GEOPHYSICAL CHARACTERIZATION OF AQUIFERS IN THE SALITRE RIVER BASIN, BAHIA STATE, BRAZIL, USING RESISTIVITY SOUNDINGS AND ELECTRICAL TOMOGRAPHIES

Abstract

ABSTRACT. The Salitre River basin, which is located in the semi-arid land of northeastern Brazil, is annually faced with severe surface-water scarcity. Twomain aquifersystems, which are distributed in depth, can be exploited to supply the water needs of the population and its present agro-industrial development: (i) a fractured-karst,water-table component, totally developed within the upper carbonate sequence of the Salitre Formation; and (ii) a fractured-clastic, semi-confined component, mostlikely associating lower Salitre limestones with the meta-sandstones of the Morro do Chap´eu Formation. Geophysical efforts have been useful in developing a regional,three-dimensional characterization of these two aquifer components of the Salitre river aquifer system and in detailing a useful electric tomographic scheme to implementtheir exploration. The geophysical survey, which comprised 64 Schlumberger electrical soundings of resistivity and five tomographic sections, was combined with welldata to define the geometric and hydraulic characteristics of these aquifer components. The inversion of the resistivity data, under the control of the well data, was usefulto reduce electrical ambiguities and to better define the depth of the water table and that of the thick, impervious aquifer substrate. The lateral and depth boundaries of thefracture-karst aquifer zones were outlined, allowing the estimation of a total reserve of approximately 100 billion m3 of groundwater. Chemical analysis of water samplescollected at production wells was used to define a water quality zoning within the basin. These results are very important to define an optimum exploration regime for thegroundwater available in the basin.

Keywords: electrical sounding, tomographic section, Salitre aquifer system.

RESUMO. A bacia hidrogáafica do rio Salitre faz parte da região semiárida da Bahia e, por isso, apresenta severa escassez de água superficial. Dois principais componentes aquíferos, distribuídos em profundidade, podem ser explorados para suprir as necessidades hídricas da população humana e de seu incipiente desenvolvimento agroindustrial: (i) um componente cárstico-fraturado, de natureza livre, desenvolvido nas rochas carbonáticas superiores da Formação Salitre; e (ii) um componentefraturado, semi-confinado, combinando rocha basais da sequência Salitre e unidades meta-quartzíticas da Formação Morro do Chapéu. Foram executadas 64 sondagens elétricas verticais usando o arranjo Schlumberger de eletrodos, centradas em pontos selecionados da bacia, e cinco seções tomográficas de resistividade, para detalhara estrutura subsuperficial de locais selecionados. A inversão dos dados de resistividade aparente, com controle de informações de poços, foi útil para reduzir ambiguidades elétricas e melhor definir as profundidades do nível estático e do topo do espesso substrato impermeável do sistema aquífero Salitre. Esses estudos permitiramavaliar, regionalmente, os recursos hídricos subterrâneos da bacia, em termos de geometria e características hidráulicas, bem como propor um procedimento para efetuar tomografia elétrica bidimensional, visando sua efetiva exploração por meio de poços. Os limites laterais e em profundidade das zonas de maior carstificação e de densos fraturamentos foram delineados, possibilitando estimar uma reserva total de água no sistema do rio Salitre em cerca de 220 bilhões de m3. Análises físico-químicas deamostras de água coletadas em poços foram usadas para caracterizar a variabilidade na qualidade da água subterrânea na bacia. Tais resultados podem ser usados paraplanejar um regime de exploração eficiente e conservativo das reservas de água subterrânea disponíveis.

Palavras-chave: sondagem elétrica, seção tomográfica, sistema aquífero Salitre.