Variação do nível de água e métodos de recarga no Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) : estudo de uma bacia hidrográfica experimental localizada no município de Caxias Do Sul, RS

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo avaliar métodos de recarga, bem como a relação do padrão de precipitação com a variação dos níveis de água subterrânea no Sistema Aquífero Serra Geral. O estudo foi desenvolvido em uma bacia experimental localizada no município de Caxias do Sul, região nordeste do estado do Rio Grande do Sul. Nesta região do Estado há ocorrência de dois tipos de aquíferos, o granular livre ou freático e o fraturado. Estes dois aquíferos podem ou não apresentar conexão, e, quando conectados, o aquífero fraturado tem a sua recarga diretamente relacionada com a circulação da água no aquífero freático. A bacia estudada conta com 4 poços tubulares inseridos no aquífero fraturado, monitorados de outubro de 2020 até maio de 2022, e 2 piezômetros instalados no aquífero freático, monitorados de outubro de 2021 até julho de 2022. Para a pesquisa foram utilizados dados diários de precipitação disponibilizados pelo Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto (SAMAE), e também da estação climatológica Caxias do Sul do INMET. Os dados de evapotranspiração potencial foram obtidos através da aplicação dos métodos Thornthwaite (1948), Thornthwaite-Camargo (1962) e Hargreaves-Samani (1974). Como resultado verificou-se que a resposta do aquífero fraturado a eventos de precipitação é de em média 27 dias. As estimativas de recarga através do método do balanço hídrico, utilizando o método de Thornthwaite para estimar a evapotranspiração, representaram cerca de 24% e 18% do total precipitado para os anos de 2020 e 2021, respectivamente. Já quando utilizados os métodos Thornthwaite-Camargo e Hargreaves-Samani para o cálculo de evapotranspiração, há uma redução na taxa de recarga de aproximadamente 28% em 2020 e 53% em 2021. Com a aplicação do método VNA a estimativa de recarga do aquífero fraturado foi pequena, variando de 3,6 a 6,8 % da precipitação total. Em contraste, para o aquífero granular os valores de recarga foram maiores, variando de 19,4 a 35,6% da precipitação total. Estes resultados demonstram que a recarga do aquífero fraturado é menor, o que deve ser levado em consideração em estudos de recarga e estimativas de reservas. Portanto, ao utilizar métodos de recarga que não levam em consideração essa diferença entre aquífero fraturado e freático, é possível que as estimativas de recarga sejam superestimadas e, consequentemente, não irão refletir a realidade da recarga do aquífero fraturado.

The present work aims to evaluate recharge methods, as well as the relationship between the precipitation pattern and the variation of groundwater levels in the Serra Geral Aquifer System. The study was carried out in an experimental basin located in the municipality of Caxias do Sul, northeast region of the state of Rio Grande do Sul. In this region, there are two types of aquifers, the free granular or phreatic and the fractured. These two aquifers may or may not be connected, and when connected, the fractured aquifer has its recharge directly related to the circulation of water in the phreatic aquifer. The studied basin has 4 tubular wells inserted in the fractured aquifer, monitored from October 2020 to May 2022, and 2 piezometers installed in the phreatic aquifer, monitored from October 2021 to July 2022. Daily precipitation data provided by Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto de Caxias do Sul (SAMAE) and also from INMET's Caxias do Sul climatological station were used for the research. Potential evapotranspiration data were obtained by applying the Thornthwaite (1948), ThornthwaiteCamargo (1962) and Hargreaves-Samani (1974) methods. As a result, it was found that the response of the fractured aquifer to precipitation events is on average 27 days. Recharge estimates through the water balance method, using the Thornthwaite method to estimate evapotranspiration, represented about 24% and 18% of the total precipitation for the years 2020 and 2021, respectively. When using the Thornthwaite-Camargo and Hargreaves-Samani methods to calculate evapotranspiration, there is a reduction in the recharge rate of approximately 28% in 2020 and 53% in 2021. With the application of the VNA method, the estimated recharge of the fractured aquifer was small, ranging from 3.6 to 6.8% of the total precipitation. In contrast, for the granular aquifer, recharge values were higher, ranging from 19.4 to 35.6% of the total precipitation. These results demonstrate that the recharge of the fractured aquifer is lower, which should be taken into account in recharge studies and reserve estimates. Therefore, when using recharge methods that do not take into account this difference between fractured and phreatic aquifers, it is possible that recharge estimates are overestimated and, consequently, will not reflect the reality of fractured aquifer recharge.