UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA CURSO DE PÓS – GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA ANTÓNIO PEDRO SAID ALY DE PINA FUNDAMENTOS HIDROGEOQUÍMICOS APLICADOS NA BACIA HIDROGRÁFICA DE SANTA CRUZ, ILHA DE SANTIAGO – CABO VERDE, COMO INSTRUMENTO PARA A GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS. Orientador: Prof. Dr. George Satander Sá Freire – DEGEO/CC/UFC Co- Orientador: Prof. Dr. Itabaraci Nazareno Cavalcante – DEGEO/CC/UFC FORTALEZA – CEARÁ, BRASIL DEZEMBRO/2011 PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. ANTÓNIO PEDRO SAID ALY DE PINA FUNDAMENTOS HIDROGEOQUÍMICOS APLICADOS NA BACIA HIDROGRÁFICA DE SANTA CRUZ, ILHA DE SANTIAGO – CABO VERDE, COMO INSTRUMENTO PARA A GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS. Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Geologia do Centro de Ciências da Universidade Federal do Ceará, orientada pelos Professores Dr. George Satander Sá Freire e Dr. Itabaraci Nazareno Cavalcante, como preenchimento parcial para obtenção do título de Mestre em Geologia, com área de concentração em Hidrogeologia e Gestão Hidroambiental. PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará Biblioteca de Ciências e Tecnologia P714f Pina, Antonio Pedro Said Aly de. Fundamentos hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumento para a gestão de recursos hídricos / Antonio Pedro Said Aly de Pina. – 2011. 170 f. : il. color., enc. ; 30 cm. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Geologia, Programa de Pós-Graduação em Geologia, Fortaleza, 2011. Área de Concentração: Hidrogeologia e Gestão Hidroambiental. Orientação: Prof. Dr. George Satander Sá Freire. Coorientação: Prof. Dr. Itabaraci Nazareno Cavalcante. 1. Recursos hídricos – Gerenciamento. 2. Hidrogeologia. I. Título. CDD 551 Dissertação de Mestrado aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Geologia do curso de Pós-graduação em Geologia, da Universidade Federal do Ceará, com área de concentração em Hidrogeologia e Gestão Hidroambiental. A citação de qualquer trecho deste relatório é permetida desde que se faça de acodo com as normas da ética científica. BANCA EXAMINADORA ____________________________________________________________ Prof. Dr. George Satander Sá Freire (Orientador) Departamento de Geologia /CC/ Universidade Federal do Ceará ____________________________________________________________ Prof. Dr. Itabaraci Nazareno Cavalcante (Co-Orientador) Departamento de Geologia /CC/ Universidade Federal do Ceará ____________________________________________________________ Prof. Dr. Francisco Maurício de Sá Barreto Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Ceará ____________________________________________________________ Doutor Márcio Luiz da Silva Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. “Assumir com conviçã Valores, Missão e Objetivos e mais importante do que definir estes conceitos é acreditar neles! Mais importante do que registá-los é colocá-los em prática! Acredito que fazendo o bem, querendo sempre o melhor e guiado por valores como o respeito pelas pessoas, pelo Ambiente, a busca contínua de conhecimento e a excelência como meta, poderei alcançar o objetivo preconizado!” ANTÓNIO PINA (pai) PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. DEDICATÓRIA “Aos meus pais, António Pina e Salima Said Aly que, com certeza, gostariam muito de compartilhar este momento comigo. Agradeço todo amor, conhecimento, dedicação e sabedoria transmitida! A minha esposa Evelise Ribeiro de Pina pelo apoio e principalmente, pelo tempo que era dela! Aos meus filhos, Jayden, Kayden e Salymah, amo-vos de verdade! Tudo o que sou, devo a vós!” OBRIGADO! PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. AGRADECIMENTOS À Deus que me concedeu a graça de concluir este trabalho! Ao Professor Doutor George Satander Sá Freire, mais do que meu professor orientador, um familiar, um amigo: o meu reconhecimento e muito obrigado! Ao Professor Doutor Itabaraci Nazareno Cavalcante, pela douta orientação e acompanhamento, permanente incentivo, amizade e paciência, a minha profunda gratidão. A Professora Doutora Maria Helena Hessel, agradeço a generosidade com que forneceu conhecimentos relevantes e procedeu à leitura/revisão cuidadosa desta dissertação. A Fundação Cearense de Apoio a Pesquisa (FUNCAP), que me concedeu a bolsa de mestrado para realização da pesquisa e apoio financeiro através da aprovação do Projeto pelo Edital MCT/CNPq 02/2006 – Universal. Ao Doutor António Filipe Lobo de Pina, agradeço a cessão de imagens fotográficas das formações geológicas. Agradeço aos professores, funcionários e colegas do Laboratório de Hidrogeologia, do Departamento de Geologia do Centro de Ciências da UFC. A Doutoranda Maria Conceição Rebelo o meu obrigado pelo apoio na concessão de mapas de zoneamento. Agradeço ao Instituto Nacional de Gestão dos Recursos Hídricos de Cabo Verde – INGRH, nas pessoas do Eng.º António Pedro Barbosa Borges e do Sr.º Luis Alfama pelo apoio prestado. Finalmente, peço desculpas por alguma omissão possível, mas manifesto os meus sinceros agradecimentos a todos aqueles que, de uma forma direta ou indireta contribuíram para a realização do presente trabalho. PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. SUMÁRIO Índice Índice de Figuras Índice de Tabelas Índice de Gráficos Lista de Abreveaturas e Siglas Resumo Abstract Capítulo 1. INTRODUÇÃO Capítulo 2. OBJETIVOS DO TRABALHO Capítulo 3. METODOLOGIA DO TRABALHO Capítulo 4. ENQUADRAMENTO GERAL DA ILHA DE SANTIAGO Capítulo 5. HIDROGEOQUÍMICA E QUALIDADE DAS ÁGUAS Capítulo 6. HIDROGEOQUÍMICA ISOTÓPICA Capítulo 7. ESTRATÉGIA DE EXPLORAÇÃO E CONTROLE DOS AQUÍFEROS COSTEIROS Capítulo 8. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Capítulo 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO A ANEXO B ANEXO C PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. ÍNDICE 1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 2 2. OBJETIVOS DO TRABALHO......................................................................................... 5 2.1. Objetivo geral........................................................................................................... 5 2.2. Objetivos específicos................................................................................................ 5 3. METODOLOGIA DO TRABALHO................................................................................. 8 3.1. Coleta de amostras.................................................................................................... 9 3.2. Controle dos resultados............................................................................................ 14 3.2.1. Controle da qualidade externo.................................................. 14 3.2.2. Controle da qualidade interno................................................... 15 3.2.2.1. Análise de duplicata............................................................... 15 3.3. Amostragem para a análise isotópica........................................... 17 4. ENQUADRAMENTO GERAL DA ILHA DE SANTIAGO............................................ 18 4.1. Enquadramento geográfico do arquipélago de Cabo Verde e da Ilha de Santiago.. 19 4.2. Enquadramento da área de estudo - Ilha de Santiago............................................... 20 4.3. Enquadramento geológico da Ilha de Santiago........................................................ 21 4.3.1. Geologia e Hidrogeologia......................................................... 21 4.4. Geomorfologia da Ilha de Santiago.......................................................................... 29 4.5. Solos e processos de salinização na Ilha de Santiago, Cabo Verde......................... 31 4.6. Proporções relativas dos minerais nos solos da Ilha de Santiago Cabo Verde........ 36 4.7. Clima de Cabo Verde............................................................................................... 38 4.8. Ventos dominantes no arquipélago de Cabo Verde................................................. 42 4.9. Caracterização física das bacias hidrográficas de Santa Cruz, Ilha de Santiago...... 43 4.9.1. A bacia hidrográfica da ribeira Seca, sub-bacia de Santa Cruz 45 PINA, A.P.S.A. – 2011. Fundamentos Hidrogeoquímicos aplicados na bacia hidrográfica de Santa Cruz, ilha de Santiago – Cabo Verde, como instrumentos para a gestão de recursos hídricos. 5. HIDROGEOQUÍMICA E QUALIDADE DAS ÁGUAS.................................................