The groundwater flow in the coastal aquifer system associated with holocenic wind aeolian deposits in the Cassino/RS region
Abstract
The flow behavior in coastal aquifers can be influenced locally by geological, geomorphological, topographic, hydrogeological, climatic, and anthropic factors. This paper aimed to evaluate the direction and controls of the groundwater flow linked to aeolian sediment layers, which are part of the Coastal Aquifer System (SAC) present in the Cassino/RS region. Drill holes, water levels, and ground penetrating radar surveys were applied. The results allowed us to characterize the lithologies, analyze the variability of static levels and flow power metrics, and identify the depositional architecture. As result, it was possible to identify that terrain’s morphology, texture, and geotechnical characteristics of the sedimentary deposits, and the stratigraphic stacking pattern of layers are the factors that locally determine the aquifer’s flow. This study contributed to the hydrological knowledge in the region and demonstrated that the water flow, even in regions nearby the coastline, may behave in variable directions.
References
ARCGIS Online. [S. l.], 2022c. Disponível em: https://www.arcgis.com/apps/mapviewer/index.html. Acesso em: 11 nov. 2021.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7250: Identificação e descrição de amostras de solos obtidas em sondagens de simples reconhecimento de solos. Rio de Janeiro: ABNT, 1982.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6484: Solo: Sondagens de simples reconhecimento com SPT: Método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 2001.
BARBOZA, E. G.; ROSA M. L. C. C.; CARON, F. Metodologia de Aquisição e Processamento em Dados de Georradar (GPR) nos Depósitos Quaternários da Porção Emersa da Bacia de Pelotas. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOFÍSICA, 6., 2014, Porto Alegre. Resumos expandidos [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Geofísica, 2014. p. 1-6.
BARBOZA, E. G.; TOMAZELLI, L. J. Erosional features of the eastern margin of the Patos Lagoon, southern Brazil: significance for Holocene history. Journal of Coastal Research, SI 35, p. 260–264, 2003.
BARBOZA, E. G.; DILLENBURG, S. R.; RITTER, M. N.; ANGULO, R. J.; BIANCINI DA SILVA, A.; ROSA, M. L. C. C.; CARON, F.; SOUZA, M. C. Holocene Sea-Level Changes in Southern Brazil Based on High- Resolution Radar Stratigraphy. Geosciences (Switzerland), v. 11, n. 8, p. 326, 2021. https://doi.org/10.3390/geosciences11080326
BARLOW, PAUL M, 2003. Ground Water in Freshwater-Saltwater Environments of the Atlantic Coast - Circular 1262, p. 1-121. Disponível em: https://pubs.usgs.gov/circ/2003/circ1262/pdf/circ1262.pdf Acesso em: 08 mar. 2023.
CAVALCANTI, G. L.; MONTENEGRO, S. M. G. L. Aplicação de indicadores para águas subterrâneas como alerta para o estado atual de explotação dos aquíferos intersticiais da região metropolitana do Recife – PE. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 18., 2009, Campo Grande. Anais [...]. Campo Grande: ABRHidro, 2009. Disponível em: https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=10565. Acesso em: 18 mar. 2023.
CHANDRAJITH, R. et al. Quantification of groundwater–seawater interaction in a coastal sandy aquifer system: a study from Panama, Sri Lanka. Environmental Earth Sciences, [s. l.], v. 72, n. 3, p. 867– 877, 2014. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s12665-013-3010- y#citeas. Acesso em: 2 jun. 2022
CHAVES, S. C. S. et al. Caracterização hidroquímica de águas subterrâneas da Região Metropolitana do Recife – PE. Diversitas Journal, Maceió, v. 7, n. 4, p. 2391-2398, 2022. Disponível em: https://diversitasjournal.com.br/diversitas_journal/article/view/210 . Acesso em: 18 mar. 2023. https://doi.org/10.48017/dj.v7i4.2106
CLEROT, L. C. P. Estudo da barreira IV na região do Cassino, Rio Grande – RS: evolução e caracterização como reservatório. 2004. 75 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Geologia) – Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.
CLEROT, L. C. P. et al. Estudo da barreira IV na região do Cassino, Rio Grande, RS: evolução e caracterização como reservatório. In: SALÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 15., 2003, Porto Alegre. Resumos [ ]. Porto Alegre: UFRGS, 2003. Disponível em: http://hdl.handle.net/10183/40184. Acesso em: 4 jul. 2020.
DANIELS, J.; ROBERTS, R.; VENDL, M. Ground penetrating radar for the detection of liquid contaminants. Journal of Applied Geophysics, v. 33, p. 195-207, 1995. https://doi.org/10.1016/0926-9851(95)90041-1
DILLENBURG, S. R.; BARBOZA, E. G. The strike-fed sandy coast of Southern Brazil. In: MARTINI, I. P.; WANLESS, H. R. (ed.). Sedimentary Coastal Zones from High to Low Latitudes: Similarities and Differences. London: Geological Society, Special Publications 388, 2014. p. 333–352. https://doi.org/10.1144/SP388.16
DILLENBURG, S. R. et al. The complex prograded Cassino barrier in southern Brazil: Geological and morphological evolution and records of climatic, oceanographic and sea-level changes in the last 7–6 ka. Marine Geology, [s. l.], v. 390, p. 106-119, 2017. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2017.06.007
DILLENBURG, S.R.; BARBOZA, E.G.; HESP, P.A.; ROSA, M.L.C.C. Ground Penetrating Radar (GPR) and Standard Penetration Test (SPT) records of a regressive barrier in southern Brazil. Journal of Coastal Research, v. SI 64, p. 651-655, 2011.
FOLK, R.L., WARD, W.C., 1957. Brazos River Bar: A Study in the Significance of Grain Size Parameters. Journal of Sedimentary Petrology, v. 27, p.3-26. https://doi.org/10.1306/74D70646-2B21- 11D7-8648000102C1865D.
HAITJEMA, H. M.; MITCHELL-BRUKER, S. Are water tables a subdued replica of the topography? Groundwater, [s. l.], v. 43, n. 6, p. 781– 786, 2005. Disponível em: https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2005.00090.x. Acesso em: 1 set. 2022.
HAUSMAN A. Províncias hidrogeológicas do estado do Rio Grande do Sul - RS. Acta Geológica Leopoldensia: Estudos Tecnológicos, [s. l.], n. 2, p. 1-27, 1995.
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Mapa de estações, 2013. Disponível em: https://mapas.inmet.gov.br/. Acesso em: 21 jul. 2020.
LEANDRO, C. G. et al. GPR trace analysis for coastal depositional environments of southern Brazil. Journal of Applied Geophysics, v. 162, p. 1-12, 2019. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S09269851 1830065X?via%3Dihub. Acesso em: 11 nov. 2021. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2019.01.002
MACHADO, J. L. F.; FREITAS, M. A. Projeto Mapa Hidrogeológico do Rio Grande do Sul: relatório final. Porto Alegre: CPRM, 2005. Disponível em: https://rigeo.cprm.gov.br/handle/doc/5249. Acesso em: 2 dez. 2020.
MANOEL FILHO, J. Água Subterrânea em Meios Porosos Homogêneos: Ocorrência das águas subterrâneas. In: FEITOSA, F. A. C.; MANOEL FILHO, J.; FEITOSA, E. C.; DEMETRIO, J. G. A. Hidrogeologia: conceitos e aplicações. 3. ed. Rio de Janeiro: CPRM, 2008.
MITCHUM JR., R. M.; VAIL, P. R.; SANGREE, J. B. Seismic stratigraphy & global changes of sea level: Part six: Stratigraphic interpretation of seismic reflection patterns in depositional sequences. In: PAYTON, C. E. (org.). Seismic Stratigraphy: Applications to Hydrocarbon Exploration. Oklahoma: American Association of Petroleum Geologists, 1977. p. 117-123.
NASCIMENTO, E. A. Caracterização hidrogeológica da unidade aquífera barreira holocênica na região de Cassino, Rio Grande (RS). 2013. 67 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Geologia) – Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2013. Disponível em: http://hdl.handle.net/10183/95520. Acesso em: 01 dez. 2020.
NEAL, A. Ground-penetrating radar and its use in sedimentology: principles, problems and progress. Earth-Science Reviews, [s. l.], v. 66, n. 3–4, p. 261-330, 2004. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S00128252 04000054. Acesso em: 9 nov. 2021.
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2004.01.004
OLIVEIRA, A. M. et al. Análise do avanço da cunha salina em sistema aquífero costeiro. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, [s. l.], v. 23, n. 5, p. 939-950, set./out. 2018. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/B5DS46h345P9xBryJTmcxzR/?lang= pt. Acesso em: 18 mar. 2023. set./out. 2018. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/B5DS46h345P9xBryJTmcxzR/?lang= pt. Acesso em: 18 mar. 2023.
https://doi.org/10.1590/s1413-41522018167251
ROCHA, C. M. Conexões e interações entre a água superficial e subterrânea na Costa Norte do RS (CNRS), Brasil. 2018. 132 f. Tese (Doutorado em Oceanografia Física, Química e Geológica) – Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2018. Disponível em: https://repositorio.furg.br/handle/1/10312. Acesso em: 4 mai. 2020.
ROCHA, C. M.; ANDRADE, C. F. F.; NIENCHESKI, L. F. H. Descarga de água subterrânea para as lagoas costeiras do Litoral Norte do Rio Grande do Sul, Brasil. Brazilian Journal of Aquatic Science and Technology, [s. l.], v. 19, n. 2, p. 76–84, 2015. Disponível em: https://periodicos.univali.br/index.php/bjast/article/view/6194. Acesso em: 4 maio 2020. https://doi.org/10.14210/bjast.v19n2.6194
ROCHA, C. M.; BARBOZA, E. G.; NIENCHESKI, L. F. H. Radon activity and submarine groundwater discharge in different geological regions of a coastal barrier in Southern Brazil. Environmental Earth Sciences, [s. l.], v. 77, n. 14, p. 1-14, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s12665-018-7711-0. Acesso em: 5 maio 2020. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7711-0
TEDESCO, A. M.; OLIVEIRA, G. A.; TROJAN, F. Avaliação da vulnerabilidade à contaminação das águas subterrâneas por meio dos métodos AHP e TOPSIS. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, [s. l.], v. 26, n. 3, p. 401-407, maio/jun. 2021. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/XnLJNmdCCTdVpNJT8KzMGQK/?lang=pt. Acesso em: 18 mar. 2023. https://doi.org/10.1590/s1413- 415220190322
TROIAN, G. C. et al. Modelo conceitual hidroestratigráfico do sistema aquifero costeiro no litoral norte do Estado do Rio Grande Do Sul. Revista Águas Subterrâneas, São Paulo, v. 34, n. 3, p. 264-274, 2020. Disponível em:
https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/29 883. Acesso em: 18 mar. 2023.
https://doi.org/10.14295/ras.v34i3.29883
VAIL P. R.; MITCHUM JR., R. M.; THOMPSON III, S. Seismic stratigraphy & global changes of sea level: Part three: relative changes of sea level from coastal onlap. In: PAYTON, C. E. (org.). Seismic Stratigraphy: Applications to Hydrocarbon Exploration. Oklahoma: American Association of Petroleum Geologists, 1977. p. 63-81.
VILLWOCK, J. A. et al. Geology of the Rio Grande do Sul coastal province. In: RABASSA, J. (ed.). Quaternary of South America and Antarctic Peninsula. Londres: CRC Press, 1986. p. 79-97.
