Apresenta

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A Disciplina HIDROGEOLOGIA Apresenta
CAPÍTULO 05
Parâmetros Hidrogeológicos Fundamentais
Prof. Milton Matta
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Introdução
O Principal objetivo deste capítulo é mostrar um
conjunto de parâmetros hidrogeológicos
importantes para o estudo das águas subterrâneas
e para o entendimento dos processos associados
aos fluxos em meios porosos.
Durante o restante do curso serão mencionados
alguns termos que necessitam de definição prévia
É A PORÇÃO DO TUBO DE REVESTIMENTO DO POÇO QUE
FICA ACIMA DA SUPERFÍCIE DO TERRENO. NORMALMENTE
MEDEM ENTRE 0,50 m a 1,0 m.
1-BOCA DO POÇO
2- NÍVEL ESTÁTICO
O NÍVEL ESTÁTICO (NE) É O NÍVEL DA ÁGUA NO
AQUÍFERO, MEDIDO EM REPOUSO, OU SEJA, SEM
BOMBEAMENTO. REPRESENTA A DISTÂNCIA ENTRE A BOCA
DO POÇO E A SUPERFÍCIE DA ÁGUA DENTRO DO POÇO
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3-NÍVEL DINÂMICO
O Nível Dinâmico (ND) é o nível medido após
iniciado o bombeamento do poço e representa a
distância entre a boca do poço e a superfície da
água no poço, durante o bombeamento, ou quando o
poço está em recuperação.
A Recuperação se dá a partir do instante em que é
desligada a bomba e o nível da água tende a
voltar para a posição do NE antes do bombeamento.
5- CONE DE REBAIXAMENTO
Figura 01 Bombeamento de um poço e seus elementos
4- REBAIXAMENTO
É a superfície formada pela água dentro da
formação, nas proximidades de um poço, quando
este é submetido a um bombeamento
O Rebaixamento (s quando dentro da formação
aqüífera e Sw, quando medido dentro do próprio
poço bombeado) é a diferença entre o nível
estático e o nível dinâmico.
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Figura 02 Principais elementos dos poços
tubulares
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6- Porosidade Coeficiente de Porosidade Total
(µ)

• A porosidade de uma formação geológica é dada
  pela relação entre o volume de vazios e o volume
  total de uma amostra. É expressa pela seguinte
  equação

µ 100 (Vv / Vt )
Sendo Vv
Volume de vazios
Vt
Volume total
7- Porosidade Efetiva ou Específica (Sy)

• A porosidade efetiva é a relação entre o volume
  de água drenado por gravidade e o volume total de
  uma amostra totalmente saturada.

Esta porosidade é a que interessa para o
hidrogeólogo pois ela é utilizada para os
cálculos de volumes armazenados que podem ser
aproveitados por bombeamento.
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100 (Ve / Vt )
Sy
Ve Volume de água livre
Vt
Volume total
Figura 02 Esquema da Porosidade Efetiva
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Valores Médios de Porosidade Total
Valores Médios de Porosidade Efetiva
Rochas ígneas e metamórficas
Rochas ígneas e metamórficas fraturadas e/ou
alteradas e basaltos aqüíferos
2 5
Rochas ígneas e metamórficas fraturadas
5 10
30 40
Rochas sedimentares
Basaltos aqüíferos
5 18
1 12
Arenitos
Sedimentos arenosos
10 50
7 27
Calcários fraturados
1 25
Argilas
Cascalhos e areias
1 2
25 60
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8- Retenção Específica (Sr)

• Se refere à relação entre o volume de água
  retido na formação por forças de tensão
  superficial e capilaridade, contra a ação da
  gravidade (Vr) e o volume total do material (Vt).
  É expressa pela seguinte equação

Sr 100 (Vr / Vt )
A porosidade total é a soma da porosidade
específica com a retenção específica
µ Sy Sr
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9- Grau de Saturação (Sw)

• Se refere à relação entre o volume de água
  contido na amostra e o volume total de vazios
  (Vv)

Sw 100 (Vw / Vv )
10- Teor de Umidade (?)

• Exprime o volume de água retido numa amostra de
  material geológico não saturado (Vr) em relação
  ao seu volume total (Vt)

? 100 (Vr / Vt )
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11- Potenciais Hidráulicos (gh)

• Se refere a cota do nível da água em aqüíferos
  livres

12 Cargas Hidráulicas (h)

• Se refere a cota da coluna de água medida
  através de um piezômetro, em aqüífero confinado.

De uma maneira simplificada, a carga hidráulica
(h) em um ponto qualquer em um meio fluido, pode
ser dada pela soma da cota do ponto (z) e a
pressão do fluido ( ? ). Como o peso específico
da água é igual a 1, pode-se escrever
h Z ?
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Figura 03 Esquema da Carga Hidráulica
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13 Transmissividade (T) e 14- Condutividade
Hidráulica (K)

• Medem a facilidade com que um fluido atravessa
  um meio poroso. É um parâmetro muito importante
  na definição da capacidade de produção de um
  aqüífero, pois indicará a maior ou menor
  dificuldade do deslocamento da água em um meio
  saturado.

K descarga que atravessa uma seção de área
unitária, sob um gradiente hidráulico unitário.
T descarga que atravessa uma seção de largura
unitária e de altura igual a espessura do
aqüífero, sob um gradiente hidráulico unitário.
Onde b espessura do aqüífero
T Kb
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Figura 04 Esquema de definição da
Transmissividade e da Condutividade Hidráulica.
14 Condutividade Hidráulica (K)
13 Transmissividade (T)
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15 - LEI DE DARCY
Darcy (1856) determinou experimentalmente que a
descarga (Q) que atravessa um meio poroso é
diretamente proporcional à diferença de carga
hidráulica (h2 h1) e à área da seção (A)
atravessada pelo fluxo, e é inversamente
proporcional à distância percorrida (L)
Figura 05 - Esquema da Experiência de Darcy
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Figura 06 - Esquema da Experiência de Darcy e
seus parâmetros
Q a h2 h1
Q a A
Q a 1/L
Lei de Darcy Q -K A (dh/dL)
(dh/dL) i
gradiente hidráulico
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O sinal negativo indica que o fluxo se verifica
no sentido do valor h1 (maior) para o valor h2
(menor).
Lei de Darcy Q -K A (dh/dL)
A equação de Darcy pode ser reescrita para K
dimensões Q L3 /T A L2 i L/L Portanto K
L/T (velocidade)
Lei de Darcy K Q/A (dh/dL)
Q KAi
No meio técnico as unidades usadas para K são
cm/s ou m/dia
Dimensões K m/dia b m T m2/dia
T Kb
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16 Permeabilidade Intrínseca (k)

• Propriedade que só depende do meio. É função do
  tamanho dos poros através dos quais o fluido se
  move.

C constante que descreve os efeitos das formas
dos poros
K C (D50)2
D diâmetro médio
dimensões de k m2 Unidade comum milidarcy
9.87 x 10-6 cm2
(a 10 5 cm2)
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17 Descarga Específica (q)

• Chamada de velocidade de Darcy (v) é a descarga
  de fluido Q L3 /T que passa por uma unidade
  de área A L2

q Q / A
A hidráulica ensina que a descarga de um fluido
por um conduto é o produto da velocidade (v) pela
área (A)
Q v.A
Lei de Darcy Q K A i , então v Ki
Como a área inclui vazios e sólidos, essa
velocidade é aparente !
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18 Velocidade Real (Vr)

• Chamada de velocidade linear média ou velocidade
  de percolação.

A velocidade real pode ser determinada
experimentalmente por meio de um traçador (ex.
corante químico).
19 Elementos dos Aqüíferos Livres
Um acréscimo de rebaixamento no poço (superfície
úmida) devido a perdas de carga associadas a
redução de espessura e componentes de fluxo
vertical
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20 Elementos dos Aqüíferos Confinados