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Figure 13.1
A Distribuição da Água na TerraA Distribuição da Água na Terra
Água salgada Água doce
Oceanos e mares
Figure 13.1
Água salgada Água doce
Oceanos e mares
A Distribuição da Água na TerraA Distribuição da Água na Terra
Geleira e gelo polar 2,97%(4,34 x 107 km3)Água subterrânea 1,05%(1,54 x 107 km3)Lagos e Rios 0,009%(1,27 x 105 km3)Atmosfera 0,001%(1,5 x 104 km3) Biosfera 0,0001%(2,0 x 103 km3)
O O CicloCiclo Hidrológico Hidrológico
O movimento contínuo de H2O de um reservatório para
outro.
Figure 13.2
O CicloO Ciclo HidrológicoHidrológicomar
36 Escoamento superficial do continente +398 Precipitação sobre o mar
434 Evaporação
434 Evaporação -398 Precipitação
36 Excedente transferido para o continente via precipitação
mar continente 107 Precipitação -71 Evaporação
36 Escoamento superfi- cial para o oceano
107 Precipitação -398 Escoamento superfi- cial para o oceano
434 Evaporação
continente
Evaporação Precipitação
Escoamento Supeficial
Precipitação
Escoamento Supeficial
Inflitração
Fluxo de Água Subterrânea
Nível freático
Evaporação
Figure 13.3
Formação de Zonas ÁridasFormação de Zonas Áridas
Oceano
VentoZona Árida
Ventos carregados de umidade vêm da costa.
As massas de ar úmidas ascendem e resfriam, provocando precipitação …
…e resultando em uma encosta úmida na direção do vento.
Com a perda da umidade, a massa de ar desce e aquece, reduzindo sua umidade relativa …
…formando uma zona áridazona árida no lado do
sotavento das montanhas.
Vazão Média dos Maiores Rios do MundoVazão Média dos Maiores Rios do Mundo
Fluxo de água
Rio (m3/s)
Amazonas, América do Sul 175.000
Prata, América do Sul 79.300
Congo, África 39.600
Yangtze, Ásia 21.800
Bramaputra, Ásia 19.800
Ganges, Ásia 18.700
Mississipi, América do Norte 17.500
Figure 13.6
Vasey’s Paradise
Água subterrânea mina no penhasco do Cânion Marble para formar uma série de
nascentes.
PorosidadePorosidade
Porcentagem de espaços vazios em uma rocha ou
sedimento.
É uma medida do volume potencial de água que pode ser
estocado em uma rocha.
PermeabidadePermeabidade
Capacidade de um material para deixar um fluído passar.
É uma medida do quão rápido o fluído pode mover através da
rocha ou sedimento
AqüíferoAqüífero
Uma unidade geológica capaz de estocar e deixar passar água em
quantidades suficientes para suprir reservatórios.
Figure 13.7
PorosidadePorosidade varia com avaria com a • % de Cimento% de Cimento
• Seleção dos grãosSeleção dos grãos
• FraturamentoFraturamento
Mais poroso Menos porosovs
Arenito não cimentado
Arenito cimentado
Grão de areia
CimentoMineral
Espaço doporo
Arenito bem selecionado Arenito mal selecionado
Quantidades muito pequenas de espaços porosos entre os grãos de argila e silte
Pequenas quan-tidades de espaços porosos nas fissuras
Rochaimpermeável
Argila
Grãos de Silte
Folhelho fraturado Folhelho não-fraturado
Figure 13.7
Porosidade Porosidade Varia com a %Varia com a % de Cimento de Cimento
Mais poroso Menos porosovs
Arenito não cimentado Arenito cimentado
Grão de areia
CimentoMineral
Espaço doporo
Figure 13.7
Porosidade Varia com aPorosidade Varia com a SeleçãoSeleção
Mais poroso Menos porosovs
Arenito bem selecionado Arenito mal selecionado
Porosidade Varia com oPorosidade Varia com o FraturamentoFraturamento
Mais poroso Menos porosovs
Quantidades muito pequenas de espaços porosos entre os grãos de argila e silte
Pequenas quan-tidades de espaços porosos nas fissuras
Rochaimpermeável
Argila
Grãos de Silte
Folhelho fraturado Folhelho não-fraturado
Porosidade e Permeabilidade de Porosidade e Permeabilidade de Diferentes Tipos de AqüíferoDiferentes Tipos de Aqüífero
Tipo de AqüíferoTipo de Aqüífero PorosidadePorosidade PermeabilidadePermeabilidade
Cascalho Muito alta Muito alta
Areia grossa a média Alta Alta
Areia fina e silte Moderada Moderada a baixa
Arenito moderadamente cimentado
Moderada a baixa Baixa
Folhelho fraturado Baixa Baixa
Rochas metamórficas Baixa Muito baixa
Folhelho não fraturado Muito baixa Muito baixa
TiposTipos de de AqüíferosAqüíferos
• Não confinadoNão confinado: a camada permeável estende até a superfície. Consiste de uma zona não saturada separada da zona saturada pelo nível freático.
• ConfinadoConfinado: a camada permeável é sobreposta e sotoposta por uma camada menos permeável (aquiclüde).
ZonaZona Não Saturada :Não Saturada :Poros têm tanto ar como água
Aqüífero Não ConfinadoAqüífero Não Confinado
Zona SaturadaZona Saturada ::Poros preenchidos com água
Nível Freático
Nível FreáticoNível Freático
• o topo da zona saturada do lençol freático
• o nível no qual a água surgirá em uma mina
• o nível no qual a água surgirá em um aqüífero não confinado
Figure 13.9
Dinâmica de um Aqüífero Não ConfinadoDinâmica de um Aqüífero Não Confinadoem um Clima Temperadoem um Clima Temperado
Superfície freática (mais alta na esta-ção úmida e mais baixa na estação seca
Zona saturadaMovimento da água subterrânea
Nível de água dos poços varia com as estações
Infiltração da água de chuva
Zona não saturada
Figure 13.9
Durante a Estação Úmida…Durante a Estação Úmida…
Abundante precipitação recarrega o lençol freático Rio
efluente
alto
Reservatório profundo bombeado
Poço rasoquase seco
nível freático
Figure 13.9
Durante a Estação Seca…Durante a Estação Seca…
Evaporação Rio efluente
Nível do lago cai
Poço raso seco
Reservatório profundo bombeado
nível freático baixo
Figure 13.10
Área de Recarga:Área de Recarga: onde o aqüífero confinadoé recarregado pela infiltração
AqüíferoAqüífero ConfinadoConfinado
Área de recarga em terras altas
LençolFreático Poço artesiano
jorrando
Média de altura do lençolfreático na área de recarga
Lençol Freático ConfinadoAqüiclude
Aqüiclude
Diferença de elevação
Altura de entrada de água no poço
Superfície Freática:Superfície Freática: Altura na qual a água brotará no aqüífero confinado
A A ÁreaÁrea dede RecargaRecarga de um de um aqüífero confinado é a área onde aqüífero confinado é a área onde a precipitação entra (recarrega) a precipitação entra (recarrega) no (o) aqüífero.no (o) aqüífero.
A Superfície FreáticaSuperfície Freática é o nível no qual a água brotará em nascentes nos aqüíferos confinados .
Note a Diferença Entre:Note a Diferença Entre:
• Nível Freático:Nível Freático: o nível no qual a água brotará em um aqüífero não confinado.não confinado.
• Nível de Pressão na Superfície:Nível de Pressão na Superfície: o nível no qual a água brotará em um aqüífero confinadoconfinado *.
* Se a pressão superficial estiver acima da superfície do solo, a água fluirá livremente para fora. Tais nascentes são chamadas de nascentes com fluxo artesianofluxo artesiano.
AqüíferoAqüífero ConfinadoConfinado
Área de Recarga:Área de Recarga: onde o aqüífero confinadoé recarregado pela infiltração
Área de recarga em terras altas
LençolFreático Poço artesiano
jorrando
Média de altura do lençolfreático na área de recarga
Lençol Freático ConfinadoAqüiclude
Aqüiclude
Diferença de elevação
Altura de entrada de água no poço
Superfície Freática:Superfície Freática: Altura na qual a água brotará no aqüífero confinado
Poço ArtesianoPoço Artesianojorrandojorrando
Pressure SurfacePressure Surface
Ground SurfaceGround Surface
Poço Artesiano jorrandoPoço Artesiano jorrando
Lençol Freático Confinado
Figure 13.11
Lençol Freático SuspensoLençol Freático Suspenso
Não saturado
Saturado
Lençol freático principal
Lençol freático suspenso
nascentenascente
Figure 13.12
Formação de um Cone de DepressãoFormação de um Cone de Depressão
Posição anterior do lençol freático
Cone de depressão
Lençol freático
atual
Infiltração
Recarga
Figure 13.13
Fissuras e depressõesFissuras e depressõescausadas pela causadas pela
subsidência do solo subsidência do solo devido ao excesso devido ao excesso
de bombeamento dade bombeamento daágua subterrâneaágua subterrânea
Figure 13.14
Dinâmica da InterfaceDinâmica da InterfaceÁgua Salgada - Água DoceÁgua Salgada - Água Doce
Recarga
Linha de costa
Oceano
(poço bombeando água doce
Descarga
água doce subterrânea
água salgada subterrâneaPosição anterior do limite da água salgada
Nível freático
Invasão deágua salgada
(poço bombeando água salgada
Cone de depressão
Limite da água salgada
Figure 13.14
A espessura da água subterrânea A espessura da água subterrânea doce flutuando no topo da água doce flutuando no topo da água subterrâneasubterrânea salgada é afetada salgada é afetada pelo equilíbriopelo equilíbrioentreentre recarga recarga e descarga e descarga da águada águasubterrâneasubterrânea
Recarga
Linha de costa
Oceano
(poço bombeando água doce
Descarga
água doce
subterrânea
água salgada subterrânea
Nível freático
Limite da água salgada
Figure 13.14
Se a taxa de descarga aumenta Se a taxa de descarga aumenta em demasia (por excesso de em demasia (por excesso de bombeamento), a água salgada bombeamento), a água salgada ascenderá, causando ascenderá, causando invasãoinvasão da da água salgadaágua salgadano reservatório no reservatório
InvertedCone of depression
Posição
Invasão de água salgada
(poço bombeando água salgada
Cone de depressão
anterior do
do limite da água salgada
Lei de DarcyLei de Darcy
Uma equação na qual a descarga (taxa de fluxo) da água subterrânea pode ser
calculada.
Lei de DarcyLei de Darcy
Q = A ( K Q = A ( K xx S) S)
Lei de DarcyLei de Darcy
Q = A ( K Q = A ( K xx S) S)
Q = DescargaA = Seção Transversal do fluxoK = Permeabilidade (condutividade hidraúlica)
S = Declividade do corpo de água = h/l h = distância vertical l = distância do fluxo
Figure 13.15
Lei de DarcyLei de Darcy
Extração de Água Subterrânea nos EUA: 1950-1995Extração de Água Subterrânea nos EUA: 1950-1995
Abastecimento público
Irrigação
Ext
raçã
o (
bil
hõ
es d
e g
alõ
es p
or
dia
Ano
Box 13.2
The OgallalaThe OgallalaAqüífero:Aqüífero:
““Mina de Água Mina de Água Subterrânea”Subterrânea”
Figure 13.19
Algumas das Feições Significativas de uma Algumas das Feições Significativas de uma Paisagem CársticaPaisagem Cárstica
Figure 13.18Figure 13.18
The Winter Park Sinkhole, FloridaThe Winter Park Sinkhole, Florida
Figure 13.19
Feições Sub-superficiais de uma Paisagem Feições Sub-superficiais de uma Paisagem CársticaCárstica
Figure 13.17
Figure 13.20
Algumas Atividades HumanasAlgumas Atividades Humanas que Podem que Podem Contaminar a Água SubterrâneaContaminar a Água Subterrânea
Tanque enterrado para estocagem de gasolina ou produtos químicos
Lençol freático (doce)
Lençol freático(salgado)
Infiltração
Bombeamentode reservatório
Descarga
Recarga artificial no aqüífero Movimentos de
contaminantes na água subterrânea
Poço de uso doméstico
Entrada de fonte superficial de contaminação da água subterrânea
Fossa ou tanque séptica(o)
Expansão do uso do solo, irrigação e aplicação de pesticida)
Figure 13.21
Água na Crosta ContinentalÁgua na Crosta Continental
Fig. 6.17
SistemasSistemas HidrotermaisHidrotermaisÁgua entra no solo Água entra no solo por infiltraçãopor infiltração
Água aquecida Água aquecida começa a subircomeça a subir
Nascentes Quentes: Nascentes Quentes: formam-se quando a água formam-se quando a água subterrânea aquecida subterrânea aquecida alcança a superfíciealcança a superfície
Gêisers: formam-se quandoGêisers: formam-se quando sistemassistemas de bombeamentode bombeamento complicados permitem o complicados permitem o lançamento da água sob lançamento da água sob pressão, causando jorros pressão, causando jorros intermitentes intermitentes