Decifrando a conexão rio-aquífero nas cabeceiras do Rio São Francisco utilizando traçadores químicos e isótopos estáveis

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Ramos, Marcela Aragão de Carvalho [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Hidrologia; Hidrogeologia; Isótopos estáveis; Química da água; Traçadores das águas subterrâneas; Stable isotopes; Hydrology; Water chemistry; Hydrogeology
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/310308

As mudanças climáticas, atividades antrópicas e pressões econômicas globais têm ameaçado a segurança hídrica de grandes populações. Neste contexto, a Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco (BHRSF), uma das principais bacias brasileiras, tem enfrentado redução na vazão e no armazenamento hídrico, especialmente durante período seco, quando a demanda por água supera a oferta. Este estudo combinou (i) análises isotópicas (δ²H e δ¹⁸O) em águas superficiais de toda a BHRSF, com (ii) uma abordagem integrada em hidroquímica e isótopos estáveis na região das cabeceiras do Rio São Francisco (sub-bacia São Francisco 1 – SF1), para caracterizar a conectividade rio–aquífero nessas regiões. Compreender a conexão rio–aquífero fornece bases técnicas para a gestão sustentável de recursos hídricos, a fim de assegurar a segurança hídrica presenta e futura. A BHRSF possui uma grande extensão territorial e regimes de precipitação variados ao longo de diferentes regiões fisiográficas, abrangendo sistemas aquíferos porosos, cársticos e fraturados. SF1 possui precipitação sazonal, com verões chuvosos e invernos secos, e abrange sistemas aquíferos fraturados, faturados-granulares e fraturados-cársticos. Os resultados na BHRSF indicam uma média de -24,98‰ para δ²H e -3,86‰ δ¹⁸O, com enriquecimento progressivo ao longo do fluxo do rio. Valores empobrecidos de d-excess após a descarga do Sistema Aquífero Urucuia apontam para uma significativa contribuição da descarga de águas subterrâneas na região. Os resultados em SF1 revelaram padrões hidroquímicos e isotópicos distintos entre estação seca e úmida. Águas subterrâneas e superficiais exibiram baixa mineralização, com condutividade elétrica média de 147,2 ± 99,4 μS.cm⁻¹ e 65,7 ± 78,7 μS.cm⁻¹, respectivamente. A abundância iônica (Ca²⁺ > Na⁺ > Mg²⁺ > K⁺ para cátions; e HCO₃⁻ > SO₄²⁻ > Cl⁻ > NO₃⁻ > F⁻ > PO₄³⁻ para ânions) indicou predominância de águas bicarbonatadas cálcicas e/ou magnesianas, influenciadas pela interação rocha-água e pela precipitação sazonal. A dinâmica isotópica na precipitação apresentou forte sazonalidade, com valores empobrecidos na estação chuvosa (-63,87‰ para δ²H; -9,86‰ para δ¹⁸O) e enriquecidos na estação seca (-5,12‰ para δ²H; -2,12‰ para δ¹⁸O), enquanto a composição isotópica das águas subterrâneas permaneceu estável (-43,71‰ para δ²H; -6,70‰ para δ¹⁸O). Já nas águas superficiais oscilaram (-44,95‰ para δ²H e -7,07‰ para δ¹⁸O na estação chuvosa; -38,12‰ para δ²H e -6,14‰ para δ¹⁸O na estação seca), refletindo a influência direta da precipitação. A partir do modelo de mistura bayesiana conclui-se que a descarga de águas subterrâneas é a principal fonte do fluxo superficial (60%–85% da contribuição), complementada pela precipitação de estação úmida. Esses resultados demonstram que a dinâmica hidrológica na BHRSF (em especial, em SF1), é fortemente influenciada pela descarga de aquíferos, principalmente durante os períodos secos, reforçando o papel crítico dos aquíferos para a manutenção da segurança hídrica na bacia. Isso destaca a necessidade de políticas de uso sustentável, otimizando alocações nos períodos de escassez.