Dinamica do sistema hidrogeologico carstico na area de Tranqueira - região metropolitana de Curitiba

Abstract

Resumo: Neste trabalho, foram aplicadas técnicas de análise geológica, geofísica, hidrológica, hidrogeológica e hidroquímica, com o objetivo de caracterizar o mecanismo de funcionamento do sistema hidrogeológico cárstico desenvolvido nos metacarbonatos proterozóicos da Formação Capiru (Grupo Açungui). A área de estudo, denominada Tranqueira, situa-se a aproximadamente 25 km ao norte da cidade de Curitiba, abrangendo os municípios de Almirante Tamandaré e Colombo (Região Metropolitana de Curitiba, Estado do Paraná). Os aspectos geológico-geomorfológicos indicaram que as faixas rebaixadas no terreno (correspondentes aos metadolomitos carstificados), limitadas por barreiras praticamente impermeáveis (diques de diabásio de direção NW e cristas filíticas e quartzíticas de direção NE), constituem unidades morfoestruturais com alta permeabilidade. Já a análise dos dados estruturais permitiu determinar as direções N30-50°E e N40-60°W como sendo as que apresentam as melhores condições para o desenvolvimento de condutos de dissolução. Estes condutos são os principais responsáveis pelo armazenamento e circulação da água subterrânea no sistema hidrogeológico cárstico estudado. A partir dos diagramas elétricos e de perfis litológicos de poços tubulares, pode-se inferir que a profundidade média da carstificação, evidenciada pela presença de condutos nos perfis e pela variação da resistividade aparente nos diagramas, apresenta-se em torno de 50 m. A profundidade máxima da carstificação, isto é, o limite inferior do sistema hidrogeológico cárstico investigado, varia em torno de 100 m. As condições de explotação (vazão permissível e número de poços tubulares) da unidade principal do sistema analisado - o aquífero cárstico -, foram determinadas por meio da aplicação de métodos hidrológicos (balanço hídrico e separação dos componentes do hidrograma do rio Barigüi) e métodos hidrogeológicos (teste de bombeamento). De maneira geral, esses métodos analisam quantitativamente as entradas e saídas do sistema, o que possibilita avaliar as recargas profunda e de transição. O valor estimado para a vazão permissível na área de Tranqueira foi de 630 m3/h (0,175 m3/s) a partir da recarga de transição, e de 651,6 m3/h (0,181 m3/s) a partir da vazão média de longo período do rio Barigüi. Assim, é adequada a explotação de 6 a 7 poços tubulares na área de Tranqueira, localizados preferencialmente em unidades morfoestruturais distintas, com uma vazão média por poço de 100 m3/h (0,028 m3/s). Com relação a caracterização hidroquímica, as águas do aquífero cárstico são classificadas como bicarbonatadas cálcicas, apresentando-se como brandas a medianamente duras. Seus índices de saturação em calcita e dolomita demonstraram que, apesar de apresentarem-se insaturadas (comportamento corrosivo) em alguns pontos e supersaturadas (comportamento incrustante) em outros, encontram-se muito próximas do equilíbrio.

Abstract: Geological, geophysical, hydrological, hydrogeological techniques and hydrochemical analyses were used to determine the hydrogeological characteristics of the karst system which developed in the Proterozoic metacarbonates of Capiru Formation (Açungui Group). The study area, named Tranqueira, is situated 25 km North of Curitiba, including Almirante Tamandaré and Colombo counties (State of Paraná). Observed geological and geomorphological characteristics show that the depressed zones corresponding to karstified metadolomites are limited by almost impermeable barriers (diabase dykes and quartzite tops) and form highly permeable morphostructural units. The structural data analysis enabled for the determination of the most probable fracture strikes (N30-50°E; N40-60°W) which formed the dissolution channels. The channels allow for the flow and storage of groundwater in the studied karst hydrogeological system. The mean depth of karstification was estimated to be 50 m, as interpreted from electrical resistivity soundings and as observed in the lithological well logs. The maximum depth extent is around 100 m. The karst aquifer exploitation conditions, such as "permissive yield" and number of wells, were determined by applying hydrological techniques (water balance at Tranqueira region and hydrograph component separation at Barigui River), and by hydrogeological techniques such as pumping test. These techniques analyse quantitatively the system inputs and outputs, allowing for the evaluation of deep and transitional recharges. The calculated "permissive yield" of Tranqueira region is 630 m3/h (0,175 m3/s) according to the transitional recharge values, and 651,6 m3/h (0,181 m3/s) according to the long-period mean yield of Barigui River. Therefore, six or seven wells with an average yield of 100 m3/h (0,028 m3/s) each can be exploited at Tranqueira region. As the number of sampled wells is low and a systematical sampling during a determined period of time was not possible, the evaluations resulting from the hydrogeochemical data are preliminar. With respect to hardness, the water at Tranqueira region is classified as being soft to medium-hard. In some places the water may be undersaturated (with aggressive behaviour) or supersaturated (with incrusting behaviour), but the calcite and dolomite saturation index show that the water is generally close to the equilibrium point.