Diagnóstico do Problema de Drenagem
Generalidades
Para a elaboração de um projeto de drenagem são necessárias certas investigações a fim de caracterizar o problema existente, o que permite posteriormente dimensionar e instalar o sistema mais adequado à recuperação e exploração da área. Esses estudos incluem o levantamento topográfico, propriedades físicas do solo, estudos hidrológicos quanto a precipitações intensas e sua previsão, escoamento superficial, regime dos cursos d’água, fisiologia vegetal e planejamento do uso da terra. Eles são efetuados tanto em regiões úmidas, como em regiões áridas ou semiáridas onde é ainda necessário um manejo de água cuidadoso com controle de sua qualidade e estudos de salinidade.
Além dessas investigações comuns em todos os projetos, há outras específicas nos casos em que há necessidade de dimensionar um sistema de drenagem subterrâneo. Para tanto é fundamental e limitante, entre outros, o estudo da água subterrânea cuja caracterização é geralmente feita estudando o comportamento de sua superfície livre no perfil do solo, denominada superfície freática, nível freático ou simplesmente lençol freático.
O sucesso da drenagem artificial do solo depende do diagnóstico correto do problema existente. Problemas complexos exigem estudos mais detalhados do que investigações preliminares superficiais a fim de determinar a fonte de excesso de água subterrânea, como ela atinge a área, qual a direção predominante de seu deslocamento através do solo, enfim as regiões de recarga e saída de área.
Poços de observação do lençol freático
A profundidade do lençol freático varia constantemente em consequência da percolação dos excessos de água de chuva e irrigação, escoamento proveniente de infiltrações em canais e escoamentos subterrâneos oriundos das partes mais altas (encostas). Em regiões de clima úmido e subúmido, os solos das áreas baixas (fundo de vales) apresentam-se saturados durante o período chuvoso devido às frequentes precipitações sobre a área e ao transbordamento dos rios além dos escoamentos superficial e subterrâneo. Em áreas irrigadas, o lençol freático recebe considerável recarga de água de irrigação devido à percolação profunda e infiltrações de canais, durante a estação de crescimento das culturas.
O acompanhamento da variação da profundidade freática é fundamentalmente importante às regiões de climas úmidos e áridos. Em regiões de clima úmido, este acompanhamento é relevante para diagnosticar problemas de arejamento na zona radicular enquanto nas regiões semiáridas e áridas (agricultura irrigada) a elevação freática causa problemas de arejamento no solo podendo, no caso de água freática salina, desencadear os problemas de salinização da área.
O acompanhamento da variação de níveis freáticos é utilizado nos poços de observação, constituídos em vários pontos da área. Um poço de observação de nível freático compreende desde um simples furo de trado aberto no perfil do solo (geralmente utilizado no diagnóstico de problemas de drenagem na área), até furos construídos para leituras permanentes da profundidade freática.
Os poços de observação do lençol freático são perfurações de pequeno diâmetro, da ordem de 2 a 4 polegadas, feitas especialmente para esse tipo de estudo. São facilmente perfuradas a mão com um trado e se aprofundam um pouco além do nível freático (da ordem de 1,0 m ou menos). Devidos os riscos de sofrerem efeitos destrutivos que os inutilizem, em solos instáveis devem ser revestidos e convém que se tome alguns cuidados a fim de preservar a sua funcionalidade por um tempo prolongado.
A Figura a seguir mostra detalhes de um poço de observação confeccionado com tubo de PVC e envoltório de manta de poliéster, para monitoramento do lençol freático.
Rede de fluxo do lençol freático
A caracterização do comportamento do lençol freático, através da planta de suas curvas de nível, constitui investigação básica para orientar a instalação de um sistema de drenagem subterrânea.
De acordo com Cruciani & Godoy (1980), metodologias que caracterizem o comportamento do lençol freático são as únicas que apresentam eficiência em estudos para áreas com problemas de drenagem.
Costa (1988) avaliou sistema de drenagem constituído de manilhas de barro, em base a rede de fluxo e critério agronômico. Souza (1991) detectou, através de estudos de avaliação, erros no dimensionamento e na instalação, além de ausência de manutenção em sistemas de drenagem constituído por tubos de PVC liso e parede delgada, no Perímetro de Maniçoba - BA.
Na confecção de uma rede de fluxo, de posse dos dados de profundidade do lençol freático e do nivelamento geométrico da área, calculam-se as cotas do lençol freático para cada poço de observação, conforme Quadro ilustrativo. Em seguida, plota-se a posição dos poços em um mapa planimétrico e interpolando-se as cotas do lençol, confecciona-se a planta de suas curvas de nível, para uma determinada equidistância vertical entre curvas, conforme mostra Figura a seguir.
Concluídos os mapas do lençol freático para diversos períodos, é possível fazer uma avaliação da situação através de sua interpretação, permitindo extrapolar algumas informações de grande interesse. As mais importantes, deduzidas de um mapa do lençol, se referem à direção do fluxo subterrâneo, ao gradiente hidráulico, a identificações de regiões de recarga ou elevações do lençol, depressões do lençol, etc. Assim, no mapa é possível identificar as linhas equipotenciais que são as próprias linhas de contorno do lençol. Desta forma a direção do fluxo subterrâneo pode ser identificada como sendo perpendicular às equipotenciais. O gradiente hidráulico i = dh/ds é indispensável através da fórmula de Darcy para quantificar o fluxo através de uma certa secção do solo. Pelas hipóteses de Dupuit – Forchheimer, o gradiente (i) equivale à declividade do lençol. O gradiente (i) é facilmente deduzido conhecendo-se a distância e o desnível entre as linhas de contorno, numa certa direção.
As regiões de recarga podem ser identificadas pelas proveniências das linhas de fluxo a partir de uma determinada região nos limites da área em estudo. Podem também ser identificadas como regiões localizadas dentro da própria área analogamente ao que ocorre em topografia quando se identifica uma elevação do terreno pelas curvas de nível concêntricas.
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Fonte
COSTA, Raimundo Nonato Távora. Drenagem Agrícola. Fortaleza - CE: UFC, 2008.
