A preliminary conceptual model of groundwater flow was developed for the Serra Geral fractured basalt aquifer in order to assess the recharge to the underlying sandstone Guarani Aquifer System, one ...of the main aquifer systems in Brazil, which supplies water to millions of people. Detailed geological investigations included macroscopic description of the basalt flow units and the underlying sandstone. Petrographic and chemical analyzes were conducted on rock samples from outcrops and from five drilled boreholes. Detailed fracture surveys were accomplished at outcrops to characterize fracture sets and their potential to transmit water in the current tectonic context. Four basalt flows were identified in the Ribeirao Preto area and were named B1, B2, B3 and B4 (from oldest to youngest). The cooling process in flow B3 led to the generation of large sub-horizontal fractures at the contacts B2/B3 and B3-C/B3-E, which are the most transmissive structures. Groundwater flow in the basalt appears to be of the stratabound type because fractures, in general, do not propagate through the basalt vesicular layers, which behave as a regional hydraulic barrier for the vertical groundwater flow. However, it is proposed that the localized, continuous and closely spaced subvertical tectonic fractures, the only features that have the potential to crosscut the vesicular layers and the intertrappe sediments, can vertically connect the sub-horizontal transmissive fractures. Weathering and water seepage, observed in rock exposures, indicate that subvertical NE-trending fractures would be the most transmissive in the Ribeirao Preto area.
The Amazonia biome hosts upland closed and open vegetation ecosystems, in which the current biogeographical patterns relate to the evolution of the physical landscape. Therefore, understanding the ...origin and timing of the substrates supporting different ecosystems is indispensable for better comprehension of Amazonian biogeography. Here we used quartz optically stimulated luminescence (OSL) and thermally transferred optically stimulated luminescence (TT-OSL) for dating sandy substrates of closed and open vegetation environments in Central and Eastern Amazonia, from both outcrop and drill core samples (Autazes core: PBAT-15-43). These sandy substrates present ages ranging from 1 ka up to almost 2 Ma, that were primarily interpreted as depositional ages of fluvial terraces. Moreover, ages are discussed in terms of potential geomorphic processes leading to the formation of substrates, such as soil mixing and apparent age of quartz from the parent bedrock. The coupling between OSL and TT-OSL techniques allow us to date sedimentary deposits covering the whole Quaternary, which implies a new time window for the Amazonia history.
The water use permit is one of the instruments of the National and State Policy of Water Resources in Brazil through which the government authorizes the user to withdraw water or to make hydraulic ...interferences in water bodies necessary for their activities, guaranteeing the right of access to these resources. In the state of Amazonas, the Water Resources Policy (PERH) was reformulated by Law 3,167 of 2007, which latter was regulated by decree 28,678 of 2009, and use permit started to being issued in 2017. The objective of this paper is to contextualize the current situation of this instrument, based on bibliographical review and on the observed practical consequences. The State Water Resources Policy (PERH) exists since 2001, but the implementation of the water use permits issuance in the state has not progressed significantly over the last 15 years. Important advances occurred only in 2016 and 2017, with the establishment of technical parameters for water use. Permits slowly started to be issued in 2017, but still disconnected from the other instruments of the Brazilian Water Resources Policy.
A recarga é um elemento-chave do ciclo hidrológico, sendo indispensável para a gestão integrada dos recursos hídricos. Este estudo objetivou quantificar e comparar as taxas de recarga direta de um ...aquífero freático localizado em uma região de floresta primária contígua a Manaus utilizando os métodos balanço hídrico (BH), variação do nível da água (VNA) e estimativa darcyana (ED). Foram obtidos dados de precipitação e temperatura atmosférica de 2013 a 2015 da estação meteorológica localizada na Reserva Florestal Adolpho Ducke (RFAD). Medições de nível da água subterrânea e ensaios para determinação de condutividade hidráulica foram executados em sete piezômetros instalados em microbacia de drenagem da RFAD. A vazão específica (Sy) foi determinada em amostras de solo indeformadas. Os resultados do método do BH indicam taxa de recarga de 47% (1.583 mm) em 2013, de 46% (1.277 mm) em 2014 e de 20% (680 mm) em 2015. A precipitação em 2014 foi 18% menor do que em 2013, e a de 2015 foi 21% menor do que em 2014, por causa do fenômeno El Niño, gerando redução significativa da recarga apenas no último ano. Os registros de nível da água subterrânea para ED foram feitos entre fevereiro e julho de 2013, gerando estimativa de recarga de 28% (624 mm) da precipitação. Aplicando-se o método de VNA foi estimada uma taxa de recarga de 52% (2.229 mm) para o período de fevereiro de 2014 a agosto de 2015. Os resultados indicam maior consistência entre BH e VNA. As taxas de recarga aqui obtidas são superiores às determinadas em situações hidrogeológicas análogas em outras regiões do país.
Um teste de bombeamento com 171 horas de duração e vazão constante foi realizado no Sistema Aquífero Guarani (SAG) para obter seus parâmetros hidráulicos e testar a existência de drenança através de ...um pacote de 84 metros de basalto do Aquitarde Serra Geral, que o recobre, e através dos sedimentos da Formação Corumbataí, sotoposta a ele. O ensaio foi realizado em um poço de bombeamento com monitoramento da carga hidráulica em dois piezômetros multiníveis, localizados no Distrito de Bonfim Paulista, pertencente ao município de Ribeirão Preto, São Paulo, e situado 10 km ao sul da área urbana dessa cidade. Os resultados indicaram a inexistência de drenança; e o rebaixamento do nível de água registrado nas duas direções distintas em que os piezômetros com filtros no SAG foram instalados em relação ao poço de bombeamento permitiu determinar a existência de anisotropia da condutividade hidráulica. Os parâmetros hidráulicos obtidos com esse ensaio, após correção dos dados para penetração parcial do poço de bombeamento e presença de anisotropia, foram a condutividade hidráulica de 5,3 × 10-6 e 8,1 × 10-6 m/s, e o coeficiente de armazenamento de 1,6 × 10-3 e 8,4 × 10-4 para os piezômetros PPE-1G e PPE-2G, respectivamente. A orientação do eixo com maior valor de transmissividade (Tx = 1,9 × 10-3 m2/s) é N-S, e a de menor (Ty = 1,2 × 10-3 m2/s) é E-W. No plano horizontal, a relação entre esses valores é de 1,55. A ausência de estabilização do nível de água durante o bombeamento no SAG indica que a drenança é insignificante ou inexistente, tanto nos basaltos quanto através da Formação Corumbataí.
The Amazon region has the largest hydrographic network on the planet. However, cities and communities along rivers obtain water from tube wells without studying the chemical quality and, ...consequently, the potability of their water. In specific geological contexts, there is a significant probability of natural contamination by arsenic in groundwater in the region, already attested in previous works in the Solimões, Madeira and Amazonas rivers basins, but not yet found in the Negro river basin. As the Negro is the second largest river in the Amazon Basin, it has become necessary to study the chemical quality of its groundwater, relating it to the geology of the region. In this work, water samples were collected from 21 wells and 4 water springs used for human consumption, following the protocols proposed by the US – EPA. In the field, the physicochemical parameters of the in-situ water were measured, and alkalinity tests were carried out on the samples. The cations were analyzed at INPA and the anions at the Geological Survey of Brazil (SGB). From the 25 samples, 16 had analises results within acceptable ionic balance values, and 12 of the 16 had at least one of the following elements in concentration above World Health Organization and Brazilian Guideline Values: Al, As, Fe, Mn and Pb. The presence of values below the GV, but above what is considered natural, of NO3- in 66% of the contaminated points, associated with the shallow depth of most of the wells, installed in areas of recent sedimentary deposits and that do not show any or few signs of care demonstrate that the contamination in these localities is of anthropic origin. Two samples (16% of the contaminated samples) are from deep wells installed in fractured aquifers, which in this case indicate contamination of geogenic origin. Arsenic was found in association with iron and aluminum in a well installed in alluvial sediments, which indicates that more studies are needed for this specific geologic formation to know the quality of this water. For other locations and cities, short, medium and long-term measures are needed to prevent anthropogenic contamination of aquifers.
Modelos hidroquímicos de águas subterrâneas identificaram áreas com alta probabilidade de ocorrência de arsênio, manganês, ferro e alumínio no mundo. Estudos desenvolvidos na região amazônica ...utilizaram dados de geologia, solo, clima e topografia para verificar a ocorrência desses metais em águas subterrâneas. Além disso, a ausência de sistemas de coleta e tratamento de efluentes líquidos impacta negativamente a qualidade da água subterrânea em aquíferos freáticos. O presente artigo apresenta a caracterização hidroquímica de aquíferos freáticos na área urbana de Novo Airão/AM, e identifica poços onde estão presentes contaminações. As amostras foram coletadas em 21 poços tubulares utilizados pela população. Medições de pH, Eh, temperatura e alcalinidade foram feitas in-situ. Ânions e cátions foram analisados em Manaus. Sete dos 21 resultados das análises estavam dentro dos limites aceitáveis de erro do equilíbrio iônico. Quatro das sete apresentavam concentrações acima do valor máximo permitido (VMP) para alumínio, e em concentrações elevadas, mas dentro de VMP para nitrato. Uma amostra apresentou valor acima de VMP para manganês e ferro, e esta teve a maior concentração de arsênio, associação encontrada em outras áreas da Amazônia. Apenas duas amostras estavam com todos os valores dentro do permitido. A falta de dados geológicos consistentes nos poços analisados impediu a identificação dos processos de mobilização dos contaminantes geogênicos na água. Já a contaminação por nitrato muito provavelmente tem origem nos sistemas de destinação de efluentes in-situ, como fossas negras e sépticas, uma vez que a cidade não possui rede de coleta e tratamento de efluentes líquidos.
Araraquara é um dos núcleos urbanos paulistas abastecidos pelo Sistema Aquífero Guarani. A cidade tem mais de 245 poços tubulares que explotam aproximadamente 70.500 m³/d; dos quais 12 poços, ...representando 50% desta vazão, são operados pela concessionária municipal de água. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a potencialidade do Sistema Aquífero Guarani nesta cidade, avaliando a evolução da explotação e dos níveis potenciométricos ao longo do tempo. Em testes de bombeamento específicos, o Sistema Aquífero Guarani mostrou uma excelente transmissividade (T = 120 a 333 m²/d), com vazões médias de 108 m³/h e capacidade específica entre 0,1 e 13 m³/h/m. Os níveis de água históricos (mapas potenciométricos de 1972 a 1983, 1985 a 1995 e 1996 a 2003) demonstram a evolução da explotação na área urbana, com rebaixamento da potenciometria. No centro da cidade, a redução média é de 10 a 15 m, mostrando que as interferências hidráulicas ainda são razoáveis e gerenciáveis. A avaliação das interferências entre poços mostrou que um poço bombeando 200 m³/h gera rebaixamentos de 32 e 21 m, em distâncias de 100 e 1.000 m, respectivamente. Tal situação permite concluir que a evolução do rebaixamento ao longo dos mais de 30 anos avaliados não é suficiente para gerar uma situação de superexplotação.
A motivação que levou ao estudo da geologia física e química dos basaltos de Ribeirão Preto foi investigar a existência de recarga do Sistema Aquífero Guarani (SAG) através dos basaltos do Aquífero ...Serra Geral (ASG), objetivo do projeto abreviadamente denominado FRATASG. Além de métodos hidrogeológicos, a pesquisa demandou uma investigação geológica de detalhe, a qual é essencial para a elaboração de modelos conceituais de circulação de água subterrânea em aquíferos complexos, caso dos basaltos do ASG. Assim, o estudo contemplou trabalhos de campo para descrição dos aspectos macroscópicos e das relações entre os basaltos e os arenitos subjacentes, coleta de amostras e análises petrográficas e químicas. Também foram utilizados dados de perfis litológicos de cinco poços construídos no projeto FRATASG, fundamentais para o estabelecimento da estratigrafia em subsuperfície. O estudo concluiu que, na área de Bonfim Paulista, ocorrem quatro derrames de basaltos, denominados B1, B2, B3 e B4, do mais antigo para o mais jovem. A ocorrência de B4 é muito restrita, pois foi erodido em grande parte. B1 e B2 apresentam espessuras de, em média, 45 e 55 m, respectivamente. Todos os quatro basaltos são do tipo sheet like lobes e devem ter sido colocados pelo mecanismo de inflação. B1 apresenta espessa crosta vesicular superior e, assim como em B2, pode apresentar mais de um nível vesicular no topo. Colunas de resfriamento foram observadas em B2 e B3, sendo mais espetaculares em B3 devido à presença de uma camada colunada inferior (B3-C) e uma sobreposta com entablamento (B3-E). B3 é o derrame mais espesso (75 a 100 m) e contém brechas hidráulicas distribuídas em bolsões, posicionados na camada B3-C, ou ao longo de fraturas sub-horizontais que até hoje permitem circulação de fluidos (água subterrânea). B3 apresenta composição química homogênea e é perfeitamente distinguível de B1 e B2 com relação a vários óxidos (Al2O3, P2O5, Fe2O3, TiO2 e MgO) e elementos traço (Ni, Zn, Cu, Y). A distinção entre B1 e B2 restringe-se aos óxidos P2O5 e TiO2 e aos elementos Cu, Zn, Y e Ni.
Arsenic enrichment in groundwater resources in deltas and floodplains of large sediment-rich rivers is a worldwide natural hazard to human health. High spatial variability of arsenic concentrations ...in affected river basins limits cost-effective mitigation strategies. Linking the chemical composition of groundwater with the topography and fluvial geomorphology is a promising approach for predicting arsenic pollution on a regional scale. Here we correlate the distribution of arsenic contaminated wells with the fluvial dynamics in the Amazon basin. Groundwater was sampled from tube wells along the Amazon River and its main tributaries in three distinct regions in Peru and Brazil. For each sample, the major and trace element concentrations were analyzed, and the position of the well within the sedimentary structure was determined. The results show that aquifers in poorly weathered sediments deposited by sediment-rich rivers are prone to mobilization and accumulation of aqueous arsenic and manganese, both in sub-Andean foreland basins, and in floodplains downstream. Two zones at risk are distinguished: aquifers in the channel-dominated part of the floodplain (CDF) and aquifers in the overbank deposits on the less-dynamic part of the floodplain (LDF). Some 70 % of the wells located on the CDF and 20 % on the LDF tap groundwater at concentrations exceeding the WHO guideline of 10 μg/L arsenic (max. 430 μg/L), and 70 % (CDF) and 50 % (LDF) exceeded 0.4 mg/L manganese (max. 6.6 mg/L). None of the water samples located outside the actual floodplain of sediment-rich rivers, or on riverbanks of sediment-poor rivers exceed 5 μg/L As, and only 4 % exceeded 0.4 mg/L Mn. The areas of highest risk can be delineated using satellite imagery. We observe similar patterns as in affected river basins in South and Southeast Asia indicating a key role of sedimentation processes and fluvial geomorphology in priming arsenic and manganese contamination in aquifers.
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•Reconnaissance study of groundwater-chemistry of riverine areas in the Amazon Basin•Basin-wide geogenic groundwater arsenic and manganese contamination documented•Aquifers at risk of contamination delineated by fluvial geomorphology and topography•Highest risk in the dynamic part of floodplains of sediment-rich rivers•Reducing aquifer conditions in Amazonia comparable to floodplains in South and Southeast Asia
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