{"id":643,"date":"2015-11-26T00:12:05","date_gmt":"2015-11-26T00:12:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.rodolfogeiser.com.br\/site\/?p=643"},"modified":"2015-11-26T00:12:05","modified_gmt":"2015-11-26T00:12:05","slug":"fundamentos-hidrologicos-da-recarga-artificial-de-aquiferos-de-pequenas-bacias-hidrograficas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/2015\/11\/26\/fundamentos-hidrologicos-da-recarga-artificial-de-aquiferos-de-pequenas-bacias-hidrograficas\/","title":{"rendered":"Fundamentos hidrol\u00f3gicos da recarga artificial de aqu\u00edferos de pequenas bacias hidrogr\u00e1ficas"},"content":{"rendered":"

Fundamentos hidrol\u00f3gicos da recarga artificial de aqu\u00edferos de pequenas bacias\u00a0 hidrogr\u00e1ficas<\/strong>.<\/p>\n

Osvaldo Ferreira Valente*<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

As vaz\u00f5es\u00a0 dos cursos d\u2019\u00e1gua que drenam as bacias hidrogr\u00e1ficas mineiras , nos per\u00edodos de estiagens e com m\u00ednimos ocorrendo normalmente\u00a0 entre final de agosto e princ\u00edpios de setembro, est\u00e3o 50% menor do que as de 30 ou 40 anos atr\u00e1s. E a queda \u00e9 explicada hidrologicamente pela redu\u00e7\u00e3o da capacidade de as bacias\u00a0 alimentarem os aqu\u00edferos subterr\u00e2neos em per\u00edodos chuvosos. Se os aqu\u00edferos\u00a0 recebiam, por exemplo, de 16 a 18 % dos volumes de chuvas colhidos pelas suas bacias ao longo do ano, h\u00e1 40 anos, hoje esta percentagem n\u00e3o passa de 8 a 10%, nas bacias que demonstram estado j\u00e1 avan\u00e7ado de degrada\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Vamos, nas propostas a seguir, adotar como meta a duplica\u00e7\u00e3o de vaz\u00f5es de estiagens de pequenas bacias hidrogr\u00e1ficas, formadoras das grandes,\u00a0 com base: 1) na n\u00edtida diminui\u00e7\u00e3o da capacidade de reten\u00e7\u00e3o de \u00e1gua pela bacia, quer pelo aumento de constru\u00e7\u00f5es, quer pela degrada\u00e7\u00e3o das \u00e1reas rurais; 2) na impossibilidade de fazer com que o ecossistema hidrol\u00f3gico da bacia volte a ter um comportamento natural semelhante ao de muitos anos atr\u00e1s; 3) \u00a0na viabilidade de ado\u00e7\u00e3o de tecnologias de recargas artificiais de aqu\u00edferos.<\/p>\n

 <\/p>\n

A hidrologia de uma bacia<\/strong><\/em><\/strong><\/span>
\nVamos admitir bacias\u00a0 \u00a0atingidas anualmente por chuvas totais\u00a0 entre 1.200 a 1.300 mil\u00edmetros ( o que \u00e9 comum nas cabeceiras de nossas grandes bacias da regi\u00e3o sudeste). Valores resultantes do somat\u00f3rio de dezenas de eventos que v\u00e3o de chuvas fortes, de curtas\u00a0 dura\u00e7\u00f5es, chamadas chuvas intensas na literatura especializada, e que s\u00e3o as mais perigosas, produzindo grandes volumes de enxurradas. Contribuem tamb\u00e9m para o somat\u00f3rio, aquelas chuvas finas e que podem durar o dia inteiro ou at\u00e9 mais de um dia.<\/p>\n

O exame das chuvas intensas mais comuns leva-nos a escolher, para as an\u00e1lises do presente trabalho, a de 50 mm\/h, com dura\u00e7\u00e3o de 30 minutos. Ela pode ocorrer muitas \u00a0vezes por ano e se nos prevenirmos para a sua boa recep\u00e7\u00e3o, estaremos preparados para conviver bem com a maioria dos eventos que nos atingem.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Figura 1 \u2013 Chuva versus perfil do solo<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

O esquema da Figura 1 vai nos ajudar a entender o que pode acontecer quando uma chuva dessas atinge a superf\u00edcie. Ele apresenta um corte, um perfil do solo, da superf\u00edcie at\u00e9 o aqu\u00edfero subterr\u00e2neo, sendo o aqu\u00edfero a camada de solo saturada de \u00e1gua e que, no caso, est\u00e1 depositada sobre uma camada imperme\u00e1vel (rochosa). E s\u00e3o os aqu\u00edferos subterr\u00e2neos os grandes reservat\u00f3rios que sustentam as vaz\u00f5es das nascentes, nos per\u00edodos de estiagens.<\/p>\n

Se a superf\u00edcie fosse imperme\u00e1vel, a chuva de 50 mm\/h, com 30 minutos de dura\u00e7\u00e3o, formaria uma l\u00e2mina d\u2019\u00e1gua (L) sobre ela de 25 mm, assim calculada:<\/p>\n

L = 50 mm\/h x \u00bd h = 25 mm<\/p>\n

Mas como a superf\u00edcie \u00e9 porosa, e n\u00e3o \u00e9 isolada, parte da chuva infiltra no solo e outra parte escoa, gerando as enxurradas. Do volume infiltrado, parte fica retida nos primeiros cent\u00edmetros do solo e acaba voltando ao ar pela transpira\u00e7\u00e3o das plantas ou por evapora\u00e7\u00e3o direta, conjunto que \u00e9 conhecido por evapotranspira\u00e7\u00e3o. Este fen\u00f4meno \u00e9 respons\u00e1vel pela devolu\u00e7\u00e3o de aproximadamente 70 % das chuvas recebidas. Ou seja, dos 25 mm seriam devolvidos 17,5 mm. Restariam 7,5 mm (30 %) para serem trabalhados. A\u00ed come\u00e7a a se manifestar o comportamento hidrol\u00f3gico de \u00a0bacias\u00a0 que s\u00f3 t\u00eam conseguido colocar em seus\u00a0 aqu\u00edferos a m\u00e9dia de\u00a0 8 % dos volumes de chuvas recebidos anualmente. A literatura especializada diz que uma bacia hidrologicamente bem equilibrada \u00e9 capaz de conduzir at\u00e9 23 % dos volumes anuais de chuvas para os seus aqu\u00edferos. Vamos adotar, nos exemplos a seguir, a meta ambiciosa\u00a0\u00a0 de 20 %. Mas a metodologia descrita permitir\u00e1 fazer c\u00e1lculos para metas menos ambiciosas<\/p>\n

 <\/p>\n

Exemplos<\/strong><\/em><\/strong><\/span>
\n
\n<\/strong>Alternativas para fazer com que uma bacia, que est\u00e1 em franco processo de adensamento populacional, possa, mesmo assim, colaborar para o aumento da vaz\u00e3o\u00a0 dispon\u00edvel nos per\u00edodos de estiagens. Em todas as situa\u00e7\u00f5es, estaremos considerando\u00a0\u00a0 a superf\u00edcie\u00a0 sendo atingida por uma chuva de 50 mm\/h, com 30 min de dura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

1) Uma propriedade rural de 30 ha (300.000 m2<\/sup>), sendo 15 ha de pastagens degradadas, 5 ha de culturas diversas e 10 ha de matas nativas e \u00e1reas de preserva\u00e7\u00e3o permanente.<\/strong><\/p>\n

Seria desej\u00e1vel que o aqu\u00edfero recebesse um volume Aq<\/strong> de \u00e1gua, assim calculado:<\/p>\n

Aq = 300.000 m2<\/sup> x 0,025 m x 0,20 = 1.500 m3<\/sup><\/p>\n

Como sabemos que a infiltra\u00e7\u00e3o natural em \u00e1reas rurais degradadas da bacia est\u00e1 em torno de 10 mm\/h,\u00a0 o volume infiltrado durante os 30 min de dura\u00e7\u00e3o da chuva (Vi)<\/strong> ser\u00e1 de:<\/p>\n

Vi =\u00a0 300.000 m2<\/sup> x 0,005 m = 1.500 m3<\/sup><\/p>\n

\u00c0 primeira vista, parece tudo bem, mas acontece que em torno de\u00a0 60 % desse Vi<\/strong> est\u00e1 comprometido com a transpira\u00e7\u00e3o e n\u00e3o tem condi\u00e7\u00f5es de chegar ao aqu\u00edfero, que s\u00f3 vai receber 600 m3<\/sup>, ou seja, 40 % de 1.500. Fica um d\u00e9ficit de 900 m3<\/sup> (1.500-600) que precisa ser sanado com a melhoria da velocidade de infiltra\u00e7\u00e3o, o que poder\u00e1 se feito com algumas pr\u00e1ticas, tais como:<\/p>\n

a) Melhoria do estado vegetativo de pastagens degradadas e o manejo adequado do pastejo. Isso poder\u00e1 passar a velocidade da infiltra\u00e7\u00e3o dos atuais 10 para 14 mm\/h. O acr\u00e9scimo de 4 mm\/h\u00a0 resultar\u00e1 em novo Vi<\/strong> de:<\/p>\n

Vi = 300.000 m2<\/sup> x 0,007 m = 2.100 m3<\/sup>, com o aqu\u00edfero recebendo 840 m3<\/sup><\/p>\n

Mesmo assim continua um d\u00e9ficit de 660 m3<\/sup> e que deve ser satisfeito com a constru\u00e7\u00e3o de terra\u00e7os, caixas de capta\u00e7\u00e3o de enxurradas, barraginhas, cisternas de infiltra\u00e7\u00e3o e outras tecnologias apropriadas \u00e0 explora\u00e7\u00e3o econ\u00f4mica da propriedade.<\/p>\n

Se nos 15 ha de pastagens puderem ser\u00a0 constru\u00eddos terra\u00e7os de base estreita, s\u00f3 eles ser\u00e3o capazes de reter entre 500 a 600 m3<\/sup> de poss\u00edveis enxurradas. Cada 100 m de terra\u00e7o de base estreita, com 0,30 m de largura e 0,25 m de profundidade, s\u00e3o capazes de reter 7,5 m3<\/sup> de \u00e1gua (0,30 x 0,25 x 100). \u00a0Vale ressaltar, ainda, que a meta de 20 % n\u00e3o precisa ser contemplada numa \u00fanica etapa, pois \u00e9 bastante ambiciosa. Talvez adotar, de in\u00edcio, a meta intermedi\u00e1ria de 17 %, que reduziria o d\u00e9ficit para 1.275 m3<\/sup>.<\/p>\n

Vale ressaltar, aqui, que tais tecnologias envolvem\u00a0 custos de implanta\u00e7\u00e3o e conserva\u00e7\u00e3o que, na maioria dos casos, est\u00e3o al\u00e9m das capacidades financeiras dos produtores rurais. A\u00ed deve entrar a figura do Pagamento por Servi\u00e7os Ambientais (PSA), com recursos da comunidade. A \u00e1gua \u00e9 um bem de dom\u00ednio p\u00fablico e, mesmo que nas\u00e7a em sua propriedade, o produtor rural precisa de licen\u00e7a par captar parte dos volumes produzidos. N\u00e3o \u00e9 razo\u00e1vel, portanto, que ele seja o \u00fanico respons\u00e1vel por cuidar dela. Munic\u00edpios como o de Extrema, no Sul de Minas, j\u00e1 disponibilizam recursos para PSAs em seus or\u00e7amentos.<\/p>\n

As Figuras 2, 3 e 4 ilustram algumas tecnologias para o meio rural, j\u00e1 implantadas e testadas\u00a0 pela concession\u00e1ria de abastecimento de \u00e1gua da cidade de Vi\u00e7osa-MG (SAAE), na bacia hidrogr\u00e1fica do Ribeir\u00e3o S\u00e3o Bartolomeu, que \u00e9 um dos seus mananciais de abastecimento. Em uma de suas \u00a0pequenas sub-bacias trabalhadas foi constatada a duplica\u00e7\u00e3o dos volumes de \u00e1gua produzidos pelo respectivo\u00a0 c\u00f3rrego, nos per\u00edodos de estiagens.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Figura 2 \u2013 Terra\u00e7os de infiltra\u00e7\u00e3o<\/figcaption><\/figure>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>
Figura 3 \u2013 Caixas de capta\u00e7\u00e3o de enxurradas em \u00e1reas torrenciais<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a>
Figura 4 – Barraginha<\/figcaption><\/figure>\n

2) Nas \u00e1reas em processo de \u201curbaniza\u00e7\u00e3o\u201d, vamos supor um lote de 1.000 m2<\/sup>, ocupado com uma \u00e1rea constru\u00edda de 200 m2<\/sup>, recebendo a mesma chuva de 50mm\/h, com dura\u00e7\u00e3o de 30 min<\/strong><\/p>\n

\u00a0<\/strong>Aq = 1.000 m2<\/sup> x 0,025 m x 0,20 = 5 m3<\/sup><\/p>\n

\u00c1gua recolhida pela \u00e1rea constru\u00edda (telhado, laje e terreiro)<\/p>\n

Vi = 200 m2<\/sup> x 0,025 m = 5 m3<\/sup><\/p>\n

Como Vi = Aq, basta a constru\u00e7\u00e3o de cisternas de infiltra\u00e7\u00e3o com capacidade volum\u00e9trica de 5 m3<\/sup>, com custos irris\u00f3rios em rela\u00e7\u00e3o ao investimento total no\u00a0 im\u00f3vel.<\/p>\n

O esquema da Figura 5 mostra um arranjo para o sistema.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Figura 5 \u2013 Sistema de coleta de \u00e1gua para infiltra\u00e7\u00e3o em cisternas<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

3) Vamos admitir um lote bem menor (200 m2<\/sup>), que n\u00e3o seria desej\u00e1vel em projetos de urbaniza\u00e7\u00e3o planejada na bacia, mas que pode j\u00e1 existir por l\u00e1. \u00c1rea constru\u00edda de 70 m2<\/sup>.<\/strong><\/p>\n

Aq = 200 m2<\/sup> x 0,025 m x 0,20 = 1 m3<\/sup><\/p>\n

Vi = 70 m2<\/sup> x 0,025 m = 1,75 m3<\/sup><\/p>\n

Fica f\u00e1cil, no caso, construir uma cisterna para coletar os 1,75 m3<\/sup>, o que elevaria o Aq para 35 %, j\u00e1 que a chuva de 50 mm\/h, com dura\u00e7\u00e3o de 30 min, despejaria sobre ela o volume de 5 m3<\/sup> de \u00e1gua (200 m2<\/sup> x 0,025 m).<\/p>\n

Observa\u00e7\u00e3o: <\/strong>Os volumes infiltrados pelas cisternas n\u00e3o sofrem (ou sofrem muito pouco) as perdas por transpira\u00e7\u00e3o, j\u00e1 que a passagem da \u00e1gua para o solo se d\u00e1 em profundidades maiores do que as ocupadas pela grande massa de ra\u00edzes. Os terra\u00e7os tamb\u00e9m sofrem menos, principalmente se em pastagens, j\u00e1 que a maioria das forrageiras tem ra\u00edzes predominantemente rasas.<\/em><\/p>\n

4) Outras situa\u00e7\u00f5es\u00a0<\/strong>\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0<\/strong><\/p>\n

H\u00e1 solu\u00e7\u00f5es, com base nos mesmos fundamentos discutidos at\u00e9 aqui, para serem usadas em estradas, ruas, cal\u00e7adas e pra\u00e7as. S\u00e3o trincheiras de brita, caixas ao longo de estradas, tubula\u00e7\u00f5es\u00a0 de\u00a0 \u00e1guas\u00a0 pluviais\u00a0 com\u00a0 perfura\u00e7\u00f5es e assentadas\u00a0 sobre leitos de brita e muitas outras combina\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

 <\/p>\n

Uma contabilidade de \u00e1gua<\/strong><\/em><\/strong><\/span>
\nBrincando um pouco com\u00a0 n\u00fameros e aproveitando, ao mesmo tempo, para justificar mais o otimismo com as solu\u00e7\u00f5es apresentadas, vamos considerar <\/strong>uma\u00a0 \u00a0bacia hidrogr\u00e1fica com 3.000 ha, como a do ribeir\u00e3o S\u00e3o Bartolomeu, j\u00e1 citada, que abastece 50 % da popula\u00e7\u00e3o de Vi\u00e7osa-MG e 100 % do Campus da Universidade Federal de Vi\u00e7osa (UFV). Ela que recebe precipita\u00e7\u00e3o anual de 1.250 mm (1,25 m).<\/p>\n

Calculando o volume anual recebido (Var), temos:<\/p>\n

Var = 3.000 ha x 10.000 m2<\/sup>\/ha x 1,25 m\/ano = 37.500.000 m3<\/sup>\/ano<\/p>\n

Como a evapotranspira\u00e7\u00e3o (60 % de transpira\u00e7\u00e3o + 10% de evapora\u00e7\u00e3o) devolve 70%, o volume que sobra para ser trabalhado (Vt) \u00e9 de:<\/p>\n

Vt = 37.500.000 m3<\/sup>\/ano x 0,30 = 11.250.000 m3<\/sup>\/ano<\/p>\n

Como a popula\u00e7\u00e3o de Vi\u00e7osa e da UFV, servida pela bacia,\u00a0 est\u00e1 em torno de 60.000 habitantes \u00a0e que a distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua corresponda ao volume de \u00a0200 litros (0,200 m3<\/sup>) por habitante e por dia (L\/hab.dia). \u00a0O consumo total anual (Cta) ser\u00e1 de:<\/p>\n

Cta = 0,200 3<\/sup>\/hab.dia x 60.000 hab x 365 dias \/ano = 4.380.000 m3<\/sup>\/ano<\/p>\n

Comparando com os 11.250.000 m3<\/sup> do volume de trabalho (Vt), j\u00e1 calculado, seria poss\u00edvel dobrar a capta\u00e7\u00e3o e ainda \u00a0garantir vaz\u00f5es m\u00e9dias do curso d\u2019\u00e1gua, abaixo do ponto de capta\u00e7\u00e3o, acima de 80 L\/s, ao longo de todo o ano.<\/p>\n

Mas hoje a realidade da bacia \u00e9\u00a0 muito diferente, pois a s vaz\u00f5es de estiagens caem abaixo de 100 L\/s e n\u00e3o permitem\u00a0 a capta\u00e7\u00e3o normal necess\u00e1ria, que \u00e9 de aproximadamente 140 L\/s<\/p>\n

Os n\u00fameros, apesar de te\u00f3ricos, podem servir para justificar\u00a0 o emprego de tecnologias de recarga artificial de aqu\u00edferos, como as descritas nos \u00a0Exemplos dados.<\/p>\n

Considera\u00e7\u00f5es finais<\/strong><\/em><\/strong><\/span>
\nAs informa\u00e7\u00f5es aqui apresentadas t\u00eam a inten\u00e7\u00e3o de provocar um debate t\u00e9cnico sobre o futuro\u00a0 do abastecimento de \u00e1gua no pa\u00eds, j\u00e1 que o assunto vem merecendo um tratamento difuso e, em muitas situa\u00e7\u00f5es, com vi\u00e9s ideol\u00f3gico e apelo emocional. Precisamos: primeiro, que todos os n\u00edveis de administra\u00e7\u00e3o (federal, estaduais e municipais) passem a considerar a \u00e1gua como prioridade; segundo, que as necessidades de recursos financeiros sejam garantidos nos or\u00e7amentos; e, terceiro, que tecnologias alternativas aos ecossistemas naturais passem a ser efetivamente adotadas, mas com base nos princ\u00edpios da hidrologia e do manejo de pequenas bacias hidrogr\u00e1ficas, onde come\u00e7a a produ\u00e7\u00e3o de \u00e1gua.<\/p>\n

 <\/p>\n

* Osvaldo Ferreira Valente \u00e9 engenheiro florestal, professor aposentado da UFV\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/em><\/p>\n

\u00a0e especialista em hidrologia e manejo de pequenas bacias hidrogr\u00e1ficas. Autor dos livros \u201cConserva\u00e7\u00e3o de nascentes: Produ\u00e7\u00e3o de \u00e1gua em pequenas bacias hidrogr\u00e1ficas\u201d e \u201cDas chuvas \u00e0s torneira: A \u00e1gua nossa de cada dia\u201d<\/em><\/p>\n

va*************<\/span>@***<\/span>il.com<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Fundamentos hidrol\u00f3gicos da recarga artificial de aqu\u00edferos de pequenas bacias\u00a0 hidrogr\u00e1ficas. Osvaldo Ferreira Valente* \u00a0 As vaz\u00f5es\u00a0 dos cursos d\u2019\u00e1gua que drenam as bacias hidrogr\u00e1ficas mineiras , nos per\u00edodos de estiagens e com m\u00ednimos ocorrendo normalmente\u00a0 entre final de agosto e princ\u00edpios de setembro, est\u00e3o 50% menor do que as de 30 ou 40 anos…<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-643","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-textos-de-terceiros"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/643","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=643"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/643\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=643"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=643"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/rodolfogeiser.com.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=643"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}