Isótopos estáveis na compreensão da recarga no Sistema Aquífero Bauru, município de Araraquara - SP

Abstract

Nos estudos hidrológicos e hidrogeológicos é cada vez mais comum a correlação das razões isotópicas de 𝛿18O e 𝛿2H nas águas superficiais, subterrâneas e precipitadas com foco em compreender a interação entre partes dos mecanismos do ciclo da água. Isso é possível por meio da comparação da assinatura isotópica das águas em busca de tendências que apontem para as influências de processos naturais de fracionamento isotópico. O objetivo principal é interpretar a relação dos mecanismos de recarga com os fenômenos climáticos. Neste sentido, o escopo de trabalho é a análise temporal da variação da composição isotópica da precipitação e das águas subterrâneas. Foi feito por meio da organização de dados de série histórica atualizada, para área de recarga do Domínio Hidrogeológico do Sistema Aquífero Bauru-Caiuá (SAB) no município de Araraquara - SP. Como resultado para as águas de chuva, destaca-se a reta meteórica local definida pela função δ2H = 8,022*δ18O +14,342, quase paralela à reta meteórica global. A média ponderada pela quantidade de chuva das razões isotópicas de δ18O (‰) VSMOW é igual a 5,48; de δ2H (‰) VSMOW é igual a -28,73; e a média aritmética do excesso de deutério é igual a 14,24. O piezograma do poço foi analisado visualmente e registra uma tendência de recessão até novembro de 2015, seguida de uma forte recarga que elevou o nível d’água para uma profundidade média de 10 m com ciclos anuais de recarga bem definidos. As razões isotópicas para as águas subterrâneas apresentam médias mais depletadas e com menor variabilidade, sendo a média aritmética de δ18O igual a -6,90; δ2H igual a -43,94; e excesso de deutério igual a 11,23. A sazonalidade do volume de precipitação é marcada pela concentração de chuvas no período de outubro a março, com a maior média histórica no mês de dezembro igual a 242 mm, e menor no mês de junho igual a 25 mm. A sazonalidade da composição isotópica das águas de chuvas é destacada pelas amostras das chuvas na estação chuvosa serem mais depletadas que as amostras coletadas na estação seca. Os resultados estão de acordo com o esperado com base na literatura recente sobre isótopos estáveis da água em áreas tropicais, de modo que este estudo contribui para a expansão do conhecimento neste tópico.

In hydrological and hydrogeological studies, the correlation of isotopic ratios of 𝛿18O and 𝛿2H in the surface, groundwater and precipitated waters is increasingly common, with a focus on understanding the interaction between parts of the water cycle mechanisms. This is possible by comparing the isotopic signature of waters in search of trends that point to the influences of natural processes of isotopic fractionation. The main objective is to interpret the relationship between recharge mechanisms and climatic phenomena. In this sense, the scope of work is the temporal analysis of the variation of the isotopic composition of precipitation and groundwater. It was made through the organization of updated historical series data for the recharge area of the Hydrogeological Domain of the Bauru-Caiuá Aquifer System (SAB) in the municipality of Araraquara - SP. Because of rainwater analysis, the local meteorological line defined by the function δ2H = 8.022 * δ18O +14.342, almost parallel to the global meteorological line, stands out. The weighted average by the amount of rainfall of the δ18O (‰) VSMOW isotopic ratios is -5.48; of δ2H (‰) VSMOW is equal to -28.73; the arithmetic mean of excess deuterium is 14.24. The well's piezogram was visually analyzed and recorded a recession trend until November 2015, followed by a strong recharge that raised the water level to an average depth of 10 m with well-defined annual recharge cycles. The isotopic ratios for groundwater present more depleted averages and with less variability, with the arithmetic average of δ18O equal to -6.90; δ2H equal to -43.94; and deuterium excess equal to 11.23. The seasonality of rainfall volume is marked by rainfall concentration from October to March, with the highest historical average in December equal to 242 mm, and the lowest in June equal to 25 mm. The seasonality of the isotopic composition of rainwater is highlighted by the fact that rainfall in the rainy season is more depleted than in the dry season. The results are as expected based on recent literature on stable isotopes of water in tropical areas, so this study contributes to the expansion of knowledge on this topic.