Modelagem do transporte de cloreto proveniente de esgoto urbano em um aquífero sedimentar usando MT3D: o caso da bateria de poços de Juazeiro do Norte (CE) / Modeling of transport of chloride in a sedimentary aquifer using MT3D: the case of a well field in Juazeiro do Norte (CE)

RESUMO

Esse trabalho consiste em um estudo de caso, em que o modelo de transporte de soluto MT3D, associado ao modelo de fluxo MODFLOW, foi utilizado na avaliação da contaminação de um aquífero por água superficial de um riacho contaminado com esgoto urbano, utilizando o cloreto como traçador. Nessa área, as águas do aquífero são explotadas por uma bateria de poços alinhada ao riacho. A calibração do modelo de transporte foi executada para reproduzir os teores de cloretos observados nas águas dos poços em campanhas de monitoramento. Já a do modelo de fluxo procurou reproduzir as cargas hidráulicas observadas durante testes de bombeamentos realizados em cada poço. Os resultados obtidos nessas calibrações foram compatíveis com as observações. A partir dos modelos calibrados, foi realizada uma simulação futura (prognóstico), visando determinar o tempo necessário para a recuperação da qualidade de água subterrânea após interrupção do lançamento de esgoto no riacho. Os resultados da modelagem indicaram que os rebaixamentos produzidos pelo bombeamento dos poços são maiores nas proximidades do riacho; o transporte de contaminante ocorre, predominantemente, na vertical, induzido pelo bombeamento dos poços e pela recarga do aquífero a partir do riacho; os níveis de cloretos relativamente elevados nas águas dos poços podem voltar aos valores naturais do aquífero em aproximadamente um ano, caso o lançamento de esgoto no riacho seja interrompido. Assim, para evitar um maior comprometimento dos aquíferos da área por poluição persistente, o esgoto deverá ter um destino adequado e a área de preservação permanente do riacho deverá ser respeitada.

ABSTRACT

This paper presents a case study in which the solute transport model MT3D, associated with the MODFLOW flow model, was used in the assessment of contamination of an aquifer by surface water from a creek contaminated with urban wastewater, using chloride as a tracer. In that area of the aquifer, groundwater is exploited through a field of wells along the creek. The calibration of the transport model was implemented in order to reproduce the levels of chloride in water from wells observed in monitoring campaigns. The flow model sought to reproduce the hydraulic loads observed during pumping tests conducted in each well. The results obtained from these calibrations were consistent with observations. Based on the calibrated models, we carried out a "future simulation" (prognosis), in order to determine the time required for recovery of groundwater quality after stopping sewage discharge into the creek. Modeling results indicate that drawdowns produced by pumping the wells are higher in the proximity of the creek; contaminant transport occurs, predominantly, vertically induced by pumping of the wells and by aquifer recharge from the creek; elevated levels of chloride in the waters from the wells may return to natural values in about one year, if the release of sewage into the creek is stopped. In this context, in order to prevent further damage to the aquifer area through persistent pollution, sewage must have a suitable destination and the area of permanent protection of the creek must be respected.