Advecção de água subterrânea para as lagoas costeiras do litoral norte do RS, Brasil

Abstract

Este trabalho teve por objetivo o estudo as lagoas costeiras do litoral norte do Rio Grande do Sul (RS) e seus tributários quanto ao transporte de água doce de origem subterrânea para a plataforma continental, via estuário subterrâneo. É um estudo pioneiro sobre a descarga de água subterrânea (DAS) no litoral norte do RS.

Inicialmente, o capítulo 1 avaliou o transporte de água do manancial subterrâneo em direção aos corpos lagunares costeiros da região norte do RS empregando o método seepage meter, devido sua facilidade e rápida resposta. A área de estudo restringiu-se, pelas limitações do método, a um par de pontos em cada uma das lagoas Itapeva, Quadros, Pinguela e Barros, sendo que um dos pontos foi fixado na margem mais próxima da encosta e o outro, mais próximo da linha de costa. Este posicionamento amostral correspondeu às expectativas de que estas margens respondem diferentemente, de forma geral, recebendo águas subterrâneas próximo ao embasamento e perdendo águas para o manancial subterrâneo mais próximo a linha de costa, em direção a praia.

Sanada a lacuna da participação das águas subterrâneas no abastecimento/consumo das águas dos corpos lagunares, foi possível rever o balanço hidrológico para cada lagoa, inclusive indicando a representação do aporte subterrâneo frente às demais contribuições, que esteve entre 13 e 27 %. Ainda, estes dados possibilitaram estimar o tempo de residência destas águas superficiais, que variou desde poucas semanas até alguns meses.

No capítulo 2 foi aplicada uma técnica mais apurada, que quantifica com maior flexibilidade um proxy natural, o gás radônio, característico indicador de águas subterrâneas. Com isso, foi possível estender a rede amostral para um maior número de pontos nas margens destas mesmas lagoas, e agregar estações de coleta nos seus tributários, bem como em poços tubulares localizados em seus entornos. A execução se deu em duas campanhas, entre 2012 e 2014 e, evidenciou fluxo de radônio elevado nos tributários e um pouco mais baixos nas margens lagunares. Neste capítulo, a resposta entre margens também foi diferenciada, corroborando os resultados do capítulo anterior.

Foi estabelecido um balanço de massa para o qual resultaram descargas sensivelmente mais elevadas do que aquelas observadas via seepage meter e volumes na ordem de mais de 50 mil m3 ao dia, demonstrando ser a DAS responsável por até 22 % na participação das águas lagunares e 40 % dos volumes de escoamento em tributários.

Por fim, foi estabelecido os “end member” destes sistemas lagunar e fluvial, indicando o processo advectivo na faixa de milhões de metros cúbicos ao ano para esta região, assim como toneladas de nutrientes acompanhantes que confirmam ser a DAS fonte importante para a produção primária da costa oceânica adjacente.

This paper studies the coastal lagoons of the northern coast of Rio Grande do Sul (RS) and its tributaries to establish the Submarine Groundwater Discharge (SGD) to the continental shelf, via subterranean estuary. This is a pioneer study of SGD on the northern coast of the RS.

Chapter 1 assessed the transport of fresh groundwater toward coastal lagoons of the Northern of RS employing the seepage meter method, due to its low cost, facility and quick answer. The study area was restricted to, by the limitations of the method, a couple of points in each of the four lagoons considered: Itapeva, Quadros, Pinguela and Barros. One set of sampling stations close to the hillside and the other set, close to the ocean beach line. This sampling strategy corresponds with our expectations that these margins would respond differently. In general, we’ve observed that groundwater advects closest to basement and infiltrates to the groundwater manantial closest to shoreline, toward the beach.

After stablishing the role of groundwater in the supply/consumption of water to the lagoons, it was possible to review the water mass balance for each lagoon, indicating the representation of the fresh groundwater supply compared to the other contributions, which was between 13 and 27 %. Furthermore, these data allow us to estimate the residence time of these water bodies, which ranged from few weeks to some months.

In chapter 2 was applied a more refined technique, which measures a natural proxy, radon gas, a characteristic indicator of groundwater. Thus, it was possible to extend the sampling stations network, by adding sampling points in the lagoon’s tributaries, as well as in permanent wells located in its boundaries. We’ve made two field campaigns, between 2012 and 2014 and results have shown high radon flow in tributaries and slightly lower in the lagoon margins. In this chapter, margins also have presented a different behaviour, corroborating the results of the previous chapter.

Water mass balance obtained using radon was significantly higher than those observed via seepage meter and the volumes estimated were on the order of more than 50 thousand m3 per day, indicating that SGD is responsible for up to 22 % of lagoon’s waters and 40 % of volumes of runoff in tributaries.

Finally, the "end members" of these lagoons and river systems were established, indicating the advective process in the range of millions of cubic meters per year for this considered region, as well as metric tons of nutrients that confirm to be SGD the major source for primary production of the coastal adjacent ocean.