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Tópico: Hidrologia

  1. #1

    Hidrologia

    Ciclo Hidrológico



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    A água é indestrutível. A quantidade total de água na Terra não diminui nem aumenta. Este volume quase constante de água no ciclo hidrológico percorre diferentes ''estados'': a partir do seu estado sólido (em forma de gelo e neve) até o estado líquido (em riachos, rios, barragens, aquíferos e oceanos) até finalmente chegar ao estado de vapor em forma de gotas em suspensão na atmosfera formando nuvens. Em condições de arrefecimento, a água volta ao estado líquido caindo em forma de chuva ou neve.

    Este movimento contínuo da água nos diferentes estados (sólido, líquido e gasoso) é a base do ciclo hidrológico.







    Para uma melhor compreensão do ciclo hidrológico e da forma em que a água circula na Terra e na sua atmosfera, vejamos o que segue:



    Precipitação

    As gotículas de nuvens são gotículas de água e como tal são muito leves e podem ficar suspensas livremente no ar. Quando essas gotículas colidem e se juntam, algumas formam gotas maiores que as outras, acabando por cair por gravidade. Ao cairem, elas acumulam cada vez mais gotas dando-se a evaporação. Quando uma gotícula atinge tamanho superior a 1/10 mm de diâmetro, ela poderá provavelmente sobreviver a queda da nuvem até chegar à Terra sem passar por evaporação. A queda de gotículas de água forma a chuva. Em temperaturas baixas as gotículas de água formam cristais de gelo caindo sob a forma de neve.



    Água armazenada

    A água passa parte do seu ciclo armazenada no oceano, em lagos de água doce, reservatórios e rios, debaixo do solo como água subterrânea ou na vegetação.

    A água subterrânea é fonte importante de água na bacia. Estima-se que a água subterrânea é a maior fonte de água potável e para abeberamento de gado.

    Existem dois tipos de aquíferos que orientam a ocorrência e distribuição da água subterrânea na bacia:
    aquíferos rasos em sedimentos aluviais ao longo dos canais dos rios (aquíferos primários), e uma variedade de aquíferos mais profundos em rocha consolidada (aquíferos secundários).




    Escoamento superficial

    Ocorre quando a precipitação flui sobre água subterrânea porque o solo está completamente saturado ou é impermeável.



    Infiltração

    É o processo através do qual a precipitação ou escoamento superficial entra para o solo.



    Transpiração

    Ocorre quando as plantas abrem os seus poros permitindo a difusão de dióxido de carbono, que é um gás necessário na fotossíntese, durante a qual a água é liberta no processo denominado por transpiração.



    Percolação

    É a passagem radical da água através de poros nos solos e rochas, no sentido descendente e por vezes no sentido ascendente. A água em estado de percolação geralmente continua a percolar até alcançar a camada de água subterrânea. A água que percola a partir da superfície ou que entra a partir do aquífero adjacente é também denominada por ''recarga de água subterrânea''.



    Evaporação

    É o processo de passagem da água do estado líquido ao gasoso. A energia solar pode resultar na evaporação da água na superfície dos lagos, solos e oceanos para a atmosfera.


    Condensação

    Enquanto uma porção de ar se eleva na atmosfera, dá-se o arrefecimento do mesmo, causando vapor de água até atingir o ponto de condensação (a temperatura que a água tem que arrefecer para atingir a saturação a pressão constante). As nuvens com maior capacidade de flutuação sobem mais alto na atmosfera e formam camadas de nuvens mais espessas e produzem chuvas intensas.








  2. #2
    Ciclo Hidrológico



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    A movimentação contínua da água na superfície, por baixo da superfície da terra e entre a terra e a atmosfera é conhecida como o ciclo da água ou ciclo hidrológico. A água está presente em várias formas enquanto ela circula. A água na superfície é conhecida como Água Superficial. A água debaixo da superfície da terra é conhecida como Água Subterrânea, enquanto que o vapor de água é chamado água atmosférica (WSC 2006). O ciclo hidrológico inclui evaporação e transpiração, condensação do vapor de água na atmosfera, provocando a precipitação e o movimento da água superficial e da água subterrânea na terra. A água da atmosfera chega à terra como precipitação: chuva, neve, saraiva e granizo.


    Depois de atingir a superfície da terra, a água pode:


    • Infiltrar no solo para se transformar em água do solo, ou penetrar mais para baixo para alimentar a água subterrânea;
    • Acumular como água nos lagos, zonas úmidas e oceanos ou como neve e gelo, em zonas frias tais como nos glaciares;
    • Escoar como água superficial, de montante a jusante, num trajecto através de cursos de água, rios, lagos, e zonas úmidas; ou
    • Evaporar do solo e da superfície das águas ou transpirar da vegetação (colectivamente designada por evapotranspiração) para se transformar em água atmosférica. Esta, então, está disponível para formar a precipitação quando arrefece e se condensa, completando assim o ciclo hidrológico.







  3. #3
    Água Superficial



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    A confluência dos rios Limpopo e Shashe no Parque Nacional de Mapungubwe, na África do Sul.
    Fonte: Windpomp 2008







    A hidrologia da água superficial inclui o estudo da movimentação da água na superfície da terra e sua distribuição no espaço e no tempo. Águas superficiais encontram-se em canais (córregos e rios), corpos de água (lagos e reservatórios) e como escoamento (na superfície da terra fora do canal definido, normalmente depois de um evento pluviométrico). Fluxos excessivos devido a aumentos na precipitação ou na libertação de água dos reservatórios, que não podem ser absorvidos pela vegetação ou penetrar no solo, podem provocar que o rio exceda às suas margens e encha as áreas de inundação.


    Nos climas áridos e semi-áridos, a variabilidade da quantidade de água e do fluxo (durante cada ano ou entre anos) influenciam grandemente a disponibilidade da água. Esta variabilidade é largamente determinada pelo clima (precipitação e temperatura). Juntamente com características geomorfológicas (topografia, solos, uso do terra), a variabilidade hidrológica afecta o desenvolvimento e o carácter dos sistemas de água superficial, tais com lagos e rios.


    O caudal de um rio é o volume de água que atravessa uma dada área por unidade de tempo. A velocidade e o nível da água são normalmente medidos através de estações hidrométricas. O caudal pode ser calculado utilizando a seguinte equação:

    Caudal (Q) = Largura do Canal (W) x Profundidade do Canal (D) x Velocidade da Água (V)

    Uma vez que o caudal é dinâmico, o qual muda ao longo do tempo dependendo de uma variedade de factores que determinam a quantidade de água existente num canal num determinado momento, é necessário visualizar esta informação num gráfico, chamado hidrograma:




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    Hidrograma.
    Fonte: Pidwirny 2006




    O caudal deste hidrograma demonstrativo pode ser descrito da seguinte maneira:
    1. Vertente ascendente: partindo de condições normais de fluxo (fluxo de base), o nível e a velocidade do fluxo de água aumentam ligeiramente devido ao aumento na precipitação perto do rio, provocando um pequeno incremento inicial no caudal.
    2. Crista: à medida que o escoamento da água superficial nas zonas mais próximas passa pelo ponto de medição, acontece o evento principal, caracterizado por um aumento pronunciado do caudal (até o seu máximo).
    3. Vertente descendente: o caudal diminui novamente quando as águas das partes mais distantes na bacia chegam finalmente ao ponto de medição.
    4. Retorno ao nível do fluxo de base: finalmente, o fluxo retorna às condições normais.



    A forma de um hidrograma é determinada por dois tipos de factores:
    • Fatores permanentes: características físicas da bacia hidrográfica, tais como a morfologia do leito do rio, o declive, os solos e a vegetação.
    • Fatores transitórios: elementos variáveis do evento pluviométrico, tais como intensidade e duração da precipitação.







  4. #4
    Cursos de Águas e Rios



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    Ordem dos cursos de água na bacia do Limpopo.
    Fonte: WRI 2005







    Os rios apresentam diferentes características geomorfológicas. O seu curso pode ser geralmente dividido em dois níveis, rio superiore e rio inferior, ou alto e baixo rio.


    Alto Rio

    A porção mais a montante do sistema fluvial inclui a cabeceira do rio e os riachos de baixa ordem nas zonas altas. A bacia do alto rio é geralmente caracterizada por gradientes e pela erosão que carrega os sedimentos rio abaixo. Os cursos de água a montante são caudalosos, apresentam um declive relativamente grande e muitas vezes incluem corredeiras e quedas de água. Estes cursos de água geralmente não têm grandes planícies de inundação, embora parte das margens e terras circundantes possam ficar molhadas durante os períodos de corrente alta.



    Baixo Rio

    O trecho baixo de um sistema fluvial (estendendo-se até à foz) geralmente revela um leito mais largo e um menor declive - a paisagem é geralmente plana. Na porção média do rio, há um equilíbrio entre a erosão e a deposição de sedimentos. Mais a jusante, no rio inferior, ocorre principalmente deposição, embora erosão localizada e redistribuição de sedimentos possam também ocorrer. O leito principal do rio forma frequentemente um trajecto sinuoso (meandros) através da paisagem, a não ser que haja tratamento artificial do canal do rio.






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    Diagrama esquemático da ordem dos cursos de água, segundo Strahler.
    Fonte: Adapted from FISRWG 2010




    Ordem dos Cursos de Água


    Vistos de cima, os sistemas fluviais revelam um padrão tipo árvore, com muitos pequenos cursos de água desaguando em rios mais largos e em menor número, e eventualmente num rio muito largo. Muitos sistemas têm sido desenvolvidos para classificar os diferentes “níveis” de cursos de água. No sistema desenvolvido por Strahler, a cada nível de curso de água é atribuído um número de ordem. Cursos de água de ordem 1 são os mais pequenos, e situados mais a montante (i.é que não têm tributários a montante). Dois cursos de água de ordem 1 combinam para formar um curso de água de ordem 2. O curso de água de ordem 3 resulta da confluência de dois cursos de água de ordem 2. Cada curso de água de ordem mais alta é formado pela confluência de dois cursos de água de ordem inferior e as bacias hidrográficas de cursos de água de ordem mais baixa estão incluídas nas bacias de cursos de água de ordem mais alta. Geralmente, cursos de água ficam mais largos e mais longos quanto mais alto for o número de ordem.

    As características de um sistema fluvial dependem da paisagem, do clima, deoutras características geológicas e de processos naturais. A maioria dos rios pode ser dividida em diferentes secções, da cabeceira do rio até à foz.

    O diagrama abaixo ilustra o conceito de ordem de curso de água, utilizando um esquema de uma rede fluvial hipotética.



    Geomorfologia dos Canais dos Rios

    As características dos canais dos rios podem variar: lateralmente (horizontalmente através do canal do rio), longitudinalmente (ao longo do canal do rio, da cabeceira à foz), verticalmente (da superfície da água ao fundo do leito do rio), e ao longo do tempo. Várias características dos canais e estruturas se formam à medida que a corrente do rio interage com a paisagem a nível destas quatro dimensões. As diferentes características dentro do sistema fluvial fornecem habitats complexos a numerosas espécies aquáticas e também afectam a forma como os seres humanos interagem com o sistema fluvial.



    Tipo de Canal


    Os canais dos rios existem enquanto canais simples ou, menos comuns, como canais múltiplos que ocorrem onde os rios se dividem em numerosos canais menores, separados por ilhas. Canais entrançados ocorrem com mais frequência quando o sistema fluvial inclui margens erodíveis, sedimentos espessos em abundância além de rápidas e frequentes mudanças da corrente do rio (FISRWG 1998). Canais anastomóticos ocorrem quando os sedimentos são relativamente resistentes à erosão e o canal principal do rio se subdivide, devido ao afloramento dos sedimentos do leito a jusante e à acumulação rápida de sedimentos.

    As ilhas que surgemem sistemas de canais múltiplos são susceptíveis de serem inundadas durante os períodos de águas altas, enquanto que os processos de erosão e deposição podem continuamente alterar a localização e a forma destas ilhas. A erosão pode ocorrer a partir da extremidade mais a montante das ilhas, da formação de meandros e do desgaste dentro do canal do rio. A deposição pode ocorrer tanto na extremidade jusante das ilhas, como na parte interior das curvas dos meandros. A vegetação, tais como florestas, juncos e gramíneas, pode reter sedimentos, proporcionando protecção contra a erosão. A vegetação pode também provocar redução do fluxo e aumentar os índices de deposição de sedimentos. A complexidade dos sistemas entrançados fornece muitos tipos diferentes de ambiente para peixes. Os organismos aquáticos nestes sistemas são geralmente bem adaptados a mudanças súbitas no seu ambiente.







    Nome:      1Y2P0IJ32E21BRepresentacao.esquematica.de.um.meandro.500.-1.580777796.jpg
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    Representação esquemática de um meandro.
    Fonte: Nile River Awareness Kit 2006



    Sinuosidade do Canal


    Sinuosidade refere-seà quantidade de curvas no canal de um rio e pode ser calculada dividindo-se o comprimento do canal entre dois pontospelo comprimento do vale entre esses mesmos dois pontos. Considera-se que o canal de um rio está a fazer meandros quando a sinuosidade for superior a 1.3.

    Geralmente a sinuosidade está relacionada com o caudal do rio e o gradiente. Córregos e rios nas zonas alta e média dos sistemas fluviais apresentam de baixos a moderados índices de sinuosidade, enquanto que a sinuosidade é frequentemente superior nas zonas baixas dos sistemas fluviais.

    As curvas individuais dos meandros estão constantemente a mudar de configuração devido à erosão e deposição. Erosão e cortes por baixo das margens ocorrem na parte profunda e exterior de cada curva, enquanto que a sedimentação ocorre na parte interior da curva, formando praias rasas, conhecidas como “barras de pontal”. Essas podem ser rapidamente colonizadas por vegetação tais como juncos e canas. Esta vegetação pode proteger contra a erosão na medida em que as raízes das plantas prendem o solo, protegendo-o da corrente.

    Na medida em que a erosão se processa, a curva do meandro pode aumentar de dimensão até que se dobre sobre si mesma, eventualmente formando um “meandro antigo”. Do lado interior da curva, sucessivos depósitos de sedimentos, a formação de “barras de pontal”e o isolamento de pequenos braços mortos de água dão lugar à formação de lagos.

    Com o tempo, a erosão do material da parte exterior da curva e a respectiva deposição no interior conduzem ao deslocamento dos meandros para jusante e também para a lateral, ao longo da planície de inundação. Na medida em que rios por vezes se constituem em limites de propriedade da terra ou fronteiras nacionais, o movimento lateral de um rio, numa escala de décadas ou mesmo séculos, pode algumas vezes afectar a posse de terrenos ou a soberania dos Estados ribeirinhos. Pressões para estabilizar o rio e eliminar mudanças no contorno do mesmo ao longo do tempo podem ser atribuíveis a estes interesses.







    http://www.limpoporak.com

  5. #5
    Lagos e Reservatórios



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    Por do sol no reservatório da barragem de Massingir.
    Fonte: Hatfield 2009







    Um lago é um corpo de água estagnada, definido pela geografia de uma área. O fluxo de água pode ser reduzido por baixo relevo ou através do estreitamento do canal, em ambos os casos permitindo a acumulação da água (Pidwirny 2006a).

    Um reservatório é um corpo de água que se acumula atrás de uma barragem ou açude. Estas barreiras ao fluxo de água erigidas pelo homem são normalmente construídas para recolher e fornecer água para uso doméstico, industrial ou para a agricultura. A libertação controlada de água pode também ser utilizada para a produção de electricidade. Barragens variam em dimensão, desde pequenas barragens desenhadas para reter pequenas quantidades de água para irrigação e pecuária em quintas, a enormes barragens de retenção, construídas por autoridades nacionais para a água.

    A quantidade de tempo que a água fica num reservatório ou lago é conhecido como tempo de residência. O tempo requerido para mudar toda a água de um lago ou reservatório é conhecido como índice de substituição. O tempo de residência e o índice de substituição podem variar de anos, em grandes lagos naturais, a semanas em grandes reservatórios e dias em barragens a fio de água.








  6. #6
    Cheias



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    Cheias na bacia do rio Limpopo 2000.
    Fonte: ARA-Sul 2000







    Um evento de cheia é geralmente despoletada por fortes chuvas sobre a totalidade ou uma parte da bacia. Durante um evento de cheia, a água cai a um ritmo superior ao que o solo e a vegetação podem absorver, e o escoamento superficial entra nos cursos de água e rios aumentando o seu caudal, e envia uma injecção de água a jusante do rio. Se a chuva persiste, a quantidade de água que flui a jusante, continua a aumentar, finalmente excedendo a capacidade do leito do rio. Durante um evento de cheia, quando a água sobe no canal do rio até que ela extravase as margens e se espalhe ao longo da planície de inundação, o rio alcance a sua capacidade máxima. As águas de cheia muitas vezes retrocedem rapidamente à medida que a água é absorvida pela planície de inundação ou drena de volta ao canal do rio, enquanto as águas de cheia fluem em direcção abaixo.

    A variabilidade do fluxo, está sendo cada vez mais reconhecida como um factor importante para a saúde dos ecossistemas aquáticos ribeirinhos (Poff et al.). Cheias extremas, são importantes, porque muitos dos processos que dão forma ao rio, ocorrem durante os maiores cheias também conhecidas como eventos de reconfiguração. Períodos extremos de baixo caudal, são também importantes e podem afectar a selecção das espécies. Isto é particularmente verdade na África Austral, onde secas prolongadas e chuvas esparsas podem exercer pressão sobre espécies individuais e em ecossistemas inteiros. A variabilidade natural do fluxo (caudal) num sistema fluvial, incluindo os eventos extremos, faz parte do regime hidrológico, que cria e mantém um sistema fluvial saudável. As plantas e os animais de um sistema fluvial são geralmente adaptados aos impulsos naturais do regime hidrológico dos córregos e rios, e os padrões de crescimento e de migração dos organismos são intimamente ligados à disponibilidade e qualidade da água.

    Embora as cheias sejam sempre entendidas como um fenómeno que traz consigo impactos negativos, estas podem igualmente ter aspectos benéficos. As cheias são parte dos sistemas hidrológicos naturais, apoiando a função ecológica e renovação da paisagem. Trazem consigo nutrientes para o solo que, uma vez escoadas as águas de cheia, deixam para trás terras agrícolas mais produtivas. Para além disso, a inundação e a saturação do solo contribuem significativamente para a recarga das águas subterrâneas, e limpa igualmente a vegetação morta bem como redistribui sedimentos superficiais.



    Flash Floods

    Enchentes repentinas ocorrem logo após chuvas intensas, normalmente quando os solos já estão saturados. A água cai tão rapidamente que não pode ser absorvida e um pulso grande de escoamento superficial é introduzido no sistema fluvial, causando cheias.



    Risco de Cheias

    O risco de cheias aumenta quando o nível de saturação do solo já é elevado devido a chuvas ou cheias anteriores, uma vez que o tempo necessário para atingir a saturação e escoamento superficial é reduzido. Portanto, a maior parte da água que cai em forma de precipitação contribui para as cheias em vez de ser absorvida pelo solo. Para mais informação sobre cheias na bacia do rio Limpopo, por favor consulte a secção sobre Hidrologia da Bacia do Rio Limpopo.



    Cheias e Ciclones

    As cheias ocorrem após a entrada de grandes quantidades de água no sistema do rio. Uma entrada comum de água na costa leste de África provém da chuva durante os ciclones tropicais. A chuva associada aos ciclones tropicais é frequentemente intensa e contínua por períodos significativos de tempo, resultando numa saturação rápida do solo, seguida de um impulso enorme de escoamento para a rede de drenagem, causando muitas vezes cheias. A extensão e duração das cheias são determinadas pela duração do evento de chuva, estado da saturação do solo e a rapidez da recarga e drenagem do solo.







  7. #7
    Água Subterrânea



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    A água subterrânea está situada em formações geológicas subsuperficiais chamadas aquíferos. Na África Austral, a água subterrânea constitui um recurso crítico devido à limitada disponibilidade e à qualidade variável dos recursos de água superficial. A água subterrânea corresponde a aproximadamente 30 % da totalidade de água potável da terra e 94 % de toda a água doce disponível (água doce não armazenada nos glaciares e lençóis de gelo) (Ward and Robinson 2000). A água subterrânea é uma fonte importante de água potável.


    A procura crescente de água tem causado a exploração cada vez maior da água subterrânea, muitas vezes esgotando os aquíferos num ritmo insustentável. Enquanto que o aumento da procura tem forçado ou mesmo esgotado recursos de águas superficiais, autoridades nacionais e regionais tem voltado, cada vez mais, para a água subterrânea, um recurso largamente ignorado e mal entendido no passado como uma solução.

    Aquíferos são habitualmente definidos como camadas de rocha dura ou sedimentos não consolidados que podem reter quantidades relevantes de água (Ward and Robinson 2000). Um aquífero que ocorra em sedimentos não consolidados é referido como um aquífero primário (ou tendo porosidade primária), significando que a água é retida nos espaços entre as partículas da rocha. Um aquífero secundário é aquele que ocorre em rocha consolidada, onde a água não é absorvida no interior da rocha, mas sim retida entre maciços de pedra impermeáveis (Spitz e Moreno 1996). Estes espaços são fracturas, fissuras ou falhas na rocha, criados quando a rocha se formou, ou mais tarde devido a processos geológicos ou tectónicos. Freeze & Cherry (1979) utilizam o termo aquífero, somente para formações que contenham quantidades de água economicamente exploráveis.

    O nível de água no corpo de uma rocha é conhecido como lençol freático; num aquífero primário este é o nível físico na rocha, até ao qual a água está presente; Num aquífero secundário, o nível freático constitui uma representação abstracta da quantidade de água retida nos espaços entre as rochas.







    O diagrama abaixo ilustra o papel das águas subterrâneas no ciclo hidrológico.



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    O papel das águas subterrâneas no ciclo hidrológico.
    CSIR 2004


    Num aquífero confinado, o limite superior do aquífero encontra o corpo impermeável não fracturado de rocha que bloqueia ambos os fluxos de água para o aquífero: de cima para baixo (recarga) e a extracção da água da parte superior. Aquíferos confinados devem ser recarregados por fluxos laterais de uma zona de recarga adjacente; Um aquífero não confinado não é limitado por uma camada impermeável; ele pode ser recarregado por água que se infiltra do solo, ou em caso da água existente no aquífero estiver sob pressão, esta pode ser infiltrada para a superfície sem restrição.


    A água subterrânea é um recurso renovável, alimentado ou recarregado quando a chuva é absorvida através do solo e flui para baixo para se juntar à agua já existente no aquífero. A recarga de água subterrânea ocorre através de:

    • Infiltração de precipitação através do solo
    • Água de lagos ou rios que se infiltram através dos leitos e margens.
    • Vazamentos de fontes adjacentes de água subterrânea
    • Recarga artificial de irrigação, fugas de tubagem, injecção directa, etc.



    Descarga de água subterrânea ocorre através de:

    • Evaporação de lençóis freáticos elevados próximos da superfície
    • Infiltrações para a superfície em cursos de água ou nascentes
    • Fugas para fontes de água subterrânea adjacentes
    • Extracção artificial



    Para que a água subterrânea se mantenha disponível para abastecimento, ela tem que ser continuamente alimentada através de recarga dos cursos de água da superfície. Estas fontes normalmente incluem a chuva e correntes de água. O processo e o índice de recarga dependem da natureza do aquífero, uma vez que ela afecta a sua habilidade em receber e armazenar água e controla o seu movimento dentro do aquífero. Por exemplo, tratando-se de aquíferos fracturados, a chuva pode ser uma fonte importante de recarga que eventualmente reemerge como caudal de base nos cursos de água durante a estação seca.

    Contudo se a extração de água subterrânea (por vezes denominada “abstraction”) é superior à taxa de recarga, o recurso minguará e pode ser esgotado. Em alguns casos, a gestão insustentável de água subterrânea pode conduzir ao colapso de um aquífero, dificultando a extracção de água.

    A água subterrânea é normalmente explorada através de poços de água subterrânea ou furos. Estes poços são perfurados através da camada do solo para o interior da rocha até ao lençol freático. Os furos são normalmente perfurados, utilizando sondas montadas em camiões. A água subterrânea pode ser mantida sob pressão por uma camada confinante; quando a broca penetra o aquífero, a água é libertada sob pressão: isto é conhecido por aquífero artesiano ou poço.

    A localização correcta de furos depende da geologia de uma determinada área. Um alvo de sondagem é normalmente escolhido para interceptar um aquífero primário ou para interceptar uma grande fissura ou fractura na rocha, permitindo que a água seja bombada para fora ou seja libertada sob pressão. Furos são localizados utilizando mapas geológicos, fotografias aéreas, imagens de satélites que, combinados com um conhecimento do tipo de rocha e a maneira como foi formada, permite ao hidrogeólogo estimar onde é que a água pode ser encontrada. Na África Austral os hidrogeólogos identificam zonas com elevada probabilidade de ter água subterrânea, utilizando fracturas geológicas e falhas. Adicionalmente, conhecimentos de geomorfologia e das características da água subterrânea a nível local e regional são utilizados para identificar locais potenciais para a perfuração (Hughes 2005). Em zonas mais secas, a presença de vegetação pode também indicar a presença de água subterrânea.








  8. #8
    Interações entre Água Superficial e Água Subterrânea

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    Rio influente (em perda).
    Fonte: Commonwealth of Australia 2006


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    Rio efluente (em alimentação).
    Fonte: Commonwealth of Australia 2006


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    Nível freático flutuante.
    Fonte: Commonwealth of Australia 2006






    A água subterrânea e a água superficial podem estar intimamente ligadas mesmo quando espacialmente separadas. Cada uma contribui para a outra, tendo estas interacções um papel importante na hidrologia da região (USGS 2009).

    Devido à geologia de rocha dura da maior parte da África Austral, interacções entre a água subterrânea e a água superficial geralmente ocorrem em estreitas faixas de aluvião ao longo do canal do rio, em depósitos de areias cenozóicas que debruam a linha costeira do continente, ou nos aquíferos primários dos depósitos de areia no Kalahari (Scott e Le Maitre 1998).


    Vegter e Pitman (1996) subdividiram as interacções em três categorias principais:


    1. Rio influente ou curso de água em perda: quando o nível freático está por baixo do leito do curso de água e a água escoa do leito do curso de água através do material poroso para recarregar a água subterrânea (cf. abaixo).
    2. Rio efluente oucurso de água em alimentação: quando o nível freático está acima do curso de água e a água subterrânea alimenta o curso de água (cf. mais abaixo à esquerda).
    3. Um nível freático flutuante: quando o nível freático se desloca para cima e para baixo, determinando influxos periódicos influentes ou efluentes (cf. mais abaixo à direita).


    Geralmente, a água subterrânea contribui para o fluxo de base dos rios e cursos de água e pode ser um contribuinte significativo para a recarga de água superficial, especialmente em regiões de maior precipitação. A interacção é muitas vezes bidireccional, dependendo da elevação do nível freático. Se o nível freático é baixo, então a água subterrânea pode ser recarregada por um corpo de água superficial. Alternativamente, se o nível freático for elevado, a água subterrâneapode contribuir para aumentar o corpo de água superficial. Em aquíferos aluvionares pouco profundos e nos aquíferos arenosos do leito do rio, isto normalmente depende do ciclo sazonal de chuva e dos correspondentes níveis de água nas margens do rio (DWAF 2003).






  9. #9
    Balanço Hídrico



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    Balanço hídrico é um conceito utilizado para compreender a disponibilidade e o estado geral dos recursos hídricos num sistema hidrológico.Um sistema hidrológico é geralmente uma unidade padrão de água superficial, tal como uma bacia hidrográfica quaternária ou, no caso do rio Limpopo, uma bacia de drenagem. Este conceito é também algumas vezes referido como orçamento hídrico.

    Esta abordagem holística toma em consideração todos os inputs relacionados com a água dentro do sistema e as extracções efectuadas no sistema ou fora da circulação.



    Os inputs incluem:

    • Precipitação – chuva ou neve;
    • Fluxo subterrâneo de um aquífero adjacente ou aquífero transfronteiriço (bacia hidrográfica transfronteiriça);
    • Derretimento da neve; e
    • Transferência inter-bacias – água transferida de uma bacia de hidrográfica para uma outra bacia adjacente.



    As extrações incluem:

    • Evaporação;
    • Evapotranspiração;
    • Extracção para alimentação de rios – água para uso industrial, doméstico e irrigação;
    • Extracção para alimentação de aquíferos subterrâneos; e
    • Transferências entre bacias – água transferida para fora de uma bacia hidrográfica para outra bacia adjacente.



    Uma simples abordagem para a equação do balanço hidrológico a ser considerado seria a seguinte (Wanielista et al. 1997):


    P + R + B - F - E -T = ΔS


    Abreviações:


    P = Precipitação
    R = Escoamento superficial ou chuva excedente
    B = Fluxo subterrâneo
    F = Infiltração
    E = Evapotranspiração
    T = Transpiração
    S = Alterações do armazenamento na zona saturada – solo ou água subterrânea







    Fonte: http://www.limpoporak.com

  10. #10
    Ecologia Aquática



    Nome:      rio Bojele.jpg
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    O rio Bojele, Botsuana.
    Fonte: Hatfield 2010







    Os ecossistemas aquáticos incluem todas as formas de vida num corpo de água, incluindo as espécies de peixe, os invertebrados aquáticos, e outras comunidades como a vegetação ribeirinha.


    Para que a saúde dos ecossistemas aquáticos seja mantida, é necessário que a saúde global do sistema supere as demandas dos usuários. Quando a actividade humana interfere com a dinâmica do rio, o regime dos caudais á jusante fica alterado, o que significa que é essencial que haja um caudal suficiente para garantir a integridade do ecossistema. Frequentemente, a quantidade e período de descarga dos caudais têm sido factores complexos de aplicar nos planos que devem assegurar o equilíbrio dos ecossistemas, face aos conflictos relacionados com as demandas de água pelos vários usuários.


    O caudal de água é necessário para manter o equilíbrio nos habitates aquáticos (incluindo a morfologia do canal do rio e o substrato) e para sustentar a desova e o movimento dos organismos aquáticos num corpo de água. Por isso fala-se de Caudal Ecológico Minimo (EFR). Os caudais ecológicos descrevem tanto os caudais médios a longo prazo assim como a variabilidade de caudal. A manutenção dos caudais ecológicos num rio tem várias vantagens: eles mantêm a ecologia e morfologia do canal do rio e recarregam os aquíferos.








    Caudais Ecológicos



    Nome:      rio Olifants.JPG
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    O rio dos Olifants, África do Sul.
    Fonte: Ashton 2008



    O meio aquático deve sempre ser considerado como consumidor legítimo de água, assim como as necessidades básicas devem ser satisfeitas como água para o consumo humano, antes de qualquer outra demanda. No caso de projectos como infraestruturas hidraúlicas, o fluxo é interrompido á jusante de infraestruturas como barragens e desvios do curso de água. Os caudais ecológicos são necessários para diversos fins:


    • Garantir o equilíbrio dos ecossitemas aquáticos;
    • Recarregar os aquíferos; e
    • Manter a morfologia do rio.




    O ambiente aquático deve ser sempre considerado como um consumidor de água bona fide, cujos requisitos devem ser cumpridos lado a lado com requisitos básicos humanos e antes de qualquer outra demanda. No caso de projectos de recursos hídricos que envolvem captação, isto traduz-se na manutenção do caudal ao longo do rio a jusante da estrutura de captação, barragem ou desvio. Os caudais ecológicos devem:


    • Manter a ecologia do rio;
    • Voltar a encher aquíferos ribeirinhos; e
    • Manter o canal do rio.



    A abstracção ou retenção excessiva dos rios afecta o caudal, que por sua vez afecta a química da água, transporte de sedimentos e temperaturas médias. Isto tem um impacto na biota aquática e nas pessoas que dependem da água e biota para a sua subsistência e bem-estar.

    Existem leis internacionais e acordos regionais que foram implementados para reduzir estes impactos, fornecendo aos países que partilham rios uma plataforma para discussão sempre que um desenvolvimento possa afectar o caudal do rio.

    Os requisitos de água de ecossistemas dependentes de água doce são frequentemente referidos como caudal ecológico mínimo (EFR). Uma bacia é referida como “fechada” quando todo o seu caudal é destinado a usos diferentes. O quadro conceptual legal para caudal ecológico mínimo (EFR) varia em cada país da bacia (LBPTC 2010).







 

 

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