AQÜÍFEROS FRATURADOS NO ESTADO DE SÃO PAULO, BR · mapa hidrogeolÓgico do estado de sÃo paulo...

AQÜÍFEROS FRATURADOS NO ESTADO DE SÃO PAULO, BR

Amélia J. Fernandes

Instituto Geológico SMA

MAPA HIDROGEOLÓGICO DO ESTADO DE SÃO PAULO

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LTO

Nível d'água do Aqüífero Guarani, conf inado

AQÜÍFERO BAURUAQÜÍFERO BAURU

A QÜÍFE RO GUARANI CONFINADO

AQÜICLUDE P ASSA DOIS AQÜÍFERO CRISTALINO

A QÜÍFERO TUBARÃO

BACIA DE SÃO PAULO

Escalas : Vertical , 1: 20 000 (1cm= 200m); Horizontal , 1: 1 000 000 (1 cm= 10km)

AQÜÍFERO SERRA GERAL(DIABÁSIO)

AQÜÍF ERO GUARANI

AQÜÍFERO SERRA GERAL (BASALTO)

MÉTODOS UTILIZADOS

Análise de lineamentos

Análise estrutural e tectônica� TRABALHOS DE CAMPO (afloramentos, perfilagens

de poços)� ANÁLISE DOS DADOS

� Caracterização geométrica dos grupos de fraturas� Identificação dos eventos tectônicos e sua superposição

Perfilagens geofísicas

Ensaios hidráulicos

ANÁLISE DE LINEAMENTOS

Foto aérea 1:25:000Imagem Landsat

Estruturas regionaisEstruturas locais:

poço

MODELO DIGITAL DO TERRENOVANTAGEM: VARIAÇÃO DO SOMBREAMENTO

NNNN

São Paulo

Análise estrutural e tectônica: os esforços tectônicos controlam a abertura

Mecanismos de formaçãoextensional cisalhamento

σ1

σ3

Cisalhamento também aumenta atransmissividade!

Feições superficiais:mecanismos de propagação

FRATURAS EXTENSIONAIS

Fraturas de cisalhamento

ESTUDOS DE CASO

Mapa de águas subterrâneas em 1:1.000.000

Campinas: correlação entre poços e lineamentos (estudo tectônico de detalhe)

Ribeirão Preto: análise estrutural e ensaios hidráulicos em basaltos

AquíferoSerra Geral: 651 poços

Aquífero Pré-Cambriano: 1437 poços

Mapa de Águas Subterrâneasdo Estado de São Paulo: aqüíferos fraturados

Mapa de Águas Subterrâneasdo Estado de São Paulo

Tipos litológicos

Capacidade específicamediana (m3/h/m)

0,04

0,08

0,18

1,26

0,62

Mapa de Águas Subterrâneasdo Estado de São Paulo

Condicionantes geológicos:grandes descontinuidades

Distribuições acumuladas

0,001

0,010

0,100

1,000

10,000

100,000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Frequência acumulada de casos (%)

Cap

acid

ade

espe

cífic

a (Q

/s) 0,01 a 0,14

0,02 a 0,33

0,05 a 0,67

0,16 a 2,89

0,12 a 7

Q/s m³/h/m

Mapa de Águas Subterrâneasdo Estado de São Paulo

Campinas:Lineamentos + análise detalhadada tectônica Cenozóica

Fernandes 1997, Fernandes & Rudolph 2001

288

7456

1.000 m

σ3

σ1

Padrão do eventoE3-NW

Fernandes 1997, Fernandes & Rudolph 2001

> 0,5

Q/s (m³/h/m)

< 0,5

Angular Interval = 5°

N

EW0.0 11.6%11.6% 5.8%5.8%

Poços em lineamentos NWsão mais produtivos para

o padrão de estruturas E3-NW

0 1000 m

286 288 290 292 294

7478

7476

7474

600

640

600

600

640

640

C1

C2

Fernandes 1997, Fernandes & Rudolph 2001

N

EW0.0 9.1%9.1% 4.5%4.5%

Lineament LengthSUB-AREA C1

Whole Length = 62,740 m Whole Length = 64,819 m

> 0,5

Q/s (m³/h/m)

< 0,5

E5-NNE

σ3

σ1

Campinas:Lineamentos + análise detalhadada tectônica Cenozóica

Poços em lineamentos NNEsão mais produtivos para

o padrão de estruturas E3-NNE

Ribeirão Preto: análise estrutural e ensaios hidráulicos em basaltos

PROJETO FRATASG“A Formação Serra Geral como conexão

hidráulica entre o Sistema Aqüífero Guarani e a superfície: análise estrutural e ensaios in

situ”

PROJETO FRATASG

ESTUDO GEOLÓGICO DE DETALHE

ANÁLISE ESTRUTURAL E TECTÔNICA

LEVANTAMENTO SISTEMÁTICO DE FRATURAS

CAMINHAMENTOS GEOFÍSICOS

PERFILAGENS GEOFÍSICAS EM POÇOS

TESTES HIDRÁULICOS COM OBTURADORES

QUÍMICA E ISÓTOPOS DE ÁGUA

PROJETO FRATASG

Perfilagens de poços

PROJETO FRATASG

Perfilagens (BHTV, T, CONDUTIVIDADE)

PROJETO FRATASG

Ensaios em poços com obturadores

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575

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550

675

675

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575

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575

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550

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600

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600

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8 00

625

625

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6 00

675

675

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600

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700

625

6 50

650

650

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625

600

625

725

P361 P360

P358

P357

P356P355

P354P353

P351

P344

P343

P341

P339

P336

P335

P333

P332

P331

P329P328

P327

P326

P325P324

P322

P321

P309

P294

P243

P242

P241

P240

P239

P237

P236

P225

P222P218

P214

P212

P211P203

P195

P192

P184

P173

P166

P161

P151P150

P142

P134P127

P116

P111

AF9

AF8AF7

AF6

AF5

AF4

AF43

AF44

AF50AF49

AF47AF46AF45

AF42

AF41

AF40

AF39

AF38

AF37

AF36AF35AF34

AF33AF30

AF29

AF22

AF10

AF31bAF32a

AF31a

D

B

A

C

Poço Limeira

Poço Brejinho

Poço G. Vermelho

202500

202500

203500

203500

204500

204500

205500

205500

206500

206500

207500

207500

208500

208500

209500

209500

210500

210500

211500

211500

212500

212500

213500

213500

7643

50076

4400

0 7644

50076

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50076

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4900

0 7649

50076

5000

0 7650

50076

5100

0 7651

50076

5200

0

GASB1

B2

B3

B4

Formação Serra Geral

Basalto 4 - B4

Basalto 3 - B3

Basalto 2 - B2

Basalto 1 - B1$ Formação Botucatu

Arenitos

!( Poço

!E Poço construído

Seção Geológica

#* Afloramento

Hidrografia

Curva de nível

Sistema viário

Direção do esforçomáximo principal

1 km

SAGB1

B2B3

B4

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6 00

5 75

65067

5

700

550

625

725750

800

650

575

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550

675

675

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575

550

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550

600

600

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600

62 5

650

750

625

600

800

625

625

600

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7 25

575

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675

6 75

600

6 00

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70 0

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700

700

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65 0

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650

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6 25

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P361 P360

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P356P355

P354P353

P351

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P343

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P333

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P322

P321

P309

P294

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P222P218

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P195

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P166

P161

P151P150

P142

P134P127

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P111

AF9

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AF6

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D

B

A

C

Poço Limeira

Poço B re jinho

Poço G. Vermelho

202500

202500

203500

203500

204500

204500

205500

205500

206500

206500

207500

207500

208500

208500

209500

209500

210500

210500

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211500

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212500

213500

213500

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0 765

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0765

100

0 765

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076

520

00

A

B

Seções geológicas A e B

Colunasestratigráficas

Poços

B1

B2

B3

B4Afloramentose mapa

Sistema Aqüífero Guarani (SAG)

B1- basalt 1

B2- basalt 2

B1

B2

B3

B4

BVA2B1

B2

B3

B4

Contato B2/B3

B1

B2

B3

B4Basalto B3

entablatura

colunada

Fraturas mais contínuas que cortam os níveis BVA

Modelo conceitual de circulação de água

Fraturas subhorizontais: mais permeáveisFraturas subverticais: devem seccionar os contatos

ScanlinesDireções, densidade e comprimento de fraturas

RESULTADOS (Análise estatística)

Análise estrutural e tectônicaDeterminação da posição dos esforços

Relações angularesσσσσ1 ~ N60E

Estrias e steps

Superposição dos eventos tectônicos

eσ1σ1σ1σ1ENE-EW

eσ1σ1σ1σ1NW

eσσσσ1NS

Mais antigo

Mais novo

eσ1σ1σ1σ1ENE

σσσσ1

Simulação de rede fraturas (UDEC)

Dados de entrada:� Direção, densidade, comprimento, abertura de

fraturas� Esforços in situ e condições de contorno� σ1 = N45E, σ3 = N45W (resultado da análise

estrutural)� Magnitude dos esforços: compatível com as

condições intraplaca

Dados de saída:� Abertura� Fechamento� Cisalhamento

Para cada fraturarepresentada no modelo

FechamentoSimulação no UDEC

AF8

Prof=100m, 1<K<1.5

In situ: x=y=0MPa, z=2.7Mpa

BC: x=1.35MPa, y=5MPa

Max: 1,87 mmMin Rep.: 3,74 mm

σ1σ1σ1σ1

σ3σ3σ3σ3

PLANO HORIZONTAL

Prof=100m, 1<K<1.5

In situ: x=y=0MPa, z=2.7Mpa

BC: x=1.35MPa, y=5MPa

Max: 1,5 a 2,0 mmMin Rep: 0,839 mm

PLANO HORIZONTALσ1σ1σ1σ1

σ3σ3σ3σ3

CisalhamentoSimulação no UDEC

Cruzando fechamento e cisalhamento

As fraturas que sofreram mais cisalhamento sem sofrer fechamento foram as de direção N70E e N10-20E

O cisalhamento destas está entre 1,5 e 2 mm

Qual é a importância de se determinara magnitude do cisalhamento?

Correlação: cisalhamento e T

Portanto, as fraturas N70E e N10-20Epodem ser as mais transmissivas

CONCLUSÕES

CONCLUSÕES

Ainda se sabe muito pouco sobre as direções das fraturas mais transmissivas (apesar dos estudos que correlacionam produção de poços com lineamentos)

CONCLUSÕES

Ainda se sabe muito pouco sobre as direções das fraturas mais transmissivas (apesar dos estudos que correlacionam produção de poços com lineamentos)

Estudos de correlação de poços com Q/s apontam para várias direções

CONCLUSÕES

Ainda se sabe muito pouco sobre as direções das fraturas mais transmissivas (apesar dos estudos que correlacionam produção de poços com lineamentos)

Estudos de correlação de poços com Q/s apontam para várias direções

Da mesma forma, ainda não se sabe se são esforços atuais ou esforços de eventos recentes que controlam a direção das fraturas mais transmissivas

CONCLUSÕES

Incorporação análise estrutural e tectônica em estudos que contemplem perfilagens e ensaios hidráulicos: determinação dos caminhos preferenciais

Grande impacto para a proteção dosaqüíferos fraturados

Quais fraturas estão abertas atualmente?

São as extensionais geradas em paleo-eventosquaternários?

São as paralelas ao SHmax atual?

Não há evidências conclusivas...

São as ativas atualmente (cisalhamento e extensionais?)

N

EW0.0 8.6%8.6% 4.3%4.3%

Whole Length = 62,740 m Whole Length = 64,819 m

SUB-AREA C2Lineament Length