacaverna,maisdióxidodecarbonoescapaeoutrape-
quenaquantidadedecarbonatodecálciofica ali precipitada,
bemembaixodaestalactite.Essesdepósitostambémseacumu-
lam,formandoumaestalagmite.Eventualmente,umaestalac-
titeeumaestalagmitepodemcrescerjuntaseformarumacolu-
na(Figura 13.17).
330I ParaEntender a Terra
Figura 13.18 Umaenormedolinaformou-sepelo colapsoc=
umacavernasubterrânearasa.Taiscolapsospodemocorrer -=
repentinamentequecarrosmovendo-senumarodoviapodem-=
soterrados.ParqueWinter,na Flórida(EUA). [LeifSkoogfors/
WoodfinCamp)
1.1 alidadedaágua
A contaminaçãodaáguapotável
Poluiçãocomchumbo O chumboéumpoluentebemco -
cidoproduzidopelosprocessosindustriaisquelançamco
minantesnaatmosfera.Quandoo vapord'águasecondena
atmosfera,o chumboé incorporadonasgotasda chuva._
quaistransportam-noparaa superfícietelTestre.O chum
rotineiramenteeliminadodaáguadosistemadeabastecime-
públicopormeiodetratamentoquímico,antesqueelaseja
tribuídapelarededeágua.Emcasasmaisantigascomcano
chumbo,a águapodelixiviar esseelemento.Em
Boston,:-
exemplo,um assustadoríndicede41% das174amostras
águadatorneiraobtidasnaprimeiravezqueforamabertas. .:..
manhã,tinhamníveisperigososdechumbo.Mesmonasco-•...
truçõesmaisnovas,assoldasdechumboutilizadasparacon~-
tarcanosdecobreemetaisusadosnastorneirassãofonte --
contaminação.A substituiçãodosvelhoscanosdechumbor
A maioriadoshabitantesdoCanadáe dosEstadosUnido
põemqueaáguadocedeseusistemadeabastecimentoseja:_
ra.Umapartecrescentedapopulação,entretanto,temreceio_
existênciadecontaminantesnaáguaeestácomprandoágua~
garrafadadefontesou instalandosistemasdepurificação
suascasas.Quasetodoo sistemadeabastecimentodeáguE-
AméricadoNorteé isentodecontaminaçãoporbactérias=
maiorpartedeleé livreosuficientedecontarninantesquírni
paraqueaáguasejaconsumidacomsegurança.Anteriorme--
discutimoso problemadaincursãodaáguadomaremaq- --
ros quefornecemáguaparaalgumascomunidadescostei;:
resultandoemníveisinaceitáveisdesódionaágua.Um pr
mamaiscomuméapoluiçãodosriose aqüíferosporresí
tóxicosresultantesdedepósitosdelixo nasuperfície.
Figura 13.17 TeatroChinês,na CavernaCarlsbad,no Novo
México (EUA).As estalactitesdo teto e asestalagmitesdo
assoalhouniram-separaformarumacoluna. [DavidMuench)
EspéciesrarÍssimasde bactériasforam descobertasem
taiscavernas.Alguns geólogosconsideramqueasCavernas
Carlsbadforamformad'lsporbactériasqueproduzemácido
sulfúrico.
Em algunslugares,adissoluçãopodeadelgaçardetalmo-
doo tetodeumacavernadecalcárioqueelecolapsarepentina-
mente,produzindoumadolinal3- umadepressãopequenae
íngremenasuperfície,acimadeformaçõescalcáriascaverno-
sas(Figura 13.18).As dolinassãocaracterísticasdeumapai-
sagemtípica,conhecidacomocarste(pronuncia-se[k'arste)),
denominaçãodeumaregiãodonortedaantigaIugoslávia.14O
relevocársticoéumterrenoacidentadoirregularcaracterizado
por dolinas,cavernase ausênciaderios superficiais(Figura
13.19).No carste,os canaisdedrenagemsubterrâneasubsti-
tuemo sistemadedrenagemsuperficialdepequenosegrandes
rios.Oscursosd'águacurtoseescassosfreqüentementetermi-
namemdolinas,sumindonosubterrâneo15e,àsvezes,reapare-
cendoquilômetrosadiante.O relevocársticoé encontradoem
regiõescomasseguintescaracterísticas:
1. umclimadechuvasintensas,comabundantevegetação(for-
necendoáguasricasemdióxidodecarbono);
2. fOlmaçõescalcáriasintensamentefraturadas;
3. gradienteshidráulicosapreciáveis.
Os terrenoscársticosfreqüentementetêmproblemasam-
bientais,incluindosubsidênciasuperficialapartirdecolapsos
noespaçosubterrâneoe desmoronamentospotencialmenteca-
tastróficos.NasAméricasdoNorteeCentral,o relevocárstico
éencontradoemterrenoscalcáriosdeIndiana,KentuckyeFló-
ridaenaPenínsuladeYucatán,noMéxico.O carsteébemde-
senvolvidoemcalcárioscoralíferos,queforamsoerguidosem
telTenoscenozóicostardiosdearcosinsularesvulcanogênicos
emclimatropical.16
."
As cavernasrasas,acima
da superfíciefreática,
estão preenchidascom ar.
CAPíTULO 13 • O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea1331
Algumascavernaspodem estar
inteiramentena zona saturada e
ser preenchidascom água,
dependendo da profundidade da
superfície freática.
- _:.Jra 13.19 Algumasdasprincipaisfeiçõesdo relevocársticosão ascavernas,asdolinase os riosquedesaparecem.
- 5 deplásticoduráveispodereduzira contaminação.Até
;;;.smoo atodedeixaraáguacorrerporpoucosminutos,para
~ oscanos,podeajudar.
'duosradioativosNãoháumasoluçãofácilparao proble-
:ticontaminaçãocomresíduosradioativos.Quandooresíduo
ootivoé enterradono subsolo,elepodeserlixiviadopela
-:-_ ubterrâneaeencontrarummododealcançaraqüíferosque
~ ~emágua.Os tanqueseosdepósitossubterrâneosdefábri-
dearmasnuclearesemOakRidge,noTennessee(EUA), e
Hanford,Washington(EUA), já tiveramvazamentoderesí-
=radioativosemáguassubterrâneasrasas(verFigura22.1).
rganismosnaáguasubterrâneaAprendemosnasúltimas
sque,aocontráriodetodasasexpectativas,asbactériaspo-
evivememenormesprofundidades(atéváriosmilharesde
_ s)naságuassubterrâneas,constituindoumaimensabiomas-
_~maioriadessasbactériasésustentadapornutrientesdematé-
~ânica soterradacomo sedimentooriginal,masosgeólogos
::obriram,recentemente,umabactériaqueretiraenergiadohi-
~nio dasrochas.O hidrogênioégeradopelasreaçõesquími-
entrea águasubterrâneae asrochas,comoo basalto.Essas
~"Ões,alémdeserviremcomofontedeenergiaparaasbactérias,
- uamoprocessodeintemperismonosubsolo.
.-\5 fossassépticas,amplamenteutilizadasemalgumasáreas
~vidas deredesdecoletadeesgoto,sãotanquessubterrâ-
= instaladosemprofundidadesrasas,nosquaisos resíduos
..:Cosdoesgotodomésticosãodecompostosporbactérias.Pa-
7""'veniracontaminaçãodaáguapotável,ostanquessépticos
::TIl serinstaladosa umadistânciaadequadadospoçosde
._ deaqüíferosrasos.
Outros contaminantesquímicos Comoestamosvendo,as
atividadeshumanaspodemcontaminara águasubterrânea
(Figura 13.20).A disposiçãodesolventesclorados- comoo
tricloroetileno(TCE),17muito utilizado como solventeem
processosindustriais- trazumterrívelproblema.Essessol-
ventespersistemno meioambienteporquesãodifíceisdeser
removidosdaságuascontaminadas.Os tanquessubterrâneos
dearmazenagemdegasolinapodemvazar.18 O salespalhado
nasestradaseruasl9 inevitavelmenteinfiltra-senosoloatéal-
cançar,por fim, umaqüífero.A águadachuvapodelavardo
solo ospesticidas,herbicidasefertilizantesagrícolas.A par·
tir do solo,elespercolamatéosaqüíferos.Em algumasárea
agrícolasondeosfertilizantesdenitratosãointensamenteuti-
lizados,aáguasubterrâneapodeconteraltasquantidadesde -
se contaminante.Um estudorecentemostrouque21% das
amostrasdepoçosrasos,queforneciamáguapotável,exce-
diamaquantidademáximadenitrato(10ppm)permitidano
EstadosUnidos.Essenívelelevadodenitratotrazo perigoda
síndromedo "bebêazul" (ainabilidadedemanternívei au·
dáveisdeoxigênio),queatingecriançascomatései meses
deidade).
Revertendoa contaminaçãoPodemosreverteracontamina-
çãodaáguapotável?A respostaé, enfaticamente,sim,maso
processoapresentacustoselevadíssimoseémuitolento.Quan·
to maisrápidafor arecargadeumaqüífero,maisfácil seráo
processodedescontaminação.Sea recargaé rápida,umavez
quecessamasfontesdecontaminação,a águadocemove-se
parao aqüíferoe,numcurtoperíododetempo,aqualidadeda
águaérestaurada.2oMesmoumarápidarecuperação,entretan-
to,podelevaralgunsanos.
3321 ParaEntender a Terra
Tanqueenterradopara
armazenamentodegasolina
ouprodutosquímicosindustriai
Poçopara
abastecimento..
doméstico
--Aqüífero (águasalgada)
Figura 13.20 As atividadeshumanaspodemcontaminara águasubterrânea.Os contaminantesde fontessuperficiais,tais como
aterrossanitários,e subsupernciais,comotanquessépticos,entramno aqüíferoatravésdo fluxonormalda águasubterrânea.Os
contaminantespodemser introduzidosno abastecimentode águaduranteo bombeamentode poços. Os poços paradisposiçâodE
resíduossâo destinadosa bombearcontaminantesemaqüíferossalinosprofundos,maspodemtervazamentosacidentaisnos
aqüíferosde águadoce maissuperficiais.[Modificadoda Agênciade ProteçâoAmbientaldos EstadosUnidos)
A contaminaçãodereservatórioscomrecargalentaé mais
difícil deserrevertida.A taxadefluxodaáguasubterrâneapo-
desertãolentaqueacontaminaçãoapartirdeumafontedistan-
tepodelevarmuitotempoparaseridentificada.Quandoocorre
a identificação,já é muitotardeparaumarecuperaçãorápida.
Mesmocomrecargasparalimpeza,certosreservatóriosconta-
minados,quesãoprofundose distamcentenasdequilômetros
daáreaderecarga,podemnãoresponderpormuitasdécadas.
Quandoasfontesdeáguado abastecimentopúblicoestão
poluídas,podemosbombeara águae,então,tratá-Iaquimica-
menteparatorná-Iapotável,masesseé umprocedimentode
custoelevado.Alternativamente,podemostentartrataraágua
enquantoelaaindaestánosubsolo.Numprocedimentoexperi-
mentaldesucessomoderado,a águacontaminadafoi escoada
paraumgrandetanquecheioderaspasdeferroquedesconta-
minarama águapelasreaçõescomos contaminantes.Essas
reaçõesproduziramumnovocomposto,atóxico,quesefixou
por simesmonasraspasdeferro.
Pode-se beber a água subterrânea?
A águaquetemumsaboragradávelenãocausadanosàsaúde
échamadadeáguapotáveLAs quantidadesdesubstânciasdis-
solvidasnaáguapotávelsãomuitopequenas,geralmentemedi-
dascomopesosempartespormilhão(ppm).As águassubter-
râneaspotáveisedeboaqualidadecontêmtipicamentealgoem
tornode 150ppmdesólidostotaisdissolvidos.Mesmoa mais
puraáguanaturalcontémalgumasubstânciadissolvidaderiva-
dado intemperismo.Somentea águadestiladacontémmenos
de1ppmdesubstânciasdissolvidas.
A grandequantidadede casosdecontaminaçãoda água
subterrânealevouaoestabelecimentodepadrõesdequalida-
deda água,a partirdeestudosmédicos.Essesestudos
centraram-senosefeitosda ingestãodequantidadesm'
deáguacontendováriasquantidadesdeelementosecomp<_
toscontaminantes.Por exemplo,aAgênciadeProteção_--
bientaldosEstadosUnidos21 estabeleceuquea concentr,-
máximapermitidade arsênico,um venenocuja naturez.:.
bemconhecida,éde0,05ppm.
A águasubterrâneaéquasesempreisentadepartículas:
lidasquandoverteparaumpoçoapartirdeaqüíferosem
ouarenitos.Os tortuososcorredoresdosporosdarochaOl! _
areiaatuamcomoumfiltro fino,removendopequenaspartí_
Iasdeargilaedeoutrossólidose,mesmo,removendobacté-
e vírusdegrandetamanho.Os aqüíferosemcalcáriospo ~
terporosgrandese,assim,nãopodemfiltrareficientemente=:
água.Qualquercontaminaçãobacterianaencontradanof'u::2,
deumpoçoé,quasesempre,introduzidaapartirdasuperfí~-
sejapeloequipamentodebombeamento,sejapelaproxirni
dadisposiçãosubterrâneadeesgotos,freqüentemente,quan:..
os tanquessépticosestãonasadjacênciasdaextraçãodaágc:..
Certaságuassubterrâneas,emborasaudáveisparabe _
têmum sabordesagradáveLAlgumastêmum saborruim=-
"ferro"ousãolevementeazedas.A águasubterrânea,qUan:l
passaatravésdocalcário,dissolveosmineraiscarbonáticos
carregaÍons de cálcio, magnésioe bicarbonato,tornandc
água"dura".A águadurapodeterumbomsabor,masnão~
pumafacilmentequandousadacomsabão.A águaquep -
atravésdeflorestasalagadasousolospantanosospodeCOL::::
compostosorgânicosdissolvidosesulfetodehidrogênio.
Comoessasdiferençasnosaborenaqualidaderesultam
maáguapotávelsaudável?Algumasfontesdeáguacoma
lhorqualidadeesaborparao abastecimentopúblicoprovêm....::
lagosereservatóriosartificiaisdesuperfície,muitosdosq
CAPíTULO 13 •O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea1333
'Cl 13.21 Distribuiçãoda águanumasecçãotípicada crostacontinental.A maioF-parteda águaencontra-senasuperfícieou em
ci sedimentaressoterradasemprofundidadesrasas.A porosidadee a quantidadede águageralmentediminuemcomo aumento
ndidadee coma deformaçãoestruturalmaisintensa.
A maior parte da
águaencontra-se
na superfícieou
em rochassedi-
mentaressoter-
radasem pouca
profundidade.
A porosidade e a
quantidade de
águageralmente
diminuemcom o
aumentoda pro-
fundidade e da
intensidadeda
deformaçãoestru-
tural.
dissolveratémesmoosmineraismuitoinsolúveisdasrochas
pelasquaispercola.23Assim, essaságuasenriquecem-seem
materiaisdissolvidosmaisquea dosaqüíferossuperficiais,
tomando-seimprópriaspara o consumo.Por exemplo,as
águassubterrâneasquepercoIamcamadasdesal,asquaisse
dissolvemrapidamente,tendema contergrandesconcentra-
çõesdecloretodesódio.
Em profundidadesmaioresque12a 15km,naszonaspro-
fundasdoembasamentoderochasígneasemetamórficas,que
estásotopostoàsformaçõessedimentaressituadasnapartesu-
periordacrosta,aporosidadeeapermeabilidadesãomuitobai-
xas.Osúnicosespaçosporososdessasrochasdoembasamento
estãodistribuídosaolongodepequenasfissurasebordasentre
oscristais.Emborasejamsaturados,elescontêmmuitopouca
água,porquesuaporosidadeé bembaixa(Figura 13.21).Em
algumasdasregiõesmaisprofundasdacrosta,comoaolongo
daszonasdesubducção,aságuasquentescontendodióxidode
carbonodissolvidodesempenhamum papel importantenas
reaçõesquímicasdometamorfismo.Essaságuasajudamadis-
solveralgunsmineraise a precipitaroutros(verCapítulo9).
Presume-seque mesmocertasrochasdo mantocontenham
água,emboraemquantidadesmuitodiminutas.
Embasamento
~
Rochascom porosidade '
extremamentebaixa;
quantidadede ~águamuito baixa ).....J
'uanasprofundezasda crostay
- - as rochasabaixoda superfíciefreáticasão saturadas
água.Mesmo nos poçosde extraçãode petróleomais
_-!lildos,perfuradosatéatingirem8 ou 9 km, sempreen-
os águaemformaçõespermeáveis.Nessasprofundi-
- -. aáguasemovetãodevagar- provavelmente,menosde
:entímetropor ano- quedispõedebastantetempopara
-- illnplesmentelocaisdecoletadaáguadachuva.Algumas
_ - subterrâneastêmumsaborno limitedaagradabilidadee
~-entementesãoáguasquepassaramatravésderochaspou-
_teradas.Já osarenitos,porexemplo,sãoconstituídospre-
. antementepor quartzo,quecontribuipoucocomsubs-
::iasdissolvidas,e,assim,aságuasquepassamporelestêm
= boragradável.
Comovimos,a contaminaçãodaságuassubterrâneasem
---erosrelativamenterasoséumproblemaearecuperaçãoé
-::i1.Mas, existemáguassubterrâneasmaisprofundas,que
-criamserutilizadas?
3341 ParaEntendera Terra
Figura 13.22 A circulaçãode águanaproximidadede um
corpo magmáticoproduzgêiseresou fontesquentes.
oA água meteóricaembebe
o solo e percola as rochas
permeáveis.
As fontes quentes ocorrem
onde a água subterrânea
aquecidaédescarregadana
superfície.
A água numgêiser segue por
uma rede irregular de poros
e fraturas, as quais diminuem
e complicam o fluxo da água.
O vapor e a águaferventes
são lançados à superfície
sob pressão, resultandoem
erupções intermitentes.
nessesambientes,ondepodemcontribuirparaa formação:.::
crostasdecarbonatode cálcio.Enquantoaindaperman ~
abaixoda superfície,as águashidrotermais,quandoesfri
tambémdepositampartedosminériosmetálicosmaisabuncE:.-
tesdomundo,comoveremosnoCapítulo22.
A maioriadaságuashidrotermaisdoscontinentesoc;:.-
nou-sedaságuassuperficiaisquepercolaramatéregiõesre.:::..
profundasdacrosta(Figura 13.22).Essaságuassuperfi~
originam-se,inicialmente,deáguasmeteóricas- chuva,llE"=
ououtrasformasdeáguaderivadasdaatmosfera(dogrego -
téaran,"fenômenonocéu",quetambémoriginaapalavra
tearalagia).As águasmeteóricaspodemserbemantigas.Já:
determinado,porexemplo,quea águadeRot Springs,no_-~-
kansas(EUA), derivoudaságuasdachuvae daneveque
ramhámaisde4 mil anose lentamenteseinfiltraramno
As águasdoaqüíferoOgallalapodemsermaisantigasaine =
foraminfiltradashácercade10mil anos,duranteoúltimoÇl:-
sódiodeglaciaçãocontinental,quandoo climaeramaisúlIli:..
nasGrandesPlanícies.
A águaqueescapado magmatambémpodejuntar-e_
águashidrotermais.Em áreasdeatividadeígnea,aságuasITê-
teóricasqueseinfiltramsãoaquecidasquandoencontram~
sasderochasquentes.As águasmeteóricasquentesmist~
se,então,coma águaprovenientedomagma.As águashi<t::-
termaisretomamparaasuperfíciecomofontesquentesou~-
seres.As fontesquentesfluemconstantemente;osgêiseres~
çamáguaquenteevaporintermitentemente.
A teoriaqueexplicaaserupçõesintermitentesdosgêise:=:
éumexemplodededuçãogeológica.Nãosepodeobservar--
retamenteo processo,pois a dinâmicado sistemade ág::...
quentedosubsoloéinacessívelparaavisãoporocorrera =-
tenasdemetrosdeprofundidade.Os gêiseressão,prova'-f'-
mente,conectadosàsuperfícieporumsistemadefratura - -
tuosasemuitoirregulares,receptáculosepassagens- em
trastecomasfraturasmaisregularesediretamenteconect
dasfontesquentes.A conexãoirregulardo gêiserseqüe
partedaáguaemreceptáculos,demodoqueissoajudaaimp::
dir queaságuasdofundosemisturemcomasqueestão~
FontesquentesnaturaissãoencontradasnoParqueNacio-
nal deYellowstone;emRot Springs,noArkansas(EUA); em
Banff SulfurSprings,emAlberta(Canadá);emReykjavík,na
Islândia;naNovaZelândiaeemmuitosoutroslugares.As fon-
tesquentesexistemondeaságuashidrotermais- águasquen-
tesdaszonasprofundasdacrosta- migramrapidamentepara
cima,semperdermuitocalor,eemergemnasuperfície,àsve-
zesemtemperaturadeebulição.
As águashidrotermaisestãocarregadasdesubstânciasquí-
micasdissolvidasdasrochasemaltastemperaturas.Enquantoa
águapermanecequente,o mineraldissolvidoficaemsolução.
Entretanto,quandoaságuashidrotermaisalcançamasuperfície
eesfriamrapidamente,podemprecipitarváriosminerais,comoa
opala(umaformadesílica)eacalcitaouaaragonita(formasde
carbonatodecálcio).As crostasproduzidaspelocarbonatode
cálcio,emalgumasfontesquentes,estruturam-separaformar
travertino,24umarochaapreciadaporsuabelezaquandopolida.
Surpreendentemente,microrganismosquepodemresistiratem-
peraturasacimadopontodeebuliçãodaáguaforamdescobelios
fiQuando a águase aproxima
do magma,aquece-see
fica menosdensa;assim,dá
início a umsistemade circu-
laçãoque afaz retomarpara
a superfície.
"1.,
CAPíTULO 13•O CicloHidrológicoeaÁguaSubterrânea1335
I Conceitos e termos-chave
duzemfluxosartesianoseespontaneamentefluemempoçosar-
tesianos.A leideDarcydescreveataxadofluxodaáguasubter-
râneaemrelaçãoaodesníveldasuperfíciefreáticaeàpermeabi-
lidadedoaqüífero.
Quaisfatoresgovernamo usodosrecursosdeáguasubterrâ-
nea? Com o crescimentopopulacional,a demandapor água
subterrâneaaumentamuito,emparticularondeairrigaçãoéin-
tensamenteusada.Muitosaqüíferos,comoaquelesdasplanícies
doOestedaAméricadoNorte,têmtaxasderecargatãolentas
queo bombeamentocontinuadoverificadonoúltimoséculore-
duziuapressãodospoçosartesianos.Comoadescargadobom-
beamentocontinuaaexcederarecarga,taisaqüíferosestãoen-
doreduzidose,pormuitosanos,nãohaveráperspectivadereno-
vação.A recargaartificialpodeajudararenovarcertosaqüíferos.
masaconservaçãoénecessáriaparapreservartodososoutro.A
contaminaçãodaáguasubterrâneaporesgotamentodoméstico.
efluentesindustriaiseresíduosradioativosreduzapotabilidade
decertaságuaselimitanossosrecursos.
Que processosgeológicossãoafetadospelaáguasubterrâ-
nea? A erosãopelaáguasubterrâneaemterrenosdecalcário
úmidosproduzo relevodecarste,comcavernas,dolinaserios
quedesaparecem.O aquecimentodaságuasmeteóricasqueper-
colamemzonasprofundas,causadoporcorposmagmáticos,
originaacirculaçãoqueconduzaságuashidrotermaisparaasu-
perfíciecomogêiserese fontesquentes.A grandesprofundida-
desdacrosta(atémaisde15km),asrochascontêmquantidades
extremamentepequenasdeágua,porquesuasporosidadessão
significativamentereduzidas.Essaextremareduçãodaporosi-
daderesultadoimensopesodasrochassobrejacentes.
• hidrologia(p.313)
• infiltração(p.314)
• leideDarcy(p.326)
• nívelfreático(p.322)
• nívelfreáticosuspenso
(p.324)
• penneabilidade(p.321)
• poçoartesiano(p.322)
• recarga(p.322)
• relevocárstico(p.330)
• reservatório(p.314)
• rioefluente(p.322)
• rioinfluente(p.322)
• sombrapluvial(p.317)
• superfíciefreática(p.321)
• umidaderelativa(p.317)
• zonanão-saturada(p.321)
• zonasaturada(p.321)
• escoamentosuperficial
(p.315)
• estalactite(p.329)
• estalagmite(p.329)
• gradientehidráulico(p.326)
• águahidrotennal(p.334)
• águameteórica(p.334)
• águapotável(p.332)
• águasubterrânea(p.314)
• aqüiclude(p.322)
• aqüífero(p.320)
• aqüíferoconfinado(p.322)
• aqüíferonão-confinado
(p.322)
• aqüíferoartesiano(p.322)
• ciclohidrológico(p.314)
• descarga(p.322)
• dolina(p.330)
:opoeentãoesfriem.As águasdofundosãoaquecidaspelo
tocomarochaquente.Quandoelasalcançamopontode
';:0, o vaporinicia aascensãoe aqueceaságuasmaisrasas,
-entando apressãoedisparandoumaerupção.Depoisquea
--ãoéaliviada,o gêisertoma-seinativo,enquantoasfratu-
~~Dtaeirregularmentesãopreenchidascomágua.
~ 1997,geólogosnoticiaramosresultadosdeumanova
'eaparaentenderosgêiseres.Eles introduziramumami-
a decâmaradevídeoacercade7 mabaixodasuperfí-
-ieumgêiseredescobriramqueo dutodesteeraestreitado
_ eleponto.Mais abaixo,o dutoabria-separaumaenorme
a contendoumaturbulentamisturaemebuliçãodeva-
- águaedealgoquepareciamserbolhasdedióxidodecar-
. Essasobservaçõesdiretasconfirmaram,deformaim-
-sionante,ateoriapreviamenteformuladadecomoosgêi-
_- funcionam.
JS geólogostêmsevoltadoparaaságuashidrotermaisem
defontesdeenergialimpa.O nortedaCalifórnia,aIslân-
aItáliaeaNovaZelândiajá vêmutilizandoo vaporprodu-
pelaatividadehidrotermalemfontesquentese gêiseres
_ movimentarturbinasgeradorasdeeletricidade.As águas
- termaispoderão,embreve,serextensivamenteutilizadas
_ produzirenergia,comoseráabordadonoCapítulo22.
~bora aságuashidrotermaissejamimportantesparaage-
- deenergiae depósitosdeminérios,elasnãocontribuem
~ o abastecimentodeáguasuperficial,principalmentepor
~remmaterialdissolvidoemdemasia.
UMO
oaáguasemovenasuperfícieenosubsolodaTerradu-
o cicIohidrológico? O movimentodaáguamantémum
::smteequillbrioentreosprincipaisreservatóriosdeáguapró-
- - àsuperfíciedaTerra.Entreessesreservatórios,pode-seci-
_- oceanos,os lagoseosrios;asgeleiraseo gelopolar;e a
_-" subterrânea.A evaporaçãodosoceanos,aevapotranspira-
- doscontinentese a sublimaçãodasgeleirastransferema
_....-:.paraaatmosfera.A precipitaçãocomochuvaeneveretor-
-'-águadaatmosferaparao oceanoe paraa superfícieconti-
. O escoamentosuperficialdosrios retomaumaparteda
=:::pitaçãosobreoscontinentesdevoltaparao oceano.O res-
~ infiltra-senosoloparatomar-seáguasubterrânea.Diferen-
:limasproduzemvariaçõeslocaisnoequilíbrioentreevapo-
- .precipitação,escoamentosuperficiale infiltração.
o a águasemovenosubsolo?A águasubterrâneaforma-
_ :t><U1irdainfiltraçãodaáguadachuvanasuperfícieepercola
_ ésdosespaçosporososdosolo,dosedimentooudarocha
- -~rvemcomoaqüífero.A águamove-seatravésdazonasu-
não-saturadaedonívelfreáticonazonasaturada.A água
:anâneamove-sedecliveabaixosoba influênciadagravida-
?lr fimemergindocomonascente,ondeasuperfíciefreática
~ptaasuperfíciedosolo.Emlongoprazo,arecargaeades-
.=;_ daáguadeumaqüíferoestãoemequilíbriodinâmico.A
-c=- ubterrâneapodefluir em aqüíferosnão-confinados,os
-=::;sãocontíguosà superfície,ou emaqüíferosconfinados,
- sãolimitadosporaqüicludes.Osaqüíferosconfinadospro-
5. Comoos aqüicludespodemformarumaqüíferoconfinado?
Questõesparapensar
Inundação
No Senadoe naCâmaradeRepresentantes25dosEstadosUnido=-::
cém-formadosdecursosuniversitáriostrabalhamcomoassessores~
gislativos.Seutrabalhoprincipalé fazerresenhas,parasenadores
deputados,dematériasdaimprensaqueumaautoridadepública =
saberparavotarinformada.
Vocêe um colegasãoassistenteslegislativosdeum senado:;-
Dakotado Sul. Ele foi procuradopeloseleitoresdacidadedePi~
situadanamargemlestedoRio Missouri,quecorreparao sul,e __
santedaBarragemOahe.Os habitantesdePierretêmsofridoprOC-
massistemáticoscomasinundaçõesdeinverno.O CorpodeE-_
nheirosdoExércitodiz queasinundaçõesocorremporqueoRio ~
queatravessaumaáreacomgrandeconcentraçãodefazendasa~
Iasedepecuária,equedeságuanoRio Missouri,recolhegrande
tidadedesedimentose deposita-osnaconfluênciadosdoisrios.
nandoessaáreamuitorasa.No inverno,blocosespessosdegelo
vem-selentamentenoRio Missouri,ea águalíquidasópodefluir
vésdeumaestreitazonahorizontal(paralelaaofundodocanal)=
ossedimentosacumuladose o geloespesso.Quandoaáguaé lan.
doaltodabarragemparagerareletricidade,ficaretidanaestreita=-
sageme inundaa cidadedePierre.A únicasugestãodosengenheb
paraprevenirainundaçãoé construirdiquesaolongodasmargeilS
Missouri.O senadorquersaber:
1. Os sedimentosdo Rio Bad sãorealmentea causado probl=
Justifiquesuaresposta.
2. O quepodeserfeitoparareduzira sedimentação?
3. A construçãodediquesseriaumasoluçãodelongoprazop=
problema?Justifique.
4. Seriaa simplesdragagemdesedimentosacumulados,aprofun-
doo canaldoRio Missouri,umasoluçãodelongoprazo?
5. Queoutrassoluçõesexistemalémdadragagemedaconstrução::...
diquesmarginais?
6. Se os engenheirosdo Exércitotêm sido hábeisparacontrol2::"
inundaçãoaolongodoRio Mississipi,issonãosignificaquepode;"
darcontadesseproblemaemDakotadoSul?
O senadorqueressasquestõesresolvidasnumdocumentoco
so deduasa trêspáginas.Paraprepararasrespostasparao sen~
suaequipeprecisariainvestigara naturezae a qualidadedotrablLJ.
empreendidopelosengenheirosdo Exército e entendera nat=
geológicadoproblemapróximoa Pierre.
Roteirodepesquisa:
investiguecomseuscolegas
sarocha,dissequetemabertopoçoscommuitaágua.Quearg
tospoderiamserutilizadosparaqueumconvencesseo outro?
9. Qualpoderiaseradiferençaquantitativaentreo
ciclohi~
lógicoatuale o ciclo hidrológicode 19mil anosatrás,nomáxiIDíl_
glaciação,quandoumagrandepartedoscontinentesesteveco
degelo?
10. Vocêestáexplorandoumacavernae observaumpequeno _
deáguafluindono assoalhodamesma.De ondea águapoderia
vindo?
Esteíconeindicaqueháumaanimaçãodisponívelnosítioele-
trônicoquepodeajudá-Ionaresposta.
Esteíconeindicaqueháumaanimaçãodisponívelnosítioele-
trônicoquepodeajudá-Ionaresposta.
CONECTARWEB
2. Sevocêvivessepróximoaolitoraloceânicoe começassea obser-
varqueaáguadeseupoçoadquiriuumsaborlevementesalgado,co-
moexplicariaessamudançanaqualidadedaágua?
3. Por quevocênãorecomendaaocupaçãoea urbanizaçãointensiva
naáreaderecargadeumaqüíferoqueabastecesuacomunidade?
4. Sefossedescobertoqueresíduosradioativosinfiltraram-senaágua
subterrâneaapartirdeumafábricadeprocessamentonuclear,deque
tipo deinformaçãovocêprecisariaparapredizerquantotemposeria
necessárioparaquea radioatividadese manifestassenumpoço de
águaa 10km dedistânciadolocaldoacidente?
5. Queprocessosgeológicospoderiamestarocorrendosoba superfí-
ciedoParqueNacionaldeYellowstone(EUA), conhecidopelagrande
quantidadedefontesquentese gêiseres?
1. SeaTerraseaquecesse,causandoumgrandeaumentodaeva-
poraçãodosoceanos,comoo ciclohidrológicoatualseriaalterado?
7. Por quecadavezmaisascomunidadesdeclimasfriosrestringemo
usodesalparaderreteraneveeo gelonasauto-estradas?
~~ 8. A suacasanovaestáconstruídasobreumsoloquecobreum
embasamentogranítico.Emboravocêpensequea prospecçãopara
perfurarum poço tenhapoucaprobabilidadede sucesso,devidoao
embasamentogranítico,o perfuradordepoços,familiarizadocomes-
3. O queé umaqüífero?
4. Qual a diferençaentreaszonassaturadae não-saturadade água
subterrânea?
6. Por queascomunidadesdeveriamseassegurardequeos tanques
sépticossãomantidosemboascondiçõesdefuncionamento?
3361 ParaEntenderaTerra
6. Comoo equilíbrioentrea recargae a descargatornaestável
o nívelfreático?
7. Como a lei deDarcyrelacionao movimentodaáguasubterrânea
comapermeabilidade?
8. Comoadissoluçãodocaleárioserelacionacomo relevodecarste?
9. Quaissãoasorigensdaáguaemfontesquentes?
10.Citealgunsdoscontaminantesmaiscomunsdaáguasubterrânea.
11. Definanívelfreático.
CONECTARWEB
1. Quaissãoosprincipaisreservatóriosdeáguanasuperfícieterrestre
oupróximosa ela?
2. Comoasmontanhasformamsombrasdechuva?
I Exercícios
CAPíTULO 13 •O Ciclo Hidrológico e a Água Subterrânea 1337
Sugestõesde leitura
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versidadeUFRGS.
I Notasdetradução
IoSaltodeIAngelsitua-senoMaciçodasGuianasque,na\ enezue-
Ia,temo nomedeLa GranSábana.É formadopormesasderochas
sedimentares,cujasescarpas,aosul,constituem-seemumafrontei-
ranaturalcomo Brasil.Na regiãodeRoraima,atingeasmaioresal-
titudes,com2.771metros.
2Em inglês,runoJ!.A expressão"escoamentosuperficial"é também
conhecidanaliteraturatécnicabrasileiraporoutrostermos,como:
lençoldeescoamentosuperficial,filetederolamento,águaderola-
mento,águadeescoamentosuperficialefluxolaminar,entreoutros.
3A águaqueresultadeprecipitação,comochuva,neve,granizo,etc..
éreferida,também,comoáguameteórica.
4 Os dessalinizadoressãousadosemmuitospovoadosdosemi-árido
doNordeste,paratrataraáguasalobraprovenientedepoços.
5 Estefenômeno,denominadodechuvaorográfica,ocorrecommui-
tafreqüêncianasregiõessemi-áridasdoNordestedoBrasil,ondeos
relevosresiduais,mesmocompoucadiferençadealtitudeemrela-
çãoaosplanaltosadjacentes,atuamcomobarreiras,gerandoregiões
declima subúmidoe atéúmido,comflorestasestacionaisnasen-
costasenostoposdaselevações,emmeioàcaatingaadjacente.É o
casodasSerrasdelbiapabae deJacobina,daChapadaDiamantina
e outras,onde,graçasaesseprocesso,originam-seasnascentesdos
poucosriosperenesdaregião.
6O La Platanãoéumrio,masumestuáriocomumdosriosParaguai-
Paranáe Uruguai,alémde outrosmenores,ondesãoacolhidasas
águasdeumaáreacomcercade4milhõesdekm2, naqualsesituam
ecorregiõesimportantescomoo Chacoe grandepartedoPantanal,
doPlanaltoMeridionalBrasileiroe doPampa.
7As áreasúmidassãofundamentais,também,paraa procriaçãode
répteis,mamíferos,peixese anfíbios,comoocorrenoPantanaleno
Chacoúmido.
S A "superfíciefreática"tambémé conhecidana literaturatécnica
brasileiracomo:"superfíciede águasubterrânea","nívelde água
subterrânea"(abreviadacomoNA) e "nívelfreático".
9Em bibliografiastécnicasmaisantigas,pode-seeventualmenteen-
contrar,entre outras, as seguintesdesignaçõesequivalentesa
"aqüífero":"lençol aqüífero","lençol d'águasubterrâneo"."len-
çol freático".
10Reserva-seo termo"aqüiclude"paraasunidadesquetêmbaixa a-
pacidadedetransmitirágua,emborapossamestarsaturadas:"aqüi-
fuga",paraasunidadesquenãotêmconectividadeentreosporose
não absorvemnemtransmitemágua;e "aqüitarde"paradesignar
unidadesque,numdadocontexto,têmbaixaproduçãodeáguarela-
tivamenteaoutras,chamadasde"aqüíferas".
11Na literaturamaisantiga,esseeventoeradesignadopor" ontarni-
naçãodo poçopor águasalgada".Mais recentemente."em sendo
empregadaaexpressão"intrusãosalina"paraessefenômeno.
12 DarcyestudounaEcole desPontsetChausséesC'pontese calça-
das"), tendorecebidoseudiplomade engenheiroem 1826.Em
1834,publicouo relatórioComoproveros recursoshídricosparaa
cidadedeDijon.
3381 ParaEntenderaTerra
13As dolinas,conhecidastambémcomocraterasdeabatimento,po-
demvariardesdealgumasdezenasdecentímetrosatéquasemil me-
trosdediâmetroe desdealgumasdezenasdecentímetrosatépróxi-
moa cemmetrosdeprofundidade.
14A regiãodeterrenoscalcáriose dolomíticosdosAlpes Dináricos,
queacompanhaa faixalitorâneadoMar Adriático,outroraperten-
centeàantigaIugoslávia,fazparte,hoje,daEslovênia,CroáciaeIu-
goslávia.As designaçõesdasfeiçõesgeomorfológicasdessesterre-
nosderivamdessaregiãoe,comumente,nãotêmsidotraduzidasem
portuguêse, também,emoutraslínguas,comoa palavra"carste",
formaaportuguesadado vocábuloalemãokarst,que,por suavez,
derivadadenominaçãolocaldadaàpaisagemdaquelaregião.Na li-
teraturabrasileiramaisantiga,eventualmente,encontra-senaforma
"karst",comoégrafadaeminglês.
15 O rio queperdesuaáguanarochacalcáriaéchamadode"rio sumi-
do" e o cursoqueprosseguesoba superfícieé denominadode"rio
subterrâneo".
16No Brasil,aproximadamente7%doterritórioéconstituídoporrele-
vocárstico,compredomíniodecalcárioedolomito,sendomaissig-
nificativasasseguintesregiõesdeexposição:a)doGrupoBambuí
(Neoproterozóico),nonoroestedeMinasGerais,lestedeGoiás,su-
destedoTocantinseoestedaBahia;b) doGrupoUna(Neoprotero-
zóico), naporçãocentralda Bahia.A cavernamaisextensa,com
cercade 80 krn, localiza-seemCampoFormoso(BA). Também
ocorremterrenoscársticosnosestadosdeSãoPaulo,Paraná,Mato
GrossoeMato GrossodoSul.Nesteestado,situam-seassingulares
cavernasepaisagensdomunicípiodeBonito.
17 O TCE, comfórmulaquímicaC2HC13,tambéméusadonalavagem
deroupasaseco.
18 O tempoútil deumtanquedecombustívelsubterrâneoé de 10a 15
anos.Depoisdisso,a probabilidadedeocorrervazamentopassaa
sermuitogrande.
19Práticacomumnospaísesemqueháfortesnevadas.O salentraem
soluçãonaáguadaneve,aumentandoseupontodecongelamento.
Assim, a águaajudaa derretermaisnevedo caminho,atéelirrr:::;..
Ia, diminuindoosriscosdeacidentes.
20 A visãodosautoresapresenta-seotimista,oumesmoesperan>
Contudo,adescontaminaçãodesoloseáguassubterrâneaséum:..
grandesdesafiostécnico-científicos.Muitos contaminantes,
oshidrocarbonetos,têmdesdobramentospoucoconhecidos.H2:
casonotório,emboraocorridonasuperfície:o derramede41
lhões de litros petróleopelo navioExxon Valdez,no Alasca.._
1989.Passados14anosdo acidente,a revistaScience(deze .
2003)publicouosresultadosdo investimentoparaadesconta.nE;:;;..
ção(emtornode2bilhõesdedólares)feitonesseperíodo,des
do que:a)aspopulaçõesdeanimaisperderamsuafertilidadee--
dãosinaisderecuperação;b) oshidrocarbonetossedecompu~"
emnovose maisterríveiscontaminantes,sendoessadecompo.:>-
poucoconhecida.Na subsuperfície,osproblemastendema se
plexificaraindamais.
21 Em inglês,EnvironmentalProtectionAgency.
22 A maioriadoscalcáriosqueexistemnoBrasil foi metamorfizad:.:::
portanto,apresentaporosidadeepermeabilidadebaixas.Os aqi!!:;=
rosnessasrochaslocalizam-se,basicamente,emcavernassubo
neasouemzonasfraturadase,portanto,comtendênciaa terem
altoo riscodecontaminação.
23Isso podeocorrerem aqüíferosde rochasfraturadas,emre~'-
compoucachuvae baixarecarga.As águaspermanecemisol -
nasfraturase emcontatoprolongadocomarochaeo solo,enri_ -
cendo-seemsaisatéumpontoemquesetomamimprópriasp=
consumohumano.É o casodemuitasáreasnoNordestedoBras:..
24 EssarochaéutilizadaemedificaçõesnaItália.Tambémreferi<E-
literaturacomotufocalcárioousíntercalcário.
25 A CâmaradeRepresentantes(Houseof Representatives)equi_ -
no sistemaparlamentardosEstadosUnidos,à CâmaradeDep
dos,noBrasil.Mais conteúdos dessa disciplina
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