Identification for a Favorable Area of Groundwater Exploitation Based on Structural and Geoelectrical Data in Fractured Aquifer in Southern Brazil

• Cesar Augusto Moreira ^[1] ; Livia Porte Innocenti Helene ^[2]
  1. [1] Geology Department, Geosciences and Exact Sciences Institute (IGCE), São Paulo State University
  2. [2] São Paulo College of Technology
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 61, Nº. 4, 2022, págs. 287-300
• Idioma: inglés
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  • español

    La complejidad estructural inherente a los acuíferos fracturados, que controla la acumulación y el flujo de agua subterránea en zonas restringidas, puede dar lugar a un elevado número de pozos tubulares no productivos. El análisis combinado de las características geomorfológicas y las investigaciones indirectas, como los métodos geofísicos, permite identificar objetivos favorables para la explotación de aguas subterráneas. Este trabajo trata de los estudios estructurales regionales y locales acoplados con datos de tomografía de resistividad eléctrica con el fin de identificar objetivos favorables para la explotación de aguas subterráneas para el consumo urbano en un granito fracturado situado en la ciudad de Caçapava do Sul, en el sur de Brasil. El control estructural se manifiesta en las formas del terreno regional y condiciona claramente la orientación de los drenajes principales. Basándose en este control estructural, se realizaron cuatro líneas paralelas de tomografía de resistividad eléctrica en una zona de interés para la explotación de aguas subterráneas, seguidas de la generación de modelos de inversión 2D y de modelos pseudo 3D. El contacto entre el suelo superficial muy fino y el macizo granítico subyacente determina la existencia de un acuífero libre regional y la probable recarga del acuífero fracturado. En los modelos de inversión 2D se producen variaciones bruscas de resistividad relacionadas con las fracturas verticales localmente reconocidas en el yacimiento, aunque no muestran continuidad lateral (fuera del plano). El análisis de los mapas geofísicos a partir de 40 metros de profundidad permite reconocer tres alineaciones de baja resistividad (alrededor de 500 Ω m) dentro de un contexto granítico donde predominan los valores altos (por encima de 15000 Ω m). Estas alineaciones muestran un patrón de triple intersección de fracturas reconocido también en las imágenes de satélite, que son altamente favorables para la acumulación y explotación de aguas subterráneas.

  • English

    The inherent structural complexity of fractured aquifers, which controls the groundwater accumulation and flow in restricted zones, can lead to a high number of non-productive tube wells. The combined analysis of geomorphological features and indirect investigations like geophysics methods allows the identification of favorable targets for groundwater exploitation. This paper deals with regional and local structural surveys coupled with electrical resistivity tomography data in order to identify favorable targets for groundwater exploitation for urban consumption in a fractured granite located in Caçapava do Sul city, southern Brazil. The structural control is manifested in the regional landforms and clearly conditions the orientation of main drainages. Based on this structural control, four parallel electrical resistivity tomography lines were performed in an area of interest for ground-water exploitation, followed by the generation of 2D inversion models and pseudo 3D models. The contact between the very thin superficial soil and the underlying granite massif determines the existence of a regional free aquifer and the probable recharge of the fractured aquifer. In the 2D inversion models, abrupt variations of resistivity related to locally recognized vertical fractures in the field occur, although they do not show lateral continuity (out of plane). The analysis of the geophysical maps from 40 meters depth allows the recognition of three alignments of low resistivity (around 500 Ω m) within a granite context where high values predominate (above 15000 Ω m). These alignments show a triple fracture intersection pattern also recognized in satellite images, which are highly favor-able for groundwater accumulation and exploitation.