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representam a descarga do aqüífero para o rio em toda a bacia de drenagem. Além disso, trata-se de uma técnica potencialmente útil, em especial em áreas onde os dados de poços são escassos. Embora se trate de um valor médio e, portanto, inadequado para estimar produção de um poço em particular, fornece a baixos custos uma estimativa regional das condições do aqüífero.

3.7 - FATORES QUE INTERFEREM NO REGIME HIDROLÓGICO /

HIDROGEOLÓGICO

Os principais fatores que interferem no regime hidrológico/hidrogeológico e que definem a proporção do fluxo total que provém do fluxo de base estão relacionados ao clima e às características físicas da bacia, como geologia, geomorfologia, regolito e até condições de uso e ocupação. A identificação da representatividade de cada fator no balanço hidrológico final é dificultada pela sobreposição e reciprocidade dos processos atuantes (Castany 1971, Mello et al. 1994, Moldan & Cerny 1994, Chilton & Foster 1995, Tallaksen 1995, Lacey & Grayson 1998, Mwakalila et al. 2002).

3.7.1 – Clima

A vazão está intimamente relacionada com o balanço precipitação-evapotranspiração, apresentando uma relação de proporcionalidade. A precipitação participa ainda da definição do potencial hídrico ao contribuir na evolução do perfil do solo, que tende a ser mais espesso em regiões mais úmidas (Chorley 1980, Lacey & Grayson 1998).

Lacey & Grayson (1998) citam rochas sedimentares similares, localizadas em regiões distintas, com grandes diferenças na capacidade específica, que seriam explicadas em termos da profundidade do saprolito: em áreas com altas taxas de precipitação propiciou-se um manto de intemperismo mais profundo, responsável pela alta produtividade.

Outros índices climáticos, tais como temperatura e ventos, também participam do balanço hidrológico, influenciando principalmente a evapotranspiração.

Em bacias onde se tem o predomínio de gnaisse no nordeste de Minas Gerais, Peixoto et al. (1982) encontraram coeficientes de recessão médio de 0,003 a 0,009 d-1_{. Estes autores citam trabalhos} em região com rochas semelhantes, porém em clima semi-árido, cujo valor médio do coeficiente de recessão é de 0,064 d-1_.

3.7.2 – Geologia

A geologia tem uma função relevante na definição do regime hidrológico e hidrogeológico (e.g Custodio & Llamas 1976, Fetter 1988, Moldan & Cerný 1994).

Diretamente, a influência da geologia reflete-se no fato da água ser armazenada nas rochas podendo ser posteriormente liberada aos rios como fluxo de base. Conforme as propriedades da rocha, esta poderá armazenar e transmitir com maior ou menor eficiência, definindo-se assim a potencialidade do aqüífero. Além da litologia, aspectos estruturais também podem ser decisivos na definição das condições de fluxo. Por exemplo, as fraturas exercem papel relevante em função de sua abertura, freqüência e grau de conexão (e.g Fetter 1988, Mello et al. 1994, Chilton & Foster 1995).

Outra influência está na formação do solo: diferentes tipos de rochas, sob a ação do clima, vegetação e outros, tendem a originar diferentes tipos e espessuras de solo, cujas características são decisivas no processo de recarga e até mesmo no armazenamento e, conseqüentemente, na produção de água na bacia (Chorley 1980, Lacey & Grayson 1998). Chilton & Foster (1995) verificaram, em aqüífero cristalino localizado na África, que a espessura saturada do regolito é o principal fator controlador na produção de poços. Pode-se dizer que, com o aumento da espessura do regolito há uma tendência de aumento no fluxo de base.

Adicionalmente, as compartimentações do perfil de intemperismo apresentam comportamento hidráulico diferenciado. Considerando a compartimentação proposta por Deere & Patton (1971) em rocha sã, rocha alterada, saprolito (ou horizonte C) e horizontes A e B, tem-se um maior coeficiente de armazenamento (S) e uma menor condutividade hidráulica (K) no regolito (que engloba horizontes A,B e C em elúvios e colúvios) em comparação com a rocha alterada (Deere & Patton 1971, Kellett & Bauman 1994, Chilton & Foster 1995). O regolito se comportaria, portanto, como um aquitardo. Contudo, há exceções, como no manto de alteração de quartzitos, que por ser arenoso apresenta maior capacidade de transmitir água (Peixoto et al. 1982). A rocha sã tende a apresentar menores valores de k e S (Chilton & Foster 1995).

O fluxo superficial apresenta relação inversa com a permeabilidade, ou seja, para terrenos com litologia pouco permeável a água tenderá a escoar superficialmente gerando altos valores para a relação vazão (Q) / precipitação (P), que é o coeficiente de fluxo. Castany (1971) cita valores de Q/P de 0,91 e 0,77 para bacias constituídas exclusivamente por basaltos e bacias em rochas graníticas e basálticas, respectivamente. Tem-se ainda que, quanto menos permeável uma região, maior sua densidade de drenagem, e assim a geologia acaba por definir, de forma indireta, o padrão de drenagem (Castany 1971).

Em termos de fluxo de base, a importância da geologia é ainda maior, como atestam vários trabalhos (Trainer & Watkins Jr. 1974, Lacey & Grayson 1998, Smakhtin 2001). Winter et al. (1998) reportam bacias em terrenos arenosos e com cascalho (altamente permeáveis) onde 90% da vazão média anual foi derivada de água subterrânea, e valores de apenas 14% para bacias com rochas siltosas e argilosas. Granito e basalto são as rochas que tendem a produzir altos valores de fluxo de base (Mwakalila et al. 2002), assim como riodacitos e algumas rochas sedimentares (Lacey & Grayson 1998). Em síntese, bacias em rochas altamente fraturadas e solo permeável profundo, terão maior fluxo de base.

Segundo Lacey & Grayson (1998), o conjunto geologia-vegetação nativa constitui um fator importante na determinação do fluxo de base, agindo como um parâmetro que representaria a história climática e o comportamento hidrológico de rochas e solos. Para estes autores, alguns parâmetros topográficos adimensionais (tais como o slope index e porcentagem da bacia constituída por planície de inundação), o estágio de crescimento da vegetação e o tamanho da bacia (para bacias de até 100 km2_{) não apresentam correlação direta com o fluxo de base. Em relação às condições climáticas, estas} teriam maior efeito sobre o BFI em longo prazo, com a chuva favorecendo a formação de camadas de solo espessas.

Mwakalila et al. (2002) mostraram que entre os índices físicos por eles analisados, os que apresentam melhor correlação com o BFI são: geologia, clima (correlação positiva) e densidade de drenagem (inversamente proporcional).

Gonçalves (2001) definiu coeficientes de recessão médios de 0,003 e 0,005 para aqüíferos fissurais na região leste da zona da mata mineira e no extremo noroeste do Rio de Janeiro. O primeiro valor, que indica alta capacidade de armazenamento, é justificado pelo autor pela presença mais expressiva de aqüíferos granulares compostos pelos depósitos aluvionais e manto de intemperismo.

3.7.3 - Geomorfologia

As características geomorfológicas de uma bacia também interferem nas condições de fluxo. A inclinação do terreno influencia o processo de infiltração e conseqüentemente na produção do fluxo de base e do deflúvio total. Em termos locais, as taxas de infiltração são baixas em encostas íngremes, com solos pouco desenvolvidos. Em áreas “baixas”, como nas várzeas, terraços fluviais e concavidades, onde pode ocorrer o fenômeno do fluxo superficial por saturação (item 4.4), as condições de infiltração também podem ser limitadas.

Para Lacey & Grayson (1998), nas áreas de relevo mais alto predomina a recarga, em contraposição às áreas mais baixas, onde ocorre preferencialmente a descarga do lençol.

A relevância do relevo para o regime de fluxo é tradicionalmente avaliada por meio de diversos índices morfométricos, entre os quais se destacam:

» H = relevo da bacia (ou amplitude altimétrica) – corresponde à diferença entre a maior e a menor cota topográfica da bacia (e.g. Lacey & Grayson 1998).

» Slope index = H/ área – refere-se ao grau de inclinação da bacia, sendo um índice adimensional (e.g. Lacey & Grayson 1998).

» Densidade de drenagem – razão entre comprimento total da rede de canais e área da bacia.

» Largura média da bacia – obtida, neste trabalho, por meio da média de três larguras ao longo da bacia.

» Kc = índice de compacidade ou índice de Gravelius - refere-se à forma da bacia que, assim como seu sistema de drenagem, sofre grande influencia da geologia. É definido pela relação entre o perímetro da bacia hidrográfica e o perímetro de um círculo de igual área. Considerando P e A, respectivamente, o perímetro e a área da bacia, pode-se calcular este índice diretamente pela fórmula (Garcez 1974, Custodio & Llamas 1976)

A

P

Kc≈0,28

Bacias com menores valores de Kc (próximo a 1) são mais circulares e assim mais susceptíveis a enchentes, uma vez que tendem a concentrar mais rapidamente o escoamento superficial (considerando apenas o efeito do fator forma).

Alguns trabalhos procuraram estabelecer qual seria a influência destes índices na geração de fluxo de base. Zecharias & Brutsaert (1988) apontam como os controles geomorfológicos mais importantes da descarga da água subterrânea os índices: densidade de drenagem, inclinação média da bacia e comprimento da drenagem perene. Do mesmo modo, Mwakalila et al. (2002) concluíram que a densidade de drenagem mantém uma relação inversamente proporcional com o BFI. Este resultado é previsível uma vez que, quanto maior a densidade de drenagem, mais impermeável é a bacia e mais rapidamente a água escoará por ter mais oportunidade (caminhos) para chegar ao canal principal e deixar a bacia. Conseqüentemente, a bacia apresentará altos valores de fluxo superficial em detrimento ao fluxo de base. Já Lacey & Grayson (1998) estudaram a influência de três parâmetros topográficos adimensionais no fluxo de base: comprimento total da rede de canais / área da bacia, que é o equivalente adimensional de densidade de drenagem; slope index; e a fração da bacia constituída por planície de inundação. Dentro dos domínios homogêneos por eles estudados, não foram encontradas tendências entre estes índices e o fluxo de base.