Hidrologia de Águas Subterrâneas
A hidrologia de águas subterrâneas estuda a água sob a superfície terrestre, como ela é armazenada em aquíferos, como flui através de rochas porosas e fraturadas sob a lei de Darcy, e como é extraída e contaminada.
Definition
A hidrologia de águas subterrâneas (hidrogeologia) é o estudo da ocorrência, movimento e qualidade da água na zona saturada sob a superfície terrestre, governada pela lei de Darcy e pelas propriedades de armazenamento e transmissão de materiais geológicos.
Scope
Esta área abrange as propriedades dos aquíferos e a lei de fluxo em meios porosos que governa a água subterrânea, a análise dos sistemas de fluxo de águas subterrâneas e sua recarga, a hidráulica de poços de bombeamento e o transporte de contaminantes dissolvidos. Ela aborda o subsolo saturado como um domínio de fluxo, complementando a hidrologia de águas superficiais e a partição de água no solo tratada na área do ciclo hidrológico.
Sub-topics
Core questions
- O que é um aquífero e como a lei de Darcy e a condutividade hidráulica descrevem o fluxo através dele?
- Como os sistemas de fluxo de águas subterrâneas se organizam entre as áreas de recarga e descarga?
- Como o bombeamento de um poço diminui os níveis piezométricos e o que os testes de bombeamento revelam sobre um aquífero?
- Como os contaminantes dissolvidos se movem e se espalham nas águas subterrâneas?
Key concepts
- Aquíferos, aquitardos e porosidade
- Carga hidráulica e condutividade hidráulica
- Lei de Darcy
- Recarga e descarga
- Hidráulica de poços e rebaixamento
- Advecção e dispersão de contaminantes
Key theories
- Lei de Darcy
- O fluxo volumétrico de água através de um meio poroso é proporcional ao gradiente hidráulico e à condutividade hidráulica; esta lei empírica é a base constitutiva para quase toda a análise quantitativa de águas subterrâneas.
- Hidráulica transiente de poços (solução de Theis)
- A solução de Theis descreve o rebaixamento dependente do tempo causado pelo bombeamento de um poço em um aquífero confinado, permitindo a estimativa da transmissividade e armazenagem do aquífero a partir de dados de testes de bombeamento.
- Advecção-dispersão de solutos
- Contaminantes dissolvidos migram com a velocidade média da água subterrânea (advecção) enquanto se espalham por dispersão mecânica e difusão molecular, uma estrutura que fundamenta a previsão do movimento da pluma e a remediação de aquíferos.
Clinical relevance
A água subterrânea fornece uma grande parte da água potável e da irrigação em todo o mundo; esta área sustenta o desenvolvimento e a proteção de campos de poços, a avaliação e remediação de aquíferos contaminados, a gestão do esgotamento de aquíferos e da intrusão salina, e a análise de ecossistemas dependentes de águas subterrâneas.
History
A hidrologia quantitativa de águas subterrâneas começou com os experimentos de Darcy em 1856 sobre o fluxo através da areia, foi estendida por Dupuit, Thiem e outros para poços, e foi transformada pela solução transiente de Theis em 1935. O texto de Freeze e Cherry de 1979 sintetizou o campo e ajudou a estabelecer a hidrogeologia moderna, incluindo o estudo do transporte de contaminantes.
Key figures
- R. Allan Freeze
- John A. Cherry
- Charles V. Theis
- Henry Darcy
Related topics
Seminal works
- freeze1979
- fetter2001
- theis1935
Frequently asked questions
- Qual é a diferença entre um aquífero e água subterrânea?
- Água subterrânea é a própria água na zona saturada, enquanto um aquífero é um corpo de rocha ou sedimento permeável o suficiente para armazenar e transmitir quantidades utilizáveis dessa água; camadas de baixa permeabilidade que impedem o fluxo são chamadas de aquitardos ou aquicludes.
- A água subterrânea flui no subsolo em rios?
- Geralmente não. Exceto em algumas formações cársticas cavernosas, a água subterrânea move-se lentamente através dos poros e fraturas de rochas e sedimentos seguindo gradientes hidráulicos, muitas vezes apenas metros por ano, em vez de como rios subterrâneos abertos.