Definição de áreas potenciais à captação de água subterrânea em aquíferos sedimentares do estado do Paraná

Orientador: Prof. Dr. Gustavo Barbosa AthaydeDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, 25/03/2019Inclui referênciasResumo: Com as crescentes discussões sobre a gestão dos recursos hídricos, o aprimoramento dos conceitos vem evoluindo de uma gestão de crise para uma gestão de riscos, para que seja possível prever cenários problemáticos relacionados a estes recursos. Porém, há a dificuldade em se obter informações de subsuperfície dos recursos hídricos devido aos diversos fatores que interferem na sua ocorrência e disponibilidade, e com o avanço tecnológico há a possibilidade de integração de informações hidrogeológicas, a fim de definir regiões de maior potencialidade hídrica. O objetivo dessa pesquisa é o de elaborar um método de análise de dados hidrogeológicos em ambiente computacional, visando delimitar áreas potenciais à captação de água subterrânea em aquíferos sedimentares no estado do Paraná. Para tal, foram utilizados dados de poços tubulares profundos que apresentavam os parâmetros de capacidade específica, condutividade hidráulica, espessura saturada, nível estático, transmissividade, vazão e parâmetros físico-químicos dos aquíferos: Furnas, Itararé, Rio Bonito, Passa Dois, Guarani e Caiuá. Os métodos empregados envolveram a análise estatística do banco de dados; aplicação do método índice relativo de risco; interpolação de parâmetros hidrogeológicos para determinação do interpolador mais adequado ao banco de dados; hierarquização de parâmetros hidrogeológicos para atribuição de pesos de acordo com a relevância ao objetivo; e álgebra de mapas com a elaboração de um método de multiplicação de parâmetros hidrogeológicos para definição de áreas potenciais à captação de água subterrânea. Os resultados obtidos permitiram conhecer o comportamento estatístico dos dados em cada aquífero, bem como regiões com elevado risco toxicológico. Ainda foi possível determinar o interpolador Inverso da Distância Ponderada como método que apresentou valores estimados mais próximos dos valores medidos. Além da elaboração de um método que utilize os parâmetros hidrogeológicos e geoprocessamento na definição de áreas potenciais (alvos exploratórios) em aquíferos sedimentares. Os aquíferos Caiuá e Rio Bonito são dentre os estudados os que possuem maior extensão de alta a muito alta potencialidade em superfície. Enquanto que os aquíferos Passa Dois e Caiuá somam a maior extensão em superfície de baixo a moderado potencial. A demanda hídrica no estado é suprida pela disponibilidade hídrica superficial, no entanto se observa que em locais de baixa disponibilidade hídrica superficial o tipo de captação predominante para abastecimento é por meio do manancial subterrâneo. Ou quando há baixa disponibilidade hídrica subterrânea o tipo de captação predominante é por meio de água superficial. Tais informações podem ser usadas para o gerenciamento de águas subterrâneas e superficiais no estado do Paraná. Conhecer a distribuição espacial de diferentes parâmetros hidrogeológicos permite estimar áreas potenciais à ocorrência de água subterrânea e propicia também uma melhor gestão dos recursos, com a redução do risco exploratório, uma vez que serão conhecidas as áreas com maior ou menor potencial hidrogeológico mesmo em regiões onde há menor densidade de dados. O tratamento realizado contribui para diminuir a subjetividade na delimitação de áreas potenciais à captação de água subterrânea, visto que dados hidrogeológicos indicam diretamente a potencialidade e qualidade da água subterrânea. Palavras-chave: Álgebra de mapas. Interpolação. Potencialidade hídrica. Bacia do Paraná. Bacia Bauru.Abstract: The increasing discussions on the management of water resources, the improvement of concepts have evolved from crisis management to risk management so that it is possible to predict problematic scenarios related to these resources. However, it is difficult to obtain subsurface information from water resources due to the various factors that interfere with its occurrence and availability. The technological advance allows the possibility of integrating hydrogeological information in order to define regions with greater water potential. The objective of this research is to elaborate a method of hydrogeological data analysis in computational environment aiming to delimit potential areas for the catchment of groundwater in sedimentary aquifers in the state of Paraná. For this purpose, data from deep tubular wells that had the parameters of specific capacity, hydraulic conductivity, saturated thickness, static level, transmissivity, flow rate and physicochemical parameters of the aquifers were used: Furnas, Itararé, Bonito River, Passa Dois, Guarani, and Caiuá. The methods employed involved the statistical analysis of the database; application of the relative risk index method; interpolation of hydrogeological parameters to determine the most appropriate interpolator in the database; hierarchy of hydrogeological parameters to assign weights according to the relevance to the objective; and map algebra with the elaboration of a method of multiplication of hydrogeological parameters to define potential areas for the catchment of groundwater. The results obtained allowed to know the statistical behavior of the data in each aquifer, as well as regions with high toxicological risk. It was still possible to determine the Inverse Interpolator of the Weighted Distance as a method that presented estimated values closer to the measured values. Besides the elaboration of a method that uses the hydrogeological parameters and geoprocessing in the definition of potential areas (exploratory targets) in sedimentary aquifers. The Caiuá and Rio Bonito aquifers are among those studied the ones with the greatest extension from high to very high surface potential. While the Passa Dois and Caiuá aquifers add up to the greatest extent on low to moderate potential surface. The water demand in the state is supplied by the superficial water availability, however, it is observed that in places of low surface water availability the type of catchment predominant to supply is through the underground spring. Or when there is low underground water availability the predominant type of catchment is through surface water. Such information can be used for the management of groundwater and surface water in the state of Paraná. Knowing the spatial distribution of different hydrogeological parameters allows estimating potential areas for groundwater occurrence and also provides better management of resources, with the reduction of exploratory risk, since areas with a greater or lesser hydrogeological potential will be known even in regions where there is less data density. The treatment carried out contributes to decrease the subjectivity in the delimitation of potential areas to the catchment of groundwater, since hydrogeological data indicate directly the potentiality and quality of groundwater. Keywords: Map algebra. Interpolation. Water potential. Basin of the Paraná. Bacia Bauru