The present work consisted on the characterization of the spatial distribution of hydraulic parameters on the Almádena-Odeáxere aquifer system (AO) using the automatic calibration of a finite-element numeric model, in order to improve the simulation accuracy of the aquifer’s hydraulic behaviour. This development has its foundations based on model variants already implemented at the University of Algarve to investigate the hydraulic properties of the AO on the framework of the regional scale groundwater flow studies concerning Algarve aquifers. The state-of-the-art of the aquifer’s hydrogeology was based on previous investigations, taking place on the last years in Algarve, but also on recent fieldwork, namely on the collection of field data from a monitoring network, designed in articulation with the “POCTI/AMB/57432/2004” investigation project, which provided the feedback information needed for the improvement of model variants developed during the course of the present work. Instead of using a classic, time consuming, trial and error approach for the purpose of determining hydraulic parameters controlling groundwater flow at AO, an automatic inverse calibration algorithm was used, allowing the achievement of parameter distribution values capable of generating realistic hydraulic flow simulations. The Gauss-Marquardt-Levenberg method of nonlinear parameter estimation, available at the PEST algorithm was assembled to the finite element flow model, which is based in the use of the Galerkin method of weighted residuals. The results obtained by the use of the inverse method have revealed a good fit between simulated and measured head values, since the correlation coefficient, R, value was higher than 0,9 (0,9967) and the sum-of-squared weighted residuals between model outcomes and corresponding field data (i.e. the objective function, F) was only 4,56 m. The obtained spatial distribution of transmissivity, ranging from 86 m2/day to 8158 m2/day on 16 zones, allowed a step further on the reliability of future simulations of spatial distribution and temporal evolution of state variables in natural conditions and considering different scenarios of water use.

Teores anômalos de bário vêm sendo detectados na água subterrânea explorada por poços de abastecimento público e em aquíferos rasos de áreas industriais no Estado de São Paulo. Tais ocorrências muitas vezes inviabilizam a exploração de água para fins de abastecimento e também resultam na classificação de áreas industriais como contaminadas. A problemática estudada, portanto, apresenta importância econômica e social dentro dos contextos de outorga do uso de recursos hídricos e gerenciamento de áreas contaminadas. Em boa parte dos casos conhecidos, não se sabe se o elemento tem origem natural ou antrópica. neste sentido, o objetivo desta pesquisa foi identificar anomalias e avaliar sua origem, bem como investigar os mecanismos geoquímicos relacionados. A metodologia utilizada envolveu: tratamento estatístico do banco de dados de monitoramento da CETESB; coleta de amostras de água de poços selecionados; identificação e seleção das áreas com anomalias para estudos locais; execução de ensaios de bombeamento com coleta de amostras; realização de sondagens e instalação de poços de monitoramento rasos e profundos; amostragem e análises mineralógicas e químicas de rocha e solo; coleta e análises físico-químicas de água subterrânea. Dentre as ocorrências avaliadas nos poços monitorados pela CETESB, concentrações de até 1,2 mg/L, acima do valor máximo permitido (VMP = 0,7mg/L), foram detectadas especialmente nos poços do Sistema Aquífero Bauru (SAB). Nos poços QUE CAPTAM ÁGUA DOS AQUÍFEROS Marília e Adamantina, tais anomalias estão associadas com águas bicarbonatadas cálcicas de pH mais alcalino, e baixas concentrações de NO\'IND.3\'\'POT.-\'. Enquanto que nos poços que atravessam os aquíferos Adamantina e Santo Anastácio, as ocorrências correlacionam-se positivamente com NO\'IND.3\'\'POT.-\' e Cl\'POT-\', sugerindo origem antrópica associada à infiltração de efluentes domésticos. A origem natural do Ba é comprovada no município de Gália, onde ocorre a maior anomalia (2,2 mg/L) observada em poço de monitoramento, cuja seção filtrante está instalada no nível de maior cimentação carbonática das rochas da Formação Marília. Dentre as áreas industriais, selecionou-se uma unidade produtora de defensivos agrícolas com anomalias no subsolo, onde o Ba pode ter origem não só antrópica, mas também natural. Os solos apresentam concentrações de Ba de até 1.290 mg/kg, acima do valor de intervenção para áreas industriais (750 mg/kg) em alguns pontos. Tais anomalias correlacionam-se positivamente com P\'IND.2\'O\'IND.5\' e foram definidas de origem antrópica, associadas à produção de fertilizantes fosfatados. As anomalias de Ba na água subterrânea de até 8,1mg/L também são de origem antrópica, associadas a práticas inadequadas de manipulação de resíduos e efluentes industriais. / Anomalous levels of barium have been detected in public wells and in shallow aquifer of industrial areas in the state of São Paulo. Frequently, these occurrences result in interrupting the groundwater supply and in classifying the industrial areas as contaminated ones. Therefore, this research has socio-economic and environmental importance in the water resource and contaminated areas management. For most of the cases, it is not known whether the source of the element is natural or anthropic. In this way, the purposes of this research were to identify hazards and to determine their origin, as well as to investigate the geochemical mechanisms related to the anomalies. The methodology consisted of: statistical treatment of the CETESB monitoring database; groundwater sampling of selected public wells; pumping tests along with groundwater sampling; identification and selection of study areas with anomalies; deep and shallow boreholes execution and monitoring wells installation; soil sampling and mineralogical and chemical analyses; groundwater sampling and physic-chemical and chemical analyses. Among the identified occurrences in the state, maximum concentrations of barium (1,2 mg/L) above the maximum permitted level (MPL = 0,7 mg/L) were detected predominantly in the supply wells of the Bauru Aquifer System (BAS). In the pumping wells of Marília and Adamantina aquifers, the anomalies occur in calcium bicarbonate waters, with alkaline pH and low nitrate concentrations. Whereas in the Adamantina and Santo Anastácio aquifers, the barium anomalies are positively correlated with NO\'IND.3\'\'POT.-\' e Cl\'POT.-\', suggesting anthropic source associated with sewage infiltration. The barium natural source in the wells that cross both the Marília and Adamantina aquifers is confirmed at Gália city, where the maximum anomaly occurs (2,2 mg/L), related with the sandstones with carbonate cementation of Marília Formation, specifically at the level with highest cementation. A pesticide manufacturer company was selected between the industrial areas classified as contaminated, with barium anomalies in the soil and groundwater. The concentrations in soil, higher than the maximum permitted level to industrial areas (750 mg/kg) in some points (maximum of 1,290 mg/kg), are related to anthropogenic source, positively correlated with P\'IND.2\'O\'IND.5\', which is associated with phosphate fertilizers production. The barium occurrences in groundwater (maximum of 8,1 mg/L) are related to anthropogenic source too, due to inadequate practices of industrial effluent disposal. Therefore, the presence of barium in the groundwater may be due to geogenic phenomena or to anthropogenic interference

As maiores taxas de recarga subterrânea do Sistema Aquífero Guarani (SAG) ocorrem nas áreas de afloramento das Formações Botucatu e Pirambóia. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar as taxas de recarga subterrânea e suas relações com as variações da precipitação e do uso do solo na bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, situada em área de afloramento do SAG. A variação do nível freático foi medida em 11 poços de monitoramento, distribuídos em diferentes culturas agrícolas na bacia, durante o período de estudo (Outubro de 2004 até Setembro de 2011). Técnicas de tratamento de imagens multiespectrais foram usadas para mapear o uso do solo na bacia. A recarga direta em cada poço foi estimada por um método de escala local (Water Table Fluctuation, WTF) um método de escala de regional (Recession Curve Displacement Method, RCDM). Outro método de escala local foi avaliado (Chloride Mass Balance, CMB) em poços com cultura de pastagem. Foi estimado o armazenamento subterrâneo, o escoamento direto, o escoamento de base e a percolação profunda do aquífero em direção à Formação Botucatu. A espacialização da recarga direta para a bacia, usando os resultados do método WTF, foi feita de acordo com as áreas das culturas agrícolas. A recarga direta para a bacia foi estimada entre 80 mm e 359 mm, correspondente a 7% e 20% da precipitação anual de aproximadamente 1175 mm e de 1808 mm, respectivamente. A recarga direta, usando o método RCDM, variou entre 16% (229 mm) e 34% (~618 mm) da precipitação do ano 2009-2010 e 2010-2011, respectivamente. Foram observadas menores taxas de recarga nas áreas com cultura de eucaliptos em citros em relação às áreas com pastagem e cana-de-açúcar. Caso haja diminuição das precipitações e aumento das áreas de eucaliptos na bacia do Ribeirão da Onça, a recarga poderá sofrer diminuição, ocasionando menores escoamentos de base em direção ao Ribeirão da Onça. A avaliação contínua da recarga nas áreas de afloramento é essencial para a futura utilização das águas do SAG nas atividades agrícolas, industriais e de abastecimento público. / The major groundwater recharge rates of the Guarani Aquifer System (GAS) occur in the outcrop areas of Botucatu and Pirambóia Formations. This work aimed at estimating recharge rates and its relation with precipitation and land use in Ribeirão da Onça watershed, located in outcrop area of the GAS, during a seven years term monitoring (October 2004 until September 2011). The water table fluctuations were measured at 11 piezometers, located in different crops areas. Processing techniques for multispectral images were used to map the land use. Recharge was estimated trough a local-scale method (Water Table fluctuation, WTF) and a basin-scale method (Recession Curve Displacement Method, RCDM). Another local-scale method was used (Chloride Mass Balance, CMB) to estimate recharge rate in grassland area. The upscaling of recharge estimates using the results of WTF method for the watershed was performed, according to crop areas. Groundwater storage, quickflow, baseflow and deep percolation toward from the shallow aquifer to Botucatu Formation were also estimated. The results demonstrated that recharge estimates for areas with eucalyptus and citrus was lower than areas with grassland, sugar cane and citrus. Annual recharge rates estimated by WTF ranged from 80 mm (7%) to 359 mm (20%) for annual rainfall of about 1175 mm and 1808 mm, respectively. Recharge rates by RCDM ranged between about 229 (2009-2010) mm to 618 mm (2010-2011) for the entire watershed. CMB method provides mean recharge rate about 590 mm (2010-2011). These results suggest that if eucalyptus areas continue rising in the watershed, the recharge rates and baseflow would considerably decrease. The continuing assessment of recharge in outcrop areas is essential for future use of the GAS.

A investigação das rochas das formações Pirambóia e Botucatu em subsuperfície foi realizada através da revisão, coleta e análise de amostras de calha de poços de captação de água no interior do Estado de São Paulo, além de dados de poços de petróleo da Bacia do Paraná, com o objetivo de delinear a evolução diagenética destas unidades e identificar possíveis controles faciológicos do Sistema Aqüífero Guarani no estado. Segundo modelo genético definido na faixa de afloramentos destas unidades no centro-leste do Estado de São Paulo, as rochas da Formação Pirambóia são associadas ao desenvolvimento de sistema eólico úmido e a Formação Botucatu a sistema eólico seco. Através da análise petrográfica de amostras de calha e testemunhos de sondagem, foram definidos dois grupos de petrofácies, o de quartzo-arenitos (QA) e o de arenitos feldspáticos (FA), subdivididos nos tipos 1 e 2 devido, respectivamente, à presença ou ausência de cutícula argilo-ferruginosa. A Formação Pirambóia é caracterizada por petrofácies predominantemente feldspáticas e a Formação Botucatu por petrofácies essencialmente quartzosas. Ambas unidades apresentam arcabouço aberto e feições de compactação física e química pouco a moderadamente eficiente. A principal fase de geração de porosidade secundária das formações está associada à configuração do sistema aqüífero, com invasão profunda de águas meteóricas a partir da zona de afloramento das unidades. O Sistema Aqüífero Guarani (SAG) é caracterizado por três grupos de águas subterrâneas, divididas em cinco áreas hidroquímicas no Estado de São Paulo, segundo as condições de confinamento das rochas. A evolução química do SAG representa a interação da água com o substrato de rochas modificadas por eventos diagenéticos pretéritos. Devido às características faciológicas das unidades e ao histórico de soterramento relativamente pouco profundo, as modificações diagenéticas não foram eficientes a ponto de influenciar drasticamente as características permo-porosas originais das rochas. A Formação Pirambóia apresenta evolução diagenética mais complexa, devido ao histórico de soterramento mais longo, e constitui domínio com maior heterogeneidade no SAG. Nesta formação, são encontrados horizontes preferenciais de cimentação carbonática tardia, na interface de contato superior com a Formação Botucatu, e intercalações pelíticas no domínio inferior da unidade. A Formação Botucatu é preferencialmente porosa e suas modificações diagenéticas referem-se a neoformação incipiente de argilominerais e precipitação de cimentos de quartzo e feldspato nas porções de maior soterramento da bacia. / The purpose of this study consists of subsurface investigation of Pirambóia and Botucatu formations (Late Permian to Early Cretaceous of Paraná Basin) with revision, sampling and petrography of cutting samples from water and petroleum wells in São Paulo State. The main aim was delineate the diagenetic evolution of these formations and identify possible faciologic controls in Guarani Aquifer System. The depositional model of Pirambóia and Botucatu formations in outcrop domain of the São Paulo State is associated to, respectively, warm aeolian system and dry aeolian system. Sedimentary petrography was the basic analytical tool. Two main petrofacies was defined, the quartz sandstones (QA) and the feldspathic sandstones (FA). The presence or absence of thin clay coats demarks the 1 and 2 petrofacies subtypes, respectively. The Pirambóia Formation is mainly composed of feldspathic sandstones related to weak mechanical and chemical compaction and low packing indexes (<40%). The diagenetic components recognized were infiltrated clays, feldspathic cement and neoformed clays (smectite and mixed layer illite/smectite) during eodiagenesis; mesogenetic quartz and bitumen cements, neoformed clays (caolinite) and precipitation of calcite cement during telodiagenesis. The generation of secondary porosity is associated to aquifer system configuration, due to deep invasion of meteoric water from the outcrop belt (recharge zone). The Botucatu Formation consists of predominant porous quartz sandstones with late intersticial calcite and chalcedony cements restricted to aquifer margins. Sandstone framework is typically open (IP<35%) and displays some mechanical and chemical compaction preferentialy to deeper basin, in the western São Paulo State. The main diagenetic componets are: eogenetic vadose infiltrated clays; incipiently neoformed clayminerals and quartz cement during mesodiagenesis; secondary porosity features, with mineral dissolution and feldspar replacing by claymineral (caolinite) during telodiagenesis. The Guarani Aquifer System (GAS) is characterized by three main geochemical groups of groundwater, divided in five hydrogeochemical areas, according to confinement conditions of the rocks. The hydrochemical evolution of the Guarani Aquifer System represents the water interaction with rock modified by previous diagenetic alterations. However, the efficiency of the diagenetic transformations was not enough to hardly changed the original high porosity and permeability of the rocks. The more complex Pirambóia Formation diagenetic evolution relates to longer buried history and to more heterogeneous faciologic composition (fine grained beds in the lower unity). The upper Pirambóia Formation presents the main calcite cemented domain of the aquifer. The Botucatu Formation is porous in almost whole aquifer extension in São Paulo.

O Sistema aquífero Guarani (SAG) é uma importante fonte de abastecimento de água para o nordeste do estado de São Paulo, e sobre as suas áreas de recarga há o plantio extensivo da cana-de-açúcar que pode contaminar suas águas devido ao uso continuo de agrotóxicos. O presente trabalho identificou que as moléculas de agrotóxicos glifosato, atrazina, ametrina, 2,4-D, metribuzim, diuron, acetocloro, imazapir, sulfentrazona, trifloxissulfurom sódico, paraquate, tebuthiurom, imazapique, simazina, hexazinona, MSMA, carbofurano, s-metolacloro, imidacloprido, trifluralina, amicarbazona, picloran, tiametoxam e clomazona utilizadas no cultivo de cana-de-açúcar, são importantes de serem avaliadas nas águas subterrâneas da região, assim como os seus subprodutos de relevância ambiental. Os poços de abastecimento de água da cidade de Ribeirão Preto foram georreferenciados e verificou-se que os pontos mais vulneráveis do SAG para coleta de amostras são, contudo, na região leste do município. Foi desenvolvido e validado um método de análise de amostras de água subterrânea com volume de 1 litro, para os agrotóxicos atrazina, ametrina, simazina, metribuzim, hexazinona, tebuthiurom, e do subproduto da atrazina, desetilatrazina, por extração em fase sólida com discos de C18 e cromatografia em fase gasosa usando coluna DB-5 de 60m x 0,25mm x 0,25 ?m e detector termoiônico específico, apresentando precisão, exatidão, sensibilidade e eficiência satisfatórias para ser empregada em análises de rotina de monitoramento. Foram analisadas pontualmente amostras dos 11 poços prioritários, durante a estação seca e chuvosa; as águas apresentaram tendência a serem ácidas, e no período chuvoso identificaram-se traços de metribuzim em duas amostras; já no período seco foi detectado em dois pontos de coleta a presença dos agrotóxicos organofosforados, diazinona e fenitrotiona, utilizados na análise de interferentes da validação do método / The Guarani Aquifer System (SAG) is an important source of water supply to the northeast of the São Paulo state, and on their recharge areas there is extensive planting of sugarcane that can contaminate its water due to continuous use of pesticides. This study showed that the molecules pesticide of pesticide glyphosate, atrazine, ametrina, 2,4-D, metribuzin, diuron, acetochlor, imazapyr, sulfentrazone, sodium trifloxissulfurom, paraquat, tebuthiurom, Imazapic, simazine, hexazinone, MSMA, carbofuran, s-metolachlor , imidacloprid, trifluralin, amicarbazone, picloran, thiamethoxam and clomazone used in the cultivation of sugarcane, are important to be evaluated in the groundwater of the region, as well as the breakdown products of environmental relevance. The wells of water supply of the Ribeirão Preto city were georeferenced and it was found out that the most vulnerable points of the SAG for collecting samples, however, are in the eastern region of the city. It was developed and validated a methodology for analysis of the groundwater samples with a volume of 1 liter for atrazine, ametrina, simazine, metribuzin, hexazinone, tebuthiurom, and the byproduct of atrazine, desetilatrazina, by solid phase extraction with C18 disks and gas chromatography using a DB-5 column of 60m x 0,25mm x 0,25 ?m and thermoionic specific detector, presenting precision, accuracy, sensitivity and satisfactory efficiency to be used in analysis of routine monitoring. Samples were analyzed for 11 priority punctually wells during the dry and rainy seasons; samples presented tendency to be acidic, and in the rainy season were identified traces of metribuzin in two samples; while in the dry period was detected, in two sites, the presence of organophosphorus pesticides, diazinon and fenitrothion, both used in the interference analysis of method validation

Este projeto teve por objetivo a construção de um modelo hidrogeológico baseado em Elementos Finitos para estudar a variação de nível do aquífero livre em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. A área é a bacia do Ribeirão da Onça, localizada na região central do Estado de São Paulo. Dados topográficos, hidrológicos e hidrogeológicos da região de interesse foram obtidos principalmente através de mapas, de poços e estações metereológicas próximas e na área de estudo, com o apoio do Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada (CRHEA) da Universidade de São Paulo (USP). Os dados já existentes no Laboratório de Hidráulica Computacional (LHC) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), bem como os dados coletados no decorrer do trabalho, foram utilizados para definição de suas condições de contorno e calibração do modelo. Estes foram processados e analisados em ferramenta SIG. Assim foram definidos os parâmetros para a construção da malha de elementos finitos dentro do pacote de Simulação de Processos em Aquíferos (SPA), software utilizado para a modelagem numérica desenvolvido no LHC. Foi simulado o fluxo estacionário como condição inicial para a modelagem transiente. Visto as condições de contorno adotadas, o modelo transiente resultou em cálculos satisfatórios de carga hidráulica, considerados os poços de monitoramento existentes na área de estudo e a particular localização de cada um. A ferramenta mostrou bom desempenho e, como sugestão, a continuidade do monitoramento da região se faz necessária para manutenção e melhora das informações a respeito do comportamento da água subterrânea e do SAG como reserva deste importante recurso. / This works presents a hydrogeological model based on finite element to study the variation in level of free aquifer in the outcrop area of the Guarani Aquifer System. The area was the basin of Ribeirão da Onça, located in the central region of São Paulo. Topographic, hydrological and hydrogeological data of the region of interest were obtained mainly through maps, weather stations and wells near and within the study area, with support from the Center for Water Resources and Applied Ecology (CRHEA), University of São Paulo (USP). The data already existing in the Laboratory of Computational Hydraulics (LHC) at the School of Engineering of Sao Carlos (EESC) and the data collected during the study were used to define its boundary conditions and model calibration. These data were processed and analyzed in a GIS tool. Thus were defined the parameters for the construction of the finite element mesh within the package of Process Simulation in Aquifers (SPA), software used for numerical modeling developed at the LHC. Steady flow was simulated as an initial condition for transient modeling. Since the boundary conditions adopted, the transient model resulted in satisfactory hydraulic head calculations, considering the existing monitoring wells in the study area, taking into account the particular location of each. The tool has shown good performance and, as a suggestion, the continued monitoring of the region is necessary for maintenance and improvement of information about the behavior of groundwater and SAG as a store of this important resource.

Orientador: Didier Gastmans / Resumo: A necessidade do estudo os diferentes processos do ciclo hidrológico de forma integrada tem se tornado cada vez mais urgente, uma vez que o uso do termo “crise hídrica” se torna cada vez mais frequente. Nesse sentido, a determinação de taxas de recarga e quantificação dos fluxos subterrâneos, aliados ao uso de isótopos estáveis (2H e 18O), que são excelentes traçadores da movimentação da água no ciclo hidrológico, impulsionaram esse estudo, buscando gerar informações científicas fundamentais para uma melhor gestão dos recursos hídricos. Situada numa porção de afloramento do Sistema Aquífero Guarani (SAG), a área de estudo está inserida em uma pequena bacia hidrográfica na porção oeste do estado de São Paulo, onde as águas subterrâneas e superficiais são responsáveis pelo abastecimento de inúmeras cidades da região. O estudo teve como principal objetivo compreender a dinâmica entre os diversos compartimentos do ciclo hidrológico, buscando mudanças nos padrões de precipitação e de recarga subterrânea, por métodos de fácil aplicação, como balanço hídrico e flutuações dos níveis d’água (WTF), bem como a aplicação de traçadores isotópicos (δ2H e δ18O) em diferentes sazonalidades. Ao considerar a sazonalidade dos dados isotópicos na chuva, águas superficiais e subterrâneas, pode-se observar que os valores de δ18O são mais empobrecidos durante a estação chuvosa e mais enriquecidos durante a estação seca. A diferença entre os sinais isotópicos permitiu compreender a movimentação da á... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need to study the different processes of the hydrological cycle in an integrated way has become increasingly urgent since the use of the term "water crisis" becomes more and more frequent. In this sense, the determination of rates of recharge and quantification of the underground flows, together with the use of stable isotopes (2H and 18O), which are excellent tracers of water movement in the hydrological cycle, stimulated this study, seeking to generate scientific information fundamental to better management of water resources. Located in a portion of the outcrop of the Guarani Aquifer System (SAG), the study area is in a small hydrographic basin in the western portion of the state of São Paulo, where groundwater and surface waters are responsible for the supply of numerous cities located there. The main objective of this study is to understand the dynamics between the various compartments of the hydrological cycle, searching for changes in precipitation and underground recharge patterns, using easy-to-apply methods such as water balance and water level fluctuations (WTF), as well as the application of isotopic tracers (δ2H and δ18O) in different seasonal conditions. When considering the seasonality of the isotopic data in rainfall, surface water, and groundwater, it can be observed that δ18O values are more depleted during the rainy season and more enriched during the dry season. The difference between the isotopic signals allowed to understand the movement of the water... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

This study aims to determine the recharge, discharge and the mixing mechanisms of a complex aquifer system located above the Kazan trona ore field using the environmental isotopes of deuterium, oxygen-18, carbon-13 and carbon-14, chlorofluorocarbons (CFC- 11, CFC-12 and CFC-113) and the noble gas isotopes (He, Ne, Ar, Kr and Xe). The groundwater system consists of three different aquifers: shallow, middle and deep. The Akpinar formation lying between deep and middle systems acts as an aquitard. Oxygen-18 and deuterium data showed an isotopic contrast between the shallow and deeper aquifer systems and even between the unconfined and confined parts of the middle and deep aquifers. The Noble gas temperatures indicated the average yearly air temperatures in shallow aquifer system whereas the recharge temperatures came out to be lower than todays in deep groundwater system. This finding is also supported by the dissolved inorganic carbon&rsquo / s radiocarbon activities being close to the detection limits in the same system. These activities together with the stable isotope data revealed there might be evidence of recharge to the middle and deep aquifer systems under colder climate conditions during the late Pleistocene. CFC concentrations indicated modern recharge to the shallow aquifer system, whereas the concentrations were close to the detection limits therefore CFC&rsquo / s were unable to date the middle and deep aquifer systems however proved the existence of modern recharge to this system. Mantle-He escape to shallow aquifer system is believed to be along a deep buried fault system located in downgradient areas.

Density-dependent groundwater flow in the Floridan aquifer system (FAS) depends on chloride concentrations and fluid temperature. Previous studies addressing the role of chloride concentration and temperatures on groundwater flow in the FAS have relied on observation data or simplified two-dimensional numerical models. A three-dimensional hydrologic analysis of FAS in peninsular Florida was performed using a modified version of SUTRA (SUTRA-MS) capable of simulating multi-species solute and heat transport. SUTRA-MS was developed during this investigation and is capable of reproducing results for several problems with known solutions.The model was developed using available geometric and hydraulic parameter data and calibrated using hydraulic head, chloride concentrations, and temperatures representative of conditions prior to significant groundwater pumpage from the FAS. The calibrated model is capable of reproducing observed pressures and temperatures but in general ov er-simulates chloride concentrations. The inability of the model to simulate observed chloride concentrations suggests chloride concentrations in the FAS are not in equilibrium with current sea level. Previous hydrologic studies of the FAS have attributed anomalous chloride concentrations to incomplete flushing of relict seawater that entered the aquifer during previous sea-level highstands.Three hypothetical, sinusoidal sea-level changes occurring over 100,000-years were used to evaluate how the aquifer responds to sea-level fluctuations. Model results indicate pressure equilibrates most rapidly and is followed by temperatures and then chloride concentrations. Confining unit thicknesses directly affect response times of pressure, temperature, and chloride concentrations in the FAS.Simulation of the system with ("geothermal case") and without ("isothermal case") the geothermal component reveals that the inflow of seawater from the Florida Straits would be similar without the heat f low but the distribution would differ significantly. The addition of heat flow also reduces the asymmetry of the circulation. Simulations evaluating aquifer responses to sea-level fluctuations and the thermal component indicate that the complicated three-dimensional setting of the FAS is a key component of the groundwater flow system and steady state conditions may not exist for relatively thick coastal aquifers that have experienced multiple sea-level cycles.

Orientador: Chang Hung Kiang / Banca: Flávio de Paula e Silva / Banca: Didier Gastmans / Banca: Mara Akie Iratani / Banca: Gré de Araujo Lobo / Resumo: O uso racional das águas de uma região depende do entendimento da sua disponibilidade no tempo e no espaço. Nas Bacias Hidrográficas dos Rios Aguapeí e Peixe, Unidades de Gestão de Recursos Hídricos que compõem um Comitê de Bacias Hidrográficas, as principais demandas são atendidas por águas subterrâneas captadas do Sistema Aquífero Bauru (SAB) e subordinadamente por águas superficiais. A avaliação do comportamento das Unidades Aqüíferas que compõem o Sistema Aquífero Bauru e a inter-relação entre as águas destes aquíferos e as águas superficiais foram os focos deste trabalho. Após a verificação da geologia de superfície e de sub-superfície e da análise dos dados de mais de 500 poços, foram estabelecidos os comportamentos dos aquíferos que compõem o SAB sendo possível estabelecer, em função dos fluxos entre os aquíferos e daí para os corpos de águas superficiais, Blocos de Gestão de Recursos Hídricos. Foram propostos quatro Blocos de Gestão, sendo o Bloco de Gestão 1 (alto Aguapeí e Peixe) as áreas onde o aquífero Marília se sobrepõe ao Adamantina. Neste bloco não há fluxo entre os aquíferos e o Aquífero Marília controla os escoamentos dos rios nos períodos de recessão. No Bloco de Gestão 2 (médio Aguapeí e Peixe) ocorre apenas o Aquífero Adamantina que controla os escoamentos de base. No Bloco de Gestão 3 (baixo Aguapeí e Peixe) ocorrem os Aquíferos Adamantina e Caiuá / Santo Anastácio, isolados um do outro, ora pela Formação Araçatuba, ora por fácies pelíticos da Formação Adamantina que funcionam como aquitardos. No Bloco de Gestão 4 (foz dos rios Aguapeí e Peixe), ocorrem as Formações Caiuá e Santo Anastácio, conectadas hidraulicamente e comportando-se como um único aquífero, depositado sobre os basaltos da Formação Serra Geral e condicionando os fluxos superficiais no período de recessão... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The rational use of waters of an area depends on the understanding of its availability in time and space. In the watersheds of the Aguapeí and Peixe Rivers, the main demands are met by groundwater collected from the Bauru Aquifer System (BAS). The production capacity of the aquifers units that compose the Bauru Aquifer System and the interrelationship between the waters of these aquifers and surface water were the focus of this work. After examining the surface and subsurface geology and incorporating the data from more than five hundred wells, the production of the aquifers that compose the BAS was established and, according to the flows between the aquifers surface waters, it was possible to established the Water Resources Management Blocks. Four Management Blocks were proposed: Management Block 1 (Upper Aguapeí and Peixe) is the areas where the Marília Aquifer overlaps Adamantina Aquifer. In this block there is no cross flow between aquifers and Marília Aquifer controls the river discharge during recession periods. In Management Block 2 (Medium Aguapeí and Peixe) only Adamantina Aquifer controls the flow base. In Management Block 3 (Lower Aguapeí and Peixe) there are Adamantina and Caiuá / Santo Anastacio Aquifers, one isolated from each other, occasionally by the Araçatuba Formation, and at times by pelitic facies of Adamantina Formation that act as aquitard. In Management Block 4 (Mouth of the Aguapeí and Peixe Rivers), there are Caiuá and Santo Anastácio Formations, hydraulically connected and they behave as single aquifer, overlying the basalts of Serra Geral Formation and conditioning the surface flows during the recession periods. The total amount of available water increase from East to West, not only for the largest drainage area of the main rivers, but also due to the aquifers hydraulic characteristics / Doutor