Barragem Subterrânea

BARRAGEM SUBTERRÂNEA: BARRAGEM SUBTERRÂNEA: A EXPERIÊNCIA DO ESTADO A EXPERIÊNCIA DO ESTADO

DO CEARÁDO CEARÁDO CEARÁDO CEARÁ

Junho/2004Junho/2004

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Os recursos hídricos disponíveisOs recursos hídricos disponíveisRios, riachos e lagos, na subsuperfícieArmazenados nos poros dos sedimentos arenosos ou fraturas derochas cristalinas

A captação dos mananciaisA captação dos mananciaisBarramentos superficiaisPoços para captação da água subterrâneaPoços para captação da água subterrânea

No semi-áridoCursos d´água são em sua maioria intermitentesA perda de água por evaporação é significativa

êDeficiências existentes no atendimento das demandas dosdiversos usos

õ ãQuestões fundamentais para o planejamento e utilização

dos recursos hídricos disponíveis

Irregularidade do regime pluviométrico

Condições físicas do semi-árido nordestino em especial asgeológicas - elevados coeficientes de escoamento superficial

Reduzida acumulação subterrânea

Máxima retenção de água no interior das bacias hidrográficas

âAs Barragens Subterrâneas

fl d á b fíInterceptam o fluxo de água na subsuperfície

Armazenamento de volumes e condições favoráveis de captação eArmazenamento de volumes e condições favoráveis de captação econtrole

Seu uso no aproveitamento dos recursos hídricos do semi-áridoainda é uma questão bastante polemica.

Eficiência da implantação dessas obrasQuantidade e qualidade da água disponível.

OBJETIVOOBJETIVO É objetivo deste trabalho sintetizar os dadose informações sobre a experiência deç pbarragens subterrâneas no estado do Cearáe contribuir na disseminação da técnica,como política pública, para odesenvolvimento sustentável do semi-áridoNordestino.

HISTÓRICOHISTÓRICO O primeiro estudo visando abastecimento hídrico e queO primeiro estudo visando abastecimento hídrico e queindicou a alternativa de uma barragem subterrânea

UNESCO, para o 1.º Batalhão de Engenharia do Exército, em1959 - Carnaúba dos Dantas, Estado do Rio Grande do Norte.

O Eng. Pierre Taltasseelaborou um estudo hidrogeológico específico e projetou oelaborou um estudo hidrogeológico específico e projetou oque seria a primeira barragem subterrânea do Brasil, quenão chegou a ser construída

A primeira Barragem Subterrânea no Brasil

Construída pelo DNOCS, em 1965Construída pelo DNOCS, em 1965

Cidade de Tauá, estado do Ceará

óno depósito aluvial do Rio Trici

Abastecimento d’água

SANTOS e FRANGIPANI (1978)SANTOS e FRANGIPANI (1978)

A implantação de barragens submersas nos depósitosp ç g paluvionares como uma alternativa para o Nordeste Brasileiro

C i ã d lh di õ d it tCriação de melhores condições de aproveitamento

Barragens subterrâneas podem ser tratadas como:Barragens subterrâneas podem ser tratadas como:reguladoras das reservas de água subterrânearenovação mais rápida através do bombeamento contínuoevitando ou minimizando os efeitos da salinização.

No início da década 80No início da década 80

o IPT-Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo elaborou

estudos e construiu barragens subterrâneasestudos e construiu barragens subterrâneas

Ceará - Rio Palhano (Bacia do Rio Jaguaribe)

Ri G d d N t Ri d C b d Q i t (B i d RiRio Grande do Norte - Rios das Cobras e dos Quintos (Bacia do Rio

Seridó)

A montante de cada uma dessas barragens construiu um poço para

monitorar a qualidade da água

Falta de explotação

contínuo aumento da salinidade

19861986

Minérios de Pernambuco S/A 03 (três) pequenas barragens subterrâneas no alto sertão de PernambucoLocalizadas nas cabeceiras de pequenos riachosPossuíam reduzidas áreas de captaçãoPossuíam reduzidas áreas de captaçãoJamais chegaram a armazenar águaO septo dessas barragens foi construído em alvenaria, com extensões da ordem de 10 a 15m.

éNa mesma década, a EMBRAPA/CPTASA em Petrolina-PEEfetuou experiências com barramentos subterrâneos, porémnão se tem notícia dos resultados obtidos.não se tem notícia dos resultados obtidos.

UMA VISÃO PANORÂMICA DO ESTADO UMA VISÃO PANORÂMICA DO ESTADO DO CEARÁDO CEARÁ DO CEARÁDO CEARÁ

Uma das nove unidades da federação da regiãoUma das nove unidades da federação da regiãoNordeste do Brasil.

Á d 146 817 k ²Área de 146.817 km²

Corresponde 9 4 % da área do NordesteCorresponde 9,4 % da área do Nordeste

Tem 93% do seu território inserido na zona semi-áridado Nordeste.

2/3 da área do Estado assenta-se em rocha cristalina2/3 da área do Estado assenta-se em rocha cristalina

1/3 restante se enquadram as áreas sedimentares

RelevoRelevo

Planícies litorâneasZonas intermediárias do sertãoZonas intermediárias do sertãoSerras

VegetaçãoP d i t t tit íd d l t ófilPredominantemente constituída de plantas xerófilasA caatinga é o principal complexo vegetacional doEstadoEstado

Solos

Podzólicos Eutróficos; Brunos não-cálcicos; Litólicos eutróficos ePlanossolos

Férteisem termos de suas características químicas

LimitaçõesEscassez de recursos hídricosProfundidadePedregosidadeRelevoRelevo

Em áreas específicas, as condições são muito favoráveis e seracionalmente aproveitados podem assegurar exploraçõesracionalmente aproveitados podem assegurar exploraçõeseconômicas bastante promissoras.

Principais riosPrincipais rios

Jaguaribe, Acaraú, Curu, Poti, Coreaú, Pirangi,Choró e Pacoti

11 regiões hidrográficasg gCoreaú, Acaraú, Aracatiaçu, Curu, Metropolitana,Poti, Banabuiú, Baixo Jaguaribe, Médio Jaguaribe,Alto Jaguaribe e Salgado

O Estado não apresenta grandes mananciais hídricossubterrâneos.

Regime pluviométrico do tipo tropical semi-áridoRegime pluviométrico do tipo tropical semi árido

irregularidade das chuvas no tempo e no espaço

Os totais anuais de precipitação estão compreendidospelas isoietas de 500 a 1800 mmp

Estação chuvosa relativamente curta (três a cincoç (meses)

Período seco prolongado, o que acarreta apredominância do clima semi-árido

Elevadas taxas de evaporaçãoElevadas taxas de evaporação

Evaporação acumulada anual é de 2467 mm (TanqueEvaporação acumulada anual é de 2467 mm (TanqueClasse A)

equivalente a uma altura de 1850 mm sobre oqespelho de água

Evapotranspiração potencial (ETP) de 1934 mm

A comparação entre a ETP e a pluviometria anualmostra a situação de permanente déficit hídrico.

BARRAGEM SUBTERRÂNEABARRAGEM SUBTERRÂNEA O que é ?O que é ?

É uma obra simples que faz o barramento da água acumulada no subsolo de um aluviãosubsolo de um aluvião.

Aluvião B tAluvião B tAluvião BarramentoAluvião Barramento

BARRAGEM SUBTERRÂNEABARRAGEM SUBTERRÂNEA

Água Cristalino

BARRAGEM SUBTERRÂNEA

Água Cristalino

BARRAGEM SUBTERRÂNEA

Onde construir?Onde construir?

Nos vales dos rios ou riachos, onde exista um aluvião com espessura mínima de 2 0 metrosespessura mínima de 2,0 metros

Deve-se observar a espessura e constituição do depósito aluvialp ç p

Largura do depósito aluvial e trechos de estreitamentos

Extensão a montante do local do barramento

Relevo

Onde construir?Onde construir?

Estudos preliminaresEstudos preliminares

Levantamento topográfico detalhado

Mapas planimétricos e fotos aéreas

Sondagens

Granulometria do material

Di i t d l d t i h iDimensionamento da largura da trincheira

Ângulo de inclinação do talude

Detectar a existência da zona saturada

Profundidade da rochaProfundidade da rocha

Fonte: Barragem subterrânea tipo COSTA & MELO (CIRILO et al, 1998).

O poço amazonas a montante da barragem possui asp ç g pseguintes funções

Permite a captação da água armazenada e sua utilização paraPermite a captação da água armazenada e sua utilização paraos diversos fins

Instrumento de monitoramento quantitativo e qualitativoacompanhar o rebaixamento de nível da água com otempo, na medida que se vai explotando o manancialverificação do aumento da salinidade da água à medidaque o reservatório vai diminuindo de volume

Permite um efetivo controle da qualidade da água, próximo doperíodo de chuvas, poderá ser efetuado um bombeamentointensivo no poço para exaurir o aqüífero e permitir aintensivo no poço para exaurir o aqüífero e permitir arenovação da água.

As chuvas nas regiões semi-áridasAs chuvas nas regiões semi áridas

Regime torrencialCurta duraçãoEscoamento muito rápidoDifícil processo de infiltração na recarga dos aluviões

Função do enrocamento de pedrasAumentar o tempo de retenção do escoamentoAumentar o tempo de retenção do escoamentosuperficial e conseqüentemente obter uma maiorrecarga do aluvião.

Enrocamento de pedra colocado a jusante da barragemEnrocamento de pedra colocado a jusante da barragemEnrocamento de pedra colocado a jusante da barragemEnrocamento de pedra colocado a jusante da barragem

Poço amazonasPoço amazonas

Septo ou BarramentoSepto ou Barramento

Disponibilidade do material a ser utilizadoi é i bá i à icritério básico à economia

Problema de estanqueidade é desprezívelq paconselhável que a base do septo não seja totalmente impermeável

Os materiais de construção do septo utilizadosArgila ou mistura de argila-silteLona plásticaMuro de pedra-argamassaEstacas justapostas em madeira ferro ou cimento préEstacas justapostas em madeira, ferro ou cimento pré-moldado.

Construção manual

Escavação mecanizada

Utili ã d l lá ti b tUtilização de lona plástica como barramento

Condições RestritivasCondições Restritivas

Existir um depósito aluvial arenoso, com espessura de pelop , p pmenos 2m

P d i â i d t i l ílti il i li l dPredominância de material síltico-argiloso implica em elevadaretenção de água e baixa condutividade hidráulica

reduzida vazão nos poçosp çriscos de salinização com o tempo

Á ó ãÁgua existente no depósito aluvial não deve possuir um elevadoteor salino

Um exemplo:

Riacho com um aluvião de 2,0 metros de espessura

50 metros de largura x 300 metros de comprimento50 metros de largura x 300 metros de comprimento

Volume = 30.000 m3

P id d d 12 %Porosidade de 12 %

Metade desse volume não permita acumulação

Capacidade de acumulação = 1.800 m3 de água

Consumo de 250 litros/dia

1.800 m3 de água = 20 famílias, durante 1 ano

1 800 m3 de água = irrigação por gotejamento de ½ hectare de1.800 m de água = irrigação por gotejamento de ½ hectare de fruteiras, durante 6 meses.

Condições RestritivasCondições Restritivas

Existir uma considerável extensão de depósito aluvial apmontante da seção

Nã d i ti l i d b t i t li t dNão devem existir soleiras do embasamento cristalino cortandotransversalmente os cursos d’água

A calha menor ou leito ativo do curso d’água deve guardarrelações de largura e desnível para com a calha maior ou terraçoaluvial que viabilize a construçãoaluvial que viabilize a construção

A EXPERIÊNCIA DO ESTADO DO CEARÁA EXPERIÊNCIA DO ESTADO DO CEARÁ Concentra em seu território 276 barragens subterrâneasConcentra em seu território 276 barragens subterrâneas

Construídas em planos emergenciais durante os períodosConstruídas em planos emergenciais durante os períodos de grandes secas

Dados - Coordenadoria Estadual de Defesa Civil – CEDECFazem parte do Programa Emergencial de Frentes Produtivas

Localização e distribuição das Barragens SubterrâneasBarragens Subterrâneas existentes no Ceará

Entre 10 e 20Aiuaba (17)Assaré (14)Maranguape (10)Monsenhor Tabosa (15)

Entre 20 e 30ú ( )Itapiúna (21)

Salitre (25)

Acima de 30Acima de 30Boa Viagem (35)Lavras da Mangabeira(31)Tamboril (33)Tamboril (33)

Levantamento de utilização

Uso da água (%)

44

3

40

45

50

26

20

25

30

35

6

14

3

7

5

10

15

20

3

0

5

Consumohumano

Dessedentaçãode animais

Uso doméstico Pequenairrigação sembombeamento

Pequenairrigação combombeamento

Outros usos

bombeamento bombeamento

âBarragens Subterrânea x Barragens Superficiais

Não há perdas de áreas superficiais por inundaçãoNão há perdas de áreas superficiais por inundação

Utilização da calha umidificada para plantio (sub-irrigação)ç p p ( g ç )

Maior proteção da água contra a poluição bacteriana superficial

Apresenta menor perda por evaporação

ãAs perdas por infiltração em fraturas do embasamento cristalino

são muito reduzidas

Dispensa onerosos esquemas de:TratamentoManutençãoOperaçãoConsumo de energia elétricaoutros gastos comuns nos barramentos superficiais

Como fator principal - baixo custo

Dados de qualidadeDados de qualidade

Não foram encontrados dados de monitoramento

Falta de avaliação quanto ao risco de salinização e utilização daá i i ãágua para irrigação

RecomendaçõesRecomendaçõesAnálise físico-química periódica

caracterizar hidroquimicamente a água do depósitoãaluvial quanto a potabilidade e uso para irrigação.

É importante salientar que:É importante salientar que:

Não se tem nenhuma informação se esses barramentosçsubterrâneos estão sendo controlados quanto à qualidade daágua armazenada

Não se tem dados dos poços

Não se sabe se os poços estão em funcionamento

áProvavelmente os solos das áreas adjacentes as barragenssubterrâneas encontram-se com um alto nível de salinização

MONTEIRO, L.C.C (1988)MONTEIRO, L.C.C (1988)

Implantação de uma barragem subterrânea experimental

GOMES, C.C (1990)Análise do comportamento quantitativo do aqüífero aluvial doRi P lh b d fí i Chil t é dRio Palhano e a barragem de superfície Chile através demodelagem matemática

PUERARI, E.M (1999)Caracterização física, química e microbiológica da água doreservatório superficial Chile e da Barragem Subterrâneaexperimental do Rio Palhano

CONCLUSÕESCONCLUSÕES As barragens subterrâneas se constituem como umagalternativa viável para o semi-árido nordestino,principalmente no que diz respeito ao abastecimento deágua para a populaçãoágua para a população.

A falta de monitoramento quanto a qualidade da água eA falta de monitoramento quanto a qualidade da água, ea falta de uso dos poços acarretam um grande risco desalinização dos solos da área.

A construção de uma barragem subterrânea, apesar desua simplicidade deve ser precedida de um estudo dassua simplicidade, deve ser precedida de um estudo dascondições do depósito aluvial e outros aspectoscircundantes, sob pena de se obter um insucesso damesma.

Embora os números e a distribuição das barragensEmbora os números e a distribuição das barragenssubterrâneas no estado do Ceará sejam representativos,observa-se a pouca importância que o governo do

áestado, responsável direto pelo monitoramento destasbarragens, tem dado as obras que foram realizadas.

Em virtude deste descaso é impossível quantificar equalificar as barragens subterrâneas construídas noqualificar as barragens subterrâneas construídas noCeará, tanto quanto ao volume acumulado como aqualidade da água e riscos de salinização.qualidade da água e riscos de salinização.

OUTRAS EXPERIÊNCIA OUTRAS EXPERIÊNCIA Três situações merecem ser aqui mencionadas como experiênciasç q pdesenvolvidas nesse campo, todas bem sucedidas:

A Barragem subterrânea da Faz enda Pernambuco (PE) construída emA Barragem subterrânea da Faz enda Pernambuco (PE), construída em1987.

Na região denominada Mutuca Agreste de Pernambuco ondeNa região denominada Mutuca, Agreste de Pernambuco, ondebarragens subterrâneas de porte mais significativo foram construídas.Durante os anos de 2000/2001 ocorreram casos de plantiopraticamente ininterrupto de produtos como cenoura e beterrabapraticamente ininterrupto de produtos como cenoura e beterraba.

As barragens subterrâneas construídas pela ONG Caatinga emi d d i (PE)pequenas propriedades rurais (PE).