A EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS - O EXEMPLO DO SISTEMA AQUÍFERO QUERENÇA-SILVES

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1 A EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS - O EXEMPLO DO SISTEMA AQUÍFERO QUERENÇA-SILVES EXPLOITABLE RESOURCES OF THE AQUIFERS: THE EXAMPLE OF THE PORTUGUESE QUERENÇA-SILVES AQUIFER J. Lopo Mendonça Geólogo, Departamento de Geologia da FCUL - Centro de Geologia da Universidade de Lisboa, membro da APRH nº 254 C. Almeida Geólogo, Departamento de Geologia da FCUL - Centro de Geologia da Universidade de Lisboa, membro da APRH n 56 RESUMO: A avaliação dos recursos hídricos subterrâneos é das tarefas mais importantes e difíceis em hidrogeologia. A noção de caudal seguro ou produção firme (safe yield) de um aquífero é um conceito ambíguo que depende das condições hidrogelógicas, ambientais, socio-económicas, etc. A extracção de água dos aquíferos provoca situações de desequilíbrio de duração variável sem que isso signifique sobrexploração. Por outro lado, uma exploração em equilíbrio dinâmico não está isenta necessariamente de consequências indesejáveis. Os erros associados aos métodos de balanço hidrológico, em regra, só permitem de forma grosseira antecipar o volume dos recursos renováveis e de situações de sobrexploração. Regra geral, só a monitorização do aquífero permite ter a percepção dos efeitos indesejáveis e definir as condicionantes da exploração. Palavras-chave: Águas subterrâneas, sistema aquífero Querença-Silves, exploração sustentável. ABSTRACT: Accurate calculation of the exploitable groundwater resources is a difficult task. The safe yield of an aquifer is an ambigous concept depending on hydrogeological, economic, social and political aspects. The groundwater exploitation causes undesirable effects even when abstraction is lower than recharge. In other way, a continuos drawdown of the groundwater levels is not enough to say that the aquifer is overexploited. In general, the aquifer monitoring allows to identify the undesirable effects and the most important constraints on the aquifer-exploitation. The case study of the portuguese Querença-Silves aquifer system ìs presented. Keywords: Groundwater, Querença-Silves aquifer system, sustainable development. 1. AVALIAÇÃO E EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS A avaliação dos recursos hídricos subterrâneos (RHS) é das terefas mais importantes e difíceis em hidrogeologia e relaciona-se com um conceito mal definido e ambíguo - a sobreexploração de aquíferos. Um dos objectivos de muitos estudos de investigação dos recursos hídricos, nomeadamente nas vertentes de água subterrânea dos Planos de Bacia e do Plano Nacional da Agua, é responder à questão qual o caudal de água subterrânea disponível para ser explorado?, qual linebreack

2 54 RECURSOS HÍDRICOS Vol. 24 o caudal que se pode extrair de forma segura e permanente dos aquíferos? ou qual o caudal para uma exploração sustentável? De um modo geral, pode-se considerar que os RHS constituem a fracção dos recursos hídricos totais que passa pela zona saturada e que pode ser extraída ou explorada antes ou quando do regresso ao ramo superficial do ciclo hidrológico. Há diferença entre os RHS renováveis em condições naturais, sem exploração, e os recursos renováveis após o início da exploração. Essa diferença resulta dos incrementos da recarga (recarga induzida) nos cursos de água e nos lagos, da drenância dos aquitardos provocada pelo rebaixamento dos níveis no aquífero explorado, e da diminuição da evapotranspiração real e das descargas naturais (perdas para os cursos de água efluentes ou para outras massas de água. incluindo o mar). Lohman (1972), chama captura ao incremento dos RHS resultante da soma do aumento da recarga e da diminuição das descargas. A exploração dos aquíferos para além de um limite conduz a situações que com frequência são referidas como de sobreexploração, de sobrebombagem ou de exploração mineira da água subterrânea (mining). Ora estes termos, que semanticamente aparentam ser claros, do ponto de vista hidrogeológico, estão mal definidos e são alvo de interpretações várias conforme os especialistas, os opinion makers e o público em geral (Custodio, 1991). Lee (1915) introduziu pela primeira vez o termo caudal seguro ou produção firme (safe yield) de um aquífero como o limite da quantidade de água que pode ser extraída regularmente sem depleção perigosa das reservas. Meinzer (1923) à depleção perigosa acrescenta que o caudal seguro deve ficar nos limites da exploração economicamente viável. De modo a ter em conta as características da exploração, Todd (1976) introduziu o conceito de perennial yield significando o caudal que pode ser extraído de um dado aquífero sem conduzir a uma situação adversa. Jondkazis e Székely (1979) definiram caudal seguro como a quantidade de água que pode ser obtida de um aquífero, através de um sistema de captação tecnológica e economicamente racional, mantendo a qualidade da água. Isto é, apenas explicitam a necessidade de manter a qualidade da água, mantendo o conceito muito generalista da definição. A questão principal das definições anteriores está na ambiguidade do significado de expressões como depleção perigosa, situação adversa, captação tecnológica e economicamente racional e na não consideração da dinâmica dos sistemas aquíferos e dos efeitos noutros recursos naturais dependentes ou que interagem com a água subterrânea. Por outro lado, referem essencialmente aspectos quantitativos e consequências económicas, para os quais, regra geral, pode haver uma percepção de curto prazo e, assim, ser possível estabelecer relações de causa-efeito. Ficam de fora os aspectos da qualidade, que são muitas das vezes tão importantes e, às vezes, mais sérios no longo prazo, como acontece com a propagação de contaminações de origem antrópica ou a propagação de contaminações a partir de focos naturais que é induzida pela exploração da água subterrânea. São exemplos, a intrusão salina e, era sistemas aquíferos espessos, a contaminação de sectores ou aquíferos em exploração por águas salinas ou de má qualidade que ocorram noutros sectores ou aquíferos (por exemplo, contaminações a partir de águas muito mineralizadas que ocorrem em sectores basais dos sistemas aquíferos Tejo-Sado e Cretácico de Aveiro e das águas salinas dos aquíferos aluvionares das zonas de estuário e de ria dos mesmos sistemas aquíferos (Mendonça, 1992)). Ocorrendo em prazos dilatados, as relações causa-efeito são mais difíceis de estabelecer e de compreender pelos especialistas e, em geral, pela opinião pública. A percepção de efeitos indesejáveis varia de acordo com a perspectiva da gestão e dos especialistas, dos grupos sociais e seus interesses, da opinião dos media e da evolução geral da sociedade. Ora os efeitos indesejáveis vão muito para além das questões hidrológicas e podem ser considerados sob outros pontos de vista, tais como (Custodio, 1991): económico, da qualidade da água, legal, ambiental, dos recursos hídricos em geral, da geomorfologia e da geotecnia. Como refere Custodio (1991), os efeitos da exploração de um aquífero não dependem apenas do volume de água que é extraído mas também da distribuição espacial dos furos de bombagem e do regime da sua exploração e, por isso, o caudal seguro é uma função complexa que muda com o tempo e não pode ser considerado com um valor fixo para um aquífero. A evolução dos níveis piezométricos é por vezes considerada na percepção do estado de equilíbrio ou de desequilíbrio entre os volumes da recarga e os da exploração, nomeadamente no diagnóstico de estados de sobreexploração de aquíferos. Nesta análise deve tomar-se em consideração que qualquer variação das extracções provocará variações dos níveis da água como resposta dinâmica do sistema. A manutenção do estado de desequilíbrio (de não equilíbrio ou de regime transitório) depende de factores relacionados com a extracção (valor, localização, etc.), com o sistema aquífero (dimensões, transmissividade e coeficiente de armazenamento), com a qualidade da rede de monitorização (localização e características dos piezómetros, entre outros factores) e com outras acções sobre o aquífero (sazonalidade e plurianualidade da recarga, por exemplo) cujos efeitos se podem sobrepor às variações de níveis induzidas pela exploração. Assim, uma exploração em regime de não equilíbrio, que se traduz por uma descida de níveis, não significa necessariamente que o caudal médio extraído ultrapassa o caudal médio de recarga. Do mesmo modo, uma exploração intensa com caudal estável num aquífero extenso

3 Vol. 24 A EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS 55 e pouco transmissivo (com grande inércia) pode necessitar de um largo período de reequilíbrio, que pode ser de dezenas ou mesmo de centenas de anos. Ainda na perspectiva da variação dos níveis da água, não deverão ser confundidas variações de período curto, por exemplo numa situação de seca, com uma verdadeira tendência generalizada, Esta só poderá ser detectada dispondo-se de uma série suficientemente longa de observações que deve referir-se a um período de tempo significativamente maior que o período de referência usado no cálculo do fluxo médio natural do aquífero (Margat, 1991). Num aquífero, para além das questões relacionadas com o que Margat (1991) designa gestão de fluxo há que considerar a gestão de armazenamento ou a gestão das reservas. Na perspectiva de Margat (1991), toda a exploração com extracções superiores à recarga média do aquífero é uma exploração das reservas do aquífero e são possíveis três modos de gestão das reservas: Estratégia de exploração máxima e permanente dos recursos renováveis, em regime de equilíbrio dinâmico, com explorações médias menores que a recarga média, sem prejuízo de variações sazonais ou mesmo interanuais do caudal de exploração, como em períodos de seca. Estratégia de exploração das reservas seguido de um período de abrandamento das extracções abaixo do valor da recarga e/ou de complemento desta por recarga artificial que conduza a um reequilíbrio das reservas. Estratégia de exploração mineira ou de esgotamento, em que a exploração fica limitada a um período mais ou menos extenso, cujo final coincide com o início de rebaixamentos excessivos; não há retorno a uma situação de reequilíbrio por ausência ou dificuldades da recarga. Em Portugal, habitualmente, segue-se a estratégia de atribuir recursos hídricos renováveis aos aquíferos numa perspectiva de exploração em regime de equilíbrio dinâmico, com o volume médio anual da exploração menor ou igual ao volume médio anual da recarga. As características de alguns sistemas aquíferos portugueses, nomeadamente os cársicos não costeiros, poderá permitir uma estratégia de gestão ligeiramente modificada, que permita extracções superiores (da reserva) em períodos de seca que serão repostas pelas reservas reguladoras geradas pela recarga na estação ou período húmido. Nesta perspectiva de gestão baseada no conceito de safe yield, a antecipação de condições de exploração que provoquem situações de sobreexploração (ou de situações indesejáveis dos pontos de vista da quantidade e da qualidade da água, do ambiente, económicos, sociais, etc.) pressupõe um conhecimento independente e bastante fiável quer do caudal médio de recarga quer do caudal total das extracções, o que na grande maioria das situações é tarefa muito difícil. Por uma razão ou outra, os erros das estimativas são grandes e, por isso, o balanço entre as entradas e as saídas de água do aquífero, na maioria das situações, é uma forma pouco fiável de demonstrar um desequilíbrio na sua exploração. A perspectiva seguida neste artigo sobre a exploração do sistema aquífero Querença-Silves aproxima-se do exposto por Bredehoeft (22). Segundo este autor, o balanço para a exploração sustentável dum sistema aquífero é: P = R o - D o (1) onde P é o caudal de exploração, R o é a variação do caudal da recarga inicial (pré-exploração) provocada pela bombagem e D o é a variação no caudal da descarga inicial (préexploração) provocada pela bombagem, R o - D o representa a captura e é admitido que R o =D o. Na mesma linha de pensamento, o nível de estabilização da superfície freática depende das variações da recarga e da descarga provocada pela exploração do aquífero (Sophocleous, 1997; Bredehoeft, 22; Kendy, 23). Assim, segundo estes autores, a ideia muito difundida de que o conhecimento da recarga, R o, (que, em geral, se toma como a recarga em pré-exploração) é importante na definição do caudal de exploração sustentável não tem fundamento e é um mito. No capítulo seguinte, apresentar-se-á o sistema aquífero Querença-Silves como caso de estudo, exemplificativo da dificuldade de aplicação dos conceitos aparentemente simples antes enunciados. Trata-se de um sistema aquífero de natureza cársica, porventura um dos sistemas aquíferos de Portugal Continental melhor estudado e monitorizado. Os resultados dos estudos e da monitorização, aliados a ausência de critérios ou objectivos de gestão, são insuficientes para permitir concluir com base em critério claro sobre o caudal seguro ou o caudal sustentável do sistema aquífero. No entanto, com os elementos disponíveis, identificaram- -se condicionantes de natureza hidrogeológica que deverão ser tomadas em devida conta num eventual aumento da exploração do sistema aquífero. Essas condicionantes derivam essencialmente da natureza cársica do sistema, da forte variação sazonal e interanual da recarga/descarga, da pequena inércia do sistema e da vulnerabilidade à poluição. 2. EFEITOS DA EXPLORAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA NO SISTEMA AQUÍFERO QUERENÇA-SILVES A maior parte da área do sistema aquífero Querença- Silves desenvolve-se a N da flexura Sagres-Algoz-Algibre- Querença, até ao contacto com a formação dos Grés de Silves, desde Querença, a oriente, até Estômbar, a ocidente (Figura 1). Ocupa uma área aproximada de 32 km 2, com cerca de 45 km de extensão e largura variável, diminuindo gradualmente para ocidente. O limite a norte e a base impermeável do sistema aquífero são constituídos pela Formação do Grés de Silves; por vezes, as formações carbonatadas assentam directamente sobre os xistos e os grauvaques do Carbónico.

4 56 RECURSOS HÍDRICOS Vol Cota piezométrica (m) Dez-82 Jan-85 Jan-87 Fev-89 Mar-91 Mar-93 Abr-95 Abr-97 Mai-99 Figura 2 - Evolução dos níveis da água no piezómetro 595/212 (Aivados e Fontes). Dados de DRAOT- Algarve/SNIRH. Figura 1 - Localização do sistema aquífero Querença-Silves, dos pontos de água e das povoações referidas no texto. As litologias dominantes do sistema aquífero são calcários, dolomitos e calcários dolomíticos do Lias e do Dogger. O sistema aquífero Querença-Silves é multiaquífero cársico, livre a confinado (Almeida et al., 2). O dobramento e as falhas que afectaram os calcários e os dolomitos liásicos produziram o isolamento hidráulico de alguns sectores que constituem outras tantas subunidades que são drenadas por nascentes importantes (Almeida, 1985). A espessura das formações aquíferas atinge pelo menos 27 metros. A carsifìcação em geral é menos profunda embora localmente possa ultrapassar 2 metros (Almeida et al., 2). O sentido geral do escoamento subterrâneo é de Este para Oeste (Costa, 1983; Costa et al. 1985; Almeida, 1985; Andrade, 1989). As descargas principais localizam-se perto do limite Oeste, onde um conjunto de descargas naturais, de que se destacam as Fontes de Estômbar cujo caudal médio é de 239 l/s (Almeida et al., 2), condicionam o padrão geral do escoamento no sistema aquífero. O fluxo subterrâneo no sector oriental tem uma direcção aproximada NE-SW, passando a E-W na zona Este de Paderne. Esta direcção de fluxo mantém-se na zona Central- Sul até Algoz. No sector ocidental, a direcção de fluxo volta a ser NE-SW e o gradiente hidráulico diminui substancialmente, sugerindo um aumento da transmissividade A evolução temporal da piezometria A evolução temporal da piezometria parece seguir dois padrões distintos, à semelhança da configuração da superfície piezométrica. A oeste de Paderne, a evolução dos níveis segue a da precipitação, evidenciando a importância desta na recarga do aquífero: nos períodos de seca, com descida generalizada superior a 2 metros e nalgumas áreas aproximando-se dos 3 m relativamente aos períodos de águas altas (Figura 2). Desta descida regional dos níveis resulta o abaixamento dos níveis dinâmicos nas captações até valores claramente abaixo da cota zero (Figura 3). No sector E e NE do sistema aquífero, nalguns casos, a evolução dos níveis parece seguir o padrão observado no sector oeste. Noutros casos, como num furo em Ponte de Tôr, a evolução dos níveis traduz as variações sazonais (Figura 4): no entanto, os valores médios interanuais dos máximos e dos mínimos são da mesma ordem de grandeza (embora os valores mínimos acompanhem o padrão do ano hidrológico). Cota piezométrica (m) extracção Out-8 Out-82 Out-84 Out-86 Out-88 Out-9 Out-92 Out-94 Out-96 Figura 3 - Evolução dos níveis da água no furo de observação 595/76 (Fonte Louseiros). Dados de DRAOT- Algarve/SNIR., Cota piezométrica (m) Mai-79 Out-8 Fev-82 Jul-83 Nov-84 Mar-86 Ago-87 Dez-88 Mai-9 Figura 4 - Evolução dos níveis da água no piezómetro 597/87 (Ponte de Tôr). Dados de DRAOT-Algarve/SNIRH.

5 Vol. 24 A EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS 57 Esta configuração da evolução dos níveis parece ser comum a outros furos ao longo da ribeira do Algibre (vd em DRAOT-Algarve/SNIRH medições nos piezómetros 597/8 e 597/91) e interpreta-se como resultante do efeito regulador da infiltração ao longo do leito da ribeira, da interacção água superficial-água subterrânea e do facto de a ribeira constituir um nível de base local de escoamentos subterrâneos A evolução temporal do caudal das nascentes As nascentes mais importantes, por onde se dá parte da descarga do aquífero, localizam-se ao longo da margem esquerda do rio Arade, entre Arrochela e Mexilhoeira da Carregação. A evolução do caudal das nascentes é distinto conforme corresponde a emergências de escoamentos longos ou, se pelo contrário, corresponde a drenagem de áreas limitadas, nomeadamente pequenas subunidades do sistema aquífero. No caso destas últimas, as nascentes de Fonte Filipe, Salir, Alte e Benémola são exemplos paradigmáticos. Apresentam variações sazonais de caudal muito importantes (Figura 5), podendo a relação entre os valores dos caudais máximo e mínimo ser da ordem da dezena ou a emergência secar, sintomático de uma inércia ou efeito regulador muito baixo. Na margem esquerda do rio Arade, cujo leito se admite ser o nível de base da descarga do sistema aquífero, a maioria das emergências da região de Fontes de Estômbar tem comportamento distinto do anterior: as oscilações sazonais do caudal são menores, é nítida a progressiva diminuição do caudal com o avanço do período de seca e as curvas de evolução do caudal assemelham-se às curvas de evolução dos níveis piezométricos neste sector do sistema aquífero (Figura 6) O hidroquimismo e a qualidade da água subterrânea As considerações que vão ser apresentadas sobre o hidroquimismo baseiam-se em análises da água em 3 pontos de água, dos quais 12 são nascentes, 218 são furos, 58 são poços com furos, 12 são poços. As análises físicoquímicas foram realizadas, na maioria dos casos, quando da construção das captações ou dos furos de pesquisa e referem- -se ao período de 198 a Se, na perspectiva do estudo de contaminações este facto é relevante e condicionante, do ponto de vista da caracterização da fácies (Figura 7) e do estudo dos elementos maiores o inconveniente não parece significativo. A profundidade dos poços e dos furos parece não ser factor discriminante da qualidade química da água das captações (Figura 8), A condutividade eléctrica da água é 2 16 Caudal (L/s) Jan-78 Out-8 Jul-83 Mar-86 Dez-88 Set-91 Jun-94 Figura 5 - Evolução do caudal da nascente (587/24) da Fonte Grande (Alte). Dados de DRAOT-Algarve/SNIRH. 5 4 Figura 7 - Fácies hidroquímica das águas do sistema aquífero Silves-Querença. 2 Caudal (L/s) Ca (mg/l) C.E. (us/cm) Out-79 Out-81 Out-83 Out-85 Out-87 Out-89 Out-91 Out-93 Out-95 Out-97 Figura 6 - Evolução do caudal de nascente (595/271) em Fontes de Estômbar. Dados de DRAOT-Algarve/SNIRH. ebreack Profundidade dos furos e poços (m) Figura 8 - A profundidade dos poços e furos e a mineralização da água. Ca C.E. lin

6 58 RECURSOS HÍDRICOS Vol. 24 quase sempre superior a 5 µs/cm e pode atingir valores superiores a 15 µs/cm. A qualidade da água para consumo humano é regra geral aceitável a deficiente, com a mineralização muito elevada (Tabela 1). Há inúmeros casos de violação dos VMR s e VMA s definidos pelo Decreto-Lei n 236/98. A violação dos limites para a condutividade, o cloreto, o sulfato, o magnésio e o sódio são frequentes e correspondem a pontos de água com distribuição por toda a área do sistema aquífero (figuras 9 e 1.) Tabela 1 - Qualidade da água para consumo humano do sistema aquífero Silves-Querença. Valores em percentagem e limites de acordo com as normas portuguesas (Dec. Lei 236/98). Parâmetro AnexoVI Anexo I -Categoria A1 VMR >VMR >VMA VMR >VMR >VMa ph 99* 1 99* 1 CE Cl Dureza SO Ca Mg Na K NO * valores dentro do intervalo recomendado (m) 35 3 S. Bartolomeu Messines Fonte Grande (Alte) 25 Silves Paderne Fontes de Estômbar Mexilhoeira da Carregação C.E. (us/cm) 2 to 4 4 to 1 1 to (m) Figura 9 - Distribuição espacial dos valores da condutividade eléctrica da água. Os valores 4 µs/cm e 1 µs/cm correspondem, respectivamente, aos VMR s do Anexo VI e Anexo I do Decreto-Lei nº 236/98. (m) Silves Fontes de Estômbar Mexilhoeira da Carregação 2 S. Bartolomeu Messines Fonte Grande (Alte) Paderne Na (mg/l) to 2 2 to to (m) Figura 1- Distribuição espacial dos valores da concentração em sódio (Na) da água. Os valores 2 mg/l e 15 mg/l correspondem ao VMR e ao VMA, respectivamente, do Anexo VI do Decreto-Lei nº 236/98. linebreack No que respeita à qualidade das águas destinadas à rega (Anexo XVI do Decreto-Lei n 236/98) a maioria das águas respeitam os valores dos VMR s (Tabela 2). Os valores que os ultrapassam pertencem às nascentes de água muito mineralizada de Estômbar que, na actualidade, não são utilizadas. Deve ter-se em atenção que o impacte do regadio depende não só das características da água mas também dos tipos de solo, de cultura, do método de rega, etc. Em estudo realizado por Andrade (1989), a concentração em nitratos é mais elevada na água dos poços do que na dos furos. Associa-se esta constatação a mecanismo de propagação (ou de não propagação) relacionado com a presença de depósitos de terra rossa e formações detríticas plio-quaternárias de cobertura. Tabela 2 - Qualidade da água para rega do sistema aquífero Silves-Querença. Valores em percentagem e limites de acordo com as normas portuguesas (Dec. Lei 236/98 - AnexoXVI). Parâmetro VMR >VMR >VMA ph 99* 1 Cl NO SAR C.E SO A Figura 11 ilustra a tendência evolutiva da concentração em nitratos num furo de monitorização do sector de jusante do sistema aquífero. A concentração actual está muito próxima do VMR e mostra tendência de crescimento anual que se estima em cerca de 2,5 mg/l O balanço hidrológico Embora o sistema aquífero Querença-Silves tenha sido objecto de numerosos estudos, ainda se está longe de Nitrato (mg/l) Jan-92 Jan-93 Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97 Jan-98 Jan-99 Jan- Figura 11 - Evolução da concentração em nitratos de água em Barrada (595/287). Dados de DRAOT-Algarve/SNIRH.

7 Vol. 24 A EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS 59 conhecer com rigor os valores dos vários termos do balanço hidrológico do sistema. A estimativa recursos hídricos renováveis do sistema aquífero de Costa et al. (1985) adianta 12 hm 3 /ano e Almeida et al. (2) propõem o valor de 7±17 hm 3 /ano. Em Almeida et al. (2), são feitas estimativas das saídas do sistema: 12 hm 3 /ano para o abastecimento público, 17.1 hm 3 /ano para a rega (a estimativa por inventário é de 11,5 hm 3 /ano) e 21 hm 3 /ano corresponde à descarga das nascentes. De acordo com estes valores, para fechar o balanço, do lado das saídas, ficam por identificar e contabilizar em termos médios 2 hm 3 /ano. Podem-se colocar várias hipóteses para a origem do erro de fecho: excesso na estimativa da recarga, estimativa por defeito dos consumos, sub-avaliação das saídas identificadas, saídas do sistema não identificadas na zona de descarga (no leito do Arade, por exemplo) ou para formações aquíferas envolventes (os esboços da piezometria conhecidos e as relações de permeabilidade admitidas são pouco sugestivos quanto a esta possibilidade). Este desconhecimento limita ou impede a utilização de modelos de simulação do escoamento como instrumento de apoio às decisões de gestão do sistema aquífero. Com efeito, um dos parâmetros mais sensíveis ou críticos na construção e aplicação de modelos de simulação numéricos é o valor da recarga natural do sistema aquífero e também a sua distribuição no espaço e no tempo. Hipóteses incorrectas na representação da recarga podem invalidar as previsões feitas por esses modelos (Sophocleous, 21). Naturalmente que o mesmo se aplica à deficiente caracterização da descarga natural e artificial do sistema aquífero. 3. AS CONDICIONANTES DA EXPLORAÇÃO DO SISTEMA AQUÍFERO QUERENÇA-SILVES O sistema aquífero Querença-Silves constitui uma origem de água muito importante e significativa para a rega e para o abastecimento público dos concelhos de Silves, Lagoa, Albufeira e Loulé. Como se viu, o balanço hidrológico (recargas/descargas) é mal conhecido e não permite demonstrar, mesmo com erro grosseiro, se o sistema se encontra num estado de exploração em equilíbrio ou em desequilíbrio, isto é, eventualmente, de sobreexploração ou de subexploração em períodos de seca. Este facto, associado às incertezas quanto à distribuição da difusividade e das condições de fronteira, também é impeditivo de uma modelação do aquífero que permita estimar com rigor a hidrodinâmica do sistema aquífero e a captura atribuída à bombagem e daí deduzir o regime de exploração sustentável. No entanto, alguns dos efeitos do actual estádio de exploração poderão servir para identificar condicionantes que devem ser ponderadas na gestão e na exploração do sistema aquífero. O estádio da exploração actual é ilustrado na Figura 12 com a localização de cerca de 48 furos com caudal conhecido (muitos mais haverá que não estão inventariados e, provavelmente, alguns dos menos profundos entre os representados não estarão em exploração em períodos de águas baixas). A variabilidade do caudal é grande e pode atribuir-se à heterogeneidade do maciço carbonatado, à existência de subunidades hidrogeológicas, à profundidade muito distinta dos furos e à natureza da procura da água. A maioria dos furos está localizada no sector de jusante do sistema aquífero, que é o mais transmissivo e produtivo, e está relativamente próxima da fronteira mais problemática do sistema, a água salgada do rio Arade. O efeito da assimetria na localização das principais extracções e da sazonalidade e interanualidade da recarga e das extracções já produziu, em períodos de seca, caudais reduzidos nas nascentes localizadas na zona de descarga terminal do sistema aquífero (Figura 6). De acordo com a expressão de Bredehoeft (22) antes apresentada, a equação do balanço hidrológico para a exploração sustentável da água subterrânea é: 35 3 Caudal (l/s). to to to to Figura 12 - Distribuição da produtividade de furos de captação de água no sistema aquífero

8 6 RECURSOS HÍDRICOS Vol. 24 P = R o - D o (2) No caso do sistema aquífero Querença-Silves a captura de água doce é pouco influenciada pelo caudal bombeado, por dois motivos: (1) os cursos de água são influentes em pequenos troços e, na maior parte da extensão do aquífero, a superfície freática está muito abaixo do leito dos cursos de água, isto é, há perda de contacto hidráulico entre o leito dos rios e a superfície freática: (2) não há zonas húmidas significativas. Só na parte terminal do aquífero se mantém a continuidade entre o sistema aquífero e a água salina do rio Arade e, por isso, aqui a captura pode ser significativa se a exploração induzir condições hidrodinâmicas que se traduzam pela inversão do sentido do escoamento. Tendo em conta os argumentos anteriores e que não interessará capturar água salgada, vem, em primeira aproximação, R o = e a equação anterior reduz-se a P = - D o, isto é, o caudal de exploração sustentável pode ir até ao valor da descarga inicial (préexploração). Os caudais reduzidos das nascentes no período de seca que culminou em 1994/95 significam que, durante este ano hidrológico, D o se aproximou de D o isto é, o caudal captado naquele ano aproximou-se do caudal de exploração sustentável. Esta possibilidade só não foi real se o sistema aquífero teve descargas que não foram identificadas. Do padrão de evolução da piezometria (Figuras 2 e 3) parece não se poder tirar conclusão sobre a sua evolução no longo prazo; as séries disponíveis não são suficientemente longas para se estimar uma situação média com significado hidrológico (só há registo de dois períodos de seca): a sazonalidade da recarga é muito forte e a descarga (natural e artificial) mal caracterizada. O estado de não equilíbrio entre a recarga e a descarga é característico do sistema: o armazenamento aumenta ao longo dos períodos que coincidem com a recuperação de níveis da água e diminui permanentemente na fase que leva ao auge do período de seca. Entre um e outro extremo, por exemplo, no sector de jusante, o volume de água armazenada varia o correspondente a 1 a 2 metros de espessura, conforme o grau de carsificação, e nalgumas áreas aproxima-se de 3 m (está-se a admitir que o sistema é livre). A procura de equilíbrio (equilíbrio dinâmico) no sistema ou nas subunidades é manifestada pelas variações do caudal das nascentes e do armazenamento: ao aumento do volume de água subterrânea armazenada corresponde igualmente um aumento do volume descarregado pelas nascentes. No seguimento desta interpretação, conclui-se que se está na presença de um sistema aquífero em que, devido à sua natureza cársica e pequena inércia, os efeitos da plurianualidade da recarga se sobrepõem às variações de níveis induzidas pela exploração. Desta complexidade resultam dificuldades interpretativas como é evidenciado no mapa de tendências dos níveis piezométricos apresentado em documento do Plano Nacional da Água, onde em piezómetros vizinhos do mesmo sector do sistema aquífero se calcularam tendências evolutivas contrárias (PNA, 21). Das séries de valores disponíveis, pode-se concluir que, nos períodos de seca extrema, os níveis piezométricos de alguns sectores ficaram poucos metros acima da cota zero e que, nas captações, os níveis hidrodinâmicos desceram abaixo desta cota (Figuras 2 e 3). A descida dos níveis abaixo da cota zero no sistema aquífero é potenciadora da inversão do sentido de fluxo na parte terminal do sistema e da captura de água no rio Arade. Se a gestão tiver por objectivos evitar a entrada de volumes significativos de água salina no aquífero e/ou manter as nascentes com um caudal mínimo, a fronteira representada pelo rio Arade, presumivelmente do tipo a potencial constante em grande parte da sua extensão e com água salgada, constitui condicionante impeditiva da inversão do sentido de fluxo por períodos prolongados e troços de rio extensos. Esta possível captura de água salgada, é antecipada apenas por considerações de ordem hidrodinâmica (lei de Darcy) e é antevista pelos argumentos de natureza hidroquímica e isotópica apresentados por Carreira (1991). Esta autora considera que a mistura da água do rio Arade com a água do sistema aquífero é responsável pela mineralização elevada da água subterrânea no sector de Portimão-Estômbar e que é um processo activo. O padrão da evolução da piezometria também demonstra que a inércia do sistema é relativamente pequena e que as reservas vão sendo repostas quando, depois de se atingir um pico da seca, se inicia um período de anos húmidos. Na perspectiva do que foi exposto, a gestão do sistema aquífero deverá ser feita tendo em conta os ciclos de seca, com período e duração de difícil estimação. A exploração do sistema com fundamento no conceito de recursos hídricos disponíveis médios (na linha do conceito de safe yield) envolve riscos de salinização do sector de jusante em períodos de secas extremas e prolongadas. A gestão do sistema aquífero deve ter em atenção o evoluir do caudal das descargas (nascentes), pois são estes que permitem definir a sustentabilidade da exploração (Sophocleous, 1997; Bredehoeft, 22; Kendy, 23). A caracterização, de forma fiável e independente, das entradas e saídas também deverá ser uma área privilegiada de investigação futura para aprofundamento do conhecimento sobre o funcionamento do sistema aquífero. A qualidade da água do sistema aquíferas é apenas aceitável para o consumo humano, com a mineralização regra geral elevada (C.E. acima do VMR); há inúmeros casos de violação dos VMR's e VMA s definidos pelo Decreto-Lei n 236/98 (Figuras 8 a 1 e Tabela 1). A produção de água de qualidade, que satisfaça os valores dos VMR s, só poderá ser conseguida através de mistura com água de outras origens, nomeadamente com água superficial.

9 Vol. 24 A EXPLORAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS 61 Pelo contrário, no que respeita à qualidade destinada à rega (Anexo XVI do Decreto-Lei nº 236/98), a maioria das águas respeita os valores dos VMR s. A vulnerabilidade à poluição do sistema aquífero considera-se elevada e o incremento da actividade agrícola, não respeitando as boas práticas, pode colocar em risco a qualidade da água do sistema aquífero. Na Figura 11 ilustra- -se o aumento da concentração em nitratos, reveladora de alguma contaminação antropogénica. No entanto, há áreas onde a vulnerabilidade à poluição superficial é significativalinebreack mente menor: são as áreas com cobertura detrítica plioquaternária e com cobertura extensa de terra rossa, como no fundo de poljes, de que a Nave do Barão é caso paradigmático. Finalmente, a descida dos níveis piezométricos é potenciadora de contaminações a partir de águas salinas associadas a depósitos basais ou intrusões de evaporitos (Custodio, 22) do complexo de Silves, embora até ao presente, neste sistema, não tenham sido identificadas relações de causa-efeito desta natureza. BIBLIOGRAFIA ALMEIDA, C. (1985) - Hidrogeologia do Algarve Central. Dissertação para a Obtenção do Grau de Doutor em Geologia. Departamento de Geologia da FCUL, Lisboa. 333 p. ALMEIDA, C., MENDONÇA, J.L., JESUS, M.R., GOMES, A.J. (2) - Sistemas aquíferos de Portugal Continental. Instituto da Água/Centro de Geologia da Universidade de Lisboa, Lisboa. 3 volumes. ANDRADE, G. (1989) - Contribuição para o estudo da unidade hidrogeológica Tôr-Silves. Tese de Mestrado, Departamento de Geologia, FCUL, Lisboa. 179 p. BREDEHOEFT. J.D. (22) - The water budget myth revisited: why hydrogeologists model. Ground Water, 4, 4, p CARREIRA, P.M.M. (1991) - Mecanismos de salinização dos aquíferos costeiros do Algarve (relatório de actividades). Laboratório Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial, Sacavém. 13 p. COSTA, F.E. (1983) - Hidrogeologia do Lias/Dogger a oriente do Rio Arade. Comunic. Serv. Geol. Portugal, Lisboa, 69, 1, p , COSTA, F.E. BRITES, J.A., PEDROSA, M.Y, SILVA, A.V. (1985) - Carta hidrogeológica da orla algarvia - notícia explicativa. Serviços Geológicos de Portugal. Lisboa. 95 p. CUSTODIO. E. (1991) - Characterisation of aquifer overexploiration: comments on hydrogeological and hydrochemical aspects: the situation in Spain. Proceedings of the I.A.H.-XXIII International Congres, Vol-I, p CUSTODIO, E. (22) - Aquifer overexploitation: what does it mean? Hydrogeology Journal 1, p DRAOT-ALGARVE - World Wide Web: JOUDKAZIS, V. J., SZÉKELY, F. (1979) - Principles and methods of evaluation of safe ground-water yield. Memórias do Congresso de Vilnius, 22 p. KENDY, E. (23) - The false promise of sustainable pumping rates. Ground Water, 41, 1, p. 2-4 LEE, C. H. (1915) - The determination of safe yield of underground reservoirs of the closed basin type. Trans. Amer. Soc. Civil Engrs., v. 78, p LOHMAN, S. W. (1972) - Definitions of some groundwater terms - revisions and conceptual refinemems. U. S. Geol. Surv. Water-Supply paper, MARGAT, J. (1991) - La sobreexploitacion de acuiferos - sua caracterizacion a nivel hidrogeologico e hidroquimico. Proceedings of the I.A.H.-XXIII International Congress, Vol-I, p MEINZER, O. E. (1923) - The occurrence of groundwater in the United States, with a discussion of principles, U. S. Geol. Surv. Water-Supply Paper, 489. MENDONÇA, J.J.L. (1992) - Definição de uma contaminação salina no sistema aquífero miocénico do baixo Sado através de diagrafìas diferidas. Memórias e Notícias, Publ. Mus. Lab. Mineral. Geol., Univ. Coimbra, n 114, 37-5.

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