Orientadores: Adalene Moreira Silva, Monica Mazzini Perrota, Anne Elizabeth McCafferty / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T07:51:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SouzaFilho_OdersonAntoniode_D.pdf: 17063311 bytes, checksum: 23989ebe7eca5130b41af0d5296d42a9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os métodos usuais de locação de poços tubulares para água subterrânea no Nordeste do Brasil baseiam-se na identificação de estruturas permissivas através de fotointerpretações e caminhamentos geofísicos eletromagnéticos indutivos e eletrorresistivos em áreas de pouca extensão. Os resultados alcançados por esses métodos mostram uma grande variabilidade na produtividade de poços. Esta tese privilegia a utilização das geotecnologias, notadamente os levantamentos aerogeofísicos e modelagens espaciais para mapear regiões favoráveis para água subterrânea e a sua qualidade numa área do Estado do Ceará, Brasil. O conjunto de dados compreende levantamento aerogeofísico local e regional, imagens do sensor multiespectral ETM+/Landsat-7 e dados de campo. O desenvolvimento da tese teve três etapas: o processamento dos dados aerogeofísicos magnéticos, eletromagnéticos e radiométricos; a abordagem geoestatística objetivando o zoneamento da condutividade elétrica da água subterrânea e; a modelagem de propriedades geofísicas associadas a poços de alta e baixa vazão. O processamento aerogeofísico realçou estruturas compatíveis com a pesquisa hídrica até 250 m de profundidade. Gradientes magnéticos anômalos lineares e rasos, porém contínuos abaixo de 400 m, foram diferenciados das anomalias superficiais através da integração entre os aerolevantamentos. Inversões dos dados eletromagnéticos indicam que a camada de solo é bastante condutiva e o substrato rochoso é resistivo após 15 m deprofundidade, dificultando a detecção de estruturas mais profundas. As técnicas de krigagem e simulação estocástica foram aplicadas às medidas de condutividade elétrica nos poços tubulares (variável principal) e aos dados aerogeofísicos de condutividade elétrica aparente do solo (variável externa) para gerar um mapa de condutividade elétrica da água subterrânea. A informação aerogeofísica de alta resolução auxiliou na simulação da variabilidade da condutividade elétrica da água. Testes de validação comparando valores calculados com medidas em novos poços confirmaram a competência destes modelos em caracterizar a qualidade das águas subterrâneas em rochas cristalinas. As técnicas de análise espacial por razão de probabilidades e pesos de evidências compararam valores de cada propriedade geofísica, lineamentos estruturais e dados multiespectrais a poços de diferentes vazões. Os modelos obtidos mostram que os poços mais produtivos estão associados ao substrato rochoso não-magnético, eletricamente condutivo, cortado por gradientes não-magnéticos WNW-ESE, lineamentos estruturais e por gradientes condutivos N-S. Dados de campo comprovaram a natureza rúptil extensional das estruturas WNW-ESE e N-S. As propriedades do solo, interpretadas através de dados radiométricos (teor de potássio maior do que urânio) e dos dados multiespectrais (conteúdo relativo de minerais de óxido de ferro e argilo-minerais) indicam uma associação de poços mais produtivos com solos de fração grosseira predominando sobre a componente mais fina e os argilo-minerais prevalecem como produtos de alteração em relação aos minerais de óxido de ferro. / Abstract: The location of water well in Northeast Brazil is usually based on the interpretation of structural lineaments in aerial-photographs and electromagnetic and electrical resistivity ground geophysics surveys. However, the success of these techniques is variable, and the small coverage area is another limitation. This Thesis favors a different approach, the use of airborne geophysical surveys and spatial modeling to map groundwater potential and quality in the State of Ceará, Brazil. The data sets comprise a local helicopter survey, a regional airborne survey as well as multispectral images from the Enhanced thematic Mapper sensor (ETM+)/Landsat-7 and field data. The thesis was developed in three stages: i) the processing of airborne magnetic, electromagnetic and radiometric data; ii) a geostatistical modeling to produce groundwater electrical conductivity maps, and; iii) groundwater favorability modeling based on the association of high- and low-yield wells and geophysical, structural and spectral properties. The magnetic anomaly data were filtered using the regional and local survey to enhance through-going structures whose gradients crosscut rocks below 400 m depth. The helicopter electromagnetic data (HEM) were processed so that shallow (up to 15 m depth) conductive structures and lithologic units were enhanced. Inversion modeling applied to electromagnetic data unveiled a conductive soil horizon over a resistive bedrock at depths greater than 15 m which restricts the detection of deeper conductive anomalies. The regional radiometric data together with ETM+ images characterized the soil texture and relative contents of Fe-oxide/clay-mineral/vegetation density ratios. Structural data were interpreted from aerialphotographs and from ETM+/Landsat-7 data. Kriging and stochastic simulation techniques were applied to electrical conductivity data from water-wells to generate a groundwater electrical conductivity map. The HEM data were used as an external variable to characterize the variability of groundwater electrical conductivity associated with crystalline aquifers. Validation tests comparing predicted values with measurements in new wells confirmed the competence of these models in locating fresh groundwater sources in bedrock. The probability ratio and weights of evidence techniques quantitatively described the association of each value of magnetization, electrical conductivity, geophysical gradients, structural lineaments, radiometric data and multiespectral data to different well yields. The groundwater favorability models imply the existence of structural lineaments in an E-W direction, with non-magnetic properties, which are pervasive below 250 m depth but conductive from up to 15 m below the surface. The E-W lineaments are cut by conductive N-S structures. Field data confirm that the geophysical trends are extensional brittle structures. High yield classes are more associated with coarse-grained soils (high potassium, medium thorium and uranium) where alteration minerals are predominantly clay-minerals as opposed to Fe-oxide minerals. / Doutorado / Geologia e Recursos Naturais / Doutor em Ciências