The Potential of the Barreiras Aquifer in the Lower Course of the Doce River, Rio Grande Do Norte State, Northeast Brazil - Integration of Hydrogeological and Geophysical Data

Abstract

The present article is a synthesis of studies developed by fundação Norte Rio Grandense de Pesquisa e Cultura -FUNPEC and Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN for the Companhia de Águas e Esgoto do Rio Grande do Norte - CAERN, in the lower course of Doce River, RN. This paper also presents alternatives to increase the water supply from wells in the Barreiras Aquifer located to the north of Natal district, RN, considering the degraded water quality due to nitrate contamination from the right margin of Doce River. The methodology was based on the combined use of hydrogeological and geophysical techniques (gravity andelectrical resistivity). The regional structure was previously characterized by morphotectonic analysis and gravimetric and geoelectric data interpretation. According to these data, two preferential fault directions (NW and NE) directly influence local geometry of the aquifer causing abrupt variations of the saturated thickness. The potential of the Barreiras Aquifer increases gradually on the left bank of Doce River from east to west, due to larger spacing between hydrogeological equipotential surface and larger saturated thickness. These observations provided the basis to locate a new water collection area, where new wells are going to be drilled with 300 m3 /h estimated total discharge. RESUMO: O presente artigo representa uma síntese de estudos desenvolvidos pela Fundação Norte-Rio-Grandense de Pesquisa e Cultura-FUNPEC e Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN para a Companhia de Àguas e Esgotos do Rio Grande do Norte-CAERN, na área do baixo curso do Rio Doce-RN. O mesmo objetivou apontar alternativas para o incremento do abastecimento d’água proveniente de poços no Aquífero Barreiras na zona norte do município de Natal-RN, tendo em vista o agravamento da contaminação de captações da margem direita do Rio Doce por nitrato. A metodologia adotada foi fundamentada no emprego conjunto de técnicas de hidrogeologia e geofísica (gravimetria e eletrorresistividade). A estruturação regional, caracterizada previamente a partir de análise morfotectônica e interpretação de dados gravimétricos e geoelétricos, foi evidenciada nas direções preferenciais NW e NE, influenciando diretamente na geometria local do aquífero na forma de variações bruscas de sua espessura saturada decorrente dos falhamentos. A potencialidade do Aquífero Barreiras apresenta um acréscimo gradativo na margem esquerda do Rio Doce de leste para oeste, decorrente de maiores espaçamentos entre equipotenciais hidrogeológicas e espessuras saturadas maiores. Estas observações fundamentaram a locação de uma subárea a leste da captação Rio Doce da CAERN como bastante promissora para a execução de uma segunda bateria de poços, com descarga total estimada da ordem de 300 m3 /h.Palavras-chave: Aquífero Barreiras; Rio Doce-RN, Geofísica; potencialidade hidrogeológica

Use of hydrogeophysical data to determine the role of faults in the geometry of the Barreiras Aquifer, Brazil

“…8) exhibits depth variations on the top of the calciferous sandstone or marl layer due to vertical throws. This behavior was also observed to the south and to the north of the study area (Lucena et al 2013). These data also indicate that the Catu River basin exhibits structural characteristics of a horst.…”

“…This layer is composed of coarse-clay sediments to clay with a calcite cement (calciferous sandstone/ marl) and low groundwater productivity. The crystalline basement also forms the lower limit of the aquifer at a few locations (Lucena et al 2013). The Barreiras Aquifer exhibits variable hydraulic conditions but mainly has an unconfined hydraulic character (Lucena 2005).…”

“…Studies on the influence of faults on aquifers in Brazilian sedimentary basins have emphasized the role of regional geological structures on the petrophysical (Balsamo et al 2013) and hydrogeological behavior (Lucena et al 2013) of Miocene and Quaternary sedimentary units. These basins of the eastern coast in northeastern Brazil feature faults with several trends, some of which form boundaries between horsts and grabens (Bezerra et al 2008).…”

Uso de dados hidrogeofísicos e modelos numéricos como alternativa na otimização de locações de poços em um aquífero não confinado

“…Afora essas características, essa estruturação molda a geometria da Formação Barreiras e aquífero homônimo, o controle dos principais vales da região e a acomodação de unidades estratigráficas quaternárias segundo direções preferenciais (LUCENA, 2005). Em blocos abatidos a sedimentação pode ter considerável dimensão, originando zonas saturadas relevantes e de grande capacidade de transmissão hidráulica (BALSAMO et al, 2010;LUCENA et al, 2013). (MELO et al, 2014).…”

Efeito da descontinuidade estrutural na hidrogeoquímica do aquífero Barreiras no nordeste do Brasil

“…Trabalhos regionais apontam que as reservas hidrogeológicas do aquífero Barreiras no Estado do Rio Grande do Norte são condicionadas pela compartimentação estrutural do aquífero no local, a qual exerce influência no tamanho das espessuras saturadas, nas descontinuidade geológicas e, por conseguinte, no movimento e armazenamento da água subterrânea (Lucena, 2018)). Essa compartimentação é ocasionada pelo soerguimento ou rebaixamento do embasamento cristalino por ação das interferências dos sistemas de falhas (Lucena & Queiroz, 1996;Lucena, 1999;Balsamo et al, 2010;Rodrigues et al, 2011e Lucena et al, 2013. No entanto, inexistem pesquisas específicas que avaliam a influência estrutural no condicionamento das variáveis hidroquímicas do aquífero Barreiras.…”