Relationship between Mining and Groundwater Resources
the Case of Capão Xavier Mine, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais State, Brazil
Abstract
In general, the relationship between mining and groundwater resources follows two paths: i) water excess that requires the lowering of the potentiometric surface to enable the ore mining; ii) or water scarcity that results in external demands to enable the treatment of the ore mined. In the Capão Xavier mine region, and in the Quadrilátero Ferrífero as a whole, there is a conflict between mineral activity and urban sprawl that can be considered critical. In the region, the groundwater availability is high; being mainly associated with intergranular aquifers linked to the thick weathering mantles and fractured aquifers hosted in rocks of different natures (granite, terrigenous and chemical metasediment, metabasalt and carbonate). For the treatment of pumping test data, the method that best fitted and get best coherence was the applied to the double porosity medium. This method showed high coherence, not because the aquifers are framed in the conceptual model of double porosity, but because wells screens sections are positioned in soils, saprolite and fractured rocks, resulting in mixed capture systems, with water inlets from sections with intergranular and with secondary planar porosity (fractures), in two overlaid aquifers. In the case of the Capão Xavier mine area and surroundings part of the waters produced by pumping for drawdown is derived to complement the public supply. The possibility of expansion of mining areas is limited due to the presence of urban centers and federal highways. This study aimed to evaluate the aquifers of the region and demonstrate that the issue between mining, urban sprawl and groundwater resources in the Metropolitan Region of Belo Horizonte can be considered a single case that affects the development of different economic activities.
References
ARAÚJO, L. E. M.; MORAES, F.B. o local e o regional: a (re)estruturação policêntrica no planejamento da região metropolitana de Belo Horizonte sessão temática: pesquisas em áreas de expansão urbana: ação do mercado imobiliário sobre territórios de fragilidade ambiental e vulnerabilidade. In: ENANPARQ, 2016., 4. [Anais...]. Porto Alegre, 2016.
AZEVEDO, J.H. Fluxos subterrâneos e recarga do sistema aquífero alter do chão em lateritos amazônicos: estudo de caso em porto Trombetas, Pará. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas e Geodinâmica da Universidade de Brasília, 2019.
BARENBLATT, G.I., ZHELTOV I.P., KOCHINA, I.N. Basic concepts in the theory of seepage of homogeneous liquids in fissured rocks. Journal of Applied Mathematics and Mechanics, n. 24, p. 1286-1303, 1960. https://doi.org/10.1016/0021-8928(60)90107-6
CNRH. Resolução n 29, de 11 de dezembro de 2002 - Define diretrizes para a outorga de uso dos recursos hídricos para o aproveitamento dos recursos minerais, 2002.
DIAS, J.C.S.; BACELLAR, L.A.P. A hydrogeological conceptual model for the groundwater dynamics in the ferricretes of Capão Xavier, Iron Quadrangle, Southeastern Brazil, CATENA, Volume 207, 2021. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105663
ENDO I., CASTRO, P.T.A.; MACHADO, R., GALBIATTI, H.R.; ROSSI, D.Q.; ZAPPAROLI, A.C.; DELGADO, C.E.R.; OLIVEIRA, M.M.F.O. Estratigrafia e evolução estrutural do quadrilátero ferrífero, Minas Gerais. Quadrilátero Ferrífero: Avanços do conhecimento nos últimos 50 anos, 2020.
FONTES, M. P., & PERONI, R. de L. Influence of water level in mine sequencing applied to strategic mining planning. REM - International Engineering Journal, 73, 2020. https://doi.org/10.1590/0370-44672019730082,
FRASA. Mina de Capão Xavier. Relatório de Acompanhamento Hidrogeológico. Ciclo Hidrogeológico 2018/2019. Relatório Técnico, Belo Horizonte, Vale, 2020.
GOMES, A.W. Impactos da variabilidade temporal do regime pluviométrico da recarga de aquíferos: estudo de caso em Caetité, BA. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas e Geodinâmica da Universidade de Brasília, 2019.
HANTUSH, M.S. Modification of the theory of leaky aquifers. Journal of Geophysics Research, v. 65, n. 11, p. :3713-3725, 1960. https://doi.org/10.1029/JZ065i011p03713
JAKEMAN, A.J.; BARRETEAU, O; HUNT, R.J.; RINAUDO, J.C.; ROSS, A.; ARSHAD, M.; HAMILTON, S. Integrated Groundwater Management: An Overview of Concepts and Challenges. 10.1007/978-3-319-23576-9_1/: 3-19, 2016.
LUME. Projeto de Sondagem Geológica Capão Xavier - Mar Azul, 2021 Estudo de Impacto Ambiental Vol. I - Caracterização do Empreendimento, 2021.
MOENCH, A.F. Double porosity models for fissured groundwater reservoir with fravture skin. Water Resources Research. v. 20, n., p. 831-846, 1984. https://doi.org/10.1029/WR020i007p00831
MOURÃO, M.A.A Caracterização hidrogeológica do Aquífero Cauê, Quadrilátero Ferrífero, MG. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais, 94-136p, 2007.
OWOR, M., OKULLO, J., FALLAS, H. Permeability of the weathered bedrock aquifers in Uganda: evidence from a large pumping-test dataset and its implications for rural water supply. Hydrogeology Journal 30, p. 2223–2235. https://doi.org/10.1007/s10040-022-02534-0
PAULA, T.L.F., CAMPOS, J.E.G. Aquíferos com fluxos controlados simultaneamente por porosidade intergranular e planar: Aplicação a rochas metassedimentares do Alto Paraguai, MT. RBRH. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 21, n. 1, p. 11-24, 2016. https://doi.org/10.21168/rbrh.v21n1.p11-24
RAMOS, M.L.S; CORDEIRO, V.F, FERNANDES, R.A. Histórico e arcabouço hidrogeológico do Quadrilátero Ferrífero. Quadrilátero Ferrífero: Avanços do conhecimento nos últimos 50 anos. 382-405p, 2020.
RIBEIRO, D. T. Enriquecimento supergênico de formações ferríferas bandadas: estruturas de colapso e desordem. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, Rio de Janeiro. 123p, 2004.
ROY HILL. Roy Hill Iron Ore Pty Ltd - Revised proposal for the roy hill iron ore mine -Environmental Review.176p, 2020.
SHINZATO, E.; CARVALHO FILHO, A. Projeto APA Sul Região Metropolitana de Belo Horizonte: estudos do meio físico, pedologia. Belo Horizonte: CPRM/EMBRAPA/SEMAD, 2005.
SMITH, L. 2020. Hydrogeology and mineral resource development. The Groundwater Project. ISBN: 978-1-77470-002-0
THEIS, C. V. The source of water derived from wells— Essential factors controlling the response of an aquifer to development: Civil Engineering, v. 10, n. 5, p. 277–280, 1940.
WARREN, J.E.; ROOT, P.J. The behavior of naturally fractured reservoirs. Society of Petrol. Engrs. Journal, n. 3, p. 245-255, 1963. https://doi.org/10.2118/426-PA
WOLEYPARSONS. Pilbara Iron Ore Project. Groundwater Impact Assessment. 352 p, 2012.
