Recursos hídricos h subterrâneos: importância, oportunidades e impactos causados pela mudança a climática no Brasil Ricardo Hirata Bruno Conicelli LAMO:Laboratório rio de Modelos FísicosF Instituto de Geociências World Bank No Brasil, 30-40% da população faz uso das águas subterrâneas Importância das águas subterrâneas Estima-se que 150 milhões utilizem o recurso na América Latina. No mundo, 2 bilhões de pessoas dependem das águas subterrâneas (Foster et al, 1987) LAMO - Laboratório rio de Modelos FísicosF Importância da água subterrânea no Estado de São Paulo Um exemplo de uso complementar na Bacia do Alto Tietê (cidade de São Paulo) 18 16000 61% dos municípios paulistas são abastecidos total ou parcialmente pelas águas subterrâneas Vazão Acumulada (m3/s) 16 Vazão de 12 m 3 /s 14 12 10 8 6 Número Acumulado de Poços Vazão Acumulada (m3/s) 14000 12000 10000 8000 12 mil poços Número Acumulado de Poços 4 6000 2 0 4000 1980 1990 2000 2010 Ano de Acumulação (São Paulo, 1990) Evolução das perfurações e extrações de água subterrânea LAMO - Laboratório rio de Modelos FísicosF As estatísticas oficiais da BAT mostram: As estatísticas oficiais da BAT mostram: Demanda total de 64 m 3 /s, suprida pela empresa concessionária, SABESP Embora a demanda total deveria levar em conta: 64 m 3 /s + 12 m 3 /s (subterrânea)= 76 m 3 /s Ou seja a demanda é muito maior Mas isso representa pouco mais de 15% do total da demanda. Se houver perda das águas subterrâneas devido à superexplotação ou contaminação, o sistema público não atenderá a demanda total, pois está operando no limite Assim, se SP perder as águas subterrâneas, haverá o colapso de todo o sistema!
Vê-se que a interação águas superficiais e subterrâneas vai além da interação no próprio ciclo hidrológico, faltando uma visão e uma ação integrada de exploração de proteção do recurso Importância das águas subterrâneas em corpos de águas superficiais e vice versa Sendo o mesmo recurso a exploração do aqüífero vai afetar o rio e vice versa em termos de quantidade e qualidade Interação entre água subterrânea e superficial A explotação excessiva pode comprometer os rios e áreas alagadiças, inclusive a sua fauna e flora ou seja a biodiversidade aqüífero Os aqüíferos representam 20-30% dos fluxos de base de rios em zonas tropicais Características complementares antônimas entre entre rios e rios aqüíferos e aqüíferos O uso integrado do recurso hídrico superficial e subterrâneo Rio Reduzido armazenamento Elevada vazão de extração Reduzida qualidade natural (geral/e necessita tratamento) Vulneráveis à contaminação Extrovertidos (e populares) Elevados investimentos Aqüífero Elevado armazenamento Reduzida vazão de extração Excelente qualidade natural Baixa vulnerabilidade Introvertidos (e escondidos) Reduzidos investimentos O abastecimento de água de uma cidade ou empreendimento (agricultura, por exemplo) poderia tirar proveito dessas características complementares dos aqüíferos e rios. Período úmido: uso da água superficial e o excesso de água pode ser infiltrado (após tratamento) ou recarregado ao aqüífero. Período seco: uso de água subterrânea, retirada do armazenamento Integrando o manejo de algo que é naturalmente integrado: águas superficial e subterrânea As mudanças climáticas podem causar problemas aos aqüíferos: 1. Diretos: redução da recarga dos aqüíferos Água subterrânea e superficial 2. Indiretos: redução da oferta de água superficial (maiores períodos de estiagem ou de redução total de chuvas), induzindo maior exploração da água subterrânea (maior perfuração de poços), e se sem controle, a superexploração do aqüífero
Redução da recarga de aqüíferos e seus impactos: Redução da recarga de aqüíferos e seus impactos: Alteração do fluxo subterrâneo induzindo mudanças geoquímicas e de qualidade das águas subterrâneas Redução da disponibilidade hídrica dos aqüíferos, que é uma fração da recarga Alteração das linhas de fluxo e indução de contaminação de rios e outros corpos de água contaminados Redução dos fluxos de base em rios e da sua perenidade Redução da recarga reduzirá as mesclas necessárias para a diluição de contaminantes muito persistentes Redução da recarga de aqüíferos e seus impactos: Impacto das alterações climáticas de longo prazo na recarga dos aqüíferos brasileiros para 2050 A diminuição na recarga também causará avanço da cunha de água salgada em aqüíferos litorâneos e a redução de disponibilidade de água Döll & Flörke (2005) obtiveram quatro diferentes cenários de alterações climáticas para a década de 2050 Para se chegar a esses resultados, os autores basearam seus estudos nas duas previsões de emissões de gases de efeito estufa do IPCC cenários A2 (mais pessimista) e B2 (mais otimista) Os cenários de mudança climática foram gerados por dois modelos climáticos, o modelo ECHAM4 e o modelo HadCM3 Alterações climáticas na recarga dos aqüíferos brasileiros para 2050 Alterações climáticas na recarga dos aqüíferos brasileiros para 2050 As áreas mais afetadas negativamente pelas mudanças climáticas na década de 2050 no Brasil são as mesmas áreas que hoje já apresentam grande vulnerabilidade, tanto do ponto de vista hidrológico e hidrogeológico, quanto do ponto de vista social Redução na recarga dos aqüíferos na ordem de 70% a Diminuição 30% na região severa Norte nos valores de recarga nos aqüíferos na região Nordeste do Brasil, mais de 70% de redução Modelos climáticos HadCM3 A variação Aumento da recarga dos valores na disponibilidade relativos de de recarga água na ordem a curto e de médio 30% períodos a 100% são nas mais regiões notáveis Sul e Sudeste em aqüíferos livres e pouco afetam (dentro dessa ordem temporal) aqüíferos confinados Modelos climáticos ECHAM4
As mudanças climáticas podem causar problemas aos aqüíferos: 1. Diretos: Redução da recarga dos aqüíferos 2. Indiretos: Redução da oferta de água superficial (maiores períodos de estiagem ou de redução total de chuvas), induzindo maior exploração da água subterrânea (maior perfuração de poços), e se sem controle, a superexploração do aqüífero Queda Poços de Total de públicos níveis e poços elevaçãocom de existentes custo registro de explotação em São José do Rio Preto Brasil) Mudanças Climáticas e Águas Subterrâneas: Impactos e oportunidades Mudanças Climáticas e Águas Subterrâneas: Impactos e oportunidades Brasil é vulnerável às mudanças climáticas atuais e às futuras, em especial aos extremos climáticos Período Período Áreas que apresentam maior vulnerabilidade 1971-2000 2041-2060 são a Amazônia e o Nordeste brasileiro Modelos do IPCC AR4 para o fim do século XXI com relação ao presente indicam reduções nas Mudança relativa (%) das vazões de rios no Brasil para o período 2041 2060 vazões dos rios São Francisco, Parnaíba, Tocantins, Xingu e outros no leste da Amazônia A diminuição das vazões em alguns dos principais rios das regiões Norte e Nordeste do Brasil coincide com áreas onde existem importantes aqüíferos regionais Impacto das alterações climáticas de longo prazo na recarga dos aqüíferos brasileiros para 2050 O aqüífero Beberibe é a principal fonte de água subterrânea usada na capital pernambucana, Reserva (m³/s) antes da Sistema Cenário A2 Cenário B2 Cenário A2 Cenário B2 Vazão média Região Hidrográfica Aqüífero HadCM3 HadCM3 ECHAM4 ECHAM4 (m³/h) dominante Renovável Explotável¹ Solimões O seca aqüífero de 1998-1999, Barreiras / + tem o manancial / + grande 4.481,5 participação subterrâneo 896,3 27,3 no Alter do Chão 1.247,5 249,5 53,8 Amazônica participava Boa Vista abastecimento com cerca de de várias 20% capitais da 162,0oferta 32,4brasileiras, de 32,7 água para a Parecis / + + / + + 2.324,0 464,8 146,9 cidade Jandaíra 30,5 6,1 6,2 particularmente de Recife. Em das 2000, capitais a sua litorâneas participação nordestinas chegou Atl. NE Ori. Açu 10,5 2,1 24,9 a 60%, Itapecuru Este 1.074,0 214,8 12,3 de Belém, aqüífero que corresponde São participa Luís, Fortaleza, a no um abastecimento total Natal estimado e Maceió. de 4.000 Corda 46,0 9,2 14,7 Motuca das 15,0 3,0 16,3 Tocantins Araguaia; poços, cidades a maior de Manaus, parte deles Belém, particulares Poti Piauí 650,0 130,0 18(L) 40(C) Parnaíba Cabeças 36,0 7,2 12(L) 50,2(C) Santarém e a Ilha de Marajó Serra Grande 63,5 12,7 6,3(L) 14,7(C) O aqüífero Jandaíra é intensamente utilizado para a irrigação Atl. Leste; Atl SE; Atl. NE 23,4(L) Barreiras 1.085,0 217,0 Ori; Atl. NE Ocid; 103,4(C) na região da chapada do Apodi, ocorrendo rebaixamentos Tocantins Araguaia Beberibe 2,0 0,4 34,1(L) 77,7(C) Atl. NE Ori. Marizal 36,0 7,2 21,3(L) 15,1(C) Atl. Leste; São Francisco acentuados nos níveis estático e dinâmico dos poços tubulares São Sebastião 41,0 8,2 23,7(L) 40,4(C) Atl. Leste Inajá 1,5 0,3 3,5(L) 20,1(C) São Francisco que Tacaratu explotam esse aqüífero na região 14,5 2,9 de Baraúna 5,6 (RN), São Francisco; Atl. NE Ori. Exu 3,0 0,6 6 onde Missão Velhaexiste intensa atividade de 1,0fruticultura 0,2 14,4 Atl NE irrigada Ori Urucuia Areado / + + 1.182,0 236,4 10,4 São Francisco; Tocantins Bambuí / + / + 201,5 40,3 11 Araguaia; Parnaíba Bauru Caiuá / + + + + 2.939,5 587,9 18,7 Paraná Serra Geral / + + ++ + 3.731,5 746,3 22,8 Paraná; Atl. Sul; Uruguai; Guarani / + + ++ + 805,7 161,1 18,8(L) 54,2(C) Paraguai Ponta Grossa + + + ++ 145,5 29,1 5,8 Tocantins Araguaia; Furnas + + + + 143,0 28,6 17,4 Paraguai Impacto das alterações climáticas na recarga dos aqüíferos / + + ++ +++ Recarga Negativa Recarga Positiva 1. Reconhecimento dos aqüíferos brasileiros, através de cartografia específica, indicando a sua importância social, econômica e ecológica 2. Identificar e caracterizar as áreas de maior demanda do recurso no presente e as tendências de crescimento futuro
3. Estudos específicos dos impactos esperados das mudanças climáticas nos aqüíferos importantes e estratégicos brasileiros, em particular: a. na recarga e na disponibilidade hídrica nos aqüíferos b. no aumento da exploração da água subterrânea, advindo do incremento da demanda para aliviar o stress hídrico caudado pela redução na oferta de água superficial c. na mudança na qualidade das águas de recarga do aqüífero 4. Estabelecer uma rede de monitoramento em áreas chaves para acompanhar e avaliar os impactos das mudanças climáticas nos aqüíferos 5. Desenvolver modelos de manejo de recursos hídricos que contemplem o recurso em suas duas expressões (superficial e subterrâneo), tirando o melhor proveito de duas características, dentro de cenários previstos das mudanças climáticas 6. Fomentar a formação de hidrogeólogos no país, consolidando grupos de pesquisa em universidades e em centros de pesquisa. Dr. Ricardo Hirata Universidade de São Paulo Banco Mundial - GWMATE rhirata@usp.br www.worldbank.org/gwmate