Estudos Geológicos-Geofísicos da Interface Água Doce/Água Salgada em Aquíferos da Formação Barreiras no Litoral da Região de Caucaia-Pecém/Ce - R.M.F.

Abstract

Este trabalho apresenta resultados de estudos geológicos e geofísicos realizados em uma área de 7.348,5 km2, localizada na Zona Litorânea Oeste do Estado do Ceará, a noroeste da Cidade de Fortaleza. Esta região abrange o litoral dos Municípios de Caucaia e São Gonçalo do Amarante (Pecém), sendo limitada pelas coordenadas UTM 510.840,28 e 546.495,80 Leste; 9.612.762,59 e 9.591.716,76 Norte. A área de estudo fica situada na extremidade norte do Domínio Tectônico Setentrional da Província Borborema, limitando-se a NW pela Zona de Cisalhamento Sobral-Pedro II e a SE pela Zona de Cisalhamento Senador Pompeu. Encontra-se inserida nos Terrenos do Ceará Central, entre as unidades cratônicas São Francisco-Congo e São Luís-Oeste África. A configuração tectônica de seu embasamento cristalino é relacionada ao Ciclo Brasiliano, desencadeado no Proterozóico Superior. Analisa o aqüífero livre do sistema Dunas/Formação Barreiras na zona costeira de Caucaia e do Porto do Pecém, próximo às desembocaduras dos Rios Ceará, Juá e Cauípe. Trata-se de uma região litorânea com um grande fluxo turístico e uma intensa ocupação imobiliária. Os conglomerados urbanos e clubes balneários são abastecidos por água subterrânea, causando o desequilíbrio da interface e inviabilizando a captação de água potável. Nesses locais, existem focos de intrusão salina ainda não controlada e incidências de salinização do lençol freático. A superexplotação de água em poços tubulares que atingem a cunha salina, aliada a outras de contaminações residuais, resultou em um grande número de poços abandonados. Os parâmetros geológicos levantados nesta pesquisa forneceram subsídios para o entendimento dos sistemas hidrogeológicos e hidroquímicos da região em foco, concluindo-se que fatores como os princípios físicos que condicionam a intrusão salina costeira e as estruturas tectônicas de caráter regional, influem sobre o suprimento de água em aqüíferos locais. A geomorfologia costeira foi também analisada de forma a contribuir para localização da interface água doce-água salgada. Quatro sistemas aqüíferos foram observados: (i) as dunas/paleodunas; (ii) aluviões; (iii) sedimentos da Formação Barreiras; e (iiii) Embasamento Cristalino. Em função do relevo, proximidade e vulnerabilidade, esses sistemas são contaminados com diferentes intensidades pela intrusão salina e pelos aerossóis marinhos. Os levantamentos geofísicos com o Método Eletromagnético EM34-3XL e Sondagens Elétricas Verticais (SEVs) forneceram valiosas informações sobre as condutividades aparentes, que foram traduzidas em dados de qualidade das águas, por meio do fator hidroquímico STD (Sais Totais Dissolvidos) e da condutividade elétrica de poços. Além disso, os mapas previsonais de isocondutividade aparente revelaram o comportamento da intrusão salina em relação a distância da interface e dos fluxos preferenciais. Todos os dados obtidos, que incluem (i) análise de duas malhas de sondagens com leituras por meio de dipolos verticais e horizontais (1800 leituras); e (ii) a reinterpretação de dados geofísicos publicados anteriormente, foram integrados por meio de Sistemas de Informações Georeferenciadas (SIG). Os resultados obtidos contribuíram para adequação de uma metodologia de modelagem hidrogeológica do aqüífero. Este tipo de modelagem permite um monitoramento permanente, mesmo que aconteçam mudanças espaciais e temporais, quer seja ocasionada pelas intrusões salinas ou por lixiviados e dejetos provenientes de fontes ainda não controladas.

ABSTRACT - This research presents the results of geologic and geophysical studies carried out over an 7.348,5 km2 area, located at the Western Coast of the Ceará State, to the northwest of Fortaleza. This region includes coastal areas of the Caucaia and Pecém, contained by a rectangle defined by the UTM coordinates 510.840,28 and 546.495,80 East; 9.612.762,59 and 9.591.716,76 North. The study area lies to the extreme north of the Northern Tectonic Domain of the Borborema Province, which is bounded to the NW by the Sobral-Pedro II shear zone, and to the SE by the Senador Pompeu shear zone, within the Central Ceará Domain, between the São Francisco-Congo and the São LuísWest African cratons. The geotectonic framework of its crystalline basement has been constructed in the Neoproterozoic Brasiliano Cycle. The present study analyses the free aquifer of the Dunes/Barreiras Formation system, at the shoreline of Caucaia and Pecém, near to the estuaries of the Ceará, Juá and Cauípe rivers. This is a coastal district characterized by intense tourist influx besides a considerable real estate expansion. The urban communities and beach resorts are supplied by ground water, which causes disturbance on the water table and compromise the water supply. At this place, there are uncontrolled focus of salt-water intrusions, and incidences of salinization in saturated zone. Excessive water pumping from wells that go into the salt-water wedge, associated with other residual contaminations, resulted in a great number of abandoned wells. The geological parameters established in this research have provided the necessary information for the understanding of the local hydrological and hydrochemical, and led us to the conclusion that the physical principles that control the salt-water intrusion and some tectonic structures of regional nature have an effect on the water availability from the local aquifers. The coastal geomorphology has also been analyzed in order to help in the location of the salt-water front. Four aquifer systems were recognized: (i) dunes/paleodunes; (ii) alluvia, and (iii) sediments of the Barreiras Formation; and (iiii) Barreiras / Crystalline. Based on topography, distance, and vulnerability, these systems are contaminated at different intensities by salt-water intrusion and marine spray. The geophysical surveys (EM34-3XL and SEV) provided information about the apparent conductivity, which has been translated into water quality data, through the STD hydrochemical factor, obtained from electrical conductivities measured in wells. In addition, the isoconductivity predictive map reveals the behavior of the salt-water intrusion in respect of the distance from the salt-water front and of the preferential flow paths. All the presently achieved data, including (i) analyses of geophysical data grids of vertical and horizontal dipoles measurements (1800 records), and (ii) reinterpretation of published geophysical data, have been integrated on a Georeferential Information System (GIS). The obtained results have also contributed to the development of a methodology, which permits a precise aquifer modeling. The final model allows us a permanent monitoring, even do physical or sequential changes will be occurred, either provoked by the saltwater intrusion or by leakages and waste of not determined sources.