Orientadora : Ernani Francisco da Rosa Filho / Co-orientador : André Virmond Lima Bittencourt / Co-orientador : Donizeti Antonio Giusti / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: O aqüífero Carste está situado na parte norte da Região Metropolitana de Curitiba. A identificação, neste aqüífero, de uma unidade compartimentai com características hidrogeológicas próprias, a qual possa ser extrapolada para o todo, possibilita ao estabelecimento de uma política de uso sustentado e proteção ambiental do mesmo. A proteção e gerenciamento adequado do aqüífero, depende da redefinição da unidade planejamento urbano para a Região Metropolitana de Curitiba, estabelecendo o meio físico como parâmetro de planejamento em substituição à bacia hidrográfica. Até o presente momento, os planos diretores para abastecimento público da cidade de Curitiba e arredores, são fundamentados na utilização de mananciais superficiais, em franco processo de degradação. Uma nova alternativa aventada é o uso do aqüífero carste, com melhor qualidade e menores custos, carecendo no entanto de uma metodologia adequada para o seu estudo. O aqüífero cárstico apresenta uma relação direta com a existência de rochas carbonáticas com grande capacidade de dissolução, representadas pelos mármores. A massa carbonática é condicionada entre délimitantes impermeáveis representadas por cristas de filitos e quartzitos segundo direção preferencial NE-SW e diques de diabásio com direção preferencial de NW-SE. Os diques secionam transversalmente as cristas, originando assim um padrão de unidades losangulares com comportamento hidrogeológico similar entre si. Em cada unidade, afloram dois tipos de rochas, respectivamente rochas carbonáticas e rochas silicatadas, com diferentes aptidões quanto ao uso e ocupação do solo. As zonas de recarga e descarga do aqüífero situadas na área das rochas carbonáticas apresentam maiores a restrições quanto ao uso do que a área das rochas silicatadas. O manejo hídrico combinado das águas superficiais e subterrâneas é possível no compartimento, devido ao caráter impermeável das limitantes e a recarga artificial do mesmo pode promover sua regularização, durante os períodos de superávit hídrico. As vocações naturais de uso para a área do aqüífero Carste são o potencial do manancial subterrâneo para abastecimento público, mineração de calcário, uso agrícola e eco-turismo. Não são recomendados nesta área o acentamento urbano em altas concentrações. / Abstract: Karst aquifer is situated in the north part of Curitiba Metropolitan Area. The identification in this aquifer, of a compartment unit with its own hydrogeological features, that can be extrapolated to the whole area, allow the establishment of a sustainable use and environmental protection policy for the area. An adequated aquifer management and protection, depends on a redefinition of the urban planning unit in Curitiba Metropolitan Area., establishing the physics aspects of the area as a planning parameter, instead the hydrographic basin. Up to now, the master plans of water for public supply to the city of Curitiba and surrounding areas, are based in the surface waters utilization, which are facing high process of environmental degradation. A new alternative is the use of the Karst aquifer, with better water quality and lower costs, but requiring a representative methodology for its study. Karst aquifer is directly related with the existence of highly soluble carbonate rocks, represented by marbles. Carbonate mass is conditioned between impermeable boundaries represented by filite and quartzite crests according to preferential direction NE-SW and NW-SE for a diabase dykes. Dykes cross transversely the crests, resulting in a losangular pattern units with similar hydrogeological aspects. In each unit, we can identify two main lithology the carbonate and silicate rocks, with different ability for the land use and occupation. Aquifer recharge and discharge zones located in carbonate rocks requires more use restriction than the silicated rocks area. Combined surface and ground water hydrical management, is possible in the compartment due to the impermeably of the boundaries and aquifer artificial recharge during the rainy seasons, could promote its regularization. The natural use ability of Karst aquifer area is the ground water potential for public supply, agricultural use, marble mining, ecoturism. The establishment of high urban concentration at this area is not recommended.

Orientador : Eduardo Salamuni / Co-orientador : Sidnei Pires Rostirolla / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A área de estudo abrange o município de Curitiba (PR) e parte dos municípios circunvizinhos englobando geologicamente o embasamento da Bacia Sedimentar de Curitiba (Complexo Atuba). O objetivo central desta pesquisa e apontar parâmetros que possam indicar a favorabilidade na exploração de água subterrânea no aquífero fraturado da bacia caracterizado pelo embasamento. Para tanto foram utilizadas técnicas de analise estrutural tendo por base dados da tectônica e da morfotectonica local. Como ferramentas de modelagem foram aplicadas a estatística clássica, a geoestatistica e Sistemas de Informações Geográficas (SIG's). Estudos anteriores realizados por outros pesquisadores indicam que o aquífero fraturado em questão e condicionado por domínios estruturais que integram grandes sistemas estruturais regionais, estudados através da analise da deformação ruptil, que engloba a definição dos mecanismos estruturais cinemáticos e dinâmicos da trama de fraturas da região de Curitiba e arredores. Neste sentido foi dada ênfase a analise estrutural dos diferentes conjuntos e famílias de fraturas encontradas principalmente em rochas do embasamento. As observações em campo indicam a existência de padrões estruturais aos quais estão associados sistemas de cisalhamento rupteis abertos que servem de condutos preferenciais para a circulação da água subterrânea. As informações obtidas foram organizadas dentro de banco de dados georeferenciados de forma a serem tratadas e analisadas adequadamente pela confecção de diagramas de rosetas e projeções estereográficas através de softwares apropriados. As descontinuidades por onde ha maior fluxo da água subterrânea e consequentemente indicam as áreas de maior potencial no aquífero são aquelas de direção N-S, NESW e NW-SE, sendo este potencial ainda maior na conexão destas estruturas. Paralelamente ao uso do SIG, a criação de Modelos Digitais de Relevo (MDR's) permitiu investigar feições geomorfológicas na área de estudo, com ênfase no traçado dos lineamentos estruturais e o traçado automático da rede de drenagens, utilizando e adaptando funções avançadas do software ArcView GIS 3.2R. A identificação e reclassificação dos traços de fraturas são importantes para definir as propriedades e características que possibilitam a circulação de água subterrânea. Alem disso, foi atualizado e reorganizado o banco de dados hidrogeologicos contendo informações referentes a 1297 poços tubulares profundos no município de Curitiba e arredores, perfurados entre o período de 1950 ate o ano de 2001. Posteriormente, com a modelagem geoestatistica buscou-se encontrar um modelo que melhor se ajustasse aos valores de vazões de 459 casos para então aplicar o método convencional da krigagem, resultando em importantes referenciais nas analises integradas na pesquisa. Finalmente, com o SIG, foi possível realizar o cruzamento das analises estruturais e analises espaciais, contendo a localização dos poços tubulares profundos, resultando em informações preliminares que apontam uma relação entre locais onde ha altas vazões e grandes alinhamentos estruturais de direção N-S, o que indica que estas estruturas geológicas servem como condutos para o fluxo de água subterrânea. / Abstract: The study focused on the Atuba Complex, basement of Curitiba Sedimentary Basin, located at the city of Curitiba (PR) and partially the neighboring cities. The main objective is to point out parameters which can be indicative of the most favorable characteristics for the exploration of groundwater in the basement fractured aquifer. The methodology included structural analysis, based on local tectonic and morphotectonic data. Geostatistical Methods and functions of Geographic Information Systems (GIS) were applied as modeling tools. Previous studies indicated that the basement fractured aquifer is conditioned by structural domains which are part of the greatest regional structural systems. The analysis of the brittle deformation in these systems included the definition of cinematic and dynamic mechanisms, responsible for the presence of fractured aquifer in Curitiba and neighborhood. As a result, the emphasis of the study was the structural analysis of different fractures sets and families, observed mainly in basement rocks. The field data indicated the existence of structural patterns associated to open brittle shear systems which are preferable paths for the circulation of groundwater. These data were organized in a spatial database that provided a readily data access for the subsequent structural analysis with appropriate software. Especially elaboration of rose and stereographic diagrams were used to evaluate and interpret the recorded data. The result shows, among others, that the discontinuities N-S, N20- 30E/SW and N10-20W/SE conduct the highest flow of water and consequently represent the highest potential areas of the aquifer. The aquifer potential is even higher at the connection of these structures. The parallel generated raster based Digital Terrain Model (DTM) was set in to investigate the morphologic nature of the study area and particularly to trace structural lineaments and drainage automatically using advanced and adapted functions of ArcView GIS 3.2R. This spatial Identification of relevant lineaments and their reclassification as fracture traces are basically for the definition of proprieties related to the groundwater circulation. Within the scope of the study, the hydrogeological data base were rebuilt and updated, actually including information of 1297 deep wells of Curitiba and neighborhood, which were drilled between the years of 1950 and 2001. A geostatistic model of the flow rate of 459 wells was developed to examine the applicability of conventional geostatistical methods like kriging as an important reference for the integrated analysis in this research. Finally, within the GIS, it was possible to intersect the results of the structural and spatial analysis with wells locations and consequently to find out the preliminary relation between the highest flow rates and great N-S structural alignments. These geological structures can be considered as paths for groundwater circulation.

Orientador: Paulo Cesar Soares / Co-orientadores: Ernani Francisco da Rosa Filho, Francisco J. Fonseca Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A Bacia de Curitiba, entidade geológica formada no Cenozóico, distribui-se sobre sequências metassedimentares, proterozóicas, e sobre complexos de rochas gnáissico-migmatíticas. A região integra parte do Cinturão Ribeira, cujo registro geológico revela evolução marcada por eventos geológicos policíclicos, os quais produziram zonas fortemente recortadas por descontinuidades estruturais. A área estudada engloba a cidade de Curitiba e parte da região metropolitana. Os sistemas aquíferos da área são representados por lentes de arcósios dispostas entre estratos argilosos da Bacia Sedimentar de Curitiba e, principalmente, por sistemas de fraturas em rochas cristalinas. O objetivo deste trabalho envolve o reconhecimento de controles estruturais estabelecido pela entidade "Bacia de Curitiba" sobre aquíferos da área estudada. Foram traçados alinhamentos estruturais, reconhecidos em fotografias aéreas, e comparados com feições geomorfológicas indicativas de alinhamentos estruturais, ressaltados através de um modelo digital de terreno. Outras variáveis, analisadas através de estatística e geoestatística, tiveram a distribuição estimada para toda a área estudada, como: vazões de poços tubulares, altitudes do nível estático e das entradas d'água. Estas foram integradas com mapas de altitude do topo do embasamento da Bacia de Curitiba e alinhamentos estruturais reconhecidos em levantamentos gravimétricos. Os resultados obtidos revelaram comportamento coerente dos aquíferos com a estruturação geológica regional, sugerindo controles estruturais sobre as direções médias de fluxo das águas subterrâneas. Estas relações são demonstradas pela distribuição georeferenciada de variáveis regionalizadas, cujos padrões observados revelaram se processar segundo o funcionamento de uma bacia hidrogeológica, aqui denominada "Bacia Hidrogeológica de Curitiba". / Abstract: The Cenozoic geological entity represented by the Curitiba Basin lies over metassedimentary sequences to the north of the City of Curitiba and directly over a complex of gnaissic-migmatitic rocks to the middle-south. The region is part of the Ribeira Belt, a region strongly affected by structural discontinuities and by the intrusion of igneous bodies. Despite being much more recent than the other units in Ribeira Belt, the Curitiba Basin lies comformably over the regional structures. The aquifer systems of the area are represented by arcose lenses within clayey strata and, especially, by fracture systems within cristalline and metassedimentary rocks. The structural control of these entities is reflected in the ground water flow patterns, which are relatively independent of the environment due to a strong communication of the aquifer systems. In the present study, lineaments were identified through aerial photographs and compared to geomorphological features characteristic of structural lineaments, which were made more prominent in a digital elevation model. Other variables, which had their behavior assessed through classical and geostatistical methods, had their distribution estimated for the whole area: discharge of tubular wells and the altitudes of the static level and the inlets. These variables were integrated to altimetric maps of the basement of the Curitiba Basin and structural trends revealed by gravimetric studies. The results reveal a coherent behavior of the aquifers with the regional structures. The georeferenced distribution of the regional variables shows that the inter-relations observed between the hydrogeological entities over the area of study are in accordance with the development of a hydrogeological basin.