Compartimentação estrutural e interações hidrogeológicas entre o Sistema Aquífero Guarani e Serra Geral na região nordeste do Estado do Rio Grande do Sul

Abstract

O presente estudo teve como objetivo identificar a compartimentação estrutural e a ocorrência de interações hidrogeológicas, entre os Sistemas Aquíferos Guarani (SAG) e Serra Geral (SASG). Para tanto, a área de estudo, que envolve a região nordeste do RS, foi subdividida em duas partes, a Área do Planalto e a Área da Escarpa. Para o desenvolvimento deste trabalho foram utilizados dados estruturais, morfoestruturais, geológicos, hidrogeológicos, hidroquímicos e isotópicos, do SAG e do SASG na região. Dessa forma, observou-se que na Área da Escarpa o SAG se apresenta compartimentado por 3 grandes estruturas, encaixadas nos Vales do Rio Caí, Rio Taquari e Rio dos Sinos. Nessa área, o fluxo segue dos altos potenciométricos, que coincidem com as porções mais elevadas da região, em direção aos grandes rios, que funcionam como zonas de descarga, e que coincidem com os locais onde foram encontradas as maiores capacidades específicas. Já na Área do Planalto observou-se uma maior atuação estrutural, tanto sobre o topo do SAG, quanto na potenciometria. Com base nestes dois parâmetros, foi possível identificar as principais estruturas que atuam na compartimentação do SAG nessa região, com orientações principais N30W e N60E, e secundárias N50W, N40-50E e E-W, possuindo relação com os grandes sistemas de falhas observadas por outros autores, e que podem permitir a conexão entre os aquíferos. Baseado nas características hidroquímicas do SAG foi possível identificar a individualização de 4 grupos hidroquímicos, com destaque para dois grupos com águas típicas do SAG de alto confinamento, classificadas como sulfatadas ou cloretadas sódicas, e que podem ter influência de águas do pré-SAG, apresentando como principais marcadores os valores elevados de sódio, cloreto, sulfato, fluoreto e condutividade elétrica. A utilização desses marcadores do SAG, aliado a uma potenciometria favorável desse sistema aquífero, e a existência de estruturas de conexão, possibilitou a identificação de dois grupos hidroquímicos do SASG onde ocorrem as interações, com águas que variam de bicarbonatadas sódicas à sulfatadas ou cloretadas sódicas. O modelo conceitual proposto demonstrou a existência de uma significativa influência da geomorfologia e das estruturas sobre os processos de misturas, com as áreas onde os vales são mais aplainados, permitindo uma maior recarga das fraturas do SASG, ao contrário do que ocorre em vales mais fechados, onde a hidroquímica mostra uma influência muito maior das águas do SAG, e onde foram observadas concentrações de elementos em patamares superiores aos recomendados para a potabilidade das águas.

The present study had as main objective to identify the structural compartmentation and the occurrence of hydrogeological interactions between the Guarani (GAS) and Serra Geral (SGAS) aquifer systems. For this, the study area which involves the northeastern region of RS was subdivided into two parts, the Planalto Area and the Escarpa Area. For the development of this work was used the structural, morphostructural, geological, hydrogeological, hydrochemical and isotopic data from the GAS and SGAS in the region. In this way, it was observed that in the Escarpa Area the GAS is compartmentalized by three large structures located in the Caí, Taquari and Sinos rivers valleys. In this region, the water flows from the areas with high potentiometry which coincide with the topographically higher portions of the region towards the large rivers which function as discharge zones and where the highest specific capacities were found. In the Planalto Area, a greater structural influence was observed, both on the top of the GAS and on the potentiometry. Based on these two parameters it was possible to identify the main structures that work in the compartmentalization of the GAS in this region with main orientations N30W and N60E, and secondary N50W, N40-50E and EW, related to large fault systems observed by other authors and that may allow the connection between the aquifers. Based on these two parameters it was possible to identify the main structures that work in the compartmentalization of the GAS in this region with main orientations N30W and N60E, and secondary N50W, N40-50E and EW, related to large fault systems observed by other authors and that may allow the connection between the aquifers. Based on the hydrochemical characteristics of the GAS it was possible to identify the individualization of four hydrochemical groups, highlighting two groups with a typical high-confinement GAS waters that were classified as sodium sulfated or chlorinated and which may have influence from pre-GAS waters, presenting as main markers high values of sodium, chloride, sulfate, fluoride and electrical conductivity. Using these markers from GAS waters combined with a favorable potentiometry of this aquifer system and the existence of connecting structures it was possible to identify two SGAS hydrochemical groups where the interactions occur with waters that ranges from sodium bicarbonate to sodium sulfated or chlorinated. The proposed conceptual model demonstrated the existence of a significant influence of the geomorphology and the structures on the mixing waters processes with the areas where the valleys are flatter allowing a greater recharge of the SGAS fractures as opposed to what occurs in deeper valleys where hydrochemistry shows a much greater influence of the GAS waters and where the concentrations of elements were observed at levels higher than those recommended for water potability.