Hydrogeological conceptual model for Guarani Aquifer System: A tool for management
DOI:
https://doi.org/10.21701/bolgeomin.123.3.004Keywords:
aquifer, groundwater, Guarani Aquifer System, hydrodynamic, hydrogeological conceptual modelAbstract
The Guarani aquifer system (GAS) extends beneath the territories of Argentina, Brazil, Paraguay and Uruguay and thus represents a typical example of a transboundary aquifer. The GAS is an important source of drinking water for the population living within its area. Because of differences in the legal norms concerning water resources in these four countries, an urgently required legal framework for the shared management of the groundwater is currently being drawn up. Within this context, the conceptual regional hydrogeological model should be used as an important tool to delineate shared actions, particularly in regions where the groundwater flow is transboundary. The GAS is considered to be a continuous aquifer made up of Mesozoic continental clastic sedimentary rocks that occur in the Parana and Chacoparanense sedimentary basins, and is bounded at its base by a Permo-Eotriassic regional unconformity and at the top by lower-Cretaceous basaltic lava. The groundwater flow shows a regional trend from N to S along the main axis of these basins. With regard to the major tectonic structures of these sedimentary basins, various main hydrodynamic domains can be distinguished, such as the Ponta Grossa arch and the Asuncion-Rio Grande dorsal. Regional recharge areas are primarily located in the eastern and northern outcrop areas, whilst the western end of the GAS, the Mato Grosso do Sul, contains zones of local recharge and regional discharge. Transboundary flow is observed in areas confined to the national borders of the four countries. Nevertheless, due to the groundwater residence times in the GAS special management actions are called for to prevent over-exploitation, particularly in the confined zones of the aquifer.
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References
Almeida, F.F.M. 1972. Tectono-magmatic Activation of the South Americam Plataform and Associated Mineralization. IUGS, int. Geolg. Congress. Section 3 - Tectonics, Actas… Montreal, pp. 339-346.
Araújo, L.M., França, A.B., Poter, P.E. 1995. Aquífero Gigante do Mercosul no Brasil, Argentina, Uruguai e Paraguai; Mapas hidrogeológicos das Formações Botucatu, Pirambóia, Rosário do Sul, Buena Vista, Misiones e Tacaurémbo. Mapas. UFPR-Petrobras, Curitiba, Texto Explicativo, 16 pp.
Araújo, L.M., França, A.B., Potter, P.E. 1999. Hydrogeology of the Mercosul aquifer system in the Paraná and Chaco-Paraná Basins, South America, and comparison with the Navajo-Nugget aquifer system, USA. Hydrogeology Journal, 7 (3), 317-336. https://doi.org/10.1007/s100400050205
Aravena, R. 2008. Informe Final de Isótopia del Sistema Acuífero Guarani Informe Técnico - Consórcio Guarani. Montevideo.
Bonotto, D.M. 2006. Hydro(radio)chemical relationships in the giant Guarani aquifer, Brazil. Journal of hydrology, 323 (1-4), 353-386. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2005.09.007
Caetano-Chang, M.R. 1997. A Formação Pirambóia no centro-leste do estado de São Paulo. Tese, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Rio Claro, 196 p.
Caetano-Chang, M.R., Wu, F.T. 2006. Arenitos flúvio-eólicos da porção superior da Formação Pirambóia, na porção centro-leste paulista. Revista Brasileira de Geologia, 36, 296-304. https://doi.org/10.25249/0375-7536.2006362296304
Campos, H.C.N.S. 2000. Modelación Conceptual y Matemática del Aquífero Guarani, Cono Sur. Acta Geológica leopoldinense, 23 (4), 3-50.
DAEE - Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo 1974. Estudo de Águas Subterrâneas. Região Administrativa 6 - Ribeirão Preto. São Paulo: DAEE, Volume 2. (Texto).
De Santa Ana, H., Veroslavsky, G., Fúlfaro, V.J., Fernández Garrasino, C.A. 2006. Informe de Geología Nº 2, Proyecto para la Protección Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní. Informe Técnico, Montevideo, pp. 198.
Faccini, U.F. 1989. O Permo-Triássico do Rio Grande do Sul, uma análise do ponto de vista das seqüências deposicionais. Tese, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre (RS), 2v, 133 pp.
Faccini, U.F., Giardin, A., Machado, J.L.F. 2003. Heterogeneidades Litofaciológicas e Hidroestratigrafia do Sistema Aquífero Guarani na Região Central do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. In: Paim, P.S.G. (Ed.), Geometria, arquitetura e heterogeneidades de corpos sedimentares - Estudos de Casos Programa de Pós Graduação em Geologia - UNiSiNoS, São Leopoldo, pp. 147-173.
Fariña, S., Vassolo, S., Cabral, N., Vera, S., Jara, S. 2004. Caracterización hidrogeológica e hidroquímica del Sistema Acuífero Guaraní (SAG) en la región oriental del Paraguay al sur de la latitud 25°30'. 13° Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas.CD-ROOM. ABAS, Anais… Cuiabá.
Folch, A., Menció, A., Puig, R., Soler, A., Mas-Pla, J. 2011. Groundwater development effects on different scale hydrogeological systems using head, hydrochemical and isotopic data and implications for water resources management: The Selva basin (NE Spain). Journal of hydrology, 403 (1-2), 83-102. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2011.03.041
França, A.B., Araújo, L.M., Maynard, J.B., Potter, P.E. 2003. Secondary porosityformed by deep meteoric leaching, Botucatu eolanite, Southern South America. American Association Petroleoun Geology Bulletin 87, 1073-1082. https://doi.org/10.1306/02260301071
Fulfaro, V.J., Saad, A.R., Santos, M.V., Vianna, R.B. 1982. Compartimentação e Evolução Tectônica da Bacia do Paraná. Revista Brasileira de Geociências, 12, 590-611. https://doi.org/10.25249/0375-7536.1982124590611
Gallo, G., Sinelli, O. 1980. Estudo Hidroquímico e Isotópico das Águas Subterrâneas na Região de Ribeirão Preto (SP). Revista Brasileira de Geociências, 10, 129-140. https://doi.org/10.25249/0375-7536.1980129140
Gastmans, D. 2007. Hidrogeologia e hidroquímica do Sistema Aquífero Guarani na Porção ocidental da Bacia Sedimentar do Paraná. Tese, Universidade Estadual Paulista - UNESP, Rio Claro(SP), 194 p.
Gastmans, D., Chang, H.K., Hutcheon, I. 2010a. Groundwater geochemical evolution in the northern portion of the Guarani Aquifer System (Brazil) and its relationship to diagenetic features. Applied Geochemistry, 25 (1), 16-33. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2009.09.024
Gastmans, D., Chang, H.K., Hutcheon, I. 2010b. Stable isotopes (H-2, O-18 and C-13) in groundwaters from the northwestern portion of the Guarani Aquifer System (Brazil). Hydrogeology Journal, 18 (6), 1497-1513. https://doi.org/10.1007/s10040-010-0612-2
Gastmans, D., Veroslavsky, G., Chang, H.K., Marmisole, J., Oleaga, A. 2010c. Influência do Arcabouço Hidroestratigráfico nas Ocorrências de Arsênio em Águas Subterrâneas ao Longo do Corredor Termal do Rio Uruguai (Argentina-Brasil-Uruguai). Geociências, v. 29, 105-120.
Gilboa, Y., Mero, F., Mariano, I.B. 1976. The Botucatu aquifer of South America, model of an untapped continental aquifer. Journal of Hydrology, 29 (1-2), 165-179. https://doi.org/10.1016/0022-1694(76)90012-3
Gohrbandt, K.A.A. 1993. Paleozoic Paleogeographic and Depositional Developments on the Central Proto-Pacific Margino f Gondwana: Their Importance to Hydrocarbon Acumulation. Journal of South American Earth Science, 6 (4), 267-287. https://doi.org/10.1016/0895-9811(92)90046-2
Hindi, E.C. 2007. Hidroquímica e hidrotermalismo do Sistema Aquífero Guarani no Estado do Parana. Tese, Universidade Federal do Paraná - UFPR, Curitiba (PR), 154 p.
Hirata, R., Geisicki, A., Sracek, O., Bertolo, R., Giannini, P.C., Aravena, R. 2011. Relation between sedimentary framework and hydrogeology in the Guarani Aquifer System in São Paulo state, Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 31 (4), 444-456. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2011.03.006
Kimmelmann, S.A.A., Rebouças, A.d.C., Santiago, M.M.F. 1989. 14C Analyses of Groundwater from Botucatu Aquifer System in Brazil. Radiocarbon, 31 (3), 8. https://doi.org/10.1017/S0033822200012546
Larroza, F.A., Fariña, S., Baez, J., Cabral, N. 2005. Evaluación Hidrogeológica y Protección a la Contaminación del Agua Subterranea em la Reserva de la Biosfera del Bosque Mbaracayu (RBBMb) Limite Paraguay-Brasil. In, ABAS (Ed.), 2ºSimpósio de hidrogeologia do Sudeste. ABAS, Ribeirão Preto.
LEBAC. 2008a Mapa hidrogeológico do Sistema Aqüífero Guarani. Coord.: Sinelli, O. Equipe: Chang, H.K.; Gastmans, D.; Paula e Silva, F.; Correa, S.F.; Pressinotti, M.M.N. Informe Técnico - Consórcio Guarani. Rio Claro, 54 p. E 8 mapas. 2008.
LEBAC. 2008b. Informe Final de hidrogeologia do Projeto Aquífero Guarani. Coord.: Gastmans, D. Y Chang, H.K. Equipe: Paula e Silva, F., Correa, S.F., Informe Técnico - Consórcio Guarani. Rio Claro, 172 p.
Maack, R. 1970. Notícias Preliminares sobre as Águas do Subsolo da Bacia Paraná-Uruguai, Comissão Interestadual da Bacia Paraná-Uruguai, Curitiba.
Machado, J.L.F. 2005. Compartimentação Espacial e Arcabouço hidroestratigráfico do Sistema Aquífero Guarani no Rio Grande do Sul. Tese, Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS), São Leopoldo (RS), 238 p.
Manzano, M., Guimaraens, M. 2008 Estudio del origem de la Composición Química de las Aguas Subterráneas del Sistema Acuífero Guaraní (SAG) Informe Técnico - Consórcio Guarani. Montevideo, 120 p.
Meng, S.X., Mayard, J.B. 2001. Use of Statistical Analysis to Formulate Conceptual Models of Geochemical Behavoir, Water Chemical Data From the Botucatu Aquifer in São Paulo State, Brazil. Journal of hydrology, 250, 78-87. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00423-1
Milani, E.J. 1997. Evolução Tectono-Estratigráfica da Bacia do Paraná e seu Relacionamento com a Geodinâmica Fanerozóica do Gondwana Sul-ocidental. Tese, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 255 p.
Milani, E.J., França, A.B., Schneider, R.L. 1994. Bacia do Paraná. Boletim de Geociências da Petrobrás, Rio de Janeiro, 8 (1), 69-82.
Milani, E.J., Faccini, U., Scherer, C.M., Araujo, L.M., Cupertino, J.A. 1998. Sequences and Stratigraphic Hierarchy of the Paraná Basin (Ordovician to Cretaceous), Southern Brazil. Boletim i.G. USP - Série Cientifica, 29, 125-173. https://doi.org/10.11606/issn.2316-8986.v29i0p125-173
Montaño, J., Tujchneider, O., Auge, M., Fili, M., Paris, M., D'Elia, M., Pérez, M., Nagy, M.I., Collazo, P., Decoud, P. 1998. Acuíferos Regionales em America latina, Sistema Acuífero Guaraní, Capítulo Argentino-Uruguayo. Santa Fé - Argentina, 217 p.
Núñez, M.N., Fernández, A.E., González, M.H. 2008. Estudio Sistema Acuífero Guaraní - Tecer y Último infore - Climatología y hidrometeorología. Informe Tecnico. HIDROES-TRUCTURAS - Argentina. 23 p.
OEA, 2009. Aquífero Guarani: Programa Estratégico de Ações/ Acuífero Guaraní: Programa Estatégico de Acción - Edição Bilíngue. Organização dos Estados Americanos -OEA, Brasil, Argentina, Paraguai, Uruguai, 424 p.
Oleaga, A.B. 2002. Contribucíon a la hidrogeologia del acuífero Guarani en el sector Uruguay. Un enfoque integral. Dissertação, Universidade Nacional Autônoma de México, Cidade do México, 119 p.
Perea, D., Ubilla, M., Rojas, A., Goso, C.A. 2001. The west Gondwana occurrence of the hybodontid shark Priohybodus, and the Late Jurassic-Early Cretaceous age of Tacuarembó Formation, Uruguay. Palaeontology, 44 (6), 1227-1235. https://doi.org/10.1111/1475-4983.00222
Puri, S. Et al. 2001. Internationally Shared (Transboundary) Aquifer Resources Management: Their Significance and Sustainable Management - A Framework document. UNESCO, Paris, France, 66 pp.
PyT Consultora srl. 2007. Informe Final de Releviamentos Geológicos, Relatório Técnico, Buenos Aires, 93 p.
Ramos, V.A., Milani, E.J. 1998. Proterozoic-Early Paleozoic of South America: a Collisional Hystory. Episodes, 11 (3), 168-174. https://doi.org/10.18814/epiiugs/1988/v11i3/003
Rebouças, A.C. 1976. Recursos hídricos subterrâneos da Bacia do Paraná - Análise de Pré-Viabilidade. Tese, Universidade de São Paulo, São Paulo, 143 p.
Rosa Filho, E.F.d., Salamuni, R., Bittencourt, A.V.L. 1987. Contribuição ao Estudo das Águas Subterrâneas nos Basaltos do Estado do Paraná. Boletim Paranaense de Geociências, 37, 22-52.
Rosa Filho, E.F.d., Hindi, E.C., Rostirolla, S.P., Ferreira, F.J.F., Bittencourt, A.V.L. 2003. Sistema Aquífero Guarani - Considerações Preliminares Sobre a Influência do Arco de Ponta Grossa no Fluxo das Águas Subterrâneas. Revista Águas Subterrâneas, 17, 91-111. https://doi.org/10.14295/ras.v17i1.1315
Rossello, E., Bordarampe, C. 2005. Las Lomadas de Otumpa, nuevas evidencias cartográficas de deformación neotectónica en el Gran Chaco (Santiago del Estero, Argentina). In: 16º Congresso Geológico Argentino, La Plata. Actas… La Plata, 2005, CD-ROM.
Silva Busso, A.A. 1999. Contribucíon al Conocimiento de la Geología e hidrogeología del Sistema Acuífero Termal de la Cuenca Chacoparanense oriental, Argentina. Tesis, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales., Bueno Aires, 2 v. 351 p.
Silva, R.B.G.d. 1983. Estudo Hidroquímico e isotópico do Aquífero Botucatu no Estado de São Paulo. Tese, Universidade de São Paulo, São Paulo, 133 p.
Sracek, O., Hirata, R. 2002. Geochemical and Stable Isotopic Evolution of the Guarani Aquifer System in the State of São Paulo, Brazil. Hydrogeology Journal, 10, 643-655. https://doi.org/10.1007/s10040-002-0222-8
Vives, L., Rodríguez, L., Gómez, A. 2008. Modelacion Numérica Regional del Sistema Acuífero Guaraní. Informe Técnico - Consórcio Guarani. Montevideo, 144 p.
Yanbin, S., Gallego, O.F., Martinez, S. 2004. The conchostracan subgenus Orthestheria (Migransia) from the Tacuarembó Formation (Late Jurassic-?Early Cretaceous, Uruguay) with notes on its geological age. Journal of South American Earth Sciences, 16, 615-622. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2003.02.001
Winkler, G., Reichl, P., Strobl, E. 2003. Hydrogeological Conceptual Model - Fracture Network Analyses to Determine Hydrogeological Homogeneous Units in Hard Rocks. RMZ-Materials and Geoenvironment, 50 (1), 417-420.
Zalán, P.V., Wolff, S., Conceição, J.C.J., Marques, A., Astolfi, M.A.M., Vieira, I.S., Appi, V.T., Zanotto, O.A. 1990. Bacia do Paraná. In: Raja Gabaglia, G.P., Milani, E.J. (Eds.), origem e Evolução de Bacias Sedimentares. Petrobras, Rio de Janeiro, pp. 135-168.
Zerfass, H., Chemale, F., Schultz, C., Lavina, E. 2004. Tectonics and sedimentation in Southern South America during Triassic. Sedimentary Geology, 265-292. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2003.12.008
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