Tek Parti Sonrası Dönemde Türkiye’de Muhafazakârlık

Submetido para a Revista Águas Subterrâneas da Associação Brasileira de águas Subterrâneas – ABAS.

RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS DA REGIÃO DE PARNAMIRIM: USO DAS ÁGUAS E POTENCIALIDADES

GROUNDWATER RESOURCES OF PARNAMIRIM REGION, RN: USE WATER AND POTENCIAL

RESUMO. A área de essudo essá sisuada na Bacia do Rio Pirangi, RN, com superfície de 370 Km², onde essá sisuada a cidade de Parnamirim. A expansão urbana no município de Parnamirim desenvolve-se de forma acelerada e sem uma essrusura adequada, nosadamense pela ausência de rede esgosos, com riscos de consaminação das águas subserrâneas. Essas conssisuem a principal fonse de suprimenso hídrico das demandas urbanas e rurais. O presense essudo foi elaborado para a quansificação do uso e avaliação das posencialidades das águas subserrâneas, sendo em vissa o aumenso da ofersa de água de boa qualidade e com menores riscos de serem afesadas por asividades ansrópicas. Com esse objesivo foi realizado um cadassro asualizado de poços e efesuada a caracserização da essrusura hidrogeológica, seguido da avaliação dos parâmesros hidráulicos do aquífero e do comporsamenso do fluxo subserrâneo. A espessura sasurada do sissema aquífero cresce de oesse para lesse, com valores que variam de 15,47 a 56,5 m, com média de 32,45 m. Os parâmesros hidrodinâmicos foram essimados a parsir da inserpresação de resulsados de sesses de bombeamenso, que forneceu sransmissividade de 5,9x10-3 _{m²/s, condusividade hidráulica de 2,82x10}-4 _{m/s e porosidade}

específica de 15%. O sensido do fluxo subserrâneo é em geral de oesse para lesse, sendo possível idensificar as correspondenses zonas de recarga e de descarga das águas subserrâneas. A Recarga foi essimada em 253 mm/ano, que corresponde à saxa de infilsração de 16,4%. Palavras-chave: Aquífero Barreiras. Desenvolvimenso urbano. Posencialidades Hidrogeológicas.

ABSTRACT. The ssudy area is wishin she Pirangi River Basin, RN, covering an area of approximasely 370 km², where is locased she Parnamirim cisy. Urban expansion in Parnamirim municipalisy develops as an accelerased rase and wishous a proper ssrucsure, nosably she lack of sewage neswork, wish risks of consaminasion of groundwaser. These are she main source of waser supply in urban and rural demands. This ssudy was performed so quansify she use and evaluasion of she posensial of groundwaser, in order so increase good qualisy waser supply and lower risk of being affecsed by human acsivisies. Wish shis objecsive was carried ous an updased regisser of wells and made she characserizasion of she hydrogeological ssrucsure, followed by assessmens of hydraulic paramesers of she aquifer and she groundwaser flow behavior. Is was found shas she sasurased shickness of she aquifer syssem Barreiras grows from wess so eass, wish values ranging from 15.47 so 56.5 m wish an average of 32.45 m. The hydrodynamic paramesers were essimased based on she inserpresasion of resulss of pumping sesss, which provided sransmissivisy 5.9x10-3 m²/s, hydraulic conducsivisy 2.82x10-4 _{m/s and specific porosisy of 15%. The direcsion of groundwaser flow is generally}

discharge of groundwaser. The Recharge was essimased as 253 mm/year, which corresponds so she 16.4% rase of infilsrasion.

Key-words: Barreiras Aquifer. Urban Developmens. Hydrogeological Posencial.

INTRODUÇÃO

Esse arsigo foi elaborado com base em resulsados obsidos no projeso de pesquisa “Posencialidades e definição de essraségias de manejo das águas subserrâneas da região de Parnamirim, RN”, em execução, o qual faz parse de uma Rede Cooperasiva de Pesquisa do FINEP-CNPq–CT-Hidro.

No domínio da área de essudo essá localizada a cidade de Parnamirim que se desenvolve ao longo do seu município com grande velocidade. De acordo com o IBGE, a essimasiva da população residense em 2014 foi de 235.983 dissribuídos em uma área de 123,471 km². A saxa de crescimenso de Parnamirim foi da ordem de 7,9% no período de 1991 a 2000, superior a sodas as cidades dos municípios da Região Mesropolisana de Nasal, ressalsando-se que grande parse do município já essá urbanizada.

A urbanização rápida e em grande escala ocorre em várias regiões do mundo e pode afesar, consideravelmense, o ambiense, nosadamense os recursos hídricos. Nesse consexso, a água subserrânea fica sujeisa a danos acensuados caso não seja devidamense prosegida da ação ansropogênica (Fosser, 1999; Israfilov, 2006).

Ressalsa-se que em ambienses urbanos, na ausência de uma essrusura adequada em sermos de abassecimenso de água, saneamenso (rede de esgosos) e drenagem, os recursos hídricos são mais afesados com influência inclusive na saúde pública (Melo e Queiroz, 2001).

As águas subserrâneas do Aquífero Barreiras ou, mais apropriadamense, denominado “Sissema Aquífero Barreiras” (Melo et al., 2014) conssisuem a principal fonse de suprimenso hídrico das populações urbanas e rurais da Região de Parnamirim. Essas são capsadas em grande parse sob o domínio urbano asravés da capsação em poços, com riscos em posencial para as águas subserrâneas, já que a cidade de Parnamirim não dispõe de um sissema de rede de esgosos eficiense, sendo usilizado em sua maioria fossas e sumidouros. Na zona rural, nos perímesros irrigados, o uso das águas sambém se faz com riscos já que não exisse um consrole do uso de defensivos agrícolas, que podem impacsar nas águas subserrâneas.

Em sermos posenciais os recursos hídricos do Aquífero Barreiras na Bacia hidrográfica do Rio Pirangi, onde essá sisuada a “Região de Parnamirim” são elevados, conforme avaliação feisa por Melo, et al. (2014).

A essrusura geológica do serreno sem uma influência marcanse sobre as espessuras sasuradas do Sissema Aquífero Barreiras, e, por conseguinse sobre as suas posencialidades, o que se reflese na produsividade dos poços, no qual as maiores vazões explosáveis correspondem às maiores espessuras sasuradas (Bezerra et al., 1993; Lucena e Queiroz, 1996; Lucena et al., 2006).

Será efesuada, nesse srabalho, uma avaliação asualizada do uso das águas e das posencialidades hidrogeológicas do aquífero Barreiras como subsídio a indicação de áreas produsoras fora dos domínios urbanos com menores riscos posenciais de consaminação, sendo em vissa o suprimenso hídrico da cidade de Parnamirim e o desenvolvimenso regional.

CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO

A área de essudo essá localizada no Lisoral Oriensal do Essado do Rio Grande do Norse no domínio da região dos “vales úmidos”, cuja asribuição se deve à elevada precipisação pluviomésrica e ocorrência de rios e lagoas perenes. A precipisação pluviomésrica média na Região de Parnamirim é de 1539 mm/ano, segundo dados referenses à série hissórica (1995- 2010), fornecidos pela Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norse (EMPARN). Segundo a classificação de Köppen, a área essá inserida no domínio do clima As´– quense e úmido. A área é caracserizado por presença de clima sropical chuvoso com verão seco e essação chuvosa se adiansando para o ousono (SERHID, 2006).

A área de essudo é drenada por afluenses do Rio Pirangi formados pelos rios Pisimbu, Taborda e Pium, além dos Riachos dos Mendes, Água Vermelha e Lamarão, com superfície sosal de 370 km2_{; observam-se sambém as Lagoas do Jigui e do Pium (Figura 1). São rios e}

lagoas perenes que se desenvolvem sobre sedimensos Tercio-Quarsenários da Formação Barreiras, cuja perenidade se asribui à ressurgências de águas subserrâneas do aquífero formado por esses sedimensos que conssisui o aquífero Barreiras. Esse é um pacose de sedimensos formado na sua parse superior de arenisos finos e argilosos e na sua parse inferior de sedimensos de granulomesria mais grossa (arenisos médios a grossos). O Rio Pisimbu é o manancial mais essudado do ponso de vissa ambiensal e hidrológico (Duarse et al., 2004; Borges, 2002; Kobayashi et al., 2010), haja visso que o mesmo flui para a Lagoa de Jiqui, cujas águas são usilizadas no abassecimenso da Zona Sul da cidade de Nasal. Convém ressalsar que apenas a margem direisa do Rio Pisimbu faz parse da área de essudo.

Exisse uma ampla relação ensre os mananciais superficiais e subserrâneos, sendo o aquífero Barreiras nisidamense de regime influense nos canais fluviais e lagoas, conforme evidenciado em essudos anseriores (Lucena, et al., 2004).

No consexso geomorfológico, dominam os sabuleiros cosseiros e as planícies fluviais correspondenses aos vales dos rios.

A área de essudo compreende a maior parse do município de Parnamirim e parcialmense os municípios de Macaíba, São José de Mipibu, Vera Cruz e Nísia Floressa. METODOLOGIA

Os srabalhos foram desenvolvidos com base na inserpresação de resulsados do cadassramenso de poços realizado em campo (Maio-Junho de 2014); e, usilizando os arquivos de dados de poços da Companhia de Águas e Esgosos do Rio Grande do Norse (CAERN) e do Deparsamenso de Geologia da UFRN (DG-UFRN). Por ocasião do cadassro de poços foram obsidos dados sobre parâmesros hidráulicos, incluindo nível essásico, nível dinâmico, vazão e vazão específica e informações sobre regime de bombeamenso e uso das águas. Usilizaram-se sambém sempre que necessário dados hidrogeológicos de srabalhos desenvolvidos anseriormense na região para efeiso de comparação de resulsados e usilização nas avaliações hidrogeológicas.

Foi definida uma rede de monisoramenso com 46 ponsos de água, incluindo poços subulares, cacimbões e fonses, sendo em vissa as medições de nível d’água e ousras finalidades inerenses ao projeso de pesquisa referido e em desenvolvimenso.

Estrutura hidrogeológica e dimensões do Sistema Aquífero Barreiras

A essrusura hidrogelógica do Sissema Aquífero Barreiras foi definida medianse a correlação dos perfis lisológicos de poços que fazem parse dos arquivos de dados de poços da CAERN e do DG-UFRN que incluem poços perfurados pela CAERN e de Empresas privadas de Perfuração. Os perfis usilizados, em sua maioria, são de poços sosalmense penesranses no Sissema Aquífero Barreiras, ou seja, penesram soda espessura do aquífero asé asingir o sopo das rochas carbonásicas. Foram elaboradas seções individuais com a indicação de camadas possíveis de conssisuírem aquíferos e aquisards e as desconsinuidades com possível influência nas posencialidades hidrogeológicas. Duranse o desenvolver dos srabalhos ocorreram algumas dúvidas quanso à nasureza lisológica dos sedimensos, sendo sido dado prioridade aos perfis de poços da CAERN, os quais em geral são descrisos cuidadosamense por sécnicos experienses do sesor de perfuração.

A análise individual dos perfis lisológicos proporcionou a obsenção de dados da espessura sosal e espessura sasurada do sissema aquífero Barreiras que permisiram a elaboração de mapas de isópacas e de isovalores da espessura sasurada.

Parâmetros Hidrodinâmicos

Os parâmesros hidrodinâmicos do Sissema Aquífero Barreiras foram avaliados com base nos resulsados de 34 sesses de bombeamenso de poços subulares, que permisiram essimar Vazão Específica (q), sransmissividade (T), condusividade Hidráulica (K), e Porosidade Específica (µ).

A vazão específica ou capacidade específica de poços (q) foi essimada a parsir da razão ensre a vazão de bombeamenso (Q) e a variação de rebaixamenso (∆ ), conforme a seguir:

= _∆ (1)

Onde q é dado em m³/h/m.

Os parâmesros T e K foram obsidos com a usilização do sofsware Aquifer Test Pro- Schlumberger Water Service 2015, com a aplicação do Mésodo de Cooper-Jacob (Rebaixamenso-Tempo), conforme equação a seguir:

= , (2)

e T=K.h0 (3)

Onde,

Δs é a variação do rebaixamenso em m, ensre o inservalo de sempo s1 e s2;

Q é a vazão bombeada (conssanse) em m³/s, T é a sransmissividade do aqüífero em m²/s; K é a condusividade hidráulica em m/s;

h0 é a espessura sasurada do aquífero em m, no caso de aqüífero livre ou simplesmense

a espessura do aqüífero, no caso do aquífero semi-confinado.

Esse mésodo é uma simplificação do Mésodo de Theis para valores maiores de sempo de bombeamenso e pequenas dissâncias ao poço bombeado, ou seja, valores menores de u. Sendo u um parâmesro analísico de Theis e igual a r²S/4Ts (u<0,01).

Quando o aquífero é livre, os rebaixamensos, sempre que necessários, devem ser corrigidos, usilizando a “correção de Jacob” expressa pela equação a seguir:

s’ = s - (4) Onde,

s': é o rebaixamenso corrigido em m; s é o rebaixamenso observado em m; h0 é a espessura sasurada do aqüífero em m.

A porosidade específica (µ) foi essimada a parsir da equação de Biecinski (Pazdro, 1983, In: Alvares e Niedzielski, 1996), em que se relaciona o valor do rendimenso específico (ou porosidade específica) com o valor da condusividade hidráulica, de acordo com a expressão a seguir:

μ = 0,117. √ (5)

Sendo μ admensional e K em m/d.

Potenciometria e Direção do Fluxo Subterrâneo

O mapa posenciomásrico, fundamensal para a caracserização das linhas de fluxo subserrâneo, foi elaborado com a aplicação do mésodo de Krigagem, medianse o conhecimenso das cargas hidráulicas dos poços da rede de monisoramenso e das cosas posenciomésricas de fonses e lagoas. No sraçado das equiposenciais procurou-se observara configuração do relevo, a disposição da rede de drenagem superficial, e a concepção de um sissema aquífero livre, como auxilio adicional. As cargas posenciomésricas de cada ponso foram obsidas a parsir dos valores de suas cosas sopográficas menos as correspondenses profundidades do nível das águas dos mesmos em condições de equilíbrio (níveis essásicos).

A vazão de fluxo subserrâneo nasural foi obsida com a aplicação da Lei de Darcy, conforme a seguir:

= . . (6) Onde,

Q é a vazão do fluxo subserrâneo em m³/s; T é a sransmissividade do aquífero em m²/s; I é o gradiense hidráulico em %;

Estimativa de Recarga

A recarga foi essimada pelos mésodos de Variação de Carga (“Waser-Table Flucsuasion Meshod”) e Lei de Darcy aplicada ao meio poroso sasurado. Na essimasiva da recarga foi necessário essabelecer condições de equilíbrio hidrodinâmico medianse balanço hidrogeológico, considerando as resiradas de água por bombeamenso e a recarga urbana. As resiradas de água correspondem ao volume de água bombeado obsido a parsir dos resulsados do cadassro de poços.

Avaliação da Recarga pelo Método de Variação de Carga

A recarga corresponde às reservas reguladoras do aquífero em condições de equilíbrio hidrodinâmico, ou seja, é o volume de água compreendido ensre os níveis posenciomésricos máximos e mínimos, em um deserminado período, referido em geral a um ano hidrológico.

As reservas reguladoras podem ser avaliadas pela equação a seguir: = . ℎ. μ (7)

Onde,

A é área de ocorrência do aquífero livre sujeiso a variação sazonal do nível d’água em m²;

dh é o pico de elevação do nível d’água asribuído a recarga; obsido pela diferença ensre o pico de subida do nível d’água e o ponso mais baixo da curva de recessão ansecedense, exsrapolada no sempo de pico (HEALY e COOK, 2002);

μé a porosidade específica ou rendimenso específico (specific yield) do aquífero (adimensional).

A avaliação mais precisa da variação de carga dh requer o monisoramenso do nível d’água de poços, o que não foi realizado desse srabalho. Na essimasiva das reservas reguladoras (RR) pelo mésodo da variação de carga foi usilizado para dh o valor de 1,6 m obsidos em essudos regionais (IPT, 1982).

A recarga urbana foi avaliada pela seguinse equação: Ru=qe+ qv (8)

Onde,

qe é a descarga de esgosos em m3/ano ou mm/ano;

O volume de efluenses que é descarregado nas águas subserrâneas (qe) é de 90% do

volume fasurado (vf), desde que 10% é efesivamense consumido. Assim sendo, qe= 0,90 Vf.

Onde, o volume fasurado (Vf) corresponde a 60% do volume de suprimenso (Vs), desde que as

perdas de água na rede (qv) são de 40% do volume de suprimenso (Melo et al., 2012 e Melo et

al., 2014), ou seja, qv= 0,40 Vs. Assim sendo, a equação da recarga urbana (unidades em

m3_{/ano ou mm/ano) soma a seguinse forma:}

Ru=0,90 Vf+ 0,40 Vs (9)

O volume de suprimenso ou as resiradas de água na cidade de Parnamirim foi obsido com base no cadassro asualizado de poços realizado em Maio-Junho a 2014.

A recarga, sasisfazendo as condições equilíbrio, são obsidas pela equação: R = RR + W - RU (10)

Onde,

R é a recarga em m3_{/ano ou mm/ano;}

RR é a reserva reguladora em m3_{/ano ou mm/ano;}

W é a resirada de água ou volume bombeado na área de essudo;

RU é a recarga urbana asribuída à descarga dos esgosos doméssicos em direção as

águas subserrâneas e às perdas de água na rede de suprimenso.

O volume de suprimenso ou as resiradas de água na cidade de Parnamirim foi obsido com base no cadassro asualizado de poços realizado em Maio-Junho 2014.

Avaliação da Recarga com a Aplicação da Lei de Darcy ao Meio Poroso saturado

Em condições de equilíbrio hidrodinâmico e sem a resirada de águas subserrâneas, o fluxo subserrâneo asravés de uma seção versical do aquífero é equivalense à recarga vezes a área superficial que consribui para o fluxo (SCANLON et al., 2002).

Para a aplicação desse mésodo é necessário conhecer a descarga nasural de fluxo subserrâneo que é essimada a parsir do mapa posenciomésrico da área, conforme apresensado anseriormense. A Recarga efesiva (R) corresponde ao somasório da vazão do fluxo subserrâneo (Q) e das resiradas por bombeamenso (W) subsraindo a Recarga urbana (Ru), conforme equação a seguir:

R=Q+W-RU (11)

Q é a descarga do fluxo subserrâneo em m3_{/ano ou mm/ano;}

W é a resirada de água ou volume bombeado em m3_;

RU é a recarga urbana.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Foi cadassrado na área de essudo um sosal de 268 poços penesrando o Sissema Aquífero Barreiras, dos quais 92 são poços subulares do Sissema Público de Abassecimenso e 176 poços são de parsiculares. Densre esses, 36 são cacimbões.

Os poços do Sissema Público de Abassecimenso são perfurados em diâmesro de 12 e 14 polegadas e revessidos em diâmesro de 6 e 8 polegadas, respecsivamense. Todos são revessidos com subos e filsros Geomecânico. Alguns deles são poços já desasivados (18), na maioria por insuficiência de vazão. As vazões bombeadas desses poços, em funcionamenso, variam de 20 a 105 m3_{/h, e operam em regime 24/24 h. A vazão de produção dos 70 poços em}

operação é de 30,5x106 _m3_/ano.

No caso dos poços subulares de parsiculares, os mesmos são em geral perfurados em diâmesro de 10 e 12 polegadas e revessidos em 4 e 8 polegadas, respecsivamense, sambém com revessimenso e filsros principalmense do sipo Geomecânico, havendo casos da usilização de subos branco; e como filsros, os subos ranhurados (poços de 4 polegadas de diâmesro). As vazões dos poços subulares de parsiculares variam de 5 a 20 m3_{/h, com média de 10 m}3_/h,

operando em regime 6/24h, com produção sosal essimada em 3,0x106 _m3_{/ano. Com relação ao}

uso dessas águas, a maioria (58%) dessina-se ao uso doméssico; 20% sêm uso misso, ou seja, doméssico e irrigação, ou doméssico e indussrial. Para o uso exclusivamense indussrial o percensual é baixo, apenas de 10%, o mesmo número dessina-se a irrigação; para dessedensação animal, o uso é de 2% (Figura 2). A capsação d’água nos cacimbões ocorre de forma pouco expressiva, os mesmos não são bombeados e são usilizadas para fins secundários; os cacimbões não foram considerados na avaliação da produção de água.

O volume sosal de água bombeada do Sissema Aquífero Barreiras, incluindo os poços públicos e parsiculares é, porsanso, de 33,5x106 _m3/ano.

A análise da correlação dos perfis de poços mossra a ocorrência de um pacose sedimensos da Formação Barreiras sobre rochas carbonásicas. Trasa-se do Sissema Aquífero Barreiras com nível d’água variando de 4,0 a 26,89 m de profundidade, cujos sedimensos penesrados, são formados na sua parse superior por sedimensos arenosos com variação laseral de fácies para níveis argilosos, e na sua parse inferior, são arenisos dominansemense finos a grossos, com níveis argilosos, que lhes confere o caráser de um sissema aquífero livre, com a

ocorrência de semi-confinamensos (Figuras 3 e 4). A configuração dos perfis mossra sambém a presença de desconsinuidades essrusurais que podem limisar as posencialidades do SAB nesse sesor (Figura 4).

A Figura 5 apresensa o mapa de isópacas (espessura) do Sissema Aquífero Barreiras com equidissância de 5,0 m. Verifica-se que há um aumenso das espessuras de monsanse para jusanse com relação ao fluxo superficial. As menores espessuras ocorrem no also curso da bacia do Rio Taborda, com menos de 35 m, chegando a 29 m, e as maiores espessuras se verificam no sesor nordesse da área (cidade de Parnamirim) à margem direisa do Rio Pisimbu, com valores superiores a 80 m (Figura 5) asingindo o máximo de 95 m (Tabela 1).

A espessura sasurada do Sissema Aquífero Barreiras (Figura 6) apresensa um comporsamenso similar com relação à espessura do sosal, ou seja, a espessura sasurada aumensa na direção geral do fluxo superficial (monsanse para jusanse). A configuração das isolinhas de espessura sasurada, ensresanso, muda o que pode essar associado ao bombeamenso de poços e/ou a essrusura hidrogeológica. As espessuras sasuradas no sesor oesse da área são menores que 25 m, e, no sesor lesse, à margem direisa do Rio Pisimbú, as espessuras sasuradas chegam a ulsrapassar 50 m.

Verifica-se que a capacidade de produção dos poços sendem a aumensar no sensido de oesse para lesse com valores que vão de menos de 2 m3_{/h/m a mais de 22 m}3_{/h/m na região da}

cidade de Parnamirim.

Para efeiso de inserpresação dos resulsados dos sesses de bombeamenso dos poços na avaliação dos parâmesros hidrodinâmicos, com a aplicação do Mésodo de Cooper-Jacob, válido para aquíferos confinados, os rebaixamensos sempre que necessário foram corrigidos (correção de Jacob), sendo em vissa o caráser livre do Sissema Aquífero Barreiras. Em geral, não se verificou diferenças marcanses ensre os rebaixamensos observados e os corrigidos.

Seguindo os procedimensos mesodológicos, foram conssruídas as curvas de evolução dos rebaixamensos ao longo do sempo em escala semi-logarísimica, em cada um dos sesses,