Estudo da variação isotópica e a dinâmica de recargas dos sistemas aquíferos Cristalino, Tubarão e Guarani nas bacias do rio Piracicaba, Capivari e Jundiaí (PCJ)

Abstract

As bacias do rio Piracicaba, Capivari e Jundiaí (UGRHI-5, PCJ) são importantes afluentes do rio Tiete em uma região populosa do Estado de São Paulo, com mais de 5 milhões de habitantes, atualmente com status de alto estresse hídrico. O uso de isótopos ambientais, permitem a análise espaço-temporal em uma região, facilitando o monitoramento de águas fluviais, subterrâneas e meteóricas, evidenciando processos e efeitos de perturbações no ciclo hidrológico. Essa foi uma pesquisa exploratória com levantamento bibliográfico e documental, para relacionar a composição isotópica das águas subterrâneas das unidades aquíferas, considerando a composição isotópica de precipitação regional. Foram utilizados dados primários e secundários, referentes às razões isotópicas de águas subterrâneas e dados da rede GNIP (Global Network of Isotopes in Precipitation), com informações meteorológicas da estação de Rio Claro, entre os períodos de fevereiro/2013 a dezembro/2017. O Sistema Aquífero Cristalino (SAC), apresentou média de - 6,20‰ para o δ18O e -38,05‰ para o δ2H, enquanto o d-excess foi de 11,59‰. O Sistema Aquífero Tubarão (SAT), apresentou média de -7,85‰ para o δ18O e -52,22‰ para o δ2H, com d-excess de 10,59‰. O Sistema Aquífero Guarani (SAG) apresentou média de -7,46‰ para o δ18O, -47,82‰ para o δ2H e d-excess com média de 11,39‰. A precipitação apresentou como expressão da reta meteórica local, a equação δ2H=8.34*δ18O + 15.71. Os domínios litológicos na região das bacias PCJ são responsáveis por aspectos que interferem no caráter livre ou confinado, no relevo, na taxa de transmissividade e tipo de porosidade de cada aquífero, e, portanto, interferem diretamente na dinâmica de recarga dos sistemas aquíferos. A geomorfologia na área de estudo é dividida em Planalto Atlântico, onde afloram o embasamento cristalino e a Depressão Periférica, composta por rochas sedimentares. A dinâmica de recarga tem forte correlação com a variação da composição isotópica da água meteórica regional e da água subterrânea. Aquíferos livres e rasos, preferencialmente de recargas rápidas, tendem a ter composição isotópica mais semelhante à água meteórica atual, enquanto aquíferos confinados e profundos, tendem a ter composições isotópicas diferentes das atuais.

The Piracicaba, Capivari and Jundiaí river basins (UGRHI-5, PCJ) are important tributaries of the Tiete river in a populous region of the State of São Paulo, with more than 5 million inhabitants, currently with high water stress status. The use of environmental isotopes allows spatial-temporal analysis in a region, facilitating the monitoring of fluvial, underground and meteorological waters, evidencing processes and effects of disturbances in the hydrological cycle. This was an exploratory research with bibliographic and documentary survey, to relate the isotopic composition of the groundwater of the aquifer units, considering the isotopic composition of regional precipitation. Primary and secondary data from groundwater isotopic ratios and from the GNIP network (Global Network of Isotopes in Precipitation) were used, with meteorological information from the Rio Claro station, between the periods from February / 2013 to December / 2017. The Crystalline Aquifer System (SAC), presented an average of -6.20 ‰ for δ18O and -38.05 ‰ for δ2H, while the d-excess was 11.59 ‰. The Tubarão Aquifer System (SAT), presents an average of -7.85 ‰ for δ18O and -52.22 ‰ for δ2H, with a d-excess of 10.59 ‰. The Guarani Aquifer System (SAG) showed an average of -7.46 ‰ for δ18O, -47.82 ‰ for δ2H and d-excess with an average of 11.39 ‰. The precipitation presented the equation δ2H = 8.34 * δ18O + 15.71 as an expression of the local meteorological line. The lithological domains in the region of the PCJ basins are responsible for aspects that interfere in the free or confined character, in the relief, in the transmissivity rate and type of porosity of each aquifer, and, therefore, directly interfere in the recharge dynamics of the aquifer systems. The geomorphology in the study area is divided into Atlantic Plateau, where the crystalline basement and the Peripheral Depression, composed of sedimentary rocks, emerge. The dynamics of recharge have a strong correlation with the variation of the isotopic composition of regional meteoric water and groundwater. Free and shallow aquifers, preferably with fast recharges, tend to have an isotopic composition more similar to current meteoric water, while confined and deep aquifers, tend to have different isotopic compositions.