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Title in Portuguese: Análise estatística multivariada e modelo geoquímico inverso no estudo da qualidade da água subterrânea da bacia de Forquilha em Quixeramobim-Ceará
Title: Multivariate statistical analysis and inverse geochemical model in the study of groundwater quality Fork Basin in Quixeramobim, Ceará
Author: Almeida, João Roberto Façanha de
Advisor(s): Frischkorn, Horst
Keywords: Aqüifero aluvial
Análise multivariada
Recursos hídricos
Issue Date: 16-Nov-2009
Citation: ALMEIDA, J. R. F. Análise estatística multivariada e modelo geoquímico inverso no estudo da qualidade da água subterrânea da bacia de Forquilha em Quixeramobim-Ceará. 2009. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
Abstract in Portuguese: Os aqüíferos aluviais presentes na região semi-árida do Nordeste brasileiro hospedam importantes recursos hídricos naturais para as populações que vivem nessa região, devido a sua excelente qualidade, quando comparado aos aqüíferos localizados nas áreas de embasamento cristalino. No entanto, constituem recursos frágeis, sendo susceptíveis a processos de degradação da sua qualidade por ações antrópicas, variações climáticas ou modificações hidrogeológicas. Com o objetivo de identificar e quantificar os principais processos responsáveis pelo aumento da salinidade observada no aqüífero aluvial durante o período não chuvoso usou-se, além de estudos hidroquímicos (diagramas e estudo de razões iônicas), a análise estatística multivariada (agrupamento hierárquico e discriminante) e a modelagem geoquímica inversa. Os diagramas de Piper e Stiff mostraram a classificação das águas quanto à presença dos íons dominantes, onde as águas aluviais apresentaram características intermediárias entre as águas do aqüífero fissural e água dos reservatórios. Com o diagrama de RAS obteve-se a mesma interpretação. As relações iônicas revelaram forte relação das águas aluviais com a litologia da região e a provável dissolução de aerossóis contendo compostos de MgCl2 nos aqüíferos do embasamento cristalino. A análise de agrupamento mostrou as similaridades entre os poços, enquanto a análise discriminante ajudou a compreender o processo de salinização no aqüífero aluvial. As modelagens geoquímicas inversas realizadas com o PHREEQC identificaram trocas catiônicas de CaX2, MgX2, NaX e KX, além de precipitações de K-mica e albita e dissoluções de anortita e K-feldspato, evidenciando a ação intempérica das águas sobre as rochas. A grande dissolução de CO2 nas águas aluviais justifica a característica bicarbonatada dessas águas. A contribuição volumétrica de águas do aqüífero fissural, como forma de justificar o aumento da salinidade nos poços aluviais, foi estimada entre 1,53% e 27,99% para diferentes pontos, na média foi de 15,8%. No entanto, esta contribuição representa quase 64% da salinidade no aluvião.
Abstract: The alluvial aquifers in the semi-arid region of Brazil’s Northeast host an important natural water resource for the populations that live in that region, owing to its excellent quality, when compared to the crystalline basement rock aquifers. However, they are fragile resources and are susceptible to processes of degradation of quality by anthropic action, climatic changes or hydrogeological modifications. The objective of this research is to identify and quantify the primary processes responsible for the increase in salinity observed in the alluvial aquifers during the dry season. Besides hydrochemical analysis (Piper and Stiff diagrams and ionic relations), multivariate statistical analysis (hierarchical clustering and discriminant analyses) and inverse geochemical modeling were also used. The Piper and Stiff diagrams presented water classification according to dominant ions, where the alluvial water showed intermediate characteristics between the hard-rock basement aquifer water and that from the reservoirs. With the SAR diagram, the same result was observed. The ionic relations revealed a strong relation of the alluvial water with the lithology of the region and the probable dissolution of aerosols containing composites of the MgCl2 type in the aquifers of the crystalline rock shield. Cluster analysis showed the similarities between the wells, whereas discriminant analysis helped to understand the process of salinization in the alluvial aquifer. The inverse geochemical modeling carried out with PHREEQC identified cationic exchanges of CaX2, MgX2, NaX and KX, as well as precipitation of K-mica and albite and dissolutions of anorthite and K-feldspar, evidencing the intemperic action of the water on the rocks. Strong dissolution of CO2 in the alluvial water justifies the bicarbonated characteristics of that water. The volume contribution from crystalline rock aquifer water was estimated as between 1.53% and 27.99% at different points with a mean value of 15.8%. However, this contribution represents nearly 64% of the salinity of the water in the alluvium.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/16832
metadata.dc.type: Dissertação
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