Water resources of Araripe
| Autor(a) principal: | |
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| Data de Publicação: | 2001 |
| Tipo de documento: | Tese |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC |
| Texto Completo: | http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=15908 |
Resumo: | Com a finalidade de entender o funcionamento dos aqÃÃferos da Chapada do Araripe, quantificar suas reservas e avaliar a vulnerabilidade à poluiÃÃo, foram aplicados, na ausÃncia de dados hidrogeolÃgicos e hidrolÃgicos sistematizados, mÃtodos de hidrogeologia, hidroquÃmica, hidrologia isotÃpica, edafologia, ecologia e modelagem numÃrica. Os resultados sÃo interpretados sinoticamente. Foram feitos (i) a avaliaÃÃo da geologia, (ii) a interpretaÃÃo de medidas quÃmica e isotÃpica (O-18, C-13, H-3 e C-14) das Ãguas, (iii) o estudo da matÃria orgÃnica dos solos (importante agente na recarga) utilizando os isÃtopos N-15 e C-13, (iv) o cÃlculo da capacidade de infiltraÃÃo, em solos de diferentes formaÃÃes florestais, utilizando o modelo de GREEN e AMPT, (v) a simulaÃÃo do fluxo subterrÃneo utilizando os modelos computacionais MODFLOW e MODPATH e (vi) a obtenÃÃo dos Ãndices de vulnerabilidade à poluiÃÃo utilizando o mÃtodo de FOSTER e HIRATA. Verificou-se, desta maneira, a intima interrelaÃÃo entre hidrologia, climatologia e ecologia da chapada. Na porÃÃo leste, Ãrea de floresta e de pluviosidade elevada, as Ãguas do Sistema AqÃÃfero Superior sÃo jovens (tempo de residÃncia de ≈ 180 anos e δ 18O≈ -3,24 â) derivadas de chuvas atuais (δ 18O ≈ -3,2 â), enquanto na porÃÃo oeste, mais seca e com vegetaÃÃo rala, encontra-se paleo-Ãguas (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 anos) marcadas ainda pelo clima pleistocÃnico mais frio (δ 18O ≈ -5 â). Na primeira Ãrea, a recarga à avaliada em ≈ 4 % da precipitaÃÃo anual; porem, as anÃlises de solos indicam uma reduÃÃo da capacidade de infiltraÃÃo para somente 20 % em Ãreas desmatadas, ilustrando a forte influÃncia de mudanÃas da cobertura vegetal sobre o balanÃo hÃdrico (e a vazÃo das fontes) da chapada. A reserva permanente do Sistema AqÃÃfero Superior, calculada pelo MODFLOW, à de 13 * 109 m3/ano, a reserva reguladora de 21,4 * 106 m3/ano e a infiltraÃÃo profunda atravÃs de fraturas no aquiclude Santana de 3 * 105 m3/ano. A porÃÃo leste, à de moderada vulnerabilidade à poluiÃÃo, com exceÃÃo da falha de Jardim que à de alta vulnerabilidade. A porÃÃo oeste apresenta-se de baixa vulnerabilidade, com exceÃÃo da falha nas proximidades dos poÃos SerrolÃndia I e II que à de moderada vulnerabilidade. Os barreiros estÃo em estado sanitÃrio muito ruim e constituem a entrada principal de poluiÃÃo para a Ãgua subterrÃnea |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisWater resources of AraripeRecursos hÃdricos da chapada do Araripe2001-10-26Horst Frischkorn14274434320Maria MarlÃcia Freitas Santiago25863835834http://lattes.cnpq.br/0814487670363737Ernesto da Silva Pitombeira01345699387Thomas Paul Ballestero01210002155Waldir Duarte Costa8745527730431853377304Luiz Alberto Ribeiro MendonÃaUniversidade Federal do CearÃPrograma de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia CivilUFCBR Recursos hÃdricos AquÃferos Ãgua - PoluiÃÃoWater resources Aquifers Water - PollutionRECURSOS HIDRICOSCom a finalidade de entender o funcionamento dos aqÃÃferos da Chapada do Araripe, quantificar suas reservas e avaliar a vulnerabilidade à poluiÃÃo, foram aplicados, na ausÃncia de dados hidrogeolÃgicos e hidrolÃgicos sistematizados, mÃtodos de hidrogeologia, hidroquÃmica, hidrologia isotÃpica, edafologia, ecologia e modelagem numÃrica. Os resultados sÃo interpretados sinoticamente. Foram feitos (i) a avaliaÃÃo da geologia, (ii) a interpretaÃÃo de medidas quÃmica e isotÃpica (O-18, C-13, H-3 e C-14) das Ãguas, (iii) o estudo da matÃria orgÃnica dos solos (importante agente na recarga) utilizando os isÃtopos N-15 e C-13, (iv) o cÃlculo da capacidade de infiltraÃÃo, em solos de diferentes formaÃÃes florestais, utilizando o modelo de GREEN e AMPT, (v) a simulaÃÃo do fluxo subterrÃneo utilizando os modelos computacionais MODFLOW e MODPATH e (vi) a obtenÃÃo dos Ãndices de vulnerabilidade à poluiÃÃo utilizando o mÃtodo de FOSTER e HIRATA. Verificou-se, desta maneira, a intima interrelaÃÃo entre hidrologia, climatologia e ecologia da chapada. Na porÃÃo leste, Ãrea de floresta e de pluviosidade elevada, as Ãguas do Sistema AqÃÃfero Superior sÃo jovens (tempo de residÃncia de ≈ 180 anos e δ 18O≈ -3,24 â) derivadas de chuvas atuais (δ 18O ≈ -3,2 â), enquanto na porÃÃo oeste, mais seca e com vegetaÃÃo rala, encontra-se paleo-Ãguas (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 anos) marcadas ainda pelo clima pleistocÃnico mais frio (δ 18O ≈ -5 â). Na primeira Ãrea, a recarga à avaliada em ≈ 4 % da precipitaÃÃo anual; porem, as anÃlises de solos indicam uma reduÃÃo da capacidade de infiltraÃÃo para somente 20 % em Ãreas desmatadas, ilustrando a forte influÃncia de mudanÃas da cobertura vegetal sobre o balanÃo hÃdrico (e a vazÃo das fontes) da chapada. A reserva permanente do Sistema AqÃÃfero Superior, calculada pelo MODFLOW, à de 13 * 109 m3/ano, a reserva reguladora de 21,4 * 106 m3/ano e a infiltraÃÃo profunda atravÃs de fraturas no aquiclude Santana de 3 * 105 m3/ano. A porÃÃo leste, à de moderada vulnerabilidade à poluiÃÃo, com exceÃÃo da falha de Jardim que à de alta vulnerabilidade. A porÃÃo oeste apresenta-se de baixa vulnerabilidade, com exceÃÃo da falha nas proximidades dos poÃos SerrolÃndia I e II que à de moderada vulnerabilidade. Os barreiros estÃo em estado sanitÃrio muito ruim e constituem a entrada principal de poluiÃÃo para a Ãgua subterrÃneaThe objectives of this research were to understand the aquifers of the Araripe Plateau, quantify their resources, and assess their vulnerability to pollution. In order to address the lack of hydrologic and hydrogeologic data, methods from various areas were employed (hydrogeology, hydrochemistry, isotope hydrology, soil science, ecology and numerical modeling). Results are interpreted in a synoptic way. We performed (i) geologic analysis, (ii) chemical and isotopic analyses (O-18, C-13, H-3 and C-14) of water samples, (iii) studied organic material in soils (important to recharge) using N-15 and C-13, (iv) determined the capacity of infiltration for soils with different vegetation using the GREEN and AMPT model, (v) performed MODFLOW and MODPATH simulations of groundwater flow, and (vi) vulnerability study (FOSTER and HIRATA). In this fashion, an intimate relationship between hydrology, climate and ecology was verified for the Araripe Plateau. In the eastern section, with forests and elevated rainfall, waters of the Upper Aquifer System are young (residence time ≈ 180 years) and are derived from present day rainfall, whereas in the western section, with low rainfall and sparse vegetation, paleo-waters (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 years) are found, identified by its colder pleistocenic climate (δ 18O ≈ -5 â). In the first area, recharge is estimated to be ≈ 4 % of annual rainfall. However, for areas of deforestation, soil analyses indicate a reduction in the infiltration capacity to only 20 %, illustrating the strong influence of changes in vegetation on the water balance (and the discharge of springs) of the Plateau. MODFLOW simulations calculate for the Upper Aquifer System permanent reserves of 13*109 m3/year, regulating reserves of 21,4*106 m3/year, and a deep percolation, through fractures in the aquiclude Santana, to the Cariri Valley of 3*105 m3/year. With respect to vulnerability, the eastern section is moderate, with exception of the fault of Jardim which is highly vulnerable. The western section of the Araripe Plateau presents low vulnerability, but increasing to moderate in the area of the wells Serrolandia I and II. The ponds (âbarreirosâ) of the Plateau are of very poor sanitary condition and represent critical spots for aquifer pollutionnÃo hÃhttp://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=15908application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCinstname:Universidade Federal do Cearáinstacron:UFC2019-01-21T11:29:08Zmail@mail.com - |
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Com a finalidade de entender o funcionamento dos aqÃÃferos da Chapada do Araripe, quantificar suas reservas e avaliar a vulnerabilidade à poluiÃÃo, foram aplicados, na ausÃncia de dados hidrogeolÃgicos e hidrolÃgicos sistematizados, mÃtodos de hidrogeologia, hidroquÃmica, hidrologia isotÃpica, edafologia, ecologia e modelagem numÃrica. Os resultados sÃo interpretados sinoticamente. Foram feitos (i) a avaliaÃÃo da geologia, (ii) a interpretaÃÃo de medidas quÃmica e isotÃpica (O-18, C-13, H-3 e C-14) das Ãguas, (iii) o estudo da matÃria orgÃnica dos solos (importante agente na recarga) utilizando os isÃtopos N-15 e C-13, (iv) o cÃlculo da capacidade de infiltraÃÃo, em solos de diferentes formaÃÃes florestais, utilizando o modelo de GREEN e AMPT, (v) a simulaÃÃo do fluxo subterrÃneo utilizando os modelos computacionais MODFLOW e MODPATH e (vi) a obtenÃÃo dos Ãndices de vulnerabilidade à poluiÃÃo utilizando o mÃtodo de FOSTER e HIRATA. Verificou-se, desta maneira, a intima interrelaÃÃo entre hidrologia, climatologia e ecologia da chapada. Na porÃÃo leste, Ãrea de floresta e de pluviosidade elevada, as Ãguas do Sistema AqÃÃfero Superior sÃo jovens (tempo de residÃncia de ≈ 180 anos e δ 18O≈ -3,24 â) derivadas de chuvas atuais (δ 18O ≈ -3,2 â), enquanto na porÃÃo oeste, mais seca e com vegetaÃÃo rala, encontra-se paleo-Ãguas (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 anos) marcadas ainda pelo clima pleistocÃnico mais frio (δ 18O ≈ -5 â). Na primeira Ãrea, a recarga à avaliada em ≈ 4 % da precipitaÃÃo anual; porem, as anÃlises de solos indicam uma reduÃÃo da capacidade de infiltraÃÃo para somente 20 % em Ãreas desmatadas, ilustrando a forte influÃncia de mudanÃas da cobertura vegetal sobre o balanÃo hÃdrico (e a vazÃo das fontes) da chapada. A reserva permanente do Sistema AqÃÃfero Superior, calculada pelo MODFLOW, à de 13 * 109 m3/ano, a reserva reguladora de 21,4 * 106 m3/ano e a infiltraÃÃo profunda atravÃs de fraturas no aquiclude Santana de 3 * 105 m3/ano. A porÃÃo leste, à de moderada vulnerabilidade à poluiÃÃo, com exceÃÃo da falha de Jardim que à de alta vulnerabilidade. A porÃÃo oeste apresenta-se de baixa vulnerabilidade, com exceÃÃo da falha nas proximidades dos poÃos SerrolÃndia I e II que à de moderada vulnerabilidade. Os barreiros estÃo em estado sanitÃrio muito ruim e constituem a entrada principal de poluiÃÃo para a Ãgua subterrÃnea |
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The objectives of this research were to understand the aquifers of the Araripe Plateau, quantify their resources, and assess their vulnerability to pollution. In order to address the lack of hydrologic and hydrogeologic data, methods from various areas were employed (hydrogeology, hydrochemistry, isotope hydrology, soil science, ecology and numerical modeling). Results are interpreted in a synoptic way. We performed (i) geologic analysis, (ii) chemical and isotopic analyses (O-18, C-13, H-3 and C-14) of water samples, (iii) studied organic material in soils (important to recharge) using N-15 and C-13, (iv) determined the capacity of infiltration for soils with different vegetation using the GREEN and AMPT model, (v) performed MODFLOW and MODPATH simulations of groundwater flow, and (vi) vulnerability study (FOSTER and HIRATA). In this fashion, an intimate relationship between hydrology, climate and ecology was verified for the Araripe Plateau. In the eastern section, with forests and elevated rainfall, waters of the Upper Aquifer System are young (residence time ≈ 180 years) and are derived from present day rainfall, whereas in the western section, with low rainfall and sparse vegetation, paleo-waters (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 years) are found, identified by its colder pleistocenic climate (δ 18O ≈ -5 â). In the first area, recharge is estimated to be ≈ 4 % of annual rainfall. However, for areas of deforestation, soil analyses indicate a reduction in the infiltration capacity to only 20 %, illustrating the strong influence of changes in vegetation on the water balance (and the discharge of springs) of the Plateau. MODFLOW simulations calculate for the Upper Aquifer System permanent reserves of 13*109 m3/year, regulating reserves of 21,4*106 m3/year, and a deep percolation, through fractures in the aquiclude Santana, to the Cariri Valley of 3*105 m3/year. With respect to vulnerability, the eastern section is moderate, with exception of the fault of Jardim which is highly vulnerable. The western section of the Araripe Plateau presents low vulnerability, but increasing to moderate in the area of the wells Serrolandia I and II. The ponds (âbarreirosâ) of the Plateau are of very poor sanitary condition and represent critical spots for aquifer pollution |
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Com a finalidade de entender o funcionamento dos aqÃÃferos da Chapada do Araripe, quantificar suas reservas e avaliar a vulnerabilidade à poluiÃÃo, foram aplicados, na ausÃncia de dados hidrogeolÃgicos e hidrolÃgicos sistematizados, mÃtodos de hidrogeologia, hidroquÃmica, hidrologia isotÃpica, edafologia, ecologia e modelagem numÃrica. Os resultados sÃo interpretados sinoticamente. Foram feitos (i) a avaliaÃÃo da geologia, (ii) a interpretaÃÃo de medidas quÃmica e isotÃpica (O-18, C-13, H-3 e C-14) das Ãguas, (iii) o estudo da matÃria orgÃnica dos solos (importante agente na recarga) utilizando os isÃtopos N-15 e C-13, (iv) o cÃlculo da capacidade de infiltraÃÃo, em solos de diferentes formaÃÃes florestais, utilizando o modelo de GREEN e AMPT, (v) a simulaÃÃo do fluxo subterrÃneo utilizando os modelos computacionais MODFLOW e MODPATH e (vi) a obtenÃÃo dos Ãndices de vulnerabilidade à poluiÃÃo utilizando o mÃtodo de FOSTER e HIRATA. Verificou-se, desta maneira, a intima interrelaÃÃo entre hidrologia, climatologia e ecologia da chapada. Na porÃÃo leste, Ãrea de floresta e de pluviosidade elevada, as Ãguas do Sistema AqÃÃfero Superior sÃo jovens (tempo de residÃncia de ≈ 180 anos e δ 18O≈ -3,24 â) derivadas de chuvas atuais (δ 18O ≈ -3,2 â), enquanto na porÃÃo oeste, mais seca e com vegetaÃÃo rala, encontra-se paleo-Ãguas (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 anos) marcadas ainda pelo clima pleistocÃnico mais frio (δ 18O ≈ -5 â). Na primeira Ãrea, a recarga à avaliada em ≈ 4 % da precipitaÃÃo anual; porem, as anÃlises de solos indicam uma reduÃÃo da capacidade de infiltraÃÃo para somente 20 % em Ãreas desmatadas, ilustrando a forte influÃncia de mudanÃas da cobertura vegetal sobre o balanÃo hÃdrico (e a vazÃo das fontes) da chapada. A reserva permanente do Sistema AqÃÃfero Superior, calculada pelo MODFLOW, à de 13 * 109 m3/ano, a reserva reguladora de 21,4 * 106 m3/ano e a infiltraÃÃo profunda atravÃs de fraturas no aquiclude Santana de 3 * 105 m3/ano. A porÃÃo leste, à de moderada vulnerabilidade à poluiÃÃo, com exceÃÃo da falha de Jardim que à de alta vulnerabilidade. A porÃÃo oeste apresenta-se de baixa vulnerabilidade, com exceÃÃo da falha nas proximidades dos poÃos SerrolÃndia I e II que à de moderada vulnerabilidade. Os barreiros estÃo em estado sanitÃrio muito ruim e constituem a entrada principal de poluiÃÃo para a Ãgua subterrÃnea |
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