1 UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL TECNOLOGIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL: TOPOGRAFIA E ESTRADAS PROJETO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO CARACTERIZÇÃO AMBIENTAL DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO PARA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS ARTHUR FERREIRA SAMPAIO JUAZEIRO DO NORTE, CE 2017
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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL TECNOLOGIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL: TOPOGRAFIA E ESTRADAS
PROJETO DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO
CARACTERIZÇÃO AMBIENTAL DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO PARA
CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS
ARTHUR FERREIRA SAMPAIO
JUAZEIRO DO NORTE, CE 2017
CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO PARA
CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS
ARTHUR FERREIRA SAMPAIO
Projeto apresentado na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso, como requisito básico para a Conclusão do Curso de Tecnologia de Construção Civil com habilitação em topografia e estradas, na Universidade Regional do Cariri.
Orientador: Dr. Renato de Oliveira Fernandes
JUAZEIRO DO NORTE, CE
2017
Sampaio, Arthur Ferreira. CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO PARA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS/ Arthur Ferreira Sampaio – Juazeiro do Norte: URCA/ Centro de Ciências e Tecnologia, 2017. 66 p. Orientador: Dr. Renato de Oliveira Fernandes Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Tecnologia da Construção Civil - habilitação em Topografia e Estradas) – Universidade Regional do Cariri/ Centro de Ciências e Tecnologia.
ARTHUR FERREIRA SAMPAIO
Acadêmico do curso de Tecnologia da Construção Civil
CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO PARA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS
BANCA EXAMINADORA
______________________________________________ PROF. Dr. RENATO DE OLIVEIRA FERNANDES,
URCA AVALIADOR
______________________________________________ PROF. ANTÔNIO COSTA SAMPAIO NETO,
URCA AVALIADOR
______________________________________________ PROF. JANEIDE FERREIRA ALENCAR DE OLIVEIRA,
URCA AVALIADOR
Aprovação em ______ /_______ /_________, Com nota _________
Dedico a meus pais Carlos Antônio Sampaio e Maria
Luciene Ferreira Sampaio, aos meus avós Expedito Pacifer
Sampaio, Maria Bernadete Miranda Sampaio e Francisca
Gomes de Alencar; minhas irmãs Deborah Ferreira Sampaio
e Bianca Ferreira Sampaio; minha namorada Zilda Macêdo
e a todos meus familiares.
AGRADECIMENTOS
A Deus por todas as conquistas alcançadas e sempre permitindo que tudo
acontecesse da melhor forma possível;
A meus pais Carlos Antônio Sampaio e Maria Luciene Ferreira Sampaio pelo
o apoio e a ajuda para a realização de um sonho e pela motivação de sempre buscar
horizontes maiores;
Aos meus avós Expedito Pacifer Sampaio, Maria Bernadete Miranda Sampaio
e Francisca Gomes de Alencar por todo o apoio nos momentos difíceis;
A minhas irmãs Deborah Ferreira Sampaio e Bianca Ferreira Sampaio por me
apoiarem e me motivarem.
A minha namorada Zilda Macêdo por todo o apoio e pela motivação de sempre
buscar o melhor a meu cunhado Hudson Gonçalves pelo apoio e a Wagner Telles por
ter me proporcionado um estágio no qual apurou meus conhecimentos na área.
Ao meu orientador Dr. Renato de Oliveira Fernandes pela disponibilidade
paciência e dedicação durante toda realização do trabalho; A todos os meus
professores em especial Paulo Ricardo, Nobre Rabelo, Ishimaro, Eliakin e Vangivaldo
e Nobre, por compartilharem sua sabedoria de forma tão espontânea e objetiva.
Aos meus colegas por compartilharem todos os momentos que estive presente na
faculdade.
“ É impossível avaliar a força que possuímos
sem medir o tamanho do obstáculo que
podemos vencer, nem o valor de uma ação sem
sabermos o sacrifício que ela comporta. ”
(H.W. Beecher)
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Precipitação anual no semiárido...............................................................18
Figura 2: Localização dos reservatórios no semiárido e seus respectivos volumes.21
Figura 3: Colocação da lona......................................................................................23
Figura 4: Poço aluvião...............................................................................................24
Figura 5: Sangradouro da barragem subterrânea ....................................................25
Figura 6: Barragem superficial de terra.....................................................................29
Figura 7: Barragem superficial de concreto................................................................30
Figura 8: Barragem superficial de enrocamento.......................................................30
Figura 9: Mapa de delimitação do semiárido brasileiro.............................................42 Figura 10: Mapa de solos do semiárido...................................................................44
Figura 11: Mapa Hidroquímico dos Mananciais Subterrâneos da Região Nordeste do Brasil...........................................................................................................................47
Figura 12: Mapa Hidroquímico dos Mananciais Superficiais da Região Nordeste do Brasil.................................................................................................................. .........47
Figura 13: Mapa topográfico do semiárido................................................................48
Figura 14: Mapa dos solos do semiárido com regiões de estudo.............................50
Figura 15: Mapa hidroquímico das regiões onde o solo é propicio para a construção
de uma barragem subterrânea ..................................................................................51
Figura 16: Topografia das regiões de estudo das barragens subterrâneas.............52
Figura 17: Barragem superficial construída com o solo Neossolo Litólico (RL) ........54
Figura 18: Mapa de solos com as regiões de estudo para barragens superficiais.55
Figura 19: Mapa hidroquímico das regiões onde o solo é propicio para a construção
de uma barragem superficial.....................................................................................56
Figura 20: Topografia das regiões de estudo das barragens superficiais...............57 ...
Figura 21: Seleção de um local no semiárido mostrando as características de solo, hidroquimico e topografia para fins de construção de uma barragem subterrânea...59
Figura 22: Seleção de um local no semiárido mostrando as características de solo, hidroquimico e topografia para fins de construção de uma barragem superficial......60
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Barragens subterrâneas de maior porte construída..................................20
Tabela 2: Volume de água armazenado na barragem subterrânea em várias situações
de largura da barragem.............................................................................................27
Tabela 3: Dimensionamento dos serviços e materiais a empregar...........................28
Tabela 4: Custo para cada tipo de situação..............................................................28
Tabela 5: Custo relativo de alguns tipos de barragens superficiais, levando em conta só os materiais e seus volumes ................................................................................32
Tabela 6: Vantagens e desvantagens das barragens subterrâneas ........................38
Tabela 7: Vantagens e desvantagens das barragens superficiais............................39
RESUMO
Este trabalho apresenta as principais características ambientais do semiárido
brasileiro para a construção de barragens superficiais e subterrâneas no semiárido
brasileiro, no qual sofre com constantes secas, e compara os benefícios gerados no
uso de cada obra de infraestrutura. O estudo apresenta os investimentos necessários,
a qualidade hidroquímica no local onde está construída, a topografia do terreno, as
perdas por evaporação, disponibilidade hídrica e outras características ambientais e
hidrológica. Além disso, é feito um resumo sobre o método de construção de ambos
reservatórios, e a comparação dos seus pontos positivos e negativos. Ao final da
análise é mostrado vantagens de cada tipo de barramento. Os resultados mostraram
a partir da comparação dos mapas de solo, qualidade hidroquímica da água e a
topografia da região semiárida que o melhor local para a construção de uma barragem
superficial ou subterrânea dependem de vários fatores que precisam ser analisados
com muita cautela para evitar baixa eficiência hídrica dessas obras de infraestrutura.
3.1. O PROBLEMA DA ÁGUA NO SEMIÁRIDO ................................................... 17
3.2. OS PRINCIPAIS RESERVATÓRIOS SUBTERRÂNEOS DO SEMIÁRIDO .... 19
3.3. OS PRINCIPAIS RESERVATÓRIOS SUPERFICIAIS DO SEMIÁRIDO ......... 21
3.4. PROCESSO CONSTRUTIVOS DAS BARRAGENS SUBTERRÂNEAS ......... 22
3.5. SOLO ADEQUADO PARA AS BARRAGENS SUBTERRÂNEAS .................. 25
3.6. CUSTO FINANCEIRO DA BARRAGEM SUBTERRÂNEA ............................ 26
3.7. PROCESSO CONSTRUTIVOS DAS BARRAGENS SUPERFICIAIS ............. 29
3.8. SOLO ADEQUADO PARA AS BARRAGENS SUPERFICIAIS ....................... 31 3.9. CUSTO FINANCEIRO DA BARRAGEM SUPERFICIAL ............................... 32
obtidas ao longo do tempo em que esteve em órbita. É possível, por exemplo, observar
o grau de crescimento horizontal de uma cidade ou as transformações no relevo
durante um determinado período de tempo.
3.12. Vantagens e desvantagens da barragem subterrânea
A tabela 6 mostra as vantagens e desvantagens das barragens subterrâneas:
Tabela 6: vantagens e desvantagens das barragens subterrâneas.
Vantagens das barragens subterrâneas
Desvantagens das barragens subterrâneas
Não há perdas de áreas agricultáveis para o armazenamento de água como ocorre nas barragens de superfície, já que a área de captação de água também se constitui área de plantio;
Não adequada para todo o ambiente;
Menor índice de poluição bacteriana superficial, pois a água fica armazenada dentro do solo;
Falta de conhecimento básico pela maioria dos agricultores sobre a barragem subterrânea;
Diminuição da evaporação da água, pois não há formação de espelho d’água, já que a água é armazenada dentro do solo;
Locação fora dos padrões técnicos estabelecidos para construção da barragem subterrânea tem ocasionado salinização das áreas de plantio;
Baixo custo de construção quando comparada às estruturas hidráulicas convencionais de barramento superficial, e facilidade de construção;
Construção de barragem próxima à cabeceira do riacho e ausência do enrocamento de pedras, diminui o tempo de permanência da água para infiltração;
Geração de emprego, pois pode ser construída inteiramente com mão-de-obra da comunidade local, numa espécie de mutirão;
Construção de poço amazonas com tubos de concreto pré-moldado com baixa porosidade, permite praticamente apenas a entrada de água pelo fundo do poço (Costa et al. 2005);
Utilização do poço para irrigação: é opção do produtor instalar sistema de bombeamento para irrigação e/ ou subirrigação. A instalação do poço facilita a retirada de água para subirrigação e/ou cultivo de hortaliças.
Riscos de salinização do solo da região da bacia hidráulica da barragem, pelos efeitos da super exploração do aquífero barrado e da ação da elevada evapotranspiração, associada a períodos de seca prolongada;
Permite maior infiltração no solo, reduzindo, ao mesmo tempo, o escoamento superficial e, consequentemente, a erosão.
Devido à presença de coliformes fecais, decorrentes da concentração de animais na área a montante do barramento e na área da bacia hidrográfica, bem como falta de saneamento básico adequado, a utilização da água para consumo humano é imprópria;
Fonte: Elaboração própria.
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3.13. Vantagem e desvantagens das barragens superficiais
A tabela 7 mostra as vantagens e desvantagens das barragens superficiais:
sobre os aspectos favoráveis as barragens superficiais, Molle (1994) e Barros (2010).
Tabela 7: vantagens e desvantagens das barragens subterrâneas.
Vantagens das barragens superficiais
Desvantagens das barragens superficiais
O cultivo de vazante, realizado pelo sertanejo nas margens de açudes e rios, à medida que o nível d’água vai baixando, onde se aproveita não só a umidade profunda, mas o limo fertilizante depositado; se constitui um meio de produção no contra estação, planta-se cultivos de ciclo curto e de bom crescimento radicular (feijão, batata-doce, maxixe, jerimum, etc.). É de grande valor também o capim de vazante, para suporte forrageiro.
Sangradouros, que constituem o ponto mais delicado da edificação do açude; A solução ideal consiste em ter um sangradouro natural, pelo qual a água excedentária é levada para outra bacia. Muitas vezes é preciso fazer serviços nos sangradouros para elevar seu nível, devido a consequências da sedimentação e do assoreamento. O trabalho mais cômodo a fazer é uma parede de alvenaria a altura desejada;
A irrigação visa diminuir os problemas decorrentes da incerteza das chuvas e extensão do cultivo no período seco. Assim os açudes permitem o cultivo perene, possibilitando um cultivo suplementar (geralmente de renda), além do cultivo de sequeiro (geralmente de subsistência). Há uma limitação dessa atividade em pequenos açudes, decorrente do rápido consumo da água.
Qualidade da água e salinização, o fato de, não raro, servirem os açudes tanto para o abastecimento animal quanto para uso doméstico, implica em problemas sanitários óbvios. Com relação ao processo de salinização deve ser considerado as características dos solos das bacias hidrográficas, além do dimensionamento do açude, que determina a capacidade concentradora da represa. Quando o volume diminui os sais concentram-se, por outro lado, a sangria “lava” o açude;
Geração de eletricidade. A destruição de ecossistema; Recreação náutica. A degradação das áreas a montante,
devido à inundação da área do reservatório;
A piscicultura consiste no peixamento de açudes bem como a instalação de estações de piscicultura e produção de alevinos de maneira sistematizada, ou
Perdas por evaporação e infiltração: a evaporação é bastante variável, e acarreta a perda anual de uma lâmina de 2,10 e 2,70 metros, em função,
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seja, uma piscicultura semi-intensiva, que consiste na engorda de peixes.
principalmente das condições climáticas locais (insolação, vento, etc.); da natureza da área circunvizinha (solo exposto, vegetação etc.) e do tamanho da superfície líquida da represa. A essa evaporação acrescentam-se perdas por infiltração, que embora desprezíveis para os grandes açudes, mas que para os pequenos açudes pode ser igualmente prejudicial aos efeitos da evaporação segundo, Molle (1994);
Fornecimento de água potável. A degradação das áreas a montante, devido à inundação da área do reservatório;
Algum controle de inundação. A destruição de florestas e habitats selvagens que levam ao desaparecimento de espécies.
Fonte: Elaboração própria.
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4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1. Área da pesquisa
O semiárido brasileiro possui uma extensão total de 982.563,3 km². Dessa
área, a Região Nordeste concentra em torno de 89,5%, abrangendo a maioria dos
estados nordestinos, com a exceção do Maranhão, e o Estado de Minas Gerais,
situado na Região Sudeste, possui os 10,5% restantes (103.589,96 km²) como
mostrado na (figura 9). A Região Semiárida foi delimitada com base na isoieta de 800
mm, no Índice de Aridez de Thorntwaite de 1941 (municípios com índice de até 0,50)
e no Risco de Seca (superior a 60%) conforme senso do IBGE (2014).
O Semiárido brasileiro é a região semiárida mais populosa do mundo, com
uma população de mais de 22 milhões de pessoas, correspondendo a 11,8% da
população brasileira (IBGE, 2007). O clima é uma das características mais
preponderantes do semiárido, principalmente devido à ocorrência de secas
estacionais e periódicas (Mendes, 1997). Pelas características climáticas e
econômicas, como a pecuária e o turismo, se faz necessário o desenvolvimento de
metodologias específicas de utilização e conservação dos recursos hídricos no
semiárido brasileiro (Cirilo et al., 2010). A baixa precipitação e a elevada evaporação
intensificam a eutrofização de ecossistemas aquáticos no semiárido, devido à
remobilização de nutrientes do sedimento e aumento de concentrações na água,
resultando em perda de qualidade ecológica e reduzindo seus múltiplos usos (Freitas
et al., 2011).
Como reflexo das condições climáticas dominantes de semiaridez, a
hidrografia é pobre, em seus amplos aspectos. As condições hídricas são insuficientes
para sustentar rios caudalosos que se mantenham perenes nos longos períodos de
ausência de precipitações. Constitui-se exceção o rio São Francisco. Devido às
características hidrológicas que possui, as quais permitem a sua sustentação durante
o ano todo, o rio São Francisco adquire uma significação especial para as populações
ribeirinhas e da zona do Sertão.
42
Figura 9: Mapa de delimitação do semiárido brasileiro.
Fonte: IBGE(2005).
4.2. Caracterização do semiárido
A representatividade das barragens superficiais e subterrâneas no semiárido,
analisa o comportamento do mapa topográfico, mapa de solos, mapa hidroquímico
dos mananciais superficiais e o mapa hidroquímico dos mananciais subterrâneos
localizados no semiárido brasileiro.
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A metodologia propõe a classificação das barragens no semiárido brasileiro a
partir de uma ponderação de critérios que levaram em conta os mapas de solos do
semiárido os mapas hidroquímicos superficiais e subterrâneos e o mapa topográfico
do semiárido a seguir buscando um lugar apropriado no semiárido para a construção
de uma barragem superficial e subterrânea que estejam dentro dos padrões
estabelecidos anteriormente sobre a questão do solo da topografia e qualidade da
água.
O solo do sertão é, em geral, de origem arqueana. A decomposição do granito
e do gnaisse resultou a argila vermelha ou amarela com sílica, piçarra e seixos
rolados. Não é profundo. Apresenta sinais de erosão, pH acima de 7, pobre de humos
mesmo nos aluviões; o azoto é o primeiro fertilizante que se esgota com as lavouras;
conserva pouca umidade devido ao calor e ao verão seco; tem a topografia acidentada
ou ondulada com pequenas manchas planas nas margens dos rios; a altitude não
ultrapassa os 300 m. Limita-se com a caatinga ou com o Seridó, não tendo contato
com a mata ou com o agreste (ROBERTO.P, FRANCISCO.M, 2012).
O Mapa de água Hidroquímica dos Mananciais Subterrâneos da Região
Nordeste do Brasil IBGE(2013) reúne um acervo de 10.478 análises físico-químicas -
todas procedentes de poços tubulares - e delimita domínios quimicamente
homogêneos com relação à potabilidade, aos fácies químicos e à adequabilidade das
águas para uso na irrigação. Os laudos químicos foram incorporados a um banco de
dados (elaborado em Access), onde - utilizando aplicativos - foram classificados,
segundo os critérios acima citados. Essas determinações foram migradas e
georreferenciadas no GeoMedia, onde foi desenvolvido um minucioso trabalho de
individualização de zonas quimicamente homogêneas, utilizando critérios geológicos,
fisiográficos e hidrogeológicos, que permitiram a demarcação de unidades que
guardam características mais ou menos similares no âmbito de seus limites. A
conjugação dos temas numa única carta só foi possível com a utilização de cores
(tipos químicos), hachuras (classes de potabilidade) e símbolos (classes de irrigação)
- artifícios visuais que permitem ao usuário uma visão global das características
químicas das águas subterrâneas desta região.
A figura 10 mostra o mapa de solos que ilustra esquematicamente os tipos de
solo do semiárido brasileiro. Assim ajudando na metodologia para a classificação de
barragens no semiárido brasileiro, para fins de priorização de um solo que seja mais
adequado para a construção de uma barragem.
44
Figura 10: mapa de solos do semiárido.
Fonte: IBGE (2011).
45
O solo cambissolo háplico (CX) São solos fortemente, até imperfeitamente,
drenados, rasos a profundos, de cor bruna ou bruno-amarelada, e de alta a baixa
saturação por bases e atividade química da fração coloidal. O horizonte B incipiente
(Bi) tem textura franco-arenosa ou mais argilosa, e o solo, geralmente, apresenta
teores uniformes de argila (EMBRAPA, 2017).
Os Cambissolos que apresentam espessura no mínimo mediana (50-100 cm
de profundidade) e sem restrição de drenagem, em relevo pouco movimentado,
eutróficos ou distróficos, apresentam bom potencial agrícola. Quando situados em
planícies aluviais estão sujeitos a inundações, que se frequentes e de média a longa
duração são fatores limitantes ao pleno uso agrícola desses solos (EMBRAPA,
2017).
O solo latossolo amarelo distrófico (LA) são Solos desenvolvidos de materiais
argilosos ou areno-argilosos sedimentares da formação Barreiras na região litorânea
do Brasil ou nos baixos platôs da região amazônica relacionados à Formação Alter-
do-Chão, podendo também ocorrer fora destes ambientes quando atenderem aos
requisitos de cor definidos pelo SiBCS (EMBRAPA, 2017).
Os latossolos vermelho-amarelos (LVA) são identificados em extensas áreas
dispersas em todo o território nacional associados aos relevos, plano, suave ondulado
ou ondulado. Ocorrem em ambientes bem drenados, sendo muito profundos e
uniformes em características de cor, textura e estrutura em profundidade (EMBRAPA,
2017).
O podzólico vermelho (LV) são solos minerais, não-hidromórficos, com
horizonte A ou E (horizonte de perda de argila, ferro ou matéria orgânica, de coloração
clara) seguido de horizonte B textural, com nítida diferença entre os horizontes.
Apresentam horizonte B de cor avermelhada até amarelada e teores de óxidos de
ferro inferiores a 15%. Podem ser eutróficos, distróficos ou álicos. Têm profundidade
variadas e ampla variabilidade de classes texturais (EMBRAPA, 2017).
O neossolo litólico (RL) apresentam poucas alternativas de uso por se tratar
de solos rasos ou muito rasos e usualmente rochosos e pedregosos. Situa-se em
áreas acidentadas de serras e encostas íngremes, normalmente com problemas de
erosão laminar e em sulcos severa ou muito severa (EMBRAPA, 2017).
A pequena espessura do solo, com frequente ocorrência de cascalhos e
fragmentos de rocha no seu perfil, grande susceptibilidade à erosão, mormente nas
áreas de relevo acidentado, onde estes solos ocorrem com maior frequência, são as
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limitações mais comuns para este tipo de solo. Nos solos distrófícos e álicos, há o
problema da baixa fertilidade natural.
Distribui-se por toda a zona semiárida, usualmente em áreas mais
acidentadas, em maiores extensões contendo afloramentos de rocha. As áreas onde
predominam estes solos perfazem um total de 143.374 Km2e constituem 19,2% da
região semiárida.
O solo neossolo quartzarênico (RQ) esta classe de solo ocorre em relevo
plano ou suave ondulado, apresenta textura arenosa ao longo do perfil e cor
amarelada uniforme abaixo do horizonte A, que é ligeiramente escuro. Considerando-
se o relevo de ocorrência, o processo erosivo não é alto, porém, deve-se precaver
com a erosão devido à textura ser essencialmente arenosa (EMBRAPA, 2017).
Por serem profundos, não existe limitação física para o desenvolvimento
radicular em profundidade, mas a presença de caráter álico ou do caráter distrófico
limita o desenvolvimento radicular em profundidade, agravado devido a reduzida
quantidade de água disponível (textura essencialmente arenosa).
O solo planossolo nátrico ótico típico (SX) são solos minerais que apresentam
desargilização (perda de argila) vigorosa da parte superficial e acumulação ou
concentração intensa de argila no horizonte subsuperficial, conferindo como
características distintivas marcantes, uma mudança textural normalmente abrupta ou
transição abrupta conjugada com acentuada diferença de textura do A para o
horizonte B. Essa desargilização é responsável pela textura arenosa dos horizontes
superficiais (A ou E) (EMBRAPA, 2017).
O solo luvissolo crômico órtico abrúptico (TC) são Solos de cores bastante
fortes, vermelhas ou amarelas. Apresenta o caráter eutrófico (alta saturação por bases
nos horizontes subsuperficiais que favorece o enraizamento em profundidade. Outro
aspecto refere-se à presença de minerais primários facilmente intemperáveis (reserva
nutricional) (EMBRAPA, 2017).
Ocorrem em regiões de elevada restrição hídrica, restringindo-se ao Nordeste
do Brasil, onde se distribuem principalmente na zona semiárida, geralmente em áreas
de relevo suave ondulado. São solos rasos, ou seja, raramente ultrapassam 1 m de
profundidade e apresentam usualmente mudança textural abrupta.
Na figura 11 ilustra esquematicamente a classificação do tipo de água e a
classificação de potabilidade das águas subterrâneas do semiárido brasileiro. O
mapa hidroquímico dos mananciais subterrâneos mostra detalhadamente.
47
Figura 11: Mapa Hidroquímico dos Mananciais Subterrâneos da Região Nordeste do Brasil.
Fonte: IBGE (2013).
Na figura 12 ilustra esquematicamente a classificação do tipo de água e a
classificação de potabilidade das águas superficiais do semiárido brasileiro.
Figura 12: Mapa Hidroquímico dos Mananciais Superficiais da Região Nordeste do Brasil.
48
Fonte: IBGE (2013).
A potabilidade das águas subterrâneas foi avaliada em termos de suas
características físico-químicas e balizada a partirda utilização dos parâmetros
estabelecidos por Schoeller (Cálcio, Sódio, Magnésio, Cloreto, Sulfatos e Resíduo
Seco), os quaisdefinem seis classes de potabilidade: boa, passável, medíocre, má,
momentânea e não-potável.
Na figura 13 temos o mapa topográfico do semiárido Brasileiro onde mostra o
relevo topográfico da região.
Figura 13: Mapa topográfico do semiárido.
49
Fonte: Topographic-map, google map.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Barragens subterrâneas
Considerando os mapas apesentados na classificação do semiárido
brasileiro, no qual foram analisados os tipos de solo, onde foi analisado o melhor solo
para as barragens subterrâneas são os Neossolo Quartzarênico (RQ) onde ocupam
50
cerca 74.936,54 km² do semiárido, são solos originados de depósitos arenosos,
apresentando textura areia ou areia franca ao longo de pelo menos 2 m de
profundidade. Esses solos são constituídos essencialmente de grãos de quartzo,
sendo, por conseguinte, praticamente destituídos de minerais primários pouco
resistentes ao intemperismo.
Essa classe de solos abrange as Areias Quartzosas não-hidromórficas
descoloridas, apresentando também coloração amarela ou vermelha. A granulometria
da fração areia é variável e, em algumas situações, predominam diâmetros maiores
e, em outras, menores. O teor máximo de argila chega a 15%, quando o silte está
ausente. Na figura 14 é apresentado os locais do semiárido que apresentam o solo
arenoso propicio a construção das barragens subterrâneas.
A figura 14 mostra que os solos Neossolo Quartzarênico (RQ) estão
distribuídos em cantos distintos do semiárido, ele se localiza na região central do
estado do Piauí, no Ceará está localizado a nordeste, no Rio Grande do Norte está
localizado a noroeste do estado, no Pernambuco está localizado na região central do
estado, e na Bahia pode se encontrar ao norte e a noroeste. A pesquisa analisara as
regiões que foram sublinhadas no mapa para um estudo mais profundo e mostrar se
essas regiões estão propicias para a construção de uma barragem subterrânea.
Figura 14: mapa dos solos do semiárido com regiões de estudo.
51
Fonte: O autor (2017), adaptado do IBGE.
O mapa hidriquímico dos mananciais subterrâneos analisará a qualidade da
água subterrânea nos locais que o solo for apropriado para a construção das
barragens subterrâneas com mostrado na figura 15. ,
Figura 15: mapa hidroquímico das regiões onde o solo é propicio para a construção de uma
barragem subterrânea.
52
Fonte: Elaboração própria.
A figura 15 mostra o mapa hidroquímico das regiões onde o solo é apropriado
para a construção da barragem subterrânea, onde a imagem 1 que está localizada na
divisa do Ceará com o Rio Grande do Norte. A água está classificada como cloretada-
mista, com sua potabilidade medíocre.
Na imagem 2 temos duas regiões com solos apropriados para a construção
da barragem, onde estão localizadas na divisa do estado do Pernambuco e a Bahia.
As regiões que estão marcadas na imagem mostram que classificação da água são
53
bicabornatada-mista e a cloretada-mista, a potabilidade da água nessas regiões
variam bastante, onde estão classificadas como boa, medíocre, má e momentânea.
A imagem 3 está localizada na divisa da Bahia com o Piauí. A água está
classificada como bicabornata-sódica e cloretada-mista, porém a cloretada-mista
abrange quase toda área da região selecionada. A potabilidade da água varia entre
boa e passável.
O mapa topográfico da figura 16 mostrará as condições topográficas para uma
possível construção de uma barragem subterrânea, onde os locais escolhidos foram
determinados através do mapa tipo de solo e do mapa hidroquímico dos mananciais
subterrâneos.
Figura 16: Topografia das regiões de estudo das barragens subterrâneas.
Fonte: Elaboração própria.
54
Para efetuar a análise da topografia das regiões de estudo, foi necessário
entender o comportamento das imagens que foram estabelecidas pelo sensoriamento
remoto, na qual o relevo topográfico é denominado por cores mostrando a altitude de
cada área selecionada.
Na figura 16 mostra as três regiões de estudos. Na imagem 1 onde fica
localiza na divisa do Ceará com o Rio Grande do Norte o relevo topográfico mostra
uma superfície relativamente plana e com áreas alagadas por rios que vão de encontro
com o mar, levando a esse local ser inapropriado para a construção de uma barragem
subterrânea.
Na imagem 2 que está localizada na divisa entre os estados de Pernambuco
e Bahia é representada por um relevo topográfico bastante irregular. Onde é cortada
pelo Rio São Francisco, a cima do rio onde o solo é apropriado para a construção da
barragem subterrânea as condições topográficas são propicias para a construção da
barragem. Abaixo do rio na área em que o solo é apropriado para a construção da
barragem subterrânea é constituída por uma chapada e áreas de vales, onde se
localiza a estação ecológica raso da Catarina. Nas regiões de vales onde o relevo
topográfico for relativamente plano com extensões até 1 km são apropriados para a
construção dessas barragens.
Na imagem 3 que está localiza na divisa dos estados da Bahia com o Piauí
mostra um relevo topográfico levemente irregular. Onde a áreas em que possa
acumular água, o local é apropriado para a construção de uma barragem subterrânea
como no leito de rios e riachos onde esse acumulo de água pode ser maior.
5.2. Barragens superficiais
Considerando os mapas apesentados na classificação do semiárido
brasileiro, no qual foram analisados os tipos de solo, onde foi analisado o melhor solo
para as barragens superficial é o Neossolo Litólico (RL) no qual são pouco
desenvolvidos, rasos, não hidromórficos (sem a presença de água), apresentando
horizonte A diretamente sobre a rocha ou horizonte C de pequena espessura.
São normalmente pedregosos e/ou rochosos, moderadamente a
excessivamente drenados com horizonte A pouco espesso, cascalhento, de textura
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predominantemente média, podendo também ocorrer solos de textura arenosa, siltosa
ou argilosa. Podem ser distróficos ou eutróficos, ocorrendo geralmente em áreas de
relevo suave ondulado a montanhoso na figura 17 podemos observar uma barragem
superficial construída com o solo Neossolo Litólico (RL).
Figura 17: Barragem superficial construída com o solo Neossolo Litólico (RL).
Fonte: O autor (2017).
As fundações dos solos impermeáveis normalmente possuem características
granulométricas que dispensam tratamento para percolação ou erosão regressiva. Os
principais problemas das fundações em solos sitosos ou argilosos se relacionam com
a estabilidade.
As condições das fundações dependem da espessura e características
físicas, químicas e mineralógicas da rocha, que suportará o peso da barragem.
Aquelas características incluem a permeabilidade, a presença ou não de
determinadas estruturas, como acamamento, xistosidade, dobras, fraturas, etc.
As condições estão diretamente ligadas com a altura da barragem, isto é, as
considerações diferem para uma barragem baixa e uma alta. Normalmente, são
encontradas as seguintes condições de fundações: Rocha Sã e Sólida - normalmente
aceita qualquer tipo de barragem. Inclui, via de regra, a escavação da camada
superficial quando alterada (mesmo sendo rocha) e tratamento eventual por injeção,
para consolidação. Sedimentos (Aluviões) - incluem os cascalhos, areias, siltes e
argilas.
Os cascalhos estão sujeitos à intensa percolação, os siltes e as areias
ocasionam recalques e percolação, e as argilas sofrem recalques, principalmente
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quando saturadas de água. Dependendo do tipo de barragem, da sua altura e com
aplicação de tratamentos adequados, qualquer desses materiais poderá ser utilizado.
Na figura 18 foram escolhidas três regiões distintas do semiárido brasileiro do
mapa de solos para a comparação dessas regiões e mencionar se essas regiões são
apropriadas para a construção de uma barragem superficial.
Distribui-se por toda a zona semiárida, usualmente em áreas mais
acidentadas, em maiores extensões contendo afloramentos de rocha. As áreas onde
predominam estes solos perfazem um total de 143.374 Km2 e constituem 19,2% da
região semiárida.
Figura 18: mapa de solos com as regiões de estudo para barragens superficiais.
Fonte: O autor (2017) adaptada do IBGE.
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A figura 18 mostra as regiões de estudo. O solo Neossolo Litólico (RL) estão
distribuídos em todas as partes do semiárido, as regiões de estudo se localizam no
sudoeste do Ceará com a divisa do Piauí, na divisa do Rio Grande do Norte com a
Paraíba e na divisa da Paraíba com o Pernambuco. A pesquisa analisara as regiões
que foram sublinhadas no mapa para um estudo mais profundo e mostrar se essas
regiões estão propicias para a construção de uma barragem subterrânea.
O mapa hidriquímico dos mananciais superficiais analisará a qualidade das
águas superficiais na região de estudo em que o solo for apropriado para a construção
das barragens superficiais com mostrado na figura 19.
Figura 19: mapa hidroquímico das regiões onde o solo é propicio para a construção de uma
barragem superficial.
.
Fonte: Elaboração própria
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A figura 19 mostra o mapa hidroquímico das regiões onde o solo é apropriado
para a construção de barragens superficiais, onde a imagem 1 está localizada no
sudoeste do Ceará. A água está classificada como bicabornata-mista, com sua
classificação de potabilidade boa.
A imagem 2 está localizada no sul do Rio Grande do Norte. A água dessa
região é classificada como cloretada-cálcica-magnesiana e cloretada-mista, com sua
classificação de potabilidade passável e medíocre. A imagem 3 está localizada entre
os estados da Paraíba e Pernambuco, a água é classificada como cloretada-cálcica-
magnesiana, bicabornata-mista e bicabornata-cálcica-magnesiana. A classificação de
potabilidade da água nessa região varia bastante, onde estão classificadas como
passável, medíocre e má.
O mapa topográfico da figura 20 mostrará as condições topográficas para uma
possível construção de uma barragem superficial, onde os locais escolhidos foram
determinados através do mapa tipo de solo e do mapa hidroquímico dos mananciais
subterrâneos.
Figura 20: Topografia das regiões de estudo das barragens superficiais.
Fonte: Elaboração própria.
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Para efetuar a análise da topografia das regiões de estudo, foi necessário
entender o comportamento das imagens que foram estabelecidas pelo sensoriamento
remoto, na qual o relevo topográfico é denominado por cores mostrando a altitude de
cada área selecionada.
Na figura 20 é apresentada as três regiões de estudos. Na imagem 1 onde se
localiza no sudoeste do Ceará, o relevo topográfico mostra uma superfície ondulada
com chapadas, vales e uma área relativamente plana. A região é composta por áreas
de vales que são propicias para a construção de uma barragem superficial.
Na imagem 2 que está localizada no sul do Rio Grande do Norte é
representada por um relevo topográfico irregular. Onde é encontrado uma grande área
de chapada, planícies e vales. Onde são apropriados para a construção de barragens
superficiais. Na imagem 3 que está localiza entre os estados da Paraíba com o
Pernambuco mostra um relevo topográfico irregular. Onde é constituído por áreas de
chapada, planícies e vales. O local é apropriado para a construção de barragens
superficiais nos vales onde sua bacia pode acumular mais água.
A região semiárida, caracterizada por amplitudes sazonais menores quando
comparada aquelas normalmente registradas em regiões de clima tropical e
subtropical, apresenta forte dependência da ocorrência de uma estação chuvosa
representativa para o acumulo de água para os diversos tipos de reservatórios.
Para a construção da barragem subterrânea, devemos identificar um local no
terreno por onde, no período de chuva, corre um riacho, um córrego ou onde existe
uma passagem de água, com características geológicas e potencialidades de solos
que influenciam na escolha do local apropriado para a sua construção. O que é
importante observar para escolher o melhor local: Terreno de pouca queda, não muito
inclinado; se existem árvores verdes, mesmo na estiagem, é sinal de que é um local
bom; não histórico ou tendência à salinização do solo; encontrar as ombreiras na parte
mais alta do terreno também indica que é um local bom para a construção.
Procurar ao longo do percurso da água o local onde a rocha ou solo
impermeável seja mais estreito (a garganta). Além disso, é importante ter uma área,
na parte de dentro da barragem, com solo bom para produção, ou seja, composto por
areia e barro.
Aplicando as técnicas de comparação de mapas de solos, hidroquímicos
subterrâneos e topográficos. Os resultados mostram na figura 21 o melhor local para
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a construção de uma barragem subterrânea no semiárido onde se localizada na divisa
do Pernambuco com a Bahia. No qual estão dentro de todos os parâmetros
apresentados para a construção de uma barragem subterrânea.
Figura 21: Seleção de um local no semiárido mostrando as características de solo, hidroquimico e
topografia para fins de construção de uma barragem subterrânea.
Fonte: Elaboração própria.
A escolha do tipo mais adequado para a construção de uma barragem
superficial, para um determinado local de um curso d’água, depende dos seguintes
aspectos: Segurança da Obra, ligada às características inerentes do próprio local:
condições geológicas, configuração do vale e dimensões da obra. Custo da obra, em
função do preço e disponibilidade do material.
A ausência, por exemplo, de rocha resistente do tipo granito, gnaisse, basalto
ou diabásio, para ser usada como agregado para concreto, ou enrocamento, ou de
cascalho, para os mesmos fins, pode causar alterações profundas no custo da obra.
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Além desses critérios, deve ser considerada uma série de fatores físicos que
governam a seleção do tipo de barragem.
À primeira vista, a topografia determina as primeiras alternativas para o tipo
de barragem. É claro que, se o local estudado estiver localizado num vale estreito com
paredes rochosas, a sugestão será de uma barragem de concreto. Porém, em áreas
de topografia aplainada e vales bastante abertos, indica-se normalmente a barragem
de terra. Existem, é claro, os casos intermediários.
Aplicando as técnicas de comparação de mapas de solos, hidroquímicos
subterrâneos e topográficos. Os resultados mostram na figura 22 o melhor local para
a construção de uma barragem superficial no semiárido onde se localizada no
sudoeste do estado do Ceará. No qual estão dentro de todos os parâmetros
apresentados para a construção de uma barragem superficial.
Figura 22: seleção de um local no semiárido mostrando as características de solo, hidroquimico e
topografia a fins de construção de uma barragem superficial.
Fonte: Elaboração própria.
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6. CONCLUSÃO
Os fatos e considerações abordados no presente trabalho refletem a
necessidade de integrar o conhecimento sobre as barragens superficiais e
subterrâneas no semiárido brasileiro, buscando extrair dados de solos, da qualidade
de água e do relevo para a determinação de locais apropriados para a construção das
respectivas barragens.
Cabe ressaltar que os reservatórios superficiais e subterrâneos são de suma
importância para o abastecimento hídrico da região semiárida, dessa forma sua
construção e operação devem priorizar as condições que minimizem os efeitos da
evaporação, já que este é um custo inevitável de tal aproveitamento hidráulico
indispensável para a sobrevivência no semiárido.
Diante do cenário presente no semiárido e da quantidade de técnicas e
informações disponíveis para embasar as ações de busca para a construção de
barragens subterrâneas e superficiais os dados analisados e comparados mostraram
que o semiárido tem locais apropriados para a sua construção, no entanto é
necessário considerar aspectos ambientais como mapas de solo, aspectos
hidroquímico da água e o relevo da região.
Recomenda-se, no entanto, para uma avaliação mais criteriosa do local
apropriado para a construção de um reservatório superficial e/ou subterrâneo, uma
visita ao local com levantamento da área, avaliação do solo e sua topografia e as
demandas de água associado a qualidade da água exigido para o seu uso. Destaca-
se que dados médios e de regiões próximas podem ser ineficientes para o adequado
dimensionamento e funcionamento do sistema de reservatórios de abastecimento de
água.
Sabe-se ainda que uma barragem deve ser sempre monitorada, desde a sua
construção e também durante a sua vida útil. Portanto, propõe-se que os locais aqui
analisados sejam visitados e analisados com o objetivo de comparar o tipo de solo, a
qualidade da água e a topografia se são compatíveis com o apresentado no presente
trabalho. Além disso, apesar da barragem subterrânea apresentar vantagens quanto
e redução das perdas por evaporação os mapas de solos mostraram que o semiárido
apresenta muitas áreas de solo inadequado para a construção desse tipo de obra uma
vez que a capacidade de armazenamento de água é reduzida e os solos podem ser
salinizados caso o barramento for dimensionado errado.