Groundwater in the Kentucky Appalachian region is constrained by physiography and lithology. Lithostratigraphy, groundwater flow, and chemistry were delineated in the alluvial aquifer along the Cumberland River at H.L. Disney Training Center. To assess groundwater-river interactions and water quality, 11 monitoring wells were installed and sampled quarterly, plus the river and an existing bedrock well. Analytical results were evaluated for temporal and spatial trends. Collected soil cores were analyzed for bulk chemistry and grain size. Solute speciation and saturation indices were calculated and hydraulic conductivity estimated from grain-size analyses. Pumping and slug tests were performed to estimate hydraulic conductivity and hydraulic head was monitored using logging transducers for river stage comparison. Site lithology consists of loamy soils underlain by silty clay, transitioning downward to clayey-fine sands on friable sandstone/shale. Alluvium becomes finer-grained and has lower hydraulic conductivities with proximity to the river (10-9–10-2 cm/s). Meteoric recharge drives local groundwater flow from ridges toward rivers. Hydraulic head fluctuates with stage and temporary gradient reversals occur. Groundwater does not appear to be impacted by current land use. Wells have elevated iron and manganese concentrations; post-treatment, the alluvial aquifer may provide sufficient quality and rates of water to support onsite military activities.

Edremit geothermal field with 42-62 &deg / C discharge temperatures is utilized for space heating. Alternation of permeable and impermeable units created two superimposed aquifers in the area: upper unconfined and lower confined. Water samples from 21 (hot, warm, cold) wells were taken in this study. 8 of these wells penetrate the deeper confined, while 13 penetrate the shallower unconfined aquifer. Geochemical analysis revealed Na+K&ndash / SO4 nature for the hot (&gt / 40&deg / C), Ca&ndash / HCO3 nature for the cold (&lt / 30&deg / C) and Ca&ndash / SO4 nature for the warm (30-40&deg / C) waters. &delta / 18O-&delta / D compositions point to a meteoric origin for all waters, while 14C analyses suggest longer subsurface residence times for the hot, compared to the cold/warm waters. Chemical and isotopic compositions indicate that &ldquo / mixing&rdquo / and &ldquo / water-rock interaction&rdquo / are the possible subsurface processes. When silica and cation geothermometers are evaluated together with fluid mineral equilibria calculations, a 110&deg / C reservoir temperature is expected in the field. Saturation indices indicate potential silica scaling for waters at temperatures lower than discharge temperatures. Hydrogeology of the study area is highly affected by faults. The groundwater is percolated (down to 3 km depth) via deep seated step faults, heated at depth and ascends to surface at the low lands, especially through intersection of buried, mid-graben faults. During its ascent towards surface, geothermal water invades the two superimposed aquifers and mixing between hot and cold waters takes place in the aquifers. Resource assessment studies suggest a 3.45x1013 kJ accessible resource base and 9.1 MWt recoverable heat energy for Edremit geothermal field with 90% probability.

The North Bank area lies on the north side of the Wairau River, Marlborough, New Zealand, bounded by the Richmond Ranges to the north and the Wairau River to the south. The North Bank is an interactive zone where groundwaters and surface waters from North Bank tributary valleys mix with waters of the Wairau River. This investigation aimed to define the nature and origin of groundwaters of the North Bank area. Stable isotopes of oxygen and hydrogen, along with hydrogeochemistry, were utilised in order to define the spatial extent of the North Bank riparian margin and delineate the Wairau River-groundwater interface. Distinct stable isotopic signatures differentiate ground and surface waters that come from high mountain catchments versus those that arrive more locally at lower altitude. The results gathered by this study demonstrated stable isotopes to be the most powerful forensic tool capable of distinguishing Wairau River water from North Bank tributary groundwater sources. In contrast, hydrogeochemical characteristics of the waters of the North Bank were young and chemically dilute in nature, which made them chemically indistinguishable from waters of the Wairau River. Geomorphological mapping was conducted in order to investigate the relationship between groundwater flow patterns and geomorphology upon the North Bank. Geomorphology, in the form of prominent fluvial terraces, was found to play a role in limiting the extent of Wairau River influence to groundwater to either low-lying Q2 Speargrass Formation, Q1 Rapaura Formation alluvium or the Wairau River channel itself. Aquifer pump testing and water level observation carried out in the Waikakaho Valley revealed a plentiful groundwater resource in the local context. Like other tributary valleys within the North Bank study area, surface water and groundwater were found to be chemically and isotopically linked to one another which points to an interconnected ground and surface water resource, larger than first thought. Driven by recharge by the Waikakaho River, the groundwater resource has development potential, and continued monitoring will further define the hydrogeological system and ensure long term sustainable use.

A região de São Gabriel, localizada na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, está inserida na borda sul da Bacia do Paraná, compreendendo rochas que vão desde o Précambriano, representativas do Escudo Sul-riograndense, até depósitos triássicos da Bacia do Paraná. As unidades pertencentes aos depósitos sedimentares da Bacia do Paraná correspondem a 3/4 da área total aflorante na região. Por constituírem-se de rochas formadas em ambientes deposicionais bastante distintos, as águas subterrâneas da região apresentam composições químicas bastante variadas. As principais unidades hidroestratigráficas da região são o Aquífero Rio Bonito (ARB), Sistema Aquífero Sanga do Cabral-Pirambóia (SASCP), Sistema Aquífero do Embasamento Cristalino (SAEC) e Aquitardos Permianos (AP). Análises físico-químicas realizadas em 55 amostras de água de poços da região indicam que as composições químicas das águas subterrâneas são de boa qualidade no Aquífero Rio Bonito e nos Sistemas Aquífero Sanga do Cabral-Pirambóia e Embasamento Cristalino. Entretanto, onde o Aquífero Rio Bonito apresenta-se confinado pelos Aquitardos Permianos, suas águas tendem a tornarem-se salinizadas, com o aumento das concentrações de Sólidos Totais Dissolvidos e, principalmente, dos íons sódio e flúor, tornando-se, muitas vezes, impróprias para consumo humano. Ensaios de solubilização/lixiviação demonstram a intensa troca de cátions entre os sedimentos argilosos dos aquíferos com as águas subterrâneas, permitindo a dessorção de sódio para as águas subterrâneas e a adsorção de cálcio pelos argilominerais. Análises isotópicas de 14C registram idades de recarga de 70 a 42.000 anos, enquanto isótopos de oxigênio e hidrogênio indicam que a recarga ocorreu em climas mais secos e quentes do que os atuais. / The São Gabriel is located on the West Region of Rio Grande do Sul State. It is geologically inserted in the southern portion of the Paraná Basin comprising metamorphic end igneous rocks from Precambrian Shield and Triassic sedimentary rocks from Parana Basin. The lithostratigraphic units of Parana Basin correspond to three quarters of the total area outcropping in the studied region. Because these rocks are formed in different depositional environments, the groundwater has wide range in chemical compositions. The main hydrostratigraphic units in the region are the Rio Bonito Aquifer (ARB), Sanga do Cabral-Pirambóia Aquifer System (SASCP), Crystalline Basement Aquifer System (SAEC) and Permian Aquitards (AP). The physico-chemical analyzes made in 55 groundwater samples indicate good quality to Rio Bonito Aquifer, Sanga do Cabral–Pirambóia Aquifer System and Crystalline Basement Aquifer System. However, where the Rio Bonito Aquifer is confined by Permian Aquitards its groundwater become more salinized, increasing the concentrations of TDS and especially sodium and fluoride ions. This results in water unfit for drinking. Solubilization/ leaching tests demonstrate the intense cation exchange between the clay from the aquifers and groundwater, allowing desorption sodium to groundwater and calcium adsorption by clay minerals. Isotopic analysis of 14C indicates recent (70 years old) to very old (42,000 years old) recharge, while oxygen and hydrogen isotopes point recharge in dry and hot climates.

O estudo desenvolveu-se em área de plantação de arroz na região de Águas Claras, Município de Viamão, caracterizada por depósitos arenosos quaternários inconsolidados inseridos no Sistema Laguna-Barreira da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. O trabalho teve por objetivo avaliar o impacto do uso intensivo de fertilizantes NPK nos solos e na água do aqüífero livre, verificando a transferência de elementos primários (macro nutrientes), micronutrientes, metais, metalóides e outros elementos-traço (inclusive Elementos Terras Raras) no perfil. Foram coletadas amostras de fertilizante aplicado na área, solos e água em duas áreas fertilizadas e uma não fertilizada (background), realizando-se análises de parâmetros físico-químicos de águas in-loco, análises de difratometria de Raios-X e CTC, e análises multi-elementares com ICP-MS. A coleta de amostras de água foi realizada através de dois poços de monitoramento em três tempos distintos, 6 meses pós-fertilização, duas semanas pré-fertilização e três semanas pós-fertilização. Os solos coletados são classificados como arenosos, contudo, observou-se presença significativa de argila em um perfil. A difração de raios-X identificou presença dos argilominerais ilita e caolinita nas amostras com conteúdo de argila mais elevado. Análises de capacidade de troca de cátions revelaram resultados entre 4,86 e 17,9 cmol/dm3. A condutividade hidráulica do aqüífero freático, registrada através do Teste de Slug resultou em 1,168x10-4 cm/s para o solo do poço com presença maior de argila. No levantamento dos parâmetros de campo observou-se, em quase a totalidade das amostras, as águas possuem pH abaixo de 6 e o conteúdo de sólidos totais dissolvidos situam-se acima do permitido pela Resolução CONAMA 396/08. Os dados químicos de elementos maiores mostram que as águas classificam-se como em praticamente todas as amostras como cloretada-sódico-cálcicas, de acordo com o Diagrama Piper. A análise dos resultados demonstra que o fósforo e magnésio são em sua maior parte adsorvidos no solo, causando efeito cumulativo. Outros elementos químicos que sofreram maior enriquecimento nos solos devido à aplicação de fertilizante foram Al, As, Cd, Cs, Eu, Fe, Li, Mn, Rb, U e V. Nas análises de água detectou-se excesso de manganês, ultrapassando o limite máximo permitido pela Resolução CONAMA 396/08 0,1mg/L, tendo Ce, La e Nd entre os Elementos Terras que tiveram maior enriquecimento. Os resultados demonstram que a aplicação de fertilizantes em aqüíferos com elevada vulnerabilidade pode contaminar as águas subterrâneas, comprometendo sua potabilidade. / This study has been developed in area of rice plantation in the region of Aguas Claras, Municipal District of Viamão, which is comprises quaternary deposits of sandy soils related to the Lagoon-Barrier System of the Rio Grande do Sul Coastal Plain. The main objective was to evaluate the impact of intensive use of fertilizers NPK in the soils and in the free-aquifer, verifying the transfer of primary elements (macronutrients), micronutrients, metals, metalloids and other trace elements (including Elements Rare Earth) in the soil. Samples of fertilizer applied in the plantation, soils, and water in two fertilized areas and in one non-fertilized area (background) were collected. Main physico-chemical parameters of water were measured in the field, while analyses of X-Ray Diffraction, CTC, and multielementary analyses by ICP-MS were processed. The water samples were collected in two monitoring wells in three different periods, 6 months before fertilization, two weeks before fertilization and three weeks after fertilization. The collected soils are classified as sandy, however, significant presence of clay was observed in one profile. The X-Ray Diffraction identified illite and caolinite as the clay minerals phase in samples with higher clay content. Analyses of Cation Exchange Capacity revealed values between 4,86 and 17,9 cmol/dm3. The hydraulic conductivity of the free aquifer through the Slug Test resulted in 1,168x10-4 cm/s for the clayish soil. In the samples majority, the water pH is below 6, and the total dissolved solids is above the limits of the CONAMA Resolution 396/08. The chemical data of major elements show that chlorinated-sodic-calcic water type prevails in the area, according to the Piper Diagram. The chemical results demonstrate that phosphorus and magnesium are mainly adsorved in the soil, causing cumulative effect. Other chemical elements showing higher enrichment in the soil due to fertilizer application were Al, As, Cd, Cs, Eu, Fe, Li, Mn, Rb, U and V. The water analyses detected a manganese excess, according CONAMA Resolution 396/08, while Ce, La and Nd among the REE had larger enrichment. The results clearly demonstrate that intensive fertilizer application in aquifer with high vulnerability can contaminate groundwater.

Philosophiae Doctor - PhD (Earth Science) / This research focused on understanding the current hydrogeology of the Sakumo wetland by developing a conceptual flow model and simulating the groundwater flow system. The purpose of the model is to assist in understanding the groundwater flow system and quantify the water fluxes contributing to the wetland water storage. The research adapted quantitative, qualitative and mixed analysis to characterize the water flow in the basin. This involved the use of numerical modelling techniques to determine the zones of groundwater discharge to the wetland and zones of wetland water released for groundwater recharge. Field investigation were carried out to estimate the hydraulic parameters and sample rainwater, wetland water and groundwater. The Sakumo wetland aquifer is situated in the quaternary unit consisting of sandy clay and weathered quartzite. The average annual precipitation in the study area from 1970 to 2016 was estimated at 760 mm/yr. Groundwater recharge rate was estimated as 5% of the mean annual rainfall which provided inputs into the numerical groundwater flow model. Evaporation from the wetland and evapotranspiration from the basin estimated using the Hargreaves and Samani method were 1341 mm/a and 546 mm/a, respectively. The hydrogeologic conceptual model was developed from the geology, borehole lithology, groundwater and wetland water levels.

O estudo desenvolveu-se em área de plantação de arroz na região de Águas Claras, Município de Viamão, caracterizada por depósitos arenosos quaternários inconsolidados inseridos no Sistema Laguna-Barreira da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. O trabalho teve por objetivo avaliar o impacto do uso intensivo de fertilizantes NPK nos solos e na água do aqüífero livre, verificando a transferência de elementos primários (macro nutrientes), micronutrientes, metais, metalóides e outros elementos-traço (inclusive Elementos Terras Raras) no perfil. Foram coletadas amostras de fertilizante aplicado na área, solos e água em duas áreas fertilizadas e uma não fertilizada (background), realizando-se análises de parâmetros físico-químicos de águas in-loco, análises de difratometria de Raios-X e CTC, e análises multi-elementares com ICP-MS. A coleta de amostras de água foi realizada através de dois poços de monitoramento em três tempos distintos, 6 meses pós-fertilização, duas semanas pré-fertilização e três semanas pós-fertilização. Os solos coletados são classificados como arenosos, contudo, observou-se presença significativa de argila em um perfil. A difração de raios-X identificou presença dos argilominerais ilita e caolinita nas amostras com conteúdo de argila mais elevado. Análises de capacidade de troca de cátions revelaram resultados entre 4,86 e 17,9 cmol/dm3. A condutividade hidráulica do aqüífero freático, registrada através do Teste de Slug resultou em 1,168x10-4 cm/s para o solo do poço com presença maior de argila. No levantamento dos parâmetros de campo observou-se, em quase a totalidade das amostras, as águas possuem pH abaixo de 6 e o conteúdo de sólidos totais dissolvidos situam-se acima do permitido pela Resolução CONAMA 396/08. Os dados químicos de elementos maiores mostram que as águas classificam-se como em praticamente todas as amostras como cloretada-sódico-cálcicas, de acordo com o Diagrama Piper. A análise dos resultados demonstra que o fósforo e magnésio são em sua maior parte adsorvidos no solo, causando efeito cumulativo. Outros elementos químicos que sofreram maior enriquecimento nos solos devido à aplicação de fertilizante foram Al, As, Cd, Cs, Eu, Fe, Li, Mn, Rb, U e V. Nas análises de água detectou-se excesso de manganês, ultrapassando o limite máximo permitido pela Resolução CONAMA 396/08 0,1mg/L, tendo Ce, La e Nd entre os Elementos Terras que tiveram maior enriquecimento. Os resultados demonstram que a aplicação de fertilizantes em aqüíferos com elevada vulnerabilidade pode contaminar as águas subterrâneas, comprometendo sua potabilidade. / This study has been developed in area of rice plantation in the region of Aguas Claras, Municipal District of Viamão, which is comprises quaternary deposits of sandy soils related to the Lagoon-Barrier System of the Rio Grande do Sul Coastal Plain. The main objective was to evaluate the impact of intensive use of fertilizers NPK in the soils and in the free-aquifer, verifying the transfer of primary elements (macronutrients), micronutrients, metals, metalloids and other trace elements (including Elements Rare Earth) in the soil. Samples of fertilizer applied in the plantation, soils, and water in two fertilized areas and in one non-fertilized area (background) were collected. Main physico-chemical parameters of water were measured in the field, while analyses of X-Ray Diffraction, CTC, and multielementary analyses by ICP-MS were processed. The water samples were collected in two monitoring wells in three different periods, 6 months before fertilization, two weeks before fertilization and three weeks after fertilization. The collected soils are classified as sandy, however, significant presence of clay was observed in one profile. The X-Ray Diffraction identified illite and caolinite as the clay minerals phase in samples with higher clay content. Analyses of Cation Exchange Capacity revealed values between 4,86 and 17,9 cmol/dm3. The hydraulic conductivity of the free aquifer through the Slug Test resulted in 1,168x10-4 cm/s for the clayish soil. In the samples majority, the water pH is below 6, and the total dissolved solids is above the limits of the CONAMA Resolution 396/08. The chemical data of major elements show that chlorinated-sodic-calcic water type prevails in the area, according to the Piper Diagram. The chemical results demonstrate that phosphorus and magnesium are mainly adsorved in the soil, causing cumulative effect. Other chemical elements showing higher enrichment in the soil due to fertilizer application were Al, As, Cd, Cs, Eu, Fe, Li, Mn, Rb, U and V. The water analyses detected a manganese excess, according CONAMA Resolution 396/08, while Ce, La and Nd among the REE had larger enrichment. The results clearly demonstrate that intensive fertilizer application in aquifer with high vulnerability can contaminate groundwater.

A região de São Gabriel, localizada na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, está inserida na borda sul da Bacia do Paraná, compreendendo rochas que vão desde o Précambriano, representativas do Escudo Sul-riograndense, até depósitos triássicos da Bacia do Paraná. As unidades pertencentes aos depósitos sedimentares da Bacia do Paraná correspondem a 3/4 da área total aflorante na região. Por constituírem-se de rochas formadas em ambientes deposicionais bastante distintos, as águas subterrâneas da região apresentam composições químicas bastante variadas. As principais unidades hidroestratigráficas da região são o Aquífero Rio Bonito (ARB), Sistema Aquífero Sanga do Cabral-Pirambóia (SASCP), Sistema Aquífero do Embasamento Cristalino (SAEC) e Aquitardos Permianos (AP). Análises físico-químicas realizadas em 55 amostras de água de poços da região indicam que as composições químicas das águas subterrâneas são de boa qualidade no Aquífero Rio Bonito e nos Sistemas Aquífero Sanga do Cabral-Pirambóia e Embasamento Cristalino. Entretanto, onde o Aquífero Rio Bonito apresenta-se confinado pelos Aquitardos Permianos, suas águas tendem a tornarem-se salinizadas, com o aumento das concentrações de Sólidos Totais Dissolvidos e, principalmente, dos íons sódio e flúor, tornando-se, muitas vezes, impróprias para consumo humano. Ensaios de solubilização/lixiviação demonstram a intensa troca de cátions entre os sedimentos argilosos dos aquíferos com as águas subterrâneas, permitindo a dessorção de sódio para as águas subterrâneas e a adsorção de cálcio pelos argilominerais. Análises isotópicas de 14C registram idades de recarga de 70 a 42.000 anos, enquanto isótopos de oxigênio e hidrogênio indicam que a recarga ocorreu em climas mais secos e quentes do que os atuais. / The São Gabriel is located on the West Region of Rio Grande do Sul State. It is geologically inserted in the southern portion of the Paraná Basin comprising metamorphic end igneous rocks from Precambrian Shield and Triassic sedimentary rocks from Parana Basin. The lithostratigraphic units of Parana Basin correspond to three quarters of the total area outcropping in the studied region. Because these rocks are formed in different depositional environments, the groundwater has wide range in chemical compositions. The main hydrostratigraphic units in the region are the Rio Bonito Aquifer (ARB), Sanga do Cabral-Pirambóia Aquifer System (SASCP), Crystalline Basement Aquifer System (SAEC) and Permian Aquitards (AP). The physico-chemical analyzes made in 55 groundwater samples indicate good quality to Rio Bonito Aquifer, Sanga do Cabral–Pirambóia Aquifer System and Crystalline Basement Aquifer System. However, where the Rio Bonito Aquifer is confined by Permian Aquitards its groundwater become more salinized, increasing the concentrations of TDS and especially sodium and fluoride ions. This results in water unfit for drinking. Solubilization/ leaching tests demonstrate the intense cation exchange between the clay from the aquifers and groundwater, allowing desorption sodium to groundwater and calcium adsorption by clay minerals. Isotopic analysis of 14C indicates recent (70 years old) to very old (42,000 years old) recharge, while oxygen and hydrogen isotopes point recharge in dry and hot climates.

Este projeto visou quantificar e determinar a origem da recarga do aquífero freático na zona urbana do município de Urânia (SP). A área está localizada no extremo noroeste do Estado de São Paulo, sobre sedimentos arenosos da Formação Vale do Rio do Peixe, do Grupo Bauru. A metodologia usada foi de balanço hídrico e variação de nível de água para a quantificação da recarga e técnicas hidroquímicas e isotópicas para o estudo de origem da água. Foram analisadas águas da chuva, poços cacimbas, poços tubulares, poços que exploram o Aquífero Bauru e Sistema Aquífero Guarani, esgoto e água distribuída pela SABESP. O clima na região é dividido em duas estações: a úmida, de outubro a maio, e a seca, de junho a setembro. A precipitação acumulada, entre setembro de 2007 e agosto de 2008, foi de 2498 mm. Pelo método do balanço hídrico, 10% deste total (247 mm) correspondem ao escoamento superficial, 69% (1734 mm) voltam diretamente à atmosfera por evapotranspiração, restando 21% (517 mm) para recarga. Através do método de variação do nível d´água, monitorado em dois poços de profundidades distintas, foi calculada a recarga para o período de setembro de 2008 a abril de 2010. O volume de precipitação registrado foi de 2742 mm, e a recarga calculada somou 20% deste total (544 mm) para o poço mais raso, e 16% (456 mm) para o mais profundo. Os dados de nível de água mostraram também que apenas chuvas maiores de 100 mm por mês são capazes de elevar os níveis de água. Através da coleta de amostras mensais de chuva para análises de isótopos estáveis de oxigênio e hidrogênio foi determinada a reta meteórica local (D = 8,5 18O + 17 ( VSMOW)). Através dos isótopos estáveis de oxigênio e hidrogênio foi possível definir que a recarga da água subterrânea é predominantemente proveniente da água de chuva, podendo ter contribuição pequeno proveniente de vazamentos da rede de água da SABESP e do esgoto. Os isótopos radiogênicos de chumbo não mostraram nenhum resultado significativo para o estudo de origem da água subterrânea. Os resultados dos isótopos radiogênicos de estrôncio e de hidroquímica indicaram a existência de um zoneamento do aquífero, que pode ser dividido em raso, intermediário e profundo. Isto possibilita a identificação da contribuição de cada zona para os poços tubulares. A maioria das amostras apresentou contribuição menor do que 8% da água classificada hidroquimicamente e isotopicamente como rasa, e o restante de água profunda. Porém a contribuição pode chegar a 49% de água rasa, indicando alta vulnerabilidade à contaminação. Portanto, os isótopos de estrôncio tem potencial para ser uma ferramenta importante em estudos de vulnerabilidade e gestão de águas subterrâneas. / The focus of this project is to identify the source and quantify the recharge of the unconfined portion of the Bauru aquifer, present in the urban area of Urania, a small city located at the northwestern corner of São Paulo State, Brazil. The aquifer is composed by sandy sediments of the Vale do Rio do Peixe Formation, Bauru Group. Water balance and water table fluctuation were used to quantify the recharge. Hydrochemistry and isotopes, both stable and radioactive, were used to determine recharge sources. Rain water samples were collected, as well as from shallow and deep wells taping the Bauru aquifer and the confined Guarani Aquifer System (GAS), and from the public water supply system, which is a mixture of both aquifers. Climate is tropical, with two well defined seasons: the humid, from October to May, and the dry, from June to September. The total accumulated precipitation between September 2007 and august 2008 was 2498 mm. Using the water balance method, runoff accounted for 10% of this amount (247 mm), evapotranspiration 69% (1734 mm) and recharge 21% (517 mm). Water table was monitored in two wells with different depths in the unconfined aquifer, between September 2008 and April 2010. The total precipitation during this period was 2742 mm. Using the water table fluctuation method, recharge in the shallower well was 20% of this total (544 mm), and 16% in the deeper well (456 mm). Only rainfalls in excess of 100 mm/month caused an elevation in the water table. The local meteoric line was established (D = 8,5 18O + 17 ( VSMOW)). The stable hydrogen and oxygen isotopes indicated that the main recharge source is rainfall, and a secondary source is leakage from water and sewage mains. Radioactive Pb isotopes were not useful for recharge source definition. Water samples collected at different depths in gravel-packed wells show both distinctive radioactive Sr isotope and hydrochemical signatures. Thus, groundwater can classified as shallow, intermediary and deep. Most samples collected at gravel-packed wells had less than 8% of water coming from the shallow zone, but a few wells had up to 49% of shallow water, which indicates high vulnerability to contaminants. Therefore, Sr isotopes may be used as a tool in unconfined aquifer vulnerability assessments.

A região de São Gabriel, localizada na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, está inserida na borda sul da Bacia do Paraná, compreendendo rochas que vão desde o Précambriano, representativas do Escudo Sul-riograndense, até depósitos triássicos da Bacia do Paraná. As unidades pertencentes aos depósitos sedimentares da Bacia do Paraná correspondem a 3/4 da área total aflorante na região. Por constituírem-se de rochas formadas em ambientes deposicionais bastante distintos, as águas subterrâneas da região apresentam composições químicas bastante variadas. As principais unidades hidroestratigráficas da região são o Aquífero Rio Bonito (ARB), Sistema Aquífero Sanga do Cabral-Pirambóia (SASCP), Sistema Aquífero do Embasamento Cristalino (SAEC) e Aquitardos Permianos (AP). Análises físico-químicas realizadas em 55 amostras de água de poços da região indicam que as composições químicas das águas subterrâneas são de boa qualidade no Aquífero Rio Bonito e nos Sistemas Aquífero Sanga do Cabral-Pirambóia e Embasamento Cristalino. Entretanto, onde o Aquífero Rio Bonito apresenta-se confinado pelos Aquitardos Permianos, suas águas tendem a tornarem-se salinizadas, com o aumento das concentrações de Sólidos Totais Dissolvidos e, principalmente, dos íons sódio e flúor, tornando-se, muitas vezes, impróprias para consumo humano. Ensaios de solubilização/lixiviação demonstram a intensa troca de cátions entre os sedimentos argilosos dos aquíferos com as águas subterrâneas, permitindo a dessorção de sódio para as águas subterrâneas e a adsorção de cálcio pelos argilominerais. Análises isotópicas de 14C registram idades de recarga de 70 a 42.000 anos, enquanto isótopos de oxigênio e hidrogênio indicam que a recarga ocorreu em climas mais secos e quentes do que os atuais. / The São Gabriel is located on the West Region of Rio Grande do Sul State. It is geologically inserted in the southern portion of the Paraná Basin comprising metamorphic end igneous rocks from Precambrian Shield and Triassic sedimentary rocks from Parana Basin. The lithostratigraphic units of Parana Basin correspond to three quarters of the total area outcropping in the studied region. Because these rocks are formed in different depositional environments, the groundwater has wide range in chemical compositions. The main hydrostratigraphic units in the region are the Rio Bonito Aquifer (ARB), Sanga do Cabral-Pirambóia Aquifer System (SASCP), Crystalline Basement Aquifer System (SAEC) and Permian Aquitards (AP). The physico-chemical analyzes made in 55 groundwater samples indicate good quality to Rio Bonito Aquifer, Sanga do Cabral–Pirambóia Aquifer System and Crystalline Basement Aquifer System. However, where the Rio Bonito Aquifer is confined by Permian Aquitards its groundwater become more salinized, increasing the concentrations of TDS and especially sodium and fluoride ions. This results in water unfit for drinking. Solubilization/ leaching tests demonstrate the intense cation exchange between the clay from the aquifers and groundwater, allowing desorption sodium to groundwater and calcium adsorption by clay minerals. Isotopic analysis of 14C indicates recent (70 years old) to very old (42,000 years old) recharge, while oxygen and hydrogen isotopes point recharge in dry and hot climates.