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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.44.2016.tde-22012016-142421
Document
Author
Full name
João Paulino Relvas Vieira Dias
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2005
Supervisor
Committee
Babinski, Marly (President)
Hirata, Ricardo
Santos, Roberto Ventura
Title in Portuguese
Composição isotópica de oxigênio e hidrogênio ('delta POT.18'O e 'delta POT.D') da precipitação e sua relação com as águas subterrâneas na cidade de São Paulo
Keywords in Portuguese
Água pluvial
Águas subterrâneas
Geoquímica Isotópica
Recarga de Aquíferos
São Paulo
Abstract in Portuguese
A cidade de São Paulo, com cerca de 12 milhões de habitantes, é a mais populosa da América do Sul. A grande dificuldade, em áreas tão urbanizadas, é a de quantificar com relativa exatidão, a recarga dos seus aqüíferos. O uso de técnicas isotópicas tem auxiliado nesta empreitada devido ao fato da água subterrânea conservar a assinatura isotópica da água que lhe deu origem. Além da recarga natural pela água da chuva, também é sabido que existe outra recarga, não natural, proveniente de fugas da rede de abastecimento e de esgotos. A fim avaliar a recarga na cidade de São Paulo foram feitas coletas de amostras de chuva, no período de novembro de 2003 a outubro de 2004, em quatro locais (Zonas Norte, Sul, Leste e Oeste), assim como de águas subterrâneas de poços rasos (até 3 m) das quatro regiões mencionadas, e de poços profundos dos Sistemas Aqüíferos Sedimentar (SAS) e Cristalino (SAC) com profundidades variando entre 50 e 350 m, dispersos na cidade. Análises de composições isotópicas de O e H ('delta''ANTPOT. 18 O' e 'delta'D), assim como das concentrações de ânions e cátions, foram realizadas nestas amostras. Os resultados mostraram que a precipitação tem valores de 'delta''ANTPOT. 18 O' entre 0,9%o e - 7,8%o, enquanto que os valores de 'delta'D se situaram entre 13%o e -59%o. Estes resultados permitiram traçar a reta meteórica local para a cidade de São Paulo, definida pela equação 'delta'D = 8,2 ('+OU-' 0,3) 'delta''ANTPOT. 18 O' + 5,8 ('+OU-' 1,62). As águas coletadas em poços superficiais apresentaram valores entre -4,4%o e -6,6%o para o 'delta''ANTPOT. 18 O' e entre -30%o e -54%o para o 'delta'D. Para o Sistema Aqüífero Sedimentar (SAS) a variação do valor de 'delta''ANTPOT. 18 O' é entre -4,8%o e -7,0%o, enquanto que para o valor de 'delta'D essa variação é de -39%o a -56%. O Sistema Aqüífero Cristalino (SAC) apresenta valores de 'delta''ANTPOT. 18 O' entre -5,6%o e 7,2%o e valores de 'delta'D entre -41%o e -54%o. A assinatura isotópica das águas dos poços que captam o aqüífero mais profundo ou seguramente não impactado por eventos de recarga mais recentes (>50 anos), mostra-se similar às chuvas que ocorrem na região. Já os poços localizados em áreas onde a ocupação é mais recente ou mesmo possuem níveis freáticos mais rasos <60 m) indicaram uma identidade isotópica entre estas águas profundas e as águas da rede de água pública. As águas atualmente extraídas dos poços onde há forte influência da recarga por rede pública mostram que estas são misturas na proporção de 44% e 56% entre as águas da recarga natural e da rede pública, respectivamente.
Title in English
Not available.
Keywords in English
Not available.
Abstract in English
São Paulo, with about 12 million inhabitants, is the most populous city in South America. lt is difficult to quantify accurately aquifer recharge in such a large urbanized area. Isotopic techniques have been used in recharge studies because groundwater maintains the isotopic signature of the water from which it originated. Besides natural recharge provided by rain, a non-natural recharge comes from leaks in the water supply system and from sewage. In order to evaluate the recharge in São Paulo, rain samples were collected from November 2003 to October 2004 in four locations (North, South, East and West Zones), as well as groundwater from shallow wells (up to 3 m) from the same areas. Additionally, water samples of deep wells from the Sedimentary Aquifer System (Sistema Aqüífero Sedimentar, SAS) and the Crystalline Aquifer System (Sistema Aqüífero Cristalino, SAC) at depths between 50 and 350 m were collected from widespread locations in the city. Oxygen and Hydrogen isotopic compositions ('delta''ANTPOT. 18 O' e 'delta'D), in addition to the anion and cation concentrations, were determined on the samples. Rain samples showed 'delta''ANTPOT. 18 O' values between 0,9%o and -7,8%0, and values of 'delta'D between 13%o e -59%o. These results allowed elaboration the Local Meteoric Water Line (LMWL) for the city of São Paulo as defined by the equation 'delta'D = 8,2 ('+OU-' 0,3) 'delta''ANTPOT. 18 O' + 5,8 ('+OU-'1,62). The water samples from the shallow wells presented values between -4,4%o and - 6,6%o for 'delta''ANTPOT. 18 O' and -30%o to -54% 'delta'D. Water samples from the Sedimentary Aquifer System (SAS) exhibited 'delta''ANTPOT. 18 O' values between - 4,8% and -7,0%o, while 'delta'D varied between - 39%o a -56%o. The Crystalline Aquifer System (SAC) showed 'delta''ANTPOT. 18 O' values between -5,6%o and 7,2%o and 'delta'D values between -41%o and -54%o. The isotopic signatures obtained on waters from deeper aquifers (>150 m) are similar to those determined on rain samples. On the other hand, isotopic compositions of waters from shallower wells (<60 m) indicate a mixture of rain and water leaking from the public supply system. Furthermore, based on the isotopes we can suggest that this mixture is made of 44% from rain water whereas water supply system leaks provide the other 56%.
 
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Publishing Date
2016-01-22
 
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