DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Caracterização hidrogeológica de aquíferos a partir do fluxo de base.(2010) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida PradoOs meios hídricos subterrâneos e superficiais ocorrem em interação dinâmica e com interferências mútuas. Tal interconexão é a base dos métodos indiretos de caracterização hidrogeológica que permitem aferir características do aquífero a partir do conhecimento de sua contribuição para o meio superficial - fluxo de base -, que é determinado a partir do tratamento de séries fluviométricas. Os índices obtidos deste tratamento - volume total do fluxo de base e sua taxa de decaimento ou coeficiente de recessão - são, tradicionalmente, determinados pelo método de Barnes. Neste trabalho são apresentadas as técnicas alternativas de obtenção destes índices: smoothed minima, matching strip e correlation, que apresentam a vantagem de permitir trabalhar com séries fluviométricas relativamente curtas e descontínuas. Para tanto, foram analisados dados de nove microbacias de drenagem e de duas bacias maiores com um e com três anos de monitoramento, respectivamente. Todas se localizam no Quadrilátero Ferrífero (MG) e estão estruturadas em rochas ígneas e metamórficas. Os resultados encontrados, especialmente com as técnicas matching strip e smoothed minima, foram coerentes com os obtidos pelo método de Barnes e também com as interpretações das características hidroquímicas da água nas microbacias. Conclui-se, portanto, que as técnicas estudadas podem fornecer informações importantes e confiáveis sobre as condições dos aquíferos a partir de dados de fácil aquisição e de baixo custo, contribuindo para caracterização hidrogeológica de regiões com poucas informações subterrâneas.Item The hydrogeologic potential conditioning factors of hydrographic catchments of Upper Velhas River Basin, Southeastern Brazil.(2010) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida PradoThe hydrogeologic potential of a drainage catchment represents its capacity of sustainable water production, with good maintenance of the baseflows. In basins of similar shapes and bio-climatic characteristics, the potential will depend on several physical and anthropogenic conditioning factors. The determination of the hydrogeologic potential is a complex procedure, but alternative methods exist, in which hydrologic series are used to determine certain indexes, such as the recession coefficient (a), the specific baseflow (SBF), the baseflow index (BFI), transmissivity and storativity. Aiming at the evaluation of the hydrogeologic potential and its conditioning factors in the Maracuja´ River Basin (southeastern Brazil), ten catchments were selected and monitored. The catchments have distinct geologic and geomorphologic characteristics but are submitted to similar climatic conditions. The hydrogeologic potential is higher in crystalline basement areas, especially where the relief is flat and the regolith is thick; however, it is lower in the areas affected by gullies. The advantages of the hydrologic method, in particular to regions where information is scarce, are that it is easily applied and of low cost, enabling the characterization of the hydrogeologic potential and contributing to the management of water resources.Item Analysis of the influence of gully erosion in the flow pattern of catchment streams, Southeastern Brazil.(2007) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida PradoThe baseflow of tributaries to the Velhas River in the northwest region of Ouro Preto County (São Francisco Basin, Brazil) has been declining in the last years, without a simultaneous decrease in the water input. This can only be attributed to badly planned human activities, which result in soil crusting or compaction, erosion, among other types of impact, such as groundwater overexploitation and wetland drainage. Almost all of the study area has been eroded by hundreds of large-size gullies. In order to analyze the influence of erosion in the hydrological behavior of small streams, two similar and contiguous catchments were selected. The only remarkable difference between them is a gully that occupies circa 42% of one of the catchments (“eroded catchment”). Rainfall, flow rates and chemical data were obtained throughout a hydrological year and the results showed that the eroded catchment presented smaller baseflow rates and bigger but short-lived stormflows. This contrasting flow regime is attributed to the gully, which is causing the partial withdraw of the regolith and the exposure of weathered rock. As the regolith has smaller hydraulic conductivities and higher storage coefficients, the exposure of weathered rock on the gully floor explains the odd flow behavior of the eroded catchment. Other studies in the same region confirm the impact caused by the gullies. Thus, the superposition of many gullies can cause decrease of the baseflow and increase of the stormflow. As gullies are very common erosion features in Brazil, they should be much more studied in order to better understand this and other similar types of environmental impact.Item Vertedores portáteis em microbacias de drenagem.(2007) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Silva, Eder FonsecaA necessidade crescente de conhecimento das condições hídricas em pequenas bacias exige técnicas de pesquisa mais práticas e aprimoradas. A vazão é fundamental em estudos hidrológico/ hidrogeológicos e pode ser determinada por vários métodos. Nesse artigo, procura-se analisar a técnica dos vertedores portáteis, uma alternativa de determinação de pequenas vazões, ainda pouca conhecida em âmbito nacional. Para tanto, foram tomadas, manualmente, duas a três medidas diárias de vazão em dez microbacias de drenagem localizadas na bacia do rio Maracujá, afluente do alto rio das Velhas, Estado de Minas Gerais. Foram utilizados vertedores dos tipos triangular, retangular e trapezoidal Cipoletti, construídos com chapas de aço galvanizado de 4 a 6mm de espessura. Os resultados mostraram tratar-se de técnica confiável, prática e econômica de medir a vazão. Embora os picos de vazão nem sempre tenham sido registrados, seja pelo transbordamento do vertedor, como pelo intervalo de leitura longo, foi sempre possível caracterizar o período de recessão. Assim, pode-se determinar o fluxo de base, o coeficiente de recessão e outros índices hídricos aplicáveis em estudos indiretos de caracterização hidrogeológica.Item Análise por métodos hidrológicos e hidroquímicos de fatores condicionantes do potencial hídrico de bacias hidrográficas - estudo de casos no Quadrilátero Ferrífero (MG).(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida PradoOs meios hídricos superficiais e subterrâneos estão em dinâmica interação e, conseqüentemente, eventuais interferências em um meio são refletidas, a curto ou longo prazo, em todo o sistema, o que justifica a necessidade de gerenciamento integrado. Esta interconexão possibilita ainda a análise das condições dos aqüíferos a partir de informações hidrológicas por meio dos métodos indiretos de caracterização hidrogeológica, fundamento da presente pesquisa. Trata-se de investigações baseadas, em especial, na análise das taxas de recessão do fluxo de base, ou seja, na capacidade do aqüífero produzir água e contribuir para a vazão das drenagens superficiais. Com este método, a partir do conhecimento do regime hidrológico das bacias, é possível analisar as variáveis que participam da definição do potencial hídrico de uma região. Ressalta-se que tais variáveis, lém numerosas, atuam de forma integrada, tendo geralmente seus efeitos superimpostos. Neste trabalho, as variáveis consideradas foram: geologia, geomorfologia e uso e ocupação do solo, em especial a presença de voçorocas. Foram analisadas nove microbacias de drenagem com características preferencialmente homogêneas em toda a sua extensão e que se diferenciavam entre si por alguma particularidade pré definida. Buscou-se assim avaliar o efeito deste atributo diferencial no potencial hídrico da bacia, que foi determinado pelos métodos hidrológicos e hidroquímicos (métodos indiretos). A maioria das microbacias localiza-se no Complexo Metamórfico Bação, sendo duas estruturadas em rochas do Supergrupo Minas, ambas unidades localizadas no Quadrilátero Ferrífero – MG. No monitoramento destas microbacias, com duração de um ano hidrológico, foram utilizados pluviômetros alternativos com resultados satisfatórios. Na determinação da vazão utilizou-se vertedores portáteis de placa de metal semelhantes aos sugeridos pelo USGS, de baixo custo, altamente confiáveis e de grande praticidade. Paralelamente, foram analisadas bacias com dados fluviométricos históricos em tamanhos variados a fim de balizar os resultados. O índice hídrico “coeficiente de recessão” foi determinado por meio de técnicas pouco divulgadas em âmbito nacional e de grande utilidade por necessitar de séries fluviométricas relativamente curtas. Trata-se dos métodos da “Correlação” e “Matching Strip”, sendo que, para os dados disponíveis, o segundo apresentou melhores resultados. Para a separação dos hidrogramas, determinação do fluxo de base (utilizando-se, em especial, o índiceBFI: percentual do fluxo de base em relação ao fluxo total) e de outros índices foi aplicada a técnica “Smoothed Minima”, que gerou resultados igualmente coerentes. Foi aplicado também o tradicional método de Barnes, em especial nas bacias com dados fluviométricos históricos. A partir dos preceitos de Maillet e Rorabaugh, foi estimada, ainda, a difusividade (transmissividade/coeficiente de armazenamento) das microbacias e indicados alguns valores possíveis da transmissividade. A comparação entre as microbacias evidenciou que aquelas estruturadas em granito-gnaisse tendem a um maior potencial hídrico que aquelas estruturadas em xistos e filitos. E, sob mesmas condições geológicas, aquelas com relevo mais acentuado, apresentam menor potencial hídrico. Porém, deve-se considerar que há uma tendência do manto de intemperismo ser mais espesso em áreas de relevo mais plano nos terrenos granito-gnaissicos, o que tambémcontribui para o maior potencial hídrico das bacias. Não foi possível observar com clareza os efeitos das formas de uso e ocupação do solo sobre os recursos hídricos, sendo necessários estudos mais detalhados para interpretações definitivas. Porém, verificou-se uma significativa diminuição do fluxo de base nas microbacias afetadas por voçorocas, causando expressivo impacto sobre o regime hidrológico. Devido ao baixo custo e praticidade, a metodologia aqui empregada se mostrou adequada para analisar o potencial hídrico de regiões com deficiência de dados hidrológicos e hidrogeológicos.