Compartimentação hidroestrutural do sistema aquífero Serra Geral (SASG) no Estado do Paraná, Brasil

Abstract

Resumo: Os resultados desta pesquisa indicam que o Sistema Aquífero Serra Geral é um importante manancial subterrâneo para o Estado do Paraná. Foram utilizados dados de produção, e coletadas amostras de água para análise físico-química em 337 poços tubulares profundos que operam no abastecimento público de 300 municípios paranaenses. O objetivo geral deste trabalho foi caracterizar e cartografar o Sistema Aquífero Serra Geral no Estado do Paraná, médiante seus aspectos hidrodinâmicos e hidroquímicos regionais. Esta caracterização visa subsidiar com informações científicas projetos voltados à utilização dos mananciais subterrâneos. A análise das curvas potenciométricas permitiu identificar a coincidência geográfica, em escala regional, entre os divisores de água superficiais e subterrâneos. Considerando toda extensão do aquífero no estado do Paraná, o fluxo subterrâneo regional dá-se de leste para oeste, sentido às áreas de descarga situadas nas regiões oeste e noroeste, junto aos rios Paraná (principal área de descarga regional) e Paranapanema, respectivamente. Poços tubulares profundos que interceptam descontinuidades tectônicas e atectônicas saturadas em água, possuem médiana da capacidade específica de 1,54 m3 h m-1 e vazão médiana de 20,6 m3 h-1. As estruturas que compõem o arcabouço estrutural do SASG aqui proposto possuem elevadas profundidades (_ 1km) e conectam diferentes estruturas sub-horizontais atectônicas, características de derrames basálticos, como contatos entre derrames, zonas de cavidades, zonas brechadas. Estas estruturas representam entradas de água no poço e onde estão concentrados os fluxos preferenciais no aquífero. Duas Províncias Hidroestruturais foram propostas a partir do zoneamento quantitativo das vazões e capacidade específica. Poços mais produtivos localizam-se a noroeste do Lineamento Jacutinga e os menos produtivos a sudeste. Quatro "Compartimentos Hidroestruturais" foram delimitados a partir do detalhamento das duas Províncias Hidroestruturais. Poços tubulares perfurados em regiões com fraturamento regional (1:600.000) nas direções norte-sul e leste - oeste, tendem a ser mais produtivos segundo os dados considerados neste modelo. Tais direções são associadas a eventos tectônicos recentes que atuaram e atuam na placa sul-americana, ocorridos próximo ao Estado do Paraná. Este fato reflete a importância do estudo tectônico e estrutural na locação de poços em aquíferos fraturados. A proximidade à estrutura geológica e aspectos geomorfológicos regionais como topos alongados e aplainados; vertentes retilíneas e côncavas na base; vales em calha; vales em V e vales em V encaixados estão associados a poços com bons índices de produção. Do total de 337 amostras de água analisadas, predominaram águas do tipo bicarbonatada cálcica (198 amostras); secundariamente águas bicarbonatadas sódicas (50 amostras); seguidas por águas bicarbonatadas cálcio-magnesianas (25 amostras), carbonatadas sódicas (23 amostras), bicarbonatada cálciosódica (19 amostras), bicarbonatadas sódio-cálcicas (13 amostras). Em menor quantidade ocorrem os seguintes tipos hidroquímicos: bicarbonatada sulfatadasódica; bicarbonatada-carbonatada sódica; sulfatada sódica; bicarbonatada magnésio-cálcica; bicarbonatada nitrato-sódica e nitratada cálcio-sódica. As relações iônicas sugerem o predomínio da alteração de silicatos, sendo que a relação Na/Ca sinaliza para a existência de intemperismo de plagioclásio cálcico, concordante com a mineralogia essencial dos basaltos (plagioclásio cálcico e piroxênio do tipo augita). É importante ressaltar que deve ser considerada a hipótese de mistura de águas entre o SASG e o SAG apenas quando existe condição potenciométrica favorável. Ainda que a potenciometria seja favorável à mistura de águas, o enriquecimento por si em sódio, pH, sulfato, dentre outros, pode ter origem na dissolução dos minerais de preenchimento das fraturas, ou zonalidades geoquímicas dos basaltos. Nestes casos a temperatura das águas pode ser um parâmetro importante na identificação de áreas com misturas de águas. Os resultados aqui apresentados tornam a explotação do SASG paranaense mais previsível, de modo que as empresas de abastecimento público ou empresas privadas interessadas nas águas deste aquífero possam investir com mais segurança seus recursos.

Abstract: The results of this research indicate that the Serra Geral Aquifer System is an important groundwater resource for the State of Paraná. Data of production, and water samples was collected for physicochemical analysis in 337 deep wells that operate in the public supply of 300 municipalities of State of Paraná. The aim of this study was to characterize and map the Serra Geral Aquifer System in the State of Paraná, through its regional hydrochemical and hydrodynamic aspects. This characterization is intended to subsidize with science groundwater projects. The potentiometric curve analysis identified the geographic coincidence, on a regional scale, between surface water and groundwater basins. Considering the full extent of the aquifer in the state of Paraná, the regional groundwater flow occurs from east to west, towards the discharge areas located in the west and northwest, along the rivers Parana (principal discharge area regional) and Paranapanema, respectively. Deep wells intersecting discontinuities saturated in water, have médian specific capacity of 1.54 m3 h-1 m and average flow rate of 20.6 m3 h-1. The structures of the SASG proposed here have high depths (_ 1km) and connect different subhorizontal structures, characteristics of basalt flows. These structures represent inputs of water in the well and where flows are concentrated in the aquifer. Two Hydrostructural Provinces were proposed from the quantitative zoning well flows and specific capacity. Most productive wells are located northwest of Jacutinga Lineament and the least productive southeast. Four "Hydrostructural Compartments" were delimited using the Hydrostructural Provinces. Wells drilled in regions with regional fracturing (1:600.000) directions to north-south and east - west, tend to be more productive according to the data considered in this model. These directions are associated with recent tectonic events that have acted and act in the South American plate, which occurred near the state of Paraná. This fact reflects the importance of tectonic and structural study on location of water wells in fractured aquifers. The proximity to geological structure and geomorphological aspects as regional elongated and flattened tops; strands straight and concave base; valleys and valleys in V are associated with good production rates. A total of 337 water samples were analyzed, there is a predominance of calcium bicarbonate-type waters (198 samples); secondarily sodium bicarbonate waters (50 samples), followed by calciummagnesium bicarbonate waters (25 samples), sodium carbonate (23 samples), calcium bicarbonate -sodium (19 samples), sodium bicarbonate-calcic (13 samples). In less numbers occur the following types: sulfated sodium bicarbonate, sodium bicarbonate-carbonate; sulfated sodium, magnesiumcalcium bicarbonate, sodium bicarbonate and nitrate-sodium-calcium nitratada. Major ion suggest the predominance of geochemical weathering of silicates, and the Na / Ca indicates the existence of calcic plagioclase weathering, consistent with the mineralogy of basalts (calcic plagioclase and pyroxene augite type). Importantly, should be considered hypothesis-water mixture between SAG and SASG only when potentiometric favorable condition. In these cases the water temperature can be an important parameter in identifying areas with mixtures of water. The results presented here make the exploitation of the SASG more predictable, with less risk of investing resources.