Hidrogeologia
Apresentação
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Apreender as noções básicas da Hidrogeologia.
Perceber o papel dos aquíferos no ciclo global da água.
Ter uma noção da qualidade físico-química da água subterrânea e das consequências da contaminação dos aquíferos.
Conseguir interpretar ensaios de caudal, a fim de calcular os parâmetros hidrodinâmicos dos aquíferos, e avaliar a sua qualidade do ponto de vista quantitativo.
Conteúdos Programáticos
Sumário
Hidrogeologia, componente hidrodinâmica. Ciclo hidrológico e infiltração. Tipos de aquíferos e seu comportamento. Porosidade, permeabilidade, transmissividade e coeficiente de armazenamento. Experiências de Darcy e de Reynolds. Equações fundamentais da hidrodinâmica. Noções de hidroquímica e contaminação de aquíferos. Oscilações dos níveis piezométricos e deformação do aquífero. Superfícies piezométricas. Tipos de captação. Ensaios de caudal e sua interpretação. Hidrogeologia de Portugal.
Programa teórico detalhado
- Hidrogeologia: conceito, multidisciplinaridade, objectivos da disciplina.
- Distribuição dos recursos hídricos no Globo Terrestre. Consumo de água, notas históricas.
- Áreas de estudo da hidrogeologia moderna: prospecção e pesquisa, métodos de captação, hidrodinâmica, hidrogeoquímica, hidrogeologia ambiental, hidrogeologia mineira, hidrogeologia cársica, hidrogeologia de rochas porosas, hidrogeologia de rochas fissuradas.
- Ciclo hidrológico: precipitação, escoamento superficial, infiltração, evapotranspiração. Balanço hídrico. Evapotranspiração potencial e real. Factores que regulam a evapotranspiração.
- Aquíferos. Aquíferos de permeabilidade intergranular e de permeabilidade por fissura. Conceitos de base do aquífero, tecto do aquífero, superfície piezométrica, nível piezométrico, nível hidroestático, espessura do aquífero. Tipo de aquíferos: livres, confinados ou semi-confinados. Aquitardos, aquifugos e aquiclusos.
- Porosidade. Análise granulométrica. Tipos de porosidade: total, eficaz. Conceitos de continuidade e descontinuidade, isotropia e anisotropia, homogeneidade e heterogeneidade.
- Repartição da água no solo e subsolo: zonas de humidade.
- Coeficiente de armazenamento. Relação com a porosidade eficaz.
- Circulação em meios porosos. Movimento descendente (infiltração), movimento ascendente (capilaridade). Regimes de fluxo: laminar e turbulento. Experiência de Reynolds. Velocidade crítica e número de Reynolds. Número de Froude. Lei de Darcy. Coeficiente de permeabilidade. Gradiente hidráulico. Transmissividade, difusividade.
- Propriedades físicas dos fluidos. Peso e massa. Compressibilidade. Viscosidade. Tensão superficial.
- Equações fundamentais da hidrodinâmica. Equação da continuidade. Conservação da energia. Teorema de Bernoulli.
- Tipo de usos das águas subterrâneas e contaminação. Influência da acção antrópica na qualidade das águas subterrâneas. Contaminação difusa, linear e pontual: alguns exemplos. Intrusão salina e modo como pode ser avaliada. Protecção de águas subterrâneas. Protecção vertical e horizontal. Perímetros de protecção de captações de água subterrânea e suas condicionantes.
- Oscilações dos níveis piezométricos da água subterrânea. Oscilações rápidas, oscilações de grande período, oscilações semanais. Deformação do aquífero. Efeito da mudança de nível das águas superficiais: eficiência das marés. Eficiência barométrica. Oscilações devidas à evapotranspiração. Oscilações rápidas não periódicas. Variações do nível piezométrico originadas por extracções de água subterrânea. Oscilações por efeito da precipitação. Oscilações provocadas em aquíferos recarregados por rios. Flutuações de grande período: sucessão de anos secos/ anos húmidos, sobrexploração de aquíferos, modificação do regime dos rios, modificação do regime de utilização, grandes variações climáticas.
- Superfícies piezométricas. Isopiezas. Linhas de fluxo.
- Hidráulica de captações de água subterrânea. Tipo de captações e de fluxo gerado em cada um: furos, poços, drenos e galerias, sanjas, charcas, poços de drenos radiais. Captações completas e incompletas. Razões da execução de captações incompletas. Ensaios de caudal: regime dinâmico, regime permanente e não permanente. Efeitos da anisotropia e heterogeneidade dos aquíferos reais. Caudal específico e eficiência de um poço. Curvas características de uma captação: caudal-rebaixamento, caudal específico-rebaixamento. Ensaios a caudal constante ou caudal variável. Fórmulas de Dupuit, Thiem, Jacob, Jacob-Hantush, Hantush e de Theis.
- Hidrogeologia de Portugal: hidrogeologia do Maciço Hespérico, das Orlas Mezo-Cenozóicas Ocidental e Algarvia e da Bacia Terciária do Tejo
Programa prático detalhado
- Análise granulométrica. Fórmula de Hazen. Coeficiente de Uniformidade.
- Execução de perfis geológicos, hidrogeológicos e técnicos com base em sondagens.
- Interpretação de ensaios de caudal com base nos métodos de Thiem, Theis, Jacob, Theis-recuperação, método das imagens e método das imagens de Hantush.
Métodos de Ensino
Aulas teóricas e teórico-práticas.
Avaliação
1 teste teórico no final do semestre, 1 exame teórico, mais 1 de recurso.
1 teste prático no final do semestre, 1 exame prático, mais 1 de recurso.
Bibliografia
- Castany – Tratado Prático de Águas Subterrâneas
- Castany – Principes et Méthodes de l’Hydrogéologie, Dunod Université, Paris, 238 pp.
- Custodio, E. & Llamas, M. (1983) – Hidrología Subterránea. Ediciones Omega, S. A., Barcelona, Espanha, Vol. 1 e 2, 2350 pp.
- Rodrigues, D. – Hidrogeologia. Geonovas, Vol. 1 – Nº 2, Lisboa, pp. 4-19.
Equipa Docente (2022/2023 )
- António Alberto Chambel Gonçalves Pedro [responsável]
