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Aulas de águas subterrâneas, material baseado em vários autores.

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Aula 3

  1. 1. Aula 3 – Hidrogeologia e formação dos aqüíferos
  2. 2. Águas Subterrâneas no Brasil Para facilitar o estudo das águas subterrâneas, o Brasil foi dividido em regiões homogêneas, formando 10 províncias hidrogeológicas. Estas províncias são regiões onde os sistemas aqüíferos apresentam condições semelhantes de armazenamento, circulação e qualidade de água.
  3. 3. Províncias e Subprovíncias Hidrogeológicas do Brasil
  4. 4. Bacias Hidrográficas
  5. 5. Descrição das províncias hidrogeológicas e principais aqüíferos do Brasil
  6. 6. Província Escudo Setentrional – caracterizada pela ausência quase total de informações hidrogeológicas, estima-se que os aqüíferos Boa Vista, Tacatu, e Grupo Roraima e Beneficente são os mais promissores, sendo formados de areias, arenitos finos, médios e grosseiros. O Aqüífero Boa Vista constitui-se de arenitos com intercalações de níveis conglomeráticos e camadas pelíticas (argila), com poços apresentando vazão média de 30 m3/h. 1
  7. 7. Província Amazonas – os melhores aqüíferos conhecidos são os depósitos arenosos correspondentes às Formações Solimões, Içá e Alter do Chão, que apresentam bons índices de produtividade em diversas áreas, como Belém, Ilha de Marajó, Santarém e Manaus (Alter do Chão), além de Rio Branco e Porto Velho (Solimões). 2
  8. 8. Os depósitos que compõem o Sistema Aqüífero Solimões são arenitos, conglomerados, siltitos, argilitos e calcários síltico-argilosos, localizados no topo da seqüência sedimentar da Bacia Sedimentar Amazônica, apresentando espessura máxima total de 2.200 m. A vazão média dos poços é de 28 m3/h e profundidade média de 60 m. O Sistema Aqüífero Alter do Chão ocorre abaixo da Formação Solimões, sendo constituído por arenitos e argilitos, compondo uma espessura máxima de 1.250 m. A vazão média dos poços é de 54 m3/h e profundidade média de 130 m.
  9. 9. Província Escudo Central – estima-se que os aqüíferos mais promissores correspondem aos arenitos das Formações Beneficente e Pacaás Novos. 3
  10. 10. Província Parnaíba – apresenta três sistemas aqüíferos principais de extensão regional, Poti-Piauí, Cabeças e Serra Grande, além de outros menores tais como: Codó, Sambaíba, Corda e Itapecuru pertencentes à bacia sedimentar Parnaíba, que apresentam águas de boa qualidade química. 4
  11. 11. O Aqüífero Poti-Piauí é constituído por arenitos, siltitos e folhelhos, localmente calcários, apresentando espessura média de 400 m. As vazões médias nas porções livre e semi-confinada são respectivamente 18 e 40 m3/h. O Sistema Aqüífero Cabeças apresenta o melhor potencial hidrogeológico da bacia sedimentar, apesar da espessura menor (300 m). Compõe-se de arenitos apresentando vazões médias na porção livre e confinada, respectivamente de 12 e 50 m3/h. O Sistema Aqüífero Serra Grande engloba arenitos finos a grossos, níveis de conglomerados e intercalações de siltitos, apresentando vazões médias de 6,0 e 14 m3/h, para as poções livres e confinadas.
  12. 12. Província São Francisco – predominam aqüíferos fraturados cársticos (Chapada Diamantina e Bambuí). O Bambuí ocorre na região da bacia do rio Verde Grande, e na região de Sete Lagoas- Lagoa Santa. O Sistema Aqüífero Bambuí compreende os metassedimentos, em sua maioria de natureza carbonática dos Grupos Bambuí e Una, além dos carbonatos da Formação Caatinga. Os poços apresentam vazão média de 10 m3/h para uma profundidade média de 90 metros. 5
  13. 13. Outro importante sistema aqüífero é a Formação Urucuia, que abastece diversas cidades da Bahia e Goiás. Este aqüífero tem uma função reguladora para o escoamento de trecho médio do rio São Francisco. O Sistema Aqüífero Urucuia-Areado engloba sedimentos (arenitos muito finos a médios, com intercalações de conglomerados, folhelhos e siltitos) apresentando espessura máxima de 1.500 m. A vazão dos poços na camada superior é de até 60 m3/h, enquanto na inferior pode atingir mais de 600 m3/h. Além destes, vale citar a existência de aqüíferos de menor expressão tais como: Salitre, Jacaré, Uruçuí, Mata da Corda e Paranoá.
  14. 14. Província Escudo Oriental (6) – ocorrem duas subprovíncias, a nordeste com potencial hidrogeológico muito fraco e a sudeste, fraco a médio. Na primeira, normalmente às vazões médias dos poços são baixas (1 a 3 m3/h) e com ocorrência de sal, já na segunda as vazões são médias (10 m3/h), com boa qualidade química. 6
  15. 15. Na subprovíncia nordeste (6a) o reduzido potencial hidrogeológico (disponibilidade de água) está relacionada às condições deficientes de circulação das águas subterrâneas, aliadas às condições do clima semi-árido e à presença de rochas cristalinas, que resultam nas taxas excessivas de salinidade. Porém, há ocorrência de pequenas bacias sedimentares, que apresentam maior potencial, com destaque para a do Araripe, que cobre uma área de 11.000 Km2, com poços de vazões da faixa de 5 a 150 m3/h para profundidade de 50 a 300 m.
  16. 16. Na subprovíncia sudeste (6b) as condições climáticas propiciam um manto de alteração das rochas cristalinas que podem atingir várias centenas de metros de espessura, favorecendo melhores condições hídricas subterrâneas, tanto no aspecto quantitativo como qualitativo. Há a ocorrência de pequenas bacias como a de São Paulo, Taubaté e Resende, que têm sua importância associada à presença na área metropolitana de São Paulo e adjacências.
  17. 17. Província Paraná – possui os aqüíferos mais promissores do país, tais como o Sistema Aqüífero Guarani, Bauru-Caiuá e Serra Geral e, com menor expressão, o Furnas, Ponta Grossa e Aquidauana. O Sistema Aqüífero Bauru-Caiuá ocorre no topo da seqüência sedimentar da bacia do Paraná, sendo constituído por arenitos finos a médios com intercalações de argilitos e siltitos. Em algumas regiões é intensamente explotado, com vazões dos poços variando de 10 a 80 m3/h, constituindo-se importante fonte de abastecimento público. 7
  18. 18. O Sistema Aqüífero Serra Geral é formado pelas rochas basálticas que recobrem o Sistema Aqüífero Guarani, tratando-se de rochas cristalinas onde a água esta associada à presença de fraturas, fissuras e zonas vesiculares (espaços vazios). Apresenta vazões variáveis, podendo chegar a 150 m3/h, sendo muito utilizado para o abastecimento nas regiões sul e sudeste. O Sistema Aqüífero Guarani é, provavelmente, o maior aqüífero transfronteriço das Américas, possuindo uma área aproximada de 1,2 milhões de Km2 e estendendo-se desde a Bacia Sedimentar do Paraná (Brasil, Paraguai e Uruguai) até a Bacia do Chaco (Argentina). No Brasil ocorre nos estados de Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.
  19. 19. Este manancial dispõe de um volume de água de aproximadamente 37.000 km3, em grande parte de boa qualidade, porém, existem áreas com a presença de sais, o que pode inviabilizar alguns usos. Em alguns pontos do sistema (porções confinadas) ocorrem águas com temperaturas superiores a 30ºC, que podem ser utilizadas para o turismo termal e até mesmo pela indústria. Suas vazões variam de 50 a 100 m3/h, com predominância entre 100 e 500 m3/h. Estudos recentes têm sugerido que o Guarani tem partes compartimentadas (compartimentação em blocos) e levantado dúvidas acerca de seus limites reais, especialmente na porção oriental. Neste sistema ocorrem os dois tipos de recarga: a direta nas áreas de afloramento, onde os arenitos estão em contato com a superfície; e a indireta por meio de água proveniente das fraturas das rochas da Formação Serra Geral.
  20. 20. Província Escudo Meridional – Localiza-se no extremo sul do país e apresenta alguns aqüíferos, de pouca expressão, restritos às zonas fraturadas cristalinas. 8
  21. 21. Província Centro-Oeste – subdivida em quatro subprovíncias: Ilha do Bananal (9a), Alto Xingú (9b), Chapada dos Parecis (9c) e Alto Paraguai (9d), com a presença de diversos tipos de rochas, tais como: metamórficas, calcários, sedimentos, etc. 9
  22. 22. O Sistema Aqüífero Parecis é constituído por arenitos com intercalações de níveis de conglomerado e camadas de argila, tendo espessura média de 150 m. Poços tubulares construídos neste Sistema apresentam vazão média de 147 m3/h e atendem a todo o sistema de abastecimento de Vilhena – RO (ANA, 2005). O Sistema Aqüífero Pantanal, é formado por sedimentos arenosos recentes, com espessuras que podem atingir mais de 600 metros. Este sistema é responsável pela manutenção do ecossistema pantaneiro.
  23. 23. Província Costeira – Está dividida em nove subprovíncias: Amapá (a); Barreirinhas (b); Ceará e Piauí (c); Potiguar (d); Pernambuco, Paraíba e Rio Grande do Norte (e); Alagoas e Sergipe (f ); Recôncavo, Tucano e Jatobá (g); Rio de Janeiro, Espírito Santo e Bahia (h), Rio Grande do Sul (i). Trata-se de bacias sedimentares de pequenas dimensões, com espessuras muito variáveis. Comparativamente, é a província mais ameaçada pela forma de extração das águas subterrâneas no Brasil (Rebouças, 2002). 10
  24. 24. Os aqüíferos mais promissores e bem distribuídos são os sedimentos do Grupo Barreiras, presentes em diversas subprovíncias, que abastecem Belém, Recife, São Luiz, Fortaleza e Natal. Destaca-se, ainda, na subprovíncia Barreirinhas o Marituba, que junto ao Barreiras, respondem por 80% do abastecimento público de Maceió. Na subprovíncia Ceará e Piauí ocorrem os aqüíferos Beberibe e Dunas. Na Potiguar destacam-se o Jandaíra e Açu; na Pernambuco, Paraíba e Rio Grande do Norte os aqüíferos Beberibe, Maria Farinha e Gramame; na Recôncavo,Tucano e Jatobá, Marizal, São Sebastião (que abastece Salvador e Camaçari), Ilhas e Tacarutu.
  25. 25. A Hidrogeologia do Estado de São Paulo As águas subterrâneas encontram-se armazenadas em espaços vazios das Formações Geológicas, constituindo assim os aqüíferos. O Decreto 32.955/91 define aqüífero ou depósito natural de águas subterrâneas como o solo, rocha ou sedimento permeáveis que fornecem água subterrânea, natural ou artificialmente captada.
  26. 26. Distribuição da Água Subterrânea e Potencialidade dos Aqüíferos A água subterrânea distribui-se nos diferentes aqüíferos presentes no Estado de São Paulo, distintos por suas características hidrogeológicas como, por exemplo, tipo de rocha e forma de circulação da água, as quais se refletem na sua produtividade. No Estado de São Paulo, reuniram-se os aqüíferos em dois grandes grupos: os Aqüíferos Sedimentares e os Fraturados.
  27. 27. Mapa de Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo
  28. 28. No Estado de São Paulo, destacam-se, pela capacidade de produção de água subterrânea, os Aqüíferos Guarani, Bauru, Taubaté, São Paulo e Tubarão
  29. 29. Como se Formaram os Aqüíferos Os tipos de aqüífero estão intimamente associados às unidades geológicas que ocorrem no Estado de São Paulo. As rochas que os compõem foram formadas em diferentes períodos geológicos, sob variados ambientes e climas. Estes fatores imprimiram propriedades hidrogeológicas diferenciadas a cada aqüífero, as quais se refletem na sua produtividade e, também, na sua vulnerabilidade à poluição.
  30. 30. Principais unidades aqüíferas do Estado de São Paulo
  31. 31. As Unidades Hidrogeológicas do Estado de São Paulo Aqüífero Cristalino O Cristalino é um aqüífero fraturado e de extensão regional. Formado há mais de 550 milhões de anos, é composto pelas rochas mais antigas do Estado de São Paulo. Aflora na porção leste do território paulista, em área de 53.400 km2, abrangendo cidades como Campos de Jordão, Águas de Lindóia, Jundiaí, Tapiraí, Iporanga, dentre outras, a Região Metropolitana de São Paulo, chegando até o litoral.
  32. 32.  Aqüífero Pré-Cambriano (fissural) A vazão média dos poços é em torno de 5 m3/h, mas é comum encontrar poços próximos com vazões muito diferentes devido à variação no número, tipo, abertura e conexão das fraturas. As vazões prováveis nesta unidade, variando de 1 a 23 m3/h, com área menos produtiva na região ao norte do Rio Paraíba do Sul, entre Campos de Jordão, Bragança Paulista e Francisco Morato.
  33. 33. A água do Aqüífero Cristalino apresenta boa qualidade para consumo humano e outros usos em geral. Devese, no entanto, dar especial atenção à proteção de qualidade das águas da unidade Pré-Cambriana, por ocorrer como aqüífero livre em áreas populosas e industrializadas, como na Região Metropolitana de São Paulo e na região entre Campinas e Sorocaba. Nessas áreas, apesar da baixa e irregular produtividade do aqüífero, é utilizado para abastecimento complementar de pequenas comunidades em municípios como Bananal, Jambeiro, Jarinu, Embu Guaçu e Piedade, assim como para uso industrial, permitindo o desenvolvimento da região, apesar da limitação da oferta de água superficial com qualidade.
  34. 34.  Aqüífero Pré-Cambriano Cárstico Esta unidade tem ocorrência restrita no sul do Estado de São Paulo, entre a região do Vale do Rio Ribeira de Iguape e cidades como Capão Bonito, Ribeirão Branco e Bom Sucesso de Itararé. A produtividade desta unidade é pouco conhecida devido à pequena quantidade de poços existentes. Entretanto, como está condicionada às feições de dissolução, sua produtividade é variável e as vazões calculadas estão entre 7 e 100 m3/h por poço. Ocorrências restritas de rochas carbonáticas podem ser encontradas em outras porções do Estado, como por exemplo, no município de Cajamar.
  35. 35. Já, na unidade Pré-Cambriana Cárstica, a velocidade da água geralmente é alta e qualquer contaminação pode se espalhar rapidamente, exigindo cuidados especiais para sua proteção, como, por exemplo, restrições mais rígidas de ocupação do solo no entorno das feições de dissolução e em locais onde as rochas estão muito fraturadas.
  36. 36. Aqüífero Tubarão O Aqüífero Tubarão é um aqüífero sedimentar de extensão regional. Aflora em uma faixa estreita de aproximadamente 20.700 km2, que se estende do nordeste ao sul do Estado de São Paulo, passando por cidades como Casa Branca, Itapetininga, Itu e Itararé. Nesta porção aflorante, onde tem comportamento de aqüífero livre, sua espessura aumenta de leste para oeste, atingindo valores de até 800 metros.
  37. 37. Devido a esta grande profundidade na porção confinada e a uma produtividade relativamente baixa, em comparação aos outros aqüíferos sedimentares, o Aqüífero Tubarão é explorado, predominantemente, na sua parte aflorante. Formado há cerca de 250 milhões de anos, o aqüífero apresenta uma produtividade baixa, onde as vazões sustentáveis recomendadas situam-se, em geral, abaixo de 10 m3/h por poço.
  38. 38. A heterogeneidade é uma característica marcante deste aqüífero e é comum encontrar poços próximos com vazões bem diferentes. Esta situação ocorre, principalmente, na Região Metropolitana de Campinas e na região de Itu-Sorocaba, pois o aqüífero pode ser truncado, eventualmente, por uma rocha ígnea dura chamada diabásio, originada pelo resfriamento da lava abaixo da superfície do terreno, que dificulta o fluxo da água subterrânea. De modo geral, as águas do Aqüífero Tubarão apresentam boa qualidade para consumo humano e outros usos em geral. Em comparação aos demais aqüíferos, a água do Aqüífero Tubarão apresenta maior teor de sais, eventualmente com enriquecimento de sódio, fluoreto e sulfato.
  39. 39. Sistema Aqüífero Guarani O Aqüífero Guarani é o maior manancial de água doce subterrânea transfronteiriço do mundo. Está localizado na região centro-leste da América do Sul, estendendo-se pelo Brasil (840.000 Km²), Paraguai (58.500 Km²), Uruguai (58.500 Km²) e Argentina (255.000 Km²). Sua maior ocorrência se dá em território brasileiro (2/3 da área total), abrangendo os Estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, como pode se visualizado na figura 10.
  40. 40. A recarga do aqüífero está limitada às áreas de afloramento das formações Botucatu e Pirambóia, e através da drenagem de zonas de fissuras dos basaltos em alguns altos estruturais situados no interior da bacia. A água infiltrada para o aqüífero apresenta um fluxo geral para Oeste e para os basaltos sobrejacentes, porém a maior parte do escoamento subterrâneo é drenada para os rios como escoamento básico, ainda na área de recarga.
  41. 41. A maior parte da água existente hoje nas porções confinadas do Aqüífero Guarani é oriunda da infiltração da água meteórica ocorrida há centenas ou milhares de anos nas áreas de afloramento. Devido ao longo tempo de contato da água com as rochas e também por contribuições de pequena recarga advinda das camadas superiores de basalto, espera-se maior mineralização das águas à medida que se distancia das áreas de recarga. Esse fato só não é mais intenso devido aos arenitos que formam o aqüífero não serem ricos em sais e minerais.
  42. 42. Municípios do Estado de São Paulo que apresentam mais de 40% de sua área no Afloramento do Sistema Aqüífero Guarani.
  43. 43. Atividade  Através da leitura do decreto 32.955/91 apresentar um diagnóstico da atual situação da proteção das águas subterrâneas.
  44. 44. Bibliografia  BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Associação Brasileira de Águas Subterrâneas e Petrobrás. “Águas Subterrâneas – Um Recurso a ser conhecido e Protegido”. Brasília, 2007  CAPUCCI, Egmont et AL. “Poços Tubulares e Outras Captações de Águas Subterrâneas: Orientações aos Usuários”. Rio de Janeiro, 2001  FIESP. Federação das Indústrias do Estado de São Paulo. “Orientações para a Utilização de Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo”. São Paulo, 2005  CLEARY, Robert W. “Águas Subterrâneas” 1989 disponível em: < http://www.clean.com.br/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=79&I temid=110 >Acesso em: Janeiro de 2010  CETESB. “Relatório De Qualidade Das Águas Subterrâneas No Estado De São Paulo 2001-2003”. São Paulo, 2004.  IRITANÍ, M. A.; EZAKI, S. “As Águas Subterrâneas Do Estado De São Paulo”. Secretária De Estado Do Meio Ambiente. SMA. São Paulo, 2008

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