Details

Caracterização geológico-geofísica do meio aqüífero fissural : uma contribuição aos modelos de fluxo e armazenamento de água subterrânea

by Nascimento da, Carlos Cesar

Abstract (Summary)
A Região Nordeste do Brasil apresenta substrato composto principalmente por rochas cristalinas (em tomo de 60% de sua área).Além disso, esta região apresenta um clima semi-árido ocasionando secas periódicas. Estas caracteristicas envolvem a má qualidade da água explotada dos poços existentes na região, associadas a elevados índices de sais dissolvidos. Não obstante, os recursos hidricos subterrâneos nesta região ainda são uma fonte muito importante de água para os consumos humano e animal. Os poços perfurados em rochas cristalinas no Nordeste do Brasil envolvem um indice médio de sucesso quanto aos poços produtivos da ordem de 60%, sendo considerado poço produtivo aquele com vazão superior a 0,5 m³/h. Este baixo índice revela a falta de conhecimento sobre as verdadeiras condições de fluxo e armazenamento da água subterrânea em rochas cristalinas. Dois modelos de estruturas de fluxo e armazenamento de água subterrânea em terrenos cristalinos para o Nordeste do Brasil tem sido propostos na literatura. O primeiro modelo, tradicionalmente utilizado para locar poços desde a década de sessenta, está baseado no controle de drenagens retilineas por zonas de falhas ou fraturas. Este modelo é referido comumente na literatura hidrogeológica brasileira como o "modelo riacho-fenda". Com base neste modelo, são enfatizados os locais mais densamente fraturados - particularmente os pontos de interseção de drenagens. Com base no modelo riacho-fenda, o trabalho subseqüente de campo envolve normalmente a análise geológico-estrutural do terreno. Já o segundo modelo é denominado de "calha elúvio-aluvionar"; este modelo também é descrito na literatura mas ainda não é incorporado à prática de locação de poços. A estrutura tipo calha baseia-se na hipótese de que drenagens retilíneas também podem ser controladas pela foliação da rocha. Eventualmente, dependendo do grau de intemperismo, uma estrutura pré-existente preenchida por sedimentos (aluvião e regolito) pode ser desenvolvida de modo a armazenar e produzir água. Com base na análise de diversos estudos de casos, esta Tese apresenta uma análise detalhada dos modelos citados, além de propor um novo.Aanálise está baseada em uma técnica metodológica integrada que envolveu levantamentos geofisicos e análise geológica enfatizando a neotectônica. Foram utilizados levantamentos geofísicos terrestres (eletro-resistividade e Ground Penetrating Radar - GPR) e aeroportados (magnéticos e eletromagméticos no dominio da freqüencia). A análise estrutural enfatizou aspectos da neotectônica. Em geral, foram identificadas fraturas na direção E-W relativamente abertas, quando comparadas com as fraturas na direção N-S. Este comportamento é regido pelo campo de tensões neotectônico do Nordeste do Brasil, o qual é controlado por compressão E-We distensão N-S. O modelo riacho-fenda é válido onde drenagens são controladas por fraturas. O grau de fraturamento e o intemperismo associado ditam o potencial hidrogeológico da estrutura. Levantamentos de campo enfocando a geologia estrutural revelam que as fraturas subverticais apresentam direções consistentes com as feições frágeis obsarvadas em afloramentos e fotografias aéreas. Levantamentos geofísicos identificam anomalias de condutividade associadas à rede de fraturas que controla a drenagem; nestas anomalias, uma de suas bordas coincide com a drenagem. Um aspecto importante e particular para validar o controle estrutural por fratura é a presença de anomalias de condutividade relativamente profundas que nâo apresentam continuidade ou propagação para a superfície. A origem da elevada condutividade da anomalia decorre do grau de intemperismo da rocha ou sedimentos (aluvião ou regolito) armazenando a água subterrânea ao longo da rede de fraturas. Levantamentos magnéticos são insensiveis a estas estruturas. Em casos especificos, nos quais a cobertura sedimentar ou o solo são resistivos (> 100 Ohm.m), o GPR pode ser utilizado para imagear precisamente a rede de fraturamento. Uma limitação principal ao modelo riacho-fenda, revelado por imagens de GPR, está associada ao fato de que fraturas subhori zontais têm um importante papel interconectando as diversas fraturas em subsuperfície e por sua vez, conectando-as com as zonas de recarga em superficie. Por outro lado, caso as fraturas apresentem um controle secundário da drenagem, o modelo riacho-fenda terá validade limitada. Neste caso, amplas porções da drenagem não coincidem espacialmente com as fraturas e desta forma, os poços locados ao longo da drenagem geralmente são secos. Normalmente, este controle secundário da drenagem somente pode ser identificado a partir de levantamentos geofisicos. O modelo calha elúvio-aluvionar é válido onde drenagens são controladas pela foliação. O grau de intemperismo da foliação dita o potencial hidrogeológico da estrutura. Análises de afloramentos revelam que as direções da foliação e da drenagem são compatíveis entre si e que, caso existam fraturas, a sua direçâo será diferente da direção da drenagem. Levantamentos geofisicos indicam condutividade elevada que pode resuitar da resposta de uma calha de sedimentos e/ou regolito preenchendo os espaços gerados pela forma do relevo e influenciado pelo intemperismo que atua sobre os planos da foliação. Neste caso, levantamentos magnéticos podem identificar a direção da foliação. Um aspecto importante para validar o controle da foliação é a presença de anomalias mostrando porções rasas e profundas que se interconectam. Na presença de coberturas sedimentares expressivas, os controles da drenagem segundo as estruturas tipo riacho-fenda ou calha elúvio-aluvionar podem ser facilmente confundidos na ausência de dados geofisicos. Certamente, este fato pode ser útil para explicar grande parte do índice de insucesso na locação de poços em terrenos cristalinos. Já o modelo bolsões de intemperismo é proposto para explicar casos nos quais ocorre uma alteração extremamente forte nas rochas cristalinas gerando ume porosidade intersticial secundária. A água é então armazenada nos poros do regolito de forma semelhante ao que ocorre nas rochas sedimentares. Um possivel exemplo para este modelo foi detectado em levantamento geofisico terrestre, no qual uma anomalia de condutividade relativamente profunda foi detectada. A partir do momento em que esta estrutura tenha a capacidade de armazenar água, é necessário conectá-la à superfície para garantir o seu suprimento sazonal. Este modelo pode ser utilizado para explicar as vazões anômalas, superiores a 50 m³/h, que algumas vezes são encontradas em poços perfurados em rochas cristalinas no Nordeste do Brasil
This document abstract is also available in English.
Bibliographical Information:

Advisor:Emanuel Ferraz Jardim de Sa; Walter Eugênio de Medeiros

School:Universidade Federal do Rio Grande do Norte

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:HIDROGEOLOGIA Água subterrânea Aqüífero fissural

ISBN:

Date of Publication:06/09/2004

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.