jose viegas

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE GEOCINCIAS

ESTUDO HIDROGEOLGICO DA BACIA DO RIO CABUU - ZONA OESTE DO

MUNICPIO DO RIO DE JANEIRO - RJ

DISSERTAO DE MESTRADO

JOS CLUDIO VIGAS CAMPOS

Maio de 1996

FICHA CATALOGRFICA

CAMPOS, Jos Cludio Vigas

Estudo Hidrogeolgico da Bacia do Rio Cabuu - Zona Oeste do Municpio do Rio de Janeiro - RJ/Jos Cludio Vigas Campos - Rio de Janeiro: UFRJ, 1996. xviii, 100 p.; 29,7 cm. Dissertao (Mestrado) - Univ. Federal do Rio de Janeiro/Programa de Ps-Graduao em Geologia, 1996.

Bibliografia: p.92-99

1. Hidrogeologia 2. Baixada de Campo Grande 3. Caracterizao Hidrogeoqumica. I. IG/UFRJ II. Ttulo (srie)

Esta dissertao de mestrado

dedico ao meu irmo

Carlos Eduardo Campos Filho (in memorian)

AGRADECIMENTOS

Agradeo a todas as pessoas e instituies que direta ou

indiretamente colaboraram para realizao deste trabalho. Agradeo

sobretudo a Deus por ter colocado estas pessoas no meu caminho:

CAPES e FAPERJ, pela concesso de bolsas de estudo de

mestrado e complementao de mestrado, respectivamente;

ao Laboratrio de Hidroqumica da CPRM pela realizao das

anlises fsico-qumicas da gua subterrnea;

ao Tcnico Roberto do Laboratrio de Mecnica de Solos do Setor

de Geologia de Engenharia (UFRJ) pela realizao das anlises

granulomtricas;

ao Programa de Ps-Graduao em Geologia da Universidade Federal

do Rio de Janeiro pela oportunidade de realizao deste

trabalho;

ao meu orientador Professor Alberto Finkelstein pelo incentivo,

orientao e amizade;

aos Professores Sergio Cabral e Eurpedes do Amaral Vargas Jr.

pela leitura crtica realizada, sugestes apresentadas, assim

como pela presteza com que se dispuseram a me auxiliar;

ao Gelogo Cludio Matta pela amizade e disposio em solucionar

todos os problemas oriundos da realizao deste trabalho;

Professora e amiga Paula Lcia Ferrucio da Rocha pelas

sugestes apresentadas e pela companhia ao longo deste perodo;

ao amigo e companheiro de sala Gelogo Lus Jos R. O. Brando

da Silva pelo apoio e sugestes apresentadas;

aos colegas de turma Edla Maria e Sebastio Calderano pelos

momentos de convvio;

amiga, consultora e secretria Elizabeth pela orientao nas

vezes em que estive perdido;

aos amigos ngelo Pedroto, Mrcia Amorim e Lauro "Maguila" que

me auxiliaram em diversas fases do trabalho;

ao Professor Josu Alves Barroso pelo apoio oferecido ao longo

de todo projeto;

aos Professores Emlio Barroso, Helena Polivanov, Carlos Eduardo

e Franklin Antunes pelo convvio e amizade oferecidas;

aos amigos Fernando e Margareth Zullian, Lus Carlos, Cala,

George Sobreira, Jorge Pimentel, Patrcia, Eduardo Marques, Lus

Vieira , Tlio, Azeredo, e muitos outros que conviveram este

perodo comigo e tornaram este trabalho mais prazeiroso;

a minha famlia pela infra-estrutura de amor e carinho

necessrias para levar concluso este trabalho;

Vernica de Goes Martins, minha companheira desta longa

jornada que foi o mestrado, pelo amor e conforto recebidos a

todo momento;

ao meu Pai, Carlos Eduardo Campos, que me deu todos os

instrumentos para chegar onde estou.

RESUMO

O trabalho avaliou a qualidade e potencialidade dos aqferos

sedimentares da bacia do Rio Cabuu - Zona oeste do Municpio do

Rio de Janeiro RJ - Brasil.

Para definio dos corpos aqferos utilizou-se a geofsica

com o mtodo de eletrorresistividade atravs de sondagens

eltricas verticais com arranjo Schlumberger.

A determinao dos parmetros hidrodinmicos (permeabilidade,

transmissividade e coeficiente de armazenamento) foi feita atravs

de ensaios de bombeamento em poos pr-existentes na rea (mtodo

Papdopulos para os poos de grande dimetro) e ensaios de

laboratrio com o material formador dos aqferos.

Anlises fsico-qumicas da gua subterrnea tiveram como

objetivo a avaliao quanto ao seu uso para a agricultura e

consumo domstico.

No trabalho tambm constam o Mapa de superfcie fretica para

o ms de outubro de 94 e o Mapa de espessura de sedimentos, ambos

na escala 1:25.000.

ABSTRACT

This work studied the quality and potenciality of sedimentary

aquifers of Cabuu River basin - West zone of Rio de Janeiro City

(RJ) - Brazil.

Geophysics using vertical eletrical soundings in Schlumberger

array was used to determine aquifer bodies in the area.

The determination of aquifer parameters (hydraulic

conductivity, transmissivity and storativity) was done by pumping

tests in preexisting wells and laboratory tests.

Phisycal-chemical analyses of water were obtained to evaluate

the quality of the water for agricultural and domestical

comsumption.

The work presents also a potenciometric map (oct 94) and a map

containing the thicknesses of the sediment layer.

NDICE

1.- INTRODUO 01

1.1- OBJETO DE ESTUDO 04

2.- CARACTERIZAO DA REA 06

2.1- LOCALIZAO 06

2.2- CLIMATOLOGIA 08

2.2.1- CARACTERSTICAS GERAIS 08

2.2.2- TEMPERATURAS 09

2.2.3- PLUVIOMETRIA 10

2.2.4- BALANO HDRICO 11

2.3- GEOLOGIA 14

2.3.1- GEOLOGIA REGIONAL 14

2.3.2- GEOLOGIA LOCAL 16

2.4- GEOMORFOLOGIA 24

2.5- VEGETAO 25

2.6- HIDROLOGIA 25

3.- MTODO DE TRABALHO 29

3.1- INTRODUO 29

3.2- INVENTRIO DE PONTOS DE GUA 29

3.3- OBTENO DE DADOS BSICOS GEOLGICOS 31

3.3.1- RECONHECIMENTO GEOELTRICO 31

3.3.2- SONDAGENS MECNICAS 32

3.3.3- ENSAIOS DE LABORATRIO 36

3.4- OBTENO DE DADOS BSICOS DE HIDROGEOLOGIA 40

3.4.1- MEDIDAS SISTEMTICAS DE NVEIS DE GUA 40

3.4.2- ENSAIOS EM POOS PARA DETERMINAO DA TRANSMISSIVIDADE

E COEFICIENTE DE ARMAZENAMENTO 40

3.5- OBTENO DE DADOS BSICOS SOBRE A QUALIDADE QUMICA

DA GUA 42

4.- HIDROGEOLOGIA 44

4.1- USO DA GUA SUBTERRNEA 44

4.2- DADOS GEOFSICOS 49

4.3- UNIDADES HIDROGEOLGICAS 50

4.4- NVEL FRETICO 61

5.- HIDROQUMICA 65

5.1- INTRODUO 65

5.2- CARACTERSTICAS HIDROQUMICAS DOS AQFEROS 66

5.2.1- AQFERO SEDIMENTAR 66

5.2.2- AQFERO PROFUNDO 75

5.3- POLUIO DA GUA SUBTERRNEA 81

5.4- QUALIDADE DA GUA PARA CONSUMO 82

5.4.1- INTRODUO 82

5.4.2- CONSUMO DOMSTICO 83

5.4.3- CONSUMO AGRCOLA 85

6.- CONCLUSES 88

7.- BIBLIOGRAFIA 92

8. ANEXOS 100

I. Mapa geolgico e de espessura de sedimentos

II. Mapa de superfcie fretica p/ outubro de 94

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Mapa de localizao da rea de estudo pag.6

Figura 2 - Grfico de temperaturas mdias na rea pag.9

Figura 3 - Grfico de pluviosidade na rea pag.11

Figura 4 - Grfico do balano hdrico da rea pelo Mtodo de

Thornthwaite, 1955 apud Custodio & Llamas, 1983 pag. 13

Figura 5 - Perfil geolgico 2 localizado no mapa de espessura de

sedimentos pag. 20


sedimentos pag. 21


sedimentos pag. 23

Figura 8 - Modelo da ficha utilizada no inventrio de pontos

d'gua pag. 30

Figura 9 - Arranjo Schlumberger utilizado para as sondagens

eltricas verticais pag. 32

Figura 10 - Grfico de profundidade mdia do nvel fretico nas 27

cacimbas medidas pag. 45

Figura 11 - Grfico de profundidade mdia das cacimbas

inventariadas pag. 47

Figura 12 - Grfico de dimetro mdio das cacimbas


Figura 13 - Curvas de Breddin, 1963 apud Custodio & Llamas,

1983 pag. 54

Figura 14 - Grfico rebaixamento X tempo para o ensaio de

bombeamento no poo tubular pag. 57

Figura 15 - Grfico de relao Slidos Totais Dissolvidos (STD) X

Condutividade Eltrica (CE) pag. 67

Figura 16 - Diagrama de Piper com as amostras de gua dos

aqferos sedimentares pag. 68

Figura 17 - Diagrama de Collins com as amostras de gua dos

aqferos sedimentares pag. 70

Figura 18 - Diagrama de Schoeller & Berkaloff com as amostras de

gua dos aqferos sedimentares pag. 72

Figura 19 - Diagrama de Schoeller & Berkaloff da gua dos poos

tubulares profundos e da nascente do Rio Cabuu pag. 78

Figura 20 - Diagrama de Piper das amostras de gua dos poos

tubulares profundos e da nascente do Rio Cabuu pag. 80

Figura 21 - Diagrama da United States Salinity Laboratory

(USSL) com as amostras da gua subterrnea das cacimbas

plotadas pag. 87

LISTA DE FOTOS

Foto 1 - Vista panormica da bacia do Rio Cabuu pag. 7

Foto 2 - Canalizao do Rio Cabuu pag. 27

Foto 3 - Poluio do Rio Cabuu pag. 28

Foto 4 - Aparato utilizado no ensaio de porosidade em laboratrio

(King modificado, 1899 apud Meinzer, 1959) pag. 38

Foto 5 - Amostragem de material para realizao do ensaio de

porosidade em laboratrio (King modificado, 1899 apud Meinzer,

1959) pag. 39

LISTA DE TABELAS

Tabela I - Balano hdrico da rea pelo Mtodo de Thornthwaite,

1955 apud Custodio & Llamas, 1983 pag. 12

Tabela II - Grupamentos de sondagens mecnicas

inventariados pag. 33

Tabela III- Poos tubulares profundos inventariados pag. 34

Tabela IV - Sondagens mecnicas ao longo do Rio Cabuu


Tabela V - Profundidades do embasamento obtidas pelas sondagens

eltricas verticais pag. 50

Tabela VI - Resultado das anlises granulomtricas realizadas

nas amostras dos aqferos sedimentares pag. 53

Tabela VII - Caractersticas das cacimbas utilizadas para

medio do nvel fretico com os valores obtidos nas diversas

medies pag. 62

Tabela VIII - Resultado das anlises fsico-qumicas das amostras

de gua dos aqferos sedimentares pag. 69

Tabela IX - Resultado das anlises fsico-qumicas da gua dos

poos tubulares Profundos pag. 77

Tabela X - Valores mximos tolerados para alguns parmetros

fsico-qumicos segundo portaria no 36 de 19/01/1990 do

Ministrio da Sade pag. 84

1

1.- INTRODUO

" A escassez e o uso abusivo da gua hoje uma ameaa

ao desenvolvimento sustentvel e proteo do meio-ambiente.

O bem estar social, a alimentao e o desenvolvimento

econmico-industrial estaro em perigo, a menos que a gesto

dos recursos hdricos e o manejo do solo se efetivem no

prximo decnio." (Carta de Dublin, 1992).

Os oceanos cobrem 2/3 da superfcie terrestre e

constituem 97,2 % da gua total existente no planeta. Os 2,8

% restantes se encontram nas pores terrestres, distribudos

da seguinte forma: geleiras e coberturas de gelo 2,14 %;

gua subterrnea at a profundidade de 4000 metros 0,61 %;

umidade do solo 0,005 %; lagos de gua doce 0,009 %; rios

0,0001 % e lagos salinos 0,008 %, (Fetter,1988). Baseado

nestes dados, observa-se que mais de 98 % da gua disponvel

para consumo humano subterrnea.

O manancial subterrneo de grande importncia e h

mais de 15 anos os pases desenvolvidos (EUA e Alemanha,

principalmente) vm realizando vrios trabalhos para otimizar

a utilizao dos aqferos ou restaurar e proteg-los de

fontes de poluio que comprometam a qualidade da gua.

2

O estudo da gua subterrnea no Brasil ainda

incipiente, o setor recebe pouco apoio do governo federal e

no possui nenhuma legislao de proteo e explorao dos

aqferos. Somente em 1983, o DNPM publicou o Mapa

Hidrogeolgico do Brasil na escala 1:5.000.000, com a

definio de 10 provncias hidrogeolgicas (Mente et alli,

1984). No sentido de mudar este quadro em 1984, a Associao

Brasileira de guas Subterrneas (ABAS) enviou ao Governo

Federal um ante-projeto de lei versando sobre a administrao

das guas subterrneas, entretanto a tramitao foi

interrompida e no pde ser includa no texto da constituio

de 1988.

Embora haja total omisso do governo federal, o setor

est a cargo de pesquisadores e tcnicos da rea, que tm

desenvolvido inmeros trabalhos para utilizao da gua

subterrnea no abastecimento de cidades, indstrias e na

irrigao, alm de estudos na proteo e recuperao de

aqferos poludos. Segundo Rocha (1981), em artigo publicado

no boletim da ABAS, no pas existem 30 centros potenciais de

pesquisa, metade deles esto na regio sudeste, sendo que 11

em So Paulo. O Rio de Janeiro, apesar de ser o segundo

maior centro econmico do pas, apresenta uma escassa

produo cientfica em hidrogeologia.

3

No Brasil, os recursos hdricos subterrneos para

abastecimento dgua so normalmente subutilizados, quando

no so completamente ignorados em detrimento dos rios de

cada regio. A utilizao dos mananciais superficiais no

abastecimento de gua populao vem se mostrando uma

prtica bastante onerosa para os cofres pblicos, visto que

so cada vez maiores os gastos no tratamento da gua dos

rios, j bastante contaminada pelos dejetos industriais,

domsticos e defensivos agrcolas normalmente despejados nos

rios sem nenhum tratamento prvio.

Apesar de no possuir aqferos regionais da magnitude

do Botucatu, por exemplo, que abastece vrios municpios e

indstrias no Estado de So Paulo, o Estado do Rio de Janeiro

possui aqferos de menor expresso que podem por vezes,

solucionar o abastecimento de gua de pequenas comunidades e

municpios. O tipo de aqfero mais abundante no Municpio do

Rio de Janeiro o fissural, desenvolvido em rochas granito-

gnassicas e normalmente apresenta poos com vazes bem

menores do que aqueles desenvolvidos em aqfero poroso. Alm

destes, ocorrem ainda os aqferos costeiros e os

desenvolvidos em vales fluviais.

4

1.1- OBJETO DE ESTUDO

Na zona oeste do Municpio do Rio de Janeiro, nos

ltimos anos, vem sendo realizados vrios estudos na rea da

Geologia de Engenharia e Ambiental pela Universidade Federal

do Rio de Janeiro, no sentido de capacitar a regio com dados

tcnicos para auxiliar as autoridades competentes no

planejamento da ocupao e ordenao do uso do solo. Embora

existam vrios trabalhos j realizados e em andamento, nenhum

deles trata especificamente sobre a hidrogeologia. No intuito

de contribuir para o conhecimento hidrogeolgico do Rio de

Janeiro, o autor desenvolveu estudos na bacia do Rio Cabuu,

zona oeste da capital fluminense, na escala 1:25.000, que

abrange a 18a Regio Administrativa do municpio.

Tal regio apresenta muitos problemas devido,

principalmente, ocupao desordenada e acelerada que vem

sofrendo nos ltimos anos, alm de enchentes, falta de rede

de esgoto e deficincia no abastecimento de gua, agravando

ainda mais a situao na rea (Amaral, 1988).

Apesar da populao local, em sua maioria, ser

abastecida de gua pela CEDAE (Companhia Estadual de guas e

Esgotos), ocorrem comumente problemas de abastecimento em

5

partes da rea, agravando-se no vero. Isto faz com que

alguns moradores se utilizem de poos para complementar ou

at mesmo substituir o fornecimento de gua canalizada,

apesar de no se ter nenhum conhecimento da qualidade da gua

subterrnea que consumida. Entretanto, h grandes chances

da gua estar contaminada pelos dejetos das fossas spticas,

pois o nvel fretico se encontra pequena profundidade.

Baseado em informaes obtidas com os moradores, apenas uma

parte das moradias servida de rede de esgoto, sendo a

maioria detentora de fossas spticas que so ligadas atravs

de valas negras aos rios.

De modo a auxiliar a populao na utilizao do recursos

hdricos subterrneos, este estudo avaliou a qualidade da

gua dos aqferos sedimentares e a sua potencialidade para

explotao, classificando-a quanto finalidade (agrcola e

domstico).

6

2.- CARACTERIZAO DA REA

2.1- LOCALIZAO

Localizado na baixada de Campo Grande1, o Rio Cabuu

um dos principais cursos d'gua da zona oeste do Municpio do

Rio de Janeiro, sua bacia possui uma rea de aproximadamente

60 Km constituda na sua maioria por depsitos quaternrios

flvio-marinhos (figura 1).

Figura 1 - Mapa de localizao da rea

1 O nome baixada de Campo Grande, adotado pelo autor, abrange os bairros de Campo Grande e Pedra Guaratiba, tambm definido por outros autores como plancie de Campo Grande.

7

Situada entre os Meridianos 4345'00" e 4327'03" de

longitude oeste e os paralelos 2252'30" e 2300'55" de

latitude sul, a bacia limitada ao norte pelo centro urbano

de Campo Grande, ao sul pela Baa de Sepetiba, a oeste pelas

Serras de Cantagalo, Inhoaba e Capoeira Grande e a leste

pelo Macio da Pedra Branca.

A rea engloba dois grandes bairros: Campo Grande e

Pedra de Guaratiba. O primeiro concentra a maior parte da

populao, bastante urbanizado e tem como base de sua

economia o comrcio. Pedra de Guaratiba, localizado no sul da

rea, um bairro tpico de veraneio cuja populao aumenta

enormemente no vero e feriados prolongados, ocasionando

srios problemas no abastecimento de gua.

Foto 1 - Vista panormica da bacia do Rio Cabuu

8

2.2 - CLIMATOLOGIA

2.2.1 - CARACTERSTICAS GERAIS

O clima da regio , segundo a classificao de Koppen,

Aw - tropical quente e mido. Entretanto, devido

principalmente ao contraste topogrfico entre a baixada e as

encostas que a envolvem, encontram-se duas zonas

pluviometricamente distintas. A baixada, com vero mido e

inverno mais seco, enquanto que as encostas das serras que a

circundam possuem uma pluviosidade mais elevada sem uma

estao seca definida. Isto se deve ao fato delas receberem

ventos midos provenientes da Baa de Sepetiba (Galego e

Alencar, 1979 ; in: Amaral, 1988).

Os dados de pluviosidade, temperatura e aqueles

utilizados para o clculo da evapotranspirao potencial e

real, foram obtidos na publicao "Indicadores Climatolgicos

do Rio de Janeiro" (1978) da Fundao Instituto de

Desenvolvimento Econmico e Social do Rio de Janeiro. Foram

feitas 27 e 21 observaes para pluviosidade e temperatura,

respectivamente, na Estao de Santa Cruz entre 1931 e 1975.

9

2.2.2- TEMPERATURA

20

22

24

26

28

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Temp.

Mdia

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez mdia tot. anual

mdia 0C 26,3 26,5 26,0 24,2 22,5 21,4 20,7 21,5 21,9 22,5 23,5 25,3 23,5

no

observ 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21

Figura 2 - Grfico de temperaturas mdias na bacia do Rio

Cabuu.

A temperatura mdia anual total na baixada de 23,5C,

sendo que o ms de fevereiro foi o que apresentou maior mdia

mensal, durante o perodo de observao, com uma temperatura

de 26,50C, enquanto julho foi o ms de temperaturas mais

baixas com uma mdia mensal de 20,70C.

ANLISE ESTATSTICA. DAS TEMPERATURAS Regio Metropolitana Longitude 430 40. Municpio-Rio de Janeiro Latitude 220 55 Estao Santa Cruz Altitude 16 metros Perodo Mximo de Observao 1931/1975

(0C)

10

Os meses que possuem valores abaixo da mdia anual esto

compreendidos entre maio e outubro, enquanto de novembro a

abril os valores de temperatura esto acima da mdia anual,

como pode ser observado na figura 2.

2.2.3- PLUVIOMETRIA

A rea possui uma pluviosidade total mdia anual de

aproximadamente 1220 mm. Na figura 3, observa-se que o

perodo de chuvas mais intensas (acima da mdia mensal de

101,6 mm) est compreendida de dezembro a maro (vero),

enquanto os trs meses de mais baixa pluviosidade (junho a

agosto) coincidem com a estao do inverno. A intensidade de

chuvas no perodo de observao (1931/1975) variou

grandemente, com valores mensais to baixos como 2,0 mm ou

to elevados como 634 mm.

11

MESES MDIA (mm)

MNIMO OBSERVADO

(mm)

MXIMO OBSERVADO

(mm)

NMERO DE

OBSERV. JANEIRO 170,3 14,7 304,5 27

FEVEREIRO 152,9 28,1 333,7 27 MARO 163,6 21,3 634,0 27 ABRIL 105,9 19,5 241,3 27 MAIO 71,8 7,5 212,8 27 JUNHO 48,0 2,0 127,0 27 JULHO 39,7 6,8 80,0 27 AGOSTO 36,7 4,3 130,8 27

SETEMBRO 57,5 4,3 148,5 27 OUTUBRO 98,7 21,7 338,7 27 NOVEMBRO 107,5 26,2 189,1 27 DEZEMBRO 166,1 59,3 320,3 27

TOT. ANUAL 1218,7 878,7 1609,7 27

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Pluviosidade

mdia

(mm)

80

40

101,6

-40

-80

Figura 3 - Pluviosidade mdia anual

2.2.4 - BALANO HDRICO

O balano hdrico da rea em estudo foi elaborado

atravs do mtodo Thornthwaite e Mather ,1955 apud Custodio &

Llamas, 1983. A reteno especfica mxima do solo

12

considerada como de 125 mm e o armazenamento de gua

disponvel em janeiro de 87,6 mm (ndices Climatolgicos do

Rio de Janeiro, 1978). Ao se analisar a tabela 1, em conjunto

com a figura 4, observa-se que apesar da precipitao ser

maior que a evapotranspirao potencial de outubro a abril, o

excedente de gua que pode vir a abastecer os aqferos da

regio, segundo este mtodo, s ocorre nos meses de maro e

abril, perfazendo um total de 29,3 mm por ano, o que daria,

considerando-se a rea de estudo como de aproximadamente 60

Km2, uma infiltrao mdia de 1,8 milho de m3/ano.

MESES ETP. (mm)

P. (mm)

P-ETP.(mm)

ARM. (mm)

ETR. (mm)

DEF. (mm)

EXC. (mm)

JANEIRO 153,9 170,3 16,4 104,0 153,9 - - FEVEREIRO 136,9 152,9 16,0 120,0 136,9 - - MARO 134,8 163,6 28,8 125,0 134,8 - 23,8 ABRIL 100,4 105,9 5,5 125,0 100,4 - 5,5 MAIO 80,7 71,8 - 8,9 116,1 80,7 - - JUNHO 65,5 48,0 - 17,5 98,6 65,5 - - JULHO 62,2 39,7 - 22,5 76,1 62,2 - - AGOSTO 73,1 36,7 - 36,4 39,7 73,1 - - SETEMBRO 78,6 57,5 - 21,1 18,6 78,6 - - OUTUBRO 92,6 98,7 6,1 24,7 92,6 - - NOVEMBRO 105,8 107,5 1,7 26,4 105,8 - - DEZEMBRO 138,9 166,1 27,2 53,6 138,9 - - TOTAL 1223,4 1218,7 - 4,7 - 1223,4 - 29,3

ETP - EVAPOTRANSPIRAO POTENCIAL P - PRECIPITAO ARM - RESERVA DE GUA NO SOLO ETR - EVAPOTRANSPIRAO REAL DEF - DFICIT DE GUA EXC - EXCEDENTE DE GUA

Tabela I - Balano hdrico pelo mtodo de Thornthwaite.

Nos meses compreendidos entre maio e setembro, a

evapotranspirao potencial superior a precipitao, de

13

forma que a vegetao retira a gua da zona do solo para satifaz-la (Figura 4).

Nos meses de outubro a fevereiro, apesar da precipitao

ser superior a evapotranspirao potencial, toda gua em

excesso utilizada para satisfazer a gua da zona do solo,

ou seja, a reteno especfica.

A evapotranspirao real, tambm calculada, coincide com

a evapotranspirao potencial (Tabela I).

Figura 4 - Grfico do balano hdrico da bacia do Rio Cabuu.

14

2.3- GEOLOGIA

2.3.1- GEOLOGIA REGIONAL

O Municpio do Rio de Janeiro constitudo basicamente

por rochas cristalinas pr-cambrianas e eopaleozicas,

cortadas por numerosos diques de rochas bsicas e alcalinas

do Mesozico e Tercirio.

As vrzeas entre os morros e as montanhas, como tambm

as dunas e praias, so constitudas por depsitos

quaternrios.

A seqncia estratigrfica do municpio, segundo

Helmbold et alli (1965), pode ser definida como:

Pr-cambriano

Rochas metamrficas de fcies diversas: charnoquitos,

migmatitos, gnaisses, quartzitos, rochas calco-silicatadas,

etc. Helmbold et alli (1965) divide tais rochas em duas

Sries de unidades gnissicas:

15

A Srie Inferior constituda por gnaisses granticos a

quartzodiorticos, associados a migmatitos, alm de

diques e lentes de anfibolito.

A Srie Superior constituda por biotita-gnaisses

associados a migmatitos, em contato intrusivo com rochas

gneas, mficas e ultramficas, deformadas e

migmatizadas.

Eopaleozico (?)

Rochas gneas cidas (granitos), possivelmente do

Ordoviciano-Siluriano, de textura e composio variadas,

ocorrem atravessando as litologias pr-existentes - na

verdade so variedades de um batlito grantico (Helmbold et

alli, 1965). Afloram, predominantemente, no Macio da Pedra

Branca, estendendo-se at Guaratiba, formando tambm os

morros entre Pedra de Guaratiba e Campo Grande. Ocorrem

tambm intruses menores por todo o municpio.

Cretceo

Diques de rochas gneas bsicas (basaltos e diabsio) de

composio toletica ocorrem cortando todas as rochas pr-

existentes. Distribuem-se por todo o municpio, sendo mais

comuns na parte central e leste. No final do Cretceo e

incio do Tercirio, houve a intruso de magma alcalino

ocorrendo principalmente na Serra do Mendanha (nefelina-

16

sienito) e Morro do Marapicu (umptekito), alm de diversos

diques com direo nordeste e noroeste espalhados pela parte

ocidental do municpio.

Quaternrio

Os depsitos sedimentares ocupam vastas reas litorneas

cobrindo 45% da rea do municpio. Constituem as baixadas de

Jacarepagu e Sepetiba, praias do Atlntico e ao redor da

Baa de Guanabara.

2.3.2- GEOLOGIA LOCAL

A rea em estudo, apesar de estar localizada na capital

do Rio de Janeiro, ainda no possui sua geologia

completamente conhecida, embora tenha sido alvo de vrios

trabalhos, destacando-se: Helmbold et alli, 1965; Maio, 1956;

Leonardos Jr., 1973 e Ponano et alli, 1976.

O embasamento da baixada de Campo Grande, assim como

seus limites, possui orientao geral nordeste, e

constitudo por rochas metamrficas e gneas do Pr-

cambriano/Eopaleozico.

17

As serras que delimitam a bacia so formadas

principalmente pelos granitos plutnicos do Eopaleozico.

Destacam-se as serras de Cantagalo, Inhoaba e Capoeira

Grande (oeste), Morro do Lus Bom (norte) e Macio da Pedra

Branca (leste). Na rea, ocorrem os gnaisses da Srie

Inferior bordejando as serras granticas de Cantagalo,

Inhoaba e Capoeira Grande, ao norte da bacia (pequenas

elevaes) e a nordeste (Morro do Viegas), alm de aparecerem

na forma de morrotes no meio da baixada (Helmbold et alli,

1965). Ocorrem tambm gnaisses associados a migmatitos da

Srie Inferior na parte leste da rea (Macio da Pedra

Branca) na forma de uma faixa alongada na direo E-W em

contato intrusivo com o granito. consenso entre os autores

de que o Macio da Pedra Branca (leste da rea de trabalho)

o principal ponto de ocorrncia de corpos granticos no

Municpio do Rio de Janeiro (Amaral, 1988).

Durante o Cretceo e Tercirio, atividades gneas

bsicas e alcalinas, respectivamente, geraram um grande

nmero de diques com direo nordeste e subordinadamente

noroeste que cortaram as rochas pr-existentes na rea.

Os depsitos quaternrios, constitudos por sedimentos

flvio-marinhos, esto sobrepostos ao arcabouo pr-cambriano

formando a baixada de Campo Grande. Segundo Ponano et alli

18

(1976), existe da base para o topo da coluna sedimentar, uma

passagem de sedimentos de origem continental para sedimentos

de origem mista (continental e marinha), o que caracteriza

uma seqncia transgressiva.

A rea, durante o Quaternrio, foi bastante afetada

pelas ltimas transgresses e regresses que deixaram

evidncias atravs dos depsitos sedimentares. Nos ltimos

6.000 anos, o nvel do mar esteve superior ao atual em pelo

menos dois perodos: uma transgresso entre 5400 e 4600 anos

com o nvel do mar chegando a 4,5 metros acima do atual e

outra entre 3500 e 3200 anos com o nvel do mar chegando a

3,0 metros acima do atual. A partir dos ltimos 1800 anos, o

nvel do mar atingiu a posio atual (Ferreira in Kneip et

alli,1988).

Para se definir o Quaternrio da rea, utilizou-se

informaes do Mapa Geolgico do Estado da Guanabara - esc.:

1:50.000 - Folha Santa Cruz (Helmbold et alli, 1965), do Mapa

Pedolgico do Municpio do Rio de Janeiro - esc.

1:50.000(EMBRAPA, 1980), do Mapa Geolgico-Geotcnico feito

por foto-interpretao da Folha Santa Cruz - esc. 1:25.000

(Cabral, S. e Matta, C.; no publicado), de investigaes de

campo e de perfis geolgicos de sondagens mecnicas e poos

tubulares profundos.

19

O pacote sedimentar da bacia do Rio Cabuu varia em

espessura de poucos centmetros a mais de 20 metros, sendo

que as maiores espessuras ocorrem no sul da rea (UNIDADE I),

prximo Baa de Sepetiba.

A rea sedimentar divide-se em duas unidades: A UNIDADE

I composta por espessas camadas de argila orgnica, que

podem chegar a mais de 10 metros, sobrepostas a camadas

argilo-siltosas e camadas arenosas que podem conter

fragmentos de conchas, o que evidencia a presena do mar

durante as vrias transgresses e regresses ocorridas na

regio durante o Quaternrio (Figura 5).

A UNIDADE II ocorre principalmente na poro central e

norte da rea e composta principalmente por sedimentos de

origem fluvial, caracterizados por uma pequena espessura, no

mximo de 10 metros (Figura 6). O material bastante

heterogneo e varia em composio de argilas-siltosas a

areias-argilosas finas, mdias e grossas, podendo, s vezes,

chegar a conter um pequeno percentual de argila e silte, como

evidenciadas em algumas anlises granulomtricas realizadas

em vrios pontos da bacia (ver captulo 4.3).

20

Figura 5 - Perfil geolgico 2 - (ver mapa de espessura de

sedimentos)

Lentes arenosas de dimenses variadas podem ser

observadas aflorando s margens do Rio Cabuu e Prata, sendo

que com maior expresso no primeiro. Estas e outras lentes em

maiores profundidades foram detectadas nas sondagens

mecnicas ao longo do Rio Cabuu, demonstrando certa

continuidade.

21

Figura 6 - Perfil geolgico 1 - (ver mapa de espessura de

sedimentos)

As lentes possuem espessuras variadas que vo de poucos

centmetros at 6 metros ou mais. A composio mineralgica

indica a predominncia do quartzo, ocorrendo secundariamente

feldspato, micas e fragmentos de rocha do arcabouo

(alcalinas, bsicas e granito-gnassicas). A granulometria

de areia mdia a grossa e bastante comum a ocorrncia de

pelotas de argila centimtricas dentro das lentes arenosas,

quando possuem pequena espessura.

22

possvel observar nveis de cascalho na base das

lentes arenosas com seixos de quartzo, feldspato e fragmentos

de rocha do embasamento no tamanho de 5 cm ou mais.

O baixo grau de arredondamento, bem como o baixo grau de

seleo granulomtrica, permite classificar os sedimentos

fluviais como textural e mineralogicamente imaturos.

A ocorrncia de afloramentos de lentes arenosas ao longo

do Rio Cabuu diminui em direo ao sul da rea, dando vez a

sedimentos de argila orgnica, como pode ser observado em

perfil geolgico construdo a partir de sondagens mecnicas

(figura 7), na altura do Jardim Maravilha, ao longo do Rio

Cabuu.

Ocorrem ainda na rea, coberturas de solo residual

provenientes da alterao das rochas do embasamento, que

afloram no meio das unidades quaternrias e nos seus limites.

23

Figura 7 - Perfil geolgico 3 - transio para sedimentos de

argila orgnica - (ver mapa de espessura de sedimentos)

O mapa de espessura de sedimentos (em anexo) foi

construdo a partir de dados das sondagens mecnicas, poos

profundos e sondagens eltricas verticais. Observa-se que

ocorrem depresses no topo do embasamento que so preenchidos

por sedimentos, assim como elevaes que ocasionam menor

espessura sedimentar. Dessa forma, verifica-se que o topo do

embasamento apresenta uma conformao irregular, com

profundidades superiores a 20 metros na parte sul.

24

2.4- GEOMORFOLOGIA

O relevo da regio caracterizado pelo forte contraste

existente entre as serras que delimitam a bacia e a pouca

declividade da baixada de Campo Grande, onde est encaixado o

Rio Cabuu. As serras que bordejam a rea de estudo e os

morrotes a existentes esto orientados segundo a direo NE-

SO, condicionadas pelas estruturas geolgicas do Pr-

cambriano. Isto faz com que o vale do Cabuu esteja encaixado

nesta direo.

A declividade da baixada predominantemente menor que

2% ocorrendo, porm, morrotes isolados com declividade entre

2 e 15% (Amaral, 1988).

25

2.5- VEGETAO

A vegetao de mangue, em franco processo de devastao,

tpica na baixada prximo Baa de Sepetiba, enquanto que

nas serras que circundam a bacia desenvolvem-se,

predominantemente, matas de regenerao (capoeiras) e, em

alguns pontos, floresta tipo tropical pereniflia

latifoliada, tambm em pleno processo de eliminao devido ao

intenso desmatamento (Amaral, 1988). possvel tambm,

observar que devido ao intenso processo de favelizao a

vegetao dos morrotes que ocorrem na rea est sendo

eliminada para a construo de barracos.

2.6- HIDROLOGIA

Na poro nordeste da rea, regio de Senador Camar-

Santssimo, ocorre um divisor de guas separando os rios que

correm para a Baa de Guanabara daqueles que se dirigem para

a Baa de Sepetiba. Tal divisor faz parte do Rift Campo

Grande - Guanabara - Rio Bonito (Freitas, 1951; in Duarte e

Francisco, 1977), denominado por Almeida (1976) de Rift

Guanabara.

26

O Rio Cabuu possui sua cabeceira localizada a nordeste

da rea, prximo ao Morro do Lameiro, e desgua na Baa de

Sepetiba. Tem como principal afluente o Rio da Prata, alm de

contribuies de pequenos cursos oriundos do Macio da Pedra

Branca e das Serras de Inhoaba, Cantagalo e Capoeira Grande

(Nunes, 1992). Segundo ainda Nunes (1992), a poro a juzante

do Rio Cabuu sofre, nos perodos de mar alta, a ao de

refluxo na descarga do rio com a intruso de uma cunha salina

por cerca de cinco quilmetros a montante do Cabuu.

A drenagem na bacia feita de modo deficiente por

pequenos cursos que causam frequentes inundaes nos perodos

de chuvas, devido ao baixo gradiente (Nunes,1992). Por isso o

Rio Cabuu vem sofrendo obras de canalizao em toda a sua

extenso, sendo que a poro acima da conjuno com o Rio da

Prata j se encontra concluda (Foto 2).

27

Devido ao precrio sistema de esgotamento sanitrio da

regio, o Rio Cabuu se tornou uma imensa vala negra, onde

grande parte dos resduos domsticos e industriais so

lanados diretamente nele sem nenhum tratamento (Foto 3).

Foto 2 - Canalizao do Rio Cabuu - trecho localizado no

centro urbano de Campo Grande

28

Foto 3 - Poluio do Rio Cabuu - trecho localizado pouco

abaixo da conjuno do Rio da Prata com o Cabuu

29

3- MTODO DE TRABALHO

3.1- INTRODUO

Para realizao desta dissertao de mestrado foi

utilizado principalmente os dados existentes na rea, tais

como: perfis geolgicos de sondagens mecnicas e poos

tubulares profundos, anlises fsico-qumicas da gua

subterrnea, dados climatolgicos, alm de estudos

anteriores. Novos dados foram obtidos atravs de sondagens

eltricas verticais, ensaios de laboratrio e de campo, alm

de anlises fsico-qumicas de amostras da gua subterrnea

de algumas cacimbas.

3.2- INVENTRIO DE PONTOS DGUA

Foram cadastradas 62 cacimbas no decorrer desta fase e

durante o desenvolvimento do trabalho, no entanto

necessrio destacar que o nmero de cacimbas existentes na

rea muito superior a este, pois tratava-se de uma prtica

bastante comum a sua construo no perodo em que a regio

30

no era abastecida de gua pela CEDAE (Companhia Estadual de

guas e Esgoto- RJ).

REGISTRO DE POO RASO

NMERO: 27 DATA DE MEDIO: 12/08/1992 HORA: 12:05

LOCAL: Rua Capanema 52 (Rio Morto) PROPRIETRIO: Antnio Francisco dos Santos MORFOLOGIA DO TERRENO: Plano

PROFUNDIDADE: 4,12 metros DIMETRO: 0,81 metro ALTURA DA BOCA: 0,38 metro NVEL ESTTICO: 1,89 metro TIPO DE REVESTIMENTO: manilha TAMPA: sim

FREQNCIA DE UTILIZAO: Todo dia para tudo (menos beber) VOLUME DE GUA RETIRADA: 500 litros/dia (estimado) MTODO DE EXTRAO: Bomba O POO SECA ? no SANEAMENTO: Fossa MATERIAL QUE SAIU DO POO: Areia grosseira GOSTO DA GUA: Bom

OBSERVAES:

Figura 8 - Modelo de ficha utilizado no cadastramento das

cacimbas.

Durante o cadastramento, as informaes quanto ao

dimetro, profundidade, tipo de revestimento, tampa,

freqncia de utilizao, nvel dgua, altura da boca e

31

outras observaes consideradas relevantes, foram registradas

em fichas idealizadas para este fim (figura 8). Devido

pequena profundidade do nvel dgua (< 5 metros) foi

possvel med-lo com uma pequena trena metlica.

Dentre as cacimbas cadastradas, algumas foram

selecionadas para medies em janeiro, abril, julho e outubro

de 94 e coleta dgua para anlise fsico-qumica em agosto

de 94.

3.3- OBTENO DOS DADOS BSICOS GEOLGICOS

3.3.1- RECONHECIMENTO GEOELTRICO

O estudo geofsico foi realizado utilizando-se o mtodo

da eletrorresistividade, atravs de sondagens eltricas

verticais (sevs), com arranjo de campo Schlumberger (figura

9).

A tcnica utilizada para a interpretao das curvas de

resistividade aparente foi o mtodo do ponto auxiliar atravs

32

das curvas-padro de Orellana-Mooney, alm do programa de

computador RESIX-IP da INTERPEX Ltd.

Atravs das sevs procurou-se definir, juntamente com os

perfis geolgicos de sondagens mecnicas e poos tubulares

profundos, as dimenses das lentes arenosas constituntes dos

depsitos aluvionares.

Figura 9 - Disposio dos eletrodos no Arranjo SCHLUMBERGER.

3.3.2- SONDAGENS MECNICAS

Para o reconhecimento geolgico da rea em estudo foram

catalogadas pouco mais de 120 sondagens mecnicas (SMs), as

quais foram realizadas para diversas finalidades, tais como:

33

construo civil e canalizao do Rio Cabuu. Um conjunto de

SMs constitudo do resultado de vrios servios de

investigao do subsolo, denominados pelas letras do alfabeto

(TABELA II). Outras 48 SMs, realizadas ao longo do Rio

Cabuu, foram obtidas da obra de sua retificao (TABELA IV).

Poos tubulares construdos (TABELA III) para abastecimento

de gua em indstrias, granjas e stios, existentes na rea,

forneceram mais 17 perfis geolgicos (localizados no mapa de

espessura de sedimentos, em anexo).

Grupamento de Sondagens

Nmero de sondagens Espessura mdia de sedimentos (metro)

A 3 4,0 C 9 5,1 E 8 4,5 G 2 5,0 H 1 4,6 L 5 3,0 M 9 6,5 N 4 8,0 O 8 4,6 P 1 2,8 Q 3 3,9 R 4 7,0

Sondagens Espessura de sedimentos (metro)

Sondagens Espessura de sedimentos (metro)

B1 6,8 D6 19,0 B4 8,9 D8 10,0 B6 8,1 D15 21,2 B8 8,1 D16 22,8 D1 9,6 D18 20,8 D3 18,8 D19 20,0 D4 13,8

Tabela II - Grupamentos de sondagens utilizados para confeco do Mapa de Espessura de Sedimentos

34

Poo profundo Espessura de sedimentos (metro)

PP-26 6,5 PP-28 6,5 PP-29 6,5 PP-30 8,0 PP-31 SOLO RESIDUAL PP-32 SOLO RESIDUAL PP-50 10,0 PP-60 9,0

Tabela III - Poos profundos utilizados para confeco do

Mapa de Espessura de Sedimentos

As SMs foram em sua grande maioria percusso, com

somente duas rotativas. A profundidade de investigao mxima

foi 25,3 metros, at o impenetrvel.

Apesar da grande quantidade de informaes de

subsuperfcie, os poos profundos e sondagens mecnicas

possuem uma distribuio muito irregular.

35

Sondagem Mecnica

Espessura de Sedimentos (metro)

Sondagem Mecnica

Espessura de Sedimentos (metro)

SM 1 15,7 SM 25 5,0 SM 2 12,0 SM 26 8,8 SM 3 20,0 SM 27 2,5 SM 4 12,0 SM 28 2,0 SM 5 18,7 SM 29 7,2 SM 6 17,0 SM 30 5,2 SM 7 20,0 SM 31 3,5 SM 8 15,7 SM 32 2,0 SM 9 15,9 SM 33 3,6 SM 10 13,2 SM 34 6,2 SM 11 9,8 SM 35 4,4 SM 12 8,6 SM 36 4,9 SM 13 8,1 SM 37 6,6 SM 14 7,5 SM 38 7,8 SM 15 7,6 SM 39 7,9 SM 16 6,0 SM 40 9,7 SM 17 3,0 SM 41 6,9 SM 18 2,2 SM 42 6,0 SM 19 4,7 SM 43 5,5 SM 20 0,8 SM 44 5,2 SM 21 8,6 SM 45 4,8 SM 22 3,7 SM 46 5,7 SM 23 8,5 SM 47 solo residual SM 24 3,1 SM 48 0,4

Tabela IV - Sondagens mecnicas ao longo do Rio Cabuu

utilizadas para confeco do Mapa de Espessura de Sedimentos

36

3.3.3- ENSAIOS DE LABORATRIO

Foram coletadas 27 amostras representativas dos

aqferos sedimentares, em toda a bacia do Rio Cabuu, para

realizao de anlise granulomtrica. A densidade de

amostragem foi funo da disponibilidade de acesso aos locais

selecionados para coleta. Dessa forma, grande parte das

amostras analisadas so provenientes dos afloramentos de

lentes arenosas ao longo do Rio Cabuu e seu afluente o Rio

da Prata. Enquanto algumas outras, devido a baixa

profundidade do nvel fretico, foram amostradas com trado

nos pontos considerados representativos dos aqferos

sedimentares.

Dentre as 27 amostras, 14 foram utilizadas primeiramente

para determinao da porosidade total e eficaz.

As anlises granulomtricas foram realizadas segundo as

normas da ABNT e suas curvas foram plotadas juntamente com as

curvas de Breddin, 1963 apud Custodio & Llamas, 1983, para

estimar, atravs deste mtodo, a permeabilidade dos aqferos

e compar-la com os valores obtidos nos ensaios de

bombeamento nos poos.

37

Para determinao da porosidade total e eficaz em

laboratrio foi usado o mtodo de King modificado, 1899 apud

Meinzer, 1959, com a utilizao de tubos de PVC com dimetro

interno de 3 e comprimento mdio de 40 cm, alm de trips

para colocar os tubos durante o ensaio (FOTO 4). Este mtodo

consistiu em, conhecido o volume total da amostra, colocar

determinado volume de gua pela parte superior do tubo at

saturar a amostra, com isso obtm-se o volume utilizado para

saturar (porosidade total = Vol. vazios/ Vol. total) e o

volume de gua que a amostra cedeu por gravidade (porosidade

eficaz = Vol. d'gua/ Vol. total).

Na fase de amostragem, selecionado o local para retirada

da amostra, o tubo foi cravado lentamente na vertical para

que no houvesse perturbao no material a ser amostrado

(FOTO 5).

O tempo de realizao do ensaio foi de 2 a 3 dias. Isto

deve-se ao fato de que, com um tempo mais prolongado, a

evaporao comea a comprometer a leitura no tubo coletor da

gua que passa.

38

Foto 4 - Ensaio de laboratrio com o Mtodo de King

modificado,1899 apud Meinzer, 1959.

39

Foto 5 - Amostragem com tubo de PVC para realizao de ensaio

em laboratrio

40

3.4- OBTENO DOS DADOS BSICOS DE HIDROGEOLOGIA

3.4.1- MEDIDAS SISTEMTICAS DE NVEIS DE GUA

Dentre as 62 cacimbas cadastradas, foram selecionadas 27

para medies da cota do nvel fretico nos meses de janeiro,

abril, julho e outubro de 1994.

Devido a pequena profundidade da superfcie fretica,

utilizou-se para a medio uma trena metlica com peso na

ponta e giz (o nvel dgua nos poos medidos raramente

chegou a mais de 5 metros de profundidade).

3.4.2- ENSAIOS EM POOS PARA DETERMINAO DA

TRANSMISSIVIDADE E COEFICIENTE DE ARMAZENAMENTO

Dentre as cacimbas cadastradas, 3 foram selecionadas

para realizao de ensaio de bombeamento visando a

determinao da transmissividade e do coeficiente de

armazenamento dos aqferos sedimentares. O critrio

utilizado para seleo foi principalmente a sua localizao,

41

procurando-se cacimbas representativas da poro norte,

central e sul dos aqferos sedimentares da bacia do Rio

Cabuu.

As cacimbas selecionadas foram as de nmero 9, 25 e um

poo tubular prximo a cacimba 45. Entretanto, estes possuem

caractersticas construtivas distintas. Os dois primeiros so

de grande dimetro, 1,4 e 0,8 m respectivamente, enquanto o

terceiro um poo de pequeno dimetro (3 polegadas).

Para o ensaio de bombeamento nas cacimbas 9 e 25 foi

utilizado o mtodo proposto por Papadopulos (1967),

especfico para poos de grande dimetro. Enquanto para o

poo tubular, foi utilizado o Mtodo de Aproximao de Jacob,

1946 apud Custodio & Llamas, 1983. Com referncia ainda a

este poo, a cacimba 45, distando aproximadamente 4,6 metros

deste, foi utilizada como poo de observao para as

respectivas medies do rebaixamento do nvel fretico

durante o ensaio.

42

3.5- OBTENO DOS DADOS BSICOS SOBRE A QUALIDADE

QUMICA DA GUA

Para se avaliar a qualidade qumica da gua subterrnea,

foram programadas coletas em 6 (seis) cacimbas, em uma fonte

prxima ao Rio da Prata, e em uma das nascentes do Rio

Cabuu. O critrio utilizado para seleo das cacimbas foi de

que fossem possuidoras de bomba eltrica, localizadas na zona

sedimentar da bacia e utilizadas freqentemente. As coletas

foram feitas em um nico dia no ms de agosto de 1994. E as

anlises fsico-qumicas realizadas no laboratrio de

hidroqumica da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

(CPRM), localizado no Municpio do Rio de Janeiro.

As coletas foram feitas em gales novos de plstico de 5

litros, sendo imediatamente enviadas para o laboratrio para

serem analisadas. Procurou-se bombear a cacimba por pelo

menos meia hora antes de se realizar a coleta, de modo a

permitir a entrada de gua nova no poo.

Concomitantemente s coletas, efetuou-se medies de pH

e condutividade eltrica no campo atravs de medidores

portteis com leitura digital, modelos DMPH-PV e CD-2P

respectivamente, ambos da Digimed.

43

Os balanos inicos foram realizados nos resultados das

anlises qumicas para verificar a sua confiabilidade. Os

seus resultados foram plotados nos grficos Schoeller &

Berkaloff, Piper, Collins e utilizados na verifificao da

relao entre Slidos Totais Dissolvidos (STD) e

Condutividade Eltrica (CE).

Apesar de no ser objeto principal deste estudo,

anlises fsico-qumicas de poos tubulares profundos, que

captam gua do aqfero fissural, foram selecionadas dentre

os vrios poos profundos cadastrados durante a fase inicial

do estudo. Somente quatro apresentaram balano inico

aceitvel (erro percentual

44

4.- HIDROGEOLOGIA

4.1- USO DA GUA SUBTERRNEA

Devido a pequena espessura das camadas sedimentares e a

pouca profundidade do nvel fretico (figura 10), a forma

predominante de explorao dos aqferos sedimentares na

bacia do Rio Cabuu atravs de cacimbas de pequena

profundidade. So pertencentes na sua maioria a residncias e

alguns poucos stios e indstrias, e geralmente apresentam

caractersticas construtivas precrias.

Tais poos so quase sempre mal tampados, o que

possibilita a entrada de folhas, galhos e outros detritos

para o seu interior. Embora as cacimbas apresentem algumas

dezenas de centmetros de revestimento acima da superfcie do

solo, raramente elas possuem cimentao do piso ao redor da

boca, de modo a evitar que haja entrada de gua imprpria

pelo espao existente entre o revestimento e a parede da

escavao.

45

Os poos escavados (cacimbas), quando completamente

revestidos por manilha ou pedra/cimento, tm como entrada

principal de gua o seu fundo, havendo tambm,

secundariamente, entrada pelas junes entre as manilhas.

48

1216

24283236

44485256

64687276

84889296

0

20

40

60

80

100

LegendaProfundidade do nvel fretico

< 1,0 metro

1,01 - 2,0 metros

2,01 - 3,0 metros

> 3,0 metros

total de cacimbas 27

%

Figura 10 - Profundidade do nvel fretico de acordo com as

27 cacimbas utilizadas na sua medio.

Apesar de grande parte dos sedimentos quaternrios serem

constitudos por material areno-argiloso e argilo-arenoso, o

que lhes impem uma baixa permeabilidade, foi observado que

os poos de grande dimetro satisfazem s necessidades de

46

abastecimento de gua dos domiclios, j que o volume de gua

utilizado no excede os 1.000 litros/dia. Dessa forma,

conclue-se que at mesmo os aqitardos na regio podem ser

teis na obteno de pequenos volumes de gua atravs da

construo de poos de grande dimetro.

Apesar de apresentarem tcnicas construtivas

rudimentares, as cacimbas so bastantes apropriadas para

aqferos de baixa transmissividade, pois como posuem um

dimetro grande servem tambm como armazenadoras de grande

volume dgua.

As cacimbas, construdas para captao de gua dos

aqferos sedimentares, possuem profundidades que variam de

um a oito metros, sendo que 66% do total est abaixo de 4,0

metros (ver figura 11). O dimetro varia de 0,55 a 3,05

metros, estando 45,9% das cacimbas com dimetro entre 0,80 e

0,90 metro, como demonstrado na figura 12. Quanto ao tipo de

revestimento, 67,7% dos poos cadastrados so manilhados, 21%

so revestidos por pedra e cimento e 11,3 % no possuem

nenhum tipo de revestimento.

Atravs de informaes obtidas, observou-se que pouco

mais de 66% das cacimbas so ainda utilizadas de alguma

forma, apesar de grande parte da populao da regio ser

47

abastecida por gua da CEDAE, mesmo que de forma precria.

Essa utilizao freqente nas reas onde no h

fornecimento dgua pela CEDAE e peridica onde h

deficincia no abastecimento, principalmente no vero. Apesar

de boa parte de seus possuidores ainda utiliz-las, ainda que

esporadicamente, apenas 32% das cacimbas possuem bomba

eltrica.

481216

24283236

44485256

64687276

84889296

0

20

40

60

80

100

(%)LEGENDA:

PROFUNDIDADE DAS CACIMBAS

< 2,0 m

2,1 - 3,0 m

3,1 - 4,0 m

4,1 - 5,0 m

> 5,1 m

nmero total de cacimbas: 62

Figura 11 - Distribuio percentual da profundidade das

cacimbas.

48

48

1216

24283236

44485256

64687276

84889296

0

20

40

60

80

100

(%) LEGENDA:DIAMETRO DAS CACIMBAS

< 0,80 m

0,80 - 0,90 m

0,91 - 1,0 m

1,01 - 1,5 m

> 1,50 m

nmero total de cacimbas: 62

Figura 12 - Distribuio percentual do dimetro das cacimbas.

O volume de gua retirado das cacimbas pequeno. Dentre

as 21 cacimbas cadastradas que possuem uso freqente, o

volume utilizado no chega a 1.000 litros/dia por domiclio.

O que d, no mnimo, aproximadamente 7.600 m3/ano de gua

extrada dos aqferos sedimentares.

49

4.2- DADOS GEOFSICOS

Foram realizadas 23 sondagens eltricas verticais

(sev's) em toda poro sedimentar da rea de estudo. As

curvas fornecerem modelos geoeltricos, onde bastante

marcante o contraste, das propriedades fsicas, do sedimento

com o arcabouo pr-cambriano caracterizado pelos valores

mais elevados de resistividade, definindo a espessura do

pacote sedimentar e servindo para a confeco do mapa de

espessura de sedimentos (em anexo).

Devido pequena espessura e a heterogenidade das

camadas sedimentares, os resultados obtidos no foram

satisfatrios, tornando difcil a definio das lentes

arenosas e da continuidade lateral dos depsitos sedimentares

que afloram s margens do Rio Cabuu, dessa forma, ocorreu a

interao de uma ou mais camadas sedimentares em um nico

extrato geoeltrico - efeito de supresso de camadas.

As curvas de resistividade aparente obtidas no campo so

geralmente do tipo H, nas quais est bem caracterizado o

contato sedimento/embasamento. Alm disso, as sondagens

eltricas realizadas no sul da rea comprovam a maior

espessura de sedimentos (Tabela V).

50

Nmero da SEV Espessura aproximada de sedimentos (metros)

1 1,1 2 4,2 3 7,1 4 2,7 5 2,4 6 2,9 7 4,7 8 3,5 9 3,5 10 3,5 11 10,0 12 4,0 13 2,9 14 4,7 17 10,0 18 7,4 19 20,6 20 12,0 21 14,0 22 7,7 23 9,7 24 10,7 25 7,0

Tabela V - Espessura de sedimentos determinada para cada SEV

4.3- UNIDADES HIDROGEOLGICAS

A UNIDADE II, onde se localizam os principais aqferos,

corresponde ao local de predominncia em superfcie do

planossolo, ocorrendo tambm, secundariamente, o solo gley

51

pouco-hmico. Entretanto, neste ltimo solo a potencialidade

para utilizao de gua subterrnea mais limitada devido a

predominncia de sedimentos argilosos e argilo-arenosos.

Dentre as camadas sedimentares, somente os sedimentos

clsticos mais grosseiros possuem boa permeabilidade para

fornecer boas vazes. Portanto, os sedimentos da bacia do Rio

Cabuu so hidrogeologicamente pobres, devido predominncia

de camadas argilo-arenosas e areno-argilosas sobre os

arenosos.

As lentes arenosas que afloram principalmente s margens

do Rio Cabuu, e aquelas detectadas pelas sondagens mecnicas

em maiores profundidades, se extendem ao longo do rio com

espessura e extenso variveis. Entretanto, difcil

determinar a sua continuidade lateral, visto que no se

conseguiu bons resultados no dimensionamento dos corpos

arenosos atravs das sevs.

Baseado nos perfis geolgicos das sondagens mecnicas,

inferiu-se uma continuidade lateral para tais camadas de no

mximo 100 metros de distncia da margem do rio.

52

Devido s escavaes realizadas para algumas obras,

foram observadas tambm a ocorrncia de lentes arenosas no

meio da baixada, entretanto no foi possvel definir os

limites de tais corpos devido, como j anteriormente citado,

a no aplicabilidade do mtodo geofsico utilizado.

As lentes arenosas possuem espessuras de poucos

centmetros a mais de 6 metros, de acordo com os dados de

sondagens mecnicas, e so constitudas por quartzo,

feldspato, micas e fragmentos de rocha do embasamento.

As 27 anlises granulomtricas realizadas (Tabela VI)

mostram que as lentes arenosas possuem pequeno percentual de

silte/argila, no mximo 24,9% do material. A sua

granulometria predominante de areia mdia/grossa e

pedregulho.

Para estimar a permeabilidade das lentes arenosas, as

curvas granulomtricas foram plotadas juntamente com as

curvas de Breddin, 1963 apud Custodio & Llamas, 1983. Segundo

este mtodo, existem 13 curvas bsicas que geram 12 classes

de permeabilidade. Quando a curva, a ser analisada, corta

mais de uma classe, a permeabilidade ento fica sendo um

valor intermedirio e mais prximo da classe que contm a

maior parcela da curva.

53

Nmero da

amostra

profund.

amostragem

(metros)

pedregulho

2,00-25,4 mm

areia grossa/med

.

0,42-2,00 mm

areia fina

0,074-0,42mm

silte

0,002-0,074 mm

argila

54

1E-31E-21E-11E+01E+11E+2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% MA

TERI

AL QU

E PASS

A

121110

98

7654

32

ARGILA E/OU SILTEAREIAPEDREGULHO

Mto grosso grosso mdio fino grossa mdia fina

GRANULOMETRIA EM mm

1

3a

Legenda

amostra 9

amostra 17

amostra 3

CLASSE PERMEABILIDADE

cm/seg seg. HAZEN

CLASSE

AQFERO CLASSE

PERMEABILIDADE 1 3 A Mto BOM MTO ALTA 2 0,7 Q Mto BOM MTO ALTA 3 0,1 BOM ALTA 4 0,05 REGULAR MDIA 5 9 x 10-3 F POBRE PEQUENA 6 5 x 10-3 E POBRE PEQUENA 7 2 x 10-3 R Mto POBRE MTO PEQUENA 8 7 x 10-4 O Mto POBRE MTO PEQUENA

9 7 x 10-5 IMPERMEVEL PRATICAMENTE IMPERMEVEL 10 1 x 10-5 A IMPERMEVEL PRATIC. IMPERM. 11 < 10-5 Q IMPERMEVEL PRATIC. IMPERM. 12

55

Mediante esta anlise, os aqferos formados por estas lentes

arenosas so classificados como sendo de bom a regular.

Nos resultados dos ensaios realizados em laboratrio

para determinao da porosidade total e eficaz, segundo o

mtodo de King modificado, 1899 apud Meinzer, 1959, observou-

se em 14 amostras que a porosidade total variou de 10 a

40,3%, com uma mdia de 23,9%. A porosidade efetiva ficou com

uma mdia de 18,6% e variou de 6,3 a 29,9%.

As lentes arenosas apresentam-se geralmente como

aqferos livres, podendo ser parcialmente confinados. Dessa

forma, o valor obtido para a porosidade efetiva pode ser

considerado como o do coeficiente de armazenamento, um valor

mdio de 0,19. necessrio ressaltar, que este valor

corresponde a mdia obtida nos ensaios das amostras das

camadas arenosas, e como os sedimentos so bastantes

heterogneos, no aconselhvel utilizar o valor mdio da

porosidade eficaz de modo generalizado.

Na UNIDADE I ocorrem espessas camadas de argila orgnica

sobre camadas arenosas com espessuras que variam de poucos

centmetros a mais de 13 metros, o que pode causar certo

artesianismo a estes aqferos.

56

Devido falta de dados sobre a qualidade qumica da

gua, supe-se que em decorrncia do confinamento h

dificuldade para a substituio da gua conata de origem

marinha por parte das guas novas provenientes da zona de

recarga. Dessa forma, acredita-se que tais aqferos devam

ser possuidores de gua salobra.

No ensaio de bombeamento (Figura 14), realizado no poo

tubular tendo a 4,6 metros, como ponto de observao, a

cacimba 45, obteve-se para o coeficiente de armazenamento (S)

o valor de 0,02 e transmissividade (T) de 34 m2/dia. O que

representa, para uma espessura estimada do aqfero de 2

metros, uma permeabilidade de 17 m/dia. A vazo utilizada no

ensaio foi de 13,4 m3/dia. A figura 7 mostra a provvel

geologia no local de construo do poo tubular e cacimba 45,

a 50 metros da SM 16.

Os dados obtidos no ensaio de bombeamento no poo

tubular apresentaram resultados diferentes daqueles obtidos

nos ensaios de laboratrio para determinao da porosidade

eficaz. Isto talvez seja devido a grande heterogenidade do

material sedimentar composto por areia, silte e argila em

diferentes propores.

57

1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0Tempo (dias)

0.50

1.50

2.50

3.50

4.50

5.50

6.50

7.50

8.50

9.50

10.50

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

Rebaixamento (cm)

Figura 14 - Grfico rebaixamnto (s) x tempo (log t)

utilizando-se o "Mtodo de Aproximao de Jacob" para o

ensaio de bombeamento no poo tubular (vazo=13,4 m3/dia).

Os maiores valores de porosidade eficaz nos sedimentos

ao longo do Rio Cabuu so devidos ao tipo de sedimentao

mais dinmica, relacionado ao ambiente de mais alta energia

da calha do rio, havendo com isso uma menor parcela de

argila. Quanto mais afastadas de suas margens h um maior

58

aporte de materiais argilosos contribuindo para a diminuio

da porosidade eficaz do material depositado. O maior teor de

argila nas lentes arenosas mais afastadas do Rio Cabuu pode

ser observado nas anlises granulomtricas (Tabela V) das

amostras 1 e 3, enquanto as amostras 19 e 26, representativas

das lentes arenosas ao longo do Rio Cabuu, apresentam

normalmente baixo teor de argila e silte. Isto explicaria o

baixo valor de porosidade eficaz (coeficiente de

armazenamento) encontrado no ensaio do poo tubular, enquanto

nos sedimentos ao longo do Rio Cabuu ocorreriam valores mais

elevados.

A permeabilidade obtida no ensaio de bombeamento - 17

m/dia - no est muito discrepante do valor obtido nas

anlises das curvas granulomtricas, segundo o Mtodo de

Breddin, 1963 apud Custodio & Llamas, 1983. A permeabilidade

obtida com este mtodo est situada entre as classes 3 e 4

das Curvas de Breddin - 86 e 43 m/dia - respectivamente,

sendo que alguns materiais menos arenosos se situaram na

classe 5, que corresponde a uma permeabilidade de 7,3 m/dia,

o que no difere muito do encontrado no ensaio de

bombeamento.

59

Utilizando-se os dados obtidos no ensaio de bombeamento

e na anlise das curvas granulomtricas, atravs do Mtodo de

Breddin (1963), pde-se calcular o volume de gua que passa

por uma determinada seo do aqfero sedimentar.

Considerando-se o local da cacimba 45, onde o aqfero

possui permeabilidade de 17 m/dia, espessura de 2 metros, em

uma seo de 100 metros de largura e o gradiente hidrulico,

retirado do mapa da superfcie fretica construdo para a

rea (em anexo), como de 0,0007, pde-se estimar a vazo para

esta seo, utilizando-se a frmula de Darcy:

Q = P . i . A

Q = Vazo (m3/dia) P = Permeabilidade (m/dia)

i = gradiente hidrulico (h/l) A = rea (m2)

como de 2,4 m3/dia.

60

Para o ponto localizado prximo a SM40, com uma

espessura de aqfero tambm de 2 metros, sendo a

permeabilidade das lentes arenosas ao longo do Rio Cabuu

estimada em 43 m/dia (classe 4 das Curvas de Breddin) e com o

gradiente hidrulico no local de 0,0045. A vazo estimada

para uma seo de 100 metros de largura de 39 m3/dia.

Atravs destes dados possvel confirmar a

heterogenidade dos aqferos sedimentares, classificando a

poro que ocorre ao longo do Rio Cabuu como aquela que

possui melhores caractersticas hidrulicas.

Como na rea a quase totalidade dos poos existentes que

captam gua dos aqferos sedimentares so de cacimbas,

aplicou-se o mtodo de Papadopulos (1967) especfico para a

determinao da Transmissividade em poos de grande dimetro.

As cacimbas 9 e 25 foram selecionadas. Entretanto,

devido a baixa permeabilidade do aqfero e as

caractersticas construtivas das cacimbas, no foi possvel

calcular a Transmissividade. O bombeamento ocasionou um

rpido rebaixamento do nvel fretico durante o ensaio, o que

acarretou na extrao somente da gua de armazenamento da

cacimba, impedindo a anlise dos dados segundo este mtodo.

61

4.4- NVEL FRETICO

Realizou-se 4 medies em 1994, sendo, respectivamente,

os meses de janeiro e outubro como os de menor e maior

profundidade em relao a superfcie (Tabela VII).

A oscilao do nvel fretico, entre os meses citados,

foi de 2 centmetros a 1,8 metros. Entretanto, mais de 60%

das variaes encontram-se abaixo da mdia - 0,6 metro. Esta

pequena oscilao indica que os aqferos sedimentares so

subutilizados e pode ser explicada pela variao do regime

pluviomtrico durante o ano.

Devido a pequena variao do nvel fretico, foi

construdo o mapa da superfcie fretica somente para o ms

de outubro (em anexo).

62

POO CACIMBA

PROF. CACIMBA(m)

COTA (m)

DIAMETRO(m) REVEST.

PROFUND.N.A. (m)1/1994



PROFUND. N.A. (m) 10/1994

COTA N.A.(m)1/1994

COTA N.A.(m)4/1994

COTA N.A.(m)7/1994

COTA N.A.(m)10/1994

BOMBA USO TAMPA

01 4,52 42,0 0,89 MANIL. 2,64 2,68 2,69 2,92 39,36 39,32 39,31 39,08 NO NO USA SIM 02 5,15 40,0 0,87 MANIL. 0,76 0,85 0,88 1,57 39,24 39,15 39,12 38,43 NO RARO SIM 05 1,50 24,0 0,66 PED.CIM. 0,36 0,52 0,60 0,9 23,64 23,48 23,40 23,10 NO RARO MADEIR. 06 3,40 23,5 0,80 MANIL. +0,18 +0,12 +0,17 +0,18 23,68 23,62 23,67 23,68 NO RARO SIM 07 2,35 22,3 0,74 MANIL. 1,29 1,11 1,00 1,83 21,01 21,19 21,30 20,47 NO NO USA SIM 09 2,5 28,0 1,40 PED.CIM. - 0,16 0,04 0,16 - 27,84 27,96 27,84 NO RARO SIM 15 1,85 21,0 0,55 PED.CIM. 0,26 0,23 0,29 0,31 20,74 20,77 20,71 20,69 NO RARO SIM 17 2,80 24,0 1,00 MANIL. 0,20 - 0,26 0,49 23,80 - 23,74 23,51 NO RARO SIM 19 3,08 35,0 0,96 MANIL. 0,41 0,47 0,45 0,83 34,59 34,53 34,55 34,17 NO TODO DIA SIM 20 2,90 22,3 3,05 PED.CIM. 0,10 0,22 0,17 0,49 22,20 22,08 22,13 21,81 NO RARO SIM 24 2,42 15,0 0,81 MANIL. 0,28 0,36 0,37 0,68 14,72 14,64 14,63 14,32 NO RARO NO 25 6,50 16,3 0,81 MANIL. - - 1,49 1,72 - - 15,01 14,81 SIM TODO DIA SIM 27 4,12 15,0 0,81 MANIL. 1,15 1,61 1,49 - 13,85 13,39 13,51 - SIM TODO DIA SIM 31 1,77 8,0 1,12 MANIL. 0,69 0,67 0,67 0,67 7,31 7,33 7,33 7,33 NO NO USA SIM 32 3,08 10,0 0,81 MANIL. 1,55 1,76 1,66 2,06 8,45 8,24 8,34 7,94 NO NO USA SIM 33 5,55 16,3 0,81 MANIL. 0,57 0,58 0,57 1,03 15,73 15,74 15,73 15,27 NO RARO SIM 39 8,00 5,5 0,69 MANIL. 0,21 0,48 0,56 - 5,29 5,02 4,94 - NO NO USA SIM 45 5,64 5,1 1,20 POSSUI 5,06 4,62 4,76 5,02 0,04 0,48 0,34 0,08 NO TODO DIA SIM 47 4,25 11,0 1,19 PED.CIM. 1,53 1,84 1,44 2,31 9,47 9,16 9,56 8,69 SIM TODO DIA SIM 52 4,15 2,2 0,86 MANIL. 0,49 0,87 0,81 2,05 1,71 1,33 1,39 0,15 NO NO USA SIM 54 3,23 3,0 0,80 MANIL. 1,72 1,70 1,41 1,93 1,28 1,30 1,59 1,07 NO RARO SIM 57 7,69 6,8 1,40 POSSUI 3,11 3,04 1,96 3,46 3,69 3,76 4,84 3,34 SIM TODO DIA SIM 58 3,91 5,7 0,62 MANIL. 0,56 0,82 0,79 1,46 5,14 4,88 4,91 4,24 NO NO USA SIM 59 2,42 2,0 0,80 MANIL. - 0,91 0,89 1,24 - 1,09 1,11 0,76 SIM TODO DIA SIM 62 2,24 31,5 0,80 PED.CIM. 0,54 0,63 0,72 1,01 30,96 30,87 30,78 30,26 NO NO USA SIM 63 2,71 16,0 0,74 MANIL. 0,47 0,53 0,52 0,62 15,53 15,47 16,00 15,38 NO NO USA SIM 64 4,30 10,0 0,80 MANIL. 3,29 2,64 1,64 3,45 6,71 7,36 8,36 6,55 SIM TODO DIA SIM

Tabela VII - Caractersticas das cacimbas utilizadas para medio do nvel fretico

63

Neste mapa observa-se que os aqferos sedimentares, como era

de se esperar, tem como zonas de recarga as serras que delimitam a

bacia, alm do prprio aluvio.

Uma outra forma de recarga, que provalvelmente ocorre na rea,

proveniente do embasamento atravs da base do pacote sedimentar.

A gua infiltra nas serras, percola as fraturas e flui para as

zonas de mais baixo gradiente hidrulico (zona do aluvio) atravs

do aqfero fissural. A recarga acontece nas zonas em que a

fratura portadora de gua est em contato com a base do aqfero

sedimentar, e ao encontrar zonas mais permeveis ocorre um alvio

de presso e consequentemente h a passagem de gua do aqfero

fissural para o sedimentar. Isto se deve a maior carga hidrulica

proporcionada pela infiltrao nas serras limtrofes da bacia,

fazendo com que em certas zonas haja um pequeno artesianismo, como

observado no campo.

O Rio Cabuu apresenta-se como efluente, ou seja, como uma

zona de descarga dos aqferos sedimentares.

No mapa de superfcie fretica, possvel observar a noroeste

da rea um divisor de guas subterrneas separando aquelas que

correm para a baixada de Sepetiba daquelas que vo para o vale do

Rio Cabuu (baixada de Campo Grande).

64

O gradiente hidrulico maior na poro norte, alcanando

valores de 0,01 e diminuindo para a direo sul.

No mapa de superfcie fretica , devido ao bombeamento no poo

64, localizado no centro da rea, observa-se um cone de depresso

onde ocorre a interceptao da gua do Rio Cabuu.

65

5.- HIDROQUMICA

5.1- INTRODUO

A caracterizao geoqumica da gua subterrnea dos aqferos

sedimentares da bacia do Rio Cabuu baseou-se essencialmente nas

concentraes dos constituintes maiores e de alguns elementos

menores (Fe total, NO3 e NO=2). Procurando-se, atravs da

determinao quantitativa dos ons NO3 e NO=2, definir os pontos

com suspeitas de contaminao por fossas domsticas.

Os resultados das anlises fsico-qumicas da gua dos

aqferos sedimentares, juntamente com a da nascente do Rio

Cabuu, foram comparadas com os dados das anlises fsico-qumicas

da gua de alguns poos tubulares profundos, obtidas na fase de

inventrio de pontos d'gua.

Uma preocupao constante durante a fase de cadastramento de

poos foi a de obter informaes quanto ao tipo de esgotamento

sanitrio de cada propriedade. Verificou-se ento que mais de 83 %

das casas no tm esgoto canalizado, sendo a maioria possuidora de

fossas ou sistemas que levam o esgoto sanitrio atravs de

manilhas ou valas negras cu aberto para os pequenos cursos

66

dgua da regio, criando com isto inmeros pontos potenciais para

contaminao dos aqferos sedimentares.

5.2- CARACTERSTICA HIDROQUMICA DOS AQFEROS

5.2.1- AQFERO SEDIMENTAR

De acordo com as 7 anlises fsico-qumicas realizadas em

agosto de 94 nos locais selecionados (Tabela VIII), observou-se

que: A gua subterrnea da rea estudada apresenta-se pouco

mineralizada; o teor de Slidos Totais Dissolvidos (STD) varia na

rea de 121,2 a 339,5 mg/l, com uma mdia de 197 mg/l e a

Condutividade Eltrica (CE) varia de 150 a 540 S/cm com uma mdia

de 278 S/cm.

Na Figura 15, possvel observar a relao existente entre

STD e CE, onde obtem-se a equao CE = 1,75 STD

- 67,1 que vlida para a gua dos aqferos sedimentares da

bacia do Rio Cabuu.

67

0 50 100 150 200 250 300 350

0

100

200

300

400

500

600

STD (mg/l)

CONDUTIVIDADE

(uS/cm)

CE = 1,75 STD - 67,1

Figura 15 - Relao entre Condutividade Eltrica (CE) e Slidos

Totais Dissolvidos (STD) para a gua subterrnea dos aqferos

sedimentares da bacia do Rio Cabuu.

As amostras de gua foram classificadas, de acordo com a

composio qumica, pelo Diagrama Triangular de Piper-Hill-

Langelier (Figura 16) como cloretada sdica, ocorrendo apenas uma

amostra classificada como cloretada sdio-clcica, localizada

prxima a Baa de Sepetiba (sul da rea).

68

Figura 16 - Diagrama de Piper da gua subterrnea dos aqferos

sedimentares.

69

poo fonte 11 25 45 47 57 59 nascente cabuu

mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l

mg/l meq/l

Ca 6,69 0,33 8,34 0,42 5,93 0,29 1,36 0,07 2,56 0,13 7,45 0,37 22,85 1,14 11,62 0,58 Na 20,00 0,87 20,00 0,87 40,00 1,74 24,0 1,04 40,0

0 1,74 88,00 3,83 36,00 1,56 32,00 1,39

Mg 2,99 0,25 1,63 0,13 5,39 0,44 1,48 0,12 3,67 0,30 4,23 0,35 10,08 0,83 6,54 0,54 K 4,00 0,10 2,00 0,05 4,00 0,10 2,60 0,07 2,60 0,07 8,00 0,20 2,60 0,07 2,00 0,05 total 33,68 1,55 31,97 1,47 55,32 2,57 29,44 1,30 48,8

3 2,24 107,6

8 4,75 71,53 3,60 52,16 2,56

HCO3 12,41 0,20 20,43 0,33 11,90 0,19 4,40 0,07 5,95 0,10 3,36 0,05 44,74 0,73 102,41 1,68 Cl 38,39 1,08 29,43 0,83 62,70 1,77 39,11 1,10 61,7

8 1,74 169,5

6 4,78 89,86 2,53 24,95 0,70

SO4 19,69 0,41 11,53 0,24 9,13 0,19 12,97 0,27 4,32 0,09 28,76 0,60 25,94 0,53 13,45 0,28 NO3 mgNO3/l

2,30 0,04 8,30 0,13 51,40 0,83 6,34 0,10 13,75

0,22 17,10 0,27 2,10 0,003

0,84 0,01

CO3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,05 0,10 total 72,79 1,73 69,69 1,53 135,13 2,98 62,82 1,54 85,8

0 2,15 218,7

8 5,70 162,64 3,82 144,70 2,77

Fe mg/l

0,02

0,01

0,00

0,00

0,01

0,00

0,03

0,30 NO2 mg/l

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00 pH 5,4 5,5 5,3 5,0 5,1 4,8 6,20 7,7 dureza total mg CaCO3/l

29,06

27,55

37,00

9,52

21,54

35,00

98,70

56,01

alcalin. Tot. mg CaCO3/l

10,17

16,74

9,75

3,61

4,88

2,75

36,67

83,94

condut. S/cm

176 167 290 150 280 540 340 230

tot. sol.. dissolv. mg/l

133,8

121,2

213,0

130,7

213,0

339,5

228,8

146,5

Tabela VIII - Anlise fsico-qumica da gua subterrnea dos aqferos sedimentares e da nascente do Rio Cabuu

70

Figura 17 - Diagrama de Collins representando as anlises qumicas

da gua subterrnea dos aqferos sedimentares.

De acordo com o Diagrama de Collins (Figura 17), que mostra

como os elementos e substncias se combinam na gua subterrnea, e

a classifica segundo os ons dominantes, os ons das diversas

71

amostras de gua formam os seguintes compostos: bicarbonatos de

clcio; sulfatos de clcio, sdio e magnsio; cloretos de sdio,

magnsio e potssio alm de nitratos de sdio e potssio.

Classificam-se as guas atravs deste diagrama como cloretadas-

sdicas.

Utilizando-se Diagrama de Schoeller & Berkallof (Figura 18),

possvel definir na rea 6 tipos de guas com caractersticas

qumicas diferentes: as amostras de gua representativas das

cacimbas 25 e 47 formariam um tipo e as restantes formariam mais 5

tipos.

O cloreto o nion dominante em todas as amostras e varia de

29,4 a 169,6 mg/l com uma mdia de 70,1 mg/l, secundariamente

aparecem os ons sulfato e bicarbonato que revezam-se como segundo

mais abundante. O nion sulfato apresenta concentraes que variam

de 4,3 a 28,8 mg/l com mdia de 16 mg/l, enquanto o bicarbonato

varia de 3,4 a 44,7 mg/l com 14,7 mg/l de mdia. O nion carbonato

est ausente.

O sdio o ction dominante em todas as amostras analisadas e

a sua concentrao oscila entre 20 e 88 mg/l com mdia de 38,3

mg/l. O clcio apresenta concentraes entre 1,4 e 22,9 mg/l com

mdia de 7,9 mg/l. O magnsio com concentraes entre 1,5 e 10,1

mg/l com mdia de 4,2 mg/l. O potssio possui valores que variam

de 2 a 8 mg/l e mdia de 3,7 mg/l.

72

2

3

4

56789

2

3

4

56789

2

3

4

56789

0.01

0.10

1.00

10.00

meq/l

Ca Mg Na Cl SO4 HCO3 K

Legenda

fonte (na sub-bacia do rio da Prata)

cacimba 11

cacimba 25

cacimba 45

cacimba 47

cacimba 57

cacimba 59

Figura 18 - Diagrama de Schoeller & Berkallof onde esto plotados

os dados qumicos da gua subterrnea dos aqferos sedimentares

da bacia do Rio Cabuu.

73

Dentre os ons menores, foram obtidas as concentraes do

ferro total, nitrato e nitrito. O ferro total apresenta

concentraes inferiores a 0,03 mg/l, 71% das amostras possuem

concentrao menor do que 0,01 mg/l. O nitrito no apresentou em

nenhuma das amostras valores detectveis (concentraes at duas

casas decimais). O nitrato, presente em todas as amostras,

apresenta concentraes de 2,1 a 51,4 mgNO3/l. Somente uma amostra

apresentou valores acima do padro tolervel (40 mgNO3/l),

proveniente da cacimba 25, localizada prxima ao centro de Campo

Grande, o que indica uma possvel contaminao por matria

orgnica proveniente das fossas existentes em grande quantidade no

local.

O pH varia de 4,8 a 6,2 e mostra que a gua possui carter

cido com uma mdia de 5,3. O mximo valor encontrado para a

dureza total de 98,7 mg CaCO3 /l e o mnimo de 9,5 mg CaCO3 /l

com uma mdia de 36,9 mg CaCO3/l. A zona que possui os maiores

valores encontra-se nas proximidades da Baa de Sepetiba.

A alcalinidade total da gua subterrnea dos aqferos

sedimentares acusou valores que variaram de 2,8 a 36,7 mg CaCO3/l

com uma mdia de 12,1 mg CaCO3/l.

74

A frmula inica da gua subterrnea pode ser considerada

como: r2Na+ > rCa++ > rMg++ > rK+ e rCl > rHCO3 > rSO=4 > rNO3. A

ordem de concentrao entre os ons pode variar na rea, sendo

esta variao mais marcante entre os nions, entretanto notrio

em toda a bacia a predominncia dos ons Na+ e Cl.

A poro sul da rea, representada pelas cacimbas 57 e 59,

possui gua subterrnea com os valores mais elevados de STD, pH,

condutividade e dureza, alm de teores de Cl bem acima da mdia

dos demais pontos analisados. Isto se deve a maior proximidade da

zona litornea (Baa de Sepetiba), onde ocorre maior contribuio

de sais provenientes dos ventos marinhos e dos sedimentos de

origem marinha ali depositados.

Como pode ser observado nos dados acima citados, a gua dos

aqferos sedimentares pouco mineralizada, possui pH baixo,

baixa condutividade, baixa dureza, possui baixo teor de ferro

total e localmente pode apresentar teor elevado de nitrato,

proveniente, possivelmente, das fossas spticas, que so bastantes

comuns na regio.

2 rNa+ corresponde a meq/l

75

5.2.2- AQFERO PROFUNDO

Embora tenham sido obtidas no cadastramento 15 anlises

fsico-qumicas de poos tubulares profundos, grande parte delas

no puderam ser utilizadas. Foram descartadas as anlises

incompletas e aquelas que apresentaram balano inico com erro

percentual superior a 10%. Dessa forma, somente puderam ser

utilizadas 4 anlises fsico-qumicas como mostrado na Tabela IX.

Dentre os resultados das 4 anlises aproveitadas, observou-se

que a gua do aqfero fissural mais mineralizada do que a dos

aqferos sedimentares, variam de 255 a 450 mg/l, enquanto a

condutividade eltrica apresenta valores superiores a 531 S/cm.

Da mesma forma, assim como em todos os demais parmetros

analisados (dureza, alcalinidade e pH), os valores so mais

elevados do que os obtidos para a gua subterrnea dos aqferos

sedimentares.

Os resultados indicam a predominncia entre os nions do on

bicarbonato, e entre os ctions dos ons sdio e clcio, o que

difere bastante da qumica da gua dos aqferos sedimentares,

onde o nion e o ction dominantes so, respectivamente, o cloreto

e o sdio em todas as amostras.

76

Entretanto, quando comparada com a anlise fsico-qumica da

nascente do Rio Cabuu, observa-se uma semelhana quanto a maior

concentrao do nion bicarbonato, e tal similaridade mais

marcante quando os dados so analisados conjuntamente nos

Diagramas de Schoeller & Berkallof (Figura 19) e de Piper (Figura

20).

A anlise fsico-qumica da nascente do Rio Cabuu (Tabela

VIII, pag.69) apresentou teores baixos de slidos totais

dissolvidos (146,5 mg/l) e condutividade eltrica de 230 S/cm. O

on bicarbonato, assim como no aqfero profundo, o nion

dominante, enquanto entre os ctions h a predominncia do on

sdio. Dentre os ons menores, a concentrao do ferro total de

0,3 mg/l, o nitrito encontra-se fora dos limites de determinao

(concentrao de at duas casas decimais) e o nitrato possui

concentrao de 0,84 mg NO3/l. O pH de 7,7, assim como os valores

acima de 7,0 encontrados nas amostras de gua do aqfero

fissural.

77

Poo profundo

14 15 32 60

mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l mg/l meq/l Ca 22,0 1,1 48,0 2,39 44,0 2,20 56,3 2,81 Na 61,0* 2,65 79,0* 3,43 24,0 1,04 50,5 2,20 Mg 12,0 0,99 17,0 1,40 12,0 0,99 0,3 0,02 K --- --- --- --- 0,0 0,00 0,3 0,02

total 95,0 4,74 144,0 7,23 80,0 4,23 109,0 5,08 HCO3 183,0 3,00 208,0 3,41 183,0 3,00 165,0 2,70 Cl 50,0 1,41 105,0 2,96 40,0 1,13 52,7 1,49 SO4 18,0 0,37 40,0 0,83 6,0 0,12 20,5 0,43 NO3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,00 7,3 0,12 CO3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,00 0,00 0,00

total 251,0 4,78 353,0 7,20 229,0 4,25 245,5 4,74 pH 7,9 7,6 7,6 7,1

dureza total mg CaCO3/l 105 190 160 142

alcalinidade total

mg CaCO3/l 150 170 150 135

condutividade eltrica S/cm

--- > 1000 900 531

resduos slidos mg/l 335 450 255 300

* Na + K

Tabela IX - Anlise fsico-qumica da gua subterrnea dos poos

tubulares profundos

Devido a semelhana de resultados entre as anlises da gua do

aqfero profundo e da nascente do Rio Cabuu, os dados foram

plotados no Diagrama de Schoeller & Berkallof e de Piper para

serem analisados em conjunto.

78

2

3

4

56789

2

3

4

56789

2

3

4

56789

0.01

0.10

1.00

10.00

meq/l

Ca Mg Na Cl SO4 HCO3 K

Legendapoo profundo 14

poo profundo 15

poo profundo 32

poo profundo 60

nascente do rio Cabuu

Figura 19 - Diagrama de Schoeller & Berkallof para as anlises

qumicas da gua do aqfero profundo e da nascente do Rio Cabuu.

No Diagrama de Schoeller & Berkallof (Figura 19), observa-se

que, devido a similaridade das curvas, as amostras possuem as

mesmas caractersticas qumicas.

79

Esta semelhana se deve ao fato da amostragem no Rio Cabuu

ter sido feita na sua nascente, local onde a gua se origina das

fraturas das rochas granito-gnassicas que compem as serras que

delimitam a bacia e constituem o aqfero fissural (profundo) na

rea. Dessa forma, por percolarem o mesmo material, elas

apresentam a mesma caracterstica qumica, embora a amostra do Rio

Cabuu apresente teor de slidos totais dissolvidos menor do que

as amostras dos poos profundos. O maior teor de sais dissolvidos

no aqfero fissural pode ser explicado pelo maior percurso que a

gua subterrnea realiza at chegar a uma zona de descarga

qualquer (ex.: poo tubular), propiciando, dessa forma, um maior

tempo para que haja uma maior interao gua/rocha.

No caso dos aqferos sedimentares, a gua subterrnea

apresenta uma qumica diferente do aqfero profundo. Isto se deve

mineralogia do aluvio e sua pequena espessura, o que faz com

que a gua tenha um pequeno percurso a percorrer para chegar a uma

zona de descarga (ex.: rio, cacimba, etc.). Dessa forma, h um

tempo pequeno para uma maior interao gua/sedimento, fazendo com

que a gua apresente baixos teores de sais dissolvidos.

80

Segundo o Diagrama Triangular de Piper-Hill-Langelier (Figura

20), as amostras podem ser classificadas como bicarbonatadas

sdicas (amostras da nascente do Rio Cabuu e 14), bicarbonatadas

clcicas (amostras 32 e 60) e bicarbonatada cloretada sdio-

clcica (amostra 15).

Figura 20 - Diagrama de Piper com as amostras da gua do aqfero

fissural e da nascente do Rio Cabuu

81

5.3- POLUIO DA GUA SUBTERRNEA

A gua subterrnea dos aqferos sedimentares muito

vulnervel poluio, devido a pequena profundidade do nvel

fretico. A falta, em grande parte da rea, de esgotamento

sanitrio canalizado, faz com que na zona de concentrao de casas

possuidoras de fossa haja uma maior chance de ocorrer a

contaminao por dejetos orgnicos. Tal contaminao evidenciada

pelo alto teor de nitrato na gua subterrnea da cacimba 25,

localizada perto do centro urbano de Campo Grande. Dessa forma,

supe-se que a gua dos aqferos sedimentares na zona urbana deva

estar contaminada por fossas spticas em uso e/ou abandonadas,

alm de outras fontes poluidoras relacionadas aos centros urbanos

(vazamento na rede de esgoto, guas pluviais contaminadas e

etc...).

Um outro fator poluente importante que ocorre na rea a

salinizao. Devido ao baixo gradiente na zona prxima Baa de

Sepetiba, foi observado no campo o refluxo das guas do Rio Cabuu

causado pela subida da mar, ocasionando a intruso de uma cunha

salina em direo a montante do rio, at pelo menos 5 Km. Embora

no tenham sido observadas cacimbas contaminadas por este

fenmeno, informaes obtidas durante o estudo, indicam a

ocorrncia de salinizao em um dos poos tubulares profundos

construdos pela Michelin, prximo ao Rio Cabuu, distante

82

aproximadamente 8 Km de sua foz. Dessa forma, a salinizao da

gua em cacimbas construdas prximas ao rio, apresenta chances de

ocorrer, uma vez que o bombeamento pode captar gua do rio e

interceptar a cunha salina.

5.4- QUALIDADE PARA CONSUMO

5.4.1- INTRODUO

Os aspectos de qualidade da gua analisados se referem s

principais caractersticas qumicas e fsicas da gua subterrnea

dos aqferos sedimentares, que definem sua adequao ao consumo

humano, e aqueles considerados mais importantes, quand

jose viegas

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