ProjetoUrucuia_W2_EduardoMarques

Quantificação e Monitoramento da
Disponibilidade dos Recursos do Aquífero
Urucuia no Estado da Bahia
Workshop Urucuia – Barreiras- Bahia
01/03/2018
Por: Eduardo G. Marques e Archange Ilambwetsi (UFV)
Gérson C. da Silva Jr. e Glauco Eger (UFRJ)
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Introdução
o Eduardo Marques
o Gerson Cardoso da Silva Jr. (Coords.)
o Glauco Eger (Doutorando/pesquisador)
o Archange Ilambwetsi (Geólogo)
o Jeniffer Chiappini (estagiária)
o Jales Nepomuceno Júnior (estagiário)
Ação 2. Estudo Hidrogeológico e Modelagem Numérica de
Fluxo do Aquífero Cretáceo Urucuia: Balanço Hídrico e
Estimativa de Recursos Exploráveis.
Equipe:

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Introdução
ATIVIDADE 1. Coleta de Dados de Entrada para Modelo
o Levantamento de dados existentes e caracterização hidrodinâmica e hidroquímica;
o Levantamento de campo (cadastro de nascentes e de poços); seleção de poços
para visita em campo;
o Mapas: geológico-Estrutural, cadastro de nascentes; posição do N.A. em poços
selecionados; testes de bombeamento e definição de parâmetros hidrodinâmicos;
parâmetros físico-químicos;
o Banco de dados em ArcGIS.

4
Introdução
ATIVIDADE 2. Elaboração de Modelo Conceitual
o Estimativa da recarga do aquífero, via balanço hídrico e comparação com
recarga obtida através do estudo do grupo do Prof. Marcos Costa.
o Análise da interação Água Superficial – Água Subterrânea.
o Modelo Hidrogeológico Conceitual.
Gráfico de rebaixamento x Tempo do teste na Faz.
NE Florestal.

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ATIVIDADE 3. Modelo Numérico (Matemático) - Visual MODFLOW e
Relatório Final
o Modelo Hidrogeológico Numérico, com seções horizontais e verticais.
o Simulações de cenários com implantação de novos poços de
bombeamento.
o Relatório Final com Conclusões e Recomendações. Definição das zonas
de recarga e descarga, das reservas permanente e explotável, interação
água superficial – água subterrânea e impacto da implantação de novos
poços.
o Publicação de Artigos Técnico-Científicos.
Introdução

• Resultados esperados:
o Modelo Hidrogeológico Numérico com simulação de
cenários para vazões de bombeamento variáveis, com ou
sem instalação de novos poços, calibrado e validado;
o Modelo acoplado aos dados de hidrologia;
o Estimativa de balanço hídrico visando a manutenção da
sustentabilidade hídrica do aquífero.
7
Introdução

• Outrosprodutosesub-produtos
o Mapas temáticos diversos de conceitualização do SAU (pontos de
inventário, isoteores geoquímicos, mapa potenciométrico, mapa de
unidades hidrogeológicas etc.);
o Gráficos, diagramas, modelagem geoquímica (parâmetros químicos, pH,
temperatura e condutividade elétrica, razões iônicas, índices de saturação,
etc.);
o Simulação de eventos críticos (secas e chuvas extremas) e de aumento de
bombeamento sobre os recursos hídricos subterrâneos do SAU,
considerando dados dos demais subprojetos.
Introdução
8

9
Geologia
Aquífero superior (Fm. S. Araras) e Aquífero inferior (Fm. Posse):
• Inicialmente, ambas as camadas eram consideradas aquíferos freáticos. Hoje
já está claro que a existência de algumas camadas silicificadas e alguns níveis
argilosos podem promover algum semi-confinamento da camada inferior
(Fm. Posse). Esse efeito é localizado;
• Segundo a ANA (2017), o SAU, bem como todo meio geológico que não é
perfeitamente homogêneo, possui heterogeneidades locais que influem no
trajeto da água, de modo que variações nos parâmetros hidráulicos, como
camadas mais ou menos cimentadas, níveis silicificados, conglomeráticos
silicificados e lentes com maior argilosidade presentes em várias
profundidades da sequência sedimentar do Grupo Urucuia, defletem o
trajeto de fluxo, tornando-o mais longo;

Em (A) e (B) notar a ritmicidade e
o bidomalismo do arenito da Fm.
Posse na BR 242 no TO. Em (C) e
(F) estratificação cruzada de
grande porte e estruturas de
campos de dunas características
da Fm. Posse. Em (E) estruturas
de dunas e interdunas na Fm.
Posse. Em (G) delimitação
litológica entre as formações
Posse e Serra das Araras; (H)
estruturas de dunas de porte
médio na região da Garganta
(Formoso do Rio Preto).
FORMAÇÃO POSSE
10

Em (A) e (B) fácies conglomeráticos
ferruginosos, mal selecionados de
clasto e matriz sustentados da Fm.
Serra das Araras; em (C) arenitos
variando de médios a grossos
aproximadamente bem
selecionados, com estratificação
cruzada de pequeno porte, indicativo
de um ambiente fluvial (Pedra da
Baliza); (D) arenito grosso maciço de
seleção regular com contornos
silicificados; (E) escarpas vista da
estrada que leva até Dionópolis (TO);
(F) estratificação cruzada de
pequeno porte em arenitos médios
próximo ao aeroporto de Barreiras;
(G) Conglomerado polimítico com
cobertura ferruginosa e alteração
por intemperismo; (H) lente de
quartzo e pelito envolvidos por uma
película de óxido de ferro.
FORMAÇÃO SERRA DAS ARARAS
11

12
Recarga e Geoquímica
• Recarga em algumas áreas - valores de 257mm e 177 mm. Os primeiros devem ser mais realistas
(valores na faixa de 220 mm/ano). Estamos, entretanto, realizando uma série de ensaios de
infiltração para, em conjunto com dados coletados pela ANA, obter uma informação mais
precisa em relação à infiltração. Ademais, com base nos dados coletados pelos estudo
supervisionado pelo Prof. Marcos Heil, será possível, inclusive, avaliar a variação desta
infiltração ao longo dos últimos 30-40 anos;
• As águas subterrâneas do Urucuia não apresentam salinização ou traços de pesticidas (pelo
menos nos dados publicados até o momento) e nos poucos dados coletados pela equipe do atual
projeto. Segundo a ANA (2017), Observa-se que estas águas, sejam elas provenientes de
nascentes ou poços de diferentes profundidades, possuem baixas concentrações de íons, sendo
que a maioria apresenta, predominantemente, condutividades elétricas menores que 50
S/cm. O motivo da baixa salinidade, característica nestas águas, está ligado à geologia do meio,
com elevada proporção de quartzo (essencialmente quartzo arenitos), à recarga e ao curto
tempo de residência das águas subterrâneas do SAU;

13
Mapa Potenciométrico
do SAU (ANA, 2017)
Dados
bibliográficos

14
Mapa Espessuras do
SAU (ANA, 2017)
Dados
bibliográficos

15Barbosa (2016)
Dados bibliográficos

Em (A), (B), (C), (D) & (E)
detalhes da vegetação
fechada e bem preservada
dominada por palmeiras do
tipo buritis e com uma
elevada umidade relativa
do solo; (F) presença
claramente observável de
água na nascente do Rio
das Águas Quentes (GO);
(G) caminho preferencial de
água na região de Barreiras.
OCORRÊNCIA MORFO-ESTRUTURAL
DAS NASCENTES
16

As nascentes são, muitas vezes, caracterizadas por veredas de vegetações completamente fechadas e
bem preservadas em que os solos são úmidos. A vegetação fechada é dominada por palmeiras do tipo
Buritis e, em conjunto com zonas de elevada umidade relativa do solo, são ótimas indicadoras de zona de
veredas e, por consequência, de nascentes.
Adaptado de Barbosa (2016)
17

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• A ANA desenvolveu um modelo numérico de todo o aquífero Urucuia, mas os
dados estão defasados e há a necessidade de atualização do mesmo, visando
melhorar a sua representatividade;
• Contatos já foram realizados com a agência para ter acesso aos dados desse
modelo para podermos avaliá-lo no Modflow. Os relatórios já foram
integralmente disponibilizados e estão em análise pela equipe.
Modelos Numéricos Existentes

19
S I M U L A Ç Ã O N U M É R I C A D O F L U X O D E Á G U A S D O S I S T E M A
A Q U Í F E R O U R U C U I A N A B A C I A H I D R O G E O L Ó G I C A D O R I O
CORRENTE (BA).
Engelbrecht & Chang (2015)

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MODELO HIDROGEOLÓGICO DO SISTEMA AQUÍFERO URUCUIA NA BACIA DO RIO
GRANDE (BA)
Gonçalves & Chang (2017)

Foram empregados três métodos geofísicos distintos nesses estudos
(ANA, 2017):
 Método da Eletrorresistividade que utilizou a técnica de
Sondagem Elétrica Vertical (SEV) (149 estações);
 Método Gravimétrico (200 estações) e
 Método Eletromagnético, que utilizou a técnica da Sondagem
Vertical no Domínio do Tempo (TDEM) (200 pontos).
21
Geofísica

 A profundidade do nível de água subterrânea do SAU na sub-
bacia Urucuia variou entre 2,1 m e 159,8 m (com maiores
profundidades de NA na porção oeste).
 A espessura do SAU varia entre 15 m (porção leste) e 317 m
(porção noroeste).
 As maiores espessuras acima de 270 m encontram-se na porção
norte e nordeste.
 As espessuras entre 200 e 250 m encontram-se na porção
sudoeste.
23
Geofísica

O método eletromagnético – TDEM – forneceu dados de
resistividade, espessuras das camadas e profundidades do topo de
estratos.
A partir dos resultados obtidos com os dados de TDEM, a
espessura do SAU na sub-bacia Urucuia, varia entre 2 m e
366,7 m.
24
Geofísica

25
Estágio Atual do Projeto
Cronograma de execução do trabalho (início fev.2017)

26
• Coleta da informações de bancos de dados públicos:
SIAGAS/CPRM, RIMAS/CPRM, outorgas INEMA e dados de
proprietários.
• SIAGAS (Sistema de Informações de Águas Subterrâneas)
estão cadastrados um total de 1196 poços.
o 577 poços com dados de nível estático (NE) para o cálculo da carga
hidráulica;
o 178 poços com informações para cálculo da transmissividade;
o 452 poços possuem informações de litologia.
• Novos dados obtidos junto à diversas instituições (em
particular AIBA, Gov. Bahia, CPRM) auxiliarão na consolidação
do modelo conceitual de funcionamento do SAU baiano.

27
• Em função da análise dos dados coletados até o momento,
obteve-se novos insights sobre o aquífero Urucuia no estado
da Bahia (bacias do rios Grande, Correntes e Carinhanha em
comparação a estudos anteriores:
o Elevada variação da profundidade do limite inferior do SAU nas
diversas bacias hidrográficas;
o Reavaliação das áreas consideradas como de caráter semiconfinado
dentro do aquífero;
o Melhor avaliação da relação entre água superficial e água
subterrânea na área de estudo.

28
Geologia
Mapa geológico de
porção da alta bacia do
Rio Grande

29
Monitoramento
Distribuição dos poços que compõem a RIMAS (55 poços) na área do Aquífero Urucuia, podendo-se observar que os mesmos concentram-se
na porção central do aquífero, em especial em afluentes do rio Grande.

30
Monitoramento
Detalhe da localização dos poços da RIMAS, mostrando os poços que não apresentaram variação do N.A. durante o período monitorado (em
branco), poços que apresentaram elevação do N.A. (em azul) e poços que apresentaram rebaixamento do N.A. (em vermelho). Nas áreas
delimitadas em laranja mostram-se as bacias nas quais o N.A. apresentou elevação.

31
Detalhe da localização dos poços da RIMAS, na porção norte da sub-bacia do rio das Fêmeas (bacia do rio Grande), a montante da estação
fluviométrica 46455000.

Monitoramento: Nebraska vs. SAL:
importância na calibração do modelo
16 INAs
automáticos
450 poços
monitorados
semestralmente

02/03/2018
33
Monitoramento: Nebraska vs. SAL:
importância na calibração do modelo
0
20
40
60
80
100
120
Flow(cfs)
Oct-96Apr-97Oct-97Apr-98Oct-98Apr-99
Date
Obs. Streamflow
Sim. Streamflow
Station 17b Calibration
0
5
10
15
20
Inches
Oct-96 Apr-97 Oct-97 Apr-98 Oct-98 Apr-99
Date
Obs. Streamflow
Obs. Baseflow
Sim. Streamflow
Sim. Baseflow

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Monitoramento
Exemplos de resultados de monitoramento da
posição do N.A. dinâmico ao longo do tempo
obtidos na rede RIMAS. Notar, no gráfico superior,
à esquerda, o rebaixamento progressivo do N.A.;
enquanto que no exemplo superior à direita,
observa-se uma elevação do N.A. O gráfico
inferior mostra um caso de clara influência do
regime de chuvas sobre a flutuação do N.A.,
resultando em uma ausência de rebaixamento
durante o período monitorado.

35
Potenciometria

36
Hidrogeoquímica

37
Parâmetros hidrodinâmicos

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1º Campanha - 05 à 16 de junho de 2017 (reconhecimento e coleta de dado
hidrogeológicos);
2ª Campanha – 03 à 23 de julho de 2017 (mapeamento
geológico/hidrogeológico);
3ª Campanha - 27 de novembro à 22 de dezembro de 2017 (testes de
bombeamento – levantamento de parâmetros hidráulicos);
4ª Campanha - 19 de fevereiro à 09 de março de 2018 (testes de bombeamento –
levantamento de parâmetros hidráulicos).
Campanhas de campo:

39
Testes de bombeamento
Parâmetro Resultado
Transmissividade (T) 2006 m2/dia
Coeficiente de Armazenamento (S) 0,0005
Rendimento específico (Sy) 0,093
Ajuste das mediadas
de rebaixamento do
teste bombeamento a
curva tipo de Neuman
(linha azul) no
processamento do
teste no AQTESOLV.

40
Modelo Hidrogeológico Conceitual
• Finalização do modelo com base nas campanhas de
campo e no levantamento preliminar de dados.
• Modelo Hidrogeológico Numérico (Visual MODFLOW)
• Início da modelagem numérica – Estado Estacionário.
- Início da inserção de
dados no Visual
MODFLOW (Bacia do
Rio Corrente)

02/03/2018
41
Modelo Hidrogeológico Conceitual  Numérico
Elaboração do modelo com base nas campanhas de campo e no levantamento de
dados.
• Modelo Hidrogeológico Numérico (Visual MODFLOW)
• HOJE: Modelagem numérica – Estado Estacionário.
SUPOSIÇÕES BÁSICAS (simplificações):
Aquífero livre, homogêneo
Drenagens superficiais conectadas ao aquífero
Limites do aquífero são limites “no flow” (tipo 2) (base e laterais)
MALHA: ~200.000 células ativas, duas camadas (aquífero mais raso, ativamente
conectada aos rios; aquífero livre mais profundo).

02/03/2018
42
Exemplo de seção transversal W-E das duas camadas do modelo preliminar
Condições de contorno:
Rivers (azuis)
No flow (vermelho

02/03/2018
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Perguntas??
Eduardo Marques – emarques@ufv.br / (31) 3899-3096 / (31) 99890-2812
Gerson Cardoso da Silva Júnior – gerson@acd.ufrj.br / (21) 99746-6863
OBRIGADO!
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