jose viegas
DESCRIPTION
Hidrografia bacia Rio Cabuçu.TRANSCRIPT
-
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
Figura 6 - Perfil geolgico 1 localizado no mapa de espessura de
sedimentos pag. 21
Figura 7 - Perfil geolgico 3 localizado no mapa de espessura de
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
inventariadas pag. 48
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
inventariadas pag. 35
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)4/1994
PROFUND.N.A. (m)7/1994
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