LOUREIRO, C. de O.

MACHADO, D. A.

VIANA, J. H. M.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Vulnerabilidade natural das águas subterrâneas no entorno da Embrapa Milho e Sorgo.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

1João Herbert Moreira Viana(1); Daniela Alcântara Machado(2) & Celso de OliveiraLoureiro(3)(1) Pesquisador, Embrapa Milho e Sorgo, Rod. MG 424 km 45, Sete Lagoas, MG, CEP 35.701-970,jherbert@cnpms.embrapa.br (apresentador); (2) Mestranda do Curso de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente eRecursos Hídricos, UFMG, Belo Horizonte, MG, CEP 31270-901, danni.amachado@gmail.com ; (3) Professor,Departamento de Engenharia sanitária e Ambiental, Belo Horizonte, MG, CEP 31270-901, celso@desa.ufmg.brApoio: CNPq, CopasaRESUMO: Esse trabalho visou um melhorentendimento do sistema hidrogeológico e davulnerabilidade natural das águas subterrâneas àcontaminação por insumos da atividade agrícola naárea de influência da Embrapa Milho e Sorgo, emSete Lagoas – MG. Foi realizada uma caracterizaçãogeral da área de estudo com visitas aos principaislocais de interesse hidrogeológico. Foramexecutados furos de sondagem, medidas dainfiltração de água no solo com permeâmetro deGuelf, e instalados poços de monitoramento daqualidade da água subterrânea e de medição do níveld`água. Esse conjunto de dados foi utilizado para acaracterização do modelo de circulação hídricasubterrânea. A partir desse modelo, foi desenvolvidoo modelo hidrogeológico computacional, utilizandoo aplicativo Visual MODFLOW. A avaliaçãopreliminar da vulnerabilidade à contaminação daságuas subterrânea foi realizada a partir do modeloqualitativo denominado DRASTIC Agrícola. Omodelo hidrogeológico computacional indicou que osentido principal do fluxo d`água subterrânea é dosdivisores de água local em direção aos córregosJequitibá e Matadouro. O índice DRASTIC Agrícolaapresentou cinco classes de vulnerabilidade: baixa,moderada, alta, muito alta e extrema, predominandoa classe muito alta (26 km² ou 34 % da áreaavaliada), associada às regiões próximas aoscórregos Jequitibá e Matadouro.Palavras-chave: contaminação, aquífero, modelagem.INTRODUÇÃOAs questões referentes à preservação dosmananciais hídricos subterrâneos dependem dasatividades que são adotadas em superfície, uma vezque existem inúmeros sistemas de comunicaçãoentre o solo e as águas subterrâneas e superficiais.Neste contexto, as atividades de origem agrícolaoferecem riscos à qualidade das águas subterrâneas,principalmente pelo uso de agroquímicos(fertilizantes e herbicidas) e seus metabólitos, quepodem contaminar as águas subterrâneas esuperficiais.A avaliação da vulnerabilidade em áreas ondeexiste um potencial de contaminação da águasubterrânea apresenta-se útil na medida em que podeauxiliar na priorização das diversas atividades demonitoramento ambiental. Pode-se, por exemplo,através da utilização de mapas de vulnerabilidade,definir áreas onde o monitoramento deva serexecutado de maneira mais intensiva, bem comoauxiliar no planejamento de práticasconservacionistas visando à definição de áreas quedevam ser protegidas de modo a garantir aintegridade do aquífero em termos de qualidade daágua.A utilização sustentável dos recursos hídricosimplica na adoção de medidas de gestão adequadas,que evitem a degradação desses recursos e quepermitam a sua proteção, especialmente em zonassujeitas ao maior risco de poluição. A EmbrapaMilho e Sorgo está localizada na região cárstica daProvíncia Hidrogeológica do São Francisco.Peculiaridades envolvendo os aquíferos cársticostêm justificado inúmeros estudos realizados em suasáreas de ocorrência, visto que esses aquíferosapresentam grande importância como fonte de águapara abastecimento, mas também são vulneráveis àcontaminação. Como fornecedor de tecnologia naárea de manejo e uso do solo, e tendo em vista acrescente preocupação com a proteção dosmananciais hídricos (superficial e subterrâneo), aEmbrapa Milho e Sorgo tem voltado suas atençõespara o tema. Desta forma, o objetivo geral desteestudo foi fazer a caracterização hidrogeológica e aVulnerabilidade natural das águas subterrâneas no entorno da EmbrapaMilho e Sorgo2avaliação preliminar da vulnerabilidade àcontaminação das águas subterrâneas no entorno daEmbrapa Milho e Sorgo.MATERIAL E MÉTODOSA metodologia adotada para a realização destetrabalho consistiu na integração das seguintesatividades: levantamento bibliográfico ecartográfico; trabalhos de campo; caracterizaçãogeral da área de estudo; caracterização do modelo decirculação hídrica subterrânea e caracterização davulnerabilidade e do risco de contaminação deaquíferos.Inicialmente foi realizado um reconhecimentogeral da área de estudo, com visitas a pontos deinteresse para o desenvolvimento desde estudo. Oslocais visitados e cadastrados incluíram asnascentes, lagoas, cursos d`água, pontos de captaçãoda água subterrânea (cacimbas e poços tubulares),afloramentos rochosos e as áreas de cultivo agrícola.Foi então providenciada a execução de furos desondagem, utilizando trado manual e mecânico, paradescrição macroscópica do perfil do solo ou dosaprolito e localização do nível freático, quandopossível.Foi feita a medição da infiltração de água,usando o permeâmetro de Guelph, nas mesmas áreasem que se realizou a sondagem a trado. Foram feitasa perfuração e a instalação da rede de poços demonitoramento hidrogeológico e da qualidade daágua subterrânea; com a amostragem concomitantedo material geológico nos furos a trado e nos poçosde monitoramento e a medição do nível d’água nosfuros de sondagem a trado e nos poços demonitoramento.Após a caracterização da área de estudo, foramdesenvolvidos o modelo hidrogeológico conceitual eo computacional. Para o modelo hidrogeológicoconceitual, foram definidos: a área de influência econtornos topográficos da Embrapa; as unidadeshidroestratigráficas existentes na área de estudo e asáreas de recarga e descarga do aquífero subterrâneo.Para o desenvolvimento do modelo hidrogeológicocomputacional foi utilizada a metodologia deAnderson & Woessner (1992), que se resume nasseguintes etapas:  definição da base topográfica;definição do domínio e da malha do modelocomputacional, a partir da avaliação da área deinfluência da Embrapa e os contornostopográficos; definição das condições de contorno,tais como: cargas constantes, fluxo zero e drenos;incorporação das unidades hidroestratigráficasdefinidas no modelo hidrogeológico conceitual;atribuição dos valores dos parâmetros hidráulicos,para cada unidade hidroestratigráfica, baseados emdados obtidos em campo e da literatura; e calibraçãodo modelo por meio de ajustes nos valores darecarga e dos parâmetros hidráulicos, utilizandocomo referência os valores de cota d`água nospoços, cisternas e nascentes, e da vazão noscórregos.O método utilizado para a avaliação emapeamento da vulnerabilidade natural das águassubterrâneas no entorno da Embrapa foi oDRASTIC Agrícola, desenvolvido por Aller et al.(1987). As informações necessárias para a aplicaçãodo método foram obtidas por meio de investigaçõesde campo e em bases de dados disponíveis eminstituições públicas e órgãos de pesquisa. Osoftware utilizado como ferramenta para montagemdo mapa preliminar de vulnerabilidade foi oArcGIS, na versão 9.2, da empresa ESRI. O índiceDRASTIC corresponde à soma ponderada de setevalores que correspondem à avaliação dos seguintesparâmetros hidrogeológicos (Fig. 1):D – Profundidade do Lençol Freático (Depth togroundwater);R – Recarga do Aquífero (Recharge rate);A – Materil do Aquífero (Aquifer media)S – Tipo de Solo (Soil media);T – Topografia (Topography);I – Influência da Zona Vadosa (Impact of the vadosezone)C – Condutividade Hidráulica do Aquífero(Hydraulic conductivity). O mapa preliminar davulnerabilidade foi elaborado através da álgebra demapas (análise demulti-critérios), utilizando o software ArcGISversão 9.2.Após a fase de atribuição de valores foi realizadoo cruzamento dos sete mapas: mapa de profundidadedo lençol freático (D), mapa de recarga do aquífero(R), mapa de tipo de aquífero (A), mapa de tipo desolos (S), mapa de topografia (T), mapa de impactoda zona vadosa (I) e o mapa de condutividadehidráulica (C).A soma dos produtos dos pesos e índices de3avaliação de cada parâmetro de vulnerabilidade(Da*Dp+Ra*Rp+Aa*Ap+Sa*Sp+Ta*Tp+Ia*Ip+Ca*Cp; na qual: a – índice de avaliação atribuída aoparâmetro e p – peso atribuído ao parâmetro),produziu a classificação final, transformada entãoem vulnerabilidade natural à contaminação dosaquíferos livres na área de estudo.RESULTADOS E DISCUSSÃOO modelo hidrogeológico computacionalapresentou-se coerente com o respectivo modeloconceitual, mostrando que o fluxo de águasubterrânea ocorre dos altos topográficos em direçãoàs respectivas drenagens, no caso os córregosJequitibá e Matadouro, e de sul para norte, emdireção ao nível de base local, que é o rio dasVelhas.O modelo indica que os pontos demonitoramento denominados lagoas Olhos d’Água eSubida da Estação são áreas de descarga da águasubterrânea, e na região da lagoa da Capivara ofluxo d`água subterrânea tende a ser epidérmico,com uma contribuição limitada na parte superior doescoamento freático e em profundidade, o fluxo deágua sob a lagoa se direciona para os elementos debase, representados pela lagoa Olhos d´Água ecórrego Matadouro (Fig. 2a). Os índices devulnerabilidade obtidos variaram de 124 a valoressuperiores a 200, permitindo o agrupamento decinco classes de vulnerabilidade: baixa, moderada,alta, muito alta e extrema, com predominância, namaior parte da área, de vulnerabilidade alta (índicede 160 a 179), conforme mostrado no mapa da Fig.2b.A Tab. 1 mostra os intervalos das classes devulnerabilidade com os respectivos valores de áreaem km². É importante ressaltar que o índicedeterminado é independente da carga poluente. Nocaso de se pretender determinar o risco de umadeterminada área com relação a um tipo específicode poluente é necessário considerar outros fatores,como as propriedades físico-químicas do poluente, aintensidade de aplicação, a persistência docontaminante no ambiente dentre outros. Para asclasses de vulnerabilidade baixa e moderada o riscode poluição foi minimizado, principalmente, pelaprofundidade mais elevada do lençol freático, pelotipo de material da zona vadosa e pela variação nadeclividade do terreno. As classes devulnerabilidade alta e muito alta (26 km² ou 34 %)foram dominantes na área de estudo e estãodistribuídas próximas aos córregos Jequitibá eMatadouro, onde o nível d`água subterrânea estámais próximo da superfície e as cotas topográficasmais baixas. O mapa de vulnerabilidade denota aimportância do fator profundidade do nível d`águauma vez que a faixa de maior vulnerabilidadecorresponde à de menores profundidades do lençolfreático.CONCLUSÕESO modelo hidrogeológico computacionaldesenvolvido nesse trabalho apresentou-se coerentecom o respectivo modelo conceitual. O mapapreliminar de vulnerabilidade natural do aquíferofreático mostrou que as vulnerabilidades variam debaixa a extrema, com predomínio da vulnerabilidademuito alta e alta e que essa vulnerabilidade aumentacom a proximidade dos ribeirões Matadouro eJequitibá e diminui nos altos topográficos.AGRADECIMENTOSOs autores agradecem o apoio da Copasa narealização dos trabalhos e a bolsa do CNPq.REFERÊNCIASALLER, L., et al. DRASTIC: a standardized systemfor evaluating ground water pollution potencialusing hydrogeologic settings. Washington, D.C.,U.S. Environmental Protection Agency, 1987. 643p. (Publication EPA 600287035).ANDERSON, M. P.; WOESSNER, W.W. Appliedgroundwater modeling: simulation of flow andadvective transport. Califórnia: Academic Press,381 p, 1992.MACHADO, DANIELA ALCÂNTARA.Caracterização hidrogeológica e vulnerabilidadenatural das águas subterrâneas no entorno doCentro Nacional de Pesquisa Milho e Sorgo - SeteLagoas/MG. Dissertação de mestrado.  Escola deEngenharia, Universidade Federal de Minas Gerais,Belo Horizonte. 2011. 215 P.4Tabela 1. Classes de vulnerabilidade para a área de estudo.Intervalo de valores Classe de vulnerabilidade Área (km2) Fração da área (%)124 - 139 Vulnerabilidade baixa 0,90 1,17140 - 159 Vulnerabilidade moderada 16,23 20,92160 - 179 Vulnerabilidade alta 26,49 34,14180 - 199 Vulnerabilidade muito alta 23,43 30,20>200 Vulnerabilidade extrema 10,53 13,58Total 77,60 100,00Figura 1. Planos de informações que foram combinados para a classificação da vulnerabilidade.Figura 2. Equipotenciais do nível d’água e direções do fluxo d’água subterrânea na área de trabalho, obtidasatravés do modelo hidrogeológico computacional (a) e mapa preliminar da vulnerabilidade àcontaminação no entorno do CNPMS (b).a b

Vulnerabilidade natural das águas subterrâneas no entorno da Embrapa Milho e Sorgo.

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