Em alguns casos, existem lençóis freáticos quentes, água que vem de camadas subterrâneas da Terra que estão em temperaturas mais altas. Devido à sua temperatura, têm a capacidade de dissolver certos minerais contidos nos solos em que se encontram e, portanto, muitos deles são ricos em diversos componentes minerais e podem ser utilizados para usos terapêuticos, como banhos, inalações, irrigações, (ver Hidroterapia) e também para aquecimento de edifícios. Geralmente são encontrados ao longo de falhas geológicas, pois a água subterrânea pode entrar ao longo do plano da falha, que se aquece ao atingir uma determinada profundidade e depois sobe na forma de vapor (que pode condensar ao atingir a superfície, formando um gêiser) ou fontes de água quente.

Normalmente as camadas são recarregadas pela chuva que corre entre os grãos de terra que formam o solo. Através de terras permeáveis, a água é filtrada e atinge a camada. Um furo (poço) permite-nos conhecer o nível superior da camada (lençol freático), nível acima do qual os interstícios da terra não estão saturados de água. Variações no nível da água do poço mostram o grau de enchimento do reservatório subterrâneo.

O nível pode variar devido a causas naturais (especialmente períodos chuvosos ou especialmente secos). Em épocas de seca, a água das camadas não saturadas atinge as camadas superiores do solo por capilaridade e pode evaporar. Outra forma pela qual uma camada perde água é devido às plantas que a coletam pelas raízes e a difundem na atmosfera por meio da evapotranspiração. Nas estações chuvosas, entretanto, a água filtrada pelo solo é geralmente facilmente maior do que a água perdida por evaporação. Desta forma, o teor de água das camadas pode variar por meios naturais e, portanto, a profundidade do lençol freático. As camadas muitas vezes mantêm um lençol freático mais ou menos estável, exceto nas variações anuais devido às estações seca e chuvosa.

O conteúdo de água da camada é muitas vezes estável quando o lençol freático máximo é limitado por saídas naturais de água de nascentes, como nascentes de riachos ou rios, de modo que as reposições igualem as perdas.

Em qualquer caso, o mais importante é a influência das variações de nível por causas artificiais. Se a água for extraída do aquífero por bombeamento, para irrigação, por exemplo, a uma taxa superior à taxa de reposição de água na camada, ocorrerá uma diminuição na altura da água e a camada poderá esgotar-se.

Existe também a possibilidade de recarregar artificialmente as camadas utilizando água superficial que é introduzida por diversos meios no lençol freático. Entre outras, pode-se utilizar água purificada (a filtração pelo solo finaliza o processo de purificação) ou água infiltrada pelo fundo de um canal. É claro que o bombeamento direto através de poços também é usado no inverno, quando há abundância de água superficial.[3]​.

Outro sistema é o aproveitamento de águas pluviais sazonais, fazendo uma série de pequenas barragens ao longo do leito de uma ribeira "Torrente (hidrografia)") ou rambla "Rambla (geomorfologia)") e no fundo de cada uma delas um poço, cheio de areia, que chega ao aquífero, para que a barragem retenha a água da chuva, que se perderia no rio mãe ou no mar, tempo suficiente para filtrar, no todo ou em parte, para a camada freática. Além disso, o sistema serve para moderar, de certa forma, possíveis enchentes em épocas de chuvas torrenciais ou frio.

Outro tipo de camada, também comum, é aquela formada pelos canais dos rios quando os terrenos às suas margens são permeáveis: eles são recarregados porque a água do rio se estende no subsolo por distâncias que podem se tornar significativas (aquíferos aluviais). Obviamente, em épocas de seca dos rios o volume de água armazenado nessas camadas também diminui. Um caso extremo em Espanha é o do Guadiana cujo canal desaparece da superfície por um trecho, entre Argamasilla de Alba e Villarrubia de los Ojos (ambos na província de Ciudad Real)[4]​ formando um lençol freático.

zona saturada

A zona saturada das camadas distingue entre dois tipos de água:

• - água ligada ou água aprisionada, na verdade ligada a sólidos através de forças moleculares ou eletrostáticas, sendo os dois processos limitados no espaço;.

• - água livre, capaz de se mover por gravidade ou sob efeito de pressão.

A água vinculada corresponde a:.

• - a camada mais próxima dos grãos, cuja espessura é de algumas dezenas de moléculas (0,1 micrômetro) corresponde a uma orientação das moléculas de água com estrutura dipolar H-OH, perpendicular à superfície dos grãos. Nesta zona a viscosidade da água pode duplicar ou triplicar, a sua densidade é da ordem de 1,5 e a sua pressão por unidade de área pode ser da ordem dos 10.000 bar.

• - a zona de transição entre 0,1 e 0,5 micrômetros "Micrômetro (unidade de comprimento)") possui moléculas sujeitas a uma atração não desprezível e que são imóveis.

Acima, as forças de atração são mais fracas e então é água livre.

Umidade do solo é a quantidade de água por volume de terra em um pedaço de terra.

zona insaturada

Ao contrário da zona saturada, que contém uma parte líquida (água) e uma parte sólida (pedra, terra), aqui existe um terceiro componente: o ar. A parte dos buracos ocupada por água é considerada saturada.

Na zona não saturada, existem quatro estados dependendo da saturação de água no solo:

• - água funicular ou gravítica: num terreno quase saturado de água, com algumas bolhas de ar, a água pode circular sob a influência da gravidade.

• - solo saturado em equilíbrio também chamado de solo capaz de retenção capilar: a fase aquosa também é contínua, mas não circula apenas por efeito da gravidade. Isto corresponde à água retida por capilaridade.

• - água pendular: em terreno pouco saturado de água, e ocupa anéis descontínuos nos pontos de contato entre eles. A fase aquosa é sempre contínua, as pressões são transmitidas, mas os movimentos da água são muito lentos devido à finura do filme úmido.

• - saturação irredutível: se a água sai (evapotranspiração), não resta nada além da água retida.

Para a maioria das culturas agrícolas, o lençol freático deve estar em uma certa faixa de profundidades, porque em diferentes profundidades (maiores e menores) o rendimento é reduzido.[7]​ Para algumas culturas importantes, uma classificação foi desenvolvida:[8]​.

PNF = Profundidade do lençol freático.

Na Espanha

O aquífero Los Arenales pertence à bacia do rio Douro, em Castela e Leão. Abrange mais de 7.000 km² entre o sul do rio Douro, o sistema Central e o curso do rio Tormes a oeste.

O aquífero Sistema 23 ou aquífero Ocidental de La Mancha é a unidade central e uma das peças-chave do sistema hidrológico da Bacia do Alto Guadiana. Abrange uma área de 5.500 km² com profundidade de 70 m e nela estão localizados mais de 30 municípios das províncias de Ciudad Real, Albacete e Cuenca. É, portanto, um dos maiores aquíferos de Espanha.

Na França

Na França, a maior camada é a camada de Beauce "Beauce (França)") cuja superfície é de cerca de 9.000 km², em seis departamentos. Suas reservas são estimadas em cerca de 20 mil hectômetros cúbicos.

A maior camada é a da planície do Reno, na Alsácia, cuja extensão é pequena, mas que possui reservas estimadas em 35.000 hectômetros cúbicos somente na parte alsaciana.[9]​.

Nos Estados Unidos

O maior lençol freático dos Estados Unidos (o Quadro Ogallala), com área comparável à da França, estende-se de Dakota do Sul ao Texas.

Na América do Sul

• - Aquífero Guaraní, na Bacia do Rio da Prata.

Já em 2001, o especialista americano Lester R. Brown denunciou que o nível dos lençóis freáticos estava a descer em todos os continentes, devido à disponibilidade de bombas eléctricas ou motores de explosão que permitem extrair a água mais rapidamente do que a sua substituição pela chuva. E citou especificamente três regiões: a Planície do Norte da China, o Punjab na Índia/Paquistão e a parte sul das pradarias dos Estados Unidos, que são regiões agrícolas irrigadas.[10]​.

Em 2002, a NASA e o Centro Aeroespacial Alemão lançaram a missão GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) principalmente para avaliar, através de observações de satélite, o nível dos lençóis freáticos do planeta. Anteriormente era impossível fazer estas estimativas devido às dificuldades de acesso às mesmas. A missão constatou um declínio acentuado nas reservas, não só na China, na Índia e nos Estados Unidos, mas em regiões como a Argentina, a Califórnia, o Próximo Oriente e a Austrália.[11] Acontece que estes países são grandes produtores de cereais e que as suas águas subterrâneas representam a maior parte das reservas de água doce disponíveis no planeta.

Sandra Postel estima que o bombeamento anual de aquíferos seja de cerca de 160 bilhões de metros cúbicos de água em todo o planeta, sendo o equivalente aproximado a “mil toneladas de água para produzir uma tonelada de cereais”, essa extração corresponde a 160 milhões de toneladas de cereais, ou seja, metade da produção americana.[12]​.

Dada a imensa população chinesa de mais de 1,4 mil milhões de habitantes, o esgotamento dos lençóis freáticos da China poderá influenciar o mercado mundial de cereais, levando a um aumento dos preços dos alimentos em todo o mundo.[13]​.

Segundo três pesquisadores da Universidade de Utrecht, autores de um estudo sobre o tema publicado em 25 de janeiro de 2012, “a falta de prudência no uso das águas subterrâneas para irrigação é um grande problema não só para os países que fazem uso intensivo delas, mas para o mundo inteiro, como um todo, visto que o comércio internacional induz uma intensa correlação entre a produção de alimentos em um país e o consumo em outro.”[14]​.

Em Espanha, entre outros, está em perigo o chamado Aquífero 23 ou Canal Ocidental, que com a sua superfície de mais de 5.000 km² é um dos maiores da península. Foi declarada sobreexplorada em Fevereiro de 1987 por acordo do Conselho Directivo da Confederação Hidrográfica do Guadiana. Na verdade, a fonte primária do Guadiana tinha parado de jorrar.

• - Aquífero.

• - Águas subterrâneas.

• - Ciclo da água.

• - Hidrogeologia.

• - Lençol freático.

• - Bem.

• - Poço artesiano.

• - Recarga artificial de aquíferos.

• - Exploração excessiva de aquíferos.

Em alguns casos, existem lençóis freáticos quentes, água que vem de camadas subterrâneas da Terra que estão em temperaturas mais altas. Devido à sua temperatura, têm a capacidade de dissolver certos minerais contidos nos solos em que se encontram e, portanto, muitos deles são ricos em diversos componentes minerais e podem ser utilizados para usos terapêuticos, como banhos, inalações, irrigações, (ver Hidroterapia) e também para aquecimento de edifícios. Geralmente são encontrados ao longo de falhas geológicas, pois a água subterrânea pode entrar ao longo do plano da falha, que se aquece ao atingir uma determinada profundidade e depois sobe na forma de vapor (que pode condensar ao atingir a superfície, formando um gêiser) ou fontes de água quente.

Normalmente as camadas são recarregadas pela chuva que corre entre os grãos de terra que formam o solo. Através de terras permeáveis, a água é filtrada e atinge a camada. Um furo (poço) permite-nos conhecer o nível superior da camada (lençol freático), nível acima do qual os interstícios da terra não estão saturados de água. Variações no nível da água do poço mostram o grau de enchimento do reservatório subterrâneo.

O nível pode variar devido a causas naturais (especialmente períodos chuvosos ou especialmente secos). Em épocas de seca, a água das camadas não saturadas atinge as camadas superiores do solo por capilaridade e pode evaporar. Outra forma pela qual uma camada perde água é devido às plantas que a coletam pelas raízes e a difundem na atmosfera por meio da evapotranspiração. Nas estações chuvosas, entretanto, a água filtrada pelo solo é geralmente facilmente maior do que a água perdida por evaporação. Desta forma, o teor de água das camadas pode variar por meios naturais e, portanto, a profundidade do lençol freático. As camadas muitas vezes mantêm um lençol freático mais ou menos estável, exceto nas variações anuais devido às estações seca e chuvosa.

O conteúdo de água da camada é muitas vezes estável quando o lençol freático máximo é limitado por saídas naturais de água de nascentes, como nascentes de riachos ou rios, de modo que as reposições igualem as perdas.

Em qualquer caso, o mais importante é a influência das variações de nível por causas artificiais. Se a água for extraída do aquífero por bombeamento, para irrigação, por exemplo, a uma taxa superior à taxa de reposição de água na camada, ocorrerá uma diminuição na altura da água e a camada poderá esgotar-se.

Existe também a possibilidade de recarregar artificialmente as camadas utilizando água superficial que é introduzida por diversos meios no lençol freático. Entre outras, pode-se utilizar água purificada (a filtração pelo solo finaliza o processo de purificação) ou água infiltrada pelo fundo de um canal. É claro que o bombeamento direto através de poços também é usado no inverno, quando há abundância de água superficial.[3]​.

Outro sistema é o aproveitamento de águas pluviais sazonais, fazendo uma série de pequenas barragens ao longo do leito de uma ribeira "Torrente (hidrografia)") ou rambla "Rambla (geomorfologia)") e no fundo de cada uma delas um poço, cheio de areia, que chega ao aquífero, para que a barragem retenha a água da chuva, que se perderia no rio mãe ou no mar, tempo suficiente para filtrar, no todo ou em parte, para a camada freática. Além disso, o sistema serve para moderar, de certa forma, possíveis enchentes em épocas de chuvas torrenciais ou frio.

Outro tipo de camada, também comum, é aquela formada pelos canais dos rios quando os terrenos às suas margens são permeáveis: eles são recarregados porque a água do rio se estende no subsolo por distâncias que podem se tornar significativas (aquíferos aluviais). Obviamente, em épocas de seca dos rios o volume de água armazenado nessas camadas também diminui. Um caso extremo em Espanha é o do Guadiana cujo canal desaparece da superfície por um trecho, entre Argamasilla de Alba e Villarrubia de los Ojos (ambos na província de Ciudad Real)[4]​ formando um lençol freático.

zona saturada

A zona saturada das camadas distingue entre dois tipos de água:

• - água ligada ou água aprisionada, na verdade ligada a sólidos através de forças moleculares ou eletrostáticas, sendo os dois processos limitados no espaço;.

• - água livre, capaz de se mover por gravidade ou sob efeito de pressão.

A água vinculada corresponde a:.

• - a camada mais próxima dos grãos, cuja espessura é de algumas dezenas de moléculas (0,1 micrômetro) corresponde a uma orientação das moléculas de água com estrutura dipolar H-OH, perpendicular à superfície dos grãos. Nesta zona a viscosidade da água pode duplicar ou triplicar, a sua densidade é da ordem de 1,5 e a sua pressão por unidade de área pode ser da ordem dos 10.000 bar.

• - a zona de transição entre 0,1 e 0,5 micrômetros "Micrômetro (unidade de comprimento)") possui moléculas sujeitas a uma atração não desprezível e que são imóveis.

Acima, as forças de atração são mais fracas e então é água livre.

Umidade do solo é a quantidade de água por volume de terra em um pedaço de terra.

zona insaturada

Ao contrário da zona saturada, que contém uma parte líquida (água) e uma parte sólida (pedra, terra), aqui existe um terceiro componente: o ar. A parte dos buracos ocupada por água é considerada saturada.

Na zona não saturada, existem quatro estados dependendo da saturação de água no solo:

• - água funicular ou gravítica: num terreno quase saturado de água, com algumas bolhas de ar, a água pode circular sob a influência da gravidade.

• - solo saturado em equilíbrio também chamado de solo capaz de retenção capilar: a fase aquosa também é contínua, mas não circula apenas por efeito da gravidade. Isto corresponde à água retida por capilaridade.

• - água pendular: em terreno pouco saturado de água, e ocupa anéis descontínuos nos pontos de contato entre eles. A fase aquosa é sempre contínua, as pressões são transmitidas, mas os movimentos da água são muito lentos devido à finura do filme úmido.

• - saturação irredutível: se a água sai (evapotranspiração), não resta nada além da água retida.

Para a maioria das culturas agrícolas, o lençol freático deve estar em uma certa faixa de profundidades, porque em diferentes profundidades (maiores e menores) o rendimento é reduzido.[7]​ Para algumas culturas importantes, uma classificação foi desenvolvida:[8]​.

PNF = Profundidade do lençol freático.

Na Espanha

O aquífero Los Arenales pertence à bacia do rio Douro, em Castela e Leão. Abrange mais de 7.000 km² entre o sul do rio Douro, o sistema Central e o curso do rio Tormes a oeste.

O aquífero Sistema 23 ou aquífero Ocidental de La Mancha é a unidade central e uma das peças-chave do sistema hidrológico da Bacia do Alto Guadiana. Abrange uma área de 5.500 km² com profundidade de 70 m e nela estão localizados mais de 30 municípios das províncias de Ciudad Real, Albacete e Cuenca. É, portanto, um dos maiores aquíferos de Espanha.

Na França

Na França, a maior camada é a camada de Beauce "Beauce (França)") cuja superfície é de cerca de 9.000 km², em seis departamentos. Suas reservas são estimadas em cerca de 20 mil hectômetros cúbicos.

A maior camada é a da planície do Reno, na Alsácia, cuja extensão é pequena, mas que possui reservas estimadas em 35.000 hectômetros cúbicos somente na parte alsaciana.[9]​.

Nos Estados Unidos

O maior lençol freático dos Estados Unidos (o Quadro Ogallala), com área comparável à da França, estende-se de Dakota do Sul ao Texas.

Na América do Sul

• - Aquífero Guaraní, na Bacia do Rio da Prata.

Já em 2001, o especialista americano Lester R. Brown denunciou que o nível dos lençóis freáticos estava a descer em todos os continentes, devido à disponibilidade de bombas eléctricas ou motores de explosão que permitem extrair a água mais rapidamente do que a sua substituição pela chuva. E citou especificamente três regiões: a Planície do Norte da China, o Punjab na Índia/Paquistão e a parte sul das pradarias dos Estados Unidos, que são regiões agrícolas irrigadas.[10]​.

Em 2002, a NASA e o Centro Aeroespacial Alemão lançaram a missão GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) principalmente para avaliar, através de observações de satélite, o nível dos lençóis freáticos do planeta. Anteriormente era impossível fazer estas estimativas devido às dificuldades de acesso às mesmas. A missão constatou um declínio acentuado nas reservas, não só na China, na Índia e nos Estados Unidos, mas em regiões como a Argentina, a Califórnia, o Próximo Oriente e a Austrália.[11] Acontece que estes países são grandes produtores de cereais e que as suas águas subterrâneas representam a maior parte das reservas de água doce disponíveis no planeta.

Sandra Postel estima que o bombeamento anual de aquíferos seja de cerca de 160 bilhões de metros cúbicos de água em todo o planeta, sendo o equivalente aproximado a “mil toneladas de água para produzir uma tonelada de cereais”, essa extração corresponde a 160 milhões de toneladas de cereais, ou seja, metade da produção americana.[12]​.

Dada a imensa população chinesa de mais de 1,4 mil milhões de habitantes, o esgotamento dos lençóis freáticos da China poderá influenciar o mercado mundial de cereais, levando a um aumento dos preços dos alimentos em todo o mundo.[13]​.

Segundo três pesquisadores da Universidade de Utrecht, autores de um estudo sobre o tema publicado em 25 de janeiro de 2012, “a falta de prudência no uso das águas subterrâneas para irrigação é um grande problema não só para os países que fazem uso intensivo delas, mas para o mundo inteiro, como um todo, visto que o comércio internacional induz uma intensa correlação entre a produção de alimentos em um país e o consumo em outro.”[14]​.

Em Espanha, entre outros, está em perigo o chamado Aquífero 23 ou Canal Ocidental, que com a sua superfície de mais de 5.000 km² é um dos maiores da península. Foi declarada sobreexplorada em Fevereiro de 1987 por acordo do Conselho Directivo da Confederação Hidrográfica do Guadiana. Na verdade, a fonte primária do Guadiana tinha parado de jorrar.

• - Aquífero.

• - Águas subterrâneas.

• - Ciclo da água.

• - Hidrogeologia.

• - Lençol freático.

• - Bem.

• - Poço artesiano.

• - Recarga artificial de aquíferos.

• - Exploração excessiva de aquíferos.