Metodologia para Diagnóstico Rápido de Áreas de Recarga de Aquíferos

Metodologia para diagnóstico rápido de áreas de recarga de aquíferos

Vitor V. VasconcelosI; Paulo P. Martins JuniorII; Renato M. HadadIII

IDoutorando em Geologia, Universidade Federal de Ouro Preto, Mestre em Geografia,

Especialista em Solos e Meio Ambiente, Bacharel em Filosofia, Técnico em Meio Ambiente, Técnico em Informática, [email protected] IIUniversidade Federal de Ouro Preto (Professor), Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais - CETEC-MG (Pesquisador Pleno), Geólogo, Doutor em Ciências da Terra,

[email protected] IIIPUC-MG (Pró-Reitor), Programa de Pós-Graduação em Geografia - Tratamento da Informação

Espacial (Professor), Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais, CETEC-MG (Pesquisador

Pleno), Doutor em Ciência da Computação, Mestre em Ciência da Computação, Bacharel em Engenharia Mecânica, [email protected]

Disponível em:

http://pt.scribd.com/doc/165030048/Metodologia-para-Diagnostico-Rapido-de-Areas-de-Recarga-de-Aquiferos

Versão para língua portuguesa do original publicado em:

VASCONCELOS, Vitor Vieira; MARTINS JUNIOR, Paulo Pereira; HADAD, Renato Moreira. Methodology for rapid

assessment of aquifer recharge areas. Geologia USP, Série científica, São Paulo, v. 13, n. 2,jun. 2013 . Disponível em

<http://ppegeo.igc.usp.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1519-874X2013000200005&lng=pt&nrm=iso>. acessos

em 29 jun. 2013. http://dx.doi.org/10.5327/Z1519-874X2013000200005.

mailto:[email protected]



http://pt.scribd.com/doc/165030048/Metodologia-para-Diagnostico-Rapido-de-Areas-de-Recarga-de-Aquiferos

Vasconcelos, V. V. et al.

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Metodologia para diagnóstico rápido de áreas de recarga de aquíferos Methodology for rapid assessment of aquifer recharge areas

Vitor Vieira Vasconcelos

1, Paulo Pereira Martins Junior

2, Renato Moreira Hadad

3

1Assembleia Legislativa de Minas Gerais, Rua Rodrigues Caldas 30, Santo Agostinho, CEP 30190-921, Belo Horizonte, MG,

BR ([email protected])

2Setor de Técnicas de Análise Ambiental, Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico, Fundação Centro Tecnológico de Minas

Gerais - CETEC-MG, Belo Horizonte, MG, BR ([email protected]) 3Departamento de Geografia, Instituto de Ciências Humanas, Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais - PUC-MG, Belo

Horizonte, MG, BR ([email protected]) Recebido em 01 de junho de 2012; aceito em 11 de fevereiro de 2013

Resumo Os instrumentos ambientais de aplicação local, tais como fiscalização, autorizações de desmate e de uso da água, estudos de

impacto ambiental, de impacto local e averbações de reserva legal, demandam metodologias customizadas para o tratamento de

questões hidrogeológicas. Neste estudo, apresentou-se um método estruturado para o diagnóstico ambiental expedito visando à

segurança da recarga de aquíferos. Este constitui-se de avaliações qualitativas e quantitativas por meio de descrições textuais e

cartográficas, complementadas por planilhas ponderadas para análise rápida. Aplicações em estudos de caso foram realizadas em

locais selecionados na Bacia do Rio Paracatu. Os resultados mostraram potencial positivo para o conhecimento e a proteção de

aquíferos em microbacias.

Palavras-chave: Hidrogeologia; Diagnóstico expedito; Aquíferos; Meio ambiente; Recarga.

Abstract The environmental tools of local appliance, such as surveillance and permits of deforestations and water use, environmental

impact assessments of local scale, and delimitation of preservation areas, demand customized methodologies to deal with

hydrogeological issues. In this study, a structured one for rapid environmental assessment aiming at recharge of aquifers safety

was presented. This comprises qualitative and quantitative evaluations by means of textual and cartographical descriptions,

complemented by weighted spreadsheets for rapid assessment. Applications in case studies took place in sites selected in the

Paracatu River Basin. The results showed a positive potential for knowledge and protection of aquifers in micro-watersheds.

Keywords: Hydrogeology; Rapid assessment; Aquifers; Environment; Recharge.

Disponível on-line no endereço www.igc.usp.br/geologiausp


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INTRODUÇÃO Contexto de aplicação A recuperação e manutenção do equilíbrio

hidrológico, em termos quantitativos e qualitativos,

são dependentes do correto planejamento dos

impactos ambientais sobre o solo e a biota. Crucial

para a preservação dos recursos hídricos é a

manutenção da cobertura vegetal e o manejo do solo

nas áreas de predomínio de recarga dos aquíferos,

visto que isso irá viabilizar a percolação da água no

subsolo, assegurando uma vazão mais estável para os

corpos d’água superficiais, sobretudo, na estação das

secas. Conseguinte, a compactação e poluição de

solos apresentam impactos evidentes nos sistemas

hídricos. O reconhecimento do processo da recarga

dos aquíferos, portanto, apresenta-se como uma via

salutar para a integração entre a gestão de ocupação

do solo e a gestão dos recursos hídricos.

Apesar da consideração cada vez mais patente, por

parte do meio técnico, da imprescindibilidade da

análise hidrogeológica nos contextos de gestão hídrica

e ambiental, sua aplicação raramente se concretiza.

Em especial, a falta de capacitação básica em

hidrogeologia para muitos dos profissionais que

atuam nas equipes de estudos ambientais traz

dificuldades mesmo para atitudes iniciais de diálogo

nesse sentido.

Entretanto, nem sempre os métodos existentes

para estudos hidrogeológicos se mostram adequados

para execução nos contextos em que são demandados

para resolução das questões ambientais e de uso da

água. Tal inadequação pode se dar em diversos

aspectos, tais como [1] dados iniciais disponíveis, [2]

escala(s) de extensão espacial e de detalhe, [3]

profissionais disponíveis, [4] tempo e recursos

financeiros, [5] resposta demandada e [6] nível de

certeza demandado. Na execução dos instrumentos da

Política Nacional de Meio Ambiente – PNMA – e da

Política Nacional de Recursos Hídricos – PNRH –, a

aplicação do conhecimento hidrogeológico, embora

necessária, apresenta contextos diferenciados dos

métodos tradicionais desenvolvidos em meio

acadêmico.

Relevantes à segurança da recarga de aquíferos

são os instrumentos da Política Nacional de Meio

Ambiente que envolvem atuação local por parte dos

agentes dos órgãos ambientais ou do técnico

responsável pelo relatório técnico. Entre esses

instrumentos, estão a fiscalização, as autorizações de

desmate, a averbação de reservas legais, os relatórios

técnicos para outorga de uso da água, entre outros. A

característica básica desses instrumentos é seu caráter

expedito (poucos dias), realizado usualmente por

apenas um profissional, com uma fase preparatória de

escritório, uma visita de campo e, por fim, a

apresentação de um relatório com as conclusões.

Diagnóstico Ambiental Expedito Os protocolos de diagnóstico expedito são parte dos

métodos de Avaliação de Impacto Ambiental (AIA),

um dos instrumentos da Política Nacional de Meio

Ambiente. Dentre os métodos de diagnósticos

expeditos aceitos na AIA, este estudo enfoca o de

planilhas de verificação ponderada (Lohani et al.,

1997). As planilhas de verificação (checklist) são uma

listagem de características ambientais e possíveis

impactos e riscos, a serem observados pelo

profissional de campo e descritos em uma tabela

padronizada. Nessa tabela, cada característica

observada remeterá a um peso numérico específico,

estabelecido em um gabarito anexo. Completado o

preenchimento das planilhas de verificação, um

cálculo matemático simples sobre os pesos numéricos

enquadra a localidade em determinado grau de

qualidade ou risco ambiental.

As planilhas de verificação ponderadas são de

fácil aprendizagem e aplicação em campo. Elas têm

como principal objetivo orientar a atuação dos

profissionais em campo, de forma a não olvidarem os

aspectos essenciais necessários de análise.

Adicionalmente, o fato de produzir informações

padronizadas possibilita futuros estudos comparativos,

por meio de programas de estatística, banco de dados

e Sistemas de Informação Geográfica – SIG. Além da

aplicação em casos concretos, técnicas de diagnóstico

ambiental expedito têm bom potencial de utilização

como instrumento de aprendizado para introduzir

profissionais e estudantes a contextos específicos de

avaliação ambiental (Callisto et al., 2002; Abreu et al.,

2006).

No Reino Unido, planilhas ponderadas de

verificação têm sido usadas sistematicamente como

instrumentos de avaliação para segurança de recarga

de aquíferos. Seu uso permite uma avaliação

preliminar a baixo custo, permitindo triar quais serão

os casos que merecem uma atenção especial para

atuação do poder público ou quanto à necessidade ou

não de estudos mais detalhados. A United Kingdom

Environmental Protection Agency (2008) utiliza

planilhas de verificação sistematizadas para

autorização de uso de água subterrânea, avaliação de

contaminação hidrogeológica por aterros sanitários e,

ainda, remediação de aquíferos contaminados.

Em uma avaliação ambiental expedita de campo,

torna-se essencial a delimitação de áreas prováveis de

maior potencial de recarga. Em uma abordagem

voltada a contextos de recarga locais, a possibilidade

técnica de inferências sobre piezometria, recarga e

descarga dos aquíferos freáticos por meio do controle

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altimétrico de nascentes foi elucidada por Rennó e

Soares (2003). Souza e Fernandes (2000), em outra

abordagem consonante, propõem a delimitação de

áreas de recarga, transmissividade e descarga por

critérios de declividade e topologia altimétrica.

Entretanto, o conceito de transmissividade já é

utilizado convencionalmente em um contexto mais

estrito, como parâmetro hidráulico em testes de

aquífero. Ao passo que Souza e Fernandes (2000)

empregam o conceito de Zona de Transmissividade

em referência a uma interpretação bem mais

generalista do funcionamento dos sistemas aquíferos.

De forma a evitar imprecisões de interpretação,

propomos utilizar o termo Área de Transiência, em

lugar de Área de Transmissividade.

As proposições de Rennó e Soares (2003) e de

Souza e Fernandes (2000) ancoram-se no princípio de

que, em bacias de rios perenes, a movimentação da

água nos sistemas aquíferos existentes obedece a um

acentuado controle topográfico, com linhas de fluxo

convergentes em direção aos drenos principais,

indicando que os cursos d’água principais têm caráter

efluente, ou seja, recebem contribuições das águas

subterrâneas (CETEC, 1981).

O enfoque nas áreas de recarga altimetricamente

acima das surgências privilegia a gestão de aquíferos

rasos, em meso e micro escalas, apresentando grande

potencial para a resolução de conflitos. Lima (2010, p.

20) atenta que grande parte dos conflitos por uso da

água no Brasil encontram-se em sistemas hídricos de

microbacias, por serem mais sensíveis ao efeito das

práticas de uso e do solo sobre as reservas hídricas

limitadas, contrastando comumente com os leitos e

aquíferos aluviais dos grandes rios a jusante ainda

apresentando vazões disponíveis para novos usos.

Shah (2010, p. 18-19), na mesma linha de raciocínio

mostra que, na Índia, os programas de gestão de

infiltração e gerenciamento comunitário de águas

subterrâneas para irrigação alcançaram muito mais

êxito em aquíferos rasos localizados, do que nas áreas

de extensos aquíferos porosos. Nos aquíferos de

microescala, os usuários e a população observam mais

os efeitos do incremento das recargas na vazão das

surgências e na vazão disponível para os poços (Shah,

2010, p. 18-19; Lima, 2010, p. 20).

OBJETIVOS Este estudo consiste na proposição de uma

metodologia de delimitação e caracterização

ambiental expedita para áreas de recarga, que possa

ser utilizada na aplicação dos instrumentos de atuação

local presentes na PNMA e PNRH. São apresentados,

analisados e discutidos os resultados de estudos de

caso na Bacia do Rio Paracatu (SF7).

METODOLOGIA A metodologia apresentada procura ser factível ao

contexto de tempo, recursos técnicos e habilitações

técnicas existentes na aplicação dos instrumentos de

atuação local da PNMA e da PNRH. Portanto, parte-

se da pressuposição de que haverá apenas um

profissional, com um dia de escritório para preparação

do material de campo, um dia de campo para

observações, e mais um dia para preparação do

relatório conclusivo. A etapa de escritório consiste em

identificar o domínio geológico, delimitar as altitudes

das surgências e identificar as áreas planas que teriam

maior potencial de contribuição para a recarga dessas

surgências. A etapa de campo envolve a validação e

detalhamento dos produtos de escritório, seguidos de

um diagnóstico hidrogeológico e ambiental expedito a

partir de uma planilha de ponderação desenvolvida

especialmente para esse fim.

Inclui-se como pressuposto adicional que o

método deva ser útil tanto para o profissional com

experiência em Geologia e Hidrogeologia tanto como

ferramenta de aprendizado para os demais

profissionais de ciências ambientais,, mesmo que não

possuam conhecimentos de geoprocessamento. Dentro

dessas possibilidades, apresenta-se um método

adequado para a produção de diagnóstico ambiental

expedito de recarga de aquíferos em contextos locais.

Um fluxograma das etapas propostas dentro dessa

metodologia encontra-se na Figura 1.

Parte-se da premissa epistemológica de que, na

metodologia apresentada, em virtude das limitações

inerentes de aprofundamento das análises

hidrogeológicas, os maiores cuidados estarão

associados à possibilidade de aprendizado e aplicação

da metodologia por parte dos profissionais de meio

ambiente. Para tanto, foram tomados cuidados

didáticos e epistemológicos, para que a assimilação

dos raciocínios de escala espacial e temporal da

análise de campo (Compiani, 2007), bem como da

semiótica dos produtos cartográficos a serem

elaborados (Carvalho e Moura, 2008), sejam factíveis

com as habilidades, conhecimentos e limitações dos

usuários. Uma metodologia de difícil compreensão

não atenderia aos objetivos e ao contexto dos

instrumentos da PNMA, correndo o risco de não ser

aceita pelos agentes executores.


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Figura 1. Fluxograma da Metodologia de Avaliação de Recarga no contexto de Instrumentos de Atuação Local.


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Atividades de escritório

A primeira atividade de escritório consiste em

identificar qual o domínio das rochas portadoras de

aquíferos na área de estudo, a partir de um mapa

litoestratigráfico na escala disponível, ou de uma

indicação textual a partir de algum estudo ambiental

de referência. O objetivo é que se consiga diferenciar,

no mínimo, os contextos referentes a quatro

tipologias básicas hidrogeológicas: aquíferos

sedimentares, fraturados, basálticos e kársticos. Cada

um desses contextos direciona a avaliações

diferenciadas no que diz respeito ao reconhecimento

de geoformas superficiais significativas, das

pressuposições quanto aos processos hidrológicos

subterrâneos e da avaliação dos impactos ambientais.

Caso haja disponibilidade, acrescentam-se também

referências ao solo e à geomorfologia, por meio das

fontes bibliográficas disponíveis.

Ainda na etapa de escritório, é demandada como

insumo de informações a base cartográfica de

topografia e hidrografia. O meio de informação

poderá ser tanto a carta impressa, como a do IBGE,

bem como poderão ser utilizados dados em um SIG,

caso o profissional possua habilidade em seu

manuseio.

A delimitação, em escritório, da área de maior

favorabilidade de recarga inicia-se com a

interpretação da área topograficamente superior às

surgências, indicando as áreas com maior potencial

de contribuição para a recarga dos respectivos

aquíferos. Não se pretende ignorar que, para um

aquífero freático livre, toda a superfície de terreno

apresenta potencial de infiltração e percolação, em

menor ou maior grau. Todavia, em bacias de rios

perenes, as áreas topograficamente acima das

nascentes apresentam funções hidrogeológicas

distintas das áreas a jusante, em especial no que diz

respeito à predominância da função de recarga de

aquíferos. Dessa forma, essa modalidade de

mapeamento indica áreas com maior gradiente

hidráulico e menor umidade do solo no momento pré-

chuva, contribuindo para a infiltração e percolação

das águas.

Em seguida, essa análise é refinada pela

interpretação dos limites de ruptura entre as áreas

planas e encostas declivosas, haja vista que as áreas

aplainadas apresentam, por princípio, uma maior

favorabilidade preliminar na infiltração. Por exemplo,

em um relevo de tipo mesa ou chapada, os limites da

borda superior coincidiriam com a delimitação da

área preferencial de recarga. A delimitação sobre a

base de hidrografia e sobre a base de sensoriamento

remoto (se disponível) tornam-se importantes

materiais para localização, orientação e análise na

vistoria de campo.

Atividades de campo

Na etapa de campo, a primeira ação a ser tomada é a

avaliação e possível correção das informações

anteriormente auferidas em escritório. Algumas

observações visuais básicas permitem a verificação

preliminar quanto à veracidade da tipologia aquífera

indicada. Também será preciso observar se os dados

cartográficos de hidrografia e curvas de nível

correspondem à realidade de campo, visto que nem

sempre se dispõe de cartas com escala de detalhe para

o nível de ação desejado – além de não se excluir a

possibilidade de erros na elaboração dos produtos

cartográficos disponíveis. O momento de campo

também trará a oportunidade de verificar o tipo de

solo, a cobertura vegetal e o uso do solo das áreas de

maior interesse de recarga, bem como potenciais

fontes de poluição do aquífero. De posse do

mapeamento das áreas mais relevantes para a recarga,

a última atividade de campo será um diagnóstico

expedito do impacto e risco ambiental sobre as áreas

de recarga.

Os critérios a serem observados para a avaliação

de impacto e risco ambiental das áreas de recarga

tomam por base as listas de verificação existentes

para o tema, propostas por Ousley (2003) e

Wilkerson (2007). A estruturação das tabelas e o

cálculo ponderado tomam como ponto de partida o

modelo convencional de diagnóstico expedito para

ecologia de bentos (Barbour et al., 1999; Callisto et

al., 2002; Rodrigues, 2008). Os itens de listagem e o

cálculo ponderado têm como objetivo caracterizar e

relacionar os aspectos de quantidade e qualidade da

água em recarga, os impactos ambientais presentes e

os riscos para os usos locais existentes ou

pretendidos. O critério de ponderação para qualidade

da água subterrânea segue o apresentado por métodos

de amplo uso, como DRASTIC (Aller et al., 1987),

POSH (Foster et al., 2003), SEEPAGE (Moore,

1988), RAVE (DeLuca e Johnson, 1990) e RZWQM

(Ma et al., 2000), bem como métodos ponderados

desenvolvidos para regiões específicas (Cates e

Madison, 1990; Hearne et al., 1992; Lemme et al.,

1989; Wisconsin, 1987). Os demais itens de

verificação seguem as orientações de avaliação

ambiental de aquíferos propostos por United States

Environmental Protection Agency – USEPA (1986,

1993, 1998, 2008) e European Communities (2003).

As classes de solos são ponderadas em função de

sua drenagem, em consonância com a tipologia

proposta pela Sociedade Brasileira de Ciência do

Solo (Santos et al., 2005). Por se tratar de um atributo

generalista, com ênfase no resultado da circulação

hídrica, o conceito de drenagem incorpora os

processos realizados sob influência dos parâmetros

como permeabilidade, estrutura e condutividade;

Metodologia para diagnóstico rápido de recarga de aquíferos

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porém em uma escala de análise mais ampla que

incorpora a capacidade de armazenamento do perfil

de solo, a variação das linhas de saturação no perfil e

os processos de fluxo na bacia hidrogeológica.

Para os tipos de solo, a referência balizadora foi o

sistema Hydrology of Soil Types – HOST –

(Boorman, Hollis e Lilly, 1995), adotado no Reino

Unido, conjugando estimativas quantitativas aos

critérios de drenagem de solos, profundidade

permanente ou sazonal dos aquíferos freáticos e

presença de camada impermeável ou semipermeável.

Para uso no Brasil, realizou-se a correspondência

entre a tipologia HOST e o Sistema Brasileiro de

Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999), levando

em conta as estimativas de taxas de escoamento

superficial (Carvalho, 2009) e taxas de infiltração

(Rawls, Brakensiek e Saxton, 1982; Rocha e

Daltrozo, 2008; Mendonça et al., 2009). Quanto à

influência do potencial do aquífero (domínios

litoestratigráficos), foram consideradas,

preliminarmente, as correlações estatísticas entre

litoestratigrafia e fluxo de base de Bloomfield, Allen

e Griffith (2009), complementadas pelas estimativas

de vazão de poços em diversos sistemas de rochas

portadoras de aquíferos (Rebouças, 2008; Mente,

2008).

A influência do uso e cobertura do solo na recarga

se baseou nas classificações teóricas de Valente e

Gomes (2005) e Gomes (2008) e na sistematização

de experimentos aplicados por Bruijinzeel (2004),

Wickel (2009) e Wickel e Bruijinzeel (2009). Tais

estudos relacionam os processos de interceptação,

infiltração e evapotranspiração de diversos tipos de

vegetação, de acordo com sua influência para o ciclo

hidrogeológico. A ponderação quantitativa também

leva em conta a mesma base bibliográfica referente

às taxas de escoamento superficial e taxas de

infiltração utilizadas para avaliação do potencial de

recarga pelas classes de solo.

Para os critérios do diagnóstico expedito, toma-se

como referência um pequeno leque de modelos

visuais geomorfológicos esquemáticos das situações

clássicas de recarga e descarga de aquíferos com foco

em surgências (Custódio e Llamas, 1976; Valente e

Gomes, 2005; Junqueira Junior, 2006; Donovan,

Kistinger e Acheampon, 2007; Dahl e Hinsby, 2008;

Martins Junior, 2009). Os modelos relacionados para

análise de fluxo hídrico foram: (A) ressurgências

kársticas, (B) veredas, (C) contatos litopedológicos,

(D) surgências de fratura, (E) surgências

intermitentes. Para as questões de qualidade da água,

selecionaram-se (F) Tabuleiros, (G) Relevos

ondulados e montanhosos, (H) encostas, (I) Vales

Fluviais e (G) Várzeas. A identificação desses

modelos conceituais permite ao profissional inferir

uma compreensão geral dos processos gerais de

recarga e surgência, não se restringindo à ponderação

das planilhas.

Uma ressalva deve ser feita de que muitos dos

métodos de avaliação quanto à vulnerabilidade de

aquíferos à poluição (USEPA, 1993; Aller et al.,

1987; entre outros) remetem-se a contextos para

perfuração de poços. Nesses casos, a existência de

camadas impermeáveis ou restritivas ao fluxo é vista

como benéfica por isolar os aquíferos profundos da

percolação do poluente. No caso do presente método,

o enfoque encontra-se mais voltado para aquíferos

menos profundos (em geral livres), em comunicação

direta com as surgências. Nesse novo contexto, as

camadas impermeáveis ou restritivas ao fluxo

poderiam aumentar o escoamento superficial direto

do efluente para as os cursos de água, além de

dificultar o importante processo de autodepuração do

poluente.

Os totais parciais e final obtidos na lista de

ponderação, embora sejam a ponderações

quantitativas de interpretações qualitativas de campo,

não possuem correspondência direta a valores de

vazão ou de parâmetros físico-químicos das águas.

Tal comparação iria além das possibilidades de

detalhamento de um método simplificado (expedito).

Pretende-se apenas dar ao aplicador do método uma

noção da importância da área de recarga do aquífero,

em relação às áreas adjacentes do terreno. Por esse

mesmo motivo, optou-se por não incluir dados

climatológicos, visto que os dados da rede de

estações climatológicas não possuem escala de

detalhe suficiente para captar as variações nesses

contextos locais, além de que tornariam os métodos

bastante mais complexos.

Não se deixa de considerar, para aprimoramentos

futuros, que a inclusão de parâmetros de precipitação

e evapotranspiração poderia aproximar a

correspondência direta aos parâmetros de vazão nas

surgências. Todavia, para o contexto de aplicação

proposto, deve-se sopesar que justamente nos locais

de clima mais seco é que a recarga de aquíferos, por

menor que seja, pode apresentar uma utilidade crucial

para seus fins de uso humano e para a manutenção

dos atributos ecológicos. Em diversos casos,

portanto, o excesso de precipitação seria, em termo

práticos, inversamente proporcional à importância da

recarga para o uso humano local.

Os atributos utilizados no diagnóstico expedito, a

partir de listas de fatores ambientais e classificações

teóricas, bem como critérios de ponderação

conceituais ou empíricos, foram extraídos, da

bibliografia apontada nas Tabelas 1A e 1B. Para a

maioria dos atributos (exemplos: declividade,

drenagem de solos, vegetação, etc.), a ponderação

interna apresenta uma confiabilidade relativamente

satisfatória, visto ser estabelecida a partir de estudos

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especialistas, empíricos ou conceituais. Contudo, a

ponderação inter-atributos (i.e., quais devem

influenciar mais no índice total parcial e final) ainda

carece da existência de estudos científicos

consistentes. A maior parte dos métodos de

multiponderação, de forma a evitar tal

comprometimento, atribui o mesmo peso relativo a

cada um dos atributos (por exemplo, de 0 a 10).

Todavia, procurou-se alicerçar mais nos estudos que

procuraram critérios diferenciais, ainda que com

todas as ressalvas quanto a inseguranças e lacunas de

conhecimento científico consensual.

Para a avaliação quantitativa de recarga, foi dada

maior ponderação para o tipo de solo e o potencial do

aquífero, visto serem considerados pela literatura

consultada como os fatores mais importantes (além

da precipitação, a qual não foi incluída nesta

metodologia). Ao passo que, para a avaliação da

qualidade da água, foi atribuído peso maior à

autodepuração realizada pelos solos, visto que os

estudos especializados mostram que a zona vadosa

(ou de aeração) apresenta maior potencial de

eliminação de patógenos (FUNASA, 2006; USEPA,

2008), de quebra de cadeias químicas de insumos

agrícolas (DeLuca e Johnson, 1990; Ma et al., 2000)

e de depuração da poluição em geral (USEPA, 1993).

A profundidade relativa do nível freático pode ser

estimada indiretamente por critérios geomorfológico-

topográficos (National Park Service, 2008; Rennó e

Soares, 2003). O aquífero, por sua vez, foi avaliado

pela velocidade de transmissão. Os aquíferos

kársticos apresentaram classificações diferenciadas

em função da presença de sumidouros e

ressurgências, não só pelo significativo efeito na

circulação hídrica subterrânea, mas principalmente

como indicadores gerais do grau de evolução da

condutividade kárstica (Doerfliger, Jeannin e

Zwahlen, 1999; White, 2003). Foi atribuído menor

peso escalar aos processos de erosão e sedimentação,

por acarretarem menores riscos à saúde humana e à

dos demais seres vivos.

O critério de cálculo de totais parciais se dá por

multiplicação dos índices de cada atributo. A

modelagem multiatributo por multiplicação segue as

recomendações de Clarke (2009), Tucci (2009) e

Naghettini e Pinto (2007) para a análise do efeito de

variáveis em estudos hidrogeológicos e hidrológicos.

Parte-se do pressuposto teórico de que se modela um

fluxo contínuo de água (da precipitação à surgência),

que será potencializado ou restringido quantitativa e

qualitativamente pelas características ambientais,

incluindo efeitos iterativos (USEPA, 1986).

O modelo multiplicativo apresenta ainda a

vantagem de tornar possível a retirada e o acréscimo

de variáveis, aumentando a flexibilidade de uso.

Propõe-se que a média geral de um atributo seja 1 (na

medida do conhecimento científico disponível).

Portanto, caso não seja possível auferir um dos

atributos ou, mesmo, caso esse atributo não se

aplique a um contexto específico, basta colocar o

índice 1 na coluna da direita, asseverando assim que

não se enviese o resultado. Por exemplo, a

ponderação para qualidade da recarga, em um local

onde não há fontes de poluição, pode ser adaptada

para refletir a sensibilidade do aquífero a futuras

ocupações, bastando retirar as variáveis não

utilizadas (igualar a peso 1).

A proposta de diagnóstico estruturado é

apresentada nas Tabelas 2 e 3.

Consolidando os dados de campo, realiza-se uma

breve descrição textual da situação encontrada,

complementada por produtos cartográficos, na forma

de uma apresentação integrada de três mapas: (A)

altimetria e hidrografia; (B) imagem de

sensoriamento remoto; e (C) mapeamento da

cobertura vegetal e uso do solo. Em todos os mapas,

é apresentada a delimitação da área de maior

favorabilidade de recarga, como referência para a

análise espacial. Acompanhando o mapa, também é

apresentada uma fotografia representativa da

paisagem da área de estudo.

A metodologia apresentada nos estudos de caso

deste artigo tem como foco a delimitação e a

caracterização de uma área com maior favorabilidade

de recarga dos aquíferos, a ser priorizada para uma

melhor conservação do solo e da água por meio dos

instrumentos das políticas de meio ambiente e de

recursos hídricos. É essa área de maior favorabilidade

que será o foco dos mapeamentos, da avaliação da

planilha de ponderação e do relatório textual em cada

um dos estudos de caso.

Ademais, o método proposto de diagnóstico

expedito, tanto no quesito quantidade quanto

qualidade, pode ser utilizado em mapeamentos mais

extensivos e detalhados, caracterizando áreas internas

e externas à delimitação de maior favorabilidade de

recarga. Assim, pode-se diferenciar

cartograficamente os diferentes geotopos

(subsistemas englobando rocha, solo, relevo e

vegetação) de toda uma microbacia hidrográfica, em

diferentes classes de potencial de recarga e de

vulnerabilidade à contaminação, obtendo mapas com

classes calculadas por meio das planilhas de

ponderação, complementados pelas interpretações

textuais e fotográficas de campo correspondentes.


_____________________________________________________________________________________________


Tabela 1A. Atributos para avaliação ambiental expedita de áreas de recarga de aquíferos

Atributo Estudos de Referência (ver fontes na legenda)

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

PO

TE

NC

IAL

IDA

DE

DE

RE

CA

RG

A (

Quan

tid

ade)

Vegetação na área de

recarga (infiltração

menos

evapotranspiração)

x x x x x x x x

Declividade

(infiltração) x x x x x x x x x x x x

Solos (drenagem) x x x x x x x x x x x x x

Domínio

litoestratigráfico

(potencial hídrico do

aquífero)

x x x x x x x x

Tipologia de Recarga e

Surgência x x

Uso do Solo

(compactação e

impermeabilização)

x x x x x x x x x

Técnicas de

conservação do solo e

da água

x x x x

RIS

CO

SO

BR

E A

RE

CA

RG

A (

Qu

alid

ade

da

água)

Fontes de poluição x x x x x x x

Distância da fonte de

poluição à surgência

(autodepuração

superficial e

subterrânea)

x x x x

Transmissão no solo

(autodepuração

subsuperficial)

x x x x x x x x

Posição topográfica da

fonte de poluição em

relação à surgência

(profundidade do nível

freático)

x x

Transmissão do

aquífero (autodepuração

subterrânea)

x x x x

Processos Erosivos x x x x

Assoreamento x x x

Vegetação no entorno

da surgência (função

tampão e filtragem

biológica)

x x x

Técnicas de


da água

x x x

Fontes: A: Valente e Gomes (2005); B: Gomes (2008); C: Wickel (2009); D: Wickel e Bruijinzeel (2009); E: Carvalho (2009); F: USDA (1972); G: Tucci (2009) H: Ottoni Filho (2003) I: Borges et al. (2005); J: Gomes et al. (2002); K: CETESB (1986); L: Foster et al. (2003) M: Aller et al. (1987) N: FUNASA (2006); O: Rawls, Brakensiek e Saxton (1982); P: Tucci (2002); Q: Custódio e Llamas (1976); R: Mendonça et al. (2009); S: Azooz e Arshad (1996); T: Rebouças (2008); U: Mente (2008); V: Silva (2002); W: USEPA (1993) X: Hearne et al. (1992). Y: Berg, Kempton e Cartwright. (1984) Z: Moore (1988).

_____________________________________________________________________________________________


Tabela 1B. Continuação.

Atributo Estudos de Referência (ver fontes na legenda)

A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 I1 J1 K1 L1 M1 N1 O1 P1 Q1 R1

PO

TE

NC

IAL

IDA

DE

DE

RE

CA

RG

A (

Qu

anti

dad

e)

Vegetação na área de

recarga (infiltração

menos

evapotranspiração)

x x x

Declividade

(infiltração) x x x x x x x

Solos (drenagem) x x x x x x x x

Domínio

litoestratigráfico

(potencial hídrico do

aquífero)

x x x x x x

Tipologia de Recarga e

Surgência x x x

Uso do Solo

(compactação e

impermeabilização)

x x

Técnicas de


da água

x

RIS

CO

SO

BR

E A

RE

CA

RG

A (

Qual

idad

e da

águ

a)

Fontes de poluição x x x x x x x x

Distância da fonte de

poluição à surgência

(autodepuração

superficial e

subterrânea)

x x x x x

Transmissão no solo

(autodepuração

subsuperficial)

x x x x x x x x x x

Posição topográfica da

fonte de poluição em

relação à surgência

(profundidade do nível

freático)

x x x x x x x

Transmissão do

aquífero (autodepuração

subterrânea)

x x x x x x

Processos Erosivos x

Assoreamento x x

Vegetação no entorno

da surgência (função

tampão e filtragem

biológica)

x x x

Técnicas de


da água

x x x

Fontes: A1: Cates e Madison (1990); B1: Lemme et al. (1989); C1: Wisconsin (1987); D1: DeLuca e Johnson (1990); E1: Ma et al. (2000); F1: Latuf (2007); G1: Callisto et al. (2002); H1: Blanchard (2002); I1: USEPA (1986); J1: USEPA (2008); K1: Paris (2007); L1: Evans e Myers (1990); M1: Donovan, Kistinger e Acheampon (2007); N1: National Park Service (2008); O1: Dahl e Hinsby (2008); P1: Bruijinzeel (2004); Q1: Farquharson et al. (1978); R1: Boorman, Hollis e Lilly (1995).


_____________________________________________________________________________________________


Tabela 2. Ficha de Diagnóstico Ambiental Expedito para Recarga de Aquíferos (Quantidade)

Atributo Índice P

OT

EN

CIA

LID

AD

E D

E R

EC

AR

GA

(Q

UA

NT

IDA

DE

DE

ÁG

UA

)

Vegetação na área de recarga (infiltração menos evapotranspiração)

Caatinga;

Campo;

Cerrado

Cerradão;

Floresta;

Decídua;

Caatinga

arbórea

Cultura

permanente;

Cultura

temporária

Área

desmatada;

Floresta

semidecídua

Mata ciliar;

Vegetação

higrófita ou

hidrófila;

Floresta

ombrófila

1,3 1,1 0,9 0,8 0,7

Declividade (infiltração)

Plano

0-3%

Suave-

Ondulado

3-8%

Ondulado

8-20%

Forte-

Ondulado

20-45%

Escarpado

> 45%

2,5 1,5 1 0,5 0,25

Solos (drenagem)

Neossolos

quartzarênicos

(solos arenosos

profundos)

Latossolos

(solos

profundos não

arenosos)

Cambissolos

(solos rasos);

Solos de

horizonte B

textural (solos

com camada

argilosa) ou

plíntico

(enrijecida)

Neossolos

litólicos

(solos muito

rasos, com

afloramentos

rochosos)

Solos

hidromórficos

e aluviais

6 2,5 1 0,6 0,3

Rochas (potencial hídrico do aquífero)

Arenito

(porosos

profundos)

Acamamento

detrito-

laterítico

(porosos rasos)

Karst Basáltico Fissurado

3 2,2 1,4 0,9 0,7

Tipologia de Recarga e Surgência

Sumidouros e

ressurgência

kárstica

Vereda;

Dolinas

Nascente de

contato litológico

ou artesiana

Nascente de

fratura

Nascente

intermitente

1,5 1,3 1,2 0,8 0,4

Uso do Solo (compactação e impermeabilização)

Vegetação

nativa

Cultura

permanente

Cultura

temporária

Pastagem Solo exposto Urbano;

Industrial

1,5 0,8 0,5 0,3 0,1

Técnicas de conservação do solo e da água

Barragens de

captação de

água da chuva

Terraceamento

Camalhões em

curvas de nível

Plantio direto

Sem técnicas

3 1,5 1,4 1,2 1

TOTAL

_____________________________________________________________________________________________


Tabela 3. Ficha de Diagnóstico Ambiental Expedito para Recarga de Aquíferos (Qualidade)

Atributo Índice P

RO

TE

ÇÃ

O S

OB

RE

A R

EC

AR

GA

(Q

UA

LID

AD

E D

A Á

GU

A)

Fontes de poluição

Esgoto não tratado

Esgoto tratado;

Fossa negra;

Lixão;

Mineração

(metais)

Fossa séptica;

Aterro sanitário

Pocilga;

Curral;

Granja;

Mineração (não-

metais)

Pastagem;

Plantação

0,1 0,3 0,5 0,7 0,9

Distância da fonte de poluição à surgência (autodepuração subsuperficial e subterrânea)

Despejo direto 1-5 metros 6-25 metros 26-50 metros ou

Poluição Difusa

> 50 metros

0,1 0,2 0,5 0,8 1

Posição topográfica da fonte de poluição em relação à surgência (Profundidade do nível freático)

Várzea Vale fluvial Encosta

Topo de elevação

(relevo ondulado

ou montanhoso)

Tabuleiro em

altitude

0,2 0,4 1 4 10

Transmissão no solo (autodepuração subsuperficial)

Solos hidromórficos e

aluviais

Neossolos

litólicos

(solos muito

rasos, com

afloramentos

rochosos)

Neossolos

quartzarênicos

(solos arenosos

profundos)

Cambissolos (solos

rasos);

Solos de horizonte

B textural (solos

com camada

argilosa) ou

plíntico

(enrijecida)

Latossolos

(solos profundos

não arenosos)

0,1 0,3 0,5 1 3

Transmissão do aquífero (autodepuração subterrânea)

Kárstico (sumidouros

e ressurgências)

Kárstico (dutos)

Basáltico

Aluvial Fraturado Poroso

0,3 0,5 0,6 1 3

Processos Erosivos

Voçorocas Ravinas Sulcos Laminar Sem erosão

0,8 0,85 0,9 0,95 1

Assoreamento

Sedimentos não

permitem a água

aflorar

Mais de 50% da

largura do leito

com sedimentos

aflorantes

Bancos de

sedimento

aflorando no leito

Sedimentos no

fundo do leito

Sem

assoreamento

(menos de 5% do

fundo do leito)

0,6 0,75 0,9 1 1,2

Vegetação no entorno da surgência (função tampão e filtragem biológica)

Sem vegetação, com

solo impermeabilizado

ou compactado

Sem vegetação,

com solo

permeável

Campo;

Até 5 metros de

floresta;

Até 10 metros de

cerrado

5-30 metros de

florestas;

> 10 metros de

cerrado

> 30 metros de

floresta

0,25 0,5 0,75 1 1,5

Técnicas de conservação do solo e da água

Sem técnicas Plantio direto Camalhões em

curvas de nível

Terraceamento Barragens de

captação de água

da chuva

1 1,3 1,7 2 3

TOTAL


_____________________________________________________________________________________________


Essa possibilidade de mapeamento integral para

uma bacia será executada para uma das áreas de

estudo, a título de exemplo. Como critério de

diferenciação, os resultados de potencial de recarga

(quantidade de água) para as os geotopos externos à

área delimitada de maior favorabilidade de recarga

foram diminuídos em uma ordem de grandeza

(divisão por dez), tomando como referência em

estudos extensivos realizados em encostas, referentes

a padrões de condutividade hidráulica (Lewis et al.,

2011), umidade superficial pré-chuva (Crave e

Gascuel-Odoux, 1997; Famiglietti et al., 1998;

Brocca et al., 2007) e profundidade do nível freático

(Nobre et al., 2011). A planilha de ponderação para

segurança de recarga (qualidade da água) já leva em

consideração a posição topográfica relativa do

geotopo.

Estudo de Caso

A Bacia Hidrográfica do Rio Paracatu, tributária do

Rio São Francisco, possui 45.154 km2 e localiza-se

quase integralmente no Estado de Minas Gerais

(Região Noroeste), com pequenas áreas de topo

adentrando no Estado de Goiás e no Distrito Federal

(mapas da Figura 2). Foram selecionadas 9 áreas de

estudo para a Bacia do Rio Paracatu (Figura 3),

procurando abarcar as diversas tipologias de recarga

de aquífero, bem como diferentes cenários de uso do

solo e da água, associados a distintos potenciais de

impactos ambientais. Dessa maneira, selecionaram-se

áreas com diferentes combinações de: litoestratigrafia

fraturada (metamórfica), cárstica e sedimentar

terrígena; latossolos, neossolos quartzarênicos,

cambissolos, litossolos e solos hidromórficos; áreas

planas, onduladas e declivosas; chapadas, vales e

veredas; cobertura vegetal de floresta, cerrado, campo

nativo, pastagens, silvicultura e agricultura

mecanizada; áreas de uso da água para irrigação,

dessedentação animal e humana; contaminação

potencial por insumos agropecuários e esgotamento

sanitário urbano. Os trabalhos de campo foram

realizados de julho a outubro de 2011.

Um dos sítios de estudo (Serrinha) recebeu

abordagem cartográfica alternativa, de modo a avaliar

a possibilidade de aplicação desta metodologia por

usuários sem capacitação para utilização de sistemas

de informação geográfica – SIG. Nesse caso,

utilizou-se a carta topográfica padrão do IBGE como

mapa de altimetria, por sobre onde foi desenhada a

delimitação da área de maior favorabilidade de

recarga. Para a carta de sensoriamento remoto, foi

utilizada a imagem do satélite Quickbird, de 2008,

obtida pelo programa Google Earth. O mapa de

cobertura vegetal e uso do solo foi desenhado por

meio da sobreposição de papel vegetal

semitransparente por sobre a imagem de satélite,

auxiliada pelo reconhecimento de campo, o qual

demonstrou não ter havido alterações significativas

de 2008 até 2011.

O Córrego da Areia foi escolhido para receber o

mapeamento extensivo para a área de estudo,

abarcado toda a sub-bacia e não só a área de maior

favorabilidade de recarga. Para essa sub-bacia, são

apresentados e avaliados mapas com as classes das

categorias de quantidade e qualidade de recarga, para

cada geotopo.

Figura 2. Localização da Bacia do Rio Paracatu, inserida na Bacia do Rio São Francisco, destacando os Estados brasileiros.

_____________________________________________________________________________________________


Figura 3. Localização das áreas de estudo. 1 – Vale do Rio da Areia; 2 – Serrinha; 3 – Chapada da Serra do Boqueirão; 4 – Serra do Sabão; 5 – Serra das Araras; 6 – Lagoas do Rio da Prata; 7 – Captação do Córrego da Bica; 8 – Captação do Ribeirão dos Órfãos; 9 – Chapadão do Pau Terra.

RESULTADOS

A seguir são apresentados os produtos obtidos pela

aplicação do método de diagnóstico expedito nas

áreas de estudo selecionadas, consistindo de [A]

Descrição textual das áreas de estudo, [B] Produtos

Cartográficos e Fotográficos e [C] Planilha

Ponderada de Diagnóstico Expedito.

Descrição das áreas de Estudo Vale do Rio da Areia A área de estudo constitui-se em dois

compartimentos geoambientais distintos quanto à

recarga de aquíferos, sendo analisados em separado

pelo diagnóstico expedito: a chapada, nas cabeceiras,

e o karst, no vale. Sotoposto a esses dois

compartimentos geoambientais, encontra-se uma

estrutura sinclinal onde predominam siltitos, com

lentes de arenito e de argilito (Furuhashi et al.,

2005a). O esquema estrutural é apresentado na Figura

4.

Na área superior, acima de 1.000m de altitude,

apresentam-se latossolos vermelho-amarelos na

forma de um relevo tabular plano a suave ondulado,

constituído pelo processo de pedimentação de

sedimentos terciário-quaternários laterizados

(CETEC, 1981; Furuhashi et al., 2005a) anteriores à

dissecação da Bacia do Paracatu. Toda a chapada

encontra-se ocupada por agricultura mecanizada de

alto nível tecnológico, incluindo alguns pivôs de

irrigação. Nessa área distinguem-se também lagoas

temporárias, conectadas hidrogeologicamente às

principais nascentes de encosta do vale por meio de

estruturas lineares bastante evidentes.

Figura 4: Estratigrafia do Vale do Rio da Areia – baseado em Furuhashi et al. (2005a). Unidade de medida em metros.


_____________________________________________________________________________________________


Ao passo que no interior do vale, entre as cotas de

840m e 880m, encontram-se litossomas kársticos de

afloramentos dolomíticos bastante evoluídos, com

sumidouros, cavernas (algumas com mais de dois

quilômetros de extensão), maciços e lapiás

(Furuhashi et al., 2005b), integrando a Formação

Vazante (CPRM, 2003). Uma floresta estacional

semidecidual bastante preservada recobre esse

compartimento geoambiental, sobre neossolos

litólicos ou praticamente sobre a rocha carbonática

aflorante.

Serrinha Essa área de estudo apresenta a geomorfologia de

cristas estruturais de direção sudeste-noroeste, com

vertentes ravinadas e vales encaixados (CETEC,

1981), circunscrita em um geodomínio maior de

superfícies aplainadas e de solos profundos da

Depressão São Franciscana (IGAM, 2006). Seus

pontos de sela encontram-se a aproximadamente

620m de altitude, com linhas de cumeada variando

entre 720 e 760 metros. Encontra-se sobre a

Formação Paraopeba, do Grupo Bambuí (CPRM,

2003). Em meio aos afloramentos rochosos

frequentes, encontram-se cambissolos eutróficos

chernossólicos ou típicos sobre o domínio litológico

de meta-calcários e margas nas encostas florestadas,

contrastando com neossolos litólicos distróficos sobre

argilitos e meta-siltitos nas manchas de cerrado. As

manchas de cerrado são utilizadas para pastagem

extensiva. A ocorrência de nascentes é pouco

frequente, embora seja usual a construção de açudes

nos leitos de escoamento temporário e o acesso ao

aquífero livre por cisternas nos latossolos do entorno

da Serrinha, predominantemente para pecuária

extensiva.

Chapada da Serra do Boqueirão Trata-se de uma chapada em cuja superfície tabular, a

840 metros de altitude, apresentam-se neossolos

quartzarênicos sobrepostos a arenitos da Formação

Urucuia (CETEC, 1981; CPRM, 2003). O topo da

chapada encontra-se em quase totalidade recoberto

por formação de cerrado strictu sensu, com pequenas

manchas de pastagem. Circundando as bordas

superiores da chapada, na ruptura de relevo, estratos

lateríticos férricos agem como soleiras geomórficas.

Ao sopé da chapada faz-se o contato litológico com

os arcósios e siltitos arcoseanos da Formação Três

Marias, sob uma geomorfologia de vertentes de

pedimentação colúvio-aluviais provenientes do

arenito a montante (CETEC, 1981). É justamente

nesse contato, devido à relativa menor

permeabilidade dos arcósios e siltitos arcoseanos, que

ocorrem as surgências de contato. A jusante das

surgências, ainda sobre o domínio dos arcósios da

Formação Três Marias e circunjacente à chapada,

encontram-se superfícies de dissecação fluvial

ravinadas com vertentes encaixadas (CETEC, 1981).

No entorno sudoeste da chapada, a exsudação se dá

por meio de veredas.

Serra do Sabão Geomorfologicamente, trata-se de uma crista de

direção norte-sul, de variação altimétrica de 680 a

760 metros, com ravinas e vertentes encaixadas. A

oeste encontram-se vertentes litólicas em chevron,

por influência do dobramento. A leste as encostas

transitam para superfícies onduladas, ainda que mais

aplainadas a sudeste. A litoestratigrafia predominante

refere-se a calcários e margas da Formação

Paraopeba (CETEC, 1981), cobertos por floresta

estacional semidecidual. Em áreas localizadas em que

aumenta a influência de litologias sedimentares

terrígenas, seja na composição da rocha carbonática

ou na presença de lentes, a floresta semidecidual

transita para a fitofisionomia de cerrados strictu

sensu. Os solos são rasos, porém eutróficos,

predominando neossolos litólicos nas encostas,

embora haja ocorrência de cambissolo nas curvaturas

de topos da crista. A vegetação da crista encontra-se

bem preservada, embora o entorno regional,

originalmente de floresta semidecidual em solo

eutrófico sobre calcários e cherts, encontre-se quase

totalmente desmatado para pecuária e, em menor

escala, agricultura.

Na metade superior da crista, a maior

drenabilidade dos solos e o rebaixamento do nível

freático se faz sentir pela maior caducifoliedade da

vegetação, evidenciando o predomínio da função

hidrogeológica de recarga. Na metade inferior, as

vertentes encaixadas mais verdejantes demonstram a

presença de maior umidade do solo, inclusive quanto

a aquíferos aflorando como nascentes. Há a presença

de trilhas arqueológicas por meio das quais escravos

e quilombolas buscavam água para suas moradias

nessas vertentes.

Serra das Araras Encontra-se em um morfodomínio de superfícies

aplainadas de sobre estratigrafia de sericita-filito, de

onde afloram cristas esparsas. Localmente, trata-se de

uma crista de direção sudoeste-nordeste, com sopé a

720m de altitude e cumeada a aproximadamente 920

metros, com topo levemente aplainado e com

vertentes ravinadas de vales encaixados, na base dos

quais se encontram as nascentes. A litologia da crista

consiste em estratos metamorfizados com predomínio

_____________________________________________________________________________________________


de quartzito na vertente inferior e de sericita-filito na

vertente superior. Em sua base, encontram-se

sericita-filito carbonosa e quartzito da Formação

Paracatu (CPRM, 2003). É coberta por neossolos

litólicos distróficos com significativa ocorrência de

afloramentos. A vegetação consiste de campo

cerrado, transitando para cerrado strictu senso na

base dos vales encaixados.

Lagoas do Rio da Prata De acordo com CETEC (1981), Oliveira, Valle e

Féboli (2002), CPRM (2003) e Almeida et al. (2010),

a área de estudo encontra-se sobre sedimentos

terciário-quaternários inconsolidados detrito-

lateríticos ferruginosos, formados do processo de

transporte e deposição proveniente principalmente do

retrabalhamento do Grupo Aerado. Almeida (2009)

indica que esse estrato encontra-se sobreposto à

litoestratigrafia kárstico-fissurada do Grupo Bambuí.

Em relação ao contexto geomorfológico, a região

se encontra na depressão correspondente às baixadas

do médio Paracatu, na altitude entre 560 a 590

metros. CETEC (1981) a classifica como depressão

rasa de fundo plano, destacando-a como área de má

drenagem com rebaixamento pouco pronunciado,

ocorrência de solos hidromórficos e concentração de

lagoas temporárias. Sua evolução se deu por

exsudação, na medida em que as áreas circundantes

(ainda sobre os sedimentos inconsolidados) sofreram

dissecação fluvial e pedimentação.

Os solos predominantes encontrados se referem a

latossolos vermelho-amarelos distróficos com

horizonte plíntico argiloso (CETEC, 1981). Em

virtude da herança sedimentar do Grupo Areado, a

textura dos solos transita variavelmente para

neossolos quartzarênicos. Os solos são bem drenados

durante os períodos de estiagem (salvo margens de

lagoas e veredas), porém tornam-se encharcados

durante os períodos de maior pluviosidade.

A área de estudo foi ocupada para

silvicultura, na década de 1970, sendo abandonada

em 1983. Em sua maior parte regenerou-se a

vegetação de campos nativos, ademais de núcleos

esparsos de cerrado. Posteriormente, algumas áreas

voltaram a ser ocupadas para pastagens plantadas,

silvicultura e agricultura.

Os solos apresentam permeabilidade

superficial elevada, favorecida ainda pelo relevo

plano. Não obstante, o principal controle

hidrogeológico é exercido pelo horizonte plíntico

argiloso, o qual impede a percolação direta das águas

e direciona a drenagem para processos

subsuperficiais, rumo às lagoas da área de estudo e,

principalmente, rumo às veredas circundantes.

As lagoas existentes, além de caracterizar

áreas de acumulação do nível freático acima do

horizonte plíntico, também podem indicar pontos

preferencias de percolação profunda, tal qual dolinas

em um contexto kárstico ou pseudo-kárstico.

Almeida (2009) apresenta a hipótese de que as lagoas

poderiam ser associadas às drenagens preferencias no

aquífero kárstico-fissurado sotoposto aos sedimentos

inconsolidados. Todavia, não foi possível obter

evidências que comprovem essa hipótese, deixando

em aberta também a possibilidade de que a drenagem

das lagoas se dê apenas por um acesso preferencial

pelo horizonte plíntico, abastecendo o aquífero

sedimentar superficial regional terciário-quaternário

em contexto pseudo-kárstico.

Ribeirão dos Órfãos e Córrego da Bica As áreas de recarga do Ribeirão dos Órfãos e do

Córrego da Bica situam-se nas imediações da cidade

de João Pinheiro, entre as cotas de 800 e 900m de

altitude, e apresentam esquema hidrogeológico

semelhante, ainda que em escalas espaciais bem

distintas. Ademais, ambos os mananciais são

empregados para abastecimento urbano, o que

justifica a sua importância para a população local.

As duas áreas de recarga caracterizam-se por

arenitos da Formação Areado, com solos de variação

textural entre latossolos típicos a neossolos

quartzarênicos, sob vegetação de cerrado strictu

sensu em relevo ondulado a forte ondulado (CETEC,

1981). A exsudação na vertente ocorre no ponto de

contato com estratos mais pelíticos, caracterizados

por transição dos processos de eluviação para

aluviação. A exsudação marca o ponto em que se

inicia a presença de floresta perenifólia ciliar em

solos eutróficos aluviais de predomínio argiloso e

siltoso.

No Ribeirão dos Órfãos, as surgências se dão em

contexto de veredas. Em certos trechos da área de

recarga à montante da surgência do Ribeirão dos

Órfãos, uma camada superficial de lateritas férricas

botroidais de granulometria cascalho atua como

soleira geomórfica de escarpas mais abruptas. Nos

pontos em que essas lateritas foram mineradas para

extração de cascalho, rompeu-se o equilíbrio

geomórfico local e iniciou-se a formação de

processos erosivos de voçorocamento sobre o solo

profundo de matriz arenosa com baixa coesão. Para

estabilizar a atividade erosiva e prevenir quanto ao

assoreamento dos cursos de água, a COPASA realiza,

a partir de 2004, ações de revitalização da Bacia do

Ribeirão dos Órfãos, com foco especial na construção

de pequenas barragens de retenção de escoamento

superficial nas áreas de maior instabilidade do

terreno. As barragens de retenção encontram-se em

estado mediano de conservação.


_____________________________________________________________________________________________


A área de recarga à montante da surgência

do Córrego da Bica apresenta-se circunscrita na área

urbana da cidade de João Pinheiro, cujos loteamentos

ocupam uma porção de sua vertente de drenagem

leste. De 2009 a 2011, em uma parceria entre a

COPASA, a ONG GreenJop e o Poder Público, a

bacia foi revitalizada e os lançamentos de esgotos

foram interceptados para o sistema de coleta

municipal. A área de recarga é cortada pela BR-040,

que a separa em metades superior e inferior

topograficamente. A metade inferior encontra-se

cercada, com visitação proibida. O escoamento da

metade superior encontra obstáculo sobre o camalhão

construído para a rodovia, concentrando-se nas

passagens canalizadas.

Chapadão do Pau Terra

Chapada com borda superior a 960 metros de altitude

e sopé entre 720 e 800 metros de altitude, constituída

de sedimentos inconsolidados detrito-laterítico

ferruginosos do Terciário-Quaternário, coberta por

latossolos vermelhos distróficos típicos (CETEC,

1981). Os sedimentos do Terciário-Quaternário estão

sobrepostos estratigraficamente a quartzitos e

sericita-filito carbonoso do Grupo Canastra (CETEC,

1981) ou Formação Paracatu (CPRM, 2003), os quais

funcionam como barreira para o fluxo

hidrogeológico, forçando a exsudação por contato. A

superfície tabular plana é circundada por nascentes

que drenam em um contexto geomorfológico de

vertentes ravinadas e vales encaixados com cristas

esparsas (CETEC, 1981). A superfície da chapada foi

toda ocupada para agricultura mecanizada não

irrigada e para silvicultura.

Produtos Cartográficos e Resultado das Planilhas de Diagnóstico Expedito As Figuras 5 a 13 apresentam os produtos

cartográficos da metodologia de diagnóstico expedito

para cada sítio de estudo. A consolidação dos

diagnósticos expeditos de recarga encontra-se nas

Tabela 4 e 5.

DISCUSSÃO SOBRE O MÉTODO E OS RESULTADOS Ponderação sobre áreas heterogêneas

Nos casos em que um atributo não se encontra

homogêneo na área de estudo, foi realizada uma

ponderação em seu respectivo índice. Na ocorrência

de uma adjacência espacial de classes de atributos

(por exemplo, dois tipos distintos de solos), a

ponderação se guiou por proporção de áreas. De

modo distinto, na constatação de atributos com

transição gradual (por exemplo, um latossolo com

textura significativamente arenosa, transitando para

um neossolo quartzarênico), a ponderação se realizou

em termos de predominância qualitativa. Nesse

último caso, o nível de proficiência técnica do

profissional de campo torna-se um fator mais

expressivo.

Quanto a distância a eventuais focos de poluição Em todos os estudos de caso, não foi aplicado o

critério “Distância da Fonte de Poluição”, seja por

esta ser inexistente ou por ser espacialmente difusa.

Todavia, optou-se por manter esse critério no método

apresentado, por poder ser útil em trabalhos futuros e

seus critérios de ponderação estarem bem

fundamentados pela literatura consultada. Sem

embargo, a possibilidade de exclusão de critérios é

uma das características que traz flexibilidade a esta

metodologia.

Planilha de verificação ponderada (Tabelas 4 e 5) A chapada com neossolos quartzarênicos (Serra do

Boqueirão) apresentou o maior potencial de recarga,

enquanto as duas chapadas com latossolos (Chapada

do Rio da Areia e Chapadão do Pau Terra)

apresentaram a maior proteção de recarga. Os

menores potenciais de recarga se deram nas áreas

declivosas com predominância de aquíferos

fraturados (Serra das Araras), mesmo quando

associadas parcialmente a rochas kársticas (como na

Serrinha). Ao passo que a menor proteção de

qualidade da água na recarga se deu nos campos

hidromórficos (Lagoas do Rio da Prata) e vales

kársticos (Vale do Rio da Areia). Os demais pontos

de estudo apresentaram graduações intermediárias

consistentes com os seus atributos atinentes ao ciclo

hidrogeológico. Os contrastes marcantes entre os

índices das áreas de estudos apontam sobre a

necessidade de estratégias e políticas públicas

diferenciadas para a gestão dos recursos hídricos em

cada uma delas, no que toca à recarga dos aquíferos.

_____________________________________________________________________________________________


Figura 5. Caracterização cartográfica das áreas maior favorabilidade de recarga no Vale do Córrego da Areia


_____________________________________________________________________________________________


Figura 6. Diagnóstico Expedito de Recarga de Aquíferos para a Bacia do Córrego da Areia.

_____________________________________________________________________________________________


Figura 7. Caracterização cartográfica com delimitação manual (sem auxílio de SIG) das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serrinha, como exemplo

prático dessa possibilidade metodológica.


_____________________________________________________________________________________________


Figura 8. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Chapada da Serra do Boqueirão.

_____________________________________________________________________________________________


Figura 9. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serra do Sabão.


_____________________________________________________________________________________________


Figura 10. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serra das Araras.

_____________________________________________________________________________________________


Figura 11. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga na região das Lagoas do Rio da Prata.


_____________________________________________________________________________________________


Figura 12. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Córrego da Bica.

_____________________________________________________________________________________________


Figura 13. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Ribeirão dos Órfãos


_____________________________________________________________________________________________


Figura 14. Caracterização cartográfica das áreas de maior favorabilidade de recarga do Chapadão do Pau Terra.

_____________________________________________________________________________________________


Tabela 4. Consolidação dos Diagnósticos Expeditos de Recarga de Aquíferos nos sítios de estudo selecionados

Área de Estudo Potencial de Recarga (Quantidade de Água) Proteção sobre a Recarga (Qualidade da Água)

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Lagoas do Rio da Prata 0,8 2,5 1 2,2 1,3 0,7 1 0,95 1 0,2 0,8 3 0,95 1 1 1 4 0,43

Vale do Areia – Chapada 0,9 2 2,5 2,2 0,8 0,8 1,4 0,9 1 10 3 2,5 0,95 1 1 1,7 8,87 109,01

Vale do Areia – Karst 0,8 0,35 0,6 1,4 1,5 1,5 1 - - 4 0,3 0,3 1 1 1,5 1 0,53 0,54

Serra do Sabão 0,9 0,5 0,8 1,2 - 1,5 1 - - 4 0,6 0,6 1 1 1,5 1 0,65 2,16

Captação do Córrego da Bica 1,3 0,75 4 3 1,2 1 1 0,5 1 2,5 1,7 3 0,9 0,9 1 1 14,04 5,16

Captação do Ribeirão dos Órfãos 1,3 0,75 4 3 1,3 1,2 1,5 0,95 1 2,5 1,7 3 0,8 0,9 0,8 1,5 27,38 10,46

Chapadão do Pau Terra 0,9 2,5 2,5 2,2 1,2 0,8 1,2 0,9 1 10 3 3 0,95 1 1 1,3 14,26 100,04

Serra das Araras 1,3 0,4 0,6 0,7 0,8 1,5 1 - - 4 0,3 1 0,95 1 1 1 0,26 1,14

Serrinha 0,9 0,35 0,9 1,1 - 1,3 1 0,95 1 4 0,8 0,75 1 - 0,75 1 0,41 1,71

Chapada da Serra do Boqueirão 1,3 2,5 6 3 1,25 1,3 1 0,95 1 10 0,5 3 1 1 0,75 1 90,31 10,69


_____________________________________________________________________________________________


Tabela 5. Consolidação do Diagnóstico Expedito de Recarga de Aquíferos na Bacia do Córrego da Areia P

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Agricultura na Chapada 0,9 2 2,5 2,2 0,8 0,8 1,4 0,9 1 10 3 2,5 0,95 1 1 1,7 8,87 109,01

Cerrado na Chapada 1,3 2 2,5 2,2 0,8 1,5 1 0,9 1 10 3 2,5 1 1,2 1 1 17,16 90

Campos Hidromóficos na

Chapada 0,7 2 0,3 2,2 0,8 1,5 1 0,9 1 10 0,1 2 1 1 1 1 1,11 2

Pastagem no Karste 1 0,75 1,5 1,4 1,5 0,5 1 0,9 1 4 2 0,3 0,95 1 1,5 1 1.18 3.78

Floresta Semidecídua no

Karste 0,8 0,35 0,6 1,4 1,5 1,5 1 - - 4 0,3 0,3 1 1 1,5 1 0.53 0.54

Mineração - Karste 0,8 0,5 0,6 1,4 1,5 0,3 1,25 0,7 1 2,5 0,3 0,3 0,9 1 1 1,5 0.19 0.21

Exte

rno

Cerrado na Encosta 1,3 0,5 1 1 0,8 1,5 1 0,9 1 1 1 1,5 0,95 1 1 1 0,08 1,28

Campo Nativo na Encosta 1,3 0,25 1 1 0,8 1,5 1 0,9 1 1 1 1,5 0,95 1 0,75 1 0,04 0,96

Cerrado no Vale 1,3 1 1,5 1 1 1,5 1 - - 4 2 1,5 0,95 1 1 1 0,29 11,4

Floresta Semidecídua 0,8 0,5 1 1 1 1,5 1 - - 0,7 1 1,5 1 1 1,5 1 0,06 1,57

Pastagem no Karste 1 0,75 1,5 1,4 1,5 0,5 1 0,9 1 4 2 0,3 0,95 1 1,5 1 0,12 3.78

Pastagem 1 0,5 1,5 1 1 0,5 1 0,9 1 1 2 1,5 0,95 1 0,75 1 0.04 1.92

Mineração 0,8 0,5 0,6 1,4 1,5 0,3 1,25 0,7 1 2,5 0,3 0,3 0,9 1 1 1,5 0.02 0.21

_____________________________________________________________________________________________


Em relação ao mapeamento extensivo da Bacia do

Córrego da Areia (Tabela 5), a mineração apresentou

os piores valores para potencial de recarga e para a

sua proteção qualitativa. As áreas kársticas e as áreas

de encosta sobre litologia terrígena fraturada também

apresentaram baixos valores para potencial de recarga

e proteção. As áreas de chapada (excetuados os

campos hidromórficos) apresentaram os maiores

valores para ambas as ponderações. Os resultados são

coerentes com um diretriz de gestão da bacia em que

se preocupe mais com a sensibilidade à contaminação

nas áreas kársticas, com a propensão à degradação do

solo nas encostas; ao passo que a chapada apresenta a

maior capacidade de potencializar manejos que

busquem aumentar a infiltração para assegurar a

vazão das nascentes da bacia.

Potencialidades e Limitações

Uma das restrições de aplicação se refere à escala de

detalhe disponível para a cartografia de altimetria,

hidrografia a das imagens de sensoriamento remoto

para a área de estudo. Inobstante, a existência de uma

imagem de sensoriamento remoto com maior escala

de detalhe pode servir como base de interpretação

para as inferências de relevo e de hidrografia

necessárias à delimitação e caracterização da área de

favorabilidade de recarga do aquífero.

Reconhece-se que a metodologia proposta para

instrumentos de ação local não pretende prescindir

ou, mais ainda, competir com a qualidade da

avaliação de campo de um hidrogeólogo experiente.

Uma análise mais detalhada tecnicamente poderia

adaptar o peso de cada atributo à especificidade dos

processos hidrogeológicos locais. Inferências locais

sobre aquicludes e aquífugos potenciais, bem como

sobre os gradientes hidráulicos verticais e horizontais

prováveis, requerem uma expertise considerável, mas

trariam uma consistência muito maior quanto à

delimitação e caracterização de zonas de recarga de

descarga de aquíferos. O conhecimento sobre

permeabilidade e transmissividade nos solos e nas

rochas portadoras de aquíferos também pode desvelar

elementos importantes de análise, os quais são

desconsiderados ou simplificados pela metodologia

de ponderação. O mesmo se ressalva em relação a

fatores não considerados na lista de atributos, tais

como interconexão de aquíferos, infiltração para

aquíferos profundos e recarga artificial (a exemplo,

por irrigação). Os próprios relatórios finais e

cartografia descritiva, propostos na presente

metodologia, serão tão mais completos e confiáveis

conforme a expertise do executante em

Hidrogeologia e Cartografia.

Ainda no que se refere aos fatores não

considerados, o modelo de diagnóstico expedito para

proteção de recarga apresenta um índice geral que

não incorpora o volume e a constância do despejo dos

poluentes, bem como seu comportamento

hidrogeológico, a toxidade e a meia vida de

elementos bioquímicos específicos. Conforme

conceituação de Vrba e Zaporozec (2004), o

diagnóstico expedito pretende tratar da

vulnerabilidade intrínseca (potencial) de uma

localidade, mais que de sua vulnerabilidade

específica (a certas fontes de contaminação).

O fato de o método apresentado focar em

avaliações locais vem a dificultar que processos

hidrogeológicos de escalas mais amplas sejam

tomados em melhor caracterização. A existência de

fluxos regionais, bem como redes kársticas

complexas mais extensas são exemplos de fenômenos

que escapam a esta metodologia. Quanto à escala

temporal de análise, o fato de se restringir a poucos

dias de campo não permite uma segurança maior nas

considerações sobre as variações sazonais de fluxos

hidrológicos, relativamente comuns em áreas

kársticas e/ou semiáridas.

CONCLUSÕES

O desenvolvimento de métodos factíveis aos

instrumentos de gestão ambiental e de recursos

hídricos deve ter em conta as limitações de tempo,

recursos humanos, fontes de informação e

possibilidades legais inerentes a seus respectivos

contextos de aplicação. Os desenvolvimentos

metodológicos propostos neste estudo procuram

justamente adequar-se a essas possibilidades de

atuação.

Os estudos de caso na Bacia do Rio Paracatu

evidenciaram um leque de situações diferenciadas

para o trato da conservação dos aquíferos. O método

proposto evidenciou essas diferenças, apresentando

produtos consistentes para caracterização dessas

áreas. Os resultados podem ser utilizados para

recomendações quanto a técnicas de conservação do

solo e da água, seja no contexto de planejamento

ambiental microrregional, seja na seleção de sítios

para a aplicação de políticas públicas com o fito de

um melhor custo-benefício para o equilíbrio hídrico

regional da bacia hidrográfica.

O exemplo de diagnóstico para a Serrinha

mostrou que é possível realizar o diagnóstico

expedito mesmo sem habilidades prévias de

geoprocessamento e sensoriamento remoto. Ao

passo que o exemplo de mapeamento extensivo, para

a Bacia do Córrego da Areia, mostrou como esse

heterogeneidade de recarga pode ser avaliada ao

longo de uma bacia hidrográfica.

As limitações e restrições quanto à aplicação


_____________________________________________________________________________________________


desta metodologia se remetem principalmente ao

contexto de aplicação e aos instrumentos utilizados.

Não obstante, o ponto positivo principal do método

apresentado é o de servir como um fio condutor para

profissionais e estudantes de diversos graus de

capacitação em Hidrogeologia e Cartografia. O

emprego desse método possibilita que o aplicador

iniciante aproveite e aprenda ao longo de sua prática,

obtendo um produto consistente ao fim das

atividades. Ao passo que, para o profissional

experiente, a metodologia apresenta flexibilidade o

suficiente para incorporar análises mais complexas,

ou mesmo adaptações para contextos específicos ou

com restrição de acesso a dados e informações.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a Marcela Camargo Matteuzzo, João

Tatão, Renaud Albernaz, Christiane Pereira dos

Santos, Cleuton Roberto Dias Rodrigues, Anderson

Rodrigues Costa, Davi Mourão Vasconcelos,

Marilane Gonzaga de Melo, Rafael Grudka e o grupo

de espeleologia GREGEO, por suas valiosas

colaborações nas campanhas de campo.

Agradecemos também à FAPEMIG, FINEP, CAPES

e CNPq pelo financiamento dos projetos que

possibilitaram a elaboração deste artigo.

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Metodologia para Diagnóstico Rápido de Áreas de Recarga de Aquíferos

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