Recursos hídricos superficiais vs subterrâneos na Várzea da Nazaré. Implicações na qualidade da água

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1 Recursos hídricos superficiais vs subterrâneos na Várzea da Nazaré. Implicações na qualidade da água Caroça, Carla Departamento de Geologia, CeGUL, FCUL Fundação da Ciência e Tecnologia, BD Lisboa, Portugal carlacaroca@sapo.pt Resumo As águas superficiais e subterrâneas da Várzea da Nazaré estudadas, localizam-se numa vasta zona rebaixada cujas cotas variam desde 1m até cerca de 12m. É a antiga Lagoa de Pederneira. Geograficamente, a Várzea da Nazaré inclui os concelhos de Nazaré e de Alcobaça. Geologicamente, a Várzea da Nazaré insere-se na bacia Lusitaniana, na extremidade NNE do Diapiro das Caldas da Rainha. Hidrogeologicamente, a Várzea da Nazaré insere-se na unidade da Orla Mesocenozóica, e encontra-se ladeada pelos sistemas de aquíferos das Caldas da Rainha Nazaré e de Alpedriz. A metodologia usada foi, após estudo bibliográfico, escolher os pontos de colheita de água que melhor poderiam conhecer e interpretar a zona, quer sejam de poços, de furos, de nascentes ou de rios. A amostragem foi sujeita a análises físico-químicas, com a determinação de parâmetros de campo, espécies dissolvidas em maior concentração, elementos menores e isótopos 18 O e D. Os resultados preliminares revelaram que algumas amostras são de má qualidade, especialmente nas zonas onde a actividade agrícola e/ou pecuária e indústria são intensas (DL nº306/2007 de 27 de Agosto), e que existem vários tipos de contribuições de águas para a Várzea. O objectivo principal da tese consiste em definir um modelo conceptual hidrológico, de forma a auxiliar o plano de gestão dos recursos hídricos integrado à várzea. Palavras chave - hidrogeoquímica, contaminação, Nazaré, Alcobaça Abstract Surface water and groundwater of Várzea da Nazaré studied, are located in a wide area ranging from 1 m to about 12 m. The ancient Pederneira Lagoon. Geographically, Várzea da Nazaré includes Alcobaça and Nazaré councils. Geologically, Várzea da Nazaré is part of the Lusitanian Basin, located at NNE extremity of the Caldas da Rainha Diapiric. Hydrogeology, Várzea da Nazaré is found in the unity of Orla Mesocenozóica, and is flanked by the systems of Caldas da Rainha Nazaré e Alpedriz aquifers. After a bibliographical study it was decided to collect the water at different points: whether wells, holes, springs or rivers, to understand and interpret the area. The sampling was subject to physical-chemical analysis, with determination of: field parameters and dissolved species in greater concentration, minor elements and isotopes 18 O and D. The preliminary results showed that some samples are of poor quality, especially in areas where agriculture and/or cattle breeding and/or industry are intensive (DL Nº. 306/2007 of 27 August), and there are several types of contributions of waters for varzea. The principal aim of this thesis is to define a hydrological conceptual model which can aid a hydrological resources plan of the varzea. Keywords- hydrogeochemical, contamination, Nazaré, Alcobaça I. RAZÕES DA ACEITAÇÃO DO TEMA DE TESE As águas superficiais e subterrâneas da Várzea de Nazaré estudadas, localizam-se numa vasta zona rebaixada cujas cotas variam desde 1m até cerca de 12m. Geograficamente, a Várzea da Nazaré inclui os concelhos de Nazaré e de Alcobaça. Está graficamente desenhada nas quatro Cartas Militares, à Escala 1/25000, do Instituto Geográfico do Exército, folha 306 B de Nazaré, folha 316 de S. Martinho do Porto (Alcobaça), folha 307 de Valado dos Frades (Nazaré) e folha 317 de Alcobaça. Geologicamente, é uma zona essencialmente arenítica de idade Meso-Cenozóica. Próximo, as estruturas principais são o Vale tifónico com orientação geral (SW-NE) e o Sinclinal entre o Vale Tifónico e a Serra dos Candeeiros. [7] Do ponto de vista hidrogeológico, a Várzea da Nazaré insere-se na unidade da Orla Mesocenozóica, e encontra-se ladeada pelos sistemas de dois aquíferos: Caldas da Rainha Nazaré e de Alpedriz. Ambos os sistemas de aquíferos são do

2 tipo multicamada. Enquanto o de Alpedriz é confinado na sua maior extensão, o das Caldas da Rainha Nazaré apresenta-se em certas regiões como livre e noutras como confinado. As litologias diferem. No sistema de aquífero das Caldas da Rainha Nazaré predominam as areias marinhas fossilíferas e as areias continentais do Pliocénico superior. No sistema de aquífero de Alpedriz predominam o complexo gresoso de cósjuncal (Cretácico inferior) e as formações carbonatadas (Cretácico superior). Podendo também captar os depósitos do Eocénico Oligocénico e do Miocénico. (Fig. 1) Figura 1. Localização da área em estudo e enquadramento geológico; representação dos limites do sistema Aquífero das Caldas da Rainha-Nazaré. Legenda do topo para a base: Aluviões (Recente); Areias de duna e areias de praia (Recente); Depósitos de praias antigas e terraços fluviais (Plistocénico); Complexo arenoso (Pliocénico); Complexo greso-argiloso de Alpedriz (Miocénico); Complexo de Montes (Oligocénico e Eocénico indiferenciados); Formação carbonatada (Cretácico superior); Complexo gresoso de cós-juncal (Cretácico inferior); Grés superiores com vegetais e dinossáurios (Jurássico superior); Camadas de Alcobaça (Jurássico superior); Camadas de Cabaços e de Montejunto (Jurássico superior); Calcários (Jurássico médio); Calcários (Jurássico inferior); Margas e Calcários de Dagorda (Jurássico inferior); Rochas eruptivas. [3] A Várzea da Nazaré é ocupada por agricultura intensiva e apresenta as linhas de água intervencionadas desde o séc.xii pelos Monges da Ordem de Cister. Actualmente, não existem os monges, mas o trabalho que deixaram ainda perdura, sendo conhecida como a melhor Zona de Produção Agrícola de Portugal. [4] Considerando: - ser uma zona vulnerável (litologia areias), - estar próximo do mar (perigo de salinização), - existir enorme procura de abastecimento de água com qualidade, - poder haver problemas de contaminação por químicos utilizados nesta zona, e - não haver estudos destas águas sobre a sua qualidade e origem, decidiu-se fazer um estudo destas águas subterrâneas e superficiais. Um dos objectivos deste estudo, ainda preliminar, foi determinar a qualidade destas águas. [8], [9], [10] II. OS OBJECTIVOS E TÓPICOS DE PESQUISA ASSOCIADOS A. Os objectivos deste tema de tese são a determinação: Da qualidade da água superficial e subterrânea, Do circuito da água subterrânea, Dos caudais drenados (superficial vs subterrânea), Da avaliação do termalismo adjacente à Várzea, Da definição do modelo conceptual hidrológico da Várzea, B. Os tópicos de pesquisa consistem em: Recolha bibliográfica; Climatologia e balanço hídrico a nível do solo; Caracterização geomorfológica, geológica e tectónica Inventariação de pontos de água subterrânea e drenagens superficiais. Selecção de locais para recolha de amostras e medições de parâmetros in situ. Amostragem de águas subterrâneas e superficiais para a realização de análises físico-químicas e isotópicas, em época seca e época húmida pelo período de 2 anos. Realização de análises físico-químicas, as quais incluirão a determinação de parâmetros de campo, espécies dissolvidas em maior concentração e alguns elementos menores que permitam atingir os objectivos a que o trabalho se propõe. Realização de análises isotópicas de δ 18 O e δ 2 H, para interpretação e distinção das diferentes origens da água. Avaliação dos caudais superficiais e subterrâneos com base em medições em linhas de água, canais de rega e nascentes. Interpretação dos resultados analíticos e aplicação de técnicas de modelação hidrogeoquímica. Estudos de qualidade da água à luz da legislação actual. III. BREVE APRESENTAÇÃO DO QUE JÁ É CONHECIDO A Várzea da Nazaré corresponde à depressão geomorfológica associada ao vale do Paul da Cela e ao antigo estuário lagunar da Pederneira, ocupando a extremidade setentrional do diapiro das Caldas da Rainha com direcção NNE-SSW. [5], [12] A Várzea é atravessada pelos rios da Areia, do Meio e de Alcobaça, de regime torrencial. A erosão verificada terá explorado acidentes de direcção NNW-SSE e WNW-ESE a E- W, relacionados com a tectónica diapírica. [11] Associada a esta fracturação, e ao longo das margens do rio Alcobaça, ocorrem nascentes de água mineral. São águas fortemente mineralizadas, com temperatura da ordem dos 24 ºC e

3 composição cloretada sódica, bicarbonatada e sulfatada cálcica. [1] As diferentes contribuições de água subterrânea, as características aluvionares (salobras/salgadas) do aquífero da várzea e a presença de forte actividade agrícola conjugam-se para que os recursos hídricos superficiais e subterrâneos apresentem forte contaminação e zonamento da mineralização, sendo esta mais elevada a montante do que a jusante. Estes recursos são captados através dos canais, poços e furos, para rega e abastecimento público. [2], [6] A qualidade dos recursos hídricos da Várzea da Nazaré não cumpre os objectivos ambientais definidos pela Directiva Quadro da Água (Directiva nº 2000/60/CE), referentes ao bom estado e bom potencial das massas de água. A ausência de qualidade deve-se, não só à influência da poluição causada pelos aglomerados populacionais e pela agricultura, mas também aos fenómenos de interacção água/rocha na zona do diapiro das Caldas da Rainha. [6] IV. PROPOSTA PARA A RESOLUÇÃO DO PROBLEMA A metodologia proposta e utilizada foi, após estudo bibliográfico, escolher os pontos de colheita de água que melhor poderiam conhecer e interpretar a zona. Foram recolhidas amostras de água de: poços, furos, nascentes, rios e canais de rega. A amostragem foi feita com o máximo cuidado para não haver contaminações e sujeita de imediato a análises in situ. As análises in situ consistiram na medição do ph, temperatura, condutividade e potencial redox. Antes da colheita de água media-se a profundidade da água e a profundidade do poço / furo com o auxílio de uma sonda. (Geralmente, a profundidade do furo era fornecida pelo proprietário e/ou pelo relatório deixado na ARH Tejo (Admnistração de Recursos Hídricos do Tejo). As análises químicas foram realizadas no Laboratório de Análise de Fluidos do Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa por métodos de titulação (doseamento de espécies carbonatadas), por cromatografia iónica (análise de aniões) e por absorção atómica de chama (análise de catiões e metais). As análises isotópicas (δ 18 O e δ 2 H) foram realizadas no Laboratório Stable Isotopes and Instrumental Analysis Facility (SIIAF) do Centro de Biologia Ambiental (CBA), da Universidade de Lisboa, utilizando-se o espectrómetro de massa de fluxo isótopo contínuo (CF-IRMS). Os dados obtidos foram analisados e interpretados de forma criteriosa, utilizando as técnicas hidrogeológicas e verificando se os resultados estão dentro dos limites permitidos pela actual lei (DL nº 306/2007, de 27 de Agosto). O Decreto-lei nº 306 / 2007 de 27 de Agosto «estabelece o regime da qualidade da água destinada ao consumo humano, procedendo à revisão do Decreto -Lei n.º 243/2001, de 5 de Setembro, que transpôs para o ordenamento jurídico interno a Directiva n.º 98/83/CE, do Conselho, de 3 de Novembro, tendo por objectivo proteger a saúde humana dos efeitos nocivos resultantes da eventual contaminação dessa água.» Do seu Anexo I resumiu-se o que interessa para este trabalho (TABELA I). TABELA I TABELA COM OS PARÂMETROS UTILIZADOS NESTE ESTUDO E SEUS VALORES MÁXIMOS PERMITIDOS PARA UMA ÁGUA COM QUALIDADE PARA A SAÚDE HUMANA. (DL Nº 306/2007 DE 27 DE AGOSTO) Parte II - parâmetros químicos DL nº306/2007 de 27 de Agosto - Anexo I V a lo r p a ra mé tric o Un id a d e Fluoretos 1,5 mg/l F- Nitratos 50 mg/l NO3 Nitritos 0,5 mg/l NO2 Parte III - parâmetros indicadores Cálcio V a lo r p a ra mé tric o Un id a d e mg/l Ca Cloreto 250 mg/l Cl Condutividade 2500 ms/cm a 20ºC Dureza total ph 6,5 e 9 Magnésio mg/l CaCO3 mg/l Mg Sulfatos 250 mg/l SO4 Sódio 200 mg/l Na V. RESULTADOS ESPERADOS O b s e rv a ç õ e s O b s e rv a ç õ e s Não é desejável que ultrapasse 100mg/l de Ca; não deve deteriorar os materiais que está em contacto É desejável que esteja entre 150 e 500mg/l de CaCO3; não deve deteriorar os materiais que está em contacto Não é desejável que ultrapasse 50mg/l de Mg; não deve deteriorar os materiais que está em contacto Na área em estudo as águas amostradas revelaram uma grande diversidade química, (Fig. 2) encontrando-se a Sul da várzea nascentes de águas termais. Estas nascentes localizamse nos contactos litológicos por falhas, mas só nas litologias carbonatadas de idade Jurássica. Figura 2. Representação das composições químicas das águas amostradas através de diagramas de Stiff e da rede hidrográfica da zona em estudo.

4 As águas no geral, de acordo com a dureza, classificam-se desde brandas a muito duras. O valor de ph das águas amostradas variou entre 4 a 8, aproximadamente. As águas que apresentaram ph inferior a 6,5 concentram-se a Norte da Várzea em zonas de actividade agrícola, pecuária e/ou industrial. Encontraram-se águas que apresentaram na sua composição química concentrações de ião cálcio e de ião magnésio superiores aos recomendáveis pelo DL nº 306/2007, de 27 de Agosto. As litologias do local da extracção destas águas diferem ligeiramente. Assim, as águas com valor superior a 100mg/l de ião cálcio localizam-se sobre terrenos arenosos próximos de formações carbonatadas. As águas com valor superior a 50mg/l localizam-se em calcários mais ou menos margosos de idade Jurássica. Ambas em zonas de intensa actividade agrícola e pecuária. As amostras de água cujas análises químicas mostraram valores superiores de concentração de ião cloreto e de ião sódio, e de condutividade eléctrica, aos permitidos pela lei, localizam-se nas e próximas das termas e também num poço próximo do litoral cujo proprietário o explora diariamente para rega de uma horta de produtos hortícolas. A possível explicação para estes valores elevadíssimos nas e próximo das termas dever-se-á à circulação das águas no diapiro das Caldas da Rainha. A alta concentração no poço junto ao litoral poderá ser devida ou, à intrusão de água salgada por excesso de exploração e encontrar-se a cerca de 600m do mar, ou à contaminação pela actividade agrícola intensiva. Aliás este poço está incluído nas amostras que apresentam alta concentração de nitratos. Verificou-se que amostras de água com concentração de nitratos superiores aos permitidos por lei são as que coincidem com zonas de intensa actividade agrícola e/ou pecuária. Detectou-se ainda, em algumas amostras de água, concentração de ião brometo inferior a 1mg/l, excepto neste poço próximo do litoral com cerca de 7mg/l. O que confirma a existência ou de contaminação agrícola ou de intrusão salina. A concentração de sulfato superior aos 250mg/l encontrou-se em duas nascentes nas Termas e num furo em zona de actividade industrial, agricola e pecuária. O ião fluoreto foi detectado em concentração superior à permitida por lei num furo em zona de intensa actividade industrial, agricola e pecuária. As amostras analisadas em relação aos isótopos 18 O e D revelaram-se enriquecidas em isótopos leves, os quais poderão indicar que as águas sejam de duas origens: ou são antigas ou sofreram fraccionação isotópica. Em relação à utilização da água para rega, verificouse que através da classificação SAR, as águas variam desde baixa a muito alta salinidade e alcalinidade. As águas com muito alto perigo de salinidade e de alcalinidade (C 4 S 4 ) coincidem nas nascentes das termas. As águas com alta salinidade localizam-se nas estações próximas do litoral e nas formações de idade Jurássica a Sul da Várzea. Do exposto acima pode-se afirmar que os recursos hídricos na Várzea da Nazaré apresentam várias contribuições. De N recebe as águas contaminadas da agricultura, pecuária e/ou industrial. De E recebe as águas pouco a medianamente mineralizadas associadas às formações carbonatadas das vertentes do vale. De S recebe as águas minerais associadas ao diapiro da Caldas da Rainha. E de W entra a água do mar. Para se atingirem os objectivos propostos vai ser necessário aquisição de mais dados. Pretende-se que o estudo seja um auxiliar na elaboração de programas de correcção e de gestão integrada dos recursos hídricos nesta zona. AGRADECIMENTOS A autora agradece às orientadoras Professora Doutora M. Rosário Carvalho e Professora Doutora Catarina Silva, por lhe terem dado a oportunidade e o apoio para trabalhar neste tema. Agradece ainda à ARH Tejo pelas facilidades concedidas na consulta de elementos sobre captações de água subterrânea, à Associação dos Agricultores de Alcobaça, à Câmara Municipal da Nazaré, à Junta de Freguesia de Valado de Frades e à Câmara Municipal de Alcobaça pelas facilidades concedidas e ajuda prestada nos trabalhos de amostragem de águas de captações comunitárias. Um agradecimento à Fundação Ciência & Tecnologia (FCT) pelo apoio dado através da concessão de Bolsa de Doutoramento (SFRH/BD/70957/2010). REFERÊNCIAS [1] L. Acciauoli, Hidrogeologia Portuguesa, , Direc. Geral Minas Serv. Geológicos, Lisboa, 1947, Vol 1. [2] C. Almeida, M Lourenço Silva, Aplicação de análises multivariada ao estudo da hidroquímica de áreas diapíricas portuguesas, Geolis, vol.v(1,2), 1991, pp [3] C. Almeida, J.J.L. Mendonça, M.R. Jesus, A.J. 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