Recursos hídricos da chapada do Araripe

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 (18O ≈ -5 ‰). 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 (“barreiros”) of the Plateau are of very poor sanitary condition and represent critical spots for aquifer pollution.Com a finalidade de entender o funcionamento dos aqüíferos da Chapada do Araripe, quantificar suas reservas e avaliar a vulnerabilidade à poluição, foram aplicados, na ausência de dados hidrogeológicos e hidrológicos sistematizados, métodos de hidrogeologia, hidroquímica, hidrologia isotópica, edafologia, ecologia e modelagem numérica. Os resultados são interpretados sinoticamente. Foram feitos (i) a avaliação da geologia, (ii) a interpretação de medidas química e isotópica (O-18, C-13, H-3 e C-14) das águas, (iii) o estudo da matéria orgânica dos solos (importante agente na recarga) utilizando os isótopos N-15 e C-13, (iv) o cálculo da capacidade de infiltração, em solos de diferentes formações florestais, utilizando o modelo de GREEN e AMPT, (v) a simulação do fluxo subterrâneo utilizando os modelos computacionais MODFLOW e MODPATH e (vi) a obtenção dos índices de vulnerabilidade à poluição utilizando o método de FOSTER e HIRATA. Verificou-se, desta maneira, a intima interrelação entre hidrologia, climatologia e ecologia da chapada. Na porção leste, área de floresta e de pluviosidade elevada, as águas do Sistema Aqüífero Superior são jovens (tempo de residência de ≈ 180 anos e 18O ≈ -3,24 ‰) derivadas de chuvas atuais (18O ≈ -3,2 ‰), enquanto na porção oeste, mais seca e com vegetação rala, encontra-se paleo-águas (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 anos) marcadas ainda pelo clima pleistocênico mais frio (18O ≈ -5 ‰). Na primeira área, a recarga é avaliada em ≈ 4 % da precipitação anual; porem, as análises de solos indicam uma redução da capacidade de infiltração para somente 20 % em áreas desmatadas, ilustrando a forte influência de mudanças da cobertura vegetal sobre o balanço hídrico (e a vazão das fontes) da chapada. A reserva permanente do Sistema Aqüífero Superior, calculada pelo MODFLOW, é de 13 * 109 m3/ano, a reserva reguladora de 21,4 * 106 m3/ano e a infiltração profunda através de fraturas no aquiclude Santana de 3 * 105 m3/ano. A porção leste, é de moderada vulnerabilidade à poluição, com exceção da falha de Jardim que é de alta vulnerabilidade. A porção oeste apresenta-se de baixa vulnerabilidade, com exceção da falha nas proximidades dos poços Serrolândia I e II que é de moderada vulnerabilidade. Os barreiros estão em estado sanitário muito ruim e constituem a entrada principal de poluição para a água subterrânea