Nesta Pesquisa foi empregada a metodologia de Inversão Conjunta 2D de dados de caminhamento elétrico (CE) e caminhamento eletromagnético no domínio do tempo (CTDEM) num estudo hidrogeológico da Bacia de Taubaté. A área de estudo localiza-se na cidade de Taubaté/SP, onde o Aquífero Taubaté é uma importante fonte alternativa de água frente à recente crise hídrica. O Grupo Taubaté é o principal pacote sedimentar da bacia, sendo formado principalmente por folhelhos, que formam aquicludes, e arenitos, que formam o aquífero. Foram identificados 40 poços de exploração de água subterrânea na cidade, cadastrados no banco de dados do SIAGAS-CPRM, os quais forneceram informações importantes para a interpretação dos resultados. O objetivo principal da pesquisa é caracterizar a estratigrafia geoelétrica da subsuperfície para localizar o contato entre os sedimentos Quaternários e Terciários e mapear o aquífero. Os dados de CE permitem o reconhecimento das camadas mais rasas, da ordem de dezenas de metros, e os dados de CTDEM investigam as camadas mais profundas, numa ordem de centenas de metros, portanto, fornecem informações complementares. Os resultados das inversões conjuntas de CE/CTDEM permitiram mapear as camadas sedimentares mais rasas resistivas até aproximadamente 30 m de profundidade, uma camada sedimentar condutiva intermediária entre 30 m e 50 m de profundidade, e uma camada condutiva referente ao Grupo Taubaté entre 50 m e 300 m de profundidade. O topo do embasamento da bacia foi inferido em ~300 m de profundidade com base nas informações de poços e de geologia da bacia, por outro lado, também é possível que essa interface represente uma variação faciológica do Grupo Taubaté, portanto, mais estudos são necessários. / In this research, a 2D Joint Inversion of electrical resistivity tomography (ERT) and time domain electromagnetic (TDEM) data was applied to a hydrogeological study of the Taubaté basin. The study area is in Taubaté city, São Paulo State, Brazil, where the Taubaté aquifer is an important alternative water source due to the recent water crisis. The Taubaté Group is the main sedimentary package of the basin, which is formed mainly by shales, that form aquicludes, and sandstones that form the aquifer. 40 groundwater exploration wells were identified in the city, registered in SIAGAS-CPRM database, which provided important information for the results interpretation. The main objective of this research is to characterize the geoelectrical stratigraphy of the subsurface to locate the contact between the Quaternary and Tertiary sediments and to map the aquifer. The ERT is used for shallow investigations (tens of meters) and the TDEM can reach a great investigation depth (hundreds of meters), therefore, they provide complementary information. The 2D ERT/TDEM joint inversion results permitted to map the shallower resistive layers down to 30 m depth, an intermediate conductive layer between 30 m and 50 m depth, and the Taubate Group between 50 m and 300 m depth, which is very conductive. The top of the basement was inferred at ~300 m depth based on the well information and the basin geology, on the other hand, it is also possible that this interface represents a faciological variation of the Taubaté Group, therefore, more studies are needed.

The knowledge about the physical-natural environment to be explored is extremely important for the correct development of human activities. The planning of land use and occupation minimizes the environmental impact, therefore, providing a balanced ecosystem in its different phases. The incorrect use of land can harm considerably the environment, which is many times irreversible. The aim of this work was to evaluate the use of land in different times, to study the natural vulnerability of aquifer systems and to evaluate the physical-chemical parameters of groundwater in the region of Vila Kramer, in the city of São Francisco de Assis, Rio Grande do Sul, State, Southern Brazil. A soil study was made, identifying and characterizing the different soil classes which occur in the area, using geoprocessing techniques. Different soil maps were made, such as: geological, hypsometrical, gradient index, land use in 1989, 1999 and 2009, Permanent Preservation Areas (PPAs), agricultural sustainability, and adaptation of the soil use. There was also an identification of the areas with land use conflict. The tool used to study the natural vulnerability of aquifers (confined/not confined) was the DRASTIC and GOD methodology. In order to characterize the groundwater, an analysis of physical and chemical parameters was made using the water collected from the wells. The results showed that the natural forest cover presented a significant decrease between 1989 and 2009, which corresponds for 26.32% of the area. In the areas without forest there was not much difference between 1989 and 1999 considering this class of use. In 2009 there was an increase of 10.16% compared to the past decade. This increase is related mainly to the decrease in the areas used with crops. As a result we can highlight, in relation to the natural vulnerability of the aquifer area, that, the DRASTIC methodology ranged between vulnerable, high vulnerable, and extremely vulnerable area, while in the GOD methodology it ranged between negligible, low moderate, high and extreme. The DRASTIC and GOD methodologies provided approaches to identification of the vulnerability of the areas and the natural conditions of the aquifers, as well. From this point, it is possible to have the use of GIS, through the delineation of theme maps, which can be used to sustainably manage the hydric groundwaters resources. / O conhecimento do meio físico-natural a ser explorado é extremamente importante para o desenvolvimento correto das atividades humanas. O planejamento do uso e ocupação da terra acaba minimizando o impacto ambiental, assim garantindo um ecossistema equilibrado nas suas diversas fases. O manejo incorreto da terra pode trazer perdas consideráveis ao meio ambiente e muitas vezes irreversíveis. O objetivo do trabalho foi avaliar o uso da terra em diferentes épocas, estudar a vulnerabilidade natural dos sistemas aquíferos e analisar os parâmetros físicoquímicos das águas subterrâneas na região da Vila Kramer, município de São Francisco de Assis, RS. Foi realizado um levantamento de solos, identificando e caracterizando as diferentes classes de solos que ocorrem na área, utilizando técnicas de geoprocessamento. Foram gerados mapas de solos, geológico, hipsométrico, de declividade, de uso das terras de 1989, 1999 e 2009, de Áreas de Preservação Permanente (APPs), de aptidão agrícola, de adequação de uso e identificadas as áreas de conflito do uso das terras. O recurso usado para estudar a vulnerabilidade natural dos aquíferos (confinado/não confinado) foi a metodologia DRASTIC e GOD. Para caracterizar as águas subterrâneas, fez-se análise de parâmetros físico-químicos em amostras coletadas dos poços. Os resultados mostraram que a floresta nativa apresentou um decréscimo relativo entre 1989 e 2009, onde atualmente corresponde a 26,32% da área. Nas áreas de campo, não houve muita diferença entre 1989 e 1999 nessa classe de uso, sendo que em 2009 ocorreu um aumento de 10,16% em relação à década passada. Esse aumento está relacionado principalmente à diminuição nas áreas utilizadas com culturas. Como resultado, pode-se destacar, em relação à vulnerabilidade natural dos aquíferos da área, que a metodologia DRASTIC variou entre área vulnerável, muito vulnerável e extremamente vulnerável, enquanto que na metodologia GOD variou de insignificante, baixa, média, alta e extrema. As metodologias DRASTIC e GOD proporcionaram a identificação das classes de vulnerabilidade e também as condições naturais dos aquíferos. A partir daí, pode-se ter a utilização dos SIGs, através da elaboração de mapas temáticos que podem ser usados para o gerenciamento de modo sustentável dos recursos hídricos subterrâneos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O Aquífero Bauru é considerado a unidade hidrogeológica mais importante de Araguari, Minas Gerais. A água deste aquífero é intensamente explorada devido ao baixo custo de captação, que está relacionado ao fato de ser um aquífero freático, pouco profundo e local, submetido a uma abundante recarga. No entanto, essas características o torna potencialmente vulnerável aos agentes poluidores. Este trabalho teve como objetivo oferecer um panorama geral sobre a qualidade da água bruta do aquífero Bauru, na zona urbana de Araguari, identificando possíveis fontes de poluição. As amostras de água foram coletadas em poços da concessionária de abastecimento público. Os critérios para seleção dos poços foram: distribuição espacial, operacionalidade, estrutura e zonas de risco. As amostras foram coletadas a montante do ponto de aplicação do desinfetante, garantindo os aspectos qualitativos da água bruta. Foram amostrados 68 poços, correspondendo a 80 % do poços em operação. Foram realizadas 2 campanhas de campo, sendo a primeira em novembro de 2012 e a segunda em dezembro de 2014. A amostras foram submetidas a ensaios de pH, nitrato, nitrito, fósforo, DQO, DBO5, cor aparente, turbidez, sólidos totais, sólidos dissolvidos totais, sólidos suspensos totais, sólidos voláteis totais e fixos totais. Os resultados das etapas de campo e laboratoriais permitiram o mapeamento dos parâmetros de qualidade e a identificação das áreas críticas em termos de poluição. Os resultados indicaram que vazamentos de esgoto sanitário, em áreas que apresentam elevados índices de vulnerabilidade, podem ser a causa da presença nitrato e sólidos voláteis em alguns poços analisados. Apesar disso, a água bruta do Aquífero Bauru ainda apresenta boa qualidade com propriedades físico- químicas e bacteriológicas adequadas a diversos usos. Apesar das concentrações encontradas ainda serem inferiores aos limites estabelecidos pela legislação vigente, fica evidente a importância do monitoramento contínuo da qualidade da água subterrânea extraída para o abastecimento urbano. / The Bauru Aquifer is considered the most important hydrogeological unit of the city of Araguari, Minas Gerais. The water from this aquifer is exploited due to low cost, which is related to the fact of being a shallow and local subjected to an abundant recharging. However, these characteristics makes it potentially vulnerable to pollutants. This work aimed to provide an overview of the quality of raw water from the aquifer Bauru underlying the urban area of Araguari, identifying possible sources of pollution. Water samples were collected in wells of public water utility. The criteria for selection of the wells were: spatial distribution, operation, structure and risk areas. The samples were collected upstream of disinfectant application point, ensuring the qualitative aspects of raw water. 68 wells were sampled corresponding to 80% of the wells in operation. Were held two field campaigns, the first in November 2012 and the second in December 2014. The samples were subjected to pH tests, nitrate, nitrite, phosphorus, COD, BOD, apparent color, turbidity, total solids, solids total dissolved, total suspended solids, total volatile solids and total fixed. The results of field and laboratory steps allowed the mapping of quality parameters and the identification of critical areas in terms of pollution. The results indicated that wastewater leaks in areas that have high levels of vulnerability may be the cause of nitrate and volatile solids present in some wells examined. Nevertheless, the raw water from the aquifer Bauru still has good quality with physical-chemical and bacteriological appropriate to different uses. Although the concentrations found are still below the limits established by law, it is clear the importance of continuous monitoring of groundwater quality extracted for urban supply. / Dissertação (Mestrado)

Variações climáticas podem resultar na entrada insuficiente de água no balanço hídrico de uma região, acarretando em inconsistências relacionadas à outorga de água superficial. O sistema de outorga de água superficial utiliza as vazões percentis (Q7,10, Q90, Q95) para definir a vazão máxima outorgável. No entanto, em períodos de estiagem tais vazões de referência podem não ser suficientes para atender a demanda outorgada, demandando a captação de águas subterrâneas para contrabalançar essa insuficiência hídrica do manancial superficial. Portanto, a outorga dos recursos hídricos deve ocorrer de forma integrada e sustentável, considerando a alteração da descarga do aquífero para o rio devido à captação subterrânea. O objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade hídrica integrada (superficial e subterrânea), por meio de um modelo empírico linear, proposto como função da média móvel da precipitação de períodos anteriores relacionados ao tempo de regulação do aquífero. Técnicas de correlação e espectrais foram empregadas na análise de séries temporais de precipitação (P) e vazão (Q) da bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, com o objetivo de determinar os tempos de resposta de Q em relação a P. A metodologia proposta foi verificada para precipitação e vazões observadas na bacia com área de 65 km2 no período de 2003 a 2014. Os resultados indicam que o aquífero armazena uma parcela de água precipitada e controla o fluxo para o rio, com tempos de regulação de aproximadamente 60 dias para o escoamento subsuperficial e de aproximadamente 2 anos para o escoamento de base. A metodologia também foi testada para duas sub-bacias hidrográficas do Rio Jacaré-Guaçu, com áreas de 1867 e 3519 km2. A adoção da metodologia proposta permite calcular uma vazão de referência sustentável, possibilitando prever a variação da vazão de base nos períodos de recessão, por estar definida em função de precipitações passadas. Portanto, tal vazão seria mais condizente com as observadas no meio ambiente, proporcionando um adequado funcionamento do ecossistema, garantindo assim a sua preservação. / Climatic variation may result in insufficient input of water in the water balance in a region, resulting in inconsistencies in the water rights permits. Brazilian water allocation system uses the flow duration curves (Q7,10, Q90, Q95) to establish the maximum allowable discharge. However, during droughts such reference discharges may not reach the water rights permits, requiring groundwater extraction to compensate this deficiency in surface water bodies. Hence, the water right permits must be integral, considering the base flow variation due to the groundwater extraction. The aim of this study is to determine the integrated water availability (surface and groundwater), using an empirical linear model, proposed as a function of the average rainfall of previous periods related to the aquifer regulation time. Correlation and spectral techniques were employed for time-series analysis of precipitation (P) and discharge (Q) in the Ribeirão da Onça watershed, to determine response times of Q as a function of P. The proposed methodology was developed for precipitation and discharge observed from 2003 to 2014 in a watershed with an area of 65 km2. The obtained results indicate that the aquifer stores the rainfall water with regulation times of approximately 60 days for the subsurface flow, ans approximately 2 years for the base flow. The methodology was also tested for two sub-basins of the Jacaré-Guaçú River watershed, with areas of 1867 and 3519 km2.The proposed methodology allows the estimation of a sustainable reference discharge making it possible to predict the base flow variation during recession periods, since it is defined as a function of past rainfall. Therefore, this discharge is more consistent with the values observed in the environment, allowing a proper functioning of the ecosystem, thereby ensuring their preservation.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aline Roberta de Pauli.pdf: 2301101 bytes, checksum: 8af3bc68b4e97fd013ba37cc5e0792bd (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Freshwater is a naturally scarce resource because there are few sources of that water-type around the world. Moreover, pollution and uncontrolled use of water resources are increasing this shortage. In particular, groundwater is a major source of freshwater for human use in the city of Toledo PR, where the quality of groundwater is often not assessed and checked for its potability recommended standards. This study aims to monitor and assess the quality of groundwater used for human consumption in the rural municipality of Toledo - PR. Groundwaters of ten deep wells were monthly sampled during a year (November/2012 to October/2013) in this regard. Elemental content measurements were performed by using the both highly-sensitivity techniques of Total reflection X-ray Fluorescence (TXRF) and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). The mean values of physico-chemical parameters and elemental content of the groundwater were statistical correlated and compared with the current Brazilian environmental legislation. A cluster analysis was made as well in order to assess the similarity of the water composition among the set of the sampled groundwaters of studied wells. In addition, a canonical correspondence analysis was also applied to assess the possible relationship based on the characteristics of wells, such as depth, age of the plumbing and distance from the septic tank and water quality. A water balance was performed, verifying surplus and water deficiency at the study site. According to the results, all the assessed wells showed some disagreement regarding the maximum allowable values for the parameters analyzed by Ordinance No. 2914 of the Ministry of Health (BRAZIL, 2011) for drinking water, requiring this water to be treated so that it can be consumed without risk to health. Using a cluster analysis, it was found that some of the closest wells were also geographically more similar in their chemical composition and it is likely that the chemical characteristics of the well waters are related to the rock in which the aquifer is inserted. The canonical correspondence analysis showed little influence on the characteristics of well water quality. Using a water balance, it was observed that there is surplus water in almost all months studied, indicating that there may be aquifer recharge, which influences the quality of groundwater. / A água doce vem se tornando um recurso naturalmente escasso devido a existência de poucas fontes provenientes dessa água no mundo, além disso, há aumento dessa escassez em consequência da poluição e do uso desordenado dos recursos hídricos . A água subterrânea é umas das principais fontes de água doce, e no município de Toledo PR a qualidade dessa água não é frequentemente aferida e verificada quanto a isenção de contaminantes naturais ou antropogênicos que lhe garantam a condição de uso humano. O presente trabalho tem por objetivo monitorar e avaliar a qualidade da água subterrânea utilizada para consumo humano na área rural do munícipio de Toledo PR. Para isto, foram amostrados mensalmente 3 L de águas subterrâneas obtidos de dez poços tubulares distribuídos aleatoriamente na zona rural do munícipio de Toledo - PR. Foram determinados mensalmente os parâmetros físico-químicos e o conteúdo elementar da água subterrânea durante o período de um ano, sendo posteriormente avaliadas quanto ao atendimento às exigências das normas ambientais para a água de consumo humano. Quanto à análise do conteúdo elementar, duas técnicas espectrométricas, uma de emissão óptica por indução de plasma (ICP-OES) e a outra de fluorescência de raios X por reflexão total (TXRF) foram utilizadas. O conjunto de dados físico-químicos e de composição elementar foi tratado estatisticamente de modo a avaliar a similaridade na característica da água entre os poços, aplicando uma análise de agrupamento (clusters), e quanto a comparação dos dados físico-geográficos do poço (profundidade, antiguidade e distâncias às fossas sépticas) por meio de uma análise de correspondência canônica. Em complementação a tais análises, realizou-se um balanço hídrico para verificar excedentes e deficientes hídricos no local de estudo. De acordo com os resultados obtidos, todos os poços avaliados apresentaram alguma desconformidade em relação aos valores máximos permitidos para os parâmetros analisados pela Portaria nº 2.914 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2011) para água de consumo humano, sendo necessário o tratamento da água para que esta possa ser consumida sem riscos a saúde. Pela análise de agrupamento, verificou-se que alguns dos poços mais próximos geograficamente foram também mais similares em sua composição química, sendo provável que as características químicas das águas dos poços sejam provenientes da rocha em que parte do aquífero Serra Geral está inserido. A análise de correspondência canônica demonstrou que há pouca influência da profundidade e antiguidade dos poços e distâncias às fossas sépticas sobre a qualidade da água. Pelo balanço hídrico pode-se observar que há excedente hídrico em quase todos os meses estudados, podendo haver recarga do aquífero Serra Geral, o que poderia influenciar a entrada de poluentes superficiais para dentro do aquífero, por percolação, o que levaria a uma possível alteração na qualidade da água subterrânea.