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UNIVERSIDE FEDERAL DE SANTA MARIA – UFSM CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR NORTE – RS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS E AMBIENTAIS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO POROSO EM ZONA
DE FLORESTA DE MATA ATLÂNTICA DO PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Nathan Palavro
Frederico Westphalen, RS, Brasil
2015
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO POROSO EM ZONA DE FLORESTA DE MATA
ATLÂNTICA DO PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO
por
Nathan Palavro
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade Federal de Santa
Maria, Campus Frederico Westphalen (CESNORS - UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária
Orientadora: Profª. Drª. Malva Andrea Mancuso
Frederico Westplahen, RS, Brasil 2015
Universidade Federal de Santa Maria Centro de Educação Superior Norte – RS
Departamento de Ciências Agronômicas e Ambientais Curso de graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO
POROSO EM ZONA DE FLORESTA DE MATA ATLÂNTICA DO PARQUE ESTADUAL FLORESTAL DO TURVO
elaborado por Nathan Palavro
como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária
Comissão Examinadora:
Malva Andrea Mancuso, Drª. (Orientadora)
Mariza de Camargo, Drª. (UFSM)
Marcus Bruno Domingues Soares, Dr. (UFSM)
Frederico Westplahen, RS, Brasil 2015
Dedicatória
À minha mãe Rosangela,
que com todo amor, carinho e compreensão,
sempre acreditou e incentivou meus sonhos.
Ao meu maior exemplo na vida,
todo meu agradecimento e respeito.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer a minha Mãe, Rosangela Palavro
Freitas, por todo amor e dedicação dados a mim durante toda minha vida. Te amo
muito.
Agradeço a minha família, pelo exemplo, incentivo e apoio prestados a mim
neste período de formação.
A todos os amigos conquistados durante a graduação, pois mesmo estando
longe de casa, sempre me senti protegido e amparado ao lado deles.
A minha orientadora, professora Malva Mancuso por todo tempo dedicado e
todo conhecimento ensinado a mim para que eu pudesse concluir esse trabalho.
A vocês, minha sincera gratidão!
EPÍGRAFE
“[...] Pois muito vi em minha caminhada, navegantes da ilusão
Mas nós, piratas dos bons pensamentos e princípios do bem
Levaremos luz aonde houver escuridão.
Então não me deseje mal
Pois todo mundo é igual
E emane suas positivas vibrações a vida
De força ao bem e não ao mal.
E não se torne um navegante da ilusão
Um pobre hipócrita que vai contra ao bem, um pobre hipócrita
Pois nós, piratas dos bons pensamentos e princípios do bem
Não seremos indiferentes com ninguém! [...]”
(Rodrigo Piccolo e Carlos Eduardo Gonçalves)
RESUMO
Trabalho de Conclusão de Curso Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária
Departamento de Ciências Agronômicas e Ambientais Universidade Federal de Santa Maria
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE RECARGA DO AQUÍFERO POROSO EM ZONA DE FLORESTA DE MATA ATLÂNTICA DO
PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO AUTOR: NATHAN PALAVRO
ORIENTADORA: MALVA ANDREA MANCUSO Data e Local da Defesa: Frederico Westphalen, 1 de dezembro de 2015.
O objetivo geral do presente estudo foi avaliar o comportamento dos níveis freáticos
em períodos de estiagem e durante os eventos de precipitação em zona de floresta
inalterada durante os meses de janeiro a abril do ano de 2015. Analisou-se a recarga
direta da água subterrânea do aquífero freático encontrado na zona de floresta de
Mata Atlântica do Parque Florestal Estadual do Turvo, em Derrubadas, Rio Grande
do Sul. Foi implantada uma rede de monitoramento dos níveis da água subterrânea
constituída por três piezômetros. Uma estação pluviométrica foi inserida na área de
estudo para o monitoramento da precipitação ocorrida no período de análises. Neste
trabalho a recarga foi estimada a partir da aplicação do método Water-Table
Fluctuation (WTF), correlacionando os eventos de precipitação com os registros das
oscilações dos níveis da água nos piezômetros. Os dados de precipitação e dos
níveis da água nos piezômetros foram registrados com sondas de monitoramento
contínuo de pressão. A recarga calculada foi de 6,79%, 5,39% e 6,65% para os
pontos de amostragem selecionados no período de 14 de janeiro a 5 de abril de
2015.
Palavras-chave: método water-table fluctuation; piezômetro, recarga; águas
subterrâneas.
ABSTRACT
Completion of course work Degree in Environmental Health Engeneering
Department of Agricultural and Environmental Sciences Federal University of Santa Maria
AVALIATION OF POTENCIAL RECHARGE OF THE POROUS AQUIFER IN ATLANTIC AREA OF THE
PARQUE FLORESTAL ESTADUAL DO TURVO AUTHOR: NATHAN PALAVRO
ADVISOR: MALVA ANDREA MANCUSO
Date and location of defense: Frederico Westphalen, December 1ft, 2015
The overall objective of this study was to evaluate the behavior of
groundwater levels in dry periods and during precipitation events in unchanged forest
zone during the months from January to April of 2015. It was analyzed the direct
recharge of groundwater aquifer found in area of the Atlantic Forest of the Parque
Estadual Florestal do Turvo, in Derrubadas, Rio Grande do Sul, Brazil. It was
implemented a monitoring network of groundwater levels consists of three
piezometers. A rainfall station was included in the study area to monitor the rainfall
occurred in the period of analysis. In this study, the recharge was estimated from the
implementation of the Water-Table Fluctuation method (WTF), correlating
precipitation events with records fluctuations of water levels in piezometers. The data
of rainfall and water levels in piezometers were recorded with probes of continuous
monitoring of pressure. The recharge calculated was 6.79 %, 5.39 % and 6.65 % for
the sampling points selected in the period from January 14𝑠𝑡 to April 5𝑠𝑡 2015.
Key-words: water-table fluctuation method; piezometer; recharge; graundwater.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Mecanismos de recarga das águas subterrâneas .................................... 20 Figura 2 – Curva de recessão da variação do nível d’água ....................................... 25 Figura 3 – Esquema exemplificando o conceito de porosidade total, rendimento específico e retenção específica ............................................................................... 26 Figura 4 – Localização do Parque do Turvo .............................................................. 16 Figura 5 – Preparação dos tubos PVC ...................................................................... 33 Figura 6 – Sonda Levelogger .................................................................................... 34 Figura 7 – Sonda Barologger .................................................................................... 34 Figura 8 – Piezômetro ...............................................................................................35 Figura 9 – Trado holandês ........................................................................................ 36 Figura 10 – Instalação dos poços piezométricos ....................................................... 37 Figura 11 – Medidor de nível da água ....................................................................... 38 Figura 12 – Acomodação da sonda Levelogger e da sonda Barologger nos piezômetros ............................................................................................................... 39 Figura 13 – Preparação do pluviômetro para monitoramento da precipitação no local ..................................................................................................................................40 Figura 14 – Pluviômetro: Modelo Ville Paris ..............................................................41 Figura 15 – Equipamentos utilizados para transferências dos dados armazenados nas sondas para o computador ................................................................................. 43 Figura 16 – Gráfico da precipitação registrada no período ........................................47 Figura 17 – Gráfico da relação entre a precipitação e a oscilação do nível da água: Piezômetro 1 .............................................................................................................51 Figura 18 – Gráfico da relação entre a precipitação e a oscilação do nível da água: Piezômetro 4 .............................................................................................................52
Figura 19 – Gráfico da relação entre a precipitação e a oscilação do nível da água: Piezômetro 5 .............................................................................................................53 Figura 20 – Gráfico da extrapolação das curvas de recessão: Piezômetro 1 ............58 Figura 21 – Gráfico da extrapolação das curvas de recessão: Piezômetro 4 ............59 Figura 22 – Gráfico da extrapolação das curvas de recessão: Piezômetro 5 ............60
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ..........................................................................................................12
2 OBJETIVOS ...........................................................................................................14
2.1 Objetivo geral.....................................................................................................14
2.2 Objetivos específicos ........................................................................................14
3 REFERÊNCIAL TEÓRICO .....................................................................................15
3.1 As águas subterrâneas .....................................................................................15
3.2 Processos hidrogeológicos .............................................................................16
3.2.1Infiltração e recarga da água subterrânea .........................................................17
3.2.2 Métodos para estimativa da recarga ................................................................21
3.2.2.1 Método Water-Table Fluctuation ...................................................................22
3.2.2.2 Extrapolação da curva de recessão .............................................................28
4 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO.......................................................29
4.1 Localização .........................................................................................................29
4.2 Características Gerais .........................................................................................30
5 METODOLOGIA ...................................................................................................32
5.1 Preparação do material .....................................................................................32
5.2 Poços de monitoramento e instalação dos equipamentos ...........................34
5.3 Instalação do pluviômetro e monitoramento da precipitação .......................39
5.4 Coleta de dados .................................................................................................42
5.5 Manipulação dos dados coletados ..................................................................43
5.6 Determinação do rendimento específico (Sy) .................................................43
6 RESULTADOS E DISCUSÕES .............................................................................45
6.1 Monitoramento pluviométrico .........................................................................45
6.2 Monitoramento hidrogeológicos .....................................................................48
6.3 Cálculo da recarga d’água subterrânea ..........................................................54
7 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................61
REFERÊNCIAS .........................................................................................................62
ANEXOS ...................................................................................................................68
12
INTRODUÇÃO
A água é uma substância essencial para todas as formas de vida na Terra,
sendo fundamental para o desenvolvimento da humanidade em todos os níveis
estruturais de uma sociedade – saúde, comércio, educação, industrialização,
produção de alimentos, entre outros – principalmente para os setores produtivos,
portanto, desempenha papel fundamental na geração de bens e produtos.
Apesar de nosso planeta ser rico em água, grande parte dela não está
disponível para consumo humano, pois suas características naturais impedem que
sejam aplicadas em setores que exigem um padrão de qualidade da água. A
estimativa é de 97% da água do planeta Terra seja salgada e que apenas 3% sejam
de água doce (geleiras, rios, lagos, aquíferos, umidade do ar). Dentro dessa
pequena porção de água doce encontrada no planeta, 71% encontra-se congelada
(geleiras), 7% constituem os recursos hídricos superficiais (rios e lagos), 4%
encontram-se na atmosfera, e o maior volume disponível para consumo,
aproximadamente 18% do total, é encontrado nos depósitos subterrâneos, os
aquíferos (ANA, 2009). Percebe-se que o problema para o ser humano é que a maior
parte da água encontrada na Terra não é viável para determinados tipos de
consumo.
Portanto, os maiores volumes de água doce disponíveis no planeta são
encontrados nos reservatórios subterrâneos, que devido às características dos
processos de infiltração e armazenamento, geralmente apresentam uma qualidade
bastante superior às encontradas na superfície. Os aquíferos são considerados
reservatórios subterrâneos de água, capazes de fornecer e armazenar grandes
volumes desse bem, que podem ser aproveitados para os mais diversos usos
(ABAS, 2007).
Em suma, a água subterrânea é parte integrante de um processo dinâmico e
interativo do ciclo hidrológico. A água infiltrada percola, fluindo lentamente pelos
vazios dos grãos do solo, de rochas e de fissuras, podendo ser armazenada por um
período variável (de dias a milhões de anos). Isso se deve ao fato de que a dinâmica
das águas subterrâneas é dependente das características do local onde são
13
encontradas (ABAS, 2007), e também influenciam nos impactos causados pelas
atividades antrópicas nas águas subterrâneas.
Com o agravamento da deteriorização da qualidade das águas superficiais e o
aumento da demanda hídrica para fins agrícolas, industriais, domésticos, entre
outros, firma a necessidade de um grande volume de água, de boa qualidade, com
custo relativamente baixo e disponível por um longo período de tempo. Fatos que
elevam o consumo das águas dos aquíferos (GOMES, 2008).
Programas de monitoramento ambiental, realizados por meio de estudos de
campo bem planejados, são considerados por diversos autores como o melhor
procedimento de avaliação da situação atual (RIBEIRO et al., 2007), gerando
informações que subsidiam ações para minimizar os efeitos nocivos das atividades
antrópicas às águas subterrâneas. Como exemplo temos a estimativa da recarga dos
aquíferos, que busca identificar os impactos causados por longos períodos de
estiagem e/ou pelo uso abusivo desse recurso, como quando as taxas de extração
são superiores às taxas de recarga natural.
Considerando a variedade de condições hidrogeológicas e climáticas
(GOMES, 2008) a aplicação de métodos para estimar a recarga nem sempre são
empregados corretamente ou são utilizados em locais pouco expressivos, não
representando a recarga da água subterrânea para toda a área de influência.
Pela ação intensiva do homem sobre todas as esferas do meio ambiente,
torna-se necessário o monitoramento dos efeitos dessas ações sobre os recursos
naturais. Neste trabalho, destaca-se para uma pequena e importante fase dentro do
universo dos recursos hídricos e do ciclo hidrológico, a recarga das águas
subterrâneas.
Dessa forma, justifica-se o desenvolvimento deste estudo pela necessidade
da estimativa da recarga das águas subterrâneas em áreas inalteradas, que
possibilitará o entendimento do impacto das ações antrópicas na modificação da
região de estudo, contribuindo, também, para definir diretrizes de uso e ocupação do
solo que visem à preservação e gestão ambientalmente adequada dos recursos
hídricos.
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2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Avaliar o potencial de recarga do aquífero freático em períodos de estiagem e
durante os eventos de precipitação em zona de floresta inalterada durante os meses
de Janeiro a Abril do ano de 2015.
2.2 Objetivos Específicos
1. Avaliar a oscilação dos níveis de água da zona inalterada do aquífero
poroso por meio da análise simultânea da precipitação pluviométrica e
do nível freático na zona de floresta nativa da Mata Atlântica, do
Parque Florestal Estadual do Turvo (RS).
2. Avaliar o efeito da precipitação pluviométrica, quantidade e intensidade,
na recarga da zona de intemperismo do aquífero poroso da Formação
Serra Geral, em área de floresta nativa.
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3 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capítulo será apresentada a caracterização da área de estudo assim
como uma breve revisão bibliográfica acerca dos fenômenos envolvidos nos
processos de recarga natural das águas subterrâneas. Também serão abordados
alguns métodos utilizados para quantificar a recarga, dando ênfase ao método
utilizado nesse estudo, o Water-Table Fluctuation - WTF (também conhecido como
método da Variação do Nível d’Água – VNA).
3.2 As águas subterrâneas
As águas que precipitam sobre a superfície do solo são retidas nas
depressões do terreno, escoam superficialmente ou infiltram-se no solo por meio de
forças gravitacionais (SOUSA et al., 1976), constituindo a reserva hídrica
subterrânea.
De acordo com Almeida et al., (2006) as águas subterrâneas correspondem
à parcela de água que infiltra no solo após a precipitação, preenchendo os espaços
vazios existentes nos materiais geológicos, caracterizados por espaços
intergranulares e por espaços formados a partir de fraturas nas rochas ou por meio
da dissolução de minerais.
A humanidade tem conhecimento da existência da água subterrânea há
muitos séculos, porém, apenas recentemente evidenciaram-se suas formas de
interação com ciclo hidrológico, assim como, sua interdependência com os eventos
de precipitação e com a infiltração da água no solo (CLEARY, 1989).
“A água infiltrada desempenha um importante papel na conservação da
umidade do solo e na perenização de rios e nascentes, sendo relevante ao homem
quanto sua sobrevivência e quanto à sustentabilidade do planeta” (ALMEIDA et al.,
2006), constituindo uma importante fonte para o abastecimento da população.
Mesmo sendo um recurso renovável a reserva de água subterrânea não é
inesgotável. Deve-se levar em conta que nem todo aquífero suporta elevadas taxas
de extração e, com o desenvolvimento de tecnologias para perfuração do solo e para
16
a extração da água subterrânea, está ocorrendo um aumento significativo na
exploração dessas águas. Quando a taxa de extração ultrapassa a taxa de recarga,
por longos períodos de tempo, o aquífero poderá sofrer depleção e ocorrer o
rebaixamento do lençol freático (CAPUCCI et al., 2001).
O rebaixamento do lençol freático pode gerar diferentes problemas. Por
exemplo, os poços rasos, geralmente usados para abastecimento local e irrigações,
secam; o encarecimento da extração de água, devido ao aumento da profundidade
de perfuração e a subsidência de terrenos, provocadas pela compactação gradual do
subsolo (CAPUCCI et al., 2001), entre outros.
Segundo Cleary (1989) “a água subterrânea move-se muito lentamente em
comparação com a água superficial. Uma alta velocidade de água subterrânea
estaria na faixa de 1 metro/dia, enquanto um rio rápido pode mover-se a uma
velocidade de 1 metro/segundo”. Tendo em vista que o movimento da água
subterrânea pode ser extremamente lento, a recuperação de impactos negativos
causados a esse ambiente pode prolongar-se por um longo período de tempo. Isto
significa que efeitos adversos ocasionados no passado - resultante de atividades
antrópicas - ainda podem influenciar na qualidade e quantidade da água subterrânea
e continuar a fazê-lo por muitas décadas no futuro.
O consumo de água aumenta à medida que as atividades antrópicas e a
população aumentam. Porém, os recursos hídricos estão cada vez mais escassos
devido a sua sobre-exploração e a poluição afetando o equilíbrio entre procura
(consumo) e a oferta (quantidade de água disponível). Uma vez que os fluxos de
água subterrânea são muito lentos, as consequências da sobre-exploração poderão
ser sentidas por muitas das futuras gerações.
Com relação a esta questão, como será possível identificar a exploração
desordenada e inadequada das reservas subterrâneas, minimizando seu
esgotamento e reduzindo as consequências negativas ao meio ambiente e aos seres
humanos? Tal identificação requer uma melhor compreensão acerca dos processos
naturais de recarga da água subterrânea (STRUCKMEIER; RUBIN; JONES, 2007).
3.3 Processos Hidrogeológicos
17
O estudo dos processos hidrogeológicos é crucial para adequada gestão das
águas subterrâneas. Almeida et al., (2006) relatam que esses estudos integram a
antecipação de riscos de contaminação, definem possíveis pontos de sobrexploração
dos aquíferos e sugerem medidas visando à eliminação ou mitigação dos impactos
negativos em desenvolvimento.
3.3.1 Infiltração e recarga da água subterrânea
Sousa et al., (1976) denominam infiltração como sendo o fenômeno de
penetração da água nos estratos de solo próximos à superfície do terreno,
locomovendo-se para baixo, por meio dos vazios dos solo, sob a ação da gravidade,
até alcançar uma camada suporte, que a mantém, formando então os reservatórios
da água no solo.
A infiltração também é caracterizada por Rebouças, Braga e Tundisi (2006)
como um mecanismo de introdução da água meteórica que atinge a superfície do
terreno, sob a influência da gravidade. Rolim (2004) destaca que o processo de
infiltração da água no solo depende primordialmente da disponibilidade de água para
infiltrar, das características do solo, das condições da sua superfície do solo e das
quantidades inicialmente presentes de ar e água no seu interior.
Feitosa e Filho (2000) caracterizam o movimento da água que infiltra no solo
de três formas distintas: ⇒ Fluxo não saturado - permanece na zona não saturada,
acima do nível freático, preenchendo os vazios existentes no solo, anteriormente
ocupados pelo ar; ⇒ Interfluxo - refere-se ao escoamento sub superficial, fluindo
lateralmente em pequenas profundidades na zona não saturada. Em camadas que
apresentam baixa permeabilidade imediatamente abaixo da superfície do solo, a
água poderá alcançar os leitos dos cursos da água; ⇒ Recarga - possui a
capacidade de percolar até o subsolo e atingir o nível freático, recarregando os
aquíferos.
Ressalta-se que a magnitude da recarga é proporcional ao excedente hídrico,
sendo regulada pelas condições de infiltrabilidade do solo e correlacionada a
18
intensidade das chuvas. A infiltração é regida pelas características de
permeabilidade do solo, do relevo, da cobertura vegetal, pelas formas de uso e
ocupação do solo, entre outros fatores. Assim sendo, as maiores taxas de recarga
são relatadas em áreas planas e bem arborizadas e menores nos locais com relevo
acidentado, sem cobertura vegetal e expostas a práticas intensivas de uso e
ocupação do solo, favorecendo o escoamento superficial (REBOUÇAS, BRAGA e
TUNDISI, 2006).
Em diversos estudos os termos como infiltração, drenagem e percolação são
utilizados para descrever o movimento da água no subsolo, e estes processos,
muitas vezes são associados à recarga da água subterrânea (SCALON; HEALY e
COOK, 2002). Santos e Koide (2011) enfatizam que esses processos são ajustados
por variáveis e coeficientes ambientais que podem apresentar alto grau de
versatilidade espacial, fazendo com que a potencialidade das áreas na geração da
recarga também seja espacialmente diversificada.
Os principais fatores reguladores que atuam, em maior ou menor grau, no
processo de infiltração são as condições da superfície (cobertura vegetal, etc) e do
solo (granulometria, material constituinte, etc), o tipo de solo (argiloso, arenoso, etc),
carga hidráulica, umidade inicial do solo, temperatura, compactação do solo
(ocasionada pela ação da chuva, de animais ou a partir de atividades antrópicas),
cobertura vegetal e a presença de fendas, rachaduras e canais biológicos (oriundos
de raízes decompostas ou pela atividade da fauna no solo).
Equivocadamente, a definição de recarga dos níveis freáticos pode ser
confundida com a definição de infiltração. Portanto, a infiltração é a água que percola
da superfície do terreno para a zona não saturada do solo. Já a recarga é uma
porção da água infiltrada, ou seja, o processo pelo qual essa porcentagem de água
chega de fato ao aquífero (MARTELLI, 2012). Isto é, ao infiltrar-se, em sua dinâmica
descendente, a água completa gradualmente os poros, atingindo a faixa inferior dos
solos e rochas e saturando a porção sobrejacente. (CAPUCCI et al., 2001).
A fonte primária de recarga da água subterrânea é definida por Cleary (1987)
como sendo a precipitação e em casos específicos ou em menor escala, rios e lagos
podem consistir em um fator importante no processo de recarga. Os principais
19
mecanismos pelos quais ocorre o processo de recarga são definidos por Xu e
Beekman (2003) como: fluxo descendente da água por meio da zona insaturada
atingindo o lençol freático; fluxo entre aquíferos (lateral e/ou vertical); fluxo induzido a
partir das massas de água superficiais (rios, canais e lagos); e a recarga artificial,
proveniente das atividades antrópicas.
Esses mecanismos de recarga também foram definidos conceitualmente da
seguinte forma:
⇒ Recarga direta: por meio da percolação vertical, a água atravessa toda
zona não saturada e chega ao reservatório de água subterrânea. Ainda pode ser
definida como a porcentagem da precipitação que após ultrapassar a zona não
saturada, soma-se a reserva subterrânea (VRIES e SIMMERS, 2002; MARTELLI,
2012). A recarga direta é comum em aquíferos livres (CAPUCCI et al., 2001).
⇒ Recarga indireta: é a parcela de água que chega ao aquífero freático
através dos cursos e corpos d’água superficiais, como rios, lagos e reservatórios
(VRIES e SIMMERS, 2002; MARTELLI, 2012).
⇒ Recarga localizada: caracteriza-se como uma forma intermediária de
recarga da água subterrânea. É o resultado do acumulo horizontal de água em uma
superfície topográfica plana, devido à ausência de canais e valas bem definidos
(VRIES e SIMMERS, 2002).
⇒ Recarga artificial: pode ser traduzida como uma atividade planejada, com o
objetivo de aumentar os volumes dos reservatórios subterrâneos. É uma ação
antrópica destinada à introdução de água no aquífero, por meio de obras de
engenharia, construção de infraestruturas dimensionadas para aumentar a recarga
natural ou para introduzir diretamente a água no aquífero através de poços de
injeção (DIAMANTINO, 2005). A Figura 2 esquematiza os mecanismos do ciclo
hidrológico responsáveis pela recarga natural da água subterrânea:
20
Figura 2: Mecanismos de recarga das águas subterrâneas. Fonte: LERNER (1990, apud. MARTELLI, 2012).
A recarga dos aquíferos é feita principalmente pela precipitação pluvial,
através da água que se infiltra no solo, e pela transferência de água oriunda de
aquíferos vizinhos ou de cursos da água. A água também pode ser oriunda de outras
fontes de menor influência para o processo de recarga, como de vazamentos em
tubulações ou do excesso de irrigação (BORSOI, 1998).
Como proposto por Santos e Koide (2011) e Borsoi (1998) esse processo é
regulado por variáveis ambientais. De acordo com os fatores hidrogeológicos, do uso
e ocupação do solo e das condições climáticas locais, podem ocorrer variações entre
a máxima e a mínima vazão de recarga em um aquífero, o que representa um alto
grau de variabilidade no potencial de regiões distintas na geração de recarga.
Dessa forma, a reserva hídrica disponível em uma região pode ser o resultado
da recarga ocorrida em áreas específicas. Por essa razão, o conhecimento de tais
áreas, assim como daquelas que apresentam baixo potencial de recarga, é essencial
para uma adequada gestão dos recursos hídricos subterrâneos e superficiais
(SANTOS e KOIDE, 2011).
A estimativa da recarga das águas subterrâneas engloba diversas
finalidades, incluindo, a quantificação das águas subterrâneas, para emissão de
21
licenças de abstrações, para avaliação da vulnerabilidade das águas subterrâneas;
determinação de áreas de proteção, para o delineamento de zonas vulneráveis a
nitratos e para identificação dos impactos associados às mudanças no uso do solo e
as mudanças climáticas sobre os recursos hídricos (MISSTEAR, 2002).
3.3.2 Métodos para estimativa da recarga
Geralmente, os estudos relacionados à chegada da água no aquífero freático
exigem um grande volume de informações e de dados obtidos a campo, os quais
permitem a estimativa das características do processo de recarga da água
subterrânea (SANTOS e KOIDE, 2011).
Os métodos utilizados para estimar a recarga da água subterrânea a partir de
dados coletados na zona não saturada fornecem valores pontuais sobre a recarga, já
os métodos aplicados na zona saturada apresentam uma abordagem mais precisa
acerca dos valores reais de recarga, representando uma grande área de estudo
(SCALON, HEALY e COOK, 2002).
Existem diversos métodos que permitem a quantificação da recarga da água
subterrânea. Podem ser classificados como físicos químicos e/ou numéricos, dentre
os mais utilizados estão os Métodos Físicos, como ⇒ variação do balanço hídrico;
infiltração de corpos d’água superficiais; medição do fluxo de base de rios; lei de
Darcy; variação do nível da água (VNA ou WTF); os Métodos químicos ⇒ utilização
de traçadores, como por exemplo, no método de balanço de massa de cloretos; e, os
Métodos numéricos ⇒ que estimam a recarga utilizando-se de equações e modelos
numéricos, assim como de sistemas computacionais. Os métodos numéricos tem
sua evolução associada ao desenvolvimento de tecnologias e sistemas. Cada um
desses métodos possui características próprias, portanto, apresentam pontos fortes
e limitações diferentes, o que deve ser observado na hora da escolha do método a
ser utilizado. (XU e BEEKMAN, 2003; WANHFRIED e HIRATA, 2005; SANTOS,
2012).
A coleta de informações referentes à área de estudo, tais como, topografia,
composição do solo, clima e geologia é necessária para escolha adequada do
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método a ser utilizado na estimativa da recarga. Esses fatores influenciam o sistema,
determinando a localização e o período de tempo em que a recarga ocorrerá, sendo
as condições climáticas o fator com maior influência sobre o processo de recarga
(PAIVA, 2006).
Para estimativa da recarga alguns fenômenos, relacionados ao processo,
precisam ser medidos. Erros nessas medidas ocasionam incertezas na magnitude
estimada da recarga. Estes fenômenos podem ser medidos em análises em/de
campo ou em laboratório (GOMES, 2008).
Outras preocupações que podem influenciar na seleção do método incluem
limitações de tempo e de orçamento. Se a estimativa de recarga deve ser realizada
em um curto espaço de tempo (dias ou meses), logo, técnicas baseadas em
monitoramento de longo prazo (anos) não devem ser utilizadas (SCALON, HEALY e
COOK, 2002).
Wanhfried e Hirata (2005) compararam a eficiência de três métodos para
quantificação da recarga d’água subterrânea, em um estudo realizado na planície
aluviar da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê, para minimizar as incertezas na
estimativa da recarga. As técnicas utilizadas pelos autores foram à estimativa
darcyniana, a variação do balanço hídrico e o water-table fluctuation (ou variação do
nível d’água). De acordo com os autores, o método WTF foi o mais perceptível entre
os três analisados para estimar a recarga, em locais com o nível da água
representativo da área, além de ser o mais fácil e simples de ser aplicado.
3.3.2.1 Método Water-Table Fluctuation
Entre os métodos mais utilizados na estimativa da taxa de recarga em
aquíferos livres destacam-se os métodos físicos, principalmente os baseados na
oscilação dos níveis da água subterrânea.
Os métodos baseados na alteração dos níveis das águas subterrâneas são
amplamente utilizados na estimativa das taxas de recarga, pois apresentam
simplicidade na obtenção de dados dos níveis piezométricos que, a partir das
23
flutuações temporais ou espaciais dos níveis da água, possibilitam a estimava das
taxas de recarga (PINTO et al., 2009).
O método Water-Table Fluctuation (WTF) baseia-se na premissa de que a
elevação dos níveis da água em aquíferos não confinados ocorre a partir da chegada
da água ao nível freático (SCALON, HEALY e COOK, 2002), processo caracterizado
como recarga da água subterrânea.
Para o registro das oscilações do nível freático são instalados piezômetros na
área de estudo. Os piezômetros (Figura 8) são instrumentos que medem pressão,
amplamente utilizados para obtenção e registro das variações de nível da coluna da
água em estudos relacionados às oscilações dos níveis de águas subterrâneas
(VICTORINO, GEHLING e RAMIRES, 2003).
A utilização do método é mais precisa se aplicado ao longo de períodos de
tempo curtos e em regiões com o nível freático raso, facilitando a detecção de
oscilações nos níveis de água (SCALON, HEALY e COOK, 2002).
Ao longo do tempo, diversos fenômenos causam oscilações no nível d’água,
exigindo cuidado na utilização do método WTF. As variações que ocorrem ao
decorrer de um longo tempo (décadas ou séculos) estão ligadas às mudanças na
ocupação e uso do solo juntamente com as alterações naturais do clima. Em
períodos mais curtos, como ao longo de um ano, geralmente estão ligadas a
sazonalidade da evapotranspiração e da precipitação. Nos períodos mais curtos
(dias e meses), as variações associam-se à precipitação, mudanças de pressão
atmosférica, bombeamento, entre outros.
Wanhfried e Hirata (2005) afirmam que piezômetros devem ser posicionados
em locais com o nível da água capaz de representar a captação como um todo, para
evitando que variações na geologia, na topografia e na composição da vegetação
façam alterar as medidas calculadas em uma determinada área.
A recarga pode ser calculada por meio da equação (1) proposta por Scalon,
Healy e Cook (2002):
∆𝑆 (𝑡𝑗) = ∆ℎ(𝑡𝑗) . 𝑆𝑦 (1)
24
Onde:
ΔS (tj) ⇒ é a variação do armazenamento da água subterrânea (m) no período (tj);
Δh (tj) ⇒ é a variação da altura do nível d’água no subsolo (m) obtida a partir dos
piezômetro no período (tj);
Sy ⇒ é o coeficiente de rendimento específico do aquífero (adimensional).
Essa equação pressupõe que os demais componentes do ciclo hidrológico,
tais como, evapotranspiração subterrânea, fluxo de base, entrada e saída de fluxo
sub superficial são nulos durante todo o processo de recarga. Dessa forma, assume-
se que toda a água que atinge o nível freático entra imediatamente em
armazenamento (GOMES, 2008) e por essa razão, a aplicação do método nas
elevações dos níveis freáticos irá fornecer uma estimativa de recarga total, pois não
considera as descargas da água que ocorrem no aquífero durante o intervalo de
tempo em que o método Water-Table Fluctuation é aplicado.
Para aplicação da Equação (1) assume-se que 𝛥ℎ é igual à diferença entre o
pico de subida e o ponto mais baixo da curva de recessão antecedente, (é o traço
que a curva de variação do nível da água seguiria na ausência de elevação) (Figura
3) extrapolada até o instante do pico (COELHO, 2011).
A extrapolação hipotética da curva de recessão do nível da água até o
instante do pico é expressa na Figura 3:
25
Figura 3: A linha pontilhada é a curva de recessão extrapolada, 𝛥ℎ é a diferença entre o ponto mais baixo da curva extrapolada e o pico de subida do nível da água. Fonte: HEALY e COOK, 2002.
Para Coelho (2011) a representação do traço é tendenciosa e tenta moldar a
função de defasagem entre o início da precipitação e o início da recarga.
Ali (2011) elenca as principais limitações do método WTF: ⇒ O método requer
um rendimento específico, que seja representativo de todo o aquífero a ser
monitorado; ⇒ Os poços de observação devem ser localizados de maneira que os
níveis de água a serem monitorados representem a área de estudo como um todo; ⇒
O método não pode ser responsável por uma taxa constante de recarga, pois, onde
a taxa de recarga é constante e igual à taxa de drenagem, não ocorrerá variação dos
níveis da água.
Ainda, em termos da equação (1), Sy é a razão entre os volumes de água
liberada dos vazios pelas forças gravitacionais e o volume total de poros conectados
(PINTO et al, 2009), equivalendo em aquíferos livres, a porosidade eficaz (n) como
demonstrado na Figura 4:
26
Figura 4: Esquema simplificado e conceitual esclarecendo o conceito de porosidade total, rendimento específico e retenção específica em um aquífero não confinado. Fonte: YONGER (2007, apud MARTELLI, 2012).
A retenção específica é a quantidade de água retida sobre a superfície ou nos
espaços intergranulares, em outras palavras, é a quantidade de água presa no solo
depois que ocorre a drenagem pela ação da gravidade (FARIAS, 2011).
Seguindo o trabalho de Farias (2011), o autor conceitua a porosidade como
uma propriedade física caracterizada pela relação entre o volume de vazios e o
volume total de um determinado material (solo ou rocha).
A determinação do rendimento específico é o parâmetro, necessário a
aplicação do método, mais difícil de ser estimado. Os valores de Sy, determinados
em laboratório ou com testes realizados em campo, são geralmente dependentes do
tempo disponível para os testes. Períodos de análise mais longos correspondem a
valores mais corretos de Sy (HEALY e COOK, 2002).
Existe uma grande variação entre os métodos utilizados para determinação do
rendimento específico do solo, assim como os resultados encontrados na literatura
para uma mesma classe textural. Nota-se uma grande discrepância entre os valores
27
informados e por essa razão não se pode afirmar que o valor do rendimento
específico obtido por meio de ensaios de laboratório ou a campo possuem precisão
razoável, repercutindo em incertezas e na confiabilidade dos valores calculados de
recarga. Um valor aceitável pode ser obtido desde que se conheça a porcentagem
dos materiais constituintes do solo, baseando-se em bibliografias especializadas
(MAZIERO e WENDLAND, 2005).
Gomes (2008) afirma que esse parâmetro é extremamente importante para
quantificação da variação do nível de água do aquífero livre e destaca que, a
precisão do valor calculado para Sy, como mencionado anteriormente, poderá
resultar em incertezas nos valores estimados para recarga.
Outras limitações do método WTF incluem a necessidade de garantir que as
flutuações de nível de água são, de fato, devido à recarga da água subterrânea e
que não são ocasionadas em resposta à presença de ar retido nos espaços
intergranulares, às mudanças na pressão barométrica, à evapotranspiração, dentre
outros fenômenos que interferem no processo de recarga (SCALON, HEALY e
COOK, 2002).
O método WTF somente é capaz de estimar a recarga quando a taxa de
chegada da água ao nível freático é maior do que a taxa de saída, condição que
produz alteração do nível de água. Se a descarga do aquífero for igual à taxa de
recarga, nenhuma mudança de nível da água ocorrerá, e o método poderá prever
ausência de recarga (HEALY e COOK, 2002).
O método Water-Table Fluctuation também apresenta alguns aspectos
favoráveis que incluem, além de sua simplicidade e facilidade de uso, os seguintes
fatores: ⇒ Ele pode ser aplicado para qualquer poço raso, que canaliza o nível
freático, se houver uma grande quantidade de dados disponíveis sobre as oscilações
do nível da água; ⇒ O método não requer hipóteses sobre os mecanismos de
movimento da água através da zona insaturada; daí, a presença de caminhos
preferenciais de fluxo não restringe a sua utilização; ⇒ Taxas de recarga calculadas
com o método WTF são valores que estão integrados em áreas de vários metros
quadrados a centenas ou milhares de metros quadrados. Esta é uma vantagem
distinta em relação a outras abordagens sobre cálculo de recarga, tais como os
28
métodos que se baseiam em medições dentro da zona não saturada (SCALON,
HEALY e COOK, 2002).
O método WTF apresenta-se como um dos mais utilizados em estimativas de
recarga, diversos autores utilizaram essa metodologia para desenvolver trabalhos
englobando a temática de recarga da água subterrânea, destacando Gomes (2008),
Wahnfried e Hirata (2005), Scanlon, Healy e Cook (2002), Xu e Beekman (2003),
Dambrós (2011), que obtiveram resultados satisfatórios na conclusão de suas
pesquisas. Baum (2015) relata que a aplicação do método WTF, nas estimativas da
recarga da água subterrânea, permitiu a constatação de que as águas infiltradas
dentro da área monitorada repercutem no nível da água subterrânea, em um curto
espaço de tempo.
3.3.2.2 Extrapolação da curva de recessão
Barreto (2006) relata que o desenho da linha de recessão é subjetivo e tenta
adaptar a função de defasagem entre o início da precipitação e o início da recarga.
Alguns autores (BARRETO, 2006; GOMES, 2008) utilizaram uma função do tipo
exponencial para extrapolação das curvas de recessão dos níveis freáticos, porém,
Healy e Cook (2002) afirmam não haver um tipo específico de função, de forma a
existirem diferentes metodologias para criação das curvas de recessão.
Dambrós (2011) considera que por não existir uma normalização da equação
gráfica, tenta-se melhor acomodar a curva de recessão entre o processo de
defasagem e o início da alteração do nível. A extrapolação da curva é feita até o
ponto em que se inicia um novo período recessivo (COELHO, ALMEIDA e SILANS,
2012).
29
4 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDOS
O estudo será desenvolvido no Parque Florestal Estadual do Turvo, no
município de Derrubadas, no estado do Rio Grande do Sul. Inicialmente decretado
como Reserva Florestal Estadual, foi transformado em Parque a partir da Lei nº
2440, de 2 de outubro de 1954 ,que definiu que todas as florestas de domínio do
Estado com mais de 250 ha seriam transformadas em Parques Estaduais (ROSA et
al, 2013).
A partir da Lei nº 2440/54, nos Parques Estaduais, ficou proibida a caça e a
pesca, além do corte de essências nativas, abertura de aceiros, desbastes
periódicos e subdivisões da floresta (ROSA et al, 2013) . O parque Florestal Estadual
do Turvo tornou-se um importante meio de conservação e preservação da
biodiversidade ambiental da área.
4.1 Localização
O parque situa-se no noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Figura 1), no
município de Derrubadas, entre as coordenadas 27°07 a 27°16 latitude Sul e 53°48 a
54°04 longitude Oeste, apresentando uma área total de 17.491,4 há, representando
quase 50% da área total do município de Derrubadas e 0,065% da área do Estado.
30
Figura 1: Localização do Parque Estadual Florestal do Turvo no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Fonte: Adaptado de FRANCO, 2008.
O Parque faz divisa ao norte, através do Rio Uruguai, com a Argentina e com
o Estado brasileiro de Santa Catarina; a oeste limita-se com o Rio Turvo; a leste faz
divisa com o Rio Parizinho, e a sul com propriedades particulares e com os Rios
Calisto e Bonifácio (SEMA, 2005), apresentando um perímetro de aproximadamente
90 km.
4.2 Características Gerais
A Secretaria Estadual do Meio Ambiental (SEMA) caracteriza o clima da
região onde está localizado o Parque Florestal Estadual do Turvo como sendo
subtropical, com uma precipitação pluviométrica média anual de aproximadamente
1665 mm. A vegetação do Parque apresenta-se predominantemente arbórea,
variando suas características de acordo com os diferentes ambientes encontrados no
parque.
O Parque Estadual do Turvo pertence à Região Hidrográfica do rio Uruguai e
é drenado pelo rio Uruguai e seus afluentes da margem esquerda. Além de áreas
31
menores que drenam diretamente ao rio Uruguai, no sentido sul-norte, caracterizam-
se quatro sub bacias hidrográficas dentro da área de abrangência do Parque, as
bacias do: Rio Parizinho, Arroio Mairosa, Arroio Calixto e Rio Turvo (SEMA, 2005),
às margens do Rio Uruguai.
Cunha, Silveira e Severo (2006) realizaram a caracterização dos solos do
município de Derrubas em diferentes pontos de amostragem. Os autores relatam que
não foi possível a amostragem de nenhum local dentro dos limites territoriais do
Parque devido à falta de autorização. Portanto, buscou-se no trabalho citado acima o
ponto de amostragem mais próximo à área do Parque. Na obtenção da composição
granulométrica realizada pelos autores os resultados apresentaram a quantificação
de Argila (62,4%), de Silte (26,9%) e Areias (10,7%) no ponto de amostragem.
O ponto de amostragem selecionado apresenta características semelhantes
as indicas no Plano de Manejo do Parque do Turvo (SEMA, 2005), que relata um
solo de textura muito argilosa para área em questão.
32
5 METODOLOGIA
Para realização do monitoramento da água subterrânea foram utilizadas
sondas de monitoramento contínuo de pressão em três piezômetros identificados
como Nº 01, Nº 04 e Nº 05. Para instalação dos piezômetros foi observado a
metodologia e as técnicas propostas na NBR 13895, de junho de 1997, que instrui
sobre a construção de poços de monitoramento e de amostragem.
A partir dos dados de pressão coletados nos piezômetros - dados de pressão
atmosférica e da profundidade do nível da água - faz-se o cálculo da oscilação do
nível da água no local monitorado.
Para que a variação do nível da água seja correlacionada com os eventos de
precipitação no período, instalou-se uma sonda Levelogger em um pluviômetro, a
aproximadamente 1 km de distância do local onde foram instalados os piezômetros.
5.1 Preparação do material
Primeiramente foram preparados os materiais necessários à construção e
instalação dos piezômetros. Estes equipamentos foram confeccionados a partir de
canos PVC com diâmetro interno de 50 mm, tampas próprias para os tubos com
diâmetro interno de 60 mm, lixas, tecido bidin, faca e cola para PVC.
Na parte inferior dos canos PVC, realizaram-se ranhuras transversais
(pequenos cortes, com espaçamento aleatório entre eles), para que, em caso de
existência de mais de um aquífero subterrâneo, separados por solos impermeáveis,
a água que entrar no cano seja oriunda apenas do aquífero em que a ponteira (parte
inferior ranhurada) do piezômetro estiver alocada.
O diâmetro estipulado para os piezômetros foi de 60 mm. Todos os tubos de
PVC foram cortados com 2 metros de comprimento, sendo que, mantiveram-se os
canos lisos até 1 metro de comprimento e ranhurou-se manualmente o restante. A
finalidade das ranhuras teve como objetivo permitir que a água presente no solo
circulasse dentro do piezômetro, possibilitando a medição dos níveis de água.
33
Figura 5: Ilustração do preparo dos tubos PVC utilizados como piezômetros. (1) Ranhuras transversais; (2) Tampa na parte inferior do tubo; (3) O tecido (bidin) foi envolto na parte ranhurada do tubo, impedindo a passagem de partículas para dentro do piezômetro. Fonte: Autor.
A parte inferior dos tubos de PVC foi tampada e colada. Enquanto que na
parte superior, as tampas foram apenas encaixadas, permitindo a coleta de dados de
nível d’água do piezômetro. No monitoramento foram utilizadas quatro sondas
Levelogger (transdutoras de pressão) (Figura 6), sendo uma sonda para o
monitoramento da precipitação e três para registro dos níveis da água. Os níveis de
água foram obtidos com a compensação das leituras de pressão, que foram obtidas
com o auxílio de uma sonda barométrica, que mede a pressão atmosférica
(Barologger), instalada em um dos piezômetros.
A sonda Barologger (Figura 7) utiliza algoritmos baseados na pressão do ar e
registra a pressão atmosférica para que seja utilizada na compensação das leituras
dos níveis de água subterrânea registrados pela sonda Levelogger (Figura 6).
34
Figura 6: Sonda Levelogger, transdutor de pressão, utilizada no estudo. Fonte: www.solinst.com.br
Figura 7: Barologger, registradora da pressão atmosférica, utilizada no estudo. Fonte: www.solinst.com.br
O local escolhido para instalação dos piezômetros foi selecionado pela
facilidade de se alcançar o nível freático, visto que os poços foram perfurados com
um trado manual e sua profundidade não poderia ser grande.
No primeiro dia de campo foram instalados cinco piezômetros, assim como os
equipamentos necessários à observação e registro dos níveis da água subterrânea.
Os piezômetros foram identificados pela ordem de construção, sendo classificados
como Nº 1, Nº 2, Nº 3, Nº 4 e N° 5.
5.2 Poços de monitoramento e instalação dos piezômetros
Para realização deste estudo, monitorou-se o nível estático da água
subterrânea em três piezômetros, distribuídos espacialmente na área de estudo. Em
virtude da falta de informação sobre a média dos níveis da água subterrânea do
35
local, os poços de monitoramento foram perfurados, quando possível, até a
profundidade de 1 metro abaixo do nível da água (instante em que a água começou
a fluir) (Figura 8). A perfuração do solo, construção dos poços piezométricos e a
instalação das sondas de monitoramento ocorreram no dia 25 de julho de 2014.
Figura 8: Ilustração de um piezômetro. Na parte interna do piezômetro ilustrado pode-se identificar, hipoteticamente, o nível da água e a posição em que as sondas permaneceram instaladas. Fonte: Autor.
Para a perfuração do solo, utilizou-se um trado manual, modelo holandês
(Figura 9). Esse instrumento de aço possui a extremidade inferior pontiaguda e em
forma de espiral, e ao ser girado, o trado perfura o solo.
36
Figura 9: Exemplo de trado holandês utilizado na perfuração do solo. Fonte: www.sondaterra.com
A perfuração dos poços de monitoramento com o trado manual é simples, de
fácil utilização e de baixo custo, porém, o uso desse equipamento só foi possível
devido a alguns fatores: o nível de água a ser atingido estava próximo à superfície do
terreno; o buraco a ser perfurado possuía diâmetro pequeno e profundidade rasa; e,
o solo apresentava baixa resistência.
A profundidade dos piezômetros variou conforme o nível de água foi
alcançado na perfuração. Em todos os locais em que os piezômetros foram
instalados, o uso do solo apresentava-se predominantemente como área de floresta
nativa.
Na Figura 10 mostra-se uma sequência de fotos que exemplifica o processo
de perfuração e instalação dos piezômetros, ilustrando também a instalação das
sondas utilizadas neste estudo.
37
Figura 10: Perfuração e instalação dos piezômetros e das sondas. (1) Trado manual para perfuração do solo; (2) Instalação do tubo PVC; (3) Medidor de nível da água manual; (4) Medição do nível da água no piezômetro; (5) Instalação das sondas; e (6) Vedação da parte superior do tubo PCV. Fonte: Autor.
No momento da construção, descartou-se o piezômetro número 2 (Nº 2)
porque ele não apresentou oscilações significativas nos níveis da água, estando
sempre seco. Posteriormente descartou-se o piezômetro número 3 (Nº 3)
considerando que se apresentava parcialmente seco (alternando de seco a úmido ao
longo do monitoramento). Nos piezômetro Nº 1, Nº 4 e Nº 5 foram alocadas três
sondas Levelogger (uma em cada um deles) e no piezômetro Nº 5 instalou-se uma
sonda Barologger, para o monitoramento da pressão atmosférica.
Para a medição dos níveis das águas subterrâneas, foi utilizado um medidor
de nível com sensor elétrico e fita métrica de 250 metros (Figuras 10 e 11). É um
dispositivo de uso simples e fácil, com precisão milimétrica.
38
Figura 11: Ilustração do Medidor de nível da água. Fonte: www.solinst.com.br
Após a medição de cada perfuração, instalaram-se os tubos de PVC,
ranhurados e envoltos no tecido (bidin) que serve como meio filtrante, impedindo a
passagem de sedimentos finos para dentro do piezômetro. No espaço restante, entre
o tubo e a parede do buraco, preencheu-se cerca de 80% com o próprio material
escavado no local (solo e rochas), para garantir maior estabilidade aos tubos de
PVC, e o restante do espaço (20%) foi preenchido com cimento e areia.
As sondas foram suspensas na tampa superior do tubo de PVC por um
cordão de aço inox. O comprimento de cada cordão variou conforme a profundidade
do piezômetro em que foram instalados, de modo a manter as sondas na posição
vertical e a impossibilitar que as mesmas tocassem o fundo do piezômetro.
Os tubos de PVC foram tampados e vedados com fita adesiva para que
fatores externos dispensáveis a este estudo alterassem os valores registrados
durante o período de monitoramento.
A Tabela 1 apresenta os dados das coordenadas geográficas nas quais os
piezômetros encontram-se instalados:
Tabela 1: Dados referentes à localização dos piezômetros.
39
Piezômetro Latitude Longitude
1 27º13’27,1’’ 53º51’06,7’’
4 27º13’27,3’’ 53º51’06,7’’
5 27º13’27,0’’ 53º51’06,5’’
Fonte: Autor.
Figura 12: Acomodação das sondas dentro dos piezômetros. Fonte: www.solinst.com.br
5.3 Instalação do pluviômetro e monitoramento da precipitação
Para o monitoramento da precipitação no Parque Estadual Florestal do
Turvo, construiu-se um equipamento capaz de monitorar e armazenar os dados
obtidos durante os eventos de precipitação. O equipamento é constituído
basicamente por um pluviômetro, um tubo de PVC, uma sonda e um sifão. A
sequência de fotografias a seguir (Figura 13) apresenta o passo a passo da
instalação do pluviômetro.
A estação pluviométrica foi inserida a cerca de 1 km de distância do local de
instalação dos piezômetros. O pluviômetro foi instalado respeitando as distancias
40
mínimas recomendadas de objetos que possam vir a interferir no monitoramento dos
dados da precipitação (árvores, construções, etc.).
Figura 13: Instalação do equipamento utilizado para o monitoramento da precipitação no Parque Estadual Florestal do Turvo. (1) Suporte para o equipamento, (2) Pluviômetro; (3) Receptáculo construído com tubo de PVC para armazenamento da água da chuva; (4) Perfuração do solo para instalação do equipamento; (5) Teste realizado para conferir o funcionamento do equipamento; (6) Equipamento já instalado, constituído por um suporte base, um pluviômetro, um tudo de PVC para armazenamento da água da chuva e um sifão para despejo da água acumulada. Fonte: Autor.
41
A construção do equipamento tornou-se necessária por ser inviável o
monitoramento diário da precipitação no local e pela ausência de estações
pluviométricas próximas ao Parque. Este equipamento funciona da seguinte forma, a
água captada pelo pluviômetro é armazenada dentro do tubo PVC; quando o
recipiente de armazenamento atinge o volume máximo (que é regulado por um sifão)
ele esvazia e inicia-se outro ciclo de acumulação. O pluviômetro utilizado (Figura 14)
é do modelo Ville de Paris (Figura 14) que possui bocal com diâmetro de 225,7 mm e
capacidade de armazenamento de até 200 mm.
Figura 14: Pluviômetro – Modelo Ville Paris. Fonte:
Realizou-se um teste para conferir se o equipamento estava funcionando
corretamente. Encheu-se o recipiente de armazenamento até o volume máximo de
armazenamento. Quando o nível da água atingiu o volume máximo, o recipiente foi
esvaziado pelo sifão, o que comprovou o se correto funcionamento.
42
Para que o monitoramento dos níveis de água do receptáculo de PVC foi
instalada dentro do recipiente de armazenamento uma sonda Levelogger semelhante
às utilizadas nos piezômetros. As perdas de volume por evaporação foram
desconsideradas neste trabalho, visto que o receptáculo estava fechado na porção
superior, sendo conectado ao pluviômetro por uma mangueira estreita.
Os dados de precipitação obtidos no período de 14 de janeiro de 2015 a 05 de
abril de 2015 foram trabalhados e transformados em dados diários de precipitação
(mm).
A observação dos dados pluviométricos é extremamente importante na
identificação de sua influência nas variações dos níveis da água, já que a
precipitação é um dos principais responsáveis pelo processo de recarga de aquíferos
livres (MOON et al., 2004), e neste caso, é o fator de correlação simultânea com os
dados do monitoramento hidrogeológico.
5.4 Coleta dos dados
Os dados da variação dos níveis do aquífero livre correspondem ao período
hidrológico de 14 de janeiro de 2015 a 5 de abril de 2015, a seleção desse período
para realização das análises foi devido ao fato de que no período anterior não havia
dados de precipitação da região estudada e não seria possível a correlação das
flutuações do nível freático com os eventos de precipitação ocorridos.
Estabeleceu-se uma frequência de 10 minutos de medição de pressão. Ou
seja, a cada 10 minutos as sondas registravam a pressão da coluna de água e a
pressão atmosférica. Seguindo essa metodologia, foram registrados 144 dados
diários de níveis da água subterrânea em cada piezômetro. A pressão atmosférica foi
registrada no piezômetro Nº 5, assumindo que a pressão é igual para área de
monitoramento.
Visitas a campo, com frequência média de 90 dias, foram realizadas para
coleta de dados das sondas instaladas nos piezômetros e na estação pluviométrica.
Foi realizada por meio de um adaptador com conexão USB (Universal Serial
Bus) a transferência dos dados coletados pelas sondas para um computador (Figura
15).
43
Figura 15: Ilustração dos equipamentos utilizados para transferência dos dados para o computador. Fonte: www.solinst.com.br
5.5 Manipulação dos dados coletados
Para compensação dos dados de pressão coletados pelas sondas utilizou-se
o software Levelogger 4.0.3.
Neste trabalho será utilizada a função crescimento, do Software Microsoft
Excel 2010, para extrapolação das curvas de recessão. Essa função prevê valores
futuros baseando-se em valores conhecidos, por meio de crescimento exponencial.
Foi realizado o cálculo da recarga por período recessivo, a fim de comparação
entre a intensidade das chuvas e a quantidade da água que efetivamente constitui
recarga. Para isso foram selecionados alguns dos períodos e calculou-se a recarga
observando-se as diferenças de altura (h) entre o ponto mais baixo da curva de
recessão e pico do nível da água. Os resultados são encontrados na Tabela 8.
5.6 Determinação do rendimento específico (Sy)
A partir das porcentagens granulométricas do solo indicadas por Cunha,
Silveira e Severo (2006), mencionados na seção 3.1.2 deste trabalho, estimou-se o
valor do rendimento específico para a área onde esse estudo foi realizado. A
estimativa foi baseada nos valores de rendimento específico dos materiais
apresentados na Tabela 3.
44
Tabela 2: Rendimento específico (Sy).
Rendimento Específico (Sy)
Material Argila Silte Areias
Sy (%) 2 3 22
Fonte: HEATH, 1983.
A incerteza do resultado final está associada à precisão na determinação do
coeficiente de rendimento específico Sy (COELHO, ALMEIDA e SILANS, 2012).
O rendimento específico do solo (4,4%) foi obtido a partir da estimativa
calculada das porcentagens de argila (62,4%), areia (10,7%) e silte (26,9%)
adotadas para a área de estudo. O valor do rendimento específico aplicado neste
estudo para utilização do método WTF será de 5%, que corresponde à média do
rendimento específico dos materiais com textura argilosa indicados por Johnson
(1967).
45
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos a partir do
monitoramento hidrogeológico e pluviométrico realizados no Parque Estadual
Florestal do Turvo. A partir dos dados registrados dos níveis da água subterrânea e
do volume de água precipitação na região, foi calculado o percentual de água da
chuva que, de acordo com a expectativa do método WTF, efetivamente constituiu
recarga na área de interesse, durante o período de janeiro a abril de 2015.
O total de dados coletados no período de estudo foi de 11808 para cada
piezômetro, em um período de 82 dias, entre 14 de janeiro de 2015 a 5 de abril de
2015. A cada dia, 144 dados de nível da água eram registrados em cada piezômetro.
Devido ao grande número de dados coletados, para que os gráficos fossem
construídos, foi calculada a média diária da profundidade do nível da água.
As médias diárias dos níveis da água e a precipitação diária acumulada
observadas no período monitorado de 14 de janeiro a 05 de abril de 2015 podem ser
conferidas nas Tabelas encontradas nos Anexos A (Piezômetro 1), B (Piezômetro 4)
e C (Piezômetro 5) deste trabalho.
6.1 Monitoramento pluviométrico
A precipitação total acumulada no período de monitoramento foi de
265,471 milímetros. Os dados foram comparados com a precipitação pluviométrica
registrada no mesmo período em uma estação climatológica localizada no campus
da Universidade Federal de Santa Maria em Frederico Westphalen (RS), distante a
aproximadamente 50 km do Parque Estadual Florestal do Turvo.
A precipitação registrada na cidade de Frederico Westphalen no período de
14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015 foi de 271 mm. Essa comparação
aumenta a confiabilidade dos volumes de precipitação registrados pelo pluviômetro
inserido no Parque do Turvo, visto que o modelo de cálculo utilizado para
transformação dos dados de níveis da água (registrados no interior do receptáculo
de armazenamento do pluviômetro) em dados diários de precipitação não havia sido
46
testado anteriormente, não sendo encontradas referências a utilização dessa
metodologia para monitoramento da precipitação na literatura especializada.
A Tabela 3 apresenta as precipitações mensais acumuladas ocorridas no
período monitorado. Os maiores volumes registrados de precipitação foram nos
meses de janeiro e fevereiro, o que contribuiu para a infiltração da água no subsolo e
para a recarga da água subterrânea. No mês de março, inicia-se um grande período
de estiagem, que influenciou nas oscilações dos níveis da água. A Figura 16
apresenta a precipitação diária acumulada no período monitorado.
Tabela 3: Precipitação mensal, com indicação dos dias em que foram registrados os
maiores volumes de chuva.
Precipitação Mensal Período (dias)
Mês Precipitação
(mm) Dia de maior precipitação
Precipitação do dia (mm)
14 - 31 Janeiro 58,1 20/jan 27,32
01 - 28 Fevereiro 197,366 22/fev 57,33
01 - 31 Março 10,005 04/mar 6,541
01 - 05 Abril 0 ----- 0 Fonte: Autor.
Registrou-se o maior volume de precipitação no dia 22 de fevereiro, quando
choveu 57,33 mm/dia na região. O mês de fevereiro registou a maior intensidade de
chuvas, em volume e periodicidade, quando foram registrados 197,366 mm de
precipitação na região de estudo.
47
Figura 16: Precipitação, em milímetros (mm), no Parque Estadual Florestal do Turvo, entre o período de 14/01/2015 até 05/04/2015. Fonte: Autor.
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14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Pre
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ita
çã
o (
mm
)
Período (d/m/aa)
Precipitação (mm)
48
6.2 Monitoramento Hidrogeológico
No momento da instalação foi registrada a profundidade do nível freático em
cada piezômetro. A Tabela 4 apresenta o número de identificação da sonda, a altura
do nível d’água (NA) no momento da instalação dos piezômetros, a altura da boca do
piezômetro (parte do tubo de PVC na porção acima do nível do terreno).
Tabela 4: Dados referentes à instalação e identificação dos piezômetros
Sonda Número da sonda Profundidade do Nível da água (metros)
1 131068375 0,815
4 131068367 1,7
5 131068370 1,67
Fonte: Autor.
A Figura 12 ilustra como as sondas Levelogger foram acomodadas dentro
dos piezômetros (Nº 1, Nº 4 e Nº5), próximo a base dos mesmos, e a sonda
Barologger foi colocada na parte superior do piezômetro (Nº 5) para registrar a
pressão atmosférica no local de estudo.
As Figuras 17, 18 e 19 representam a correlação entre os eventos de
precipitação ocorridos no período monitorado com a oscilação dos níveis da água
subterrânea nos piezômetros Nº 1, Nº 4 e Nº 5. Os piezômetros selecionados para a
estimativa da recarga apresentaram oscilações significativas de nível da água.
Como se observa nas Figuras 17 a 19 é notório que os três piezômetros
monitorados apresentam um padrão semelhante de oscilação dos níveis da água,
com rápida resposta a eventos maiores de precipitação, mas seus níveis reduzem
rapidamente, em um curto intervalo de tempo.
O mês de fevereiro apresentou um grande volume de chuvas, com a
ocorrência de eventos extremos, como os ocorridos no dia 21 e 22 de fevereiro,
quando precipitou, respectivamente, 46,94 mm/d e 57,33 mm/d de chuva.
49
Tabela 5: Variação do Nível da Água nos piezômetros Nº 1, Nº 4 e Nº 5. Indica as
profundidades mínimas e máximas atingidas em cada piezômetro, assim como a
média dos níveis da água.
Nível da água (metros)
Piezômetro Profundidade
Mínima Profundidade
Máxima
Amplitude Máxima de Variação
Média do Nível
da Água
1 0,832 1,44 0,608 1,278
4 1,181 1,619 0,438 1,526
5 1,222 1,753 0,531 1,611
Fonte: Autor.
Para o piezômetro Nº 1, a profundidade máxima da água chegou a 1,44
metros e a mínima registrada foi de 0,832 metros de profundidade, com amplitude de
0,608 metros. Para o piezômetro Nº 4 a máxima foi de 1,619 metros e a mínima de
1,181 metros, com amplitude de 0,438 metros. O piezômetro Nº 5 registrou sua
profundidade máxima do nível da água a 1,753 metros e a mínima a 1,222 metros,
com amplitude de 0,531 metros. Verificou-se que ocorreram oscilações em todos os
piezômetros, com profundidade mínima registrada de 0,832 m no piezômetro Nº 1 e
máxima de 1,753 metros no piezômetro Nº 5.
Mesmo entre o período de 5 de março a 5 de abril, quando não foram
registrados eventos de precipitação, o comportamento do nível da água do
piezômetro 1 (Figura 17) rebaixa até um nível próximo a média registrada no período
monitorado, que foi de 1,278 metros de profundidade em relação ao nível do terreno.
Nota-se que no piezômetro Nº 4 (Figura 18) os níveis da água variam com
maior frequência, porém, as oscilações do nível não são tão expressivas quanto às
observadas nos piezômetros Nº 1 e Nº 5.
No piezômetro Nº 5 (Figura 19), constatam-se bruscas oscilações dos níveis
da água, representando uma resposta rápida tanto frente aos eventos de
precipitação como os observados no período de estiagem. Assim como o piezômetro
Nº 1, o comportamento do piezômetro Nº 5 também tende a manter o nível da água
50
próximo a média observada no período, de 1,611 metros de profundidade em relação
ao nível do terreno.
Observando as Figuras 17, 18 e 19 verifica-se que as oscilações dos níveis
da água estão relacionadas com a intensidade e com o volume dos eventos de
precipitação. Nos períodos de maior precipitação, o nível da água dos piezômetros
eleva-se abruptamente em um curto intervalo de tempo, voltando a rebaixar assim
que a quantidade de água disponível para infiltração reduz.
51
Figura 17: Nível da água no piezômetro Nº 1, relacionado com os eventos de precipitação ocorridos no período. Fonte: Autor.
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14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Pre
cip
itaç
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(mm
)P
rofu
nd
ida
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do
Nív
el
da
ág
ua (
m)
Período (d/m/aa)Pz 1
Precipitação (mm) Nível da água (m)
52
Figura 18: Nível da água no piezômetro Nº 4, relacionado com os eventos de precipitação ocorridos no período. Fonte: Autor.
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14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Precip
itação (m
m)
Pro
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ad
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o N
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a á
gu
a (
m)
Período (d/m/aa)Pz 4
Precipitação (mm) Nível da água (m)
53
Figura 19: Nível da água subterrânea no piezômetro Nº 5 e os eventos de precipitação ocorridos no período. Fonte: Autor.
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14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Pre
cip
itaç
ão
(mm
)V
ari
aç
ão
do
Nív
el
da
ág
ua (
m)
Período (d/m/aa)Pz 5
Precipitação (mm) Nível da água (m)
54
6.3 Cálculo da Recarga
A recarga natural direta do aquífero livre foi estimada para o período
hidrológico de 14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015, com a utilização do
método WTF, descrito no item 3.3.2.1 deste trabalho. O método exige a extrapolação
das curvas de recessão, que foram criadas a partir da média diária dos dados
coletos a campo no período monitorado. O rendimento específico estimado para
aplicação do método (5%) foi indicado por Johnson (1967) para solos argilo-siltosos,
uma vez que estas são as características encontradas no solo do Parque Estadual
Florestal do Turvo.
As Figuras 20, 21 e 22 apresentam a extrapolação das curvas de recessão
nos instantes de início de recarga do aquífero, até o ápice da curva ascendente.
Cada piezômetro apresentou um número diferente de instantes relevantes para
extrapolação das curvas, sendo que para o piezômetro Nº 1 foram extrapoladas três
curvas de recessão, para o piezômetro Nº 4 fez-se a extrapolação de quatro curvas e
para o piezômetro Nº 5 foram extrapoladas quatro curvas de recessão.
Após a identificação das oscilações significativas, foram somadas as
diferenças de altura (h) para cada piezômetro, determinando assim o ∆h do período
(que é a diferença entre o ponto mais baixo da curva de recessão e o pico de subida
do nível da água). A recarga foi calculada individualmente para cada piezômetro,
utilizando a equação (1) citada no item 3.3.2.1 deste trabalho.
Tabela 6: Somatório de ∆h (mm) para os piezômetros utilizados no monitoramento
do nível da água subterrânea.
Somatório ∆h (mm)
Piezômetro h1 h2 h3 h4 ∆h
1 27,981 299,607 33,08 - 360,668
4 31,738 147,579 36,778 70,046 286,141
5 30,769 117,586 159,512 45,266 353,133
55
Fonte: Autor.
Estimou-se a relação entre a recarga da água subterrânea em aquífero livre
à precipitação no período monitorado. Os volumes de recarga foram calculados
conforme a metodologia apresentada na seção 4 deste trabalho. Para tal objetivo,
foram somadas as diferenças de altura (h) para determinação do ∆h de cada
piezômetro no período monitorado.
Para o piezômetro Nº 1 a recarga estimada no período foi de 18,033 mm,
constituindo 6,79% da precipitação pluviométrica do período. Para o piezômetro Nº 4
os valores estimados da recarga foram de 14,307 mm (5,39%) e para o piezômetro
Nº 5 a recarga foi de 17,656 mm (6,65%).
Tabela 7: Estimativa da Recarga da água subterrânea no Parque Florestal Estadual
do Turvo, entre o período de 14 de janeiro de 2015 a 5 de abril de 2015.
Estimativa da Recarga da Água Subterrânea
Piezômetro ∑∆h (mm)
Sy (%)
Precipitação (mm)
Período (dias)
Recarga (mm)
Recarga (%)
1 360,668 5 265,471 82 18,033 6,79
4 286,141 5 265,471 82 14,307 5,39
5 353,133 5 265,471 82 17,656 6,65
Fonte: Autor.
Ressalta-se que os valores calculados são referentes à recarga total, que é
superior a recarga líquida, já que o método Water-Table Fluctuation não considera as
56
descargas da água do aquífero ocorridas no período de monitoramento para estimar
a recarga total.
O método WTF foi aplicado no cálculo de recarga em períodos curtos de
monitoramento (dias). Os resultados obtidos são expressos na Tabela 8.
Tabela 8: Recarga da água subterrânea nos piezômetro Nº 1, Nº 4 e Nº 5 por
período recessivo.
Estimativa da Recarga da Água Subterrânea por Período Recessivo
Piezômetro - Recessão ∆h Sy Precipitação Período Recarga Recarga
(mm) (%) (mm) (dias) (mm) (%)
Pz1 - Rc1 27,981 5 71,176 23 1,399 1,96
Pz1 - Rc2 299,607 5 157,742 14 14,98 9,49
Pz1 - Rc3 33,08 5 20,395 8 1,654 8,109
Pz4 - Rc1 31,738 5 29,234 12 1,5869 5,42
Pz4 - Rc2 147,579 5 26,563 4 7,378 27,77
Pz4 - Rc3 36,778 5 143,509 9 1,8389 1,28
Pz5 - Rc1 30,769 5 43,478 7 1,538 3,53
Pz5 - Rc2 117,586 5 126,579 6 5,87 4,63
Fonte: Autor
Constata-se que os volumes de água precipitada tem profunda conexão com
as oscilações dos níveis da água subterrânea, relacionando-se diretamente com a
quantidade de água que irá constituir recarga. Ou seja, dentro de um período
determinado de tempo, a quantidade de água que recarregou o aquífero freático foi
regida pelas variáveis climáticas, como por exemplo, intensidade, frequência e
periodicidade das chuvas.
Os valores de recarga obtidos para o Pz1 – Rc2 (9,49%); Pz4 – Rc3 (1,28%);
e Pz5 – Rc2 (4,63%) foram calculados com base em períodos recessivos
aproximados, apresentando uma quantidade similar de precipitação. Mesmo assim, a
estimativa da recarga para os piezômetros variou bastante, refletindo em incertezas
57
na aplicação do método Water-Table Fluctuation para períodos curtos de
monitoramento (dias).
Devido ao fato de os piezômetros Nº 1, Nº 4 e Nº 5 estarem bastantes
próximos um do outro, a recarga calculada representa a estimativa de uma pequena
parcela da área total do Parque Florestal Estadual do Turvo.
Destaca-se que a utilização do aquífero só será sustentável desde que as
taxas de recarga sejam superiores as taxas de abstrações, o que vai garantir que o
rebaixamento dos níveis do aquífero freático não prejudique a dinâmica natural dos
ecossistemas.
58
Figura 20: Monitoramento do nível da água subterrânea no Piezômetro Nº 1, entre os dias 14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015, com
indicação das curvas de recessão e dos valores das diferenças de altura (h), em metros. Fonte: Autor.
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0.9
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1.2
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1.6
14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Pro
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did
ad
e d
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íve
l d
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gu
a (
m)
Período (d/m/aa)
Nível da água (m) Recessão (m)
h1 = 0,027981
h2 =0,299607
h3 = 0,03308
Pz 1
59
Figura 21: Monitoramento do nível da água subterrânea no Piezômetro Nº 4, entre os dias 14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015, com
indicação das curvas de recessão e dos valores das diferenças de altura (h), em metros. Fonte: Autor.
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Pro
fun
did
ad
e d
o N
íve
l d
a á
gu
a (
m)
Período (d/m/aa)Pz 4
Nível da água (m) Recessão (m)
h1 = 0,031738
h2 = 0,147579
h3 = 0,036778
h4 = 0,070046
60
.
Figura 22: Monitoramento do nível da água subterrânea no Piezômetro Nº 5, entre os dias 14 de janeiro de 2015 a 05 de abril de 2015, com
indicação das curvas de recessão e dos valores das diferenças de altura (h), em metros. Fonte: Autor.
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
14-jan-15 29-jan-15 13-fev-15 28-fev-15 15-mar-15 30-mar-15
Pro
fun
did
ad
e d
o N
íve
l d
a á
gu
a (
m)
Período (d/m/aa)
Nível da água (m) Recessão (m)
h1 = 0,030769
h2 = 0,117586
h3 = 0,159512
h4 = 0,045266
Pz 5
61
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Esse trabalho acrescenta os conhecimentos relacionados às águas
subterrâneas, contribuindo com informações que auxiliam para o aumento da
eficiência do uso e da gestão desse recurso.
O pluviômetro instalado para monitoramento contínuo da precipitação
forneceu resultados convincentes, apresentando-se como um equipamento eficiente
e que pode ser utilizado em estudos posteriores.
A aplicação do método Water-Table Fluctuation para estimativa da recarga
demonstrou-se de fácil aplicação e apresentou resultados razoáveis, embora
represente grosseiramente o processo de recarga das águas subterrâneas.
Todos os piezômetros monitorados apresentaram flutuações dos níveis da água
frente aos eventos de precipitação ocorridos no período de estudo, que foi de
aproximadamente três meses. Existe relação direta entre a quantidade e intensidade
das chuvas e as oscilações dos níveis da água.
Devido à pequena extensão temporal das análises, a recarga estimada
apresenta incertezas. Aumentando-se o tamanho do período monitorado, pode-se
chegar a um resultado preciso acerca das taxas de recarga. Por essa razão torna-se
necessário o prolongamento do período de estudos para quantificação das taxas de
recarga à longo prazo do Parque Estadual do Turvo.
A média estimada da recarga para área de estudo em questão foi de 16,67
mm do total precipitado (265,471 mm), o que corresponde a 6,28 % da precipitação
ocorrida no período. Devido às características do solo, os valores estimados de
recarga são considerados razoáveis, visto que o rendimento específico (Sy) para
solos muito argilosos são baixos.
Portanto, conclui-se que a recarga é regida por uma série de variáveis e
particularidades ambientais, como a cobertura vegetal, os índices pluviométricos e o
tipo de solo da região estudada. As características ambientais do Parque do Turvo
contribuem para o processo de recarga, desenvolvendo um importante papel na
manutenção dos aquíferos.
62
REFERÊNCIAS
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66
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68
ANEXO A
Anexo A: Tabela com os dados diários obtidos a partir do monitoramento dos níveis da água
subterrânea no piezômetro Nº 1. Fonte: Autor.
Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm) Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm) Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm)
14/jan 0,832271 12,310 21/fev 1,43 46,940 24/mar 1,432 0,000
15/jan 0,853 1,539 22/fev 1,323 57,330 25/mar 1,434 0,000
16/jan 0,88 0,000 23/fev 1,1625 1,150 26/mar 1,434 0,000
17/jan 0,909 0,000 24/fev 1,149 16,160 27/mar 1,435 0,000
18/jan 0,9345 0,770 25/fev 1,144 0,000 28/mar 1,436 0,000
19/jan 0,962 1,539 26/fev 1,159 0,000 29/mar 1,44 0,000
20/jan 0,9585 27,320 27/fev 1,168 9,620 30/mar 1,434 0,000
21/jan 0,967 0,385 28/fev 1,179 0,770 31/mar 1,434 0,000
22/jan 0,992 0,000 01/mar 1,199 0,770 01/abr 1,435 0,000
23/jan 1,017 0,000 02/mar 1,218 1,924 02/abr 1,435 0,000
24/jan 1,036 5,000 03/mar 1,24 0,000 03/abr 1,435 0,000
25/jan 1,051 0,770 04/mar 1,248 6,541 04/abr 1,436 0,000
26/jan 1,074 3,080 05/mar 1,234 0,770 05/abr 1,434 0,000
27/jan 1,094 2,309 06/mar 1,2465 0,000
28/jan 1,117 0,000 07/mar 1,248 0,000
29/jan 1,137 3,078 08/mar 1,271 0,000
30/jan 1,166 0,000 09/mar 1,295 0,000
31/jan 1,191 0,000 10/mar 1,3155 0,000
01/fev 1,2165 0,000 11/mar 1,335 0,000
02/fev 1,244 0,000 12/mar 1,3615 0,000
03/fev 1,27 0,380 13/mar 1,387 0,000
04/fev 1,281 8,465 14/mar 1,408 0,000
05/fev 1,293 5,390 15/mar 1,429 0,000
06/fev 1,311 1,539 16/mar 1,437 0,000
07/fev 1,338 0,380 17/mar 1,4345 0,000
08/fev 1,3625 0,000 18/mar 1,433 0,000
09/fev 1,387 0,000 19/mar 1,4285 0,000
10/fev 1,4135 0,000 20/mar 1,428 0,000
11/fev 1,401 13,080 21/mar 1,429 0,000
12/fev 1,412 0,000 22/mar 1,43 0,000
13/fev 1,423 10,770 16/mar 1,431 0,000
14/fev 1,426 2,693 17/mar 1,7195 0,000
15/fev 1,43 0,770 18/mar 1,687 0,000
16/fev 1,43 0,000 19/mar 1,686 0,000
17/fev 1,4305 0,770 20/mar 1,686 0,000
18/fev 1,43 0,000 21/mar 1,687 0,000
19/fev 1,43 19,620 22/mar 1,686 0,000
20/fev 1,432 1,539 23/mar 1,688 0,000
69
ANEXO B
Anexo B: Tabela com os dados diários obtidos a partir do monitoramento dos níveis da água
subterrânea no piezômetro Nº 4. Fonte: Autor.
Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm) Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm) Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm)
14/jan 1,181625 12,310 21/fev 1,584 46,940 24/mar 1,603 0,000
15/jan 1,204 1,539 22/fev 1,5495 57,330 25/mar 1,6035 0,000
16/jan 1,2325 0,000 23/fev 1,475 1,150 26/mar 1,6195 0,000
17/jan 1,259 0,000 24/fev 1,462 16,160 27/mar 1,614 0,000
18/jan 1,287 0,770 25/fev 1,454 0,000 28/mar 1,607 0,000
19/jan 1,317 1,539 26/fev 1,47 0,000 29/mar 1,557 0,000
20/jan 1,317 27,320 27/fev 1,477 9,620 30/mar 1,567 0,000
21/jan 1,324 0,385 28/fev 1,486 0,770 31/mar 1,594 0,000
22/jan 1,349 0,000 01/mar 1,51 0,770 01/abr 1,596 0,000
23/jan 1,3765 0,000 02/mar 1,527 1,924 02/abr 1,596 0,000
24/jan 1,394 5,000 03/mar 1,5495 0,000 03/abr 1,609 0,000
25/jan 1,413 0,770 04/mar 1,543 6,541 04/abr 1,614 0,000
26/jan 1,431 3,080 05/mar 1,545 0,770 05/abr 1,575 0,000
27/jan 1,451 2,309 06/mar 1,5415 0,000
28/jan 1,479 0,000 07/mar 1,551 0,000
29/jan 1,505 3,078 08/mar 1,541 0,000
30/jan 1,5345 0,000 09/mar 1,545 0,000
31/jan 1,564 0,000 10/mar 1,555 0,000
01/fev 1,57 0,000 11/mar 1,565 0,000
02/fev 1,574 0,000 12/mar 1,576 0,000
03/fev 1,577 0,380 13/mar 1,582 0,000
04/fev 1,581 8,465 14/mar 1,586 0,000
05/fev 1,584 5,390 15/mar 1,589 0,000
06/fev 1,587 1,539 16/mar 1,589 0,000
07/fev 1,589 0,380 17/mar 1,595 0,000
08/fev 1,591 0,000 18/mar 1,597 0,000
09/fev 1,591 0,000 19/mar 1,597 0,000
10/fev 1,59 0,000 20/mar 1,598 0,000
11/fev 1,583 13,080 21/mar 1,601 0,000
12/fev 1,586 0,000 22/mar 1,602 0,000
13/fev 1,586 10,770 16/mar 1,6055 0,000
14/fev 1,578 2,693 17/mar 1,7195 0,000
15/fev 1,582 0,770 18/mar 1,687 0,000
16/fev 1,583 0,000 19/mar 1,686 0,000
17/fev 1,582 0,770 20/mar 1,686 0,000
18/fev 1,583 0,000 21/mar 1,687 0,000
19/fev 1,587 19,620 22/mar 1,686 0,000
20/fev 1,589 1,539 23/mar 1,688 0,000
70
ANEXO C
Anexo C: Tabela com os dados diários obtidos a partir do monitoramento dos níveis da água
subterrânea no piezômetro Nº 5. Fonte: Autor.
Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm) Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm) Data (d/m)
Nível da
água (m)
Chuva
(mm)
14/jan 1,222785 12,310 21/fev 1,676 46,940 24/mar 1,689 0,000
15/jan 1,2485 1,539 22/fev 1,674 57,330 25/mar 1,69 0,000
16/jan 1,277 0,000 23/fev 1,5205 1,150 26/mar 1,6895 0,000
17/jan 1,308 0,000 24/fev 1,546 16,160 27/mar 1,69 0,000
18/jan 1,334 0,770 25/fev 1,561 0,000 28/mar 1,69 0,000
19/jan 1,367 1,539 26/fev 1,581 0,000 29/mar 1,691 0,000
20/jan 1,366 27,320 27/fev 1,595 9,620 30/mar 1,692 0,000
21/jan 1,375 0,385 28/fev 1,605 0,770 31/mar 1,692 0,000
22/jan 1,4025 0,000 01/mar 1,622 0,770 01/abr 1,692 0,000
23/jan 1,428 0,000 02/mar 1,631 1,924 02/abr 1,692 0,000
24/jan 1,45 5,000 03/mar 1,636 0,000 03/abr 1,693 0,000
25/jan 1,468 0,770 04/mar 1,639 6,541 04/abr 1,6915 0,000
26/jan 1,4995 3,080 05/mar 1,641 0,770 05/abr 1,69 0,000
27/jan 1,521 2,309 06/mar 1,642 0,000
28/jan 1,551 0,000 07/mar 1,645 0,000
29/jan 1,575 3,078 08/mar 1,646 0,000
30/jan 1,602 0,000 09/mar 1,648 0,000
31/jan 1,624 0,000 10/mar 1,6515 0,000
01/fev 1,632 0,000 11/mar 1,658 0,000
02/fev 1,633 0,000 12/mar 1,658 0,000
03/fev 1,635 0,380 13/mar 1,658 0,000
04/fev 1,638 8,465 14/mar 1,66 0,000
05/fev 1,64 5,390 15/mar 1,6675 0,000
06/fev 1,643 1,539 16/mar 1,6925 0,000
07/fev 1,647 0,380 17/mar 1,7195 0,000
08/fev 1,6595 0,000 18/mar 1,687 0,000
09/fev 1,68 0,000 19/mar 1,686 0,000
10/fev 1,701 0,000 20/mar 1,686 0,000
11/fev 1,7195 13,080 21/mar 1,687 0,000
12/fev 1,74 0,000 22/mar 1,686 0,000
13/fev 1,753 10,770 16/mar 1,6925 0,000
14/fev 1,678 2,693 17/mar 1,7195 0,000
15/fev 1,675 0,770 18/mar 1,687 0,000
16/fev 1,675 0,000 19/mar 1,686 0,000
17/fev 1,676 0,770 20/mar 1,686 0,000
18/fev 1,6755 0,000 21/mar 1,687 0,000
19/fev 1,675 19,620 22/mar 1,686 0,000
20/fev 1,675 1,539 23/mar 1,688 0,000