Table Of ContentMINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA
MINISTRO DE ESTADO
Edison Lobão
SECRETÁRIO EXECUTIVO
Márcio Pereira Zimmermann
SECRETÁRIO DE GEOLOGIA, MINERAÇÃO
E TRANSFORMAÇÃO MINERAL
Cláudio Scliar
COMPANHIA DE PESQUISA DE RECURSOS MINERAIS /
SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL (CPRM / SGB)
DIRETORIA EXECUTIVA
Diretor-Presidente
Agamenon Sérgio Lucas Dantas
Diretor de Hidrologia e Gestão Territorial
José Ribeiro Mendes
Diretor de Geologia e Recursos Minerais
Manoel Barretto da Costa Neto
Diretor de Relações Institucionais e Desenvolvimento
Fernando Pereira de Carvalho
Diretor de Administração e Finanças
Eduardo Santa Helena da Silva
DEPARTAMENTO DE HIDROLOGIA
Chefe do Departamento de Hidrologia
Frederico Cláudio Peixinho
Chefe da Divisão de Hidrogeologia e Exploração
José Emílio Carvalho de Oliveira
Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
LABHID
LABORATÓRIODEHIDROGEOLOGIA-UFPE/CTG
H
idrogeologia
C a
onCeitos e pliCações
3ª Edição - Revisada e Ampliada
Organização e Coordenação Científica
Fernando A. C. Feitosa
João Manoel Filho
Edilton Carneiro Feitosa
José Geilson A. Demetrio
2008
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
© by autores
Todos os direitos desta edição reservados
CPRM - Serviço Geológico do Brasil
Organização e Coordenação Científica
Fernando A. C. Feitosa
João Manoel Filho
Edilton Carneiro Feitosa
J. Geilson A. Demetrio
Revisão Ortográfica e Gramatical
Maria da Graça de Melo Feitosa
Revisão de Citações Bibliográficas
Tânia Regina B. M. Freire
Mônica Cordulina da Silva
Arte e Projeto Gráfico
Fernando A. C. Feitosa
Reginaldo Pereira da S. Rocha
Maria da Graça de Melo Feitosa
Mônica Cristina Campelo de Souza
Sobrecapa baseada no modelo da capa da 1ª e 2ª Edições (DIMARK/CPRM)
Coordenação Editorial
Fernando A. C. Feitosa
Editoração Eletrônica
(Centro de Informática da Residência de Teresina do Serviço Geológico do Brasil)
Coordenação
Reginaldo Pereira da S. Rocha
Equipe
Robson Williams Carvalho Assunção
Veruska Maria Damasceno de Moraes
Wesley Melo dos Santos
Colaboração
Francisco Pereira da Silva
Ney Gonzaga de Souza
Feitosa, Fernando A.C.
Hidrogeologia : conceitos e aplicações / organização e
coordenação científica / Fernando A.C. Feitosa ... [et al.] ... –
3. ed. rev. e ampl. – Rio de Janeiro : CPRM : LABHID, 2008.
812 p.
1. Hidrogeologia. 2. Metodologia. I. Feitosa, Fernando A.C., Org.
II. Manoel Filho, João, Org. III. Feitosa, Edilton Carneiro, Org.
IV. Demetrio, J. Geilson A., Org. V. Título.
CDD 551.49
ISBN 978-85-7499-061-3
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
ApresentAção
Em muitas regiões da Terra, as águas subterrâneas foram, são e continuarão a
ser fundamentais para o desenvolvimento sócio-econômico, o que as transforma num bem
estratégico que deve ser racionalmente explotado, assegurando-se sua disponibilidade para
as populações futuras. Faz-se necessário, portanto, o desenvolvimento de um processo
sistemático de organização, análise e conciliação de seus múltiplos usos, dentro de uma
visão prospectiva do problema, de modo a promover a sua utilização racional e garantir a
sua disponibilidade.
Assim sendo, o uso das águas subterrâneas requer o desenvolvimento de
estudos que possibilitem o entendimento do comportamento dinâmico dos sistemas físicos
de subsuperfície e o estabelecimento de programas de uso e monitoramento desses recursos,
tendo como base o acompanhamento e a avaliação constante das ações propostas e dos
resultados obtidos com a sua aplicação.
No Brasil, verifica-se que a utilização dos recursos hídricos subterrâneos vem
sendo feita, normalmente, sem o necessário conhecimento hidrogeológico, gerado através
de estudos específicos ou mesmo básicos, o que impossibilita a elaboração de políticas
públicas e projetos de natureza conservativa.
Na região Nordeste do Brasil, onde existe uma maior carência de água imposta
pelas suas condições climáticas, poços produtores são perfurados desde o início do século
passado. Entretanto, é notório que apenas a partir de 1960, com a criação da Sudene, a
hidrogeologia começou a ser tratada como ciência. Mesmo assim, nessa região, a utilização
dos recursos hídricos subterrâneos aumentou vertiginosamente, principalmente nos locais
de maior densidade demográfica, em função da necessidade do aumento da oferta hídrica.
A demanda por conhecimento hidrogeológico, cada vez mais intensa e
em ambiente complexo, impõe um grande esforço para produzir pesquisa e estudos,
formar profissionais e produzir material técnico-científico que preserve e perpetue este
conhecimento.
Neste sentido, o Serviço Geológico do Brasil, em parceria com o Laboratório de
Hidrogeologia da Universidade Federal de Pernambuco, lança esta publicação que resume o
estado da arte da hidrogeologia no Brasil e poderá ser um importante instrumento, na cadeia
de valor que envolve o processo de geração e difusão do conhecimento hidrogeológico.
Agamenon Sergio Lucas Dantas
Diretor Presidente
CPRM - Serviço Geológico do Brasil
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
prefácio
A água começa a ser percebida pela humanidade como um recurso estratégico,
que condiciona o desenvolvimento e a qualidade de vida dos povos, refletindo, globalmente,
nas condições de sobrevivência do nosso planeta.
Desta constatação aflora a necessidade de geração de dados, informações e
conhecimentos sobre o comportamento dos processos hidrológicos e de suas interações
com os demais componentes do meio ambiente, de modo a permitir uma maior eficácia nas
decisões que envolvam o aproveitamento e a gestão deste valioso recurso.
Emerge, ainda, um interesse cada vez maior pela abordagem integrada do
ciclo hidrológico, por meio da análise e interpretação conjugadas das diferentes fases do
ciclo da água, envolvendo a atuação de equipes interdisciplinares.
Dentro deste contexto, a água subterrânea representa uma importante fase deste
ciclo, que deve merecer um maior aprofundamento no campo da pesquisa e da geração do
conhecimento, exigindo a participação cada vez mais ampla de especialistas nesta matéria,
bem como a produção de publicações que lhe dêem o embasamento científico necessário.
No plano acadêmico, pouca ênfase foi dada, ao longo do tempo, à formação
de profissionais de hidrogeologia e à divulgação de estudos científicos nessa área de
conhecimento, o que resultou numa carência muito grande de profissionais voltados para a
investigação hidrogeológica.
O Serviço Geológico do Brasil, ciente desta demanda, produziu em 1997 a
publicação intitulada Hidrogeologia – Conceitos e Aplicações, a qual teve grande aceitação
no meio acadêmico e profissional e, agora, resolve patrocinar, uma versão atualizada e
ampliada desta obra, que irá contribuir, indubitavelmente, para enriquecer o acervo desta
importante área do conhecimento.
Frederico Cláudio Peixinho
Chefe do Departamento de Hidrologia
CPRM – Serviço Geológico do Brasil
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
introdução
Originalmente restrita às suas raízes geológicas e aos seus experimentos
hidráulicos, a Hidrogeologia, nos últimos 150 anos, vem tendo crescente abrangência
interdisciplinar e cada vez mais se consolida como uma ciência ambiental, assumindo, por
isso, importância decisiva, principalmente porque trata de um bem vital - a água.
No mundo globalizado de hoje, o estudo da água subterrânea assume uma
importância cada dia maior como instrumento capaz de prover solução para os problemas
de suprimento hídrico e de controle de poluição, intrínsecos às atividades humanas.
De fato, tem sido observado, nos últimos anos, que o crescimento populacional,
além de aumentar as necessidades hídricas, responde pelo aumento da poluição ambiental.
Nesse contexto, o aproveitamento criterioso da água subterrânea, como fator essencial
para o desenvolvimento, enfrenta pelo menos três desafios, no tocante à necessidade de
conhecimentos.
O primeiro, nos campos hidrogeológicos da exploração, avaliação e explotação.
O segundo, nos domínios da proteção e da conservação. Sob esse aspecto, a contaminação
da água subterrânea pelo homem, nunca imaginada em tempos mais remotos, começou há
cerca de 30 anos nos países mais desenvolvidos e já ocorre em muitos locais do Brasil. Nos
últimos 20 anos, a literatura hidrogeológica vem tratando e destacando o assunto como algo
preocupante, na medida em que nada parece indicar a redução na tendência de crescimento
da poluição dos aqüíferos pela atividade humana. Ao contrário, principalmente nos aqüíferos
freáticos, que são mais facilmente acessíveis ao homem e, por isso mesmo, mais utilizados
e muito vulneráveis, a poluição não cessa de crescer. O terceiro desafio, portanto, é um
corolário dos dois primeiros e está associado à necessidade de conhecimentos para bem
planejar e administrar, tanto os diversos usos quanto a proteção da água subterrânea.
No Brasil, o desenvolvimento da Hidrogeologia teve início na década de 60, na
região Nordeste, através da atuação da Sudene, sendo, portanto, uma prática relativamente
recente. Como reflexo disso, profissionais, técnicos e estudantes ligados ao setor de água
subterrânea, indubitavelmente, ressentem-se da falta de livros e publicações didáticas
editados em português, que orientem suas atuações e aprendizado. Além disso, o Brasil,
como país em desenvolvimento, muito rico em águas subterrâneas, certamente clama por
soluções práticas, nos diversos campos desta ciência não exata.
Dentro deste panorama e percebendo esta necessidade, a CPRM lançou em
1997, em parceria com o LABHID - Laboratório de Hidrogeologia da Universidade Federal
de Pernambuco, a primeira edição do livro Hidrogeologia: Conceitos e Aplicações, como
uma contribuição ao preenchimento desta lacuna. O livro respondeu positivamente às
expectativas, obtendo ótima aceitação na comunidade técnico-científica e sendo adotado
em diversas universidades como texto para cursos de graduação e pós-graduação. Os mil
exemplares da 1a edição esgotaram-se antes do final de 1998, ficando uma demanda não
atendida materializada por inúmeras e sistemáticas solicitações de aquisição feitas à CPRM.
Assim, para atender essa demanda, a CPRM, apoiada pela ABAS - Associação Brasileira
de Águas Subterrâneas, Núcleo Ceará, lançou a segunda edição em 2.000, no I Congresso
Mundial Integrado de Águas Subterrâneas, realizado em Fortaleza.
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
O conteúdo dessas primeiras edições baseou-se em apostilas apresentadas
pelos autores em cursos intensivos de especialização, ministrados pelo LABHID a técnicos
da CPRM. Esse conteúdo contemplava uma ampla gama de aspectos da Hidrologia
Subterrânea, tais como os conceitos e princípios fundamentais da Hidrogeologia, da
Geologia, da Física, da Química e da Matemática, julgados necessários ao entendimento
dos temas apresentados. Não menos importante, além disso, foi a experiência profissional
dos autores, desenvolvida no Brasil, na lide diária, e que permeou toda a obra.
Em 2002, com o esgotamento da 2ª edição, a CPRM resolveu não imprimir,
simplesmente, uma nova tiragem das edições anteriores, mas produzir um livro de
maior envergadura. Iniciou, assim, o projeto Hidrogeologia: Conceitos e Aplicações - 3ª
Edição Revisada e Ampliada. Além de uma ampla revisão e reformulação da estrutura de
apresentação, foi incluída uma série de novos temas, em parte, por conseqüência do avanço
do conhecimento na última década, e, também, em função de demandas emanadas de
estudantes, técnicos e pesquisadores do setor.
A edição atual é composta por 31 capítulos distribuídos em sete módulos:
A Água Subterrânea (capítulos 1.1, 1.2 e 1.3); Água Subterrânea em Meios Porosos
Homogêneos (capítulos 2.1 e 2.2); Água Subterrânea em Meios Heterogêneos (capítulos
3.1, 3.2 e 3.3); Pesquisa de Água Subterrânea (capítulos 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 e 4.5); Qualidade
das Águas Subterrâneas (capítulos 5.1, 5.2, 5,3 e 5.4); Explotação das Águas Subterrâneas
(capítulos 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7 e 6.8) e Planejamento e Gerenciamento das Águas
Subterrâneas (capítulos 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 e 7.6). Por fim, como suporte ao entendimento
de muitos temas, são apresentados, ainda, os Apêndices Noções de Cálculo Aplicado e
Noções de Geoestatística Aplicada. O conteúdo deste livro, portanto, aumentou muito,
cobrindo praticamente todos os aspectos inerentes à água subterrânea, desde a sua
importância e ocorrência até as ferramentas de gerenciamento.
Como destacado na primeira edição, contudo, uma publicação com essa
abrangência há de padecer, naturalmente, de limitações e imperfeições. O material
apresentado não pretende, portanto, ser a palavra final nem, muito menos, tenciona
esgotar o tema. Assim sendo, os organizadores sentir-se-ão muito agradecidos, se lhes
forem apontadas oportunidades de melhorias e, por outro lado, recomendam aos mais
interessados, leituras adicionais que podem ser encontradas nas referências bibliográficas
indicadas na presente obra, em cada um de seus capítulos.
Por fim, os organizadores esperam que esta obra sirva de fonte de informações
tanto para cursos de graduação, especialização e pós-graduação em Geologia e
Hidrogeologia, como para referência de técnicos e pesquisadores da área e acreditam na
sua importância e repercussão dentro do panorama atual dos recursos hídricos do país, em
face do que representa em escala global a água subterrânea para a humanidade.
Fernando A. C. Feitosa
João Manoel Filho
Edilton Carneiro Feitosa
J. Geilson A. Demetrio
Organização e Coordenação Científica
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
AgrAdecimentos
À diretoria executiva do Serviço Geológico do Brasil - CPRM, nas pessoas de
seu diretor-presidente, geólogo Agamenon Sergio Lucas Dantas, e seu diretor de Hidrologia
e Gestão Territorial, geólogo José Ribeiro Mendes, pela confiança e apoio dispensados, sem
os quais esta edição não poderia ter sido realizada e publicada.
À Universidade Federal de Pernambuco, representada pelo seu Laboratório de
Hidrogeologia – LABHID/CTG, pelos cursos de aperfeiçoamento ministrados a técnicos da
CPRM em 1994, 1995 e 1996, que constituíram a semente que germinou na presente obra.
Aos mentores e grandes incentivadores da 1ª edição desta obra, Humberto J.
T. R. de Albuquerque e Frederico Cláudio Peixinho, bem como a Thales de Queiroz Sampaio
e Clodionor Carvalho de Araújo, pelo forte apoio franqueado em sua elaboração.
A todos os autores desta 3ª edição, pelo empenho, não apenas na elaboração
de seus textos, mas também na sua atualização e refinamento, em que as experiências
pessoais foram vertidas com entusiasmo.
A todos os colaboradores que devotaram um imenso esforço nas tarefas de
editoração e revisão, em especial à Maria da Graça de Melo Feitosa pela sua valorosa
participação e dedicação voluntária.
Aos funcionários do Serviço Geológico do Brasil, em Teresina, nas pessoas do
chefe da Residência, Antônio Reinaldo Soares Filho e do Coordenador Executivo, Frederico
José Campelo de Souza, pelo apoio incondicional fornecido, o qual foi decisivo para o
sucesso da fase final de edição.
E, por fim, os organizadores desta obra deixam aqui registrada, uma homenagem
histórica aos idealizadores e primeiros dirigentes da Superintendência do Desenvolvimento
do Nordeste – Sudene, instituição que se constituiu, nas décadas e 1960 e 1970, em berçário
e celeiro dos hidrogeólogos pioneiros do Brasil. A essas pessoas, portanto, a presente
obra deve muito da sua origem, da sua trajetória e da contribuição que certamente trará à
comunidade hidrogeológica do Brasil.
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Hidrogeologia - Conceitos e Aplicações
orgAniZAção e coordenAção cientÍficA
Fernando A. C. Feitosa
Geólogo (1982) e Mestre em Hidrogeologia (1990) pela Universidade Federal de Pernambuco
– UFPE. Doutorando em Hidrogeologia pela UFPE. Atuou na Conesp, Atepe, Acquaplan,
Emater-PE e Funceme. Foi chefe da Divisão de Hidrogeologia (2001-2007) e atualmente
é coordenador executivo do Departamento de Hidrologia do Serviço Geológico do Brasil.
Coordenador da rede de pesquisa de estudos hidrogeológicos do semi-árido brasileiro,
FINEP/CPRM-UFBA-UFC-UFCG-UFRN-UFPE (2005-2008). Linhas de atuação: avaliação e
gestão de aqüíferos; estudos hidrogeológicos; construção e avaliação de poços. CPRM –
Serviço Geológico do Brasil.
([email protected])
João Manoel Filho
Geólogo pela Escola de Geologia de Pernambuco (1962), Mestre em Hidrogeologia (Diplôme
d’Ètudes Superieures) pela Université Louis Pasteur, Strasburg, França (1965) e Doutor em
Recursos Minerais e Hidrogeologia pela Universidade de São Paulo – USP (1996). Linhas
de atuação: avaliação, gestão e modelagem de aqüíferos; aqüíferos anisotrópicos. UFPE-
LABHID.
([email protected])
Edilton Carneiro Feitosa
Geólogo pela Escola de Geologia de Pernambuco (1964) e Mestre em Hidrogeologia (Diplôme
d’Ètudes Superieures) pela Université Louis Pasteur, Strasbourg, França (1967). Professor
aposentado da Universidade Federal de Pernambuco – UFPE. Consultor de instituições e
empresas públicas e privadas. Linhas de atuação: estudos hidrogeológicos, hidrodinâmica
de poços, modelagem analítica de baterias de poços, pesquisa de mananciais subterrâneos,
levantamentos geofísicos (eletroresistividade) na pesquisa de água subterrânea. UFPE-
LABHID.
([email protected])
J. Geilson A. Demetrio
Geólogo (1982) e Mestre em Hidrogeologia (1990) pela Universidade Federal de Pernambuco
– UFPE. Doutor em Hidrogeologia pela Universidade de São Paulo – USP (1998). Atuou na
Planat – Consultoria em Recursos Naturais, Companhia de Águas e Esgoto do RN - Caern
e Associação Tecnológica de PE - Atepe. Professor Adjunto do Departamento de Geologia
da UFPE. Coordenador do Laboratório de Hidrogeologia - Labhid do Degeo/UFPE. Linhas
de atuação: hidráulica e modelagem numérica de aqüíferos; projeto e hidráulica de poços e
geofísica aplicada à hidrogeologia. UFPE-LABHID.
([email protected])
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