Hidrogeologia

Considerações gerais sobre a hidrogeologia do continente i) - o Maciço Hespérico (Paleozóico) Três grandes unidades geológicas

ii) - As Orlas Mesozóicas iii) - As Bacias Terciárias do Tejo e do Sado

O comportamento hidrogeológico destas três unidades depende do tipo de solo de alteração e do grau de fracturação das formações geológicas.

A diversidade de rochas existentes nestas três unidades produz, por alteração das suas camadas mais superficiais, diferentes tipos de solo.

Grandes unidades hidrogeológicas de Portugal continental

O Maciço Hespérico (granitos e xistos) Solos com elevada quantidade de elementos grosseiros: boas condições de infiltração

Solos argilosos: não são favoráveis à infiltração

Orlas Mesozóicas e Bacias Terciárias Dada a natureza das rochas existentes, os solos acabam por ser areno-argilosos.

Manchas muito grandes terrenos calcários:

de

a carsificação pode originar condições de infiltração muito boas.

O Maciço Hespérico (Paleozóico) A circulação de águas subterrâneas é mais favorável nas zonas de alteração e nas zonas intensamente fracturadas.

Critério de Alcalinidade vs permeabilidade

Quanto mais básica for a rocha eruptiva mais baixa será a permeabilidade:

devido à mais fácil formação de produtos argilosos ao longo das fracturas.

Acidentes de captação naturais

Existência de contactos entre rochas com propriedades hidrológicas diversas Aplíticos

Filões

Acidentes tectónicos importantes

Falhas

Pegmatíticos Quartzosos

Acidente de captação natural: ex. filão de quartzo encaixado em rochas granitóides. Retirado de INAG: www.inag.pt/snirh

Acidentes de captação naturais (cont.) Rochas ácidas - colectores

Filões Rochas básicas (mais fácilmente alteráveis) barragem Comportamento dos acidentes tectónicos Brecha de falha - colector

Falhas c/ “caixa” argilosa – retenção ou separação de águas

Meteorização das rochas graníticas As rochas graníticas, por acção dos agentes meteóricos transformam-se em saibros graníticos, mais ou menos incoerentes

Saibro granítico

Destruição da coesão da rocha.

Desaparecimento da rede de diaclases.

O regime hidrológico é comparável ao das rochas não consolidadas

Granito fracturado

Rochas do Complexo Xisto-Grauváquico Xistos argilosos, xistos cloríticos, xistos sericíticos e talco-xistos (xistos luzantes), mica-xistos.

Furo de captação

A circulação tem lugar ao longo:

(1)

(2)

(1)

– Diaclases/fracturas mais aquíferas

(2)

- Diaclases/fracturas c/ tendência para fechar

- Diaclases - Planos de xistosidade

Estas rochas originam, por alteração, solos argilosos, pouco permeáveis, e dão ensejo à formação de enchimentos argilosos ao longo das fendas, sobretudo, nas zonas mais superficiais.

Escoamento superficial muito intenso.

Orlas Meso-Cenozóicas -Fácil solubilidade Domínio de formações

Calcárias

- Fácil penetração da água no sub-solo

Gresosas

- Relevo Cársico

Argilosas Exsurgências: dão origem a rios de certa importância.

Os caudais são elevados; c/ oscilações que acompanham as curvas pluviométricas (zonas extremamente vulneráveis)

Foto c/ sifão - calcários

Orlas Meso-Cenozóicas (cont.)

Séries gresosas / calcárias / argilosas

A circulação das águas subterrâneas é regida pelas diferenças de permeabilidade de camadas adjacentes

Níveis calcários – muito permeáveis; forte infiltração.

Níveis gresosos – menos permeáveis; zonas de infiltração secundárias (a água circula mais lentamente.

Níveis argilosos – impermeáveis; servem de “base” para a acumulação de água nos níveis superiores.

Orlas Meso-Cenozóicas (cont.) Desde a Nazaré até Espinho

Depósitos Quaternários da Orla Ocidental

i) Depósitos de areias de praia e dunas (150 x 7 km). ii) Areias, seixos e calhaus rolados. Materiais muito permeáveis – a escorrência superficial é quase nula.

Orla Algarvia As formações aquíferas por excelência são os calcários e dolomitos do Jurássico e os calcários fossilíferos do Miocénico.

As águas do Miocénico, devido à proximidade do mar e à franca permeabilidade das formações, contêm teores de C1 geralmente mais elevados que no Jurássico.

Devido à proximidade do oceano os depósitos quaternários contêm, muitas vezes, água demasiado cloretada.

Esquema mostrando fenómenos de intrusão salina, em sistemas aquíferos localizados próximo da costa.

O enchimento destas bacias é constituído por uma espessa série de argilas, calcários margosos, areias e cascalheiras. Bacias Terciárias do Tejo e do Sado

O regime hidrológico é pois, o regime típico das séries sedimentares heterogéneas As aluviões, não só as do Tejo mas também as dos afluentes, constituem óptimos aquíferos

A principal dificuldade no aproveitamento da água reside na sua qualidade (o seu teor de C1 aumenta rapidamente para jusante do Carregado)

INTERACÇÃO ÁGUA-ROCHA O caso das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas As rochas apresentam mineralógicas variáveis,

composições

As condições climáticas, a composição da água de recarga, o tempo de contacto, o percurso percorrido e a permeabilidade das formações geológicas

influência muito importante na interacção água-rocha

O ciclo das rochas

Iões tais como o Na+, Ca2+, Mg2+ e o K+ encontram-se por vezes debilmente retidos na estrutura silicatada. O processo de dissolução é função do pH e da temperatura da água. Formação de substâncias insolúveis, de modo geral minerais argilosos, as quais tendem a fixar de forma irreversível o ião K+.

Rochas ígneas e ataque dos silicatos

Exemplo da meteorização do granito, dando origem à formação de “caos de blocos”.

As águas relacionadas com rochas granitóides são em geral pouco mineralizadas,

Domina o HCO3- e o Na+ e/ou Ca2+. Interacção água-granito

Existem quantidades importantes de sílica (entre 20 e 100 ppm), resíduo da hidrólise dos silicatos, dando origem à formação de minerais argilosos.

Só uma percentagem muito reduzida da sílica provem da dissolução do quartzo.

2Si3O8AlNa + 9H2O + 2H+ + 2HCO3- = Si2O5Al2(OH)4 + 2Na+ + 2HCO3- + 4SiO4H4

Rochas “resistentes” - materiais que não sofreram dissolução

Materiais insolúveis (quartzo, zircão)

Materiais que foram depositados antes que a hidrólise pudesse terminar a sua acção.

Rochas sedimentares

Muitas destas rochas estão total ou parcialmente cimentadas por materiais mais ou menos solúveis (carbonato de cálcio)

A água em contacto com estas formações geológicas tenderá a apresentar uma composição química semelhante à do cimento solúvel e/ou à da água que se produziria do contacto com as formações geológicas que deram origem aos clastos.

Rochas “hidrolisíticas” – são formadas na sua maior parte por partículas derivadas da hidrólise dos minerais de outras rochas.

Trata-se fundamentalmente das argilas

Rochas sedimentares (cont.)

Na grande maioria são muito pouco permeáveis ou mesmo impermeáveis. Podem armazenar quantidades apreciáveis de água, a qual vão expulsando pouco a pouco à medida que vão sofrendo compactação.

lodos → argilitos → argilas → xistos argilosos

Rochas de precipitação química

Rochas sedimentares

Calcários e dolomias.

(cont.) Margas - estado intermédio entre as rochas de precipitação química e as rochas “hidrolisíticas”

Águas com características intermédias entre as das águas de circulação nos granitos e as das águas de circulação nas Rochas Metamórficas

formações sedimentares. Por alteração, quer os xistos metamórficos quer os mármores dão origem a solos com elevada percentagem de argila e portanto bastante impermeáveis.

QUALIDADE DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS

Qualidade das águas subterrâneas

-Tipo de rochas atravessadas, -Produtos de alteração das rochas atravessadas, -Tempo de residência no subsolo, -Temperatura de interação água-rocha, -Tipo de coberto vegetal, -Tipo e quantidade de gases existentes na atmosfera, -Actividades humanas

Águas captadas em rochas ígneas e metamórficas são águas de muito boa qualidade.

As águas provenientes de formações sedimentares são, em geral, de boa qualidade, mas com uma quantidade de sais dissolvidos relativamente elevada. Arenitos (Na)

Apresentam baixa concentração de sais dissolvidos.

Calcários (Ca e Mg) Argilitos – (Fe e SO4)

Contaminação das águas subterrâneas Apesar do solo e da zona não saturada apresentarem excelentes mecanismos de filtragem

existem substâncias e gases dissolvidos que dificilmente deixarão a água subterrânea

podendo reter inúmeras partículas e bactérias patogénicas

podendo ser responsáveis pela sua poluição.

Factores condicionantes da deterioração da qualidade das águas subterrâneas.

Contaminação das águas subterrâneas (cont.)

- o sistema hidrológico, Para a planificação e controlo da poluição, é preciso conhecer bem:

- os contaminantes locais possíveis, - a litologia e geologia da região em questão.

Em alguns sistemas aquíferos, dada a lenta circulação das águas de infiltração ao longo de formações geológicas com um notável poder depurador, os problemas de contaminação são, consideravelmente, retardados.

No caso particular de sistemas aquíferos associados a formações carbonatadas, estas apresentam-se, em geral, carstificadas e por isso estes aquíferos são muito vulneráveis à poluição.

Contaminação das águas subterrâneas (cont.)

Alguns dos possíveis tipos de contaminantes que podemos encontrar são (Custódio & Llamas, 1996):

- inorgânicos: Cl, SO4, NO3, Na, Ca, K, etc. (comuns na maioria dos fertilizantes agrícolas vulgarmente utilizados no nosso País). - orgânicos degradáveis (fossas sépticas, excreções de animais, etc). - orgânicos pouco ou nada degradáveis (pesticidas, detergentes duros, etc). - biológicos (bactérias, vírus, algas, etc).

Exemplo de contaminação das águas subterrâneas devido à presença de um aterro sanitário mal projectado.

Contaminação das águas subterrâneas (cont.)

A interação entre as fontes de poluição do ar e a atmosfera define o nível de qualidade do ar que por sua vez, desencadeia os efeitos adversos dos poluentes sobre os receptores.

A utilização incorrecta ou exagerada de fertilizantes e pesticidas em solos muito permeáveis é muito importante na deterioração da qualidade das águas subterrâneas

Protecção dos aquíferos A potencial vulnerabilidade das águas minerais naturais e das águas de nascente, aliada à sua raridade e, sobretudo, à sua utilização humana explicam o regime de protecção que lhes é aplicável (DL 90/90), o qual, pela sua imperatividade, rigor do regime de restrições e dimensão das áreas abrangidas não tem paralelo nos demais recursos geológicos.

Exemplo esquemático de um corte geológico localizado numa zona de execução de uma captação de água subterrânea para consumo humano. Retirado de: http:// www.igm.ineti.pt/edicoes_online

Protecção dos aquíferos

Desde há longa data que em muitos países da Europa existem perímetros de protecção para a salvaguarda de aquíferos e captação de água de consumo humano.

- zona imediata as zonas que integram os Perímetros Protecção:

- zona intermédia - zona alargada Exemplo de Perímetro de protecção