RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS DA BACIA SEDIMENTAR DO ARARIPE ZONA LESTE, ESTADO DO CEARÁ.

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1 RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS DA BACIA SEDIMENTAR DO ARARIPE ZONA LESTE, ESTADO DO CEARÁ. Lian Silva Veríssim 1 ; Itabaraci Nazaren Cavalcante 2 ; Rbéri Bt Aguiar 3 & Jã Thiag Viana Maia 4 RESUMO Este trabalh é parte integrante d Prjet Cmprtament das Bacias Sedimentares da Regiã Semi-Árida d Nrdeste Brasileir (Cnvêni CPRM/FINEP), desenvlvid cnjuntamente pela CPRM e Universidade Federal d Ceará. A Bacia Sedimentar d Araripe representa uma imprtante bacia hidrgelógica cearense, nde 95% ds usuáris utilizam água subterrânea. Fram cadastrads 1182 pçs tubulares em mei sedimentar que sã utilizads para diverss fins, desde a irrigaçã, indústria e abasteciment públic. As prfundidades ds pçs alcançam até 360m (média de 96,8m), nde nível estátic é alcançad a partir de pucs metrs (média de 20,5m) e as vazões chegam a 300 m³/h (média de 25,5 m³/h). ABSTRACT - This wrk is part f the Behavir f the Sedimentary Basins Semiarid Nrtheast Brazilian Prject (Accrd CPRM/FINEP).The grundwater is an imprtant mineral gd fr the develpment f any area, representing a surce f prvisining fr the man and the prductive sectin. The Basin Sedimentary f Araripe represents an imprtant basin hidrgelógica frm Ceará, where 95% f the users use grundwater. They were registered 1182 tubular wells in sedimentary rckswhich are used t several ends, since the irrigatin, industry and public supply. The depths f the wells reach up t 360m (average f 96.8m), where the static level is reached starting frm few meters (average f 20.5m) and flws reach 300 m³/h (average f 25.5 m³/h). Palavras-chaves: Aqüífer, Cariri, Ceará 1 Geólg d Serviç Gelógic d Brasil - CPRM. Avenida Antni Sales, 1418, Jaquim Távra, Frtaleza-Ce. lian@f.cprm.gv.br; 2 Prf. Dr. Adjunt d Departament de Gelgia/UFC. Av. Humbert Mnte, s/n, Pici. Frtaleza/CE. ita@frtalnet.cm.br ; 3 Geólg d Serviç Gelógic d Brasil - CPRM. Avenida Antni Sales, 1418, Jaquim Távra, Frtaleza-Ce. lian@f.cprm.gv.br; 4 Graduand em Gelgia Departament de Gelgia/UFC. Rua Mnte Serrat 131. Marapnga. Frtaleza/CE viana_thiag@yah.cm.br XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 1

2 1. INTRODUÇÃO O presente trabalh cnstitui parte de um estud das atividades desenvlvidas dentr d Prjet Cmprtament das Bacias Sedimentares da Regiã Semi-Árida d Nrdeste Brasileir. Implantad pel Ministéri da Ciência e Tecnlgia através da Financiadra de Estuds e Prjets FINEP, fi executad em cnjunt pel Serviç Gelógic d Brasil CPRM/Residência de Frtaleza e Universidade Federal d Ceará UFC, representada pels Departaments de Engenharia Hidráulica, Física e Gelgia, pr mei de uma rede cperativa de pesquisa. Cnstitui-se n diagnóstic ds pçs tubulares que captam águas subterrâneas, bjetivand um melhr cnheciment da hidrgelgia da área em estud, bem cm sua imprtância para desenvlviment sciecnômic da regiã d Cariri, sul d estad d Ceará. O Nrdeste caracteriza-se cm uma regiã de pucas chuvas, cncentrand-se de três a cinc meses d an. Iss afeta a ecnmia da regiã, gerand escassez de água e racinament, falta de aliments, imigraçã da ppulaçã afetada para s grandes centrs urbans e, cnsequentemente, reduçã na qualidade de vida. As rchas cristalinas n Ceará cupam 75% ( km 2 ) de sua área, cm prpriedades gelógicas mínimas para armazenar água. Entretant, a Bacia Sedimentar d Araripe lcaliza-se na regiã d Cariri cnstituind-se na mair e mais imprtante bacia hidrgelógica d Estad, cm as melhres unidades armazenadras de água subtrerrânea, representadas pels aqüífers Ri da Batateira, Missã Velha e Mauriti, diferenciand-se das demais bacias sedimentares d Estad. 2. LOCALIZAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DA ÁREA A Bacia Sedimentar d Araripe lcaliza-se a sul d estad d Ceará e parte ds estads de Pernambuc e Piauí, cnstituind-se n divisr de águas das bacias hidrgráficas ds ris Jaguaribe (CE) a nrte, Sã Francisc (PE) a sul e Parnaíba (PI) a este. A área de estud cupa uma área aprximada de km 2 (Figura 1), send delimitada pelas crdenadas gegráficas de a de lngitude este de Greenwich e de 7 05 a 7 40 de latitude sul, englband s municípis cearenses de Abaiara, Barbalha, Brej Sant, Crat, Juazeir d Nrte, Mauriti, Milagres, Missã Velha e Prteiras. A área fica a uma distância aprximada de 550 km das cidades de Frtaleza e Recife. XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 2

3 FRONTEIRAS CAMPOS SALES C E A R Á P I A U I SIMÕES SALITRE ARARIPINA ARARIPE IPUBÍ TRINDADE OURICURI BODOCÓ SANTANA DO CARIRI EXU GRANITO CRATO JUAZEIRO DO NORTE MISSÃO VELHA BARBALHA JARDIM PORTEIRAS CEDRO P E R N A M B U C O ESCALA MILAGRES BREJO SANTO MAURITI SÃO JOSÉ DO BELMONTE P A R A I B A L E G E N D A 0 km 50 km LIMITE DA BACIA SEDIMENTAR LIMITE DA CHAPADA EMBASAMENTO CRISTALINO LIMITE INTERESTADUAL CIDADES ÁREA DO PROJETO Figura 1. Lcalizaçã da Bacia Sedimentar d Araripe e da área d Prjet. O clima na regiã é semi-árid, cm precipitaçã anual média de 1001,4 mm e pic ns meses de janeir a abril. Entre s meses de junh e nvembr bserva-se s mais baixs índices pluvimétrics (KIMURA, 2003). A temperatura média anual varia entre 24 C e 26 C, send mês de julh mais fri (23,5 C) e nvembr mais quente (27,4 C) (IPLANCE,1997). Na estaçã situada na cidade de Barbalha, a umidade relativa d ar scila de 51% (utubr) a 80% (març), cm média anual de 63,8% e a evapraçã, nesta mesma estaçã, pssui um valr anual de 2.288,6mm, cm máxima em setembr (292,8mm) e mínima em abril (100,5mm). Os níveis de inslaçã têm valr ttal anual de hras, cm a média mais elevada crrend em setembr (276,4 hras) e a média mais baixa em fevereir (191,9 hras) (COSTA, 1998). A hidrgrafia é caracterizada pela ausência de rede de drenagem na parte superir da chapada, pel setr trrencial nas vertentes da chapada até as planícies, cm cntribuições em frma de fntes pntuais u difusas e, pela zna de espraiament (aluviões) depis das vertentes, nde sã depsitadas as cargas das trrentes (DNPM, 1996). A vegetaçã é cnstituída pr quatr tips, sentid de sul para nrte d estad: Flresta Subperenifólia Trpical Plúvi-Nebular (Mata Úmida), Flresta Subcaducifólia Trpical Pluvial (Mata Seca), Flresta Caducifólia Espinhsa (Caatinga Arbórea) e Flresta Subcaducifólia Trpical Xermrfa (Cerrad) (IPLANCE, p. cit.). O sl é XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 3

4 representad pr quatr classes: Latssl Vermelh-Amarel Álic; Pdzólic Vermelh-Amarel Eutrófic; Aluviais Eutrófics e Litólics Eutrófics. A gemrlgia na área é identificada pr três dmínis distints, a Zna de Chapada, a Zna de Talude e a Zna de Pediplan. Segund PONTE & PONTE FILHO (1996), a Bacia Sedimentar d Araripe está implantada sbre s terrens pré-cambrians da Prvíncia Brbrema, lateralmente a Lineament da Paraíba. É cnstituída pelas frmações Mauriti (arenits quartzss, grsseirs a médis), Brej Sant (arenits fins, siltits, argilits e flhelhs), Missã Velha (arenits grsseirs), Abaiara (arenits micáces argilss, fins a médis, siltits e flhelhs), Ri da Batateira (arenits médis a grsseirs), Santana (flhelhs calcífers, gipsita e margas fssilífers), Arajara (siltits, argilits e arenits fins) e a Exu (arenits argilss grsseirs a cnglmerátics). Características Hidrgelógicas é a regiã de mair imprtância para estad, pr pssuir s melhres e maires aqüífers representads pelas frmações Ri da Batateira, Mauriti e Missã Velha. As demais frmações, (Abaiara, Brej Sant, Santana, Arajara e Exu) apresentam pequena vcaçã hidrgelógica. A classificaçã aqüífera adtada é riunda d DNPM (1996), representada pels Sistemas Aqüífers Superir, Médi e Inferir. O Sistema Aqüífer Superir é que apresenta mair área de expsiçã, se estendend pr tda a chapada cm cerca de 7500 km 2, send mens expltad da regiã pr apresentar uma média a baixa vcaçã hidrgelgia representad a regiã representad pelas frmações Exu, Arajara e pssuind espessura média de em 320 metrs. As reservas permanentes sã de 10,2 x 10 9 m 3 /an, enquant as reservas reguladras fram estimadas em 100 x 10 6 m 3 /an. O Sistema Aqüífer Médi é cmpst pelas frmações Ri da Batateira, Abaiara e Missã Velha. Send cnsiderad sistema mais imprtante da Bacia d Araripe em terms de ptencial de expltaçã. Apresenta uma espessura média de 500 metrs cm área de 2830 km 2 Atualmente é expltad d Cariri, detend as maires vazões, que alcançam até 300 m 3 /h/pç. As prfundidades ds pçs sã muit variáveis, prém sbressai interval de 80 a 130 metrs cm vazã média de 17 m 3 /h. De acrd cm Prjet de Avaliaçã Hidrgelógica da Bacia Sedimentar d Araripe (DNPM 1986), Sistema Aqüífer Médi apresenta um ceficiente de transmissividade variand de 3 x 10-4 a 8 x 10-3 m 2 /s, cm valr representativ de 5 x 10-3 m 2 /s; ceficiente de armazenament, 2 x Pssui reservas permanentes de 83,65 x 10 9 m 3 e reservas reguladras de 112 x 10 6 m 3 /an. O Sistema Aqüífer Inferir cnsiste da Frmaçã Mauriti e a parte basal da Frmaçã Brej Sant. Apresenta-se em mair extensã na brda leste da Bacia d Araripe e em pequena faixa na brda nrte, sempre em cntat cm embasament cristalin.pssui uma espessura média de 100 metrs e área ttal de 2830 km 2 É cnsiderada a segunda frmaçã aqüífera mais expltada XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 4

5 na regiã, apresentam uma prfundidade média ds pçs de 130 metrs e vazã média de 8,9 m 3 /h. De acrd cm DNPM (1996), Sistema Aqüífer Inferir apresenta s seguintes parâmetrs: Transmissividade 3 x 10-4, Ceficiente de armazenament Apresentand reservas permanentes de 4,9 x 10 9 m 3, cm reservas reguladras de 17,5 x 10 6 m 3 /an. 3 - METODOLOGIA DE TRABALHO A metdlgia aplicada cnstu das atividades de escritóri e de camp. Fi realizad um levantament das infrmações técnicas ds pçs tubulares lcalizads na área de estud n banc de dads d Sistema de Infrmações de Águas Subterrâneas SIAGAS, da CPRM - Serviç Gelógic d Brasil, resultand um cadastr de 1357 pçs. Durante as cinc campanhas de camp realizadas n desenvlviment d prjet (2005 a 2006), fi feita uma revisã para lcalizar s pçs pré-selecinads e identificar nvs pçs ainda nã cadastrads. A partir desse cadastr fram selecinads s pçs tubulares cnstruíds dentr ds limites d prjet, eliminand-se aqueles lcalizads em terrens de rchas cristalinas. De psse de um banc de dads cm 1182 pçs tubulares distribuíds em it municípis da bacia d Araripe, fram analisads e tratads esses dads cm pactes estatístics e cmputacinais, pssibilitand a frmaçã e elabraçã ds mapas, tabelas e gráfics, culminand cm a geraçã de infrmações hidrgelógicas a dispsiçã da cmunidade técnica. 4 - RESULTADOS OBTIDOS O pç mais antig na regiã data de Até an de 1974 a cnstruçã de pçs teve uma evluçã nrmal, cm média de 5 pçs/an, apenas em funçã d aument da ppulaçã. A partir ds ans seguintes, cm cresciment na ppulaçã, implantaçã d parque industrial e s períds de estiagem, tais cm ns ans de 1979 a 1983, huve um aument na cnstruçã de pçs cm média de 25 pçs/an, até an de A Figura 2 mstra a evluçã tempral da cnstruçã de pçs tubulares na área de estud. Quant à utilizaçã ds pçs na área, através d cadastr, fram identificads 891 pçs, cm dads distribuíds da seguinte frma: em us (548); abandnads (83); parads (43); nã instalads (66) e secs (3). XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 5

6 N. de pçs Ttal de pçs: a a a a a a a 06 Períd anual Figura 2 - Evluçã tempral da cnstruçã ds pçs tubulares na área de estud Basead nessas infrmações d cadastr fi realizad um estud bjetivand verificar a frma de distribuiçã desses parâmetrs e a existência de crrelações entre eles. Em 1182 pçs d cadastr, 85% apresentam prfundidade, 57,4% tem vazã e 40,5% cntém dads cmplets. O quadr 1 mstra parâmetrs estatístics ds 1182 pçs, Quadr 1 Parâmetrs estatístics ds pçs na área de estud. Parâmetr Prf. NE ND s Q Q/s Estatístic (m) (m³/h) [(m³/h)/m] Média 96,8 20,5 39,3 18,64 25,55 2,15 Mediana 84,0 16,0 36,0 15,00 14,00 1,00 Desvi padrã 43,9 16,5 19,5 14,04 35,62 3,21 Máxim 360,0 118,0 132,0 90,00 300,00 27,27 Mínim 16,0 0,0 7,0 0,0 1,00 0,02 Nº de pçs Prf. = Prfundidade; NE = Nível estátic; ND = Nível dinâmic; s = Rebaixament; Q = vazã; Q/s = capacidade específica. Os pçs têm prfundidades cmpreendidas entre 16 a 360 m, cm valr médi de 96,8 m e mediana de 84 m. O histgrama da Figura 3 apresenta uma distribuiçã da freqüência da prfundidade nde se verifica que 74% delas estã entre 39 e 116 m. Os pçs de maires XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 6

7 prfundidades estã lcalizads nas prções leste e sul ds municípis de Mauriti e Prteiras, cm valres médis de 123 e 104 m, respectivamente pçs 40 Frequência (%) a a a a a a a a a 360 Prfundidade (m) Figura 3- Histgrama de freqüência da prfundidade ds pçs da área de estud O nível estátic em 553 pçs varia entre 0 (4 pçs surgentes) a 118 m, cm valr médi de 20,5 m, indicand níveis de água puc prfunds. O histgrama de freqüência mstra uma distribuiçã d tip lgnrmal, nde s valres mais freqüentes estã entre 0 e 29,0 m (76%) (Figura 4). Os pçs cm NE mais rass (0 a 25m) crrem em 80% da área, distribuíds na prçã leste, sudeste, nrdeste e nreste. Os pçs cm NE entre 25 e 50m estã lcalizads em prções isladas a nrte, nrdeste, sul e nreste d mapa. Os pçs cm NE mais prfunds (> 50m) estã lcalizads na parte sul, nde aqüífer Mauriti crre em sub-superfície e tem maires altitudes (Figura 5). Frequência (%) a a a a a a a a 118 Nível Estátic (m) 553 pçs Figura 4 Histgrama de freqüência d nível estátic na área de estud XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 7

8 Cristalin Chapada d Araripe Cristalin m m Figura 5 - Superfície d nível estátic na área de estud Pçs tubulares O nível dinâmic de 548 pçs apresenta um histgrama de distribuiçã de freqüência tip lgnrmal, variand de 7 a 125 m (Figura 6). Os níveis mais freqüentes scilam entre 22 e 51 m cm 61% ds pçs. O valr médi é de 39,3 m e mediana de 36,0 m. Os pçs cm maires níveis dinâmics estã lcalizads ns municípis de Brej Sant e Prteiras cm valres médis de 77 e 66 m, respectivamente. A relaçã entre níveis estátics e dinâmics indicu uma ba crrelaçã linear cm R = 0,717, sugerind esse resultad uma relaçã direta psitiva entre s níveis estátics e dinâmics para s pçs dessa área (Figura 7). 40,0 548 pçs 35,0 30,0 Frequência (%) 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 7 a a a a a a a a 125 Nível Dinâmic (m) Figura 6 Histgrama de freqüência d nível dinâmic na área de estud XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 8

9 140 R = 0, Nível Dinâmic (m) Nível Estátic (m) Figura 7 - Relaçã entre s níveis estátic e dinâmic na área de estud A vazã scila de 1 a 300 m 3 /h, cm valr médi igual a 25,5m 3 /h. O histgrama (Figura 8) apresenta uma distribuiçã tip lgnrmal, nde pdems identificar as vazões mais freqüentes n interval de 1 a 25 m 3 /h (72%). Os pçs cm vazões entre 1 a 25 m 3 /h crrem em 85% da área, distribuíds em tda a área. Os pçs cm vazões entre 25 a 50 m 3 /h estã lcalizads em prções isladas a este (municípis d Crat, Juazeir d Nrte, Barbalha e Missã Velha), a sul (Brej Sant e Prteiras) e a este (Mauriti) da área. As maires vazões (> 50m³/h) sã de pçs cm finalidade de abasteciment públic e lcalizads nas sedes municipais, send utilizads pela CAGECE Cmpanhia de Água e Esgt d Estad d Ceará, FUNASA Fundaçã Nacinal de Saúde e SAAEC Serviç Autônm de Água e Esgt d Ceará; cnstruíds cm critéris técnics, nde sã s critéris levads em cnsideraçã sã, dentre utrs, a hidrgelgia lcal e prjet técnic-cnstrutiv d pç, pssuem um acmpanhament técnic durante a cnstruçã e peraçã, send mnitrads em terms qualitativs. XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 9

10 80,0 679 pçs 70,0 60,0 frequência (%) 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 1 a a a a a a a a a a a 299 Vazã (m3/h) Figura 8 - Histgrama de freqüência da vazã ds pçs da área de estud A capacidade específica calculada em 500 pçs tubulares scila de 0,02 a 27,3 [(m 3 /h)/m], cm valres mais freqüentes entre 0,002 a 3,5 [(m 3 /h)/m] representand 82,8% ds pçs (Figura 9). O valr médi é 2,15 [(m 3 /h)/m] e a mediana é de 1,0 [(m 3 /h)/m], extremamente altas cmparativamente as bservadas em utras bacias sedimentares d Ceará pçs Frequência (%) ,02 a 3,5 3,6 a 7 7,1 a 10,5 10,6 a 14 14,1 a 17,5 17,6 a 21 21,1 a 24,5 24,6 a 27,3 Capacidade Específica [(m3/h)/m] Figura 9 - Distribuiçã da capacidade específica ds pçs na área de estud XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 10

11 5. CONCLUSÕES D expst n decrrer d text, cnclui-se que: - O cadastr de pçs tubulares na regiã estudada permitiu a identificaçã de 1357 pçs, permitind manusei de 1182 pçs inserids em dmínis sedimentares da Bacia d Araripe, incluss em it municípis cearenses; - Existe um cresciment anual na cnstruçã de pçs, particularmente a partir de 1974, assciad a cresciment ppulacinal, implantaçã de parques industriais e períds de estiagem, quand se necessita de mair ferta de água, haja vista a ausência de chuvas; - As prfundidades ds pçs alcançam até 360m (média de 96,8m), nde nível estátic é alcançad a partir de pucs metrs (média de 20,5m) e as vazões chegam a 300 m³/h (média de 25,5 m³/h); - As maires vazões sã captadas, nrmalmente, pels pçs pertencentes a cmpanhias de água, a exempl da CAGECE, que s utilizam para atender a demanda de abasteciment públic. Existe rigr de lcaçã, cnstruçã e mnitrament da bra de captaçã, redundand em uma relaçã timizada cust x benefíci; - O Vale d Cariri, particularmente eix Crat-Juazeir-Barbalha (CRAJUBAR), é a área cm mair densidade de pçs tubulares, cm s de maires prfundidades e maires vazões, bservand-se, paulatinamente, a instalaçã de fábricas de captaçã e engarrafament de água mineral. 6 BIBLIOGRAFIA DNPM. Prjet avaliaçã hidrgelógica da Bacia Sedimentar d Araripe. Prgrama Nacinal de Estuds ds Distrits Mineirs. Recife, Departament Nacinal da Prduçã Mineral, Distrits Reginais de Pernambuc e Ceará p. IPLANCE Atlas d Ceará - Fundaçã Institut de Planejament d Ceará. - Gvern d Estad d Ceará, Secretaria d Planejament e Crdenaçã - SEPLAN p. KIMURA, G. Caracterizaçã hidrgelógica d sistema sedimentar d Gráben Crat-Juazeir, n Vale d Cariri (CE). Dissertaçã de Mestrad. Departament de Engenharia Sanitária e Ambiental DESA/UFMG PONTE, F.C. & PONTE-FILHO, F. C. Estrutura Gelógica e Evluçã Tectônica da Bacia d Araripe. Recife. DNPM, p. < SIAGAS Sistema de Infrmações de Água Subterrâneas, visitad em 10/03/2006 XV Encntr Nacinal de Perfuradres de Pçs I Simpósi de Hidrgelgia d Sul-Sudeste 11