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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35404
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Title: Fluxos subterrâneos e recarga do Sistema Aquífero Alter do Chão em lateritos amazônicos : estudo de caso em Porto Trombetas, Pará
Authors: Azevedo, Júlio Henrichs de
Orientador(es):: Campos, José Eloi Guimarães
Assunto:: Hidrogeologia
Águas subterrâneas
Hidroquímica
Mineração de bauxita
Issue Date: 9-Sep-2019
Citation: AZEVEDO, Júlio Henrichs de. Fluxos subterrâneos e recarga do Sistema Aquífero Alter do Chão em lateritos amazônicos: estudo de caso em Porto Trombetas, Pará. 2019. xv, 139 f., il. Tese (Doutorado em Geociências Aplicadas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: Este estudo investigou os padrões de circulação e o comportamento hidroquímico, bem como o mecanismo e a quantificação da recarga das águas do Sistema Aquífero Alter do Chão em platôs lateríticos da região de Porto Trombetas. Nessas áreas, importantes pelo potencial mineral de bauxita e pelos ecossistemas florestais, o Sistema Aquífero ocorre como um reservatório subterrâneo semiconfinado, quando sotoposto aos perfis lateríticos autóctones maduros, ou não confinado nas áreas de vales. Do topo para a base os perfis lateríticos apresentam a seguinte sequência de camadas: solo superior, argila amarela (Argila de Belterra), crostas de ferro e alumínio, bauxita e argila variegada. A bauxita e as crostas aluminosas apresentam os maiores valores de condutividade hidráulica, resultantes de porosidade que varia entre 30 e 45%. O solo superficial, caracterizado como Latossolo Amarelo alumínico, a porosidade de cerca de 18% resulta em menor condutividade hidráulica. A argila variegada, também definida por baixa condutividade hidráulica, funciona como aquitarde com drenança para o aquífero sotoposto. O padrão de relevo permite determinar os sistemas de fluxo hidrogeológico regional e local, evidenciados nos platôs e nos vales, respectivamente. A análise de dados hidroquímicos corrobora com a proposta da existência de diferentes sistemas de fluxos. Condutividades elétricas ligeiramente maiores nas águas do aquífero indicam predomínio de fluxos regionais a partir dos topos dos platôs, enquanto as águas menos condutivas das nascentes demonstram a influência de fluxos locais nas encostas desses mesmos platôs. Dados de isótopos estáveis de Oxigênio e Deutério indicam que a recarga do sistema aquífero se dá pela infiltração de águas de chuvas por percolação direta e rápida, sem sofrer importante processo de evaporação prévia à recarga. Avaliações dos teores de Trítio indicam que o aquífero é suprido por chuvas relativamente recentes, ou por misturas que contenham essas águas. A cobertura florestal tem importante atuação no controle de recarga devido à bioturbação pelas raízes, cujas profundidades podem atingir mais de 15 metros. Essa bioturbação provoca zonas de fluxo preferenciais e é responsável pelo aumento da condutividade hidráulica nas camadas pelíticas. Admitindo-se um polígono de 1 km2, estima-se recarga de pelo menos 236.400 e 350.000 m3 / ano, respectivamente, para as porções semiconfinada e não confinada do aquífero. Os processos neotectônicos que controlam a dinâmica geomorfológica e pedológica da região, representados principalmente por estruturas N30-40ºW, N45ºE e EW, compreendem outro fator com relevância para o fluxo subterrâneo. Na compartimentação geomorfológica representada pelos platôs lateríticos essas estruturas neotectônicas produzem rupturas nas crostas ferro aluminosas, nas camadas de bauxita e no próprio aquitarde, contribuindo para o aumento da condutividade hidráulica média e da capacidade de drenança da camada semiconfinante para o aquífero regional. Os principais efeitos da mineração de bauxita são percebidos na redução da taxa de recarga. Em áreas afetadas pela mineração e atualmente em processo de recuperação ambiental constatou-se: taxa média de recarga inferior a 50% das taxas observadas para áreas naturais; e reduções nos teores de Ca e Mg, contudo sem comprometimento do uso da água para qualquer finalidade, tampouco alteração nas fácies hidroquímicas. No contexto das mudanças climáticas globais, as porções do Sistema Aquífero Alter do Chão semiconfinadas apresentam maior capacidade de resiliência frente às projeções de alterações no regime pluviométrico da Amazônia, uma vez que as respostas das taxas de recargas a suas possíveis alterações ocorreriam de forma não linear, ao contrário do esperado para sistemas aquíferos livres.
Abstract: This study aims at investigating the circulation patterns and hydrochemical behavior, mechanism as well as quantifying the recharge waters in the Alter do Chão Aquifer System under the bauxite lateritic plateaus of the Porto Trombetas region. The Aquifer System in these areas, important due to the mineral potential of bauxite and to the forest ecosystems, occurs as either semi-confined subterranean reservoir under mature autochthonous lateritic profiles or unconfined in the valley areas. From top to bottom, the lateritic profiles consist of the following layers: topsoil, yellow clay (Belterra Clay), iron and aluminum crusts, bauxite and mottled clay. The highest hydraulic conductivity is observed for the bauxite and alumina crusts, resulting from porosity ranging from 30 to 45% whereas lower hydraulic conductivity values are observed for the surface soil, characterized as Yellow Oxisol (Oxisol), with about 18% porosity. Mottled clay, also characterized by low hydraulic conductivity, acts as a drainage aquifer for the underlying aquifer. The relief pattern allows to determine regional and local hydrogeological flow systems, evidenced in plateaus and valleys, respectively. The analysis of the hydrochemical data corroborates previous studies on the existence of different flow systems. Slightly higher electrical conductivities in the waters of the aquifer indicate a predominance of regional flows from the plateau tops, while the less conductive waters of the springs are influenced by local flows on the slopes of these plateaus. Stable oxygen and deuterium isotope data indicate that the aquifer system is recharged by infiltrating rainwater via direct and/or rapid percolation, without undergoing an important evaporation process prior to recharge. Tritium levels indicate that the aquifer is supplied by relatively recent rains, or by mixtures containing these waters. Also, forest cover has an important role in controlling the recharge due to bioturbation by the roots, which can be more than 15 m deep in some places. This bioturbation causes preferential flow zones and is responsible for increasing the hydraulic conductivity in the pelitic layers. Assuming a polygon of 1 km2, the estimated recharge is at least 236,400 and 350,000 m3/year, for the semi-confined and unconfined portions of the aquifer, respectively. The Neotectonic processes, represented mainly by N30-40ºW, N45ºE and EW structures, controlling the geomorphological and pedological dynamics of the region are another relevant factor to the underground flow. In the geomorphological compartmentalization represented by the lateritic plateaus, these Neotectonic structures cause ruptures in the aluminous iron crusts, in the bauxite layers and in the aquitard itself, contributing to the increase of the average hydraulic conductivity and the drainage capacity of the semi-confined layer to the regional aquifer. The main effects of bauxite mining are apparent in the reduced recharge rates. In mining-affected areas and those currently in the process of environmental recovery, the average recharge rate was 50% lower than the rates observed for natural areas while the reduced Ca and Mg contents observed do not compromise water use for any purpose or alter the hydrochemical facies. In the context of global climate change, portions of the semi-confined Alter do Chão Aquifer System present great resilience to the projected changes in the rainfall regime of the Amazon since, contrary to what is expected for free aquifer systems, the recharge rate response to the possible changes would be non-linear.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Appears in Collections:IG - Doutorado em Geociências Aplicadas (Teses)

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