Hidrologia de Solos

A Hidrologia de Solos é uma ciência que trata dos processos hidrodinâmicos da água no solo, por meio dos quais se mantém a vida vegetal, as descargas de base dos mananciais de superfície, as recargas dos aquíferos, bem como a regulação dos fluxos de runoff.

Entendem-se como processos hidrodinâmicos os que dizem respeito à retenção de água no solo, oriunda da interação da água, partículas sólidas e ar, e ocorrendo normalmente a pressões hídricas subatmosféricas e os que se relacionam com o movimento da água nos espaços porosos.

O solo pode ser entendido como um grande volume de agregados, formados de partículas predominantemente minerais. Entre os agregados e também dentro deles estão os espaços vazios onde ficam armazenados ar e água (Figuras 01 e 02). Nesses locais, a água, além de ficar retida e disponível para evapotranspiração, pode se deslocar lateralmente ou para regiões mais profundas, recarregando os aquíferos subterrâneos, a partir dos quais é mantido o escoamento de base dos mananciais superficiais (Figura 03).
Figura 01 - Diagrama esquemático do solo como um sistema com três fases
Esses reservatórios porosos têm interface com a atmosfera e ocupam a maior parcela de área das bacias hidrográficas. Por esse motivo e em função dos processos hidrodinâmicos que ali ocorrem é que o solo é um dos principais reguladores da água existente no planeta, seja a superficial, subterrânea ou água do próprio solo (Figura 03), sendo esta última a terceira maior reserva de água doce no planeta, excluindo as geleiras.

Assim, dependendo das características do solo, praticamente a totalidade de uma chuva pode escorrer pelas encostas da bacia, causando erosão e deflúvios intensos de superfície ou, o oposto, a totalidade dos deflúvios pluviais pode infiltrar e percolar lentamente pelos vazios dos solos, mantendo a evapotranspiração e a vida vegetal na bacia, bem como recarregando as reservas de água subterrânea e potencializando as descargas de base dos cursos de água (Figura 03). Além disso, a faixa superficial do solo atua como agente regenerador das águas que por ela percolam, minimizando com isso, a contaminação dos mananciais subterrâneos.

Figuras 02 – a) perfil de solo; b) ilustração do arranjo dos agregados dos solos e dos seus espaços vazios Figura 03 - Diagrama do ciclo da água - Ciclo Hidrológico A retenção de água no solo e seu movimento nos espaços vazios dos terrenos são representados por meio de atributos físicos mensuráveis, tais como as curvas características de retenção de água e de condutividade hidráulica, respectivamente. A curva de retenção de água no solo expressa a relação entre o conteúdo de água, em base de massa ou volume, e a sucção, que é o módulo da pressão negativa com que o líquido é retido nos vazios (Figura 04a).

Figuras 04 – Figura esquemática da a) curva característica de retenção de água no solo e da b) curva de condutividade hidráulica Já a condutividade hidráulica é uma grandeza física que expressa a facilidade com que a água é transportada através de um meio poroso. Ela também varia com o teor de umidade, como também acontece com a sucção (Figura 4b).

Usualmente, mede-se no campo o conteúdo de água no solo a diversas sucções (pressões subatmosféricas), a partir de tensiômetros instalados a diferentes profundidades (Figuras 05), ou por meio de amostras coletadas, que em laboratório são inseridas em câmaras de pressão (Figuras 06).

Figuras 05 – a) tensiômetro b) Figura esquemática da instalação de um tensiômetro Figuras 06 – a) Amostra indeformada de solo; b) Câmara de pressão com amostras indeformadas A condutividade hidráulica pode ser medida no campo com o uso de alguns equipamentos, como o permeâmetro de Guelph (Figura 07), ou em laboratório, com o uso do permeâmetro de carga constante, em amostras indeformadas (Figura 08).

Figura 07 - Permeâmetro de Guelph Figura 08 - Permeâmetro de Carga Constante. Ref. http://acta.inpa.gov.br/fasciculos/38-2/BODY/v38n2a02.html
Essas propriedades físico-hídricas dos solos, acima descritas, foram por muito tempo exploradas pela engenharia agrícola e continuam sendo, por serem tópicos vitais na elaboração de projetos de irrigação e drenagem. Entretanto, tais variáveis também têm forte apelo na hidrologia dos solos e na engenharia de forma geral, pois, além de permitir o estabelecimento da disponibilidade hídrica dos terrenos para uso vegetal, são utilizadas como parâmetros de entrada na modelagem dos fluxos subsuperficiais. Tais fluxos subsuperficiais, como vimos, também regulam os escoamentos de runoff e das descargas de base dos mananciais de superfície, bem como se relacionam com os fluxos de recarga e de circulação das águas subterrâneas.

Dessa forma, a descrição dos parâmetros hídricos dos solos é de enorme utilidade para os estudos e manejos de sistemas agrícolas e hidrológicos, bem como para o desenvolvimento de práticas de conservação de solo e água.


Veja também


Contato e Informações:
Marta Vasconcelos Ottoni
Pesquisadora em Geociências
E-mail: marta.ottoni@cprm.gov.br

© Copyright CPRM 2016. Todos os direitos reservados.