USO SUSTENTÁVEL AQUÍFERO CARSTE DE CURITIBA

USO SUSTENTÁVEL AQUÍFERO CARSTE DE CURITIBA Álvaro Amoretti Lisboa 1 ; Everton da Costa Souza 1 ; Ernani Francisco da Rosa Filho 2 ; Eduardo Chema Hindi 2 &Till Harum 3 Resumo - O artigo apresenta uma síntese em relação aos resultados obtidos no projeto de cooperação internacional desenvolvido no âmbito do aqüífero Carste no município de Colombo (Paraná). A área investigada perfaz um total de 85 Km 2 situando-se no município de Colombo, aproximadamente 20 km ao Norte da cidade de Curitiba. O aqüífero do ponto de vista Hidrogeológico, é compartimentado devido de um intenso enxame de diques de Diabásio com direção NW-SE os quais secionam uma seqüência dobrada de Filitos e rochas carbonatadas. As rochas carbonatadas apresentam-se carstificadas configurando assim um importante aqüífero. Os diques podem ser considerados como barreiras impermeáveis as quais compartimentam o aqüífero. A maior parte das fontes localizam-se o contato do aqüífero com os diques. Foi utilizada a interação de estudos multidisciplinares nas áreas de geologia, tectônica, e coleta de isótopos de modos ao desenvolvimento de um modelo conceitual para avaliar a recarga e o tempo de residência do manancial subterrâneo. O Projeto Carste apresentou como resultados uma metodologia adequada com validade para toda a área do aqüífero. A implantação de um sistema de monitoramento da superfície piezométrica do aqüífero e o Balanço Hídrico efetuado configura-se como uma ferramenta poderosa para promover o gerenciamento, pesquisa, desenvolvimento e uso sustentado neste aqüífero. Abstract The paper gives an overview about the first results of an international co-operation project carried out in the karst aquifer in the munucipality of Colombo, (Paraná). The investigated area comprises about 85 km 2 and is situated approximately 20 km North Curitiba city, in the municipality of Colombo. The aquifer is separated into compartments due to NW-SE striking volcanic dikes which cut through a sequence of folded phyllites and carbonate rocks. The carbonate rocks are karstified and therefore represent an important aquifer. The dikes can be considered as impermeable layers separating the aquifer to isolated compartments. Most of the springs are located at the contact of the aquifer to dikes. Combined investigations on geology, tectonics, catchment and 1 Superintendência de Desenvolvimento de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental SUDERSHA, Rua Santo Antônio, 239 Bairro Rebouças, Curitiba PR/Brazil CEP: 80230-120, phone: ++55 41 333-4774, fax: ++55 41 333-3621, email: lisboa2@pr.gov.br 2 Departamento de Geologia, Universidade Federal do Paraná, Centro Politécnico - Jardim das Américas -CaixaPostal 19001 Curitiba PR/Brazil CEP 81531-990, phone: ++55 41 361-3163, fax: ++55 41 266-2393, email: ernani@setuva.geologia.ufpr.br 3 Institute of Hydrogeology and Geothermics, JOANNEUM RESEARCH, Elisabethstrasse 16, A-8010 Graz/Austria, phone: ++43 316 876 1372, fax: ++43 316 876 1321, email: till.harum@joanneum.ac.at XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 1

isotope to develop a conceptual model of groundwater recharge and transit times. The results of the Karst Project, represent a correct methodology to be used for all karst area. The establishment of a monitoring system for the groundwater table and the water balance are powerful tool to promote the sustainable control, use and development of the groundwater resources and their research in this aquifer. Palavras chave : carste; compartimentado; balanço hídrico. INTRODUÇÃO O modelo de desenvolvimento urbano adotado no Estado do Paraná, privilegia assentamentos urbanos junto a divisores de bacia hidrográficas, situando-se em zonas de cabeceira de drenagens, sempre à montante dos mananciais superficiais são utilizados para abastecimento público. As bacias de captação possuem portanto áreas limitadas, para suportar o uso crescente, isto é, o fornecimento de água para o abastecimento, e ao mesmo tempo volume de água destinado à diluição dos efluentes gerados por este abastecimento, em sua maior parte lançado in natura na drenagem superficial. Esta situação é agravada pela migração da população rural, em direção aos grandes pólos urbanos, em busca de melhores oportunidades, as quais além de incrementar o consumo d'água, assentam-se na periferia destas cidades, normalmente junto aos fundos de vale, degradando mais ainda a qualidade dos mananciais de abastecimento. Como decorrência, as novas captações para o atendimento do incremento de demanda, vão distanciando-se cada vez mais, e com potenciais hidráulicos negativos em relação ao ponto de abastecimento, tornando-os cada vez mais onerosos. A ampliação da área de captação, ultrapassa os limites urbanos, invadindo áreas rurais onde o uso indiscriminado de agrotóxicos, assoreamento das drenagens por perda de solo, encarecem a utilização destes mananciais devido a necessidade de sofisticação dos processos de tratamento, chegando em muitos casos à inviabilizar o seu uso. Tal situação é perfeitamente identificada quando analisamos a problemática de abastecimento das populações assentadas na Região Metropolitana de Curitiba (RMC). A população da cidade de Curitiba, em 1945 era de apenas 150.000 pessoas passando em 1970 para 609. 026, em 1980 1.024 975 e em 1996 alcançou 2.431. 975 habitantes segundo dados IBGE. Desta forma Curitiba, e sua Região Metropolitana, apresentou a maior taxa de crescimento de todas as capitais brasileiras nas duas últimas décadas. O adensamento populacional, por sua vez, faz com que rapidamente sejam atingidos os limites de suporte físico das áreas ocupadas, estabelecendo cada vez mais o decréscimo da qualidade de vida destas populações. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 2

Figura 1- Mapa de Localização da RMC (COMEC 1996) O abastecimento de água de Curitiba e RMC através do manancial superficial é feito atualmente através da captação do rio Passaúna e do sistema Alto Iguaçu. Na parte oeste da cidade de Curitiba, a captação é feita na barragem rio Passaúna cuja capacidade operacional do sistema é de 1700 l/s. Na parte leste de Curitiba, a captação é feita na barragem do rio Irai, cuja produção atual é de 1.100 l/s, e no rio Iguaçu cuja produção é da ordem de 3.400 l/s, totalizando uma produção de 6.200 l/s. (SANEPAR- Ushg) O abastecimento atual de água de Curitiba e RMC através do manancial subterrâneo proveniente da explotação do aqüífero Karst é o seguinte: XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 3

Tabela- 1 Vazão dos poços no aqüífero carste usados no abastecimento da RMC LOCALIDADE NO DE POÇOS VAZÃO (l/s) Alm. Tamandaré (Sede) 5 106,00 Alm.Tamandaré(Tranqueira) 5 117,00 Bocaiúva do Sul 2 45,00 Campo Largo 3 51,00 Campo Magro 3 10,00 Colombo (Sede e Fervida) 11 216,00 Colombo (Várzea Capivari) 2 88,00 Itaperuçu 2 23,00 Rio Branco do sul 4 110,00 TOTAL 37 766,00 O montante total produzido para abastecimento público considerando os dois tipos de mananciais (Superficial e Subterrâneo) é de 6.966 l/s, sendo o aqüífero Carste responsável por aproximadamente 11 % da demanda total da RMC. No que se refere a caracterização hidrográfica, a RMC está situada numa área abrangida pôr duas bacias hídricas, Bacia do Iguaçu e Bacia do Ribeira respectivamente. A bacia do altíssimo Iguaçu, corresponde a 46% da área total, assentando 87 % (2.115.669 habitantes) da população desta, apresenta sérias dificuldades, em termos de produção de água para abastecimento, devido a degradação da qualidade d'água de seus mananciais, pelo lançamento de efluentes domésticos e industriais na drenagem de superfície, em sua maior parte(60%) in natura. A bacia do Ribeira, abrange 54 % da área total da RMC e abriga atualmente apenas 13 % da população (316.134 habitantes). Os recursos hídricos, nesta região, encontram-se mais preservados em termos de qualidade. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 4

560000 580000 50 600000 620000 640000 660000 680000 49 700000 720000 740000 760000 780000 800000 48 820000 840000 7305000 7305000 04 7285000 DOUTOR ULYSSES ADRIANÓPOLIS 7265000 7265000 CONVENÇÕES 81125000 81135000 81200000 RIBEI RA 81335000 ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS DA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA Y Escal a 1: 800.000 0 4Km 8Km 12Km 1cm = 8 K m CAP ITAL SEDEMUNICIPAL 7285000 7245000 81107000 R I O R IBEIRA 81140000 CERRO AZUL REGIÃOME TROPOLITANA DE CU RITIB A DIVISOR D 'Á GUA 7245000 81102000 U I TUNAS DO PARANÁ P A RD O ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS 25 G A ÇU N 81120000 ESTAÇÕES FLUVIOGRÁFICAS 25 7225000 7225000 81080000 81303000 CAPI VARI 7205000 7205000 CAMPO 81299000 COLOMBO MAGRO 65021000 CAMPINA GRANDE 81019300 ALMIRANTE DO SUL 65020995 TAMANDARÉ QUATRO 65021250 65021750 BARRAS 7185000 65034000 81019350 CAMPO LARGO REPRESADO VERDE ITAPERUÇU BRANCO DO SUL 65021770 65021800 REPRESA CURITIBA Y DO PASSAÚNA 65011400 65011500 65006055 65006075 65007045 65009000 BOCAIÚVA DO SUL PINHAIS 65003950 PIRAQUARA 65004995 REPRESA DO CAPIVARI 7185000 65013005 REPRESADO 7165000 BALSA NOVA 65027000 65025000 65028000 65023000 65024000 I G U ARAUCÁRIA A Ç U 65017006 65019700 65015400 65010000 PIRAQUARA SÃO JOSÉ DOSPINHAIS 7165000 CONTENDA 65017035 FAZENDA GRANDE REPRESA GUARICANA 7145000 MANDIRITUBA 7145000 QUITANDINHA REPRESA VOSSOROCA 65136550 7125000 65135000 TIJUCAS DO SUL 7125000 26 26 S 7105000 560000 580000 50 600000 620000 640000 660000 680000 49 700000 720000 740000 760000 780000 800000 48 W 820000 7105000 (SAD69) 840000 (SAD69) Figura 2- Mapa de Qualidades das Águas Superficiais na RMC Por outro lado se considerarmos a compartimentação do meio físico, a RMC divide-se em dois grandes compartimentos geológicos, como se segue: - Unidade do complexo Gnáissico Migmatítico. - Unidade das rochas metamórficas do grupo Açungui. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 5

Figura 3 - Mapa de Compartimentação da RMC segundo o Meio físico No que se refere ao potencial hídrico seguro para abastecimento, nota-se uma tendência nítida de aumento da vazão de base (Q10-7) por área de bacia, na direção norte, acentuando-se este caráter na bacia do rio Ribeira e compartimento das rochas metamórficas, identificando assim uma maior disponibilidade hídrica. Os valores da descarga de base por área de bacia (Q 10-7 )/Km 2, na unidade do complexo Gnáissico Migmatítico giram entorno de 4 l/seg/km 2 enquanto que para a unidade das rochas Metasedimentares são verificados freqüentemente descargas com valores acima de 101/seg/Km 2. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 6

5,0 C 1,5 1,0 OU PE 1,5 2,0 117000 167000 54 217000 267000 53 317000 367000 52 417000 467000 51 517000 567000 50 617000 667000 49 717000 767000 48 817000 7540000 754 00 00 1,5 4, 0 3, 0 2,0 PIQU I RI P ARANÁ I V A Í GO I OER Ê FR ANC ISCO BELTRÃ O CHOP IM PAT O BR ANC O PAR AN APA NE MA IV A Í PIR A PÓ 5,0 IG U AÇU BAND EIRAN TES D O PIR APÓ NO RT E JO R D ÃO 4,0 7490000 SANT A 749 00 00 IN Ê S VAZÕES MÍNIMAS REPRESA DE SALT O G R AN DE EM PEQ UENAS BACIAS Escala 1:2.000.000 0 20km 40km 60km 23 1cm = 20km 23 SANTA ISABEL DO IVA Í PARAN AVAÍ 7440000 CONVE NÇÕES 744 00 00 CO RN ÉLIO JACA R EZ INHO CA MBÉ P R O C Ó P IO CAP ITAL REP RE S A D E XAV AN TES Y SED E M U NIC IP AL LO ND RINA LIM IT E ES TAD UA L LIM I T E IN T ER NAC IO NA L M ARING Á DI VI S O R D 'Á GU A APUC ARAN A 7390000 739 00 00 CIANO R TE M ARILÂ NDIA E S C A L A D E V A Z Õ E S ( l / s /K m 2 ) DO SUL UM U ARAM A ENG EN HEIRO BELTRÃ O 1,5 CAM PO 2,0 24 MOURÃ O FA X IN A L 24 7340000 3,0 734 00 00 SENG ÉS 4,0 GU AÍRA OR T IG U EIR A 5,0 GO IO ERÊ IV A IP O R Ã 6,0 TE L Ê M A C O BORBA 7,0 7290000 M A L. C ÂN D IDO 729 00 00 RO ND O N CÂ N DIDO DE ABR EU TO L E DO PITAN GA ADR IAN Ó PO LIS CAS TR O 7240000 724 00 00 CASC AVEL 25 PON TA REP RE SA D O S 25 GR O SSA ALA GA D O S REP RE SA DO CA PIVA RI REPRESA DE IT AIPU GU ARA PUAV A CO LO M BO M EDIAN EIR A 7190000 CAM PO 719 00 00 LA R A N JE IR A S LAR GO CUR ITIB A PIR AQUAR A DO SUL REPRESA DE SALT O OSÓ REP RE SA Y DO REPRESA REPRESA DO DO PI RA Q UA RA VER DE PAS S A ÚN A FO Z DO REP RE SA D E SALT O S AN TIAG O IG U A Ç U PARAN AG UÁ SÃO JO SÉ DO S PINH AIS RE P RE SA GU AR ICA NA 7140000 26 7090000 P A R A G U A I R I O M A T O P A RANÁ G R O S S O SÃO S. F Ç O. A FR ANC L S O I S C O BR AÇ O A R G E N T I N A F D O FA SU L L SO SANTO BR AÇO AN TÔ N I O NORTE S U L IG UA ÇU MELISS A PIQU I R I REPRESA DE RO SA NA S Ã O OR UMBATA Í PIQU IRI REP RE S A DO JO R DÃ O REP RE SA D E SEG RE DO JO RDÃ O RE P RE SA D E TAQUARUÇU I V AÍ R I O REP RE SA D E FOZ D O AR EIA AL ONZ O D A REPRESA DE CA PIVA RA OU AREI A DO IX E 3,0 IV A Í T IB AGI UNIÃO DA VITÓ RIA 2,0 2,0 IG UA ÇU P A U L O I MB ITUVA 1,5 SÃO MA TEU S DO SUL LA RA NJIN HA IMB IT UVA DO TI BA G I 1,0 P ARA NA P ANE M A DA S CIN ZAS PEIXE P I T A NGU I 1,5 TIB AG I CINZ AS DA S NEGR O 2,0 3,0 AÇUN GU I IG U AÇ U 3, 0 ITARARÉ 4, 0 4,0 5,0 5,0 I TA PIRAPUÃ R IBEIR A 7,0 7,0 6,0 6,0 7,0 R I BE IRA REP RE SA VO SSO RO C A CUB AT Ã O C A PIVARI 7,0 A RD O P O C E A N O A T L Â N T I C O 13 7140000 26 S 7090000 1,5 2, 0 R I O C O M E N TÁ R I O S CHO PIM VAZ Õ E S MÍNIM A S EM P EQUENAS B AC IAS 7040000 117 00 0 S A N T A C A T A R I N A 2,0 JA 2, 0 NG ADA As iso linh as se re fer em a va zõe s m ín ima s e spe cíf icas ( I/s / km 2) par a 10 an os de Te m po de R e cor rê ncia e 7 dia s d e dur aç ão de estia g e m. F or am o btid a s a p ar tir da re gio na liza çã o do s da d o s d e 57 est açõ es fluv iom ét rica s, tod as com á re a d e dre na ge m infe rio r a 5.00 0 km 2 e sé rie his tór ica su pe rio r a 1 0 a n o s. F o i utiliz ad a a distr ib u içã o d e p ro ba bilid ad e e xtr em a tipo III (d ist. de W e ibu ll). FO N T E : P ro jet o H G -5 2: A pr o ve ita m e nto s H idr elét rico s de P eq uen o P or te, Ce ntr o d e Hid ráu lica e Hidr olo gia Pr of. P a rig ot de S ou za, 19 85. 49 W 167 00 0 217 00 0 267 00 0 317000 367000 417000 467000 517000 567000 617000 667000 717000 767000 54 53 52 51 50 48 7040000 (SA D69) 817 00 0 (SAD 69 ) Figura 4- Mapa da descarga de base por área de bacia XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 7

COMPARTIMENTAÇÃO HIDROGEOLÓGICA DO AQUÍFERO A área investigada perfaz 85 km 2. Situa-se aproximadamente à 20 km à N de Curitiba (Paraná) no município de Colombo, e uma pequena parte a Oeste do município de Almirante Tamandaré. Ela abrange as regiões de Fervida, Sede, cabeceiras do córrego Água Comprida e rio Atuba no município de Colombo, cabeceira do rio Uvaranal em Almirante Tamandaré e a região da Várzea do rio Capivari na fronteira dos municípios de Colombo e Bocaiúva do Sul. As áreas de investigação Colombo Fervida e Colombo Sede são separadas pelo principal divisor de bacia: o compartimento Oeste(Colombo Sede ) drena para a bacia do rio Iguaçu, enquanto o compartimento a Leste do divisor d água (Colombo Fervida) drena para a bacia do rio Ribeira. Baseado nos mapeamentos de detalhe geomorfológico e geológico foi gerado um mapa hidrogeológico da área. Simultaneamente todas as fontes foram mapeadas em detalhe. A área do carste, ao norte de Curitiba, em termos geológicos pertence ao Grupo Açungui. Os tipos litológicos na área pertencem a Formação Capiru compostos por meta-sedimentos de idade pré-cambriano superior. O ambiente deposicional varia de plataformas muito rasas com deposição de carbonato à taludes continentais com depósito de sedimentos turbidíticos. O resultado do mapeamento mostra que a geologia na área de Colombo é representada por três vales esculpidos em Dolomitos na direção E - W os quais são separados por cristas de filitos. Ocorre também na área um intenso enxame (diques) de Diabásio com direção predominante NW-SE paralela ao eixo do Arco de Ponta Grossa. Os diques de Diabásio fucionaram como condutos alimentadores das atividades vulcânicas mesozóicas responsáveis pela extrusão dos derrames basálticos que constituem a Formação Serra Geral, os quais cobre uma extensa porção do oeste do estado do Paraná. Para a área em estudo, os derrames basáltico já foram totalmente erodidos restando somente os diques de diabásio. A erosão diferencial destes diques condicionou a presença de cristas alinhadas na direção NW-SE. A espessura dos diques pode atingir 100 m. A direção do enxame de diques é determinada por um sistema de falhas do proterozóico. No sudeste da área a carstificação faz limites com afloramentos de rochas do embasamento cristalino. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 7

BO WP0 5 FE W P5 7209000 7210000 GEOPROCESSAMENTO LE G E N DA Geologia FORMAS KARSTICAS (DOLINAS ) 7200000 7201000 7202000 7203000 7204000 7205000 7206000 7207000 7208000 BO WP 04 US V 2 BO WP 03 BO WP 0 5 TAS1 TAS2 BOWP 02 BO WP 0 9 CO CA 03 ATS1 USV 1 ATS2 BO WP 07 BO WP 01 BO WP 06 BO WP 0 8 CO COCACA02 01 TUS 12 ATS7 ATS3 ATS4 ATS5b ATS5a ATS6 TUS 1 1 TUS 9 CO WP 04 TUS 8 TUS 1 0 CO WP 11 CO WP 0 5 TUS 5 COWP 08 p.2( old) TUS 7 CO WP 13TUS 6 COWP 12 CO WP 10 ACS 1 CO WP 01 CO WP 03 TUS 3 TUS 4 TUS 2 CO WP 14 COWP 15 p.1( old) TUS 1 ACS 2 ON S2 4 ON S2 3 ON S34 FEW P11 FEW P08 ON S2 7 FEW P05 FEW P06 ON S2 2 FEW P10 FEW P16 ON S8 ON S20 ON S9 a FEW P1 4 ON S9 b FEW P17 ON S2 1 ON S1 FEW P07 FEW P18 ON S1 9a ON S2 ON S19b ON S1 0 ON S3 FEW PI0 2 FEW P13 FEW P15 ON S1 7 FEW I0 1 ON S19c ON S1 6 ON S1 5 ON S1 4 ON S2 6 ON S1 3 ON S1 8 ON S 2 5 ON S1 1 ON S1 2 p.2b acaetava ONS29a ON S7 ON S29 b ON S5 ON S2 8 ON S4 ON S6 ON S3 3 ON S3 2 BAS 1 ON S31 ON S30 VWP 01 VWP 03 VWP 02 VWP 0 5 VWP 0 4 CE N O ZÓ I CO FORMAÇÃO GUABIROTUBA - conglomerados,arcósios eargilitos DIQUE DE DIABÁSIO JU RÁ SS I CO / CR ETÁ CEO DIQUE DEDIA BÁS IO INFERIDO Grupo Açungui CALCÁS EDOL OMI TOS FILIT OS E QUARTZITOS PRÉ -C AMBR IAN O Emb asamento Cristal ino GNAISSES E MIGM AT I TOS FA LHAS EIXOS DE DOBRAS ATITUDES DE CAMADAS 45 POÇOS FONT E S PROJETO KARST - Mapa Geológico Estrutural INSTITUT JOANNEUM RESEARCH SUDERHSA/SANEPAR/ UFPR/CO MEC 7199000 GEOPROCESSAMENTO SUDERHSA ESCALA: 1: 2 0.000 97/98 67 3 0 0 0 674000 675000 676000 677000 678000 679000 680000 681000 682000 683000 684000 685000 686000 6870 00 68 8000 68 9000 69 0000 Figura 5- Mapa geológico de detalhe da área do projeto emergencial Karst, Colombo XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 9

As principais conclusões em relação ao condicionamento das limitantes hidrogelógicas são as seguintes: 1. Os diques de diabásio, de direção NW-SE, configuram-se como evidentes fronteiras hidrogeloógicas, não tendo-se observado evidências quanto à fraturamentos significativos dos mesmos durante os trabalhos de mapeamento. 2. Tanto os dolomitos carstificados quanto os filitos encontram-se dobrados, sendo possível o fluxo de águas do aqüífero Karst sob os mesmos(filitos). 3. Portanto o aqüífero carste é subdividido em compartimentos independentes, sendo que o montante do fluxo nestes compartimentos depende principalmente de sua forma a qual é delimitada pelos diques, podendo, no entanto ocorrerem conexões nas direções NW e SE devido à possibilidade de fluxo sob os filitos. 4. As fontes normalmente estão situadas no contato entre os dolomitos com os diques ou filitos. HIDROQUÍMICA A hidroquímica do aqüífero Carste, vai apresentar um ligação estreita com a composição química da rocha subjacente, no caso em pauta os mármores da Fm. Capiru. A figura abaixo apresenta a relação entre Ca e Mg de amostras, de fontes selecionadas do projeto Carste, para a observação de longo prazo, analisadas com freqüência mensal. Mg (mg/l) 40 30 20 10 0 RELAÇÃO Ca : Mg 0 10 20 30 40 50 Ca (mg/l) todas análises ATS4 TUS5 TUS9 ONS15 TAS1 Figura 6 - Relação de Ca : Mg em mg/l Do ponto de vista físico-químico as águas típicas provenientes do aqüífero Karst, no estado do Paraná, tratam-se de águas bicarbonatadas calco magnesianas, com amplo predomínio do cálcio e o magnésio sobre o sódio e com Ph em torno da neutralidade até algo alcalino. No que se refere ao conteúdo de Sólidos Totais Dissolvidos (STD), apresentam valores entre 100 e 350 ppm, com um valor médio de 180 ppm. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 11

Devido ao pequeno tempo de residência, e a alta solubilidade dos mármores dolomíticos, existe um tendência de verificar-se baixos teores de sílica, normalmente inferiores a 15 ppm, sendo portanto este parâmetro ferramenta útil para diferenciar de outras águas provindas de rochas silicatadas (filitos, granitos, etc.). Segundo dados do Projeto Karst (Estado do Paraná/ Instituto Joaneum Research Áustria) obtidos em fontes oriundas aqüífero no município de Colombo, estima-se para a água do aqüífero um tempo médio de residência em torno de 16 anos. A estimativa do tempo residência foi feita através dos conteúdos de trítio em águas de chuva, obtidos nas estações meteorológicas do Rio de Janeiro e Porto Alegre (IAEA, 1997), comparados aos conteúdos observados nas águas das fontes daquela região, no mesmo período. 1000 unidades de Trítio 100 10 Rio de Janeiro Porto Allegre Fontes cársticas 1 1950 1960 1970 1980 1990 Figura 7 - Conteúdo de Trítio nas estações do Rio de Janeiro e Porto Alegre e em fontes cársticas amostradas em maio de 1997. Conforme pode ser observado na figura 6 o teor de trítio da fonte é compatível com os teores observados em chuvas ocorridas a mais de uma década atrás. O caráter predominante de águas bicarbonatadas calco magnesianas do aqüífero está relacionado aos processos de carstificação atuantes sobre a rocha carbonática. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 12

BALANÇO HÍDRICO A precipitação na área é relativamente bem distribuída com um valor médio anual observado para o período entre 1974-1993 de 1399 mm (D. GIUSTI et al., 1998). A metodologia escolhida para estimativa da evapotranspiração foi primeiramente à utilização formulação meteorológica para evaporação potencial e consequentemente índices de vegetação para a evaporação real. Produziu-se um mapa da sistemática de usos dos solos da área, através da classificação de imagem de satélite LANDSAT5 com uma resolução de 30x30 m. 20 classe cluster sendo que os canais escolhidos para a classificação foram: canal número 3 (vermelho) 0.63-0.69 m, canal número 5 (médio IR) 1.55-1.75 m, canal número 7 (médio IR) 2.08-2.35 m. A compartimentação obtida foi confirmada em campo sendo indentificando-se assim 8 classes diferentes de usos. A evaporação potencial Etp foi estimada através da equação de H.L. PENMAN (1956). A evapotranspiração real não depende somente dos meteorológicos, mas principalmente do tipo da cobertura vegetal. Usou-se a metodologia de C. GRASSI & G. CHRISTIANSEN (1966), onde a Etr é calculada a partir da Etp utilizando-se coeficientes obtidos da temperatura, tempo de duração do ciclo vegetal, porcentagem da duração total e fatores de cultivo(unesco, 1982). Precipitação e evapotranspiração 200 180 160 140 P, 120 ET r (m 100 m) 80 60 Precipitação ETp Mata Gramínea Area Mista Solo aravel lsem d vegetação 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Meses Figura 8- Precipitação média mensal P e evapotranspiração real Etr para as diferentes classes de usos do solo na área de Colombo-Fervida. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 13

856 794 699 8.7 8.6 8.5 8.4 663 628 553 8.3 Catchment areas 6.0 7.1.1 5.0 8.2.0 7.2.1 3.0 4.0 2.1 7.2.2.0 7.2.0 7.2.2.1.0 7.0 6.1 7.2.2.1.1 7.3.0 4.1 1.2.2 7.2.2.2 2.2.1 7.2.2.3.0 7.3.1 7.3.2.0 1.2.0 7.2.2.3.1.0 1.2.1 2.2.0 7.2.2.3.1.1.2 7.2.2.3.1.1.1 7.3.2.1 1.1 7.2.2.3.1.1.0 1.0 7.1.0 8.2.1 8.1.1 8.1.0 8.0 2.3 2.0 0 500 1000 1500 2000 m M = 1 : 73.000 Figura 9 -Mapa da evapotranspiração média anual (mm/ano) e áreas de captação da área em estudo XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 14

P = 44.3 l/s km 2 40 35 30 2l/s 25 k m 20 15 10 27.1 Es pel ho d a gu a 17.2 22.1 Gr am iín ea 22.2 25.2 Ma ta 19.2 19.9 21.0 So lo Ar av el Ar ea Mi sta 24.4 23.3 17.5 Se m ve get aç ão 26.8 ETr Mq=P-ETr 5 0 Figura 10 - Precipitação média anual P (em l/s km 2 ) escoamento médio total (Mq=P-Et r ) para as diferentes classes de usos do solo na área de Colombo-Fervida. Segundo W. WUNDT (1953, 1958) o escoamento de base médio mensal MoMNqT é similar, quando se considera períodos longos de observação, ao escoamento subterrâneo de uma determinada área e conseqüentemente a recarga subterrânea. Para as áreas de captação do Rio Capivari e Praia Grande o valor da descarga de base por área de bacia MoMNqT = 10.3 l/s km2 corresponde a recarga subterrânea anual média de 325 mm estimada para o período 1931-1969. Utilizando-se este valor para toda área de investigação com 85 km 2, e para cada subcompartimento de captação, é possível uma estimativa do balanço hídrico com a separação dos componentes do escoamento superficial QR e escoamento subterrâneo QW. A área em estudo foi dividida em várias sub-bacias orográficas onde o escoamento superficial dos rios e córregos foram medidos sob diferentes condições hidrometeorológicas algumas estações com registros contínuos e outras de forma periódica. O principal objetivo desta campanha intensa de medidas, foi detectar as descargas e recargas do aqüífero Carste nos rios ocasionando, respectivamente superávit hídrico e déficits na descarga de base por área de bacia (l/s km 2 ) de cada sub-bacia. A avaliação das séries de medidas na época de estiagem identificaram de maneira muito mais evidente as condições de recarga descarga e o comportamento hidrogeológico dos subcompartimetos na área, quando comparados com os dados teóricos da descarga média anual, obtidos a partir do balanço hídrico meteorológico. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 15

BALANÇO HÍDRICO 23% 23% 54% Evapotranspiração(Etr) Escoamento Superficial (R) Recarga Subterrânea (W) Mm L/s km 2 l/s P 1399 44,3 3721 Etr 754 23,9 2006 Recarga Subterrânea(R) 325 10,3 864 Escoamento Superficial(W) 320 10,1 851 Figura 11- Balanço hídrico da totalidade da área de investigação. Paralelamente aos estudos que viabilizaram o estabelecimento do Balanço Hídrico executou-se um programa intensivo de monitoramento das vazões e dos níveis dinâmicos dos poços em bombeamento com o objetivo principal de adequar as vazões a um nível dinâmico estabilizado evitando assim qualquer superexplotação do aqüífero. As medidas de nível dinâmico e vazão foram obtidas a partir de registradores contínuos de instalados nos poços em bombeamento. XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 16

8 7 6 5 4 3 2 Gráfico (Nível Dinâmico - Vazão) X Tempo Monitoramento de curto período Fervida P-01 200 198 196 194 192 Tempo (minutos- frequência 15 / 15 minutos) N. D. (m) Vazão Figura 12- Monitoramento contínuo de curto período de Nível Dinâmico e Vazão Após quatro anos de monitoramento com a adequação das vazões bombeadas para um nível dinâmico praticamente estabilizado, podemos dizer que o regime de equilíbrio foi alcançado, como pode-se observar para o poço FWP 1 ( Poço Fervida No 1) Poço 01 Fervida - Monitoramento de longo período 2 27.11.97 26.01.98 27.03.98 26.05.98 25.07.98 23.09.98 22.11.98 21.01.99 22.03.99 21.05.99 20.07.99 18.09.99 17.11.99 16.01.00 16.03.00 15.05.00 14.07.00 12.09.00 11.11.00 10.01.01 11.03.01 10.05.01 09.07.01 07.09.01 06.11.01 300 3 250 4 200 5 150 6 100 7 50 8 m Nível Dinâmico Vazão 0 m 3 /h Figura 13 - Monitoramento de longo período(4 anos) de Nível Dinâmico e Vazão Pode-se verificar no gráfico que para que haja um equilíbrio entre a recarga no compartimento em ralação a vazão bombeada, são diminuídas as vazões nos períodos mais secos e aumentadas nos períodos mais úmidos. O gráfico também evidencia uma sazonalidade para o uso do aqüífero, sendo que o rebaixamento acentuado nos períodos secos cria um volume de espera o qual é reposto nos períodos de superávit hídrico. Desta forma podemos concluir que a componente da infiltração no Balanço Hídrico é incrementada nestes períodos uma vez que nas condições originais(sem o bombeamento) XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 17

este volume estaria completamente saturado impossibilitando a infiltração e favorecendo o Escoamento Superficial e a Evapotranspiração. Desta forma podemos estimar o volume de recarregado no compartimento, para um determinado período, como o volume recuperado entre o fim de uma estiagem até o pico de recuperação do nível Dinâmico numa estação úmida. Considerando-se a heterogeneidade hidráulica do aqüífero, a qual inviabiliza a aplicação da metodologia tradicional para estimativa dos parâmetros hidráulicos do aqüífero e conseqüentemente seu potencial explotável, podemos considerar o Monitoramento associado ao Balanço Hídrico como uma ferramenta de grande utilidade para o estabelecimento do uso sustentável do mesmo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIGARELLA, J.J.; SALAMUNI, R. 1959 Planta geológica de parte dos municípios de Rio Branco do Sul, Bocaiúva do Sul, Almirante Tamandaré e Colombo (PR). UFPR. Inst. Geol. HINDI, E.C. Caracterização hidroquímica e hidrológica das fontes cársticas das bacias dos rios Tumiri, Água comprida, Fervida e das Onças Colombo PR. Curitiba, 1999. Dissertação (mestrado em Geologia) - Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná. 127 p. LISBOA, A. A. & BONACIM, E. A. 1995. Sistema aqüífero cárstico - reservatório elevado da região metropolitana de Curitiba. Sanare, 4(4):26-30. LISBOA, A. A. 1997. Proposta de metodologia para Avaliação Hidrogeológica do Aqüífero Cárstico, Compartimento de S. Miguel- Almirante Tamandaré- Curitiba, 141 p. (Dissertação de mestrado - Instituto de Geociências/UFPR). MARINI, O.J.; BIGARELLA, J. J.. - 1967 - O Grupo Açungui no Estado do Paraná. In: BIGARELLA, SALAMUNI & PINTO - Geologia do Pré-Devoniano e intrusivas subseqüentes da porção oriental do Estado do Paraná. Bol. Paran. Geoc. p. 23-25, 43-104, 157-181, 307-324. Curitiba PROJETO KARST - IJR - INSTITUTE JONNEUM RESEARCH, ÁUSTRIA/ SUDERHSA- SANEPAR-UFPR-COMEC - Relatório progressivo, Fase i, 1998, 87 pág. PROJETO KARST - IJR - INSTITUTE JONNEUM RESEARCH, ÁUSTRIA/ SUDERHSA- SANEPAR-UFPR-COMEC - Relatório progressivo, Fase II, 1999, 68 pág. ROSA FILHO, Ernani; HINDI, Eduardo; GIUSTI, Donizeti; MANTOVANI, Luiz Eduardo. Efeitos de bombeamento de poços tubulares na descarga de fontes naturais - região de XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas 18

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