| Summary: | ALMEIDA, J. R. F. Transporte reativo de contaminantes nitrogenados em zonas vadosa e saturada na bacia do Riacho dos Macacos em Juazeiro do Norte – Ceará. 2015. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. === Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-29T13:32:50Z
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Previous issue date: 2015-12-15 === The sedimentary aquifers present in the south of Ceará hold important natural water resources for the population of this region, because of their good quality and great availability. However, they constitute fragile resources being susceptible to degradation processes by human action. The objective of this research is to deepen the knowledge of the hydrogeochemistry of the medium aquifer in Juazeiro do Norte and understand the dynamics of transport of nitrogenous contaminants in the Riacho dos Macacos watershed area. For this purpose, Stiff diagrams and statistical analysis of hierarchical clustering were applied in hydrochemical monitoring data of 26 wells, totaling 158 samples, collected between the years 2010 and 2014, and data from pumping tests were used in groundwater flow simulations for modeling the transport of contaminants in the vadose and saturated zones. Stiff diagrams showed the classification of waters according to the presence of the dominant ions, where water quality showed changes for dry and wet periods: cluster analysis was able to differentiate groups with different water quality. A groundwater flow model was generated using Visual MODFLOW Classic software, which, properly calibrated and validated, identified the hydraulic head in the aquifer in 2015 and map the thickness of the vadose zone where biological transformation processes of nitrogen compounds by oxidation reactions happen. PHREEQC interactive software simulations showed that the vadose zone allows the input of significant concentrations of nitrate to groundwater, and sewage from septic tanks is also an important source of groundwater contamination. Aquifer exploitation scenarios were simulated and showed that an increase in nitrate release into the aquifer can degrade the water quality of most wells reaching levels which impede their use. On the other hand, a gradual reduction of the contaminant load can ensure the recovery of water quality throughout the wellfield in about ten years; while a sudden cut of sewage release into the drainage channel and the Riacho dos Macacos creek promotes a reduction in nitrate concentration to acceptable levels within about two years throughout the aquifer === Os aquíferos sedimentares presentes na região sul do Ceará representam importantes recursos hídricos naturais para a população dessa região, devido as suas boas qualidades e grandes disponibilidades. No entanto, constituem em recursos frágeis, sendo susceptíveis a processos de degradação por ações antrópicas. O objetivo dessa pesquisa é aprofundar os conhecimentos sobre a hidrogeoquímica do aquífero médio presente no município de Juazeiro do Norte e compreender a dinâmica do transporte de contaminantes nitrogenados em torno na bacia do riacho dos Macacos. Para isso, o diagrama de Stiff e a análise estatística de agrupamento hierárquico foram aplicados em dados de monitoramento hidroquímico de 26 poços tubulares, totalizando 158 amostras coletadas entre os anos de 2010 e 2014, e dados de testes de bombeamento foram utilizados em simulações de fluxo hídrico subterrâneo para modelar-se o transporte de contaminantes em zona vadosa e saturada. Os diagramas de Stiff mostraram a classificação das águas quanto à presença dos íons dominantes, onde a qualidade das águas mostrou-se sensível às mudanças de períodos secos e chuvosos e as análises de agrupamentos conseguiram diferenciar grupos de águas com qualidade distintas. Um modelo de fluxo subterrâneo foi gerado por meio do software Visual MODFLOW Classic, o qual devidamente calibrado e validado permitiu identificar as cargas hidráulicas no aquífero no ano de 2015 e traçar a espessura da zona vadosa sujeita a permitir processos de transformação biológica de compostos nitrogenados por reações de oxidação. Simulações do software PHREEQC interactive mostraram que a zona vadosa possibilita o aporte de concentrações significativas de nitrato ao aquífero, e que contribuições de esgoto por fossas sépticas também são importantes fontes de contaminação das águas subterrâneas. Cenários de exploração do aquífero foram simulados e mostraram que um aumento no lançamento de nitrato no aquífero pode deteriorar a qualidade da água da maioria dos poços a níveis que inviabilizem os seus usos. Por outro lado, uma redução gradativa da carga contaminante pode garantir a recuperação da qualidade das águas em toda a bateria de poços em até dez anos; enquanto um corte súbito de lançamentos de esgoto no canal de drenagem e no riacho dos Macacos promove sua redução dos teores de nitrato a níveis aceitáveis em até dois anos em todo o aquífero. Palavras-chave: Juazeiro do Norte, MODFLOW, Nitrato, PHREEQC, Riacho dos Macacos
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