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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GEOLOGIA
HIDROGEOLOGIA DO AQUÍFERO CÁRSTICO DA REGIÃO DE IRECÊ, BAHIA
Salvador 2009
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MOISÉS SILVA LIMA
HIDROGEOLOGIA DO AQUÍFERO CÁRSTICO DA REGIÃO DE IRECÊ, BAHIA
Monografia apresentada ao Curso de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia. Orientador: Prof. Dr. Luiz Rogério Bastos Leal
Salvador 2009
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TERMO DE APROVAÇÃO
MOISÉS SILVA LIMA
Salvador, 23 de novembro de 2009
HIDROGEOLOGIA DO AQUÍFERO CÁRSTICO DA REGIÃO DE IRECÊ, BAHIA
Monografia aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia, Universidade Federal da Bahia, pela seguinte banca examinadora:
Prof. Dr. Luiz Rogério Bastos Leal - Orientador Departamento de Geologia e Geofísica Aplicada – IGEO/UFBA Prof. Msc. Cristovaldo Bispo dos Santos Companhia de Engenharia Ambiental da Bahia – CERB UFBA/CERB Geólogo Marco Antônio de Lima Peixinho Companhia de Engenharia Ambiental da Bahia – CERB
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Dedico esse trabalho a meus pais, Marivaldo Lima
e Rita Maria da Silva que são meu porto
seguro e meus maiores incentivadores.
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AGRADECIMENTOS
Agradeço, em primeiro lugar a Deus por sempre estar presente em minha vida me
dando forças para seguir em frente e nunca desistir dos meus objetivos.
A minha família, em especial aos meus queridos pais, Marivaldo e Rita, que estão
sempre do meu lado me dando amor, carinho, estrutura, apoio e ensinamentos para
que eu possa trilhar meus caminhos com sabedoria, segurança e humildade.
A minha namorada, Gleiciane, por estar sempre do meu lado sendo compreensível e
me apoiando em todos os momentos, sendo eles bons ou ruins.
Ao meu orientador, Prof. Luiz Rogério Bastos Leal, pela grande oportunidade, por ter
me acompanhado e dado grande contribuição para a realização deste trabalho e
para meu crescimento como profissional.
Ao Prof. Hailton pela inestimável ajuda e contribuição na manipulação dos softwares,
pela atenção e sugestões que foram muito importantes.
Aos meus amigos e colegas, Adriano, Eldes e Mateus, pela convivência agradável
durante esses cinco anos de faculdade, pelos momentos de alegria compartilhados
e pela parceria.
A todos os professores que contribuíram para a minha formação profissional,
especialmente, Osmário Leite, Ângela Beatriz, Telésforo Martinez , Sergio
Nascimento, Zoltan Romero e Cícero Paixão.
Ao NEHMA, pelo apoio logístico e pela concessão dos dados para a realização do
trabalho, ao IGEO e a UFBA.
E a todos que contribuíram para que eu chegasse até aqui.
MUITO OBRIGADO!
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"O SENHOR é meu pastor; nada me faltará.
Ainda que eu andasse pelo vale da sombra da morte,
não temerei mal algum, porque tu estás comigo."
Salmo 23.
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RESUMO
Este trabalho tem como objetivo o estudo hidrogeológico do aquífero cárstico da região de Irecê/BA , devido à necessidade de se compreender o funcionamento, processos que controlam esse tipo de meio anisotrópico. No estudo e utilização dos aquíferos cársticos é imprescindível a compreensão e entendimento das características desses tipos de sistemas principalmente no que diz respeito às demarcações de rotas de fluxo da água subterrânea e correlação de áreas de recarga e descarga.
O aquífero cárstico da região de Irecê está inserido no domínio das bacias hidrográficas dos rios Verde e Jacaré (afluentes do rio São Francisco) e na porção sul na bacia do rio Santo Antônio (afluente do rio Paraguaçu). Devido à interação dos fatores climatológicos, litológicos e estruturais apresenta diferentes estágios evolutivos. No norte e centro exibe um estágio juvenil com presença de dolinas rasas e de pequeno porte, poucos sumidouros, constituindo um aquífero de natureza cárstico-fissural. No sul e nos contatos (bordas leste e oeste) com as litologias do Grupo Chapada Diamantina, o carste apresenta-se bem desenvolvido (dolinas de grande porte e profundas, sumidouros, vales cegos, estruturas de desabamento, etc.) devido à maior disponibilidade de água proveniente das precipitações e da circulação subterrânea associada aos fraturamentos e falhamentos de contato.
A construção do mapa potenciométrico da área estudada, possibilitou a identificação do principal divisor de águas da região de Irecê. Este situa-se na região da cidade de João Dourado (porção central do mapa), onde os fluxos apresentam um movimento radial divergente em todos os sentidos. Na região da cidade de América Dourada está localizada a principal zona de descarga do aquífero, onde os fluxos convergem em direção ao rio Jacaré que se constitui no nível de base local. Nessa região estão localizados os poços com as maiores vazões. Palavras-chave: HIDROGEOLOGIA; AQUÍFERO CÁRSTICO; MAPA POTENCIOMÉTRICO.
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ABSTRACT
This work aims to study the hydrogeological karst aquifer in the region of Irecê/BA because of the need to understand the operating procedures that govern this type of anisotropic medium. In the study and use of karst aquifers is essential to understanding of the characteristics of these types of systems especially with regard to demarcation of routes of groundwater flow and correlation of areas of recharge and discharge.
The karst aquifer in the region of Irecê is inserted in the catchment areas of rivers Green and Jacaré (tributaries of the San Francisco), in the southern basin of the river Santo Antonio (tributary of the Paraguaçu). Due to the interaction of climatic, lithological and structural features different development stages. In northern and central displays a juvenile stage with the presence of shallow ditches and small, a few sinks, forming an aquifer in karst-fissure nature. In the south and the contacts (edges east and west) with the lithologies of the Chapada Diamantina, the karst features are well developed (dolines large, deep sinks, blind valleys, structures collapse, etc.). Due to greater availability water from rainfall and groundwater circulation associated with fracturing and faulting of contact.
The construction of the potentiometric map of the study area, allowed the identification of the main watershed of the region Irecê/BA. This is situated near the town of João Dourado (central portion of the map), where the flows have a divergent radial movement in all directions. In the city of America Dourada is located at the main discharge zone of the aquifer, where the flows converge towards the Jacaré River which is the local base level. In this region are located wells with the highest flow rates. Keywords: HYDROGEOLOGY; KARST AQUIFER; POTENTIOMETRIC MAP.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Distribuição espacial das regiões cársticas no mundo. Williams & Fong, 2008. ................. 12
Figura 2 – Mapa de Situação e Localização da área de trabalho. IBGE/CPRM, 2003. ....................... 16
Figura 3 - Esquema do processo de dissolução e reação química em rochas carbonáticas. Karmann,
2000. .................................................................................................................................... 21
Figura 4 - Foto mostrando estrutura cárstica do tipo lapiaz em clima tropical úmido, região de Cocos,
oeste da Bahia. .................................................................................................................... 23
Figura 5 - Foto mostrando estrutura cárstica do tipo lapiaz em clima semi-árido, cidade de Lapão/BA.
............................................................................................................................................. 23
Figura 6 - Foto mostrando estrutura de lapiaz, cidade de Lapão. ........................................................ 25
Figura 7 - Dolina preenchida com água pluvial. Silva, 2008................................................................. 25
Figura 8 - Linhas de evolução das dolinas. Lladó, 1970....................................................................... 26
Figura 9 - Sumidouro localizado na Fazenda Aliança, cidade de Lapão.............................................. 27
Figura 10 - Foto mostrando a entrada de uma caverna na cidade de Lapão....................................... 28
Figura 11 - Modelo conceitual mostrando a heterogeneidade dos aquíferos cársticos. Karmann, 2000.
........................................................................................................................................... 29
Figura 12 - Mapa Geológico da Bacia dos rios Verde e Jacaré. CPRM/IBGE, 2003. .......................... 32
Figura 13 - Perfis mostrando os diferentes estágios evolutivos do aquífero cárstico da região de Irecê.
Bastos Leal, Dutton & Luz, 2009 (Groundwater em impressão). ...................................... 34
Figura 14 – Desenvolvimento da carstificação em zona de charneira de dobra. Autor, ano. .............. 35
Figura 15 - Gráfico mostrando a distribuição e os valores médios da Chuva Acumulada Mensal X
Chuva (Norma Climatológica 61-90) para o município de Irecê. INMET, 2008. ............... 36
Figura 16 - Procedimento para obtenção da carga hidráulica. Feitosa et al. 1997. ............................. 39
Figura 17 - Distribuição dos poços na área pesquisada e que foram utilizados para a confecção do
mapa potenciométrico do aquífero cárstico da região de Irecê. ....................................... 40
Figura 18 - Representação do modelo numérico do terreno (MNT) e distribuição dos poços da área
estudada. ........................................................................................................................... 41
10
Figura 19 - Mapa Potenciométrico e linhas de fluxo da região de Irecê (dados do nível freático do
aquífero coletados entre junho e novembro de 2003)....................................................... 43
Figura 20 - Bloco diagrama representando a superfície potenciométrica e as principais direções de
fluxo do aquífero cárstico da região de Irecê. ................................................................... 44
Figura 21 – Mapa potenciométrico elaborado por Guerra (1986). Dados utilizados do cadastramento
de 800 poços da região no ano de 1983. .......................................................................... 45
Figura 22 – Comparação da variação da profundidade dos níveis estáticos médios dos poços
monitorados no período dos anos 1980-1982 (cinza claro) e 2002-2004 (cinza escuro).
Ramos et al. 2007.............................................................................................................. 46
Figura 23 – Mapa potenciométrico da região de Irecê e Lapão, elaborado por Nossa et al. (2008). .. 47
Figura 24 – Distribuição das vazões na área de estudo....................................................................... 48
Figura 25 - Análise estatística das vazões para os poços da área estudada....................................... 49
Figura 26 – Dolinas delimitadas em imagem de satélite e principais linhas de falhas e fraturas......... 50
11
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................... 12
2. LOCALIZAÇÃO E ACESSO ........................................................................................................................ 15
3. OBJETIVOS .................................................................................................................................................... 17
3.1 GERAL....................................................................................................................................................... 17
3.2 ESPECÍFICOS............................................................................................................................................ 17
4. MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................................................... 18
5. O PROCESSO DE CARSTIFICAÇÃO E OS AQUÍFEROS CÁRSTICOS.............................................. 21
5.1 OS FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO................................................................................................ 22
5.2 FEIÇÕES CÁRSTICAS.............................................................................................................................. 24
5.3 AQUÍFEROS CÁRSTICOS ....................................................................................................................... 28
6. O AQUÍFERO CÁRSTICO DA REGIÃO DE IRECÊ................................................................................ 31
6.1 CLIMA, HIDROGRAFIA E SOLOS.......................................................................................................... 35
7. HIDROGEOLOGIA DA ÁREA ESTUDADA.............................................................................................. 38
7.1 MAPA POTENCIOMÉTRICO .................................................................................................................. 38
7.2 ANÁLISE DAS DISTRIBUIÇÕES DAS VAZÕES................................................................................... 47
7.3 MAPA DAS FEIÇÕES CÁRSTICAS (DOLINAS).................................................................................... 49
8. CONCLUSÕES ............................................................................................................................................... 52
9. REFERÊNCIAS .............................................................................................................................................. 53
1. INTRODUÇÃO
Em extensas áreas do globo terrestre, especialmente em regiões cársticas,
os aquíferos são a única fonte de água potável. Cerca de 25% da população mundial
e 50% das regiões alpinas são supridas por esse tipo de manancial. Por isso o
estudo e conservação dessas áreas são de vital importância para a sobrevivência
das comunidades associadas (KOVACIC, 2003).
As áreas cársticas compreendem cerca de 10 a 15% da superfície terrestre,
principalmente, as desenvolvidas em rochas carbonáticas como o calcário e o
dolomito (WILLIAMS & FONG, 2008) (Figura 1).
As regiões cársticas normalmente são áreas de grande interesse econômico e hidrogeológico porque, na maioria das vezes, possuem bons solos agricultáveis, valiosas reservas de água no subsolo e tem grande importância ambiental (SILVA, 1997).
Figura 1 - Distribuição espacial das regiões cársticas no mundo. Williams & Fong, 2008.
13
Na região do semi-árido baiano a demanda por água subterrânea também é
muito grande, devido à irregularidade do regime de chuvas e carência de grandes
mananciais de água superficial. Nesta região o abastecimento para utilização agro-
pecuária e complementar para o uso humano e industrial é feito pela explotação das
águas dos aquíferos.
A hidrogeologia estuda e avalia as formas de interação entre a água e o
sistema geológico, o que se traduz pelo estudo dos aquíferos. O estudo e utilização
dos aquíferos cársticos, exigem a compreensão e entendimento, sobretudo, das
características desses tipos de sistemas (por serem anisotrópicos), principalmente
no que diz respeito às demarcações de rotas de fluxo da água subterrânea e suas
correlações com áreas de recarga e descarga.
A hidrogeologia cárstica caracteriza-se por apresentar pouca drenagem
superficial, sendo que a circulação se dá internamente ao maciço rochoso através
de condutos que seguem as linhas de fraqueza da rocha até atingir canais mais
desenvolvidos. Em pontos diferentes, independentemente dos percursos das águas
superficiais, as águas ressurgem ou afloram na forma de fontes ou surgências. A
caracterização do sistema hidráulico dos aquíferos cársticos torna-se muito difícil em
vista de suas características próprias, onde o armazenamento e a circulação das
águas subterrâneas estão condicionados à dissolução ou ao fraturamento das
rochas carbonáticas (CHRISTOFOLETTI,1980).
Embora existam muitas pesquisas e trabalhos em diversas regiões cársticas
do mundo, os seus resultados não podem ser extrapolados ou aplicados para todos
os carstes conhecidos, uma vez que as suas características geomorfológicas e
hidrogeológicas variam de um lugar a outro. Assim em cada caso estudado, as
técnicas de prospecção devem ser adaptadas todas às condições locais de clima,
geomorfologia, hidrografia, geologia e hidrogeologia (SILVA, 2008).
Um dos grandes problemas na explotação de água subterrânea em sistemas
cársticos é a definição das zonas preferenciais de circulação e a delimitação das
principais zonas de recarga e descarga. Outro problema está relacionado com o
rebaixamento do nível freático nas porções mais elevadas do aquífero, sobretudo,
em épocas de estiagens e pela super explotação dos aquíferos . Existem também os
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problemas relacionados com as dificuldades na determinação dos parâmetros
hidrodinâmicos dos aquíferos cársticos, ou seja, a condutividade hidráulica (K),
transmissividade (T) e o coeficiente de armazenamento (S).
O presente trabalho refere-se a estudos hidrogeológicos realizados no
aquífero cárstico da região de Irecê/BA, visando ampliar a compreensão do
funcionamento hidráulico, as relações entre o desenvolvimento dos processos de
carstificação e as estruturas geológicas, a dinâmica do fluxo subterrâneo e vazões
dos poços tubulares perfurados na região.
15
2. LOCALIZAÇÃO E ACESSO
A área de trabalho está localizada na região de Irecê, porção central do
estado da Bahia, no contexto das bacias hidrográficas dos rios Verde e Jacaré,
afluentes da margem direita do rio São Francisco (Figura 2).
Do ponto de vista cartográfico a área estudada envolve as cartas plani-
altimétricas de Irecê (SC.24-Y-C-I) e de América Dourada (SC.24-Y-C-II), na escala
1:100.000. Representa uma área de aproximadamente 2400 Km², delimitada pelas
coordenadas geográficas 11° 09’ 21’’ a 11° 29’ 44’’ de latitude Sul e 41° 20’ 32’’ a
41° 53’ 37’’ de longitude Oeste, envolvendo os municípios de João Dourado, Lapão,
Irecê, São Gabriel e América Dourada.
O acesso a área de trabalho, pode ser realizado a partir de Salvador através
da BR-324 até Feira de Santana, em seguida percorre-se a BR-116 até chegar no
entroncamento da BA-052 (Estrada do Feijão), onde a partir daí prossegue-se até a
cidade de Irecê.
16
Figura 2 – Mapa de Situação e Localização da área de trabalho. IBGE/CPRM, 2003.
17
3. OBJETIVOS
3.1 GERAL
O objetivo geral deste trabalho é o mapeamento das feições cársticas e os
padrões de fluxo das águas subterrâneas da área do aquífero cárstico da região de
Irecê, Bahia, a partir da construção do mapa potenciométrico regional, usando dados
analíticos (nível estático e vazão) de poços tubulares da região.
3.2 ESPECÍFICOS
� Identificar e mapear as zonas de recarga, de trânsito e de descarga do aquífero;
� Definir os divisores de água do manancial subterrâneo e suas relações com as
águas superficiais;
� Determinar as zonas com maior potencial de explotação e uso;
� Comparar os resultados com trabalhos anteriores.
18
4. MATERIAIS E MÉTODOS
Para alcançar os objetivos propostos para este estudo, foi aplicada a
seguinte metodologia de trabalho:
a) Pesquisas bibliográficas
Pesquisas bibliográficas sobre o funcionamento dos aquíferos cársticos na
área estudada, em outras regiões do Brasil e do mundo. Para tanto foram realizadas
pesquisas através da Internet, na biblioteca do IGEO e em periódicos nacionais e
internacionais através do portal da CAPES.
b) Trabalhos de Campo
Os trabalhos foram realizados no período de 26 a 28 de junho de 2009, com
o objetivo de reconhecimento geológico/hidrogeológico da área de estudo, bem
como as relações entre o desenvolvimento das feições cársticas (dolinas) com as
estruturas geológicas (dobras, falhas e fraturas) presentes na região.
c) Compilação e Tratamento de dados
� Elaboração dos mapas potenciométrico e de vazões
Elaboração do Mapa Potenciométrico Regional, a partir da utilização de
1.235 poços tubulares georreferenciados na área de trabalho, com informações das
profundidades dos níveis estáticos medidos no período de junho a novembro de
2003, durante levantamento hidrogeológico realizado pelo Convênio
NEHMA/IGEO/UFBA e a Superintendência de Recursos Hídricos da Bahia (atual
INGÁ) na região de Irecê/BA.
19
Para a obtenção das cotas da boca dos poços, foi gerado um Modelo
Numérico de Terreno (MNT) utilizando-se as curvas de nível (equidistância de 40 e
50 metros) e pontos cotados das cartas topográfica e hipsométrica de Irecê e
América Dourada, na escala 1:100.000. O arquivo com extensão “dwg” do AutoCAD
Map 2000i foi importado para o Spring 5.1.2 para mudança de escala, sendo em
seguida importado para o ArcGIS 9.2 para a construção do Modelo Numérico de
Terreno (MNT).
Após a construção do mapa de declividade os 1.235 poços foram plotados
para a obtenção das cotas. Com o auxílio do software ArcGIS 9.2 o valor de cada
cota foi obtido com a identificação do valor do “pixel” em que cada poço se
encontrava.
Em seguida os valores das cotas (em relação ao nível do mar) encontrados
foram subtraídos dos valores da profundidade dos níveis estáticos de cada poço.
Com os valores obtidos (carga hidráulica) e utilizando-se os softwares ArcGIS 9.2 e
Surfer 8.0 foram traçadas as isolinhas pelo método de interpolação krigagem
ordinária.
Construção de um mapa de vazão para análise das áreas onde os poços
possuem maiores vazões e a comparação com os resultados obtidos do mapa
potenciométrico. Para isto, foram utilizados dados de 854 poços tubulares
georreferenciados na área de trabalho, que foram interpolados pelo método
krigagem ordinária do software ArcGIS 9.2. Com o software Excel 2003 foi feito o
tratamento estatístico dos dados desses poços.
� Mapeamento das feições cársticas
Construção do mapa das feições cársticas utilizando-se imagens
ALOS/AVNIR com resolução espacial igual a 10 metros, disponibilizadas pelo banco
de dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Para isto, foi
realizado treinamento no software ENVI 4.2, ministrado no setor de
geoprocessamento da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), com
acompanhamento de um técnico, com o objetivo de realçar as feições cársticas
(dolinas), utilizando-se como método a composição de bandas em canais de cor
20
RGB (vermelho, verde e azul), isto é, sintetizar numa única imagem a informação
contida em três bandas escolhidas para constituir o triplete.
Em seguida as imagens foram exportadas para o software ArcGIS 9.2, onde
as dolinas foram poligonizadas para compor o mapa de elementos cársticos da área
de trabalho.
d) Interpretação dos resultados e elaboração da monografia
Interpretação dos mapas potenciométrico e de vazões elaborados:
identificação e avaliação das principais direções de fluxo no aquífero; divisores de
águas; identificação de zonas de recarga e descarga; determinação dos locais com
maior potencial para explotação e uso de água subterrânea, etc.
Elaboração do texto a ser entregue a comissão examinadora e por fim
apresentação pública dos resultados.
21
5. O PROCESSO DE CARSTIFICAÇÃO E OS AQUÍFEROS CÁRSTICOS
A evolução dos processos de carstificação e dos aquíferos cársticos estão
sempre associados a três importantes fatores: pluviometria (quantidade de água),
características litológicas (composição mineralógica) e elementos estruturais
(principalmente sistemas de falhas e fraturas).
A água é o fator mais importante no desenvolvimento dos processos de
carstificação. As águas das chuvas quando precipitam das nuvens reagem com o
gás carbônico (CO2) presente no ar e nos solos dando origem ao ácido carbônico
(H2CO3), este em contato com rochas carbonáticas reagem e promovem dissolução
das mesmas e precipitação de calcita (CaCO3) conforme mostrado na figura 3.
Figura 3 - Esquema do processo de dissolução e reação química em rochas carbonáticas. Karmann, 2000.
22
As características litológicas é um fator muito importante para o
desenvolvimento dos processos de carstificação. A grande maioria das rochas
podem sofrer processos de dissolução, entretanto, as que apresentam maior grau de
solubilidade são as carbonáticas (calcários e dolomitos).
Outros fatores geológicos que estão ligados diretamente com os processos
de dissolução e desenvolvimento dos aquíferos cársticos são os elementos
estruturais, principalmente as falhas e fraturas que são zonas as preferenciais de
circulação de água subterrânea.
5.1 OS FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO
Segundo Silva (2008), “O fenômeno cárstico é o conjunto de transformações
que ocorrem em uma região de rochas carbonáticas como consequência da
circulação da água”.
Os fenômenos cársticos estão condicionados, sobretudo, as reações que
ocorrem devido à circulação da água nas rochas. Porem, outros fatores (geológicos,
climáticos e geográficos), também possuem um papel fundamental no
desenvolvimento da carstificação. Por exemplo, observa-se que nas regiões onde o
clima é úmido, ou seja, as precipitações são elevadas (acima de 2.000 mm/ano), o
desenvolvimento dos fenômenos cársticos são relativamente rápidos e mais
intensos, ao passo que nas regiões de clima semi-árido, onde as precipitações
médias são muito baixas (inferiores a 200 mm/ano), os fenômenos cársticos são
pouco desenvolvidos (Figuras 4 e 5).
23
Figura 4 - Foto mostrando estrutura cárstica do tipo lapiaz em clima tropical úmido, região de Cocos, oeste da Bahia.
Figura 5 - Foto mostrando estrutura cárstica do tipo lapiaz em clima semi-árido, cidade de Lapão/BA.
Christofoletti (1980), afirma que em regiões úmidas o processo de
carstificação é mais rápido que nas regiões secas, desde que mantidos os demais
fatores, contudo não é possível afirmar que o mesmo ocorre de forma mais rápida
em regiões tropicais do que nas regiões frias.
24
Feitosa et al. (1997), definem uma zona carstificada quando a mesma
apresenta determinadas características, tais como extensas áreas sem fluxos de
águas superficiais ou com pequeno escoamento superficial, ocorrências de
significativas depressões, drenagem subterrânea, existência de cavidades em
subsolo por onde circulam correntes subterrâneas e uma certa complexidade desta
circulação tanto nas zonas saturadas como acima da superfície potenciométrica do
aquífero.
5.2 FEIÇÕES CÁRSTICAS
Nos relevos desenvolvidos sobre rochas carbonáticas, devido à interação
das mesmas com os fatores climáticos, geográficos e geotectônicos, de acordo com
Silva (2008), são identificados basicamente três grupos de formas cársticas: formas
de absorção epigênicas - que correspondem aos locais por onde ocorre a infiltração
das águas no carste que irão esculpir a morfologia cárstica; formas de condução
hipogênicas – que estão relacionadas aos locais por onde irão circular as águas no
subsolo através das cavernas e outros condutos subterrâneos; e as formas de
emissão – que é por onde as circulações hipogênicas retornam as formas
epigênicas normal através de surgências. Estes três tipos de formas cársticas
sempre estão presentes em qualquer tipo de sistema cárstico, e são elas as
responsáveis pelas formações dos modelos hidrogeológicos com as áreas de
recarga, circulação e de descarga.
As principais formas cársticas e que são encontradas na maioria das regiões
cársticas são:
a) Lapiaz – Para Guerra & Cunha (2001) essas estruturas “são caneluras ou
regos de espessura milimétrica a centimétrica, que sulcam a superfície da
rocha carbonática, através de variados padrões, podendo atingir uma dezena
de metro de comprimento” (Figura 6).
25
Figura 6 - Foto mostrando estrutura de lapiaz, cidade de Lapão.
b) Dolinas – Cvijic (1983), define como dolinas as depressões fechadas ou
elípticas ou circulares, de poucos metros a centenas de metros de diâmetro e
profundidade, que se formam na superfície em função da dissolução
subsuperficial das rochas (Figura 7).
Figura 7 - Dolina preenchida com água pluvial. Silva, 2008.
26
c) Uvalas – Christofoletti (1980) define essas estruturas como sendo “o
desenvolvimento das dolinas que pode levar ao estreitamento das divisas
entre elas e promover a coalescência de várias delas. Originam, dessa
maneira, uma depressão com contornos sinuosos, de maior amplitude”.
d) Poljes – White (1988), afirma que correspondem a largas depressões
fechadas que podem chegar a dezenas de quilômetros de extensão, com o
fundo rochoso ou recoberto e paredes abruptas.
e) Vales Cegos – Silva (2008) os define como “vales epigenéticos que deixaram
de funcionar devido a uma carstificação mais profunda”.
As dolinas, uvalas, poljes e vales cegos são estruturas cársticas que são
classificadas como formas fechadas, formas negativas ou depressões fechadas.
Enquanto que os simas, sumidouros e cavernas são classificados como formas
cársticas abertas. A paisagem cárstica é composta por essas formas típicas que
evoluem a partir das dolinas (Figura 8).
Figura 8 - Linhas de evolução das dolinas. Lladó, 1970.
f) Simas – Estruturas definidas por Silva (2008) como “formas cársticas abertas
de absorção originadas de desabamentos de rochas em profundidade. São
normalmente circulares e com paredes verticais a subverticais. Podem ser
originados da evolução da carstificação de uma dolina”.
Simas
27
g) Sumidouros – Definidos por Lladó (1970) como “áreas abruptas em superfície
que permitem a rápida infiltração da água precipitada para o subsolo” (Figura
9).
Figura 9 - Sumidouro localizado na Fazenda Aliança, cidade de Lapão.
h) Cavernas – Christofoletti (1980) afirma que “uma caverna pode ser definida
como um leito natural subterrâneo e vazio, podendo estender-se vertical e
horizontalmente e apresentar um ou mais níveis”. Já para Silva (2008) as
cavernas “são condutos desenvolvidos horizontalmente e conectados a outras
formas cársticas principalmente as de absorção” (Figura 10).
28
Figura 10 - Foto mostrando a entrada de uma caverna na cidade de Lapão.
5.3 AQUÍFEROS CÁRSTICOS
Os aquíferos cársticos são sistemas muito heterogêneos (Figura 11), onde
suas características hidrogeológicas variam muito de um local para outro, e estão
condicionadas, sobretudo, a fatores climáticos, geomorfológicos, geológicos e
tectono-estrururais. Segundo Silva (1997), “Em muitas circunstâncias o
entendimento do sistema hidráulico desse tipo de aquífero torna-se muito difícil em
vista de suas características genéticas”.
29
Figura 11 - Modelo conceitual mostrando a heterogeneidade dos aquíferos cársticos. Karmann, 2000.
Os aquíferos cársticos, em decorrência de suas formas particulares de
recarga, circulação e armazenamento se distinguem dos demais aquíferos, sendo,
provavelmente, de todos os mais complexos (GUERRA, 1986).
As principais características hidrogeológicas dos aquíferos cársticos são:
fluxo subterrâneo rápido e turbulento; tripla porosidade e permeabilidade (primária e
secundária – fraturas e dissolução); difícil definição da direção e sentido do fluxo
subterrâneo; e baixa capacidade de filtração dos contaminantes.
Outras características importantes nos sistemas cársticos são: grande
variação da permo-porosidade em um mesmo sistema aquífero (meio anisotrópico),
se comparada por exemplo com os sistemas sedimentares (meios isotrópicos);
possui também grande capacidade de infiltração, devido a processos de dissolução
associados por exemplo a sistemas de fraturamentos abertos.
Silva (1997), descreveu às principais características geomorfológicas e
hidrogeológicas apresentadas pelas regiões cársticas, que as diferenciam das
outras:
• A presença de extensas zonas sem correntes de águas superficiais, inclusive em
climas úmidos;
30
• A ocorrência de grandes depressões, cuja drenagem é subterrânea;
• A existência de cavidades no subsolo (simas ou cavernas) pelas quais circulam
correntes de águas subterrâneas;
• Complexa circulação de águas subterrâneas tanto nas zonas saturadas como
acima da superfície potenciométrica do aquífero;
• Rapidez na infiltração das chuvas e outras águas superficiais;
• Anomalias na direção do fluxo de água com relação ao gradiente potenciométrico
regional;
• Variações de um lugar para outro dos valores do coeficiente de armazenamento,
transmissividade e condutividade hidráulica nos aquíferos cársticos;
• Normalmente a existência de zonas desnudas sem vegetação.
31
6. O AQUÍFERO CÁRSTICO DA REGIÃO DE IRECÊ
O aquífero cárstico localizado na região central do estado da Bahia está
inserido no domínio das bacias hidrográficas dos rios Verde e Jacaré, que são
afluentes do rio São Francisco e na porção sul na bacia do rio Santo Antônio,
afluente do rio Paraguaçu.
Existem vários trabalhos relacionados ao aquífero cárstico e as bacias
hidrográficas dos rios Verde e Jacaré, por se tratar de uma região com grande
potencial para explotação de água subterrânea, solos muito férteis que favorecem a
agricultura e a utilização de técnicas de irrigação. Os trabalhos já realizados estão
relacionados ao entendimento das características hidroquímicas e de qualidade das
águas, recarga, monitoramento da dinâmica do fluxo superficial e subterrâneo.
Do ponto de vista geológico as unidades litoestratigráficas que ocorrem na
região de Irecê (Figura 12), são representadas da base para o topo, por: rochas de
natureza siliciclásticas (metarenitos, metaconglomerados e metassiltitos),
representantes das Formações Tombador, Caboclo e Morro do Chapéu que
constituem o Grupo Chapada Diamantina (Mesoproterozóico); rochas de natureza
carbonático-pelítica que compõem as Formações Bebedouro e Salitre,
representantes do Grupo Una (Neoproterozóico); e por coberturas detríticas
(sedimentos arenosos ou areno-argilosos) Tércio-Quaternárias (SOUZA et al. 1993).
O Grupo Una está depositado discordantemente sobre os metassedimentos
do Grupo Chapada Diamantina e é formado da base para o topo pelas Formações
Bebedouro e Salitre. A Formação Bebedouro é constituída por metassiltitos,
metargilitos e diamictitos, predominando no topo metarenitos arcosianos geralmente
silicificados, com seixos caídos de quartzo. Já a Formação Salitre é constituída por
uma sequência carbonática com pequenas intercalações de rochas terrígenas,
ocupando a maior parte da Bacia de Irecê, com predominância de calcissiltitos,
32
dolomitos e lamitos algais fracamente ondulados na base e no topo predomínio de
calcilutitos, calcarenitos, dolarenitos e dololutitos oolíticos (SOUZA et al. 1993).
Figura 12 - Mapa Geológico da Bacia dos rios Verde e Jacaré. CPRM/IBGE, 2003.
Com relação aos aspectos estruturais a região é caracterizada por dois
domínios estruturais associados aos eventos compressivos do Ciclo Geotectônico
Brasiliano. O primeiro domínio envolve a porção sul do aquífero (região de
Iraquara/Mulungu do Morro) e os contatos leste e oeste com as rochas do Grupo
Chapada Diamantina, onde as rochas carbonáticas apresentam estratificação
planoparalela ondulada, amplos dobramentos com eixo N-S e lineamentos
33
estruturais associados a falhas transcorrentes de direção N-S. Já o segundo domínio
estrutural, representado principalmente na porção central do aquífero (região de
Irecê/Lapão), é caracterizado pela presença de intensos cavalgamentos, com
dobramentos e falhamentos de baixo ângulo associados e vergência para SSE
(GUERRA, 1986; RAMOS et al. 2007).
Os aspectos geomorfológicos da área de trabalho são imprescindíveis para o
estudo do aquífero, visto que, as características apresentadas pelos tipos de relevos
estão diretamente ligadas às áreas de recarga, circulação e de descarga das águas
subterrâneas. De acordo com o Projeto RADAMBRASIL (1981), a área de trabalho
está inserida no domínio do Planalto Cárstico que possui intervalos de altitudes entre
600 e 800m, apresentando um relevo tabular e suavemente ondulado. Este planalto
cárstico encontra-se circundado por serras do Grupo Chapada Diamantina, estas por
sua vez ocorrendo em cotas que variam entre 800 a 1.200 metros de altitude. As
porções mais elevadas (1.200 metros) correspondem aos afloramentos dos
quartzitos da Formação Tombador (Grupo Chapada Diamantina), que estão
inseridos no Domínio dos Planaltos dos Gerais.
O aquífero cárstico da região de Irecê é um aquífero livre associado às
rochas carbonáticas neoproterozóicas do Grupo Una no estado da Bahia, cuja
morfologia foi esculpida por sucessivos ciclos de aplainamentos, resultando em um
platô dissecado com altitude média em torno de 800m (RAMOS et al. 2007). O
aquífero apresenta superfície potenciométrica acompanhando a topografia regional e
fluxo subterrâneo em direção às calhas dos rios Verde, Jacaré e seus principais
afluentes (GUERRA, 1986).
O carste da região central da Bahia devido à interação dos fatores
climatológicos, litológicos e elementos estruturais (fraturas e falhas), apresenta
diferentes estágios evolutivos. As porções norte e central exibem um estágio juvenil
com presença de dolinas rasas e de pequeno porte, poucos sumidouros e a rocha
apresenta um comportamento parecido com o de rochas fissuradas, onde as formas
de absorção mais comuns são planos de estratificações, falhas e fraturas,
constituindo um aquífero de natureza cárstico-fissural. Já indo em direção ao sul e
sobretudo, próximo ao contato (bordas leste e oeste) com as litologias do Grupo
Chapada Diamantina o carste apresenta-se bem desenvolvido (dolinas de grande
34
porte e profundas, sumidouros, vales cegos, estruturas de desabamento, etc.)
devido à maior disponibilidade de água proveniente das precipitações e da
circulação subterrânea (fornecida pelos quartzitos do Grupo Chapada Diamantina),
associada a fatores estruturais, sobretudo, os fraturamentos e falhamentos de
contato (Figura 13). Estes fatores geram excelentes condições de recarga,
circulação e armazenamento (GUERRA, 1986).
Figura 13 - Perfis mostrando os diferentes estágios evolutivos do aquífero cárstico da região de Irecê. Bastos Leal, Dutton & Luz, 2009 (Groundwater em impressão).
35
De acordo com Bastos Leal & Negrão (2003), a carstificação na região de
Irecê também se desenvolve em zonas de charneiras de dobramentos, associados a
sistemas de fraturamentos (Figura 14). Segundo os autores, as zonas de maior
potencialidade do aquífero estão concentradas normalmente nas áreas de maior
carstificação e de convergência de fluxo subterrâneo (extremo sul da região).
Figura 14 – Desenvolvimento da carstificação em zona de charneira de dobra.
A utilização de forma desordenada e inadequada das águas do aquífero, tais
como: agricultura de irrigação (principal atividade da região), abastecimento humano
e criação de animais (pecuária), podem ter como consequência direta o
rebaixamento do nível freático do aquífero, intermitência das nascentes e de cursos
d’água superficial, subsidência e desabamentos de cavernas e dolinas, dentre
outros.
A ampliação das áreas irrigadas nos últimos 20 anos, com uso intensivo das águas subterrâneas vem promovendo o rebaixamento do NF, indicando que o mesmo encontra-se sob regime de sobrexplotação e de forma não sustentável. Esse rebaixamento contínuo do NF do aquífero vem ocasionando a redução nas descargas naturais do aquífero para os rios da região, sugerindo que a taxa de bombeamento atualmente praticada é superior à recarga anual (RAMOS et al. 2007).
6.1 CLIMA, HIDROGRAFIA E SOLOS
A área de trabalho faz parte da região chamada de Polígono das Secas,
uma região que apresenta grande variação espacial e temporal das chuvas.
36
O clima desempenha um papel muito importante nas regiões cársticas pois
tem participação direta nos processos de infiltração, circulação de água e
desenvolvimento ou não de solos e vegetação.
De acordo com dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET, 2008) a
região apresenta regime pluviométrico com precipitações mal distribuídas (Figura
15), onde nos meses (novembro a abril) com maior índice pluviométrico, os valores
das precipitações médias variam entre 80 e 120 mm/mês. No período
correspondente aos meses de maio até setembro os índices pluviométricos são
muito baixos, com precipitações médias em torno de 10 mm/mês.
Figura 15 - Gráfico mostrando a distribuição e os valores médios da Chuva Acumulada Mensal X Chuva (Norma Climatológica 61-90) para o município de Irecê. INMET, 2008.
Com base no conjunto de dados das precipitações para a região de Irecê,
Beraldo (2005) a partir de estudos isotópicos e medidas de nível freático estimou
que a recarga regional apresenta valores médios entre 55 e 66 mm/ano.
A bacia hidrográfica dos rios Verde e Jacaré (onde está inserido o aquífero
cárstico) que está localizada na região centro-norte da Bahia, possui uma área com
cerca de 33.000 Km², tendo como principais rios: Rio Verde, Riacho do Santo
Eusébio, Riacho Lagoinha, Rio Guariba, Rio Jacaré, Riacho do Mari, Riacho do
Meio, Riacho das Pedras e Riacho Brejo das Minas.
37
Na área estudada predominam os solos denominados de Cambissolos
Háplico Eutrófico, que possuem um matiz avermelhado, textura argilosa ou muito
argilosa, rasos a moderadamente profundos e bem a moderadamente drenados.
Estes solos em termos de utilização são os mais importantes da região de Irecê, por
apresentarem alta fertilidade natural e um relevo que favorece o uso de máquinas
agrícolas, são os solos mais cultivados da área, destacando-se as culturas de feijão,
cenoura, beterraba e cebola (SRH-PDRH, 1995).
38
7. HIDROGEOLOGIA DA ÁREA ESTUDADA
A hidrogeologia tem grande importância no estudo de aquíferos cársticos. A
construção de mapas potenciométricos por exemplo, permitem selecionar as
principais direções do fluxo subterrâneo, zonas de recarga e descarga, as áreas
mais favoráveis para captação de água subterrânea (poços com melhores vazões),
etc.
Segundo Cleary (2007), os mapas potenciométricos podem ser muito úteis
para estimar as velocidades e a localização das áreas de bombeamento ou recarga
e determinar se um rio é influente ou efluente num dado local. Quando o intervalo
das equipotenciais é constante e a espessura do aquífero não varia, esses mapas
podem indicar mudanças na geologia, através das distâncias entre as linhas
equipotenciais, podendo também ser usados para estimar a transmissividade nas
vizinhanças de poços bombeados, utilizando-se somente informações sobre linhas
equipotenciais.
7.1 MAPA POTENCIOMÉTRICO
O estudo da potenciometria constitui a base para a caracterização hidráulica
de um aquífero. Segundo Silva (2008), os estudos potenciométricos são muito
importantes e essenciais para a compreensão do funcionamento dos aquíferos
cársticos e para poder efetuar qualquer comparação posterior de métodos ou
técnicas de prospecção empregada nas pesquisas hidrogeológicas. Os mapas
potenciométricos possibilitam a visualização bidimensional da direção do fluxo
subterrâneo principal, o que permite a identificação das zonas de recarga, circulação
e descarga.
De acordo com Feitosa et al. (1997), superfície potenciométrica é o lugar
geométrico dos pontos que marcam as alturas potenciométricas de um aquífero,
referidas a uma dada profundidade. Já Rebouças et al. (2006), definem um mapa
39
potenciométrico como um mapa que apresenta linhas de contorno da superfície da
zona saturada do aquífero livre ou potenciométrica do aquífero confinado. Estes
últimos autores relatam que as linhas de fluxo são perpendiculares às tangentes das
equipotenciais e o gradiente hidráulico representa a variação de potencial ao longo
das linhas de fluxo considerado.
Para a construção de mapas potenciométricos é necessário a obtenção da
carga hidráulica para um conjunto de poços localizados em um mesmo aquífero e
que ocorra variação desses valores. A carga hidráulica é obtida através da diferença
entre a cota da boca do poço (CB) (em relação a um datum, que geralmente é o
nível do mar) e a profundidade do nível estático (NE) (Figura 16).
Figura 16 - Procedimento para obtenção da carga hidráulica. Feitosa et al. 1997.
Deve-se salientar que o período e o espaço de tempo em que são realizadas
as medidas em todos os poços são muito importantes, pois os processos de recarga
e bombeamento geram variações importantes no nível freático de aquíferos livres e
consequentemente nestas medidas. Logo, mapas das superfícies potenciométricas
construídos com dados de períodos secos podem ser muito diferentes daqueles de
períodos úmidos.
40
A construção do mapa potenciométrico da área estudada foi realizada
utilizando-se a base de dados do cadastro de poços do Convênio
NEHMA/IGEO/UFBA e a Superintendência de Recursos Hídricos da Bahia (atual
INGÁ). Neste projeto, do total de 6.000 poços tubulares cadastrados na região,
medidas do nível freático foram realizadas em 1.235 poços paralisados, ou seja,
sem bombeamento (Figura 17). Todas as medidas foram realizadas no período de
seca da região, entre os meses de junho a novembro de 2003. Para a construção do
mapa potenciométrico foi utilizado o valor da carga hidráulica em cada poço obtido a
partir da subtração do valor da cota da boca do poço menos o valor da profundidade
do nível estático. Com o auxílio dos softwares Surfer 8.0 e ArcGIS 9.2, utilizando-se
o método de interpolação krigagem ordinária, foram traçadas as isolinhas e
construído o mapa potenciométrico do aquífero.
Figura 17 - Distribuição dos poços na área pesquisada e que foram utilizados para a confecção do mapa potenciométrico do aquífero cárstico da região de Irecê.
41
Os valores referentes às cotas da boca dos poços foram obtidos a partir da
construção de um modelo numérico de terreno (MNT) gerado com os valores das
curvas de níveis e pontos cotados da base cartográfica do IBGE na escala
1:100.000 (Folhas SC.24-Y-C-I e SC.24-Y-C-II), com o auxílio do software ArcGIS
9.2 (Figura 18).
O mapa potenciométrico (Figura 19) é o conjunto de isolinhas que
representam a superfície potenciométrica da área estudada, onde é possível a
identificação das principais direções de fluxo e divisores de águas. As isolinhas
foram construídas adotando-se um intervalo de 10 metros entre as linhas.
O principal divisor de água subterrânea situa-se na porção centro-norte da
área estudada, ou seja, a norte da cidade de João Dourado, onde os fluxos possuem
um movimento radial e divergente. Nesta região está localizada a principal zona de
Figura 18 - Representação do modelo numérico do terreno (MNT) e distribuição dos poços da área estudada.
42
recarga do aquífero cárstico, que é alimentado pelas precipitações pluviométricas
durante o período chuvoso. Na região a sul da cidade de João dourado também
ocorre um alto potenciométrico de menor expressão que o anterior, onde os fluxos
divergem radialmente para todos os sentidos.
As principais linhas de escoamento de água subterrânea e convergência
situam-se na porção leste, sobretudo, na região da cidade de América Dourada,
onde há convergência de fluxo em direção ao nível de base local (vale do rio
Jacaré), provenientes dos aquíferos cárstico e fissural associado aos
metassedimentos do Grupo Chapada Diamantina. Nesta região do aquífero as
principais direções de fluxo ocorrem preferencialmente nos sentidos NW-SE vindos
do aquífero cárstico e SE-NW oriundos dos quartzitos (aquífero fissural). Estes por
sua vez se juntam ao rio Jacaré que apresenta um escoamento superficial e
subterrâneo preferencial no sentido de SW para NE.
Na porção oeste da área onde estão localizadas as cidades de São Gabriel,
Irecê e Lapão, como pode ser visto no mapa potenciométrico, os fluxos convergem
para as drenagens pertencentes ao Riacho do Bonito (afluente do rio Verde). Esta
região juntamente com a da cidade de América Dourada são as principais zonas de
descarga do aquífero cárstico e representam as áreas mais favoráveis para
exploração e uso de águas subterrâneas da região.
No extremo sul do mapa as linhas de fluxo apresentam uma orientação
preferencial segundo NW-SE, em direção ao vale do rio Jacaré (localizado mais a
sul da área de trabalho), juntando-se com o fluxo das águas provenientes de regiões
próximas das cidades de Barra do Mendes, Barro Alto e Canarana, que escoa em
direção a região da cidade de América Dourada.
43
Figura 19 - Mapa Potenciométrico e linhas de fluxo da região de Irecê (dados do nível freático do aquífero coletados entre junho e novembro de 2003).
A figura abaixo (Figura 20) é uma representação tridimensional da superfície
potenciométrica da área estudada, mostrando que a mesma acompanha a
topografia e que as principais linhas de fluxo vão em direção ao rio Jacaré (região da
cidade de América Dourada) e afluentes do rio Verde (região oeste).
44
660
670
680
690
700
710
720
730
740
750
760
770
780
790
800
810
820
830
840
IRECÊ
LAPÃO
SÃO
AMÉRICA
JOÃO DOURADO
GABRIEL
DOURADA
Figura 20 - Bloco diagrama representando a superfície potenciométrica e as principais direções de fluxo do aquífero cárstico da região de Irecê.
O mapa construído mostra a distribuição regional das principais direções de
fluxo. Obviamente, em escala local, ele poderá sofrer modificações importantes,
conforme a presença de estruturas controladoras do fluxo subterrâneo e
bombeamento de poços.
A comparação deste mapa potenciométrico com outros trabalhos disponíveis
na literatura, apresentou uma boa correlação entre os resultados obtidos. No
trabalho realizado por Guerra em 1986 na região de Irecê (“Processos de
carstificação e Hidrogeologia do Grupo Bambuí na Região de Irecê-Bahia”), também
foi identificado, assim como no presente trabalho, o principal alto potenciométrico do
aquífero cárstico (localizado na região da cidade de João Dourado) e o principal
centro de convergência de fluxos na região da cidade de América Dourada (Figura
21). Neste trabalho Guerra utilizou 226 poços tubulares perfurados na área (de um
total de 800 poços cadastrados) com informações de NE para a construção do mapa
potenciométrico e para a análise da variação temporal do nível freático do aquífero
cárstico foram monitorados 5 poços no período entre fevereiro de 1980 e abril de
1982.
0 25 50Km
45
Figura 21 – Mapa potenciométrico elaborado por Guerra (1986). Dados utilizados do cadastramento de 800 poços da região no ano de 1983.
No levantamento realizado em 2003 pelo Convênio NEHMA/SRH foram
feitas medidas da profundidade do nível estático de dois poços (5.298 e 3.625) que
também foram monitorados por Guerra. Fazendo a comparação entre esses valores
medidos observa-se que no poço 5.298 houve um rebaixamento do nível freático em
7,46 m, visto que no período entre 1980 e 1982 o valor médio da profundidade do
NE era 17,5 m, enquanto que no período de junho a novembro de 2003 passou para
24,96 m. Já no poço 3.625 observou-se uma pequena elevação do nível d’água
(0,75 m) nesse período, ou seja, passou de 5m para 4,25 m de profundidade.
46
A comparação da variação das profundidades dos níveis estáticos (NE) dos
poços monitorados por Guerra no período entre 1980-1982 com os mesmos poços
monitorados nos anos de 2002-2004 (RAMOS et al. 2007) revela um rebaixamento
do aquífero, com valores superiores a 15 m (Figura 22), estando possivelmente
relacionado com o aumento das áreas irrigadas e intenso bombeamento das águas
do aquífero.
Figura 22 – Comparação da variação da profundidade dos níveis estáticos médios dos poços monitorados no período dos anos 1980-1982 (cinza claro) e 2002-2004 (cinza escuro). Ramos et al. 2007.
A comparação com o mapa potenciométrico de detalhe da região de Lapão –
Irecê, elaborado por Nossa et al. (2008), com uso de GPS geodésico revela
similaridade entre as principais linhas de fluxo subterrâneo, que apresentam
direções preferenciais E-W, NE-SW e NW-SE (Figuras 23a e 23b). Isto significa que
os dados de cotas obtidos a partir de modelos numéricos de terreno (MNT) podem
ser utilizados como uma boa aproximação para elaboração de mapas
potenciométricos.
47
Figura 23a – Mapa potenciométrico de detalhe da região de Irecê e Lapão, elaborado por Nossa et al. (2008).
Figura 23b – Mapa potenciométrico regional.
7.2 ANÁLISE DAS DISTRIBUIÇÕES DAS VAZÕES
Com o objetivo de comparar os dados disponíveis sobre as vazões dos
poços perfurados na área de trabalho e o mapeamento do fluxo subterrâneo, foi
elaborado o mapa de distribuição dos valores das vazões. Para a construção deste
mapa foram utilizados 854 poços (georreferenciados na área de trabalho) cujos
valores das vazões estão disponíveis. Os poços com vazões abaixo de 6,3 m³/h e
acima de 120 m³/h foram retirados desta análise por estarem gerando anomalias nos
resultados. Os dados foram interpolados pelo método krigagem ordinária usando o
software ArcGIS 9.2.
Como pode ser observado no mapa (Figura 24), as áreas que apresentam
maiores valores de vazão estão associadas às zonas de descargas do aquífero
(identificadas com a construção do mapa potenciométrico). Os poços com as
48
maiores vazões (> 49,4 m³/h) estão localizados na região da cidade de América
Dourada, onde situa-se a principal zona de descarga da área estudada. Na região
das cidades de Irecê e São Gabriel os poços apresentam valores de vazões que
variam entre 24,7 m³/h e 49,3 m³/h, esta região também é uma importante zona de
descarga do aquífero. Já as áreas onde estão localizados os poços com menores
vazões estão associadas, sobretudo, as zonas de recargas do aquífero, tendo como
principal zona a região central do mapa, onde localiza-se o divisor de águas da área
em estudo.
Figura 24 – Distribuição das vazões na área de estudo.
O gráfico abaixo (Figura 25), mostra o resultado do tratamento estatístico
feito para os dados dos 854 poços perfurados na área estudada. A análise
49
estatística para os dados de vazão revelou que: 25,9% dos poços apresentam
valores que variam de 6,3 m³/h a 9,3 m³/h; 26,1% deles possuem vazões entre 12,4
m³/h e 15,5 m³/h; 20% entre 18,6 e 21, 6 m³/h; 10,8% entre 24,7 e 27,8 m³/h; 9,2%
entre 30,9 e 33,9 m³/h; 2,3% entre 37,0 e 40,1m³/h; 2,8% entre 43,2 e 46,3m³/h e
que apenas 1,2% dos poços apresentam vazões acima de 49,4m³/h.
Figura 25 - Análise estatística das vazões para os poços da área estudada.
7.3 MAPA DAS FEIÇÕES CÁRSTICAS (DOLINAS)
Para a identificação do estágio de desenvolvimento do processo de
carstificação dentro da área estudada, foi construído o mapa das feições cársticas,
usando-se como base imagens de satélite (ALOS/AVNIR) com resolução espacial
de 10m x 10m. No processo de elaboração do mapa foram feitas composições de
bandas (para realçar as dolinas), com o uso do software ENVI 4.2 e a
poligonalização das dolinas no software ArcGIS 9.2.
50
A identificação do estágio evolutivo e o entendimento do comportamento dos
sistemas cársticos são muito importantes no estudo dos aquíferos cársticos, pois os
processos de recarga, circulação e armazenamento estão diretamente ligados a
estes fatores.
A Figura 26 mostra o mapa de dolinas da área de estudo, que foi construído
a partir de imagens de satélite. Como pode ser observado no mapa, de maneira
geral, as dolinas são muito pequenas, possivelmente devido aos baixos índices
pluviométricos da região, não favorecendo o desenvolvimento das mesmas, que é
condicionado à circulação e infiltração das águas superficiais para o subsolo. Isto
revela que trata-se de aquífero cárstico em estágio juvenil de desenvolvimento.
Próximo ao rio Jacaré as dolinas apresentam-se mais desenvolvidas devido à maior
disponibilidade de água.
Figura 26 – Dolinas delimitadas em imagem de satélite e principais linhas de falhas e fraturas.
51
O desenvolvimento das dolinas não está somente ligado a disponibilidade de
água, estando também condicionado a fatores estruturais. As principais linhas de
falhas e fraturas mostradas no mapa foram delimitadas com a base do software
ArcGIS 9.2 e com as imagens de satélite. Em algumas regiões do mapa são
observados alinhamentos de dolinas segundo uma orientação preferencial E-W, que
está de acordo com o trend regional. Estes alinhamentos de dolinas estão
associados a fraturamentos desenvolvidos nos eixos de dobras.
As dolinas são bons indicadores de água subterrânea em regiões cársticas.
De acordo com Silva (2008), a classificação das dolinas como ferramenta de
exploração para água subterrânea pode ser feita considerando-se o seu diâmetro,
forma, grau de preenchimento por material detrítico, permeabilidade e relação com
as estruturas geológicas. A forma das dolinas pode dar informações sobre os
processos de carstificação que atuaram na área e sobre sua gênese. As dolinas com
formas elípticas, normalmente são relacionadas a fraturamentos anteriores das
rochas, onde o maior eixo da elipse corresponde à direção do fraturamento e
conseqüentemente à direção do principal sistema de circulação de águas
subterrâneas.
52
8. CONCLUSÕES
O mapa potenciométrico do aquífero cárstico da região de Irecê revela um
padrão de fluxo radial divergente com alto potenciométrico posicionado na região
central da área estudada em torno da cidade de João Dourado e fluxos em direção
às calhas dos rios e riachos. A recarga do aquífero se dá por infiltração direta a partir
das precipitações e infiltração através da rede de fraturas e falhas regionais e pelas
feições cársticas, tendo o segmento central a principal zona de entrada de água no
sistema. Já as zonas de convergência de fluxos no segmento leste, na região do
município de América Dourada, em direção ao nível de base do vale do rio Jacaré, e
na porção oeste onde estão posicionadas as cidades de São Gabriel, Irecê e Lapão.
Nestas áreas de descargas estão as zonas de maior favorabilidade para exploração
e uso das águas subterrâneas da região.
A comparação dos resultados obtidos neste trabalho com estudos anteriores
e com estudos de detalhe na região revelam que houve um rebaixamento do nível
freático da ordem de 1,0 m/ano nos últimos 20 anos, segundo Ramos et al. (2007).
Este rebaixamento do nível freático está relacionado ao aumento das vazões de
explotação das águas do aquífero e ampliação do uso das águas para irrigação.
A análise das distribuições das vazões dos poços na área estudada revela
que as zonas que apresentam maiores valores de vazão estão associadas às zonas
de descargas do aquífero, como é o caso da região da cidade de América Dourada.
O tratamento estatístico dos dados dos poços revelou que mais de 70% apresentam
vazões entre 6,3 e 21,6 m³/h e que apenas 1,2% deles possuem vazões acima de
49,3 m³/h.
O mapeamento das estruturas e feições cársticas a partir de imagens de
satélite revelou que o aquífero cárstico na região de Irecê apresenta um estágio
juvenil de desenvolvimento. Em algumas regiões do mapa foi possível observar
alinhamentos de dolinas de direção E-W, possivelmente relacionados com
fraturamentos associados a eixos de dobras. Estes alinhamentos de dolinas são
bons indicadores de água subterrânea.
53
9. REFERÊNCIAS
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