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CONTRIBUIÇÃO À METODOLOGIA DE ZONEAMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA EM AQUÍFEROS FRATURADOS
NO NORDESTE DO BRASIL

 

Franklin de Morais
Geólogo, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
CPRM - SUREG-RE
Avenida Beira Rio, 45 - Madalena
Telefone: (081) 227-0277 - Fax (081) 227-4281
CEP: 50.610-100 - Recife-PE

Este trabalho apresenta uma metodologia a ser aplicada na Província Cristalina do Nordeste, definindo uma hierarquização de domínios ou zonas, segundo o critério de favorabilidade à exploração da água subterrânea.
A metodologia proposta reveste-se de uma forma prática de definir domínios de águas nos aquíferos fraturados e baseia-se em dois principais suportes: morfologia (declividade) e densidade de fraturas. A área é dividida, para cada um destes parâmetros, em classes segundo uma hierarquia de favorabilidade. Em seguida, é estabelecida uma série de combinações usando-se o critério de maior para menor favorabilidade, chegando-se a definir quatro domínios ou zonas principais, denominadas neste trabalho de g1, g2, g3 e g4. A partir da ordem crescente dos índices, g1 seria a menos favorável, e g4 a zona mais favorável.
Os procedimentos metodológicos aqui propostos foram aplicados como teste nas áreas das Folhas Crateús (CE), Juazeirinho e Sumé (PB) e Afogados da Ingazeira (PE) e revelaram bons resultados. Quando se faz uma comparação dos valores médios de produtividade e dos poços que ocorrem nos diversos domínios, confirma-se o balizamento da hierarquia definida a partir da aplicação da metodologia em tela.

CONTRIBUTION TO THE METHODOLOGY OF GROUNDWATER ZONING IN FRACTURED AQUIFERS, NORTHEAST BRAZIL

Franklin de Morais
Geólogo, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
CPRM / SUREG-RE
Avenida Beira Rio, 45 - Madalena
Phone: (081) 227-0277 - Fax: (081) 227-4281
CEP: 50.610-100 - Recife - PE

The present work describes a methodology, meant to be applied in the Crystalline (Basement) Province of Northeast Brazil, according to which an areal or zonal distinction is made, indicating more or less favorable groundwater exploitation conditions.
The methodology tries to define, in a practical way, the areas of groundwater occurrences in the domain of fractured rocks, based on two principal factors: morphology and fracture density. An area is divided according to each of these factors, resulting in different classes of favorability. Next, a sequence of combinations according to the different favorabilities is established, with which four principal areas or zones may be defined, nominated as g1, g2, g3 and g4 in this work. According to increasing order, g1 would be the zone of less and g4 the zone of most favorability.
These methodological procedures have been applied as a trial in the areas of the following (1:100.000 scale) sheets: Crateús (Ceará State), Juazeirinho and Sumé (Paraíba State), and Afogados da Ingazeira (Pernambuco State), with good results. In comparing the mean productivity values of wells occurring in the different favorability zones, the validity of zonal distinction, as described by the present methodology, could be confirmed.

CONTRIBUIÇÃO À METODOLOGIA DE ZONEAMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA EM AQUÍFEROS FRATURADOS NO NORDESTE DO BRASIL

Franklin de Morais
Geólogo, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
CPRM / SUREG-RE
Av. Beira Rio, 45 - Madalena
Telefone: (081) 227-0277 - Fax (081) 227-4281
CEP: 50.610-100 - Recife-PE

A pesquisa da água subterrânea em rochas cristalinas e metamórficas representa um dos delicados problemas da hidrogeologia, por formarem estas rochas sistemas aquíferos anisotrópicos e heterogêneos. A Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais - CPRM vem desenvolvendo no semi-árido do Nordeste, programas que contemplam a elaboração de Cartas Hidrogeológicas na escala 1:100.000 tendo concluído, no âmbito da Superintendência Regional de Recife, as Folhas Currais Novos e Jardim do Seridó-RN; Juazeirinho e Sumé-PB; Monteiro-PB, PE; Afogados da Ingazeira-PE e Crateús-CE, totalizando uma área de 18.000 km², 90% dos quais representam a Província Cristalina constituída de sistemas aquíferos fraturados. Nos trabalhos citados foram usados procedimentos metodológicos que permitiram o zoneamento dos sistemas aquíferos fraturados, baseando-se em uma análise dos parâmetros morfológicos e estruturais, com o objetivo de definir uma hierarquização de áreas segundo a sua maior ou menor favorabilidade à exploração da água subterrânea.

METODOLOGIA

Com o objetivo principal de eleger áreas mais favoráveis à exploração de água subterrânea nos aquíferos fraturados foi elaborada a presente metodologia, que corresponde às seguintes atividades:

1 - Coleta de informações bibliográficas e inventário de pontos d'água: Na fase preliminar devem ser coletadas todas as informações disponíveis sobre os poços perfurados na área, incluindo perfis litológicos e construtivos, dados de ensaios de bombeamento e de análises químicas. A determinação das coordenadas geográficas é efetuada usando-se o sistema GPS (Global Positioning System). Esta fase envolve medições de nível estático e de condutividade da água, como informações complementares.

2 - Mapa geológico: O mapa geológico a ser aplicado deve ser atualizado, contendo informações sobre os principais complexos ou formações geológicas, no que trata da coluna estratigráfica, estruturas e litologia.

3 - Mapa de fraturas, mapa de isodensidade de fraturas e mapa de isodensidade de intersecção de fraturas: O mapa de fraturas detalhado será o suporte básico para a confecção do mapa de isodensidade de fratura e de intersecção de fraturas. O mapa de isodensidade elaborado a partir do mapa de isolíneas de fraturas compartimenta a área em três classes principais: a, b e c. A classe a corresponde às áreas com densidade maior que quatro fraturas/km². A classe b, com densidade de duas a quatro, a classe c com uma ou sem fraturas.
O mapa de intersecção de fraturas é opcional e poderá ser usado no caso de se pretender destacar melhor uma área ou outra entre aquelas já consideradas como favoráveis à exploração da água subterrânea.

4 - Mapa morfológico (declividade): O mapa de declividade, dependendo da escala do estudo, poderá ser elaborado tendo como base os mapas topográficos cuja configuração está representada através de curvas de nível. A declividade será representada em mapa através de duas principais classes: A e B. A classe A possui declividade menor que 20%, a classe B superior a 20%. Esta última, por exemplo, é considerada como uma área de baixa favorabilidade na hierarquia das zonas, segundo a importância geológica relativa.

5 - Mapa de drenagem: O sistema de drenagem pode ser representado em caráter opcional através de três classes principais: I, II e III. A classe I possui densidade elevada de drenagem, a classe II apresenta densidade média de drenagem e a classe III, baixa densidade.

6 - Diagramas de produtividade/densidade de fraturas: Estes diagramas como contribuições complementares, possibilitarão definir uma hierarquia de famílias de fraturas segundo a produtividade, fornecendo subsídios para a locação dos poços nos aquíferos.

7 - Carta hidrogeológica - Zoneamento dos sistemas aquíferos fraturados: Além das informações sobre os complexos ou formações que ocorrem na área, referentes a coluna estratigráfica, a litologia e a estrutura, a Carta Hidrogeológica define um zoneamento da área estudada, estabelecendo uma hierarquia quanto a sua vocação hidrogeológica em quatro domínios principais: g4, g3, g2 e g1. Esta compartimentação é possível através da combinação das diversas classes classificadas por pesos para a densidade de fraturas, declividade e densidade de drenagem.
O Quadro 1 mostra a caracterização das zonas definidas em mapas de zoneamento no macrosistema fraturado, a partir dos parâmetros de declividade e densidade de fraturas nas áreas das folhas Crateús, Juazeirinho, Sumé e Afogados da Ingazeira. Outros modelos têm sido apontados, incluindo um maior número de variáveis, entre as quais destacam-se a densidade de drenagem, a litologia e as coberturas vegetais.

Quadro 1 - Classes de declividade, densidade de fraturas e densidade de fraturas combinadas, constituindo zonas para uso em mapas de zoneamento no ecossistema fraturado da região semi-árida do Nordeste

O Quadro 2, por exemplo, mostra uma alternativa usando-se classes de declividade, densidade de fraturas e densidade de drenagem.

Quadro 2 - Classes de declividade, densidade de fraturas e densidade de drenagem combinadas, constituindo zonas para uso em mapas de zoneamento de águas subterrâneas em aquíferos fraturados

RESULTADOS OBTIDOS NAS FOLHAS CRATEÚS, JUAZEIRINHO, SUMÉ E AFOGADOS DA INGAZEIRA

O uso dos mapas de isodensidade de fraturas e morfológico trouxe resultados satisfatórios nos estudos efetuados nas Folhas Crateús, Juazeirinho, Sumé e Afogados da Ingazeira. O Quadro 3.1 (a, b, c, d) indica os valores médios obtidos a partir do tratamento da produtividade (vazão específica) dos poços para cada domínio. Constatou-se uma confirmação da hierarquia definida pela metodologia em tela nas áreas estudadas.

Quadro 3.1 - Valores de produtividade, vazão explorável média dos poços e resíduos secos por zonas ou domínios nos aquíferos fraturados

Quadro 3.1a - Folha Crateús

Quadro 3.1b - Folha Juazeirinho

Quadro 3.1c - Folha Sumé

Quadro 3.1d - Folha Afogados da Ingazeira

As famílias de fraturas com melhores resultados de produtividade definidas, usando os diagramas de direção e fratura/produtividade, estão representados no Quadro 3.2.

Quadro 3.2 - Famílias de fraturas com melhores resultados de produtividade nas Folhas Juazeirinho, Sumé e Afogados da Ingazeira


CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Considerando que 56% da área do Polígono das Secas corresponde à Província Cristalina, merecem maior atenção estudos visando uma seleção de áreas mais favoráveis para atender a programas de perfuração de poços, para a população animal e, em menor proporção, para o consumo humano.
Melhores procedimentos metodológicos contribuem para diminuir os prejuízos com a perfuração de poços de baixa produtividade ou mesmo secos. Em algumas regiões, o índice de poços secos chega a atingir 25% a 30%. Na região de Crateús (CE) este índice supera 30%.
O uso de mapas estruturais de detalhe, mapa de declividade e de um mapa de drenagem são instrumentos indispensáveis ao zoneamento dos sistemas aquíferos fraturados. A esta base de zoneamento, poderão ser acionados, na escolha de melhores locais para a locação de poços, estudos de geofísica, dependendo do objetivo e da escala do trabalho.
Como foi abordado neste trabalho, o zoneamento baseado na estrutura e na morfologia, efetuado nas Folhas Crateús, Juazeirinho, Sumé e Afogados da Ingazeira, foi checado a partir do tratamento estatístico da produtividade dos poços para cada zona. Constatou-se uma confirmação da hierarquia das zonas definidas, uma vez que as áreas indicadas como detentoras dos melhores domínios, apresentavam as melhores médias de produtividade; as áreas consideradas como negligenciáveis ou desfavoráveis exibiram baixa produtividade dos poços.
A metodologia aplicada de forma simplificada fundamenta-se no princípio de que para se chegar a um zoneamento das rochas, é necessário que as áreas exponham as suas estruturas em superfície, de modo a permitir a elaboração de mapas de fraturas.
Quanto à drenagem, entende-se que na maioria das vezes a declividade já considerada, reflete a densidade de drenagem no sentido de maiores volumes de água por área. Em áreas de menores declividades (planas e suavemente onduladas), normalmente o volume de água de escoamento/área é maior, havendo uma correspondência, isto é, a drenagem (volume de água/área) está em grande parte dos casos embutida no parâmetro declividade.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

MORAIS, F. de - Hidrogeologia - Folha Juazeirinho. Programa Levantamentos Geológicos Básicos do Brasil. Brasília, CPRM, 1993.
MORAIS, F. de - Contribuição para o Zoneamento das Águas Subterrâneas em Aquíferos Fraturados. Curso de Tecnologia Hidrogeológica Aplicada. Recife, CPRM, 1994.
MORAIS, F. de - Hidrogeologia - Folha Crateús. Programa Levantamentos Geológicos Básicos do Brasil. Brasília, CPRM, 1995.
MORAIS, F. de - Hidrogeologia - Folha Afogados da Ingazeira. Programa Levantamentos Geológicos Básicos do Brasil. Brasília, CPRM, 1996.
MORAIS, F. de - Hidrogeologia - Folha Sumé. Programa Levantamentos Geológicos do Brasil. Brasília. CPRM, 1996.


 

 

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