Caracterização hidrogeológica e hidrogeoquímica dos aquíferos cársticos Sapucari e Maruim, sub-bacia de Sergipe, Bacia sedimentar de Sergipe-Alagoas

Abstract

Os aquíferos cársticos Sapucari e Maruim são importantes reservas hídricas, uma vez que são responsáveis por parte do abastecimento público da Região Metropolitana de Aracaju, e dos municípios de Laranjeiras e Maruim. São compostos por rochas carbonáticas, localizadas na Bacia Sedimentar de Sergipe-Alagoas. As zonas aquíferas estudadas encontram-se nos municípios de Nossa Senhora do Socorro, Laranjeiras e Maruim. Os mapas de vulnerabilidade e risco funcionam como ferramentas de auxílio em ações de gestão de recursos hídricos, como a proteção das áreas de recarga e, consequentemente, a preservação da boa qualidade das águas. O método EPIK (DOERFLIGER; JEANNIN; ZWAHLEN, 1999) foi aplicado na pesquisa para determinar a vulnerabilidade dos aquíferos. As classes de vulnerabilidade apresentadas foram: muito alta, alta e moderada. As áreas com ocorrências de cavernas e feições cársticas, como “karrens” e dolinas, apresentaram os maiores valores de vulnerabilidade. As principais atividades potencialmente contaminantes identificadas na área são: cultivos agrícolas, exploração mineral do calcário, indústrias, aglomerados urbanos e postos de gasolina. A caracterização hidrogeológica se deu a partir da análise de parâmetros hidrodinâmicos, tais como: nível estático (NE), nível dinâmico (ND), vazão (Q), capacidade específica (Sc) e transmissividade (T), além de aspectos geológicos, geomorfológicos (feições cársticas) e estruturais. Todos os dados foram integrados em um modelo hidrogeológico conceitual. Para a determinação da transmissividade foi aplicado o método da recuperação de Theis (1935), usando a correlação T com capacidade específica (Sc). Os resultados de T são heterogêneos em ambos os aquíferos, destacandose o Sapucari. Neste, a T média é de 725,42 m2/d, já no aquífero Maruim é de 113,42 m2/d. O volume anual de água extraída por meio de obras de captação existentes corresponde a 26,2% da reserva renovável do Sapucari e 11,6% do aquífero Maruim. A aplicação de ferramentas hidrogeoquímica e isotópicas permitiram classificar as águas subterrâneas do Sapucari e Maruim como bicarbonatadas cálcicas e bicarbonatadas cálcicas magnesianas (Ca-HCO3- e Ca-Mg-HCO3-). A dominância dos íons HCO3- é atribuída à dissolução de carbonatos, um dos processos responsáveis pela salinização das águas subterrâneas na área. A alta correlação do STD com o sódio e os cloretos indicam a mistura de águas, devido à influência dos rios Sergipe e Cotinguiba, constituindo fator significativo no processo de salinização das águas subterrâneas. Os índices de saturação das amostras dos aquíferos Sapucari e Maruim indicam que ambos os aquíferos apresentam tendência à saturação e à supersaturação em calcita e dolomita. A análise de Componentes Principais contribui para a interpretação da influência dos rios nos aquíferos, principalmente no Sapucari, uma vez que a PC1 apresenta forte associação entre as seguintes variáveis: condutividade elétrica, sódio, potássio, magnésio, cloretos e sulfatos. Já no Maruim o cálcio e o bicarbonato apresentam boas contribuições na PC1, indicando uma predominância da dissolução de carbonatos na salinização das águas subterrâneas. Na investigação isotópica, o desvio em relação à Linha Meteórica Global é atribuído à evaporação e à mistura de águas de diferentes fontes. Os valores de δ13C (‰) indicam uma maior contribuição do intemperismo de carbonato por H2CO3- e pela decomposição da matéria orgânica presente no solo.

ABSTRACT The Sapucari and Maruim karst aquifers are important water reserves, since it responsible for a part of the public supply of the Aracaju Metropolitan Region, and the municipalities of Laranjeiras and Maruim. It is composed of carbonate rocks from the Sergipe-Alagoas Sedimentary Basin. The aquifers zones studied are located in the municipalities of Nossa Senhora do Socorro, Laranjeiras and Maruim. Vulnerability and risk maps function as tools to assist the water resource management actions as the recharge areas protection and, consequently, the preservation of the water quality. The EPIK method (DOERFLIGER; JEANNIN; ZWAHLEN, 1999) was applied in this research to determine the aquifers vulnerability. The vulnerability classes presented are: very high, high and moderate. The areas with occurrences of caves, sinkholes and karrens showed the highest vulnerability values. The main potentially contaminating activities identified in the area are: agriculture activities, limestone explotation, industries, urban development and gas stations. The hydrogeological characterization was based on the analysis of hydrodynamic parameters as: discharge; specific capacity; static and dynamic levels; transmissivity; besides geological and geomorphological features; and structural aspects, integrated in a conceptual hydrogeological model. To determine the Transmissivity (T) the Theis recovery method (1935) was used by the correlation of T with specific capacity (Sc). The results of T are heterogeneous in both aquifers, especially the Sapucari. In this aquifer, the mean of T is 725,42 m2/d, while in the Maruim aquifer is 113,42 m2/d. The annual volume of water exploited by existing catchments correspond to 26,2% of the Sapucari renewable reserve and 11,6% of the Maruim. The application of hydrogeochemical and isotopic tools allowed to classify the groundwater of the Sapucari and Maruim as Ca-HCO3- and Ca-Mg- HCO3- type. The dominance of HCO3- ions was assigned to carbonate dissolution and groundwater salinization. A high correlation of STD with sodium and chlorides indicates a mixture of waters due to the influence of the Sergipe and Cotinguiba rivers, constituting a significant factor in the groundwater salinization process. The saturation indices of the Sapucari and Maruim aquifers indicate that both aquifers show a tendency to saturation and supersaturation in calcite and dolomite. The analysis of Principal Components contributes to the interpretation of rivers influence in the groundwater composition, especially in Sapucari aquifer, since PC1 presents a strong association among the following variables: electrical conductivity, sodium, potassium, magnesium, chlorides and sulfates. In the Maruim aquifer, calcium and bicarbonate present good contributions to PC1, indicating a predominance of the carbonate dissolution in the groundwater salinization. In the isotopic investigation, the deviation from the Global Meteorological Line is assign to the evaporation and mixing of waters from different sources. The values of δ13C (‰) indicate a higher contribution of the carbonate weathering by H2CO3- and the decomposition of the organic matter present in the soil. . Keywords: Vulnerability. Karst aquifers. Transmissivity. Hydrogeochemistry. Stable isotopes.