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PublicouAnthony Cambra Alterado mais de 9 anos atrás
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Hidrologia Água subterrânea Benedito C. Silva IRN - UNIFEI
Adaptado de W. Collischonn
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Água subterrânea Importância da água subterrânea
Capítulo 06b Água subterrânea Importância da água subterrânea Armazenamento da água subterrânea Fluxo da água subterrânea
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Importância da água subterrânea
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Importância da água subterrânea
Capítulo 06b Importância da água subterrânea A vazão dos rios durante os períodos secos é mantida pelo fluxo de água subterrânea. A “vazão de base” é mantida pela água subterrânea.
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Capítulo 06b Armazenamento Camadas verticais do solo e subsolo de acordo com a presença de água Porosidade Aquíferos Tipos de aquíferos Recarga e Descarga Monitoramento
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Água subterrânea zona saturada
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Zonas de água no solo e subsolo
Capítulo 06b Zonas de água no solo e subsolo
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Pressão inferior à atmosférica Pressão superior à atmosférica
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Água subterrânea A água no subsolo fica contida em formações geológicas consolidadas ou não, em que os poros estão saturados de água, denominadas aqüíferos.
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Água subterrânea
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Água subterrânea extraído de Press et al. (Para conhecer a Terra)
Regiões cársticas
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Algumas definições Aquífero Aquitardo Aquífero superficial
Aquífero confinado Lençol freático
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Água subterrânea: definições
Aquífero Camada de material consolidado ou não em que a água pode estar armazenada e pode se movimentar
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Água subterrânea: definições
Aquitardo ou aquiclude Menos permeável – atua como camada confinadora
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Água subterrânea: definições
Aquífero superficial Lençol freático Não existe camada impermeável entre o aquífero e a superfície do terreno
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Água subterrânea: definições
Aquífero confinado Um aqüífero confinado está inserido entre duas camadas impermeáveis (aquitardos).
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Aquíferos Livres Confinados Superfície está à pressão atmosférica
Capítulo 06b Aquíferos Livres Superfície está à pressão atmosférica Nível freático: altura que chegará o nível da água se for cavado um poço num aquífero livre Confinados Separado da superfície por uma camada impermeável Nível potenciométrico: altura que chegará a água se for cavado um poço num aquífero confinado
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Porosidade Definida como relação entre volume de vazios e volume total
Capítulo 06b Definida como relação entre volume de vazios e volume total Valores entre 20 a 40% Depende do material
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Capítulo 06b Recarga Água que infiltra durante eventos de chuva, e que não é armazenada ou utilizada na evapotranspiração, pode penetrar para camadas mais profundas (percolação profunda) e abastecer o aquífero Recarga de aquífero
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Recarga em aquífero confinado
zona de recarga
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Capítulo 06b Descarga Nascentes Rios Banhados Poços Mata ciliar
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Capítulo 06b Nascentes Nascentes são locais em que o nível da água subterrânea intercepta a superfície do relevo e a água começa a escoar ou fica armazenada na superfície. Nascente do rio da Prata (Bonito MS)
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Matas ciliares em áreas secas
Capítulo 06b Matas ciliares em áreas secas
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Descarga e recarga em rios
Capítulo 06b Descarga e recarga em rios
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Monitoramento de água subterrânea
Piezômetros Piezômetro é um furo de observação em aquíferos. Trata-se de furos que servem para monitorização de níveis da água nos aquíferos.
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Piezômetros A B hA hB
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Piezômetros A B Em aquíferos confinados a água pode estar sob pressão.
Á água poderia jorrar para fora de um poço nesta situação.
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Linha ou superfície piezométrica
Capítulo 06b Linha ou superfície piezométrica Linha ou superfície que une os pontos dos níveis que a água atingiria.
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Fluxo de água subterrânea
Capítulo 06b Fluxo de água subterrânea
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Experimento de Darcy
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Equação de Darcy
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Condutividade hidráulica
A condutividade hidráulica das rochas também depende do tipo de rocha Maior em rochas sedimentares, como o arenito Menor em rochas ígneas ou metamórficas, exceto quando estas são muito fraturadas, neste caso sua condutividade pode ser relativamente alta.
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Condutividade hidráulica
A condutividade hidráulica K é fortemente dependente do tipo de material poroso. Material Limite inferior (mm.s-1) Limite superior Karst 10-3 103 Rochas ígneas e metamórficas fraturadas 10-5 10 Arenito 10-8 10-4 Rochas ígneas e metamórficas não fraturadas 10-10 Areia 10-2 102 Seixos 10-1
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Transmissividade hidráulica
A transmissividade de um aquífero é definida como a condutividade hidráulica vezes a espessura do aquífero As unidades da transmissividade hidráulica são m2.s-1, ou cm2.s-1, ou m2.dia-1 Assim, um aqüífero com condutividade de 10-4 cm.s-1, e com uma espessura de 10 m, tem uma transmissividade de 10-1 cm2.s-1.
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Equações para águas subterrâneas
Combinando a equação da continuidade com a equação de Darcy, temos a equação que descreve o fluxo de água subterrânea em 3D Esta equação tem solução numérica que é utilizada em vários modelos úteis.
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Modelo matemático de água subterrânea
Capítulo 06b Modelo matemático de água subterrânea
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Modelagem de água subterrânea
Capítulo 06b Modelagem de água subterrânea
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Fluxo em regime permanente
Capítulo 06b Fluxo em regime permanente Em aquífero confinado Em aquífero livre
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Fluxo de água subterrânea em regime permanente
Integrando
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Capítulo 06b Hipóteses de Dupuit Para o fluxo da água em aquíferos não confinados uma teoria simplificada foi criada por Dupuit, supondo que: A inclinação da linha piezométrica (nível do lençol) é pouco inclinada. Linhas de fluxo podem ser consideradas horizontais, e linhas equipotenciais verticais. Gradiente hidráulico é igual ao gradiente da linha da água do lençol
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Capítulo 06b Simplificação Dupuit
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Capítulo 06b Exemplo Dois canais paralelos, distantes entre si 200m, estão interligados por um aquífero cuja condutividade hidráulica é de 10-2 m.dia-1. O nível da água nos canais é igual a 10m. Calcule o nível máximo no aquífero, considerando uma recarga constante e igual a 0,3mm.dia-1. E se a recarga for igual a zero?
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Cone de depressão de um poço em aquífero confinado
Capítulo 06b Considere um poço que retira uma vazão Q. O rebaixamento do aquífero e a vazão estão interligados:
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Capítulo 06b Exemplo Considere um poço em um aquífero confinado que penetra completamente a espessura de 25 m do aquífero. Depois de um longo período de bombeamento com uma vazão constante Q=0,05 m3.s-1, a redução nas alturas piezométricas a 50 m e a 150 m é de 3 m e 1,2 m, respectivamente. Qual é a condutividade hidráulica?
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Capítulo 06b
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Cone de depressão de um poço em aquífero livre
Capítulo 06b Considere um poço que retira uma vazão Q. O rebaixamento do aquífero e a vazão estão interligados:
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Interação rio-aquífero
Descarga de Água subterrânea Esvaziamento da água subterrânea contida na bacia mantém a vazão do rio nos períodos de estiagem.
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Processos de interação entre águas superficiais e subterrâneas
REVISÃO DE LITERATURA Processos de interação entre águas superficiais e subterrâneas Relações físicas entre os rios e aqüíferos: - sistema hidraulicamente conectado em condição efluente - sistema hidraulicamente conectado em condição influente - sistema hidraulicamente desconectado. IDÉIA DO SLIDE: Revisão – aspectos básicos de inter-relação entre as águas superficiais e subterrâneas. Podem-se distinguir três relações físicas entre os rios e o nível de água subterrâneo: hidraulicamente conectado: o nível subterrâneo intercepta o nível do canal; hidraulicamente conectado: quando há uma camada não-saturada entre o nível subterrâneo e o nível superficial - sistema hidraulicamente conectado em condição efluente; - sistema hidraulicamente conectado em condição influente; - sistema hidraulicamente desconectado. - condição efluente: águas subterrâneas escoam na direção dos rios; - condição influente: águas superficiais contribuem para o fluxo subterrâneo; - ambas as condições: rios contribuem ou recebem água subterrânea durante algumas épocas do ano, ou mesmo em uma posição ou outra de seu curso. LINK: Com relação ao segundo tópico da revisão: Métodos para análise das vazões mínimas. 8
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Influência de retirada subterrânea sobre vazão dos rios
Capítulo 06b Água subterrânea e água superficial são o mesmo recurso. Retiradas subterrâneas podem provocar redução nas vazões.
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