Characterization of the Capibaribe River Dry Bed with Ground Penetrating Radar (GPR)

Abstract

For an adequate hydrogeological study of alluvial layers in the semi-arid zone, it is important to know well its geometry and its hydraulics characteristics. Alluvial formations are generally constituted by erosion, transport and sedimentation processes, causing considerable heterogeneity in soil hydraulic parameters and water flow. The present research had as objective to perform a geophysical characterization using the Ground Penetrating Radar -GPR in the dry bed of the Capibaribe river. To the extent that depositional layers exhibit changes in water content, granularity, sediment type and layer orientation, the water table as well as sedimentary structures and lithological contacts tend to be identified, making the method effective for hydrogeology research. The study area comprises alluvial dry river bed of upper Capibaribe river in the municipality of Santa Cruz do Capibaribe. The results showed that GPR was efficient in the imaging of the subsurface contributing to the knowledge of the geometry and the stratigraphy of the aquifer of the dry bed of the river. In the dry bed of the river, with 400 MHz antenna the signal reached a depth of 2.65 m, and with the antenna of 200 MHz, the signal reached a depth of 6.00 m. The capillary fringe was identified at a depth of 3.0m with the use of 200MHz and 400MHz antennas.Keywords: GPR; Alluvium; Semiarid. RESUMOPara um estudo hidrogeológico adequado de camadas de aluvião no semiárido é importante conhecer bem sua geometria e suas propriedades. As formações aluviais são geralmente constituídas por processos de erosão, transporte e sedimentação, causando considerável heterogeneidade nos parâmetros hidráulicos do solo e no fluxo de água. A presente pesquisa teve como objetivo realizar uma caracterização geofísica através do Radar de Penetração no Solo -GPR no leito seco do rio Capibaribe. As mudanças nas camadas no conteúdo de água, granulometria, tipo de sedimento e orientação das camadas, o lençol freático, as estruturas sedimentares e os contatos litológicos tendem ser identificados, o que torna o método eficaz para investigação hidrogeológica. A área de estudo compreende as aluviões do leito seco do alto Capibaribe no município de Santa Cruz do Capibaribe. Os resultados mostraram que o GPR foi eficiente no imageamento da subsuperficie contribuindo para o conhecimento da geometria e da estratigrafia do aquífero do leito. No leito seco do rio, com antena de 400 MHz o sinal atingiu profundidade de 2,65 m e com antena de 200 MHz o sinal atingiu 6,00 m. A franja capilar foi identificada na profundidade de 3,0 m com o uso das antenas de 200MHz e 400MHz.

Abastecimento rural de água: uso e demanda em comunidades do Semiárido e a disponibilidade hídrica das aluviões

“…A distribuição granular realizada por Brito et al (2018) em um ponto dentro da área de estudo deste trabalho verificou que a porcentagem de areia nos sedimentos é superior a 70%. Também na mesma área, Alves et al (2020) analisaram duas amostras que continham 79% e 95% de areia e as classificaram como areia argilosa e areia, respectivamente.…”

Correlation between agrotechnical properties of selected soil types and corresponding GPR response

“…Geophysical characterization of a river bed was performed by Brito et al (2018), who recorded the changes in water content, granularity, sediment type, layer orientation, and water table zone. The use of GPR for sensing soil physical characteristics and crop root measurement was reviewed by Liu et al (2016), who found that GPR was a superior non-destructive method compared with other methods of soil investigation.…”

Sorption of the Direct Black 22 dye in alluvial soil

“…Alluvial deposits are geological formations that commonly occupy the beds of temporary rivers in the northeastern semiarid region. These deposits act as natural water reservoirs, allowing water supply during critical scarcity periods (Brito et al, 2018). Despite being an essential water supply source, these formations are the destination of indiscriminate wastewater disposal by the region's textile industries.…”