AQÜÍFEROS FRATURADOS NO ESTADO DE SÃO PAULO, BR

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1 AQÜÍFEROS FRATURADOS NO ESTADO DE SÃO PAULO, BR Amélia J. Fernandes Instituto Geológico SMA

2 PLANÍCIE LITORÂNEA SALTO MAPA HIDROGEOLÓGICO DO ESTADO DE SÃO PAULO ANDRADINA ARAÇATUBA BIRIGÜI PENÁPOLIS LINS Nível d'água do Aqüífero Guarani, confinado AQÜÍFERO BAURU AQÜÍFERO SERRA GERAL AQÜÍFERO BAURU (DIABÁSIO) AQÜÍFERO CRISTALINO BACIA DE SÃO PAULO AQÜICLUDE PASSA DOIS A QÜÍFERO TUBARÃO AQÜÍFERO GUARANI CONFINADO AQÜÍFERO SERRA GERAL (BASALTO) AQÜÍF ERO GUARANI Escalas : Vertical, 1: (1cm= 200m); Horizontal, 1: (1 cm= 10km)

3 MÉTODOS UTILIZADOS Análise de lineamentos Análise estrutural e tectônica TRABALHOS DE CAMPO (afloramentos, perfilagens de poços) ANÁLISE DOS DADOS Caracterização geométrica dos grupos de fraturas Identificação dos eventos tectônicos e sua superposição Perfilagens geofísicas Ensaios hidráulicos

4 ANÁLISE DE LINEAMENTOS Imagem Landsat Foto aérea 1:25:000 Estruturas regionais Estruturas locais: poço

5 MODELO DIGITAL DO TERRENO VANTAGEM: VARIAÇÃO DO SOMBREAMENTO N São Paulo

6 Análise estrutural e tectônica: os esforços tectônicos controlam a abertura Mecanismos de formação extensional cisalhamento σ1 σ3 Cisalhamento também aumenta a transmissividade!

7 Feições superficiais: mecanismos de propagação Fraturas de cisalhamento FRATURAS EXTENSIONAIS

8 ESTUDOS DE CASO Mapa de águas subterrâneas em 1: Campinas: correlação entre poços e lineamentos (estudo tectônico de detalhe) Ribeirão Preto: análise estrutural e ensaios hidráulicos em basaltos

9 Mapa de Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo: aqüíferos fraturados Aquífero Serra Geral: 651 poços Aquífero Pré- Cambriano: 1437 poços

10 Mapa de Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo Tipos litológicos

11 Mapa de Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo Condicionantes geológicos: grandes descontinuidades Capacidade específica mediana (m 3 /h/m) 0,04 0,08 0,18 0,62 1,26

12 100,000 Mapa de Águas Subterrâneas Distribuições acumuladas do Estado de São Paulo Q/s m³/h/m C ap acid ade esp ecífica (Q /s) 10,000 1,000 0,100 0,010 0,01 a 0,14 0,02 a 0,33 0,05 a 0,67 0, Frequência acumulada de casos (%) 0,16 a 2,89 0,12 a 7

13 Campinas: Lineamentos + análise detalhada da tectônica Cenozóica 288 Q/s (m³/h/m) > 0,5 < 0,5 N 456 Poços em lineamentos NW são mais produtivos para o padrão de estruturas E3-NW W E 11.6% 5.8% % 11.6% Angular Interval = 5 Padrão do evento E3-NW σ 3 Fernandes 1997, Fernandes & Rudolph m σ 1

14 SUB-AREA C1 Lineament Length N W E 9.1% 4.5% % 9.1% C1 Whole Length = 62,740 m Whole Length = 64,819 m E5-NNE Campinas: Lineamentos + análise detalhada da tectônica Cenozóica σ Poços em lineamentos NNE são mais produtivos para o padrão de estruturas E3-NNE Q/s (m³/h/m) > 0,5 < 0,5 640 C σ m Fernandes 1997, Fernandes & Rudolph 2001

15 Ribeirão Preto: análise estrutural e ensaios hidráulicos em basaltos PROJETO FRATASG A Formação Serra Geral como conexão hidráulica entre o Sistema Aqüífero Guarani e a superfície: análise estrutural e ensaios in situ

16 PROJETO FRATASG ESTUDO GEOLÓGICO DE DETALHE ANÁLISE ESTRUTURAL E TECTÔNICA LEVANTAMENTO SISTEMÁTICO DE FRATURAS CAMINHAMENTOS GEOFÍSICOS PERFILAGENS GEOFÍSICAS EM POÇOS TESTES HIDRÁULICOS COM OBTURADORES QUÍMICA E ISÓTOPOS DE ÁGUA

17 PROJETO FRATASG Perfilagens de poços

18 PROJETO FRATASG Perfilagens (BHTV, T, CONDUTIVIDADE)

19 PROJETO FRATASG Ensaios em poços com obturadores

20 650 1 km P B P142 P341 P343 B1 P361 AF10 P P P151 P166 B2 575 P322 P321P P192 P127 P195 P214 AF43 P329 P241 P240 P242 P239 P211 P333 P332 P353P354 P AF32a AF33 P P225 P161 P AF P218 P116 P327 AF38 P328 P326 AF41 P335 P325 AF42 AF39 P236 AF44 Poço Limeira P !E D B3 A AF37 AF34AF35 AF50 AF36AF49 AF9 Poço Brejinho 550 AF8!E P AF AF31a P357 P358 P184 P355 P AF31b AF45 AF47 AF46!E P309 P222 P134 P P203 P173 P294 P111 Poço G. Vermelho AF GAS 725 AF C B4 800 AF7 P AF6 AF5 AF Sistema viário Curva de nível Hidrografia Poço * Afloramento!E Poço construído Seção Geológica Direção do esforço máximo principal $ Formação Serra Geral Basalto 4 - B4 Basalto 3 - B3 Basalto 2 - B2 Basalto 1 - B1 Formação Botucatu Arenitos

21 SAG B1 B2 B3 B4!E!E!E P361 P360 P358 P357 P355 P356 P353P354 P351 P344 P343 P341 P339 P336 P335 P333 P332 P331 P329 P328 P327 P326 P325 P324 P322 P321 P309 P294 P243 P242 P241 P240 P239 P237 P236 P225 P222 P218 P214 P212 P211 P203 P195 P192 P184 P173 P166 P161 P151 P150 P142 P134 P127 P116 P111 AF9 AF8 AF7 AF6 AF5 AF4 AF43 AF44 AF50 AF49 AF47 AF46 AF45 AF42 AF41 AF40 AF39 AF38 AF37 AF36 AF34AF35 AF33 AF30 AF29 AF22 AF10 AF31b AF32a AF31a D B A C Poço Li meira Poço B rejinho Poço G. Vermelho A B Seções geológicas A e B

22 Colunas estratigráficas Poços B4 Afloramentos e mapa B3 B2 B1

23 Sistema Aqüífero Guarani (SAG)

24 B2- basalt 2 B4 B3 B1- basalt 1 B2 B1

25 B4 Contato B2/B3 B3 B2 B1 BVA2

26 B4 Basalto B3 B3 entablatura colunada B2 B1

27 Fraturas mais contínuas que cortam os níveis BVA

28 Modelo conceitual de circulação de água Fraturas subhorizontais: mais permeáveis Fraturas subverticais: devem seccionar os contatos

29 Scanlines Direções, densidade e comprimento de fraturas

30 RESULTADOS (Análise estatística)

31 Análise estrutural e tectônica Determinação da posição dos esforços Relações angulares σ1 ~ N60E Estrias e steps

32 Superposição dos eventos tectônicos σ1 Mais antigo Mais novo eσ1ns eσ1 σ1ene-ew eσ1 σ1ene eσ1 σ1nw

33 Simulação de rede fraturas (UDEC) Dados de entrada: Direção, densidade, comprimento, abertura de fraturas Esforços in situ e condições de contorno σ1 = N45E, σ3 = N45W (resultado da análise estrutural) Magnitude dos esforços: compatível com as condições intraplaca Dados de saída: Abertura Fechamento Cisalhamento Para cada fratura representada no modelo

34 Fechamento Simulação no UDEC σ1 PLANO HORIZONTAL AF8 Prof=100m, 1<K<1.5 In situ: x=y=0mpa, z=2.7mpa σ3 BC: x=1.35mpa, y=5mpa Max: 1,87 mm Min Rep.: 3,74 mm

35 Cisalhamento Simulação no UDEC σ1 PLANO HORIZONTAL Prof=100m, 1<K<1.5 In situ: x=y=0mpa, z=2.7mpa σ3 BC: x=1.35mpa, y=5mpa Max: 1,5 a 2,0 mm Min Rep: 0,839 mm

36 Cruzando fechamento e cisalhamento As fraturas que sofreram mais cisalhamento sem sofrer fechamento foram as de direção N70E e N10-20E O cisalhamento destas está entre 1,5 e 2 mm Qual é a importância de se determinar a magnitude do cisalhamento?

37 Correlação: cisalhamento e T Portanto, as fraturas N70E e N10-20E podem ser as mais transmissivas

38 CONCLUSÕES

39 CONCLUSÕES Ainda se sabe muito pouco sobre as direções das fraturas mais transmissivas (apesar dos estudos que correlacionam produção de poços com lineamentos)

40 CONCLUSÕES Ainda se sabe muito pouco sobre as direções das fraturas mais transmissivas (apesar dos estudos que correlacionam produção de poços com lineamentos) Estudos de correlação de poços com Q/s apontam para várias direções

41 CONCLUSÕES Ainda se sabe muito pouco sobre as direções das fraturas mais transmissivas (apesar dos estudos que correlacionam produção de poços com lineamentos) Estudos de correlação de poços com Q/s apontam para várias direções Da mesma forma, ainda não se sabe se são esforços atuais ou esforços de eventos recentes que controlam a direção das fraturas mais transmissivas

42 CONCLUSÕES Incorporação análise estrutural e tectônica em estudos que contemplem perfilagens e ensaios hidráulicos: determinação dos caminhos preferenciais Grande impacto para a proteção dos aqüíferos fraturados

43 Quais fraturas estão abertas atualmente? São as extensionais geradas em paleo-eventos quaternários? São as paralelas ao SHmax atual? São as ativas atualmente (cisalhamento e extensionais?) SUB-AREA C2 Lineament Length N Não há evidências conclusivas... W E 8.6% 4.3% % 8.6%