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 presente trabalho visa a quantificação do escoamento de água na interação entre rio e aqüífero subterrâneo em uma bacia, através da utilização de infiltrômetros e de poços de observação de lençol freático na proximidade do rio. O Ribeirão da Onça, um afluente do rio Jacaré-Guaçú localizado no município de Brotas no estado de São Paulo, foi escolhido para a realização deste estudo sendo a sua bacia hidrográfica pertencente a importante área de recarga do aqüífero Guarani. O estudo da interação rio aqüífero foi realizado através de infiltrômetros colocados em três seções deste rio. Analisando-se o comportamento da interação ao longo de um período de 7 meses, verificou-se que a taxa média de surgimento foi de 300 mm/dia na área de afloramento do lençol freático. Ainda, observou-se a influência da chuva e da pressão atmosférica nos valores do surgimento, sendo a última de forma inversa. Tendo em vista os resultados satisfatórios dos experimentos, a utilização de infiltrômetros para determinação da taxa de troca entre rio e aqüífero representa um procedimento simples e adequado, mas requer cuidados contínuos para obter-se resultados consistentes. / The purpose of this work is to quantify the river-aquifer interaction in a river basin through the use of infiltrometers and observation wells located on the banks. Onça Creek, a tributary of the Jacaré-Guaçú river in the state of São Paulo, was chosen for this study being located in the recharge area of the regional Guarani aquifer. Infiltrometers were placed at three sections in the bed of Onça Creek. Analyzing the behavior of the river-aquifer interaction during 7 months, it is found that the average exfiltration rate is of the order of 300 mm/day in the seepage area. Further, the seepage rate is found to be influenced by rainfall events, atmospheric pressure and rate of rise or fall of river stage. In view of the satisfactory experimental results obtained in this study, the use of infiltrometers for the determination of the river-aquifer interaction is recommended as a simple and sound procedure if due care is taken in their installation in the river bed.

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

A funcionalidade de um sistema aqüífero é dependente dos atributos do reservatório, em especial as suas heterogeneidades, associadas às propriedades intrínsecas da rocha e descontinuidades relacionadas à compartimentação estrutural. O presente estudo teve como objetivo principal identificar e mapear a organização espacial dos componentes estratigráficos e compartimentos estruturais do Sistema Aqüífero Guarani, localizado na bacia do Paraná, a fim de verificar os efeitos na sua distribuição na organização e funci- onalidade. Foram observadas as variações na salinidade, as zonas de recarga e de des- carga, visando contribuir para os estudos que estabelecem prioridades de uso, mapea- mento, monitoramento e redução das atividades potencialmente contaminantes. A extensa seção siliciclástica do aqüífero foi formada por sistemas deposicionais eólicos e fluviais, de idade triássica e jurássica, englobados principalmente pelas forma- ções Pirambóia e Botucatu (Brasil), Misiones (Paraguai e Argentina) e Taquarembó (Uruguai). Levantamentos de seções estratigráficas ao longo da faixa de afloramentos e análise e interpretação de perfis geofísicos de poços para petróleo na bacia permitiram compor um novo quadro estratigráfico para o sistema aqüífero. A compartimentação estrutural do aqüífero foi definida a partir da integração de mapas morfoestruturais previamente publicados, traçados por interpretação de imagens de radar, satelitárias, modelos digitais de elevação e mapas regionais aeromagnetométri- cos e gravimétricos. Um novo mapa de lineamentos estruturais, interpretado a partir de um modelo digital de terreno, teve a precisão avaliada por comparação com mapas pré- vios gerados por diferentes autores e métodos. A sucessão sedimentar que compõe o aqüífero é objeto de diferentes correlações e classificações estratigráficas, com implicações na organização das unidades hidroestrati- gráficas. Caracteriza-se por associações de fácies cujos elementos arquiteturais e geo- metria permitem subdividí-lo em unidades de fluxo. Três unidades de fluxo principais foram reconhecidas, identificadas e denominadas conforme a fácies genética: duna (DU), interdunas (ID) e canais (CH). Secundariamente, duas outras unidades: crevasse (CR), lacustre e planície de inundação (FF) ambém foram identificadas. Estas unidades apresentam diferentes condutividade hidráulica e desempenham, conseqüentemente, papéis diferentes no funcionamento do aqüífero. Para as unidades de fluxo foi possível estimar a condutividade hidráulica média com base na seleção e tamanho médio dos grãos e na argilosidade dos sedimentos. Em termos de litoestratigrafia, o SAG é composto pelas formações Santa Maria, de ocorrência restrita ao Rio Grande do Sul, espacialmente sotoposta e justaposta às forma- ções flúvio-eólicas Guará (No oeste do Rio Grande do sul) e Pirambóia (leste do Rio Grande do Sul, e toda a parte central e norte da Bacia do Paraná). Todas estão extensa- mente superpostas, ora discordantemente, ora transicionalmente, pela Formação Botu- catu, caracterizada por depósitos dunares de desertos super-áridos. Tal fácies apresenta grande homogeneidade, boa porosidade e permeabilidade efetiva, caracterizando-se como a mais importante unidade hidroestratigráfica. Na interpolação dos contornos estruturais e espessuras das rochas do aqüífero, os lineamentos reconhecidos revelaram grandes blocos tectônicos que restringem o fluxo e a formação de células hidrogeológicas. A anisotropia sedimentar e a compartimentação estrutural foram consideradas na avaliação das unidades de fluxo e do sistema e no cál- culo do fluxo potencial dinâmico. Mapas de fluxo potencial e de direção de fluxo perm- tem visualizar a forte influência estrutural nas áreas preferenciais de recarga e descarga e os controles das entradas e saídas do sistema. A distribuição espacial das unidades mostra o zoneamento dos valores de condutividade hidráulica, com efeito direto na qua- lidade e na condutividade do fluxo da água dentro do aqüífero regional. Como resultado, conclui-se que apesar de se constituir um reservatório idealmente contínuo, a compartimentação e diferenciação interna do Sistema Aqüífero Guarani apon- tam para uma complexidade que parece ultrapassar a concepção de um sistema único. / The functionality of an aquifer system depends on attributes of the reservoir, spe- cially those heterogeneities associated to intrinsic properties of the rock and to structural compartmentation discontinuities. The main objective of the study was to identify and to map the stratigraphic components and structural compartments of the Guarani Aquifer System, located in the Paraná Basin, to verify the effect of their distribution on the aquifer organization and functionality. Variations in the salinity, the discharge and recharge zones were also studied as a contribution to the studies that aim to establish priorities in the use, mapping, monitoring and in the reduction of potentially contami- nant activities. The extensive siliciclastic section, with a maximum thickness of 600 m, was formed by aeolian and fluvial depositional systems of Triassic and Jurassic age and referred to mainly as the Pirambóia and Botucatu (Brazil), Misiones (Paraguay and Argentina) and Taquarembó (Uruguay) formations. Survey of stratigraphic sections throughout the out- crop belt and analysis and interpretation of geophysical profiles of wells drilled for oil in the basin had allowed a new stratigraphic and structural picture of the water-bearing system to be drawn. The structural compartmentation of the aquifer was defined based on the integration of morphostructural maps previously published, traced from interpretation of radar and satellite images, digital terrain models of rise and aeromagnetometric and gravimetric regional maps. A new map of structural lineaments, interpreted from a digital elevation model, had its precision and accuracy evaluated by comparint it to previous maps gener- ated by different authors and methods. The sedimentary succession that form the water-bearing unit is object of different correlations and stratigraphic classifications – with implications in the spatial configura- tion and regional connectivity of the hydrostratigraphic units. The succession is charac- terized by associations of facies whose architectural elements and geometry allow it to be subdivided in units of flow. Three main units of flow were recognized, identified and referred to as genetic facies: dune (DU), interdune (ID) and canals (CH). Secondarily, two other units: flooding plain crevasse (CR), lacustrine and (FF) were identified. These units show different hydraulic conductivities and play, consequently, different roles in the functioning of the aquifer. For the units of flow, it was possible estimate the average hydraulic conductivity on the basis of the selection and average size of its grains and in the mud content of the sediments. In litostratigraphic terms, the Guarani Aquifer System is represented by the forma- tions Santa Maria, restricted to Rio Grande do Sul state, bellow and spatially justaposed to the fluvial-aeolian formations Guará (in western Rio Grande do Sul) and Pirambóia (eastern Rio Grande do Sul, and all the central and north parts of the Paraná Basin). All units are extensively superposed, in some places unconformably, in other places transi- tionally, by the Botucatu Formation, which is characterized by dune deposits of super- arid deserts. Such facies present a great homogeneity, a good porosity and permeability, being the most important hydrostratigraphic unit. In the interpolation of the structural contours and thicknesses of the rocks of the water-bearing unit, the recognized lineaments revealed large tectonic blocks that restrict the flow and the formation of hydrogeologic cells. The sedimentary anisotropy and the structural compartments have been considered in the evaluation of the units of flow and the system and in the calculation of the dynamic potential flow. The obtained potential flow and direction of flow maps allowed the strong structural influence in the preferen- tial areas of recharge and discharge and the controls of the inputs and outputs of the sys- tem to be identified. The spatial distribution of the units shows a hydraulic conductivity zoning with direct effect in the quality and the regional conductivity. As result, it can be concluded that although it consists of an ideally continuous reservoir, the compartmentation and the internal differentiation of the Guarani Aquifer System point to a complexity that seems to exceed the conception of a single system.

Os recursos hídricos subterrâneos abastecem milhões de pessoas no mundo e constituem a principal reserva hídrica disponível para os seres humanos, contudo sua gestão é precária. A eminência de uma crise hídrica redirecionou os holofotes para os aquíferos transfronteiriços, o que demonstrou sua vulnerabilidade aos riscos e a necessidade de inseri-los nas políticas hídricas nacionais e internacionais. Gradualmente, o sistema internacional busca formas de incluir esses recursos e promover a sua governança e gestão. Esse foi o caso do Aquífero Guarani, alvo de diversos projetos de cooperação que convergiram no único acordo para a gestão conjunta de um aquífero transfronteiriço na América. O objetivo deste trabalho é analisar como o direito internacional e a ordem ambiental internacional trataram a temática das águas subterrâneas e dos aquíferos transfronteiriços e quais são as suas estratégias para combater os riscos que ameaçam esses recursos, com foco no caso do aquífero Guarani. A metodologia utilizada foi a análise qualitativa de documentos internacionais e da bibliografia, e a realização de entrevistas com especialistas sobre o tema. O direito internacional das águas doces, voltado quase que exclusivamente para os cursos de água internacionais, se desdobra para incluir os aquíferos, o que se reflete em várias tentativas da comunidade epistêmica jurídica e na edição da Resolução da Assembleia Geral das Nações Unidas nº 63/124 o direito internacional dos aquíferos transfronteiriços. Paralelamente, o sistema internacional, representado por um grupo específico de organizações internacionais busca traçar diretrizes objetivas e universais para esses recursos, tendo elegido a gestão integrada e a boa governança das águas como a melhor forma de protegê-los. Esses conceitos convidam a um aprofundamento da cooperação e a constituição de marcos jurídicos conjuntos, que podem contribuir para a elaboração de algum tipo de política de uso e proteção. Porém não questionam o cerne do problema que é a racionalidade econômica dominante. A cooperação internacional estabelecida entre Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai para o Aquífero Guarani e a assinatura de seu respectivo acordo são fruto desse contexto internacional que tem promovido à temática das águas subterrâneas. O modelo de cooperação adotado no Guarani vai replicar a ordem ambiental e o direito internacional das águas doces e expor seus avanços, limitações e contradições. / Groundwater resources supply millions of people worldwide and constitute the main water reserve available for mankind, but its management is precarious. The eminence of a water crisis redirected the spotlights to transboundary aquifers, which made evident their vulnerability to the risks and the need to insert them in the national and international water policies. Gradually, the international system seeks ways of including these resources and promoting their governance and management. This was the case of the Guarani Aquifer, the target of several cooperation projects that led to the only agreement for the joint management of a transboundary aquifer in America. The aim of this study is to analyze how international law and the environmental order treated the groundwaters and transboundary aquifers and what are their strategies to avoid the risks that threaten these resources, focused on the case of the Guarani Aquifer. The methodology used is the qualitative analysis of international documents and the bibliography on the theme. International water law, directed almost exclusively to surface water resources, makes efforts to include the aquifers, which is reflected in several attempts from the legal epistemic community and the edition of UN Resolution 63/124 the international law of transboundary aquifers. Parallel to this, the international system, represented by a specific group of international organizations, aims at drafting objective and universal guidelines for these resources, having elected the integrated water resources management and good water governance as the best way to protect them. These concepts are an invitation to dive deeper into the cooperation and constitution of joint legal landmarks, which can contribute, at least, to formatting some type of use and protection policy. Nevertheless, they do not question the core problem, which is the dominating economic rationale. The international cooperation established between Argentina, Brazil, Paraguay and Uruguay for the Guarani Aquifer and the signature of the respective agreement are the result of this international context that has promoted the groundwater theme. The cooperation model adopted for the Guarani will replicate the international environmental order and international water law and expose their advances, limitations and contradictions.

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

A funcionalidade de um sistema aqüífero é dependente dos atributos do reservatório, em especial as suas heterogeneidades, associadas às propriedades intrínsecas da rocha e descontinuidades relacionadas à compartimentação estrutural. O presente estudo teve como objetivo principal identificar e mapear a organização espacial dos componentes estratigráficos e compartimentos estruturais do Sistema Aqüífero Guarani, localizado na bacia do Paraná, a fim de verificar os efeitos na sua distribuição na organização e funci- onalidade. Foram observadas as variações na salinidade, as zonas de recarga e de des- carga, visando contribuir para os estudos que estabelecem prioridades de uso, mapea- mento, monitoramento e redução das atividades potencialmente contaminantes. A extensa seção siliciclástica do aqüífero foi formada por sistemas deposicionais eólicos e fluviais, de idade triássica e jurássica, englobados principalmente pelas forma- ções Pirambóia e Botucatu (Brasil), Misiones (Paraguai e Argentina) e Taquarembó (Uruguai). Levantamentos de seções estratigráficas ao longo da faixa de afloramentos e análise e interpretação de perfis geofísicos de poços para petróleo na bacia permitiram compor um novo quadro estratigráfico para o sistema aqüífero. A compartimentação estrutural do aqüífero foi definida a partir da integração de mapas morfoestruturais previamente publicados, traçados por interpretação de imagens de radar, satelitárias, modelos digitais de elevação e mapas regionais aeromagnetométri- cos e gravimétricos. Um novo mapa de lineamentos estruturais, interpretado a partir de um modelo digital de terreno, teve a precisão avaliada por comparação com mapas pré- vios gerados por diferentes autores e métodos. A sucessão sedimentar que compõe o aqüífero é objeto de diferentes correlações e classificações estratigráficas, com implicações na organização das unidades hidroestrati- gráficas. Caracteriza-se por associações de fácies cujos elementos arquiteturais e geo- metria permitem subdividí-lo em unidades de fluxo. Três unidades de fluxo principais foram reconhecidas, identificadas e denominadas conforme a fácies genética: duna (DU), interdunas (ID) e canais (CH). Secundariamente, duas outras unidades: crevasse (CR), lacustre e planície de inundação (FF) ambém foram identificadas. Estas unidades apresentam diferentes condutividade hidráulica e desempenham, conseqüentemente, papéis diferentes no funcionamento do aqüífero. Para as unidades de fluxo foi possível estimar a condutividade hidráulica média com base na seleção e tamanho médio dos grãos e na argilosidade dos sedimentos. Em termos de litoestratigrafia, o SAG é composto pelas formações Santa Maria, de ocorrência restrita ao Rio Grande do Sul, espacialmente sotoposta e justaposta às forma- ções flúvio-eólicas Guará (No oeste do Rio Grande do sul) e Pirambóia (leste do Rio Grande do Sul, e toda a parte central e norte da Bacia do Paraná). Todas estão extensa- mente superpostas, ora discordantemente, ora transicionalmente, pela Formação Botu- catu, caracterizada por depósitos dunares de desertos super-áridos. Tal fácies apresenta grande homogeneidade, boa porosidade e permeabilidade efetiva, caracterizando-se como a mais importante unidade hidroestratigráfica. Na interpolação dos contornos estruturais e espessuras das rochas do aqüífero, os lineamentos reconhecidos revelaram grandes blocos tectônicos que restringem o fluxo e a formação de células hidrogeológicas. A anisotropia sedimentar e a compartimentação estrutural foram consideradas na avaliação das unidades de fluxo e do sistema e no cál- culo do fluxo potencial dinâmico. Mapas de fluxo potencial e de direção de fluxo perm- tem visualizar a forte influência estrutural nas áreas preferenciais de recarga e descarga e os controles das entradas e saídas do sistema. A distribuição espacial das unidades mostra o zoneamento dos valores de condutividade hidráulica, com efeito direto na qua- lidade e na condutividade do fluxo da água dentro do aqüífero regional. Como resultado, conclui-se que apesar de se constituir um reservatório idealmente contínuo, a compartimentação e diferenciação interna do Sistema Aqüífero Guarani apon- tam para uma complexidade que parece ultrapassar a concepção de um sistema único. / The functionality of an aquifer system depends on attributes of the reservoir, spe- cially those heterogeneities associated to intrinsic properties of the rock and to structural compartmentation discontinuities. The main objective of the study was to identify and to map the stratigraphic components and structural compartments of the Guarani Aquifer System, located in the Paraná Basin, to verify the effect of their distribution on the aquifer organization and functionality. Variations in the salinity, the discharge and recharge zones were also studied as a contribution to the studies that aim to establish priorities in the use, mapping, monitoring and in the reduction of potentially contami- nant activities. The extensive siliciclastic section, with a maximum thickness of 600 m, was formed by aeolian and fluvial depositional systems of Triassic and Jurassic age and referred to mainly as the Pirambóia and Botucatu (Brazil), Misiones (Paraguay and Argentina) and Taquarembó (Uruguay) formations. Survey of stratigraphic sections throughout the out- crop belt and analysis and interpretation of geophysical profiles of wells drilled for oil in the basin had allowed a new stratigraphic and structural picture of the water-bearing system to be drawn. The structural compartmentation of the aquifer was defined based on the integration of morphostructural maps previously published, traced from interpretation of radar and satellite images, digital terrain models of rise and aeromagnetometric and gravimetric regional maps. A new map of structural lineaments, interpreted from a digital elevation model, had its precision and accuracy evaluated by comparint it to previous maps gener- ated by different authors and methods. The sedimentary succession that form the water-bearing unit is object of different correlations and stratigraphic classifications – with implications in the spatial configura- tion and regional connectivity of the hydrostratigraphic units. The succession is charac- terized by associations of facies whose architectural elements and geometry allow it to be subdivided in units of flow. Three main units of flow were recognized, identified and referred to as genetic facies: dune (DU), interdune (ID) and canals (CH). Secondarily, two other units: flooding plain crevasse (CR), lacustrine and (FF) were identified. These units show different hydraulic conductivities and play, consequently, different roles in the functioning of the aquifer. For the units of flow, it was possible estimate the average hydraulic conductivity on the basis of the selection and average size of its grains and in the mud content of the sediments. In litostratigraphic terms, the Guarani Aquifer System is represented by the forma- tions Santa Maria, restricted to Rio Grande do Sul state, bellow and spatially justaposed to the fluvial-aeolian formations Guará (in western Rio Grande do Sul) and Pirambóia (eastern Rio Grande do Sul, and all the central and north parts of the Paraná Basin). All units are extensively superposed, in some places unconformably, in other places transi- tionally, by the Botucatu Formation, which is characterized by dune deposits of super- arid deserts. Such facies present a great homogeneity, a good porosity and permeability, being the most important hydrostratigraphic unit. In the interpolation of the structural contours and thicknesses of the rocks of the water-bearing unit, the recognized lineaments revealed large tectonic blocks that restrict the flow and the formation of hydrogeologic cells. The sedimentary anisotropy and the structural compartments have been considered in the evaluation of the units of flow and the system and in the calculation of the dynamic potential flow. The obtained potential flow and direction of flow maps allowed the strong structural influence in the preferen- tial areas of recharge and discharge and the controls of the inputs and outputs of the sys- tem to be identified. The spatial distribution of the units shows a hydraulic conductivity zoning with direct effect in the quality and the regional conductivity. As result, it can be concluded that although it consists of an ideally continuous reservoir, the compartmentation and the internal differentiation of the Guarani Aquifer System point to a complexity that seems to exceed the conception of a single system.

O Banco Mundial é uma organização de desenvolvimento que, ao longo do final da década de 1980 e ao longo da década de 1990, teve um papel ativo na modificação das políticas públicas de gestão de água na América do Sul. Ao longo desse período, no entanto, mostrou-se que o modelo de construção de um mercado de água na região, estratégia preconizada pelo Banco, não obteve os resultados planejados. Para realização dessa análise, foram estudados Argentina, Bolívia, Brasil e Chile. Desses países, somente o Chile encontrou resultados positivos e duradouros na construção de um mercado nacional de água. Entretanto, apesar da iniciativa original do Banco Mundial de projeto de gestão de recursos hídricos não ter sido bem sucedida, o Banco é parte de uma nova forma de olhar sobre o recurso: a gestão integrada. Essa forma de gestão abrange todas as utilizações do recurso em escala internacional, determinando que deve ser uma obrigação de países que dividem um mesmo recurso o seu aproveitamento conjunto. O primeiro grande projeto de gestão integrada realizado no mundo é o Projeto Aqüífero Guarani, sendo ele somente possível por terem os dois maiores países do aqüífero, objetos de modificação nas suas políticas de gestão de água (Argentina e Brasil). Sendo o Banco Mundial o gestor do Projeto Guarani, identifica-se que, apesar da malfada tentativa de estruturação de um mercado de água na América do Sul, as estruturas desse mercado – as modificações das políticas nacionais de gestão – foram o caminho para novas intenções do Banco, que são expostas na forma de projetos de gestão integrada dos recursos hídricos da região – um dos maiores potenciais mundiais nesse recurso. / The base concept f this paper is the relation between water management and development. The first part is led to stand the importance of this subject to international relations. It is explained the concepts of States and international relations concerning water management. Due this explanation, it is stated the prevalence of international organizations on this field nowadays, especially concerning projects in developing and less developed countries. Among other organizations, the World Bank sustains a greater influence in this subject. In the second part of the paper it is exposed the project of the World Bank to create a water market based in South America experience in the 19801’s e 1990’s. The conclusion is that this project was not successful, considering that, among all four countries analyzed (Argentina, Bolivia, Brazil and Chile), only one, Chile, achieved success in create a water market. Although the World Bank did not achieve its goal, it is part of a new initiative, the Guarani Aquifer Project. Due to this action, the Bank increases its force not only in the water sector of South America, but all over the world, creating a new model of water management.

A funcionalidade de um sistema aqüífero é dependente dos atributos do reservatório, em especial as suas heterogeneidades, associadas às propriedades intrínsecas da rocha e descontinuidades relacionadas à compartimentação estrutural. O presente estudo teve como objetivo principal identificar e mapear a organização espacial dos componentes estratigráficos e compartimentos estruturais do Sistema Aqüífero Guarani, localizado na bacia do Paraná, a fim de verificar os efeitos na sua distribuição na organização e funci- onalidade. Foram observadas as variações na salinidade, as zonas de recarga e de des- carga, visando contribuir para os estudos que estabelecem prioridades de uso, mapea- mento, monitoramento e redução das atividades potencialmente contaminantes. A extensa seção siliciclástica do aqüífero foi formada por sistemas deposicionais eólicos e fluviais, de idade triássica e jurássica, englobados principalmente pelas forma- ções Pirambóia e Botucatu (Brasil), Misiones (Paraguai e Argentina) e Taquarembó (Uruguai). Levantamentos de seções estratigráficas ao longo da faixa de afloramentos e análise e interpretação de perfis geofísicos de poços para petróleo na bacia permitiram compor um novo quadro estratigráfico para o sistema aqüífero. A compartimentação estrutural do aqüífero foi definida a partir da integração de mapas morfoestruturais previamente publicados, traçados por interpretação de imagens de radar, satelitárias, modelos digitais de elevação e mapas regionais aeromagnetométri- cos e gravimétricos. Um novo mapa de lineamentos estruturais, interpretado a partir de um modelo digital de terreno, teve a precisão avaliada por comparação com mapas pré- vios gerados por diferentes autores e métodos. A sucessão sedimentar que compõe o aqüífero é objeto de diferentes correlações e classificações estratigráficas, com implicações na organização das unidades hidroestrati- gráficas. Caracteriza-se por associações de fácies cujos elementos arquiteturais e geo- metria permitem subdividí-lo em unidades de fluxo. Três unidades de fluxo principais foram reconhecidas, identificadas e denominadas conforme a fácies genética: duna (DU), interdunas (ID) e canais (CH). Secundariamente, duas outras unidades: crevasse (CR), lacustre e planície de inundação (FF) ambém foram identificadas. Estas unidades apresentam diferentes condutividade hidráulica e desempenham, conseqüentemente, papéis diferentes no funcionamento do aqüífero. Para as unidades de fluxo foi possível estimar a condutividade hidráulica média com base na seleção e tamanho médio dos grãos e na argilosidade dos sedimentos. Em termos de litoestratigrafia, o SAG é composto pelas formações Santa Maria, de ocorrência restrita ao Rio Grande do Sul, espacialmente sotoposta e justaposta às forma- ções flúvio-eólicas Guará (No oeste do Rio Grande do sul) e Pirambóia (leste do Rio Grande do Sul, e toda a parte central e norte da Bacia do Paraná). Todas estão extensa- mente superpostas, ora discordantemente, ora transicionalmente, pela Formação Botu- catu, caracterizada por depósitos dunares de desertos super-áridos. Tal fácies apresenta grande homogeneidade, boa porosidade e permeabilidade efetiva, caracterizando-se como a mais importante unidade hidroestratigráfica. Na interpolação dos contornos estruturais e espessuras das rochas do aqüífero, os lineamentos reconhecidos revelaram grandes blocos tectônicos que restringem o fluxo e a formação de células hidrogeológicas. A anisotropia sedimentar e a compartimentação estrutural foram consideradas na avaliação das unidades de fluxo e do sistema e no cál- culo do fluxo potencial dinâmico. Mapas de fluxo potencial e de direção de fluxo perm- tem visualizar a forte influência estrutural nas áreas preferenciais de recarga e descarga e os controles das entradas e saídas do sistema. A distribuição espacial das unidades mostra o zoneamento dos valores de condutividade hidráulica, com efeito direto na qua- lidade e na condutividade do fluxo da água dentro do aqüífero regional. Como resultado, conclui-se que apesar de se constituir um reservatório idealmente contínuo, a compartimentação e diferenciação interna do Sistema Aqüífero Guarani apon- tam para uma complexidade que parece ultrapassar a concepção de um sistema único. / The functionality of an aquifer system depends on attributes of the reservoir, spe- cially those heterogeneities associated to intrinsic properties of the rock and to structural compartmentation discontinuities. The main objective of the study was to identify and to map the stratigraphic components and structural compartments of the Guarani Aquifer System, located in the Paraná Basin, to verify the effect of their distribution on the aquifer organization and functionality. Variations in the salinity, the discharge and recharge zones were also studied as a contribution to the studies that aim to establish priorities in the use, mapping, monitoring and in the reduction of potentially contami- nant activities. The extensive siliciclastic section, with a maximum thickness of 600 m, was formed by aeolian and fluvial depositional systems of Triassic and Jurassic age and referred to mainly as the Pirambóia and Botucatu (Brazil), Misiones (Paraguay and Argentina) and Taquarembó (Uruguay) formations. Survey of stratigraphic sections throughout the out- crop belt and analysis and interpretation of geophysical profiles of wells drilled for oil in the basin had allowed a new stratigraphic and structural picture of the water-bearing system to be drawn. The structural compartmentation of the aquifer was defined based on the integration of morphostructural maps previously published, traced from interpretation of radar and satellite images, digital terrain models of rise and aeromagnetometric and gravimetric regional maps. A new map of structural lineaments, interpreted from a digital elevation model, had its precision and accuracy evaluated by comparint it to previous maps gener- ated by different authors and methods. The sedimentary succession that form the water-bearing unit is object of different correlations and stratigraphic classifications – with implications in the spatial configura- tion and regional connectivity of the hydrostratigraphic units. The succession is charac- terized by associations of facies whose architectural elements and geometry allow it to be subdivided in units of flow. Three main units of flow were recognized, identified and referred to as genetic facies: dune (DU), interdune (ID) and canals (CH). Secondarily, two other units: flooding plain crevasse (CR), lacustrine and (FF) were identified. These units show different hydraulic conductivities and play, consequently, different roles in the functioning of the aquifer. For the units of flow, it was possible estimate the average hydraulic conductivity on the basis of the selection and average size of its grains and in the mud content of the sediments. In litostratigraphic terms, the Guarani Aquifer System is represented by the forma- tions Santa Maria, restricted to Rio Grande do Sul state, bellow and spatially justaposed to the fluvial-aeolian formations Guará (in western Rio Grande do Sul) and Pirambóia (eastern Rio Grande do Sul, and all the central and north parts of the Paraná Basin). All units are extensively superposed, in some places unconformably, in other places transi- tionally, by the Botucatu Formation, which is characterized by dune deposits of super- arid deserts. Such facies present a great homogeneity, a good porosity and permeability, being the most important hydrostratigraphic unit. In the interpolation of the structural contours and thicknesses of the rocks of the water-bearing unit, the recognized lineaments revealed large tectonic blocks that restrict the flow and the formation of hydrogeologic cells. The sedimentary anisotropy and the structural compartments have been considered in the evaluation of the units of flow and the system and in the calculation of the dynamic potential flow. The obtained potential flow and direction of flow maps allowed the strong structural influence in the preferen- tial areas of recharge and discharge and the controls of the inputs and outputs of the sys- tem to be identified. The spatial distribution of the units shows a hydraulic conductivity zoning with direct effect in the quality and the regional conductivity. As result, it can be concluded that although it consists of an ideally continuous reservoir, the compartmentation and the internal differentiation of the Guarani Aquifer System point to a complexity that seems to exceed the conception of a single system.