O presente trabalho aborda a questão dos perímetros de proteção que devem ser definidos e instalados ao redor das captações ligadas à produção de águas minerais, quer sejam fontes naturais ou poços profundos, de acordo com a legislação atual. Aqui é descrita e aplicada uma metodologia para definição destes perímetros, baseada na condutividade hidráulica do meio poroso e no decaimento bacteriológico, em função do tempo de trânsito do contaminante neste meio. De acordo com esta metodologia, proposta para fontes naturais de água mineral, são calculados e delineados três perímetros, ou seja: Zona Imediata (distância obrigatória que independe da geologia, fixada em 10 metros), Zona Próxima (preferencialmente para proteção de contaminação bacteriológica) e Zona Afastada (limite da área de recarga). Esta metodologia, baseada em dados reais do meio poroso, mostrou ser de fácil aplicação e compreensão nos três contextos geológicos pesquisados, tendo sido já aceita pelos técnicos de nosso setor governamental, responsáveis pela análise dos relatórios de pesquisa mineral. / The present thesis covers the problem to delineate protection areas around both natural sources and wellheads that produce mineral Waters, according the present legal concerns. A methodology to define such perimeters is described and applied. It is based on the hydraulic conductivity of the porous medium and bacteriological decay as function of the contaminant transit time in the medium. According the methodology here proposed for natural sources of mineral water, three perimeters are calculated and delineated: Immediate Zone (obligatory zone, independent of the geology and fixed to 10 meters); Near Zone (preferentially for bacteriological contamination protection) and Far Zone (Border of the recharge area). That methodology, based on porous medium real data, showed to of easy application and understanding in the three geological situations tested. It was also accepted by governmental agencies responsible by the evaluation of the reports for mineral exploration.

As famosas \"águas minerais\" dos municípios de Águas de Lindóia e Lindóia têm sua circulação condicionada aos fraturamentos das rochas pertencentes ao Complexo Amparo. Os estudos da geologia e sua história evolutiva são importantes para o melhor entendimento da origem, dos mecanismos de circulação e mineralização das águas exploradas na área. Desta forma, as direções de fraturas de maior ocorrência e aquelas que se encontram abertas são definidas, através de análise de fraturamento, e correlacionadas com as tendências de maior capacidade específica e vazão. As análises químicas das águas das fontes e poços tubulares indicam baixa mineralização, com teores de STD em torno de 100 mg/l. Estas classificam-se, principalmente, como bicarbonatadas mistas e cálcicas, caracterizando águas enriquecidas de elementos provenientes dos processos de alteração de minerais silicatados de rochas de composição granítica. A hidrólise é o principal processo modificador das águas, seguida secundariamente pelos processos de troca de bases e oxi-redução. Através das relações hidroquímicas nota-se que estas águas possuem curto tempo de residência. Os valores dos isótopos de \'\'delta\' POT. 18\'O e \'\'delta\' POT. 2\'H apontam a origem meteórica destas águas e áreas de recarga diferentes, bem como detectam o fenômeno da evaporação, indicando a influência climática nas águas da área. A monitoração dos pontos selecionados determinou que alguns elementos ou parâmetros físico-químicos possuem correlação direta ou inversa com os índices pluviométricos e outros parecem estar sob influência dos processos de alteração. No tocante ao Código de Águas Minerais (decreto lei n° 7841 de 08/08/45), este está sendo reestruturado e atualizado, face ao desenvolvimento tecnológico e científico adquirido nestes 45 anos. Todavia, neste trabalho se discute o uso da radioatividade do gás radônio-222 como parâmetro classificatório de águas minerais, devido a sua natureza instável e periculosidade à saúde humana. / The underground circulation of the so-called \"mineral waters\" of Águas de Lindóia and Lindóia is conditioned by fractures of Complex Amparo crystallinne rocks. The geologic studies and its evolutionary history are so important for understanding the origin, circulation and mineralization of these explored waters. The analysis of the fractures pointed to the most frequent directions and to the orientation of the opened ones. These are important parameters for knowing the highest values of water discharges and specific capacities. The chemical analysis of the waters both from springs and wells pointed to low mineralization with about 100 mg/l TDS. The bicarbonated calcic and calcic-magnesian content was interpreted as coming from alteration processes of silicate minerals. Hydrolisis is the most important alteration process following by the ionic exchange and oxi-reduction. These waters has low residence time too. The isotopes de \'\'delta\' POT. 18\'O e \'\'delta\' POT. 2\'H concentrations indicate the meteoric origin, diferent recharge zones and evaporation phenomena in the springs and wells waters on the study area. The select points of monitoration determine that some elements or parameters has direct or inverse correlation with the pluviometric values. Uncorrelated parameters and elements resulted from alteration processes. The \"Código de Águas Minerais\" (August \'8 POT. th\', 1945) are now being reestructured and put up-to-date, in view of the advanced tecnological and scientific development in the last 45 years. The Radon-222 radioactivity used to classification of mineral waters in this legislation is dubious because it is unstable (3,82 days) and may be dangerous to human health.

Este trabalho objetivou mostrar a viabilidade de utilização da modelação matemática tridimensional como uma metodologia a ser aplicada para a definição das Zonas de Contribuição das captações de água subterrânea. A área piloto escolhida foi o município de Caçapava, localizado na porção leste do Estado de São Paulo, sendo 99% abastecido por água subterrânea. O entendimento do sistema hidrogeológico, obtido através da interpretação dos dados geológicos, hidrológicos e dos poços existentes, permitiu a construção do modelo conceitual da área modelada, que foi, então, traduzido para uma forma matemática, dando origem ao modelo matemático. Na área foram identificados dois tipos de aquíferos: o Sedimentar e o Cristalino. O Aquífero Sedimentar foi subdividido nas unidades hidrogeológicas Superior, de menor produtividade, e Inferior, principal aquífero da área. O fluxo regional da água subterrânea é em direção ao rio Paraíba, com as drenagens secundárias atuando como áreas de descarga local. Os mapas potenciométricos construídos para diferentes períodos mostraram que a superfície potenciométrica, a partir da década de 80, vem se alterando formando um extenso cone de depressão causado pela concentração de poços de grande vazão (acima de 1000 m³/d) na porção sul da zona urbana. O balanço hídrico calculado para as bacias hidrográficas dos córregos Caçapava Velha e Divisa forneceram valores de escoamento básico de 7.193 m³/d e 17.147 m³/d, respectivamente. A partir deste modelo conceitual da área, foi construído o modelo matemático utilizando o programa tridimensional de diferenças finitas MODFLOW (desenvolvido por McDonald & Harbaugh 1988). A área modelada concentrou-se apenas na porção sul do município, em função da distribuição das informações existentes. A calibração do modelo matemático foi efetuada considerando dois cenários. Na situação \'sem bombeamento\' foi simulada a superfície potenciométrica sem a interferência de poços, utilizando os níveis de água de poços antigos e o valor do escoamento básico dos córregos Caçapava Velha e Divisa como parâmetros de calibração. A outra situação simulada foi \'com bombeamento\', onde utilizou-se para a calibração, os níveis dinâmicos dos poços de abastecimento e de alguns poços particulares isolados. A definição das Zonas de Contribuição dos poços de abastecimento, considerando a taxa de bombeamento medida em maio/1996, foi obtida utilizando-se o programa MODPATH (desenvolvido por Pollock 1989). As Zonas de Contribuição definidas apresentam uma interferência entre si devido à proximidade dos poços, sendo que abrangem grande parte da porção sul do município, adotando-se, portanto, os tempos de trânsito de 10 e 50 anos para a avaliação do risco de contaminação. Apenas os poços SA13, SA20, SA21, SA23, SA24 e SAVM1 apresentam maiores riscos de contaminação provenientes de áreas com tanques de armazenamento de combustíveis, de uma indústria e por acidentes na ferrovia ou na rodovia, devendo ser implantados poços de monitoramento para avaliar a qualidade da água subterrânea. A aplicação da modelação matemática tridimensional, utilizando dados existentes, mostrou-se viável para a definição da Zona de Contribuição das captações de água subterrânea, permitindo considerar as heterogeneidades do meio e mudanças nos cenários de bombeamento, além de possibilitar a avaliação de diferentes tempos de trânsito para a delimitação dos Perímetros de Proteção. A modelação matemática permite uma maior precisão na determinação da Zona de Contribuição quando comparado a outras metodologias mais simples, promovendo uma proteção mais eficaz da água subterrânea. Portanto, a modelação matemática tridimensional é uma ferramenta que deve ser aplicada em outros locais para fins de delimitação dos Perímetros de Proteção de Poços e Outras Captações e também para subsidiar o gerenciamento dos recursos hídricos subterrâneos. / The present work had the purpose of demonstrating the viability of using the threedimensional mathematical modeling as a methodology to be applied for the definition of Zone of Contribution of groundwater sources. The chosen area was the Municipality of Caçapava on the East region of São Paulo State, supplied with 99% of groundwater. The understanding of the hydrogeologic system, acquired through the interpretation of geological and hydrological data and from the existing wells, allowed the construction of the conceptual model of the area, what was converted into a mathematical form originating the three-dimensional mathematical model. Two types of aquifers were identified in the area: the Sedimentary and the Crystalline. The Sedimentary Aquifer was subdivided into the Superior hydrogeologic unit of lower productivity and the Inferior hydrogeologic unit, the main aquifer in the area. The regional flux of groundwater is toward Paraíba river, with the secondary drainage acting as areas of local discharge. The potentiometric maps built for different periods showed that the water table, from the years 80, are being altered forming a large cone of depression, caused by the concentration of wells of high pumping rate (above 1000 m³/d) in the South area of urban zone. The calculated water balance for the hydrographical basins of Caçapava Velha and Divisa streams supplied baseflow values of 7193 m³/d and 17147 m³/d, respectively. From the conceptual model of the area, a mathematical model was constructed using the three-dimensional finite difference computer code MODFLOW (McDonald & Harbaugh 1988). The model domain is concentrated only in the South area of the Municipality of Caçapava due to the distribution of the existing data. The calibration of the mathematical model was done considering two situations. In the \'pre-stressed\' situation it was simulated a water table without the interference of wells, using the water level of old wells and the baseflow values of Caçapava Velha and Divisa streams as calibration parameters. The other setting was called \'stressed\' situation, and the dynamic level of supplying wells and some isolated wells were used for the calibration. Considering the pumping rate measured in May/1996, the definition of the Zones of Contribution for the supplying wells was obtained through the use of MODPATH computer code (Pollock 1989). The defined Zones of Contribution spread over a large area in the South of model domain and show an interference between themselves due to wells proximity. To risk assessment of groundwater contamination, it was adopted Zones of Transport of 10 and 50 years. Only the wells SA13, SA20, SA21, SA23, SA24 and SAVMl showed higher contamination risks originated from storage tanks areas, from an industry and from railway and road accidents, making necessary to install monitoring wells to assess the groundwater quality. The three-dimensional mathematical modeling application, using existing data, showed its viability for the definition of the Zones of Contribution of groundwater supplies. This tool permits to consider the heterogeneities of the hydrogeological system and changes in the pumping rates. lt also allows the assessment of the diferent time-of-travel for delineation of Protection Areas. The mathematical modeling is more accurate in the Zone of Contribution delineation when compared to other simpler methodologies, promoting a more effective protection of groundwater. The three-dimensional mathematical modeling is a tool that should be applied in other areas with the purpose of delimiting Wellhead Protection Areas and also to subsidize the management of groundwater resources.

A área estudada está localizada na porção oeste do Estado de São Paulo, em terreno formado por depósitos sedimentares da Formação Adamantina, Grupo Bauru, Cretáceo Superior. Os objetivos do estudo foram o monitoramento, através de uma estação piloto, do comportamento hidrodinâmico e hidrogeoquímico das zonas não saturada e saturada. Os resultados demonstraram que diversas variáveis devem ser consideradas nos processos estudados, inclusive as de natureza antrópica. A pesquisa mostrou também uma resposta de tempo muito curto do nível freático aos eventos de precipitação pluvial, assim como a heterogeneidade espacial do ponto de vista hidrogeoquímico, em razão das diferentes combinações de variáveis de natureza litológica, estrutural, pedológica, hidrológica, da vegetação e de formas de ocupação e uso do terreno. / The area under study is located in the western portion of the State of São Paulo and it is composed by cretaceous sedimentary deposits of the Adamantina Formation, Bauru Group. The objective of the study was monitoring, by means of a pilot station, the hydrodynamical and hydrogeochemical behavior of the unsaturated and saturated zones of these deposits. The results showed that several variables must be considered as involved in the processes under survey, including the anthropic ones. The research also showed a short time response on the water table level to rain events and a spatial hydrogeochemical heterogeneity, because of different ways of combining variables which are involved, such as lithological and structural features, the behavior of the soils, as well the vegetation and the forms of land use.

A área estudada está localizada no município de Novo Horizonte, situado no centro-oeste do Estado de São Paulo. Na região, ocorrem sedimentos cretáceos do Grupo Bauru que constituem um aqüífero livre e poroso, explorado para fins de abastecimento doméstico e industrial. Sobre este aqüífero, cuja extensão no Estado de São Paulo é de 104.000 Km quadrados, a atividade canavieira tem apresentado um grande crescimento, fazendo com que um grande volume de vinhaça, se infiltre no solo e cause uma considerável poluição hídrica, já considerada crítica em certas áreas. Este trabalho enfoca a problemática da infiltração da vizinhança numa área piloto do aqüífero Bauru. Seu objetivo básico foi o desenvolvimento de metodologia de campo para determinação do impacto dessa prática. Os resultados obtidos nesta pesquisa caracterizam claramente os impactos que a infiltração da vinhaça causa à água subterrânea, tornando-a inadequada para o consumo humano. Os seguintes parâmetros excederam os padrões de potabilidade: o nitrogênio amoniacal foi encontrado com valores entre >0,005 e 8,8 mg/l; o magnésio, entre 12,0 e 210,0 mg/l; o alumínio, entre >0,02 e 23,0 mg/l; o ferro, entre >0,005 e 60,0 mg/l; o manganês, entre 5,0 e 60,0 mg/l; e o cloreto, entre 4,0 e 640,0 mg/l. Face aos resultados obtidos, faz-se necessário aplicar urgentemente a legislação que permita efetiva proteção dos recursos hídricos subterrâneos, principalmente porque a atividade em questão gera grande volume de efluente, disposto diretamente sobre importantes domínios aqüíferos do Estado de São Paulo, na forma de infiltração ou fertirrigação. / The study area is located in Novo Horizonte which is in the central west region of the state of São Paulo. The geology of the area is characterized by Cretaceous deposits of Bauru Group which is underlain by the Serra Geral Formation. The extent of Cretaceous aquifer in the state of São Paulo is 104.000 Km² (square kilometres) and therefore constitutes a major exploitable aquifer. This aquifer is used for domestic and industrial water supplies. Sugar cane milling is a major economic activity in the region and sugar cane is widely cultived over the aquifer. Groundwater may become polluted from the sugar cane milling process from the infiltration of molasses (alchool production residues). Many milling operations produce large volumes of molasses and groundwater pollution, from molasses infiltration, is considered high in these areas. This thesis focuses on the problem of molasses infiltration in the pilot area of Bauru aquifer. The main purpose of the study has been to develop field methodology to determine the impact of molasses infiltration. The results of this research indicate molasses infiltration has caused the groundwater to become polluted making it inadequate for human consuption. The following measures were found in water wich exceeded drinking water standards: ammonia nitrogen >0.005mg/1 to 9.8 mg/1; magnesium 12.0 to 210.0 mg/1; aluminum >0.02 to 23.0 mg/1; iron 5.0 to 60.0 mg/1 and chloride 4.0 to 640.0 mg/1. The results from this research suggest the aplicability of existing legislation could allow effective protection of groundwater resources. Presentely sugar cane milling generates large volumes of effluents which are directly disposed on important aquifers in state of São Paulo by infiltration or liquid fertilization (irrigation). These sugar cane milling practices must abid by legislation to protect potable groundwater.

A área de afloramento do aqüífero Caiuá no Estado do Paraná, região noroeste do Estado do Paraná, sobre a qual está inserida a área de pesquisa, contém mais de 160 municípios, sendo os mais populosos os de Umuarama, Paranavaí, Cianorte e Nova Esperança, com respectivamente 90.878, 72.972, 52.437 e 25.877 habitantes. O aproveitamento da água subterrânea, captada principalmente por poços tubulares, tem sido utilizado em grande quantidade, principalmente como fonte no sistema de abastecimento público dos municípios. Os objetivos principais foram o estudo e interpretação das condições gerais de ocorrência das águas subterrâneas do aqüífero Caiuá no Estado do Paraná, pelas suas condições hidráulicas, geológicas e hidrogeoquímicas, bem como o estabelecimento dos parâmetros de reservas de águas subterrâneas, fornecendo subsídios para uso racional na exploração agrícola, doméstica, industrial e comercial deste aqüífero. Foi realizado um cadastramento geralde 168 poços para a quantificação e qualificação da água subterrânea nessa região, abordando a localização de poços tubulares perfurados por toda a região noroeste do estado do Paraná, tendo por finalidade o relacionamento dos dadostécnico-construtivos de cada obra, principalmente os de localização geográfica, profundidade, vazão, níveis d\'água, ano de perfuração, entradas d\'água, perfil geológico, bem como análises químicas. As maiores espessuras saturadas do aquífero estão na porção centro-noroeste e centro-sudoeste da área aflorante e as menores espessuras nas porções marginais de contato leste e sul com a Formação Serra Geral, verificando-se, também, uma inclinação regional da superfície potenciométrica nadireção E-W, no sentido da calha do rio Paraná, refletindo, mesmo que grosseiramente, o comportamento geral das camadas das formações da Bacia Sedimentar do Paraná nesta região. A análise cadastral revelou uma vazão média de 15,3 m3/h para este aqüífero, com ) capacidade específica média de 0,8 m3/h.m, sendo que 38,5% dos poços possuem vazões menores do que 5,0 m3/h e apenas 4,6% com vazões maiores do que 50,0 m3/h. A partir de testes de bombeamento, foi possível a obtenção dos principais parâmetros hidrodinâmicos: Transmissividade e condutividade hidráulica, que têm em seus valores médios, 1,28 x \'10 POT.2\'m2/dia e 3,22 x \'10 POT.-1\' m/dia, em que os maiores valores de localizam-se na porção centro-noroeste da área, coincidindo com a área de maior espessura saturada do Aqüífero. Através do diagrama de Piper com as águas do aqüífero Caiuá no Paraná, sustenta-se o caráter bicarbonatado cálcico a calco-magnesiano, com uma distribuição relativamente difusa. Tal composição coaduna-se relativamente com a tipologia química para águas deste aqüífero na Bacia do Paraná. A reserva permanente do Aqüífeo no Paraná, calculada em função da porosidade efetiva, da área de ocorrência e da espessura saturada média foi estimada em 4,5 x \'10 POT.11\'m3, enquanto que a reserva reguladora, calculada através da análise das curvas de recessão dos rios, foi estimada em 6,7 x \'10 POT.9\'m3/ano. / The aim of this work was the study and interpretation of the general conditions of groundwater of Caiuá aquifer through its hydraulic, geological and hydrogeochemical conditions as well as the determination of the groundwater resource parameters, giving support to the rational use in agricultural, domestic, industrial and commercial exploitation of this aquifer. The area of Caiuá aquifer in Paraná state comprises more than 160 cities, including Umuarama, Paranavaí, Cianorte and Nova Esperança. The groundwater picked up by tubular wells has been used as source of water supply in many cities. A survey of 168 tubular wells of the northwest region of Paraná state was carried out with respect to geographic location, depth, discharge, water level, drilling year, geological profile and chemical analyses with the objective of relate the technical-constructive data of each construction. The highest saturated thicknesses of the aquifer are located in the center-northwest and center-southwest and the smallest ones are in the boundaries of the Serra Geral formation. A regional dipping of the hydraulic head was noticed in the E-W direction, showing the general behavior of the Paraná sedimentary basin sheets in this region. The survey showed and average discharge of 15,3 m³/h, with specific capacity of 0,8 m³/h.m, with 38,5% of the wells having discharges lesser than 5,0 m³/h and only 4,6% showing discharges higher than 50,0 m³/h. Using pumping tests, it was possible to obtain the main hydrodynamic parameters: transmissivity and hydraulic conductivity, with average values of 1,28 x 10² m²/day and 3,22 x 10¹ m/day, respectively. The major values are located in the center-northwest portion, the area with the highest saturated thickness of the aquifer. Through the PIPER diagram with the waters of Caiuá aquifer, the bicarbonated-calcic and calcic-magnesic characters were maintained, with a relatively diffuse distribution. This composition, in great part, agrees with the chemical typology for waters of this aquifer in the Paraná Basin. The permanent reserve of the aquifer in Paraná state, calculated in function of the effective porosity, the area of occurrence and the average saturated thickness was estimated in 4,5 x 10¹¹ m³, while the regulator reserve, estimated through the analyses of the recession curves of the rivers was 6,7 x 10 m³/year.

As águas subterrâneas do Sistema Aquífero Bauru constituem uma das mais exploradas fontes de água potável do Estado de São Paulo, graças ás suas características de ampla distribuição geográfica e pouca profundidade de exploração, acarretando menores investimentos. Além disto suas águas são, na sua maioria, de boa qualidade para consumo humano. A área de estudo abrange a faixa do Estado de São Paulo que vai de São Manoel no centro do estado, seguindo num eixo rumo noroeste até Presidente Epitácio no extremo oeste do estado. Esta faixa tem cerca de 380 km de extensão e segue aproximadamente a mesma orientação do Rio Paranapanema. As características químicas e isotópicas das águas analisadas, associadas ás características hidrogeológicas dos poços amostrados, nos permite estabelecer relações entre as águas provenientes destes três Sistemas Aquíferos, que são os mais importantes do estado. O principal objetivo deste trabalho é caracterizar, do ponto de vista hidroquimico e isotópico, as águas subterrâneas amostradas, avaliando a relação entre as águas do Sistema Aquífero Bauru e as águas dos Sistemas Aquíferos Serra Geral e Botucatu, sotopostos. Essa caracterização permite conhecer melhor a origem e evolução das águas subterrâneas estudadas. As análises hidroquímicas revelam que as águas do Sistema Aquífero Bauru são, de um modo geral, pouco mineralizadas, classificando-se principalmente como bicarbonatadas cácicas ou magnesianas. Os resultados isotópicos de \'delta\'\'ANTPOT.2 H\', \'delta\' \'ANTPOT.18 O\' mostram que todas as águas analisadas são de origem meteórica. Os resultados \'delta\'\'ANTPOT.13 C\' nas águas subterrâneas do Sistema Aquífero Bauru estão coerentes com as características hidrogeológicas dessa água. As pequenas diferenças observadas entre as regiões de Marilía e Tupã podem ser explicadas por características litológicas distintas. Os resultados de \'delta\'\'ANTPOT.13 C\' e de \'ANTPOT.14 C\' nas águas subterrâneas do Sistema Aquífero Botucatu mostram alguns valores incompatíveis com as características hidrogeológicas dos poços amostrados, revelando assim possíveis misturas de águas mais jovens de outros aquíferos, causadas por problemas no revestimento dos poços. / The Bauru Aquifer System is higly exploited um the State of São Paulo due to its availability, low drilling price and good water quality. The area of investigation includes de southwestern part of the State of São Paulo and follows a crossection from the border of the Paraná Basin to its central part. In the east it covers the city of São Manuel and in the west it reaches the city of Presidente Epitácio. It has about 380 km of length and follows the Paranapanema River Valley. The aim of this study, carried out based on a combined hydrogeochemical and environmental isotope investigation, is the better understanding of the origin and flow process of these groundwaters and their hydrochemical behaviours. Hydrochemical results reveal that the Bauru groundwaters are weakly mineralized, mainly calcium and/or magnesium bicarbonate. The \'delta\'\'ANTPOT.2 H\', \'delta\'\'ANTPOT.18 O\' results show, that groundwaters are of meteoric origin. The \'ANTPOT.13 C\' content in the Bauru groundwaters show a concordance with their hydrogeological characteristic. The little differences observed between Marilia and Tupã can be attributed to lithological differences. The \'delta\'\'ANTPOT.13 C\' e de \'ANTPOT.14 C\' results is deep Botucatu groundwaters reveal some incompatibilities whith the hydrogeological characteristics of the sampled wells, indicating an admixture of young surface near groundwaters, due probably to casing problems.

O presente trabalho tem como objetivo estabelecer as bases tecno-científicas que permitam ao poder público estadual e municipal desenvolver programas de proteção e controle da contaminação das águas subterrâneas no Estado de São Paulo, a partir do disciplinamento do uso do solo. O texto é dividido em duas partes, na primeira, são discutidas as principais estratégias de proteção dos recursos hídricos subterrâneos utilizadas ou em experimentação em vários países europeus e americanos, análisando as mais adequadas à realidade paulista. Na segunda parte, estas estratégias são aplicadas ao Estado de São Paulo, com a definição de áreas de maior risco de contaminação dos aquíferos, pela identificação das cargas contaminantes potenciais e mapeamento da vulnerabilidade dos aquíferos (l:500.000). Para o estabelecimento de um programa de proteção continuado, em uma destas áreas de maior risco, no município de São José dos Campos, foi desenvolvido um estudo de maior detalhe (l:25.000), onde o planejamento e o uso atual do solo foram avaliados frente à vulnerabilidade e risco e aos perímetros de proteção de poços (PPP). Os trabalhos em território paulista permitiram traçar, através do método GOD, três níveis de vulnerabilidade dos aquíferos sedimentares nas bacias do Paraná e Vale do Paraíba (escala 1:500.000). As cargas contaminantes potenciais instaladas foram cadastradas e classificadas segundo três índices de perigo de geração de cargas ao aquífero. Foram analisadas 1.650 indústrias no Estado (exceto os da RMSP), definindo 526 de importância para as águas subterrâneas. A geração de resíduos sólidos foi estudada para a quase totalidade dos municípios, e em 73 localidades os empreendimentos foram localizados em cartas 1:50.000 e l:500.00). Fontes associadas a sistemas de saneamento in situ foram também analisadas, 11% e 9% dos municípios foram classificados como de elevado e moderado potencial de infiltração de nitratos, respectivamente. Quanto aos pesticidas, dos 573 municípios analisados, 57 mostraram índices elevados, 363 moderados e 140 reduzido. Para herbicidas, acaricidas e fungicidas os perfis se distribuiram de forma similar. Para os fertilizantes nitrogenados, os maiores problemas estão associados às culturas de cana de açúcar, citrus e anuais. As cavas de extração de minérios metálicos (30 atividades) foram também consideradas, embora mostrando pouca expressão em área e carga. A vulnerabilidade e carga contaminante definiram as seguintes áreas de maior risco no Estado: a região de Ribeirão Preto/Franca e arredores; Bauru; Vale do Paraíba (junto a São José dos Campos, e de Taubaté a Pindamonhangaba); Grande Campinas; além da zona de afloramento do Aquífero Botucatu-Pirambóia. Em São José dos Campos o mapeamento de vulnerabilidade definiu quatro áreas e avaliou que os maiores riscos de contaminação estavam associados às atividades industriais (5 fábricas), postos de serviço (15 empreendimentos), deposição de resíduos sólidos (16 áreas de entulho e 1 lixão) e urbanizações irregulares (12 favelas e 4 loteamentos). Para o traçado dos perímetros de proteção de poços (PPP) foram utilizadas três técnicas: raio fixo calculado, fluxo uniforme e numérico, calculadora com base nos tempos de bombeamento e de trânsito das águas subterrâneas de 50, 365 e 3650 dias. Entre estes métodos, o mais adequado para as condições da área de estudos, onde os dados hidrogeológicos disponíveis são pouco confiáveis, foi o do fluxo uniforme. O método numérico, com uso do programa Flowpath (2D, estado estacionário) mostrou restrições pela ausência de informações de drenagens verticais e piezometria real dos poços. Para o método do fluxo uniforme, 11 indústrias encontravam-se dentro da zona de captura para estado estacionário, bem como 19 postos de serviço, 2 favelas e 1 cemitério. As atividades assinaladas, tanto as definidas pelo mapeamento de vulnerabilidade, como pelos PPPs, devem ser alvos de um estudo de maior detalhamento, incluindo, quando for o caso, programas de monitoração do tipo ofensivo. Independentemente destes estudos, é necessária a implantação de monitoramento do tipo vigilância sanitária, nos poços públicos onde suas zonas de captura, tenham atingido alguma das atividades cadastradas. Os estudos desenvolvidos permitiram definir linhas de ação para um programa de proteção dos recursos hídricos subterrâneos, tanto para situações de fontes contaminantes potenciais já instaladas como para fontes futuras. O uso conjunto e complementar do mapeamento de vulnerabilidade e PPPs mostrou-se adequado às situações estudadas e passíveis de serem extrapoladas a outros municípios paulistas. / The present work aims to bring out technical bases to a disciplined use of soil in order to allow the state and municipality public power to carry out programs on protection and controlling of ground water against contaminators in the State of São Paulo. The first part of this text presents critical discussions about the main strategies to the protection of groundwater resources, both under way or on probation in several European and American countries. Those more adequate to the reality of the São Paulo State are then delineated. In the second part, these strategies, i. e. identification of potential subsurface contaminant load and mapping of vulnerability of aquifers (l:500.00), have been adopted to define areas in the State of São Paulo where more risk of contamination in aquifers is usually found. A more detailed study (l:25.000) has been carried out in the area of the city of São José dos Campos, in order to establish a continued protection program on one of these more risky areas, through which the use of the soil has been evaluated in respect is vulnerability and risk to the Wellhead Protection Areas (WHPA). The work on the territory of São Paulo State has made it possible to define, following the GOD method, three levels of vulnerability to the sedimentary aquifers in Paraná and Paraíba Basins (scale 1:500.000). Those potential contaminant loads already settled have been recorded and classified according to three indices of contaminant load into the aquifer. 1650 plants have been checked out in the State (except those of \"Região Metropolitana de São Paulo\"), from which 526 have been considered important to groundwater. Generation of solid waste has been investigated for most of the municipalities and in 73 of them the underground storage tanks have been marked on 1:50.00 and 1:500.000 maps. Areas with on situ sanitation systems have also been checked, 11% and 9% of the municipalities have been classified as of high and moderate nitrate infiltration potentiality, respectively. As to pesticides, from the 573 municipalities analysed, 57 have shown high indices, 363 moderate and 14O reduced. As to herbicides, acaricides and fungicides the profiles have shown similar distribution. As to nitrogen fertilizers, the most serious problems have shown to be associated to sugar cane, citrus and annuals cultures. The quarries for ore extraction (30 activities) have also been considered, although they show little expression in area and load. The vulnerability and contaminant load have defined the following risk areas in the State of São Paulo: Ribeirão Preto/Franca and surroundings, Bauru, Vale do Paraíba (the area close to São José dos Campos, and that extending from Taubaté to Pindamonhangaba) and Grande Campinas besides the outcropping zone of Botucatu-Pirambóia Aquifer. In São José dos Campos the vulnerability mapping has defined four areas whose risk of contamination are associated to industrial activities (5 plants), service stations (15 underground storage tanks), deposition of solid waste (16 areas of rubbish and garbage and 1 waste tip) and irregular urbanization (12 slums and 4 irregular urbanization). In order to trace the Well Head Protection Areas (WHPA), three techniques have been used: calculated fixed ratio, uniform flux and numerical methods, which have been calculated based on time of pumping and transit of groundwater in 50, 365, 3650 days. Among these methods the most adequate one to the conditions of the studied area has been the uniform flux as hydrogeologic data are poorly available. The numerical method which use the Flowpath program (2D, steady state) has shown restriction due to the lacking of information on the vertical drainage and real piezometry of the wells. As to the uniform flux method, 11 plants have been located within the capture zone for steady state, as well as 19 service stations, 2 slams and 1 cemetery. The activities so far defined either by mapping of vulnerability, or by WHPA, must become targets of more detailed studies, which should include groundwater offensive detection monitoring programs, whenever needed. Independently of these studies, it is urgent the installation of groundwater monitoring program (potable water supply surveillance), in public wells where their capture zones have reached any of the registered activities. The present study have allowed to define technical lines for a protection program of groundwater resources against both potential contaminant resources already settled and the future ones. The complementary use of both vulnerability mapping and WHPA has proved adequate to the studied situations and it is likely to be assigned to other municipalities of São Paulo.

O presente trabalho visou a análise da produtividade de poços tubulares, e o conhecimento das condições de ocorrência da água subterrânea e da geometria dos sistemas aqüíferos, com o intuito de subsidiar o gerenciamento dos recursos hídricos subterrâneos. A área estudada engloba os limites jurisdicionais dos municípios de Sorocaba e de Itu, e toda a extensão da Folha de Salto de Pirapora (1:50.000). Foram utilizados 576 poços que explotam água dos sistemas aqüíferos Tubarão e Cristalino na borda leste da Bacia Sedimentar do Paraná, na faixa de transição entre a Depressão Periférica Paulista e o Planalto Atlântico. O Sistema Aqüífero Tubarão ocorre na parte ocidental da área, ocupando cerca de dois terços da mesma, e sobrepõe-se aos Sistema Aqüífero Cristalino que aflora somente no terço restante oriental da área estudada. O Sistema Aqüífero Tubarão corresponde aos sedimentos do Subgrupo Itararé enquanto que Sistema Aqüífero Cristalino é representado predominantemente por metassedimentos do Grupo São Roque, rochas granitóides diversas e gnaisses do Complexo Itapira. Na análise global dos valores médios de capacidade específica dos poços, o Sistema Aqüífero Cristalino (0,44 \'m POT.3\'/h/m) apresentou-se como o mais produtivo, sendo sua capacidade de produção cerca de três vezes superior a do Sistema Aqüífero Tubarão (0,14 \'m POT.3\'/h/m). Os poços que explotam ambos sistemas aqüíferos (poços mistos) com 0,30 \'m POT.3\'/h/m (dobro do tubarão), classificaram-se numa posição intermediária. A profundidade média dos poços é menor no Cristalino (117m), seguido dos poços do Sistema Aqüífero Tubarão (136 m) e mais profundos nos poços mistos (145 m). Como resultado da análise efetuada, foram definidas 12 zonas de produtividade similar, que reúnem características hidrogeológicas e/ou condições de ocorrência de água subterrâneas distintas. A maioria destas zonas, foi subdividida em 2 ou 3 subzonas, totalizando 22 compartimentos. A zona 1, com a maior capacidade específica média (0,77 \'m POT.3\'/h/m), apresenta um grande número de \"poços mistos\", e localiza-se na região sudoeste do município de Sorocaba. A zona mais produtiva encontrada no Sistema Aqüífero Tubarão, com poços que explotam exclusivamente este sistema, situa-se na porção noroeste da área estudada, no Município de Itu, apresentando capacidade específica média de 0,28 \'m POT.3\'/h/m (zona 5). A análise do Mapa Potenciométrico, que representa o fluxo regional, indicou fluxos preferenciais com direções variadas, porém, rumando para as drenagens principais da área estudada, definindo um modelo de aqüífero de circulação rápida. Em relação aos condicionantes hidrogeológicos, verificou-se que as melhores produtividades foram obtidas em poços localizados junto aos lineamentos de drenagem de direções entre N-S e NW. Nos poços do Sistema Cristalino e naqueles que explotam ambos os sistemas aqüíferos (poços mistos), os melhores resultados foram obtidos nas feições geomorfológicas do tipo vale. Para os poços que explotam o Sistema Aqüífero Tubarão os melhores resultados foram obtidos em poços localizados nas feições geomorfológicas do tipo vertente. Para o Sistema Aqüífero Tubarão foram encontradas as seguintes espessuras: aproximadamente 300m (máxima) a oeste de Itu e noroeste de Sorocaba; entre 100 e 150 m na Folha de Salto de Pirapora e também na porção sul do Município de Sorocaba: e cerca de 50m em Araçoiaba da Serra. Após a análise da disponibilidade, e de consumo de água subterrânea, foram obtidos os seguintes resultados (válidos para o início da década de 90): 1 - no município de Salto de Pirapora, ainda existia uma disponibilidade positiva de 133,6 \'m POT. 3\'/h; 2 - em Itu havia um equilíbrio entre a disponibilidade e o consumo; 3 - o Município de Sorocaba já registrava desequilíbrio acentuado. Dos 386 poços com informações sobre o estado de conservação, registraram-se 291 ativos e 95 inativos. Dos inativos, foram encontrados: 31 abandonados (sem perspectiva de uso futuro); 35 desativados; 18 parados; 5 soterrados; e 6 ainda não instalados. / The purpose of this work was to analyse the productivity of wells, to know the groundwater conditions and the geometry of aquifer systems, in order to subsidize the management of groundwater resources. The studied area comprehends the municipalities of Sorocaba and Itu, and the total extension of the Salta de Pirapora cartographic map (IBGE, 1:50,000 scale). A database of 576 wells was used for this work. Those wells exploit groundwater from the Tubarão and Cristalino aquifer systems and they are located on the estern side of Paraná Sedimentary Basin, in the transition area between the Depressão Periférica Paulista and the Atlantic Plateau. The Tubarão Aquifer System occur on the Western side of the area, occupying about two-thirds of it and overlaps the Cristallino Aquifer System which outcrops only in one-third of the Eastern side of the studied area. The Tubarão Aquifer System corresponds to the sediments of Itararé Subgroup while the Cristalino Aquifer System is represented mainly by metassediments of São Roque Group, varios granitic rocks and gneisses of the Itapira Complex. The best results on average well specific capacity refer to the Cristalino Aquifer System (0.44 m³/h/m). Wells that exploit both Tubarão and Cristalino aquifers correspond to intermediate values of average specific capacity (0.30 m³/h/m) and the lowest results refer to the Tubarão Aquifer System (0.14 m³/h/m). The average well depth corresponds to 117 m in the Cristalino Aquifer, to 136 m in the Tubarão Aquifer and to 145 m in wells exploiting both aquifers. The analysis allowed the delimitation of 12 zones of similar groundwater productivity based on the hydrogeologic characteristics as well as on the type of groundwater occurrence. Most of these zones were subdivided in 2 or 3 subzones which resulted in a total of 22 compartments. The highest value of average specific capacity (0.77 m³/h/m) refers to Zone 1 which is situated on the southwestern area of the municipality of Sorocaba, and it involves a large number of wells that exploited both aquifers. The highest values of groundwater productivity, referring to wells that exclusively exploit the Tubarão Aquifer System, occur in the northwestern area of the municipality of Itu (Zone 5 - average specific capacity of about 0.28 m³/h/m). The potential Aquifers Map represents the regional groundwater flow in which varied directions of preferential flow were indicated. However, these flow directions rout out to the main drainage network of the study area which defines a fast circulation aquifer model. The best results for groundwater productivity were obtained from the wells located in the proximity of N-S and NW oriented structural drainage lineaments. For the wells in the Cristalino Aquifer Systems and those exploiting both aquifers the best results were observed in the valleys. For the Tubarão Aquifer System the best groundwater productivity was observed in wells located on slopes. The maximum thickness of the Tubarão Aquifer System is as follows: approximately 300 m in the area of the Salto de Pirapora Cartographic Map and in the southern area of Sorocaba; and around 50 m in Araçoiaba da Serra. The analysis of the regional groundwater consumption and availability concerning the early 90\'s presented the following results: 1) there was still a positive average availability of about 133.6 m³/h for the Municipality of Salto de Pirapora; 2) consumption and availability in the Municipality of Sorocaba. From the 386 wells in the dataset, 291 were registered as active and 95 as inactive. From those inactive ones, 31 were registered as abandoned, 35 as terminated, 18 as temporarily inactive, 5 as buried and 6 as not yet installed.

A importância da água subterrânea reside no fato de ser a água essencial à vida e, muitas vezes, ser esta a única fonte de água, ou representar uma porção significante da água total utilizada por uma cidade. A maioria dos habitantes e dos subúrbios, 90% das indústrias e quase 50% dos habitantes urbanos do Brasil usam água subterrânea (Rebouças, 1988). Nos Estados Unidos aproximadamente metade da população serve-se de água subterrânea para beber e cerca de 95% da população rural depende de água subterrânea. A água subterrânea constitui então uma reserva estratégica. Ela representa 95% do volume de água doce do globo e apesar da abundância em quantidade é extremamente susceptível à degradação de sua qualidade por focos de poluição. Mais grave ainda é o fato de que uma vez poluída, a descontaminação do aqüífero até um nível de zero de concentração não pode ser obtida, ou então, a um custo financeiro muito elevado, consegue-se remediar esta poluição a um nível aceitável acima de zero. O desafio, então, que enfrentam as municipalidades empenhadas no fornecimento de água de boa qualidade aos seus cidadãos é duplo: a) proteção de seus poços municipais (o ponto de suprimento mais comumente usado) para prevenir que sejam contaminados e b) remediação dos aqüíferos que, acidentalmente ou por negligência, acabaram sofrendo contaminação. Tendo em mente a importância deste assunto o governo americano estabeleceu em 1987 o Wellhead Protection Program (Programa de Proteção de Poços (PPP)), inspirado em programas similares europeus, para a delineação de Wellhead Protection Areas (Áreas de Proteção de Poços (APP)) para todos os poços municipais. Devido ao quase total desconhecimento do assunto pelos órgãos brasileiros, e à importância do assunto, esta dissertação de tese de mestrado aplica modelação matemática para investigar os efeitos dos principais parâmetros hidrogeológicos e processos envolvidos tanto em prevenção (APP) de contaminantes como em remediação. Embora prevenção e remediação usem modelos matemáticos similares estes são assuntos claramente distintos, que merecem tratamento individual. Esta tese, então, foi dividida em duas partes: Parte I: investiga os efeitos dos principais parâmetros hidrogeológicos na fase de prevenção de contaminação de água subterrânea para poços municipais, quando as APPs são delineadas; Parte II: investiga os efeitos de heterogeneidade geológica, parâmetros hidráulicos e processos atenuantes de transporte sobre o tempo e os esquemas de remediação, quando, apesar dos PPPs, ocorre contaminação e os níveis de concentração dos contaminantes precisam ser reduzidos a níveis aceitáveis para proteger a saúde pública e o meio ambiente natural. Na parte I os efeitos dos seguintes parâmetros em APPs foram investigados, através de modelos de fluxo analíticos e numéricos: 1-gradiente regional; 2-transmissividade; 3-anisotropia; 4-falhamento; 5-pososidade efetiva. Na parte II foram investigados, através de modelos de transporte advectivo e dispersivo, os seguintes parâmetros: 1-dispersividade; 2-retardamento; 3-heterogeneidade. Entre os muitos resultados mostrados nesta tese pode-se citar: 1- Para um poço único, bombeando em aqüífero homogêneo e isotrópico, e usando o Modelo Analítico de Fluxo Uniforme, a largura da APP desenvolvida é inversamente afetada pelo aumento da condutividade hidráulica, da espessura e do gradiente do aqüífero onde se encontra o poço a ser protegido, e diretamente afetados pelo aumento da taxa de bombeamento deste poço; 2- O desenvolvimento da APP não ocorre na direção perpendicular a linhas eqüipotenciais perfeitamente eqüidistantes e paralelas, se a anisotropia deste aqüífero for levada em consideração; 3- A condição assintótica da concentração de contaminantes em água subterrânea sujeita a bombeamento e tratamento mostrou estar sujeita a ter como causa heterogeneidades do aqüífero, que envolve meios de baixa e de alta condutividade hidráulica onde ocorre o desenvolvimento da zona que contribui água para o poço. Em poços de remediação esta condição pode representar um aumento significativo do tempo necessário de bombeamento até que uma concentração menor pré-estabelecida seja obtida; 4- A heterogeneidade é, de todos os parâmetros investigados, aquele que causa os efeitos mais dramáticos em APPs e em esquemas de remediação. / The importance of groundwater resides in the fact that it is essential to life and, many times, it is the only source of water, or it represents a significant portion of the total water used in a city. The majority of the inhabitants living in rural and suburban areas, 90% of the industries and almost 50% of the urban inhabitants in Brazil use groundwater (Rebouças, 1988). In the United States, approximately half of the population utilizes groundwater for drinking and about 95% of the rural population depends on groundwater. Groundwater is, then, a strategic resource. It represents 95% of the volume of the fresh water of the globe, and, despite its abundancy in quantity, it is extremely susceptible to degradation of its quality by pollution sources. Even worse is the fact that once pollution occurs, the complete cleanup of the aquifer (levels of zero concentration) likely will not be possible. Even to remediate to non-zero acceptable levels will have high financial costs (the average cleanup cost for superfund sites in the U.S. is 20 million dollars) The challenge, then, that the municipalities face to supply good quality water to their citizens is double: a)protection of municipal wellheads (the most common supply) to prevent their being contaminated and b)remediation of the aquifers that, by accident or by negligence, end up being contaminated. With the importance of this subject in mind, the American government established in 1987 the Wellhead Protection Program (Programa de Protecao de Pocos PPP)), inspired by similar European programs, for the delineation of the Wellhead Protection Area (Area de Protecao de Pocos (APP)) for each municipal wellhead. Due to the almost total lack of knowledge of this subject by Brazilian organizations, and to its critical importance, this master\'s thesis applies mathematical modeling to investigate the effects of the principal hydrogeologic parameters and processes involved in prevention (APP) of contamination as well as in its remediation. Although prevention and remediation use similar mathematical models, they are clearly distinct subjects, and they deserve individual treatment. The thesis, then, is divided into two parts: Part I: Investigate the effects of the principal hydrogeologic parameters on the delineation of APPs (to prevent groundwater contamination). Part II: Investigate the effects of geologic heterogeneity, hydraulic parameters and transport attenuation processes on the total time for remediation, when, despite the PPPs, contamination occurs and the concentration levels of the contaminants need to be reduced to acceptable levels to protect the public health and the natural environment. In part I the effects of the following parameters on APPs were investigated through analytical and numerical flow models: 1- regional gradient; 2- transmissivity; 3- anisotropy; 4- faults; 5- effective porosity. In part II the following parameters were investigated through the use of advective and dispersive transport models: 1- dispersivity; 2- retardation; 3- heterogeneity. The following are some of the results found in this thesis: 1- For a single well, pumping in a homogeneous isotropic aquifer, and using the Uniform Flow Analytical Model, the boundary limit of the developed APP is inversely proportional to the hydraulic conductivity, the thickness and the gradient of the aquifer and directly proportional to the pumping rate of the well. 2- The development of the APP in isotropic, homogeneous, sloping aquifers produces elipsoidal-shaped drawdown and equipotential curves. The simulation of the above situation, however, produces perfect circular drawdown curves because the available mathematical models for microcomputers do not account for the slope of the aquifer base, as suggested by Hantush (1964). If anisotropy is present, the simulated drawdown curves are elipsoidal (like the theoretical drawdown curves). 3- The asymptotic condition of the concentration of the contaminants in groundwater, subject to pump and treat, is shown to be able to be caused by heterogeneities of the aquifer, which involve areas of low and high hydraulic conductivity located throughout the contribution zone of the aquifer. 4- Of all the parameters investigated, hydraulic conductivity heterogeneity is the one that causes the most dramatic effects on APPs and remediation schemes.