Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / En regiones áridas el agua subterránea constituye la principal fuente de agua para distintos usos. Teniendo en cuenta que la recarga principal de los acuíferos aluviales se origina durante eventos esporádicos de inundación que pueden ocurrir cada periodos secos prolongados sin ninguna recarga, es importante comprender la interacción entre el agua superficial y subterránea durante y después de dichos eventos para evaluar las tasas de recarga, gestionar y planificar de forma óptima el uso de los limitados recursos hídricos. La infiltración está controlada temporal y espacialmente por las fluctuaciones de la altura de escurrimiento, que junto a las propiedades de retención y condición de humedad del suelo determinan el gradiente hidráulico en la interface agua-sedimento y el volumen disponible para recargar. Por otro lado, en zonas áridas el espesor de la zona no saturada es típicamente grande, por lo que puede pasar un tiempo largo entre que ocurre la infiltración y se recarga el acuífero. Hoy en día, la medición in-situ de estos factores y la estimación espacio temporal de la recarga siguen siendo un desafío. Esto motiva la aplicación de un modelo totalmente acoplado de flujo superficial-subsuperficial basado en procesos físicos para estudiar los mecanismos de recarga durante y después de un evento extremo de inundación registrado en un valle aluvial del norte de Chile. El modelo calibrado para reproducir la tendencia general de los niveles de agua subterránea y caudal superficial observado permite investigar la magnitud y distribución temporal y espacial de la recarga del sistema, la cual se estimó en un 41\% del volumen de la crecida. Considerando diferentes parámetros superficiales y subterráneos, y diferentes condiciones iniciales de saturación se identifican variables y mecanismos que controlan la recarga originada por eventos extremos de inundación en el valle, y se extiende la discusión para mejoras en la aplicación de este tipo de modelos en sistemas hidrológicos similares, los cuales son comunes a otras regiones áridas del mundo.

El objetivo de la Tesis es mostrar, a partir de un balance energético dimensionable y contrastable, la viabilidad de un sistema de recarga de baterías de tracción de Vehículos Eléctricos de manera simultánea a la producción dentro de la llamada “ventana fotovoltaica”, como garantía de que la electricidad producida para la movilidad eléctrica no dependa de los combustibles fósiles que están inevitablemente presentes en el “share” energético global para, de esta manera, reducir el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera por parte del sector del transporte. Y el intercambio de baterías es presentado como la alternativa para resolver el problema de la simultaneidad entre la producción fotovoltaica y la utilización del vehículo, y para vencer la barrera del tiempo de recarga. Si el vehículo eléctrico está llamado a ser el sustituto natural del convencional y las energías renovables están llamadas a ser las sustitutas naturales de las convencionales, es necesario comprobar la viabilidad del binomio “Vehículo Eléctrico - Energías Renovables” y el desarrollo conjunto de ambas. Siendo una realidad que el Vehículo Eléctrico ya es un producto al alcance del gran público, no es menos cierto que el grado de penetración del mismo está teniendo lugar a un nivel infinitamente inferior al esperado, en parte como consecuencia del elevado coste del VE y la situación económica global, en parte porque la usabilidad del VE y el vehículo convencional no es la misma al no disponer el VE de autonomía, tiempo de recarga e infraestructura de recarga comparables a su homólogo convencional, y en parte como consecuencia del mantenimiento del status-quo existente entre los fabricantes de vehículos y las empresas suministradoras de combustibles fósiles que intentan frenar lo máximo posible el proceso de electrificación del sector de transporte. Por otro lado, es también una realidad el drástico descenso en los costes de los equipos de producción de electricidad fotovoltaica en los últimos años, sobre todo los paneles solares y los onduladores DC-AC, de forma que cada Watio instalado viene a costar, en promedio, 5 veces menos que en 2007 y las instalaciones son rentables por sí mismas sin necesidad de mecanismos de subvención externos. Todo ello ha facilitado que a día de hoy dispongamos de un escenario de Balance Neto (Autoconsumo con intercambio con la red) viable que ha abierto la puerta a las Smart Grids en las cuales el punto de recarga del Vehículo Eléctrico es sin duda uno de los protagonistas del escenario futuro. Y puesto que tanto las instalaciones fotovoltaicas a pequeña escala como el vehículo eléctrico son 2 campos emergentes con mucho desarrollo todavía por delante, el autor ha querido relacionar ambos a nivel dimensional y justificar que el futuro crecimiento conjunto de ambos puede contribuir enormemente a la reducción progresiva de la emisión de gases contaminantes a la atmósfera por parte del sector del transporte.

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

A Bacia do Alto Tietê (BAT) abriga uma população de 19,5 milhões de pessoas numa área de 5.985 km2, correspondendo aproximadamente ao contorno da região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A BAT é composta por dois sistemas aqüíferos principais: o Sistema Aqüífero Sedimentar (SAS) (1.452 km2) e o Sistema Aqüífero Cristalino (CAS) (4.238 km2). A importância da água subterrânea na RMSP tem crescido significativamente nos últimos 20 anos. Diversas indústrias e condomínios têm utilizado a água subterrânea como fonte complementar e muitas vezes exclusive de abastecimento de água, extraindo um volume que corresponde a cerca de 13% do volume total de água distribuído pelas companhias de abastecimento público. Apesar de sua importância, pouco se sabe sobre a qualidade e quantidade de água que abastece esses sistemas aqüíferos. Além disso, em áreas urbanas, a influência antrópica causa mudanças aos padrões de recarga natural dos sistemas aqüíferos. Este estudo teve os seguintes objetivos: i) estimar a recarga no SAS em duas áreas com diferentes padrões de ocupação urbana (alta e baixa densidade de impermeabilização), utilizando diferentes métodos (flutuação dos níveis de água, aproximações darcinianas, hidroquímica, isótopos estáveis); e ii) determinar a origem da água de recarga (vazamentos do sistema de água e esgoto ou infiltração natural de chuva). Os períodos mais chuvosos e mais secos para ambas as áreas foi janeiro e agosto, respectivamente, e a precipitação total para a área menos urbanizada. O método de flutuação dos níveis de água estimou um valor de recarga natural para a área menos urbanizada de 246 mm/a e 183 mm/a para a área densamente urbanizada. Um valor de 481 mm/a foi obtido pelas aproximações darcinianas para a área mais urbanizada e 311 mm/a para a área menos urbanizada e, se as estimativas forem precisas, a diferença entre os resultados dos diferentes métodos indica a soma das fontes de recarga antrópicas (respectivamente 298 mm/a e 65 mm/a). A análise dos dados químicos de Na+, Cl-, NO3 -, NH4 + e SO42- demonstrou a presença de vazamentos extensivos do sistema de esgoto em ambas as áreas. Os resultados dos isótopos em NO3 - para a área urbanizada (enriquecimento de ?15N e ?18O) e dados químicos (DOC, HCO3-) indicam que a desnitrificação tem papel importante na atenuação do nitrato no aqüífero. Os dados de níveis de água, da zona não saturada e isótopos ambientais indicam que chuvas menores que 20 mm/dia ou 100 mm/mês não são capazes de recarregar o aqüífero. Os dados de ?18O e ? 2H coletados em ambas as áreas apresentam-se sobre uma linha de mistura entre as assinaturas da chuva (maior que 100 mm/mês) e água do sistema de abastecimento público, indicando a contribuição destas fontes distintas na recarga dos aqüíferos (contribuição urbana de 14% na recarga da área menos urbanizada e 67% na área mais urbanizada, corroborando os resultados dos outros métodos). Os dados obtidos neste estudo indicam que vazamentos do sistema de esgoto e de água de abastecimento têm papel fundamental na recarga do aqüífero e na qualidade da água subterrânea. / The Upper Tiete Watershed (UTW) has a population of 19.5 million in an area of 5,985 km2, which corresponds approximately to the contour of the Metropolitan Region of Sao Paulo (MRSP), Brazil. The UTW is comprised of two major aquifer systems: the Sedimentary Aquifer System (SAS) (1,452 km2) and the Crystalline Aquifer System (CAS) (4,238 km2). The importance of groundwater in the MRSP has increased substantially during the last 20 years. Several industries and condominiums are using groundwater as a complementary and often exclusive source of water supply, extracting a volume that corresponds to approximately 13% of the total volume of water distributed by the public supply companies. Despite their importance, not much is known about the quality and quantity of the water that recharge these aquifer systems. Besides, in urban areas, the anthropogenic influence causes changes to the natural water recharge patterns of the aquifer systems. This study had the following objectives: i) estimating the recharge of the SAS in two areas with different land use patterns (high and low density of paved surfaces), using different methods (water table fluctuation, Darcyan approach, hydrochemistry, environmental isotopes); and ii) determining the origin of the recharge water (leakage of supply water and sewerage system or natural infiltration of rainfall). The rainiest and driest months for both areas were January and August, respectively, and the total precipitation for the densely paved area was 1,193 mm and 1,407 mm for the least-paved area. The water table fluctuation methodology estimated that natural recharge for the poorly urbanized area is 246 mm/a and 183 mm/a for the densely urbanized area. A value of 481 mm/a was obtained through the Darcyan approach for the more urbanized area and 311 mm/a for the less urbanized area and, if the estimations are accurate, the difference between the results of the different methods indicates the sum of the anthropogenic recharge sources (respectively 298 mm/a and 65 mm/a). Analysis of chemical data for Na+, Cl-, NO3 -, NH4 + and SO42- showed the presence of extensive sewerage leakage in both areas. Results from isotopes in NO3- for the urbanized area (enrichment of ?15N and ?18O) and chemical data (DOC, HCO3-) indicated that denitrification plays an important role in attenuating the nitrate in the aquifer. The data from water levels, the unsaturated zone and environmental isotopes indicate that rainfall volumes lower than 20 mm/day or 100 mm/month are not able to recharge the aquifer. Data from ?18O and ? 2H collected in both areas lie on a mixing line between the fingerprints of precipitation water (higher than 100 mm/month) and water from the public supply system, indicating the contribution of these distinct sources to the recharge of the aquifers (urban contribution of 14% for the recharge of the less urbanized area and 67% in the more urbanized area, corroborating the results of other methods). The data obtained in this study indicates that leakage of the sewage and water distribution system plays a major role in the recharge of the aquifer and groundwater quality.

Esta tese apresenta um estudo da integração das características geológico geotécnicas da região de São Carlos que condicionam o processo de recarga do aquífero constituído pelos arenitos da Formação Botucatu. Dentre as características avaliadas, destacam-se os parâmetros de condutividade hidráulica, de retenção de poluentes e de distribuição de poros, além das informações sobre a distribuição e ocorrência dos materiais geológicos, profundidade do nível de água, uso do solo e superfícies de difração hídrica. Tais informações foram obtidas a partir de trabalhos integrados de escritório, campo e laboratório, sendo os resultados gerados na forma de mapas considerados fundamentais para a elaboração de modelos destinados à avaliação de recarga. Foi também realizado na região monitoramento pluviográfico das chuvas, bem como dos níveis de água e de umidade da zona não saturada através de poços e tensiômetros, respectivamente. As informações integradas e os dados de monitoramento foram utilizados em simulações no programa Mike-She, que considerou os diferentes aspectos geológico-geotécnicos no estudo de avaliação das taxas de recarga. O estudo demonstrou a importância da variabilidade dos materiais geológicos, das características geológico-geotécnicas e da dinâmica das águas para a adequada avaliação das taxas de recarga de aqüífero e de fluxo dos poluentes. / This thesis presents an integrated study of the geological and geotechnical characteristics of São Carlos region which influence the recharge process of the aquifer composed of sandstones of the Botucatu Formation. Among the assessed characteristics, it can be distinguished the parameters of ydraulic conductivity, retention of pollutants and pore distribution, also information about the distribution and occurrence of the geologic materials, groundwater depth, land use and water diffraction surfaces. Such data were obtained from desk study, field and laboratory integrated works, with the results being generated in the form of maps considered fundamental to the development of models for recharge assessment. In the region, it was also conducted monitoring of rainfall, groundwater levels and water content of the unsaturated zone through pluviograph, monitoring wells and tensiometers, respectively. The integrated information and monitoring data were used in the Mike-She software simulations, which considered the different geological and geotechnical aspects in the study for assessment of the recharge rates. The study demonstrated the importance of variability of geological materials, geological and geotechnical characteristics and dynamics of water for the adequate assessment of the aquifer recharge and transport of pollutants.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a vulnerabilidade natural à contaminação do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) no estado do Paraná, bem como realizar uma comparação dos métodos DRASTIC e GOD, visando estabelecer vantagens e desvantagens da aplicação cada método. A vulnerabilidade natural à contaminação indica a sensibilidade à poluição de um aquífero a partir de suas características intrínsecas. Para que fosse realizada a avaliação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC, foi necessária a estimativa das taxas de recarga das águas subterrâneas na área de estudo. Para isso, foram aplicados e comparados dois métodos: balanço hídrico e separação do escoamento de base. No método DRASTIC, adaptações foram feitas nos parâmetros A (Meio Aquífero), em que foi utilizada a densidade de lineamentos; I (Impacto da Zona Vadosa), em que foi avaliada a aptidão dos solos para disposição de resíduos sólidos; e C (Condutividade Hidráulica), em que foram utilizados valores de transmissividade. Estas adaptações tiveram como objetivo adequar o método à avaliação da vulnerabilidade em aquíferos fraturados. Os mapas de vulnerabilidade pelos métodos DRASTIC e GOD foram comparados através da normalização dos índices, visando inseri-los em um mesmo intervalo. Para a estimativa de recarga, os resultados apresentaram taxas média por bacia variando de 156 a 489 mm/ano pelo método da separação do escoamento de base e de 179 a 365 mm/ano pelo método do balanço hídrico. As diferenças apresentadas podem ser consideradas como aceitáveis, se considerados as diversas incertezas envolvidas no processo de estimativa de recarga e o fato de que os métodos utilizam dados diferentes na análise. Quanto ao mapeamento da vulnerabilidade natural à contaminação, o método DRASTIC apresentou graus de vulnerabilidade baixa (5,01%), moderada (83,13%) e elevada (11,85%). Já o método GOD apresentou vulnerabilidades baixa (66,21%), moderada (0,67%), alta (14,32%) e extrema (18,81%). As principais diferenças relativas entre os dois métodos ocorreram em locais onde a vulnerabilidade é determinada por parâmetros que não são mútuos dos métodos. De maneira geral, o método DRASTIC se mostrou mais restritivo quanto ao uso e ocupação do solo que o método GOD, pois apresentou índices mais elevados de vulnerabilidade quando considerada a área de estudo como um todo. O método DRASTIC apresentou maior grau de detalhe na avaliação e mais valores intermediários. Já o método GOD apresentou variação brusca dos índices em muitas regiões. Isso se deve principalmente ao fato de que este utiliza apenas três parâmetros em sua avaliação, enquanto o DRASTIC utiliza sete. Apesar do método DRASTIC apresentar resultados mais satisfatórios, a escolha do método deve estar condicionada à disponibilidade de dados e de recursos humanos e financeiros. Ambos os métodos podem ser utilizados em estudos regionais, entretanto, os resultados aqui obtidos devem ser utilizados com cautela em estudos que requerem maior grau de detalhe. / This paper aimed to evaluate natural vulnerability to contamination on Serra Geral Aquifer System (SASG) in Paraná state, Brazil, as well as comparing DRASTIC and GOD methods, aiming to stablish advantages and disadvantages of each method. Natural vulnerability to contamination indicates the sensibility to pollution of an aquifer considering its intrinsic characteristics. In order to carry out the evaluation through DRASTIC method, it was necessary to estimate groundwater recharge rates in the study area. To do so, two methods were applied and compared: baseflow separation and water balance. Concerning the DRASTIC method, some adaptations were made in the following parameters: A (Aquifer Media), in which was used lineaments density; I (Impact of Vadose Zone), in which was considered the soil capacity to receive solid waste; and C (Hydraulic Conductivity), in which was used aquifer transmissivity. These adaptations aimed to adapt the method for vulnerability evaluation on fractured aquifers. Vulnerability maps by DRASTIC and GOD were compared through index normalization, inserting them at the same interval. For recharge estimation, results showed average values per basin of 156 to 489 mm/year by baseflow separation and 179 to 365 mm/year by water balance. The differences can be considered as acceptable when considered the various uncertainties involved and the fact that the methods uses different data on the analysis. Concerning the natural vulnerability to contamination mapping, DRASTIC method showed the following levels of vulnerability: low (5,01%), moderate (83,13%) and high (11,85%). GOD method showed the following levels: low (66,21%), moderate (0,67%), high (14,32%) and extreme (18,81%). The main differences related to both methods occurred in areas where the vulnerability is determined by mutual parameters. In general, DRASTIC method showed to be more restrictive in terms of land use than GOD, as it presented high indexes when considered all the study area. DRASTIC method showed a higher level of spatial detail and more intermediary values. The GOD method showed abrupt variation of indexes in many areas. This happens mainly because this method uses only three parameters on the evaluation, while DRASTIC uses seven. Although DRASTIC method presented more satisfactory results, the choice must be conditioned to data, human and financial resources availability. Both methods can be used in regional studies, but, the results showed in this paper must be used with caution in studies that requires higher levels of detail.

Esta tese apresenta um estudo da integração das características geológico geotécnicas da região de São Carlos que condicionam o processo de recarga do aquífero constituído pelos arenitos da Formação Botucatu. Dentre as características avaliadas, destacam-se os parâmetros de condutividade hidráulica, de retenção de poluentes e de distribuição de poros, além das informações sobre a distribuição e ocorrência dos materiais geológicos, profundidade do nível de água, uso do solo e superfícies de difração hídrica. Tais informações foram obtidas a partir de trabalhos integrados de escritório, campo e laboratório, sendo os resultados gerados na forma de mapas considerados fundamentais para a elaboração de modelos destinados à avaliação de recarga. Foi também realizado na região monitoramento pluviográfico das chuvas, bem como dos níveis de água e de umidade da zona não saturada através de poços e tensiômetros, respectivamente. As informações integradas e os dados de monitoramento foram utilizados em simulações no programa Mike-She, que considerou os diferentes aspectos geológico-geotécnicos no estudo de avaliação das taxas de recarga. O estudo demonstrou a importância da variabilidade dos materiais geológicos, das características geológico-geotécnicas e da dinâmica das águas para a adequada avaliação das taxas de recarga de aqüífero e de fluxo dos poluentes. / This thesis presents an integrated study of the geological and geotechnical characteristics of São Carlos region which influence the recharge process of the aquifer composed of sandstones of the Botucatu Formation. Among the assessed characteristics, it can be distinguished the parameters of ydraulic conductivity, retention of pollutants and pore distribution, also information about the distribution and occurrence of the geologic materials, groundwater depth, land use and water diffraction surfaces. Such data were obtained from desk study, field and laboratory integrated works, with the results being generated in the form of maps considered fundamental to the development of models for recharge assessment. In the region, it was also conducted monitoring of rainfall, groundwater levels and water content of the unsaturated zone through pluviograph, monitoring wells and tensiometers, respectively. The integrated information and monitoring data were used in the Mike-She software simulations, which considered the different geological and geotechnical aspects in the study for assessment of the recharge rates. The study demonstrated the importance of variability of geological materials, geological and geotechnical characteristics and dynamics of water for the adequate assessment of the aquifer recharge and transport of pollutants.

Water is vital to life, essential to the development of humanity in health, social and economic levels, having strategic importance to the productive sectors and thus playing a key role in generating wealth and ecosystem maintenance. The present study aimed to record the variability of electrical conductivity and temperature of groundwater in shallow wells, and estimate direct recharge of the Guarani Aquifer System, in your outcrop zones over a hydrological year, between October 2012 to September 2013. The survey was conducted in two adjacent watersheds of the river Vacacaí-Mirim, in the Santa Maria region, inserted in the Central Depression of Rio Grande do Sul, on the Paraná Sedimentary Basin edge. Was recorded the electrical conductivity, temperature and the fluctuation of water level in three monitoring wells, designated P05, P06 and P07, with depths of 31, 20 and 15 meters respectively. Pressure transducers were configured to perform readings of groundwater level and temperature, often from hour to hour, at 05 and 07 wells. There were 24 measurement campaigns, with fortnightly basis, the three monitoring wells, enrolling in the entire water column, conductivity and water temperature. There was obtained an amplitude variation of the water level in the order of 3.05 m in the well 05, in the highest position, in the order of 1.55 m in the well 06 in an intermediate position, while the well 07, located in alluvial plain, was only 0.82 m in saturated sedimentary rocks all year. For the electrical conductivity of groundwater were obtained yearly averages ranging from 35.9 to 58.8 μS/ cm in wells 05 and 06, while the well 07 yielded higher annual average of up to 106.5 μS/cm. The average temperatures of the water column in the monitoring wells showed a range of variation of 1.0 oC , 2.8 oC and 1.6 oC, correspondingly to the wells 05, 06 and 07. Regarding the estimation of the direct recharge of the aquifer, was used to Water Table Fluctuation method (WTF). Was estimated the recharge of 38.95% in the well 05, and 18.31% in 07 well, considering the total annual rainfall in the period of 1.887 mm. The estimated results of groundwater recharge were similar to those found in previous research. We observed the variability in temperature as the electrical conductivity of the groundwater, possibly related to the position occupied in the landscape wells, as well as characteristics of the constituent materials of the sandstones matrix, formers unconfined aquifer. / A água é uma substância vital para a vida, indispensável ao desenvolvimento da humanidade em todos os níveis da saúde, sociais e econômicos, tendo importância estratégica para os setores produtivos e, portanto, desempenhando papel fundamental na geração de riquezas e manutenção dos ecossistemas. O presente estudo teve como objetivos, registrar a variabilidade espaço-temporal da condutividade elétrica e da temperatura da água subterrânea, em poços rasos, bem como estimar a recarga direta do Sistema Aquífero Guarani, em sua zona de afloramentos, durante um ano hidrológico, de Outubro de 2012 a Setembro de 2013. A pesquisa foi realizada em duas microbacias contíguas do rio Vacacaí-Mirim, na região de Santa Maria, inserida na Depressão Central do Estado do Rio Grande do Sul, na borda da Bacia Sedimentar do Paraná. Registrou-se a condutividade elétrica, a temperatura e a flutuação do nível da água em três poços de monitoramento, denominados P05, P06 e P07, com profundidades de 31, 20 e 15 metros respectivamente. Foram utilizados transdutores de pressão configurados para realizar leituras de nível freático e de temperatura, com frequência de hora em hora, nos poços 05 e 07. Realizaram-se 24 campanhas de medição, com frequência quinzenal, nos três poços de monitoramento, registrando-se em toda a coluna de água, a condutividade elétrica e a temperatura da água. Obteve-se uma amplitude da variação do nível freático da ordem de 3,05 m para o poço 05 em posição mais elevada, da ordem de 1,55 m para o poço 06 em posição intermediária, enquanto que no poço 07, localizado na planície aluvial, foi de apenas 0,82 m, em rochas sedimentares saturadas o ano todo. Para a condutividade elétrica da água subterrânea, obtiveram-se médias anuais variando de 35,9 a 58,8 μS/cm nos poços 05 e 06, enquanto que no poço 07 obtiveram-se médias anuais mais elevadas, de até 106,5 μS/cm. As temperaturas médias da coluna de água nos poços de monitoramento apresentaram uma faixa de variação de 1,0oC, 1,6oC e 2,8oC, correspondentemente aos poços 05, 06 e 07. Com relação à estimativa da recarga direta do aquífero, utilizou-se o método Water Table Fluctuation. Estimou-se a recarga de 38,95% no poço 05, e de 18,31% no poço 07, considerando-se a precipitação pluviométrica total anual ocorrida no período, de 1.887 mm. Os resultados estimados de recarga subterrânea foram semelhantes aos encontrados em pesquisas anteriores. Registrou-se a variabilidade tanto da temperatura quanto da condutividade elétrica da água subterrânea, possivelmente relacionada à posição dos poços ocupada na paisagem, bem como às características dos materiais constituintes da matriz dos arenitos, formadores de aquífero livre.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a vulnerabilidade natural à contaminação do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) no estado do Paraná, bem como realizar uma comparação dos métodos DRASTIC e GOD, visando estabelecer vantagens e desvantagens da aplicação cada método. A vulnerabilidade natural à contaminação indica a sensibilidade à poluição de um aquífero a partir de suas características intrínsecas. Para que fosse realizada a avaliação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC, foi necessária a estimativa das taxas de recarga das águas subterrâneas na área de estudo. Para isso, foram aplicados e comparados dois métodos: balanço hídrico e separação do escoamento de base. No método DRASTIC, adaptações foram feitas nos parâmetros A (Meio Aquífero), em que foi utilizada a densidade de lineamentos; I (Impacto da Zona Vadosa), em que foi avaliada a aptidão dos solos para disposição de resíduos sólidos; e C (Condutividade Hidráulica), em que foram utilizados valores de transmissividade. Estas adaptações tiveram como objetivo adequar o método à avaliação da vulnerabilidade em aquíferos fraturados. Os mapas de vulnerabilidade pelos métodos DRASTIC e GOD foram comparados através da normalização dos índices, visando inseri-los em um mesmo intervalo. Para a estimativa de recarga, os resultados apresentaram taxas média por bacia variando de 156 a 489 mm/ano pelo método da separação do escoamento de base e de 179 a 365 mm/ano pelo método do balanço hídrico. As diferenças apresentadas podem ser consideradas como aceitáveis, se considerados as diversas incertezas envolvidas no processo de estimativa de recarga e o fato de que os métodos utilizam dados diferentes na análise. Quanto ao mapeamento da vulnerabilidade natural à contaminação, o método DRASTIC apresentou graus de vulnerabilidade baixa (5,01%), moderada (83,13%) e elevada (11,85%). Já o método GOD apresentou vulnerabilidades baixa (66,21%), moderada (0,67%), alta (14,32%) e extrema (18,81%). As principais diferenças relativas entre os dois métodos ocorreram em locais onde a vulnerabilidade é determinada por parâmetros que não são mútuos dos métodos. De maneira geral, o método DRASTIC se mostrou mais restritivo quanto ao uso e ocupação do solo que o método GOD, pois apresentou índices mais elevados de vulnerabilidade quando considerada a área de estudo como um todo. O método DRASTIC apresentou maior grau de detalhe na avaliação e mais valores intermediários. Já o método GOD apresentou variação brusca dos índices em muitas regiões. Isso se deve principalmente ao fato de que este utiliza apenas três parâmetros em sua avaliação, enquanto o DRASTIC utiliza sete. Apesar do método DRASTIC apresentar resultados mais satisfatórios, a escolha do método deve estar condicionada à disponibilidade de dados e de recursos humanos e financeiros. Ambos os métodos podem ser utilizados em estudos regionais, entretanto, os resultados aqui obtidos devem ser utilizados com cautela em estudos que requerem maior grau de detalhe. / This paper aimed to evaluate natural vulnerability to contamination on Serra Geral Aquifer System (SASG) in Paraná state, Brazil, as well as comparing DRASTIC and GOD methods, aiming to stablish advantages and disadvantages of each method. Natural vulnerability to contamination indicates the sensibility to pollution of an aquifer considering its intrinsic characteristics. In order to carry out the evaluation through DRASTIC method, it was necessary to estimate groundwater recharge rates in the study area. To do so, two methods were applied and compared: baseflow separation and water balance. Concerning the DRASTIC method, some adaptations were made in the following parameters: A (Aquifer Media), in which was used lineaments density; I (Impact of Vadose Zone), in which was considered the soil capacity to receive solid waste; and C (Hydraulic Conductivity), in which was used aquifer transmissivity. These adaptations aimed to adapt the method for vulnerability evaluation on fractured aquifers. Vulnerability maps by DRASTIC and GOD were compared through index normalization, inserting them at the same interval. For recharge estimation, results showed average values per basin of 156 to 489 mm/year by baseflow separation and 179 to 365 mm/year by water balance. The differences can be considered as acceptable when considered the various uncertainties involved and the fact that the methods uses different data on the analysis. Concerning the natural vulnerability to contamination mapping, DRASTIC method showed the following levels of vulnerability: low (5,01%), moderate (83,13%) and high (11,85%). GOD method showed the following levels: low (66,21%), moderate (0,67%), high (14,32%) and extreme (18,81%). The main differences related to both methods occurred in areas where the vulnerability is determined by mutual parameters. In general, DRASTIC method showed to be more restrictive in terms of land use than GOD, as it presented high indexes when considered all the study area. DRASTIC method showed a higher level of spatial detail and more intermediary values. The GOD method showed abrupt variation of indexes in many areas. This happens mainly because this method uses only three parameters on the evaluation, while DRASTIC uses seven. Although DRASTIC method presented more satisfactory results, the choice must be conditioned to data, human and financial resources availability. Both methods can be used in regional studies, but, the results showed in this paper must be used with caution in studies that requires higher levels of detail.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The intention in this work is to study (locally) the fluctuation system of groundwater levels in two small watersheds. We selected Rancho do Amaral and Rincão do Soturno small watersheds for being representative of the first order streams which compose the Vacacaí-Mirim river watershed headwaters. Both are located at the border of Paraná Sedimentary Basin, in the central region of the state of Rio Grande do Sul. These small watersheds belong to the municipalities of Itaara and Santa Maria, and they are contributors of the Brazilian hydrographic region South Atlantic. They are considered exceptionally important for the municipality of Santa Maria because they are the main drinking water sources for the DNOS Dam at the Vacacaí-Mirim river. They belong to the system in which water is accumulated and provided to the population. The area under study is part of overlying sandstone in the Botucatu Formation, which belongs to the Guarani Aquifer System. In order to carry out the studies, three monitoring wells were made with equipment measuring the water levels and atmospheric pressure. The equipment was set to automatically take readings every hour. Based on the date collected from the equipment, we mounted a database and applied it to a specific computer program, which allowed us to adopt the Water Table Fluctuation (WTF) method. This method only applies to unconfined aquifers and measures direct groundwater recharges in drainage basins. The recharge was estimated to be 833.0 mm at well number 5; 746.2 mm at well number 6 and 467.2 mm at well number 7 during the period of evaluation. Therefore, the presence of groundwater recharge confirmed our work hypothesis. / A intenção neste trabalho foi de estudar, na situação local, o sistema de flutuação dos níveis de água subterrânea em duas microbacias hidrográficas. Foram selecionadas as microbacias Rancho do Amaral e Rincão do Soturno , por serem representativas de curso de água de primeira ordem, fazendo parte das cabeceiras da bacia hidrográfica do Rio Vacacaí-Mirim. Ambas situadas na borda da Bacia Sedimentar do Paraná, compreendendo a região central do Estado do Rio Grande do Sul. Estas microbacias pertencem aos municípios de Itaara e Santa Maria, e são contribuintes da região hidrográfica brasileira Atlântico Sul. Consideram-se excepcionalmente importantes para o município de Santa Maria/RS, pois são as principais fornecedoras de água potável para a barragem do DNOS, no Rio Vacacaí-Mirim, pertencente ao sistema de acumulação e distribuição de água à população. A área em estudo faz parte de afloramentos de arenitos da Formação Botucatu pertencentes ao Sistema Aquífero Guarani. Para a execução do estudo foram perfurados 3 (três) poços de monitoramento e neles instalados equipamentos de medição de nível de água e de pressão atmosférica, que são automáticos e configurados para realizarem leituras de hora em hora. Com base nos dados obtidos pelos equipamentos montou-se um banco de informações, que, aplicadas a um programa de computador específico, permitiram a adoção do método WTF (Water Table Fluctuation). Este método somente se aplica a aquífero livre e determina a recarga direta dos mananciais de água subterrânea. Estimou-se a recarga em 833 mm no Poço 5; 746,2 mm no Poço 6 e 467,2 mm no Poço 7, durante o período avaliado. A hipótese de trabalho foi comprovada, indicando haver recarga de água subterrânea.