UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 072

ENÉAS OLIVEIRA LOUSADA

DATA DA DEFESA: 27/04/2005
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROCESSAMENTO DE DADOS EM GEOLOGIA E ANÁLISE AMBIENTAL
ORIENTADOR:  Prof. José Eloi Guimarães Campos (UnB)
EXAMINADORES: Prof. Geraldo Resende Boaventura (UnB);Prof. Newton Moreira De Souza(FT-UnB); Profa. Maria Marlucia Freitas Santiago (UFC); Prof. Ricardo César Aoki Hirata (USP)

Palavras-chave:  Modelos aqüíferos conceituais, dados isotópicos, aqüíferos fraturados, Distrito Federal,

RESUMO

    Esta pesquisa trata da identificação dos mecanismos de transferência das águas de precipitação e superficiais para os diferentes meios aqüíferos do Distrito Federal, caracterizando-os, quanto às condições de fluxo e áreas de recarga. Os dados obtidos são a base para as abordagens sobre os modelos hidrogeológicos conceituais aplicáveis à região. Para implementação da pesquisa selecionou-se uma área modelo devido à larga utilização dos seus solos para fins agropecuários, a bacia do rio Jardim.Foram propostos quatro modelos: (1) Modelo das duas superfícies potenciométricas, (2) Modelo físsuro-cárstico, (3) Modelo da superfície potenciométrica única com confinamento, e (4) Modelo da superfície potenciométrica única sem confinamento (com ampla e restrita oscilação). Para testá-los aplicou-se um método com base em integração de estudos hidrogeológicos clássicos para quantificar os recursos hídricos subterrâneos, hidroquímica de elementos maiores, geoquímica isotópica de δ¹⁸O, Deutério, CFC’s e Trítio para datação das águas e determinação das áreas de recarga, ensaios com traçadores para definir quanto ao modo de circulação e avaliação da piezometria para investigação sobre a eficiência do fluxo subterrâneo e importância do aqüífero poroso como regulador da recarga para o fraturado. As análises foram direcionadas para as grandes classes de solos presentes na bacia: Latossolos argilosos e muito argilosos, cambissolos, gleissolos e neossolos quartzarênicos. Com base na integração dos dados pôde-se concluir que: (1) Os Latossolos Argilosos e Gleissolos compõem os meios mais importantes quanto à regulação das vazões para domínio fraturado. (2) Os aqüíferos intergranulares do Distrito Federal são heterogêneos e em parte anisotrópicos, condicionados pela estruturação dos solos, atividades biológicas e estruturas herdadas da rocha subjacente. (3) As águas subterrâneas em meio poroso e fraturado são estáveis desde a origem até a penetração e movimentação no aqüífero e a recarga ocorre nas  regiões próximas à bacia considerando-se que os valores δ¹⁸O são equivalentes a linha meteórica global.  (4) As análises isotópicas resultaram em variações significativas quanto ao tempo de residência médio das águas. Em análise qualitativa das concentrações de Trítio obteve-se que as águas do meio poroso são mais jovens que as do fraturado. Realizaram-se avaliações quantitativas dos CFC’s 11, 12 e 113 que corroboraram as interpretações do Trítio. Na primeira unidade amostrada (EL1 e EL2) obteve-se mistura de águas dos aqüíferos poroso e fraturado, considerando-se a proximidade das idades obtidas (18 e 17 anos). Em outros dois pontos amostrados obtiveram-se respectivamente idades de 19 e 18 anos para águas do domínio poroso e 36 e 34 anos para águas do meio fraturado, resultando em intervalos de tempos de 17 e 15 anos entre as residências médias nos distintos aqüíferos. (5) O modelo de superfície potenciométrica única com confinamento é observado na bacia do alto Jardim, associado às áreas de rebordos e dissecação intermediária recobertas por cambissolos. (6) O modelo de superfície potenciométrica única sem confinamento é aplicável na maior parte da bacia, apresentando oscilações restritas ou amplas (neossolos quartzarênicos). (7) As análises isotópicas corroboraram o modelo das duas superfícies potenciométricas, que é aplicável em áreas com espessos regolitos sobre rochas fraturadas com elevado grau de interconexão.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 072

DATE OF ORAL PRESENTATION: 27/04/2005
TOPIC OF THE THESIS: Data processing in geology and in environmental analysis
SUPERVISOR: Prof. José Eloi Guimarães Campos (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: Prof. Geraldo Resende Boaventura (UnB);Prof. Newton Moreira De Souza(FT-UnB); Profa. Maria Marlucia Freitas Santiago (UFC); Prof. Ricardo César Aoki Hirata (USP)

KeyWords:  Conceptual aquifers models, isotopic data, fractured aquifers, Distrito Federal (Brazil), 

ABSTRACT

The research theme is the evaluation of the transference mechanisms of rainwater and superficial waters to different aquifers in Federal District. The proposal is to characterize the flow conditions and recharge areas. The data obtained will be a basement for considerations about conceptual hydrogeologics models applied for a region. The research was applied in a watershed with intense agricultural use, the Jardim river basin. Four models were proposed: (1) the Two Potenciometric Surfaces Model, (2) the Fractured-Carstic Model (3) the Unique Confined Potenciometric Surface Model, (4) the Unique Non-Confined Potenciometric Surface Model (with large and restrict oscillation). To test these models a integration method based on classic hydrogeologic studies to quantify the groundwater, hydrochemistry of main elements, isotopic geochemistry of  δ¹⁸O, Deuterium, CFC’s e Tritium for water dating and determining recharge areas, tracers assays to define about circulation way and piezometric evaluation to conclude about the groundwater movement and porous aquifer importance as recharge regulator for fractured aquifer, was applied. The analysis have been applied in different soils present in a basin: Latosoils, Clay Latosoils, Cambisoils, Gleysoils and Sandy Neosoils. Based on data integration was concluded: (1) The Clay Latosoil and Gleysoil are the main recharge regulators for a fractured aquifer. (2) The porous aquifer in a Federal District is heterogeneous and anisotropics, considering the soil structures, biological activities and structures remains for the rock. (3) The groundwater in porous and fractured aquifer are stable since the origin to penetration and movement in a aquifer, and the recharge occurs in regions close to the basin, considering δ¹⁸O values equivalents to global meteoric line. (4) The isotopic analysis showed variation about mean residence time for the waters. Qualitative analysis for tritium resulting that the waters in porous aquifer are youngers than the waters in fractures. CFC’s 11, 12 and 113 quantitative evaluations confirmed the tritium interpretations. The first point sampled (EL1 and EL2) showed a mixing of waters from porous and fractured aquifers, considering the age obtained (18 and 17 years). The other two places sampled (EL3 - EL4 and EL5 - EL6) showed 19 and 18 years age for waters in porous and 36 and 34 years age for waters in fractured aquifer, resulting in 17 and 15 years of time intervals between the mean residences in distinct aquifers. (5) the unique confined potenciometric surface model is observed in a basin, associated to cambisoils. (6) the unique non-confined potenciometric surface model is applied on a large area in a basin, presenting restrict and large oscillation (sand neosoil). (7) Appling isotopic analysis was possible to confirm the two potenciometric surfaces model, associated to areas with large weathering and soil thickness on fractured rocks presenting high interconnection level.