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ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
Prof. Nelson Meirim Coutinho
HIDROGEOLOGIA
A Hidrogeologia é o ramo da Geologia que estuda a interrelação entre os materiais geológicos e a água. 
Estuda a ocorrência, distribuição, movimento e composição da água nas rochas.
Hidrogeólogo: pesquisa de água subterrânea como recurso, estudos de contaminação, proteção e remediação de mananciais, solução de problemas de engenharia (estabilidade de taludes, túneis, barragens, escavações) e estudos ambientais.
Distribuição de Água na Terra 
Distribuição de Água na Terra
A água subterrânea corresponde a 22% do total das águas continentais
A água superficial doce (rios e lagos) corresponde apenas a 0,3% deste total
Se descontarmos as calotas polares e geleiras, 96,5% das águas continentais aproveitáveis correspondem à água subterrânea contra apenas 1,3% de água doce superficial 
Alguns aspectos relacionados à utilização de água subterrânea
Qualidade superior, muitas vezes dispensando tratamento;
Menor risco de contaminação acidental;
Maior facilidade e menor custo de captação;
Uma vez contaminada, implica em altos custos para remediação;
Mananciais superficiais e subterrâneos estão naturalmente integrados através do Ciclo Hidrológico;
Recomenda-se um gerenciamento integrado dos recursos superficiais e subterrâneos.
O Ciclo Hidrológico
Circulação permanente da água entre os oceanos, a atmosfera e os continentes:
Evaporação dos oceanos e corpos d’água superficiais.
Precipitação:
de volta aos oceanos e corpos d’água
sobre os continentes:
Armazenamento na superfície como gelo, neve ou depressões formando poças
Escoamento superficial até um canal, rio, lago e de volta para o mar
Infiltração através dos solos porosos formando a zona de água do solo (zona de raízes das plantas)
Armazenamento como água subterrânea fluindo até uma área de descarga como fontes, rios, lagos e oceanos
Estimativa do ciclo global da água e seus reservatórios 
A proporção entre os volumes das três esferas representadas na figura corresponde à dos volumes de água contidos nos continentes, nos oceanos e na atmosfera. As setas indicam a troca de água entre eles.
Distribuição da água no planeta e os tempos de residência em seus principais reservatórios
Ocorrência de água no subsolo
Comportamento da água nos poros em cada zona do perfil de solo
franja capilar
zona intermediária
 zona de umidade
Componentes do Ciclo Hidrológico
Evaporação
Transpiração
Evapotranspiração
Precipitação
Interceptação
Infiltração
Escoamento Superficial
Fluxo Subterrâneo
Classificação das plantas
-segundo a forma de captação de água- 
Freatófitas – retiram água diretamente do lençol freático. Ex: palmeiras, eucalipto.
Mesófitas – retiram água da zona intermediária do solo. Ex: arbustos, carvalho, oiti, pinheiros, leguminosas.
Xerófitas – retiram água da zona de umidade do solo. Ex: cactus, plantas com folhas carnudas.
Hidrófitas – plantas aquáticas. 
Freatófitas
 e Xerófitas
Mesófitas e
Hidrófitas
Bacia hidrográfica ou de drenagem
Bacia Hidrográfica ou Bacia de Drenagem é uma área topograficamente definida, drenada por uma rede de rios e/ou riachos, de tal modo que todo o deflúvio é escoado através de uma única saída.
Deflúvio ou “Runoff”
O deflúvio, ou “runoff”, em uma bacia hidrográfica corresponde à quantidade total de água que flui no rio ou canal na sua saída, sendo composto pelo escoamento superficial, o fluxo hipodérmico e o fluxo subterrâneo.
Deflúvio
Escoamento superficial, ou “overflow”, é o escoamento que ocorre diretamente sobre a superfície do solo.
Fluxo hipodérmico, ou “interflow”, é o fluxo subsuperficial que ocorre quando há um evento de chuva intenso, concentrado sobre uma camada fina de material de menor permeabilidade, abaixo da superfície do terreno. É considerado como parte do escoamento superficial
Fluxo subterrâneo ou fluxo de base de uma bacia hidrográfica: é o objeto do curso de Hidrogeologia 
Relação entre o escoamento em canais e o fluxo subterrâneo
 Dependendo do regime de fluxo e da geologia, os cursos d’água podem ser classificados, de acordo com a sua interação com o lençol freático, em:
Influente: o rio fornece água ao lençol
Efluente: o rio recebe água do lençol
Intermitente: fornece água ao lençol durante a estação chuvosa, quando ocorre escoamento superficial
Hidraulicamente isolado: não há interação entre o rio e o lençol
Rio influente
Rio efluente
Rio intermitente
Rio hidraulicamente isolado
Variação da relação de acordo com a estação
 (em função da capacidade de infiltração dos terrenos drenados pelo rio)
Infiltração lenta 
Solos com baixa capacidade de infiltração
Infiltração rápida
Solos com alta capacidade de infiltração
Fonte: Teixeira, W. et. al., Decifrando a Terra
Rio Efluente e Influente
Observação
Em uma bacia hidrográfica, a heterogeneidade dos solos na superfície e a distribuição irregular das chuvas no tempo e no espaço levam a uma grande variação na resposta do solo quanto à infiltração. Algumas áreas contribuem significativamente para o escoamento superficial e outras pouco ou nada contribuem.
Resumo do Ciclo Hidrológico
TIPOS DE AQUÍFEROS
Classificação das unidades geológicas quanto à ocorrência de água subterrânea
Aquífero: unidade saturada, permeável, com capacidade de transmitir quantidades de água economicamente viáveis para exploração por poços ou em fontes na superfície;
Aquitardo: unidade que pode armazenar água e transmitir lentamente de um para outro aqüífero, mas não é capaz de transmitir quantidades economicamente viáveis para fontes e poços de exploração 
Aquicludo:unidade que pode armazenar mas é incapaz de transmitir água; forma limites superior e/ou inferior de um sistema de fluxo de água subterrânea; 
Aquifugo: unidade impermeável, incapaz de armazenar ou de transmitir água.
Aquífero livre ou freático
Aquífero confinado ou artesiano
Foto: Poço Violeto – Sudoeste do Piauí
Feitosa, F. A. C. – 1989
Caracterização do aquífero pela tipo de porosidade 
Obs.: no jargão hidrogeológico, um aquífero poroso corresponde a um aquífero com porosidade intergranular, chamado simplesmente granular. A rigor todos os aquíferos são porosos, seja esta porosidade primária ou secundária
Intergranular
Fraturado
Geologia e Ocorrência de Água Subterrânea
Controle litológico:
Composição mineral
Granulometria/porosidade
Arranjo geométrico dos grãos
Controle estratigráfico:
Relações geométricas e de idade
Intercalações/interdigitações
Variações faciológicas
Controle estrutural:
Propriedades geométricas dos sistemas geológicos
Deformações após sedimentação ou cristalização
Descontinuidades
Controle Litológico – Rochas Sedimentares
Sedimentos:porosidade primária e secundária:
Depósitos inconsolidados: ausência de cimentação. Dependendo da granulometria rendem excelentes aquíferos
Rochas sedimentares litificadas – presença de cimentação reduz a porosidade. Fraturamento é extremamente importante
Inconsolidados
Depósitos aluviais
Fluviais: rios anastomosados e meandrantes
Leques aluviais: Vales tectônicos e depósitos de piemonte
Depósitos glaciais: 
Till arenoso e depósitos flúvio-glaciais (aquíferos); till siltoso/argiloso (aquitardos)
Cont...
Depósitos eólicos
Textura uniforme= alta porosidade
Dunas – bons aquíferos
Depósitos siltosos (loess)= geralmente aquitardos 
porosidade secundária vai determinar a potencialidade aqüífera: fraturas, canais de raízes, bioturbação.
Rochas Sedimentares:
Clásticas
Melhores aquíferos:arenitos. Ambientes de deposição: Planícies de inundação, ambientes marinhos, deltas, ambientes eólicos.
Folhelhos, argilitos e siltitos formam aquítardos
Precipitação química
Rochas carbonáticas
Porosidade primária baixa (cimentação)
Porosidade secundária: fraturas e planos de acamamento. Aberturas através de dissolução
São particularmente importantes: áreas de dobramentos, aberturas por dissolução associadas à cristas de anticlinais
Depósitos fluviaisControle Estratigráfico
Relações entre aquíferos e aquitardos
Variação de propriedades hidráulicas (livre, confinado)
Interdigitações 
Níveis d’água suspensos
Inconformidades – níveis guia para aquíferos
 Fraturas e falhas: zonas de interseção, fraturas suborizontais
 Barreiras de fluxo x Conduites (dependendo do preenchimento)
 Falhas inversas podem ocasionar condições de artesianismo
 Dobras:
 Acúmulo de água nos sinclinais
 Condições de artesianismo
 Recarga em anticlinais
Controle Estrutural
Lentes de baixa permeabilidade formando níveis d’água suspensos
Lente permeável formando um aquífero restrito
Artesianismo causado por interdigitações
Inconformidades 
Dissolução em rochas carbonáticas
Artesianismo associado a anticlinais
Recarga de um aquífero confinado através de fraturas da camada sobrejacente
Falhas: barreiras x conduítes
Artesianismo associado à falha inversa
Rochas ígneas e metamórficas
Porosidade primária baixa (até 2%)
Porosidade secundária: fraturas, falhas e intemperismo
Permeabilidade diminui com o aumento da profundidade
Juntas de alívio – muito importantes
Locais preferenciais de acúmulo de água subterrânea:
Vales e ravinas>planaltos > taludes> cristas de montanhas
Rochas vulcânicas: podem ter porosidade alta- juntas de resfriamento, vesículas, canais formados por escapamento de gases, moldes de árvores, etc.
Permeabilidade maior na direção dos fluxos de lava
Cinzas, diques e sills intrusivos: permeabilidade muito baixa
Rochas intemperizadas – espessura do manto significativa – são bons aqüíferos, dependendo do teor de argila do material
Intrusões – provocam mudanças no padrão de fluxo devido a permeabilidades contrastantes
Diques
Nascentes
	Reservatório
	Volume
(km3 x 1.000.000)
	% em relação ao volume total
	Tempo médio de residência
	Umidade do solo
	0,017
	0,001
	1 a 2 meses
	Permafrost e gelo no solo
	0,300
	0,022
	10 a 10.000 anos
	Áreas pantanosas
	0,011
	0,0008
	1 a 10 anos
	Lagos de água doce
	0,091
	0,007
	50 a 100 anos
	Lagos salgados e mares interiores
	0,085
	0,006
	
	Rios
	0,002
	0,0002
	Poucos dias a 6 meses
	Água subterrânea rasa
	23,4
	1,7
	100 a 200 anos
	Água subterrânea profunda
	
	
	10.000 anos
	Geleiras e capas de gelo
	24,1
	1,74
	20 a 10.000 anos
	Atmosfera
	0,013
	0,001
	Cerca de 8 dias
	Oceanos
	1,338
	96,5
	3.200 anos
	Biosfera
	0,001
	0,0001
	6 dias
	TOTAL
	1,386
	100