ESTUDOS PRELIMINARES DAS INTERAÇÕES ENTRE PRECIPITAÇÃO, VAZÕES DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E NÍVEIS FREÁTICOS EM POÇOS DA REDE DE MONITORAMENTO DA ADASA.

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1 ESTUDOS PRELIMINARES DAS INTERAÇÕES ENTRE PRECIPITAÇÃO, VAZÕES DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E NÍVEIS FREÁTICOS EM POÇOS DA REDE DE MONITORAMENTO DA ADASA. Autores Érica Yoshida de Freitas 1 *; Camila Aida Campos 2 ; Welber Ferreira Alves 3 & Carlos Christian Della Giustina 4 Resumo Este trabalho estudou as interações entre pluviosidade, vazão de rios e nível estático de quatro pontos de monitoramento da rede subterrânea da ADASA/DF. Os dados de pluviosidade e vazão foram obtidos por meio das estações de monitoramento da Adasa. Em 2013 e 2014 foram realizadas duas campanhas anuais de medição do nível estático dos poços, sendo uma no período chuvoso e outra no período seco. Os resultados mostram uma correlação direta entre as precipitações mensais e as variações na vazão dos rios. Esse comportamento era esperado, visto que a região estudada é de cabeceiras, com bacias relativamente pequenas e com tempo de concentração relativamente baixo. No caso das águas subterrâneas, esta avaliação mostra-se um pouco mais complexa. Apesar de partes integrantes do mesmo ciclo hidrológico, as interações entre águas superficiais e subterrâneas precisam ser mais estudadas. Estudos relacionados ao comportamento geológico-estrutural dos aquíferos, ao uso do solo, o cálculo do balanço hídrico, a condutividade hidráulica são fatores importantes na dinâmica hidrológica regional que ainda precisam ser considerados para a construção de modelos acurados que representem a interação entre as águas superficiais, meteóricas e subterrâneas. Palavras-Chave Precipitação, vazão de rios e água subterrânea. PRELIMINARY STUDIES OF THE INTERACTIONS BETWEEN PRECIPITATION, SURFACE WATERS FLOWS AND GROUND WATER WELLS LEVELS OF ADASA MONITORING STATIONS Abstract This work studied the interactions between rainfall, rivers flow and static level of four wells. Rainfall and flow data were obtained through ADASA monitoring stations. In 2013 and 2014 were held two annual campaigns for measuring static level, being one during the rainy season ant other in the dry period. The results show a direct correlation between the monthly rainfall and variations in the flow of the rivers. This behavior was expected, since these are regions of relatively small basins with headboards and with relatively low recurrence time. In the case of groundwater, the assessment shows a little more complex. Although an integral part of the hydrological cycle, the interactions between surface water and groundwater need to be further studied. Studies related to the geological-structural behavior of aquifers, the use of the soil, the water balance calculation, the hydraulic conductivity are important factors in the dynamic regional hydrological that still need to be considered for building accurate models that represent the interaction between surface water, and groundwater meteoric. Keywords precipitation, surface-water flows and ground-water Reguladores de Serviços Públicos, erica.freitas@adasa.df.gov.br, camila.campos@adasa.df.gov.br e welber.alves@adasa.df.gov.br. 4 Geólogo, Doutor em Desenvolvimento Sustentável, Centro Universitário de Anápolis Unievangélica, giustina@paranoaconsult.com.br. 1

2 1 INTRODUÇÃO Apesar de muitos estudos e redes de monitoramento avaliarem as águas superficiais e subterrâneas separadamente, é de conhecimento geral a existência de conexões hidrológicas entre elas. Para SILVA et al. (2007), a compreensão dos princípios básicos de interação entre as águas superficiais e subterrâneas é essencial para o efetivo gerenciamento e planejamento dos usos dos recursos hídricos nas bacias. As águas subterrâneas e superficiais não são componentes isolados do sistema hidrológico e a gestão efetiva dos recursos hídricos depende do entendimento dos princípios básicos das relações existentes entre elas (SOPHOCLEOUS, 2002). Da mesma forma, LIAZI et al. (2007) mencionam que, dado o aumento da demanda de água e a forte interferência entre águas subterrâneas e superficiais, esses recursos devem ser geridos em conjunto, de forma a permitir o seu uso sustentável. A Agência Reguladora de Águas, Energia e Saneamento Básico do Distrito Federal (ADASA), órgão responsável pela regulação dos recursos hídricos no DF, realiza desde 2009, o monitoramento da sua rede de águas superficiais, que atualmente conta com 50 estações hidrometeorológicas. Em 2012, a ADASA instalou 84 poços tubulares profundos para compor sua rede monitoramento das águas subterrâneas. A rede foi planejada com 42 estações, com um par de poços cada, sendo um poço raso, de até 30m, e outro profundo, com até 150m de profundidade. Este trabalho pretende estudar as interações entre a pluviosidade, a vazão de rios e o nível estático de poços rasos e profundos em quatro pontos da rede de monitoramento da ADASA. Para avaliação dessa interação foram selecionadas quatro estações de monitoramento de águas subterrâneas, que dispunham de réguas linimétricas, instaladas em cursos d'água localizados em suas proximidades. Ao longo dos anos entre 2013 e 2015 foram monitorados o nível estático desses poços. Nesse período foram realizadas duas campanhas anuais, sendo uma no período chuvoso e outra no período seco. No Distrito Federal, a estação chuvosa abrange os meses de outubro a abril, e a estação seca vai de maio a setembro (GONÇALVES et al., 2009). 2 CARACTERÍSTICAS DA ÁREA A Figura 1 mostra a localização das áreas de estudo no mapa hidrogeológico do Distrito Federal. Figura 1 Localização das áreas de estudo. 2

3 A área de estudo abrange as três regiões hidrográficas do Distrito Federal e quatro bacias hidrográficas, vide Tabela 1. Tabela 1 Unidades hidrográficas utilizadas neste estudo. Bacia Região Hidrográfica UH/Número Hidrográfica Paraná Área (ha) Estação/Número do Poço Corumbá Rio Alagado/32 407,60 Alagado/3 Descoberto Baixo Rio Descoberto_5 202,60 Samambaia/7 Tocantins/Araguaia Maranhão Alto Rio Maranhão_2 732 Sonhém/21 São Francisco Preto Ribeirão Extrema_20 255,30 Extrema DF/ ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO ALAGADO - POÇO 3 Na Região Administrativa do Gama, coordenadas / , Corumbá, em região transicional de plano elevado para vale dissecado, com altimetria de 965 metros. O poço raso intercepta o Domínio Poroso P4 e o poço profundo alcança o Sistema Aquífero Paranoá, subsistema R4, do Domínio Fraturado. À montante da estação existe área verde com resquícios de cerrado. 2.2 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO SAMAMBAIA - POÇO 7 Na Região Administrativa do Recanto das Emas, coordenadas 15º56 40 /48º14 49, em região de vale dissecado, com altimetria de 899 metros. O poço raso intercepta o Domínio Poroso P4 e o poço profundo alcança o Sistema Aquífero Araxá, do Domínio Fraturado. A estação está situada em local de solo hidromórfico, com afloramento de quartzitos nas proximidades. À montante da estação existe um loteamento e área de pastagem. 2.3 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO SONHÉM POÇO 21 Na região Região Administrativa de Sobradinho, coordenadas / , na região geomorfológica de vales dissecados, com altimetria de 765 metros. O poço raso intercepta o Domínio Poroso P2 e o poço profundo alcança o Sistema Aquífero Bambuí, do Domínio Fraturado. À montante da estação ocorre uma rodovia e à jusante existe uma plantação de citrus. 2.4 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO EXTREMA DF POÇO 44 Na Região Administrativa do Rio Preto, na região geomorfológica de plano intermediário, coordenadas / O poço raso intercepta o Domínio Poroso P1 e o poço profundo alcança o Sistema Aquífero Bambuí, no Domínio Fraturado. À montante da estação ocorre área de plantio e uso de agroquímicos. 3 METODOLOGIA No estudo das águas superficiais, os dados de pluviosidade e vazão dos rios foram obtidos por meio das estações de monitoramento da ADASA. Foi utilizado o total das precipitações diárias dos meses de março, e setembro, representativos dos períodos chuvosos e secos, respectivamente. A medição dos níveis estáticos foi realizada utilizando-se um medidor com fita graduada e um dispositivo sonoro acoplado. Para o acompanhamento do nível estático (NE) dos poços adotou-se o ano hidrológico como referência. O cálculo do total da precipitação por ano hidrológico foi obtido pelo somatório das medições nos meses de maio a setembro (ano hidrológico seco) e de outubro a abril (ano hidrológico chuvoso). Sendo assim, os períodos considerados para o estudo da água subterrânea foram os anos hidrológicos chuvosos de 2012/2013 e 2013/2014, e secos de 2013 e 2014 (Tabela 2). 3

4 Tabela 2 Pluviosidade e vazão. Estação/Poço n. Período Mês/ano Pluviosidade (mm) Vazão (m 3 /s) Alagado/3 Março/ ,80 1,77 Chuvoso.Março/ ,60 2,50 Set./ ,40 0,63 Seco Set./2014 9,8 0,74 Samambaia/7 Março/ ,40 2,10 Chuvoso Março/ ,6 1,93 Set./ ,4 1,10 Seco Set./ ,6 0,18 Sonhém/21 Março/ ,30 0,96 Chuvoso Março/ ,50 0,31 Set./ ,40 0,23 Seco Set./ ,9 0,14 Extrema DF/44 Março/ ,80 2,68 Chuvoso Março/ ,4 3,68 Set./ ,3 0,55 Seco Set./ ,7 0,39 Para a análise estatística dos dados, utilizou-se a correlação entre os níveis estáticos, as vazões e as pluviosidades e a covariância entre as vazões e os níveis estáticos. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados apresentados na Figura 2 mostram, na cor verde, as precipitações mensais e as variações na vazão dos rios. No geral, os dados mostram uma correlação direta entre as duas variáveis. Esse comportamento era esperado, visto que tratam-se de regiões de cabeceiras com bacias relativamente pequenas e com tempo de concentração relativamente baixo, quando comparado ao de regiões com maiores áreas de contribuição. Já as cores azul e vermelho relacionam a precipitação com o NE dos poços analisados e mostra que esta relação não é tão direta. Para BRODIE et al. (2007) essas interações são complexas e de difícil entendimento Neste caso, o retorno da água de recarga para o rio pode levar de semanas a anos, dependendo das características hidrogeológicas da região (SILVA et al., 2007). 1,5 1 0,5 0-0,5 cor PLU NE PROF cor PLU NE RASO cor PLU VAZAO -1 Figura 2 - Correlação da precipitação com os níveis freáticos dos poços e da precipitação com a vazão dos rios adjacentes. 4.1 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO ALAGADO - POÇO 3 O gráfico que relaciona a precipitação com a vazão ratifica a correlação positiva de 98% pois no período seco (maio a setembro), houve uma diminuição na vazão dos rios, ocorrendo o contrário no período chuvoso (outubro a abril), vide Figura 3. 4

5 Figura 3 - Precipitação mensal e variação da vazão do rio Alagado. Na Figura 4 os dados mostram que o NE do poço raso elevou-se em 4m e do poço profundo em 1,8m, entre os períodos seco/2013 e seco/2014. Neste mesmo período a precipitação acumulada foi 33,2mm menor no período seco/2014. Essa elevação pode estar associada à distribuição das chuvas nos meses estudados. No período seco/2013, a maior parte dos 59,4 mm precipitados foi durante o mês de setembro, que acumulou 53,4 mm das precipitações. Já no período seco/2014, apesar de ter chovido bem menos, as chuvas foram bem distribuídas ao longo dos cinco meses do período (6,4; 4,0; 5,8; 0,2 e 9,8 mm). Sendo assim, o padrão de distribuição de chuvas do período seco/2014 provavelmente favoreceu a elevação do NE dos poços, já que a recarga depende da intensidade das chuvas e da distribuição da quantidade do escoamento superficial. Figura 4 Ano hidrológico e dos níveis estáticos dos poços próximos ao rio Alagado. Os períodos chuvosos de 2012/2013 e 2013/2014 não modificaram o NE do poço raso que permaneceu em 17m. Já o NE do poço profundo teve elevação de 3,3 m no período chuvoso 2013/2014, que por sua vez foi 317mm maior que o período chuvoso anterior. Nota-se que a avaliação da correlação entre essas duas variáveis é mais complexa que a análise das vazões, haja vista suas baixas correlações de -0,69 do NE profundo e 0,42 do NE raso. Neste sentido, somente com a continuidade do monitoramento até que se disponha de uma série histórica, essas interpretações poderão se confirmar. 4.2 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO SAMAMBAIA - POÇO 7 A Figura ilustra a correlação de 91% entre a precipitação e a vazão do rio Samambaia, no ponto analisado. Figura 5 - Precipitação mensal e variação da vazão do rio Samambaia. 5

6 No caso das águas subterrâneas, as correlações são de -0,83 para o poço profundo e de -0,81 para o poço raso. Com a diminuição da precipitação verificou-se o rebaixamento do NE nos dois períodos secos (Figura 6). Assim, pode-se interpretar que tanto nas vazões das águas superficiais como nos níveis das águas subterrâneas, há um controle sazonal para os resultados encontrados. No entanto, essa diminuição foi mais intensa no período seco/2013, apesar de ter chovido mais neste período, quando comparado ao ano seco/2014. Feita análise do padrão de distribuição das chuvas nos meses estudados, verificou-se que o período seco/2013 foi mais irregular, pois cerca de 45% da precipitação ocorreu no mês de junho de 2013 (71,6mm). Já nos meses do período seco/2014, o padrão das chuvas foi mais uniforme, com mínima de 9,4mm e máxima de 17,6mm. Esse comportamento deve ter favorecido a recarga e consequentemente o aumento dos níveis estáticos dos poços neste período. Figura 6 Ano hidrológico e nível estático dos poços próximos ao rio Samambaia. A quantidade acumulada de precipitação nos dois períodos chuvosos analisados apresentou valores muito próximos, com isso houve pouca variação dos níveis estáticos dos poços nesses períodos, sendo que as mínimas alcançadas foram de 2,4m, para o poço raso, e 1,3m no poço profundo, ambas no período chuvoso 2013/2014. Logo em seguida percebe-se o rebaixamento dos poços nos períodos secos, atingindo a máxima de 6,7m de profundidade no poço raso e 4,1m no poço profundo, durante o período seco/ ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO SONHÉM - POÇO 21 A Figura 7 ilustra a correlação de 81% entre a precipitação e a vazão do rio Sonhém, no ponto analisado. No caso das águas subterrâneas, as correlações são de -0,58 para o poço profundo e de 0,10 para o poço raso. Figura 7 Precipitação mensal e variação da vazão do rio Sonhém. O gráfico da Figura 8 mostra uma diminuição da precipitação no período chuvoso 2013/2014, em relação ao período chuvoso anterior. Quando comparados os níveis freáticos medidos nas mesmas 6

7 estações do ano, houve um rebaixamento de 1m no NE do poço raso e de 1,3m no poço profundo. Por outro lado, a intensidade do período chuvoso 2012/2013 não fez com que os níveis estáticos dos poços se elevassem no período seco/2013, pois houve um rebaixamento de 1,6m no poço raso e 2m no poço profundo. Nos sete meses do período chuvoso de 2012/2013, verificou-se em cinco deles as chuvas foram intensas, sendo que em dois o total ficou acima de 360mm e em três ultrapassou 230mm. Já o período chuvoso 2013/2014 se mostrou mais homogêneo, com apenas um mês com chuvas superiores a 360mm. Figura 8 Ano hidrológico e nível estático dos poços próximos ao rio Sonhém. 4.4 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO EXTREMA DF POÇO 21 A Figura 9 ilustra a correlação de 96% entre a precipitação e a vazão do rio Extrema, no ponto analisado. No caso das águas subterrâneas, as correlações são de -0,46 para o poço profundo e de - 0,82 para o poço raso. Figura 9 Precipitação mensal e variação da vazão do rio Extrema. Do período chuvoso 2012/2013 ao chuvoso 2013/2014 ocorreu o rebaixamento do NE do poço raso e um aumento no NE do poço profundo, apesar da similaridade da quantidade de precipitação entre esses dois períodos. O maior rebaixamento do nível estático ocorreu no período seco/2014, alcançando a máxima de 9m de profundidade para o poço raso e 8m para o poço profundo. Esse fato pode ser justificado pelo fato do ano seco/2014 ter sido mais intenso, com uma diminuição de 129,7 mm nas chuvas, quando comparado ao período seco/

8 Figura 10 Ano hidrológico e nível estático dos poços próximos ao rio Extrema. 5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÃO Os dados analisados indicam que há uma relação direta entre a precipitação pluviométrica e as águas superficiais. No entanto, quando se trata de águas subterrâneas, esta avaliação mostra-se um pouco mais complexa. Isso mostra que, apesar de partes integrantes do mesmo ciclo hidrológico, as interações entre águas superficiais e subterrâneas precisam ser mais estudadas. Estudos relacionados ao comportamento geológico-estrutural dos aquíferos, ao uso do solo, o cálculo do balanço hídrico, a condutividade hidráulica são fatores importantes na dinâmica hidrológica regional que ainda precisam ser considerados para a construção de modelos acurados que representem a interação entre as águas superficiais, meteóricas e subterrâneas. Apesar de ainda não ter sido possível estabelecer relações diretas sobre o comportamento do nível da água subterrânea em função das precipitações, espera-se que com o aumento das campanhas de monitoramento ao longo dos anos, seja possível diminuir incertezas na avaliação das interações entre águas superficiais e subterrâneas no Distrito Federal. A investigação deve ser ampliada para os demais poços da rede de monitoramento das águas subterrâneas da ADASA, para que as análises sejam mais abrangentes e completas. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS BRODIE, R.; SUNDARAM, B.; TOTTENHAM, R.; HOSTETLER, S.; RANSLEY, T. (2007) An Overview of Tools for Assessing Groundwater-Surface Water Connectivity. Bureau of Rural Sciences, Canberra. 131 p. GONÇALVES, T.D.; ROIG, H.L.; CAMPOS, J. E. G. (2009). Sistemas de informação geográfica como ferramenta de apoio à outorga dos recursos hídricos subterrâneos no Distrito Federal. Revista Brasileira de Geociências 39 (1), pp LIAZI, A.; MANCUSO, M. A.; CAMPOS, J.E. (2007). Outorga Integrada: águas superficiais e águas subterrâneas. In: XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. 17 p. SILVA, F. C.; COLLISCHONN, W.; KIRCHHEIM, R. E. (2007). Uso Integrado de Recursos Hídricos Superficiais e Subterrâneos: o caso do Alto Rio Paranaíba. In: XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. 20 p. SOPHOCLEUS M. (2002). Interactions between groundwater and surface water: the state of the science. In: Hydrogeology Journal 10, pp