| Abstract |
The cities of Rivera and Santana do Livramento are located on the outcropping area of the sandstone Guarani Aquifer on the Brazil–Uruguay border, where the aquifer is being increasingly exploited. Therefore, recharge estimates are needed to address sustainability. First, a conceptual model of the area was developed. A multilayer, heterogeneous and anisotropic groundwater-flow model was built to validate the conceptual model and to estimate recharge. A field campaign was conducted to collect water samples and monitor water levels used for model calibration. Field data revealed that there exists vertical gradients between confining basalts and underlying sandstones, suggesting basalts could indirectly recharge sandstone in fractured areas. Simulated downward flow between them was a small amount within the global water budget. Calibrated recharge rates over basalts and over outcropping sandstones were 1.3 and 8.1% of mean annual precipitation, respectively. A big portion of sandstone recharge would be drained by streams. The application of a water balance yielded a recharge of 8.5% of average annual precipitation. The numerical model and the water balance yielded similar recharge values consistent with determinations from previous authors in the area and other regions of the aquifer, providing an upper bound for recharge in this transboundary aquifer.Les villes de Rivera et Santana Livramento sont localisées sur la zone d'affleurement de l'Aquifère gréseux de Guarani, à la frontière Brésil–Uruguay, où l'aquifère est de plus en plus exploité. Par conséquent, des estimations de la recharge sont nécessaires afin de vérifier la pérennité de la ressource. En premier lieu, un modèle conceptuel du secteur a été développé. Un modèle d’écoulement multi-couches, hétérogène et anisotrope a été construit pour valider le modèle conceptuel et estimer la recharge. Une campagne de terrain a été conduite pour collecter des échantillons d'eau et contrôler les niveaux piézomètriques utilisés pour le calibrage modèle. Les données de terrain montrent qu'il existe des gradients verticaux entre les basaltes captifs et les grès sous-jacents, suggérant que les basaltes pourraient indirectement recharger le grès dans des secteurs fracturés. La drainante descendante simulée est faible dans le bilan hydrologique global. Les taux de recharge simulés sur les basaltes et sur les zones d’affleurement sont de 1.3 et 8.1% des précipitations moyennes, respectivement Une grande partie de la recharge des grès serait drainée par des cours d'eau. L’application du bilan hydrologique montre une recharge de 8.5% des précipitations annuelles. Le modèle numérique et le bilan hydrologique produisent des valeurs similaires de recharge, cohérentes avec les estimations d'auteurs précédents dans le secteur et dans d'autres régions de l'aquifère, fournissant une limite supérieure de recharge dans cet aquifère transfrontalier.Las ciudades de Rivera y Santana do Livramento están localizadas en un área de afloramientos de la arenisca del Acuífero Guaraní en la frontera Brasil–Uruguay, donde el acuífero está siendo explotado en forma creciente. Por lo tanto, se necesitan estimaciones de la recarga para evaluar la sustentabilidad. En primer lugar se desarrolló un modelo conceptual del área. Se construyó un modelo anisotrópico, heterogéneo y multicapa de flujo de agua subterránea para validar el modelo conceptual y estimar la recarga. Se realizó un trabajo de campo para colectar muestras de agua y monitorear los niveles de agua usados para la calibración del modelo. Los datos de campo revelan que allí existen gradientes verticales entre los basaltos confinantes y las areniscas subyacentes, sugiriendo que los basaltos podrían recargar indirectamente a las areniscas en zonas fracturadas. El flujo descendente simulado entre ellos fue una pequeña cantidad dentro del balance global del agua. Las tasas de recarga calibradas sobre los basaltos y sobre los afloramientos de las areniscas fueron 1.3 y 8.1% de la precipitación anual media, respectivamente. Una gran porción de la recarga de las areniscas podría ser drenada por las corrientes superficiales. La aplicación de un balance de agua produjo una recarga de 8.5% de la precipitación anual media. El modelo numérico y el balance de agua produjeron valores similares de recarga consistentes con las determinaciones de autores previos en el área y otras regiones del acuífero, proveyendo un límite superior para la recarga en este acuífero transfronterizo.Rivera和Santana do Livramento城位于巴西-乌拉圭边境地区。这里Guarani砂岩含水层裸露, 含水层开采日益增加。因此, 需要评价补给量, 以确定其可持续性。首先建立了该区的概念模型。建立了一个多层、非均质、各向异性的地下水流动模型用于验证概念模型和评价补给量。通过野外工作采集了水样、监测水位、以校正模型。现场资料显示, 上覆玄武岩层和下伏砂岩层之间存在垂向梯度, 表明玄武岩层可以在断裂区间接补给砂岩层。模拟的下向流动只占全局水量平衡的一小部分。校正的玄武岩层和砂岩层露头的补给量分别占年平降水量的1.3和8.1%。砂岩层一大部分补给可能是经由河流排泄的。水均衡计算得出的补给量为年平均降水量的8.5%。数值模型和水量均衡得出的补给量类似, 并同前人在含水层该区域和其他区域的结论一致。这为该跨国界含水层的补给量确定了一个上限。As cidades de Rivera e Santana do Livramento estão localizadas na área de afloramento do arenito do Aquífero Guarani, na fronteira Brasil–Uruguai, onde o aquífero está sendo cada vez mais explorado. Portanto, as estimativas de recarga são necessárias para assegurar a sustentabilidade. Primeiro foi desenvolvido um modelo conceptual da área. Foi construído um modelo de fluxo subterrâneo multi-camada, heterogéneo e anisotrópico para validar o modelo conceptual e para estimar a recarga. Foi realizada uma campanha de campo para recolher amostras de água e para monitorizar os níveis da água, tendo esses dados sido usados para a calibração do modelo. Os dados de campo revelaram que existem gradientes verticais entre os basaltos confinados e os arenitos subjacentes, sugerindo que os basaltos podem recarregar os arenitos indirectamente, em áreas fracturadas. A simulação do fluxo descendente entre eles representa uma pequena quantidade de água dentro do volume total de água. As taxas de recarga calibradas, calculadas para os basaltos e para os arenitos aflorantes, foram de 1.3 e 8.1% da precipitação média anual, respectivamente. Uma grande parte da recarga dos arenitos será drenada por ribeiros. A aplicação de um balanço hídrico resultou num valor de recarga de 8.5% da precipitação média anual. O modelo numérico e o balanço hídrico obtiveram valores de recarga semelhantes e consistentes com determinações prévias de outros autores, para a área em estudo e noutras regiões do aquífero, fornecendo um limite superior para a recarga neste aquífero transfronteiriço. |
