CICLO DAS ÁGUAS E A GEOMORFOLOGIA E RELEVO

Professora Esp.

EDILENE DA SILVA PEREIRA

Ji-Paraná/RO,

26 de agosto de 2016.

CICLO DAS ÁGUAS E A

Professora Esp.

EDILENE DA SILVA PEREIRA

O conteúdo exposto tem como referência a obra de Teixeira et al (2003) e as

apresentações de aula do Prof. Alex Mota dos Santos.

CICLO DAS ÁGUAS E A

É o melhor e mais comum solvente

disponível na natureza e seu papel no

intemperismo químico é evidenciado

pela hidrólise.

1. INTRODUÇÃO

A água é a substância mais abundante na superfície do

planeta, participando do seus processos modeladores

pela dissolução de materiais terrestres e do transporte de

partículas.

1. INTRODUÇÃO

Nos rios, a água é responsável pelo transporte partículas,

desde

a

forma

iônica,

até

cascalho

e

blocos,

representando o meio mais eficiente de erosão da

superfície da terra.

1. INTRODUÇÃO

Sob a forma de gelo, acumula‐se

em grandes volumes, inclusive

geleiras,

escarificando

o

terreno,

arrastando

blocos

rochosos e escupindo paisagem.

1. INTRODUÇÃO

Na superfície da terra, as áreas cobertas por água (na

forma de lagos, rios, mares e gelo) em relação a terra

firme, apresenta uma relação superior a 2,42:1. Por

isso

a

denominação

de

“planeta

azul”,

pela

predominância dessa cor nas imagens do planeta no

espaço.

1. INTRODUÇÃO

É a água que mantêm a vida sobre a terra, pela

fotossíntese, que produz biomassa pela relação CO

₂

e

H

₂

O.

A compreensão acerca da origem da água, sua

distribuição em superfície e subsuperfície, assim como

o movimento entre seus reservatórios, são necessários

para nos fazer entender os processos de transformação

do planeta.

2. CICLO HIDROGEOLÓGICO

A água distribui‐se na atmosfera e na parte

superficial

da

crosta

até

uma

profundidade

de

aproximadamente

10

km

abaixo

da

interface

atmosfera/crosta, constituindo a hidrosfera.

A hidrosfera consiste

em

uma

série

de

reservatórios

como

os

oceanos,

geleiras,

rios,

lagos, vapor de água, água

subterránea e água retida

nos seres vivos.

2. O MOVIMENTO DE ÁGUA NO SISTEMA TERRA

O processo cíclico de

transferência

de

água

entre esses reservatórios

compreende o ciclo da

água,

também

denominado como ciclo

3. ORIGEM DA ÁGUA

Está relacionada com a formação da atmosfera, a

partir da degaseificação do planeta. Teve ínicio na fase

de resfriamento geral da terra, após a fase de fusão

parcial. Com a formação das rochas ígneas, foram

liberados gases, principalmente vapor d’água e CO

_2,

entre outros com a cristalização do magma.

3. ORIGEM DA ÁGUA

Mas

existe

um

questionamento

entre

os

pesquisadores:

O volume de água que atualmente compõem a

hidrosfera foi gerado gradativamente ao longo do

tempo geológico ou surgiu repentinamente num certo

momento da história?

Há evidências geoquímicas sobre

a formação de quase toda atmosfera e

a água hoje disponível. Desde então, a

água teria sofrido pequenas variações,

apenas por recilagem.

Vídeo 1

4. CICLO HIDROLÓGICO

Partindo

de

um

volume

total de água

relativamente

constante no

Sistema Terra,

podemos

acompanhar

o

ciclo

hodrológico.

4. CICLO HIDROLÓGICO

Precipitação meteórica;

Evapotranspiração;

Interceptação;

Infiltração;

Escoamento Superficial

.

5. FORMAÇÃO E CONSUMO DE ÁGUA NO CICLO

HIDROLÓGICO

O ciclo hidrológico é uma grande máquina de reciclagem da água, na

qual operam processos tanto de transferência entre os reservatórios

como de transformação entre os estados gasoso, líquido e sólido.

Considerando o tempo geológico, o ciclo hidrológico pode ser

subdividido em dois subciclos:

‐ O primeiro a curto prazo, envolvendo a dinâmica externa da Terra

(movido pela energia solar e gravitacional);

‐ O segundo de longo prazo, é movimentado pela dinâmica interna

(tectônica de placas), onde a água participa dos ciclos das rochas.

5. FORMAÇÃO E CONSUMO DE ÁGUA NO CICLO

HIDROLÓGICO

‐ O primeiro a curto prazo:

A água é consuminada nas reações fotoquímicas, onde é retida

principalmente na produção de biomassa vegetal (celulose e açúcar).

Com a reação contrária a fotossíntese (a respiração), essa água retorna

ao ciclo.

5. FORMAÇÃO E CONSUMO DE ÁGUA NO CICLO

HIDROLÓGICO

‐ O segundo de longo prazo:

O consumo de água ocorre no intemperismo químico através das reações

de hidrólise e na formação de rochas sedimentares e metamórficas, com

a formação de minerais hidratados.

A produção de água juvenil pela atividade vulcânica representa o retorno

desta água ao ciclo rápido.

6. BALANÇO HIDRICOS E BACIAS HIDROGRÁFICAS

Essa é definida como uma área de

captação da água de precipitação,

demarcada por diversos divisores

topográficos,

onde

toda

água

captada converge para um único

ponto de saída, o exutório.

A unidade geográfica para o estudo

do ciclo hidrológico é a bacia

hidrográfica.

6. BALANÇO HIDRICOS E BACIAS HIDROGRÁFICAS

A bacia hidrográfica é um sistema físico onde podemos quantificar o ciclo

da água. Essa análise quantitativa é feita pela equação geral do balanço

hídrico, equação básica da Hidrologia:

P – E –

Q

(

)

Onde:

P: Volume de água precipitado sobre a área da bacia;

E: volume que retornou à atmosfera por evapotranspiração;

7. ÁGUA NO SUBSOLO (água subterrânea)

Trata‐se da água que sofre infiltração, acompanhando seu caminho pelo

subsolo, onde a força da gravitacional e as características dos materiais

presentes irão controlar o armazenamento e movimento das águas.

De maneira simplificada, toda água que ocupa vazios em formações

rochosas é denominada água subterrânea.

7. 1. INFILTRAÇÃO

É o processo mais importante de recarga de água no subsolo. Sendo que 

o volume e a velocidade, dependem de vários fatores, tais quais:

a) Tipo e condições dos materiais terrestres: favorecida pela presença

de materiais porosos e permeáveis, como solos e sedimentos arenosos.

Rochas expostas muito fraturadas ou porosas também permitem a

infiltração de águas superfíciais.Em contrapartida, materias argilosos e

rochas cristalinas, corpos ígneos plutônicos e rochas metamórficas

como gnaisses, são desfavoráveis a infiltração. Relação com a

capacidade de campo.

7. 1. INFILTRAÇÃO

b) Cobertura vegetal: infiltração favorecida pelas raízes que abrem

caminho para a água descendente no solo. A cobertura florestal

também exerce importante função no retardamento de parte da água,

através da interceptação, sendo que o excesso lentamente é liberado

para a superfície do solo por gotejamento.

CURIOSIDADE: em ambiente densamente florestado, cerca 1/3 da

precipitação interceptada sofre evaporação antes de atingir o solo.

É o processo mais importante de recarga de água no subsolo. Sendo que 

o volume e a velocidade, dependem de vários fatores, tais quais:

7. 1. INFILTRAÇÃO

c) Topografia: declives acentuados favorecem o escoamento superficial

direto, diminuindo a infiltração. Superfícies suavemente onduladas

permitem o escoamento superficial menos veloz, aumentando a

possibilidade de infiltração.

É o processo mais importante de recarga de água no subsolo. Sendo que 

o volume e a velocidade, dependem de vários fatores, tais quais:

7. 1. INFILTRAÇÃO

d) Precipitação: o modo como o total da precipitação é distribuido ao

longo do ano é um fator decisivo no volume de recarga da água

subterrânea, em qualquer tipo de terreno.

Chuvas regularmente distribuidas ao longo do tempo promovem uma

infiltração maior, pois desta forma a velocidade de infiltração

acompanha o volume de precipitação. Do contrário, chuvas torrenciais

favorecem o escoamento superficial.

É o processo mais importante de recarga de água no subsolo. Sendo que 

o volume e a velocidade, dependem de vários fatores, tais quais:

7. 1. INFILTRAÇÃO

e) Ocupação do solo: o avanço da urbanização e a devastação da vegetação

influenciam significativamente a quantidade de água infiltrada em adensamentos

populacionais e zonas de intenso uso agropecuário. As construções e o pavimento

impedem a infiltração, propiciando algumas vezes o escoamento superficial e

redução de recarga da água subterrânea. Na zona rural a interferencia antrópica se

dá pelo desmatamento, compactação do solo em extensivas áreas de criação de

gado, etc.

Curiosidade sobre o Estado de São Paulo: parcela da recarga subterrânea se dá

através de vazamentos na rede de abastecimento de água.

É o processo mais importante de recarga de água no subsolo. Sendo que 

o volume e a velocidade, dependem de vários fatores, tais quais:

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

De acordo com o tamanho do poro do solo e

das rochas, a água pode ser higroscópica

(adsorvida) e praticamente imóvel, capilar

quando sofre a ção da tensão superficial

movendo‐se

lentamente

ou

gravitacionalmente (livre) em poros maiores,

que permitem movimento mais rápido.

O limite inferior da percolação de água é dado quando as rochas não admitem

mais espaços abertos devido a pilha de rochas sobrejacentes. Dependendo da

situação topografica e do tipo de rocha esse limite será de no máximo 10.000 m

de profundidade.

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

Pode‐se imaginar então que toda água

de infiltração tende a atingir este

limite

inferior,

onde

sofre

um

represamento, preenchendo todos os

espaços

abertos

em

direção

à

superfície.

Estabelece‐se assim uma zona onde

todos os poros estão cheios de água, denominada zona saturada ou zona

freática.

Na prática, podemos identificar essa zona ao furarmos um poço, onde a altura

da água marca a posição do nível da água.

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

O nível freático acompanha aproximadamente

as irregularidades da superfície do terreno, o

que pode ser visualizado pelo traçado de sua

superfície através de uma rede de poços.

Em áreas úmidas, com alta pluviosidade,

tende a ser mais raso, enquanto em

ambientes áridos tende a ser profundo.

De modo geral é mais profundo nas cristas de

divisores topográficos e mais rasos no fundo

dos vales.

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

Rios Efluentes

Típicos de regiões 

úmidas.

Rios Influentes

Comuns em áreas semi‐

áridas e áridas.

Pode ainda ocorrer a 

ascenção da água por 

capilaridade, para 

alimentar a evaporação 

na superfície do solo.

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

Porosidade

É a relação tida entre o volume de poros e o volume todal de um certo material,

da qual pode ser dividida em dois tipos:

Curiosidade

sobre

Porosidade Secundária:

Um

tipo

especial

de

porosidade

se

desenvolve em rochas

soluveis, como calcários

e

marmores,

por

dissolução,

que

é

a

porosidade cárstica.

Porosidade primária

É

gerada

juntamente

com

o

sedimento

ou

rocha,

sendo

caracterizada

nas

rochas

sedimentares pelos espaços entre os

grãos (porosidade intergranular).

Porosidade Secundária

Desenvolve após a formaçao das

rochas ígneas, sedimentares e

metamórficas, por fraturamento

ou

falhamento

durante

sua

formação.

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

Permeabilidade

O principal fator que determina a disponibilidade de água subterrânea não

é a quantidade de água que os materiais armazenam, mas a sua capacidade em

permitir o fluxo de água através dos poros.

E esta propriedade dos materiais conduzirem água é chamada de

permeabilidade, que é relacionada ao tamanho dos poros e da conexão entre

eles.

Ex: um sedimento argiloso, apesar de possuir alta porosidade, é praticamente

impermeável, pois os poros são muito pequenos e a água fica presa por adsorção. Por outro

lado, derrames basálticos, onde a rocha em si não tem porosidade alguma, mas possui

abundantes fraturas abertas e interconectadas, podendo apresentar alta permeabilidade.

7. 2. DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO

Fluxo de água no Subsolo

Além da força gravitacional, o movimento da água subterrânea também é

guido pela diferença de pressão entre dois pontos, exercida pela coluna de água

sobrejacente aos pontos e pelas rochas adjacentes, denominado como

potencial hidráulico.

Essa pressão exercida pela coluna de água pode causar fluxos ascendentes

da água subterrânea, contrariando a gravidade.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Unidades rochosas ou de sedimentos, porosas e permeáveis, que

armazenam e transmitem volumes significativos de água subterrânea possivel

de ser explorada pela sociedade são chamadas de aquíferos (do latim “carregar

água”). Um dos objetivos mais importantes da hidrogeologia é o estudo dos

aquíferos visando a exploração e proteção da água subterrânea.

Temos também os denominados Aquiclude, que são unidades geológicas

que apesar de saturadas e com grandes volumes de água não são capazes de

transmitir um volume significativo de água com velocidade suficiente para

abastecer poços e nascentes. Os Aquifugos por não apresentarem poros

interconectados, não conseguem absorver e nem transmitir água.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Bons aquiferos são os materiais com média a alta

condutividade

hidráulica,

como

sedimentos

inconsolidados

(cascalhos e areias), rochas sedimentares (arenitos, conglomerados

e alguns calcários), além de rochas vulcanicas, plutônicas e

metamórficas com alto grau de fraturamento.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Aquíferos e tipos de porosidade

Conforme os três tipos fundamentais de porosidade se tem os

aquíferos:

•

Aquifero de porosidade intergranular (ou granular);

•

Aquífero de fraturas;

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Aquífero de porosidade intergranular (ou granular):

Ocorrem no regolito e em rochas sedimentares clásticas com

porosidade primária. Os arenitos são excelentes aquíferos deste

tipo.

No entanto a produtividade em água dos arenitos diminui com

o seu grau de cimentação, como é o caso dos arenitos silicificados,

quase sem permeabilidade intergranular.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Aquífero de fraturas:

A maioria desses aquíferos se formam em consequência de

deformação tectônica, na qual os processos de dobramento e

falhamento geram sistemas de fraturas, normalmente seladas,

devido a profundidade. Gradativamente vão sofrendo aberturas

milimétricas, o que permite a entrada e fluxo d’água.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Aquífero de Condutos:

Caracterizam‐se pela porosidade cárstica, constituída por uma

rede de condutos, com diâmetros milimétricos e métricos, gerados

pela dissolução de rochas carbonáticas. Constituem aquíferos com

grandes volumes de água, mas extremamente vulneráveis à

contaminação, devido a baixa capacidade de filtração dado pela

característica da porosidade.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Os tipos de aquíferos podem ocorrer de forma associada!

Temos três tipos de aquíferos:

Aquíferos livres: cujo topo é demarcado pelo nível freático, estando em

contato com a atmosfera (profundidade de alguns metros);

Aquíferos suspensos: dado por acumulações de água sobre aquitardes na

zona insaturada, formando níveis lentiformes de aquiferos livres acima do nível

freático.

Aquíferos confinados: ocorre quando um aquífero está confinado entre

duas unidades pouco permeáveis (aquitardes) ou impermeáveis. Representam

situações mais profundas (a dezenas ou milhares de metros de profundidade).

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Artesianismo

Em determinadas situações geológicas, aquíferos confinados dão origem

ao fenômeno de artesianismo, responsável por poços jorrantes.

O que acontece neste caso, é que a água que penetra num aquífero

confinado em profundidade crescente, onde sofre a pressão hidrostática

crescentes da coluna de água entre a zona de recarga em um ponto em

profundidade.

Quando um poço perfura esse aquífero, a água sobe, pressionada por essa

pressão hidrostática, jorrando naturalmente.

8. AQUÍFEROS: RESERVATÓRIOS DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

Artesianismo

A formação deste tipo de aquífero requer uma sequência de estratos

inclinados, onde pelo menos um extrato permeável encontre‐se entre dois

impermeáveis e uma situação geométrica em que o estrato permeável

intercepte a superfície, permitindo a recarga de água nesta camada.

Ao perfurar o poço artesiano, a ascensão da água ocorre com base no

princípio dos vasos comunicantes, e a água jorra na tentativa de atingir a altura

da zona de recarga. No entanto, devido a perda de carga hidráulica ao longo do

fluxo, há um rebaixamento no nível de água no poço em relação a nível de

recarga. Este desnível é acentuado a medida que aumenta a distancia entre o

ponto de recarga e o poço.

SANTOS, A. M. Minerais e rochas, conceitos. Apresentações de aula. Ji‐Paraná: 

Departamento de Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Rondônia (Graduação). 

2012.

TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M.; FAIRCHILD, T. R. & TAIOLI, F. 2000. Decifrando a Terra. 

Oficina de Textos, São Paulo, 568p.

Referências Bibliográficas

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