Associação de traçadores corantes e método de favorabilidade de rota cárstica para caracterizar direções de condutos e variabilidade sazonal dos parâmetros do fluxo e transporte em sistemas cársticos na bacia do São Miguel, Brasil.

Abstract

Determinar direções e caminhos de fluxo de águas subterrâneas em redes de condutos cársticos altamente heterogêneas e anisotrópicas não é uma tarefa simples, muitas vezes sendo limitada na indicação de direções gerais e conexões de fluxo de águas subterrâneas, sem estimar os índices de sinuosidade ou traçar caminhos sinuosos entre as zonas de recarga e descarga. Para minimizar essas limitações, este trabalho busca identificar as principais rotas de escoamento das águas subterrâneas, as variações espaciais e sazonais dos parâmetros de fluxo e transporte ao longo das rotas e os mecanismos de recarga e descarga em três sistemas altamente carstificados na bacia do rio São Miguel em Minas Gerais, Brasil. Para isso, foram aplicados testes com traçadores corantes usando Rodamina WT e Fluoresceína durante as estações seca e chuvosa e feitas modelagem e análises das curvas de restituição dos traçadores usando modelos de equilíbrio e não-equilíbrio para obter parâmetros de fluxo e transporte. Além disso, é proposto um modelo de índice baseado em SIG por meio de um sistema de classificação ponderada. Este método, denominado "favorabilidade de rota cárstica", considerando parâmetros favoráveis à carstificação (por exemplo, dados geológico-estruturais regionais e locais, geomorfológicos e espeleológicos) mais testes com traçadores e resultados de modelagem, indica as rotas mais prováveis do sistema cárstico, reduzindo incertezas, indicando índices de sinuosidade e obtendo distâncias sinuosas. Três sistemas cársticos principais foram delimitadas nas áreas leste, oeste e sul da bacia hidrográfica. No sistema leste, lagos perenes são considerados zonas de recarga de aquíferos. Em uma escala local, as direções de fluxo são definidas por condutos principais controlados por lineamentos estruturais (NW-SE, N-S e NE-SW) e planos de estratificação. A análise das curvas de restituição dos traçadores mostrou que os sistemas cársticos são muito dinâmicos com variações sazonais e existência de heterogeneidades (baypass, loops e zonas de estagnação) que controlam a variação dos parâmetros de fluxo e transporte. Os modelos 2RNE e MDP-2RNE apresentaram os melhores ajustes nas curvas por considerarem a heterogeneidade. O método de favorabilidade de rota cárstica mostra que os sistemas leste e oeste apresentam maiores feições favoráveis à carstificação, o que está atrelado a maiores índices de sinuosidade destes sistemas. A associação de diferentes técnicas mostrou-se útil para entender o comportamento do aquífero cárstico em escala regional e local.