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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.44.1998.tde-12112015-140423
Documento
Autor
Nombre completo
Itabaraci Nazareno Cavalcante
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 1998
Director
Tribunal
Rebouças, Aldo da Cunha (Presidente)
Campos, José Eloi Guimarães
Cerri, Leandro Eugenio Silva
Costa, Waldir Duarte
Duarte, Uriel
Título en portugués
Fundamentos hidrogeológicos para a gestão integrada de recursos hídricos na região metropolitana de Fortaleza, Estado do Ceará
Palabras clave en portugués
Hidrogeologia
Poluição da água
Recursos hídricos (Gerenciamento)
Resumen en portugués
Esta pesquisa tem por finalidade cumprir o requisito final no Programa de Doutorado na área de Concentração em Recursos Minerais e Hidrogeologia do Instituto de Geociências/USP. Foi desenvolvida na Região Metropolitana de Fortaleza - RMF, Estado do Ceará, tendo por objetivo traçar diretrizes para otimizar o manejo integrado dos recursos hídricos superficial e subterrâneo, apresentando fundamentos hidrogeológicos integrados ao uso e ocupação do meio físico. A região em estudo apresenta todos os problemas básicos encontrados nas grandes áreas urbanas, particularmente do mau uso de suas águas subterrâneas e degradação qualitativa dos recursos hídricos em geral, consequência da ocupação desordenada do meio físico e da falta de conscientização da população e órgãos de planejamento. A metodologia de trabalho constou da pesquisa bibliográfica, cadastro de pontos d'água, fontes potenciais de poluição dos recursos hídricos e das análises físico-químicas e bacteriológicas, elaboração das bases temáticas, etapas de campo e tratamento dos dados. Ao final, trabalhou-se com um Arquivo e/ou Banco de Dados de 4.465 poços tubulares, 425 açudes, 309 lagoas, 1.478 análises físico-químicas e 1.073 bacteriológicas, 178 postos de serviço (combustível) e 97 indústrias de efluentes líquidos tóxicos. Existem nove (9) bacias hidrográficas na RMF: São Gonçalo, Cauípe, Juá, Ceará, Maranguape, Cocó, Pacoti, Catu e Caponga Funda, caracterizads pela existência de rios intermitentes, mas que são utilizados para a formação de lagos artificiais, responsáveis por aproximadamente 65% do abastecimento d'água da RMF. Os açudes Pacoti-Riachão-Gavião (511 'hm POT.3'). Pacajus (148 'hm POT.3') e Acarape do Meio (34 'hm POT.3') representam os principais reservatórios de água superficial para absatecimento da RMF. Existem perdas d'água de 45% entre os volumes distribuídos (12.864.590 'm POT.3'/mês) e medidos (6.587.649 'm POT.3'/mês), demonstrando que é preciso a implementação urgente de uma política de planejamento operacional. Na área foram definidos quatro (4) sistemas aqüíferos. Dunas/Paleodunas Quaternárias, Aluviões Recentes, Sedimentos Terciários Barreias e Rochas do Embasamento Precambriano, com o primeiro apresentando a melhor vocação aqüífera. O Sistema Dunas/Paleodunas é um aqüífero livre com espessura média saturada de 6,0 metros, nível estático predominantemente inferior a 4,0 metros, vazão média de 6,0 'm POT. 3'/h, porosidade efetiva estimada em 15%, condutividade hidráulica de 0,73 a 2,5 x '10 POT. -4'm/s e transmissividade de 2,4 a 7,0 'm POT.2'/h. Suas águas são, no geral, captadas por poços tubulares rasos com profundidade entre 10 e 15 metros. As aluviões não são exploradas em função do elevado grau de poluição a que estão submetidas. O Barreiras é um aqúífero livre, localmente semi-confinado por níveis silto-argilosos, com espessura média saturada de 15 metros, nível estático médio de 8,6 metros, sendo explotado por poços tubulares com profundidades entre 30 e 50 metros, que cedem vazão média de 2,8 'm POT.3'/h. O Cristalino possui pequena vocação hidrogeológica, apresentando-se heterogêneo e anisotrópico, permitindo recarga, armazenamento e fluxo hídrico subterrâneo nas zonas com fraturas abertas, interconectadas e com zonas de recarga. O nível estático médio é de 6,0 metros e os poços contexto possuem profundidades entre 30 e 80 metros, com vazão predominantemente abaixo de 2,0 'm POT.3'/h. Existem 56,8 milhões de 'm POT.3 '/ ano para as reservas renováveis, distribuídos entre as Dunas/Paleodunas e Barreiras, com 41,5 e 15,3 milhões de 'm POT.3'/ ano respectivamente. As reservas permanentes correspondem a 638,3 milhões de 'm POT.3' calculadas para Dunas/Paleodunas (177,3 milhões de 'm POT.3') e Barreiras (461 milhões de 'm POT.3') Os recursos explotáveis foram calculados sob a forma de disponibilidade potencial (Sistemas Dunas/Paleodunas e Barreiras) que apresentou um valor mínimo de 200 milhões de 'm POT.3'/ano) e efetiva (Sistemas Dunas/Paleodunas, Barreiras e Cristalino) que corresponde a 23,6 milhões de 'm POT.3'/ano, ou seja, somente 3,7% das reservas permanentes. No geral as águas subterrâneas são cloretadas sódicas, com boa qualidade físico-química, mas possuíndo problemas quanto a qualidade bacteriológica em função de coliformes fecais, com a presença predominante da bactéria Eschirichia coli. As águas superficiais estão poluídas bacteriologicamente, resultado da disposição direta de efluentes domésticos e/ou industriais que transformam os cursos d'água em verdadeiros esgotos a céu aberto. As fontes potenciais e/ou efetivas de poluição das águas subterrâneas são: intrusão salina, sistema de esgotamento sanitário, águas superficiais poluídas, postos de serviço, resíduos sólidos (domésticos e industriais), cemitérios e a construção de poços tubulares sem critérios técnicos. Foram definidos quatro (4) níveis de vulnerabilidade natural na área: Extrema (Dunas/Paleodunas e Aluviões), Alta (Cristalino com fraturas abertas), Alta a Moderada (Barreiras) e Baixa a Muito Baixa (Cristalino com fraturas fechadas e/ou sem fraturas) As águas subterrâneas constituem um recurso estratégico, particularmente nos períodos de estiagem, responsável pelo abastecimento de aproximadamente 35% da população da RMF.
Título en inglés
Not available.
Palabras clave en inglés
Not available.
Resumen en inglés
The present thesis meets the final requirement of the Doctorate Program in the Mineral Resources and Hydrogeology concentration area of the Geosciences Institute of the University of São Paulo, Brazil. The study has been developed in the Metropolitan Region of Fortaleza (MRF), in the State of Ceará, with the goal of stablishing standards for the optimization of the integrated management of water resources, both surface and underground, introducing hydrogeologic fundamentals based on use and occupation of the physical environment. The target area presents all common problems found in large urban regions, specially the bad use of ground water and quality degradation of water resources in general, due to inadequate occupation of the urban space and lack of educated conscience of both population and planning agencies. The study methodology consisted of bibliographic research, inventory of water points and contamination potential sources, physical-chemical and bacteriological analysis, elaboration of thematic bases, field work and data treatment. The resulting data bank contains information of 4,465 tubular wells, 426 surface reservoirs (dams), 309 lakes, 1,478 physical-chemical analyses, 1,073 bacteriological analyses, 178 gas stations, and 97 contaminating industries. In the MRF are found nine hydrographic basins: São Gonçalo, Cauipe, Juá, Ceará, Maranguape, Cocó, Pacoti, Catu, and Caponga Funda, all characterized by intermitent rivers which have been dammed to form artificial lakes (reservoirs), responsible for about 65% of the RMF water supply. The reservoir systems of Pacoti-Riachão-Gavião (511 hm3), Pacajus (148 hm3) and Acarape do Meio (34 hm3) are the main sources of water supply for the RMF. Total losses reach 45% of delivered (12,864,590 m3/month) and measured (6,587,649 m3/month) volumes, demonstrating the urgent need of improvements in the distribution system by the local water company. Three aquifer systems were defined: Quaternary Dunes and Paleodunes, Recent Alluvial, Barreiras Tertiary Sediments, and Precambrian Basement Rocks, the first beeing the most important in terms of potential. The Dunes and Paleodunes System is a free aquifer with average saturated thickness of 6 m, static level usually under 4 m, average yeld of 6 m3/h, effective porosity estimated as 15%, hydraulic conductivity between 0,73 and 2,5 x '10 POT.-4' m/s and transmissibility between 2,4 and 7,0 m2/h. Its waters are generally obtained through shallow tubular wells, 10 to 15 m deep. The Alluvial Systems are usually not exploited due to their high degree of contamination. The Barreiras is a free aquifer, locally semi-confined by clay-silty strata, with average saturated thickness of 15 m, mean static level of 8,6 m, exploited through tubular wells 30 to 50 m deep, which average yeld of 2.8 m3/h. The Precambrian (Crystalline) System shows a very low hydrogeologic potential. It is heterogeneous and anisotropic, allowing recharge, storage and flow in zones with interconnected open fractures, with recharge zones. The mean static level is of 6 m and wells are 30 to 80 m deep, yelding usually bellow 2 m3/h. There are 56,800,000 m3 in renewable reserves, distributed between the Dunes/Paleodunes (41,500,000 m3) and the Barreiras (15,300,000 m3) systems. Permanent reserves reach 638,300,000 m3 distributed between Dunes/Paleodunes (117,300,000 m3) and Barreiras (461,000,000 m3). The exploitable resources were calculated as potential disponibility (Dunes/Paleodunes and Barreiras), reaching a minimum value of 200,000,000 m3/year, and effective disponibility (Dunes/Paleodunes, Barreiras and Precambrian), reaching 23,600,000 m3/year, or only 3.7% of the permanent reserves. In general, ground waters are sodium chloride rich, with good physical-chemical quality, but with poor bacteriological quality due to high contents of fecal coliforms, mainly Eschirichia coli. The biological contamination of ground waters is the result of direct disposition of domestic and industrial efluents, which make rivers and creeks true open sewage channels. Potential or effective sources of ground water contamination are: marine intrusion, lack or failure of sanitary systems, contaminated surface waters, gas stations, solid residues (domestic and industrial), cemiteries, and lack of technical criteria in the construction of tubular wells. Four levels of natural vulnerability were defined for the MRF area: extreme (Dunes/Paleodunes), high (Precambrian with open fractures), high to moderate (Barreiras), and low to very low (unfractured of closed fractured Precambrian). Ground water is a strategic resource, specially in the drought periods, and is the source of supply for approximately 35% of the total MRF population.
 
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Fecha de Publicación
2015-11-13
 
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