SÍNTESE DO ESTUDO DA RECARGA DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS … · 9º Seminário Sobre Águas Subterrâne as Almada, 7 e 8 de Março de 2013 SÍNTESE DO ESTUDO DA RECARGA DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS

9º Seminário Sobre Águas Subterrâneas Almada, 7 e 8 de Março de 2013

SÍNTESE DO ESTUDO DA RECARGA DE ÁGUASSUBTERRÂNEAS DO CONCELHO DE ALMADASUBTERRÂNEAS DO CONCELHO DE ALMADA

C t i G CARIACatarina G. CARIAMestre em Geologia Aplicada (Hidrogeologia), [email protected]

Manuel M. OLIVEIRADoutor em Hidrogeologia, Núcleo de Águas Subterrâneas, LNEC, Av. do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal, 218 443 436, [email protected]

M C t i R SILVAM. Catarina R. SILVADoutora em Geoquímica, Centro de Geologia , Faculdade de Ciência da Universidade de Lisboa, Departamento de Geologia, [email protected]


Estrutura

Introdução

Objetivos

Metodologia

Enquadramento da área em estudo

Variáveis do balanço hídricoç

Caraterização das variáveis do balanço hídrico necessárias àcorrida do modelo BALSEQ_MOD

Resultados e conclusões


Introdução

Importância do tema

RECARGA Quantidade de água que é acrescentada à zonasaturada de água subterrânea provocando o aumento do armazenamento deágua da zona saturada.

P i t t d i l hid ló i lProcesso integrante do ciclo hidrológico que assume o papelda reposição de água nos aquíferos e permite a manutenção dobalanço hídrico.


Objetivos

A motivação deste estudo resultou da intenção de execução de umestudo abrangente sobre as caraterísticas geológicas e hidrogeológicasdo concelho de Almada, por parte da Câmara Municipal de Almada,com o apoio da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

Avaliar o caráter quantitativo dos fenómenos de recarga de águas subterrâneas no concelho de Almada;


Metodologiag Compilação de informação relativa às caraterísticas geológicas e

hidrogeológicas do concelho de Almada;g g

Elaboração de base de dados com informação relativa ao solo e àssuas caraterísticas, ao uso do solo e às culturas que o ocupam, a partird t fi d bde cartografia de base;

Recolha de dados climáticos e elaboração de séries de precipitação eevapotranspiração de referência;p p ç ;

Cálculo da recarga através do modelo de balanço hídrico sequencialdiário ao nível do solo, designado BALSEQ_MOD, propriedade doL b ó i N i l d E h i Ci il (LNEC)Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC);


Enquadramento da área em estudo

Enquadramento Geográfico

Cartograficamente, oconcelho de Almada estácontido na Carta Militar decontido na Carta Militar dePortugal àescala 1:25 000, folhas431 (Lisboa),431 (Lisboa),441-B (Costa da Caparica),442 (Barreiro)453 (Fernão Ferro (Sesimbra).( ( )


Enquadramento da área em estudoEnquadramento Geológico Enquadramento Geológico

De acordo com informação disponibilizada pela CâmaraMunicipal de Almada.

E d t d á t d


Enquadramento da área em estudoEnquadramento Hidrogeológico q g g

Enquadramento litostratigráfico do sistema aquífero Margem Esquerda (retirado de Almeida et al. (2000)).


Enquadramento da área em estudoEnquadramento Climático Enquadramento Climático

Distribuição da temperatura média anual na região envolvente do concelho de Almada, segundo o Altas do Ambiente da Agência Portuguesa do Ambiente

Distribuição da precipitação média anual na região envolvente do concelho de Almada, segundo o Altas do Ambiente da Agência Portuguesa do Ambiente.


Enquadramento da área em estudoEnquadramento Climático q

Distribuição da precipitação anual acumulada (mm), numa ç p p ç ( )série de 30 anos hidrológicos (de 1981 a 2011) e a sua média média anual (643 mm/ano).anual (643 mm/ano).


Variáveis do balanço hídricoP – Precipitação;p ç

ETR – Evapotranspiração real;

Ed – Escoamento direto;

ΔAl

Is – Infiltração superficial;

Ip – Infiltração profunda;

ΔAl – Variação do ΔAl Variação do armazenamento de água no solo.

E – Escoamento superficial Eps Escoamento superficial de saída do volume de controlo

Cálculo realizado através do BALSEQ_MOD:

Variáveis do balanço hídrico



Considerações adotadas na corrida do programa:

ΔAl

1) A única entrada de água é a água de precipitação;

2) Não há descarga de águas subterrâneas para o meio superficial nem háevapotranspiração a partir da zona saturada (considera-se que o nívelfreático está sempre abaixo do solo);

3) O escoamento no solo é vertical não existe escoamento lateral desaída do solo;

4) Nã há t d á fi i l ã i t ã d4) Não há armazenamento de água superficial não existe evaporação deáguas superficiais nem extrações de água superficial;

5) Assume-se que a infiltração profunda é um indicador de recarga, ou) q ç p g ,seja, a água que se infiltra em profundidade corresponde à água derecarga.




I filt ã fi i lInfiltração superficial

Consiste na água que entra no solo, quer seja resultante de precipitaçãod t fi i lou de escoamento superficial.

Depende de:

l diá i d i i ãvalores diários de precipitação;

da capacidade de campo;

do ponto de emurchecimento permanente;do po to de e u c ec e to pe a e te;

do teor de humidade inicial do solo.



Variáveis do balanço hídricoEvapotranspiração real

C i é d l á i d d lí idConsiste no processo através do qual a água transita do estado líquido agasoso, regressando diretamente, ou através das plantas, à atmosfera.

A d t i ã b iA sua determinação baseia-se:na evapotranspiração de referência (informação climática);na variação de armazenamento de água no solo (disponibilidade de água

l )no solo);no tipo de ocupação do solo.

Cá i ãCálculo da evapotranspiração real:

(para o coeficiente cultural dual)

A parte da imagem com o ID de relação rId3 não foi encontrada no ficheiro.

Evapotranspiração de referência (ETo) (Allen et al., 1998) –evapotranspiração que ocorre numa superfície padrão designadamente

Ka ‐ Coeficiente de stress hídrico; Ke ‐ Coeficiente de evaporação do solo; Kcb – Coeficiente de cultura basal

evapotranspiração que ocorre numa superfície padrão, designadamenteuma cultura de referência hipotética, com uma altura de 0,12 m, umaresistência superficial fixa de 70 s.m-1 e um albedo de 0,23.



Variáveis do balanço hídricoEvapotranspiração

Coeficientes culturais:Coeficientes culturais:Considerados por Allen et al. (1998) para condições padrão de clima sub-húmido, com humidade relativa miníma (HRm(%)) durante o dia deaproximadamente 45% e velocidade do vento média durante o dia (u(m/s))aproximadamente 45% e velocidade do vento média durante o dia (u(m/s))de 2 m/s.

A parte da imagem com o ID de relação rId3 não foi encontrada no ficheiro.

Curva do coeficiente cultural, definida através dos valores de Kc incial, Kc médio e Kc final, com valores referentes a macieira, cerejeira e pereira, segundo Allen et al. (1998) (adaptado de Oliveira, 2006).

V iá i d b l híd i



Variação do armazenamento da água no solo

Consiste na diferença de água existente no solo no final e no início de umd i d í ddeterminado período.

Variação positiva: entrada de água (infiltração superficial, escoamentol t l d t d t d d á d id à ã h )lateral de entrada ou entrada de água devido à ação humana);

Variação negativa: saída de água (evapotranspiração, infiltraçãoprofunda, escoamento lateral de saída, extração por ação humana).

Is, Ip e ETR são os processos modelado pelo BALSEQ_MOD.




Infiltração profunda

Processo pelo qual a água penetra na zona saturada, aumentando o volumeProcesso pelo qual a água penetra na zona saturada, aumentando o volumeacumulado anteriormente. Este processo ocorre quando é superada acapacidade de campo (cc) da zona vadosa abaixo do solo.

Depende de:

porosidade

co d ti idade hid á lica at adacondutividade hidráulica saturada

Caraterização das variáveis do 9º Seminário Sobre Águas Subterrâneas Almada, 7 e 8 de Março de 2013

Caraterização das variáveis do balanço hídricoParâmetros climáticos do balanço hídricoParâmetros climáticos do balanço hídricoPrecipitação

1) Selecionar estação mais próxima da áreaem estudo e com dados representativos dolocal (Monte da Caparica, INAG)

2) Criar série de precipitação diária com o2) Criar série de precipitação diária com omínimo de 30 anos consecutivos;

3) Identificação de lacunas no registo dosdados;

4) Criação de polígonos de Thiessen paradeterminar as estações mais próximas comdados passíveis de serem utilizados nopreenchimento das lacunas (InstitutoGeofísico Infante D. Luiz (IGIDL));

5) Colmatação das lacunas através deequação de regressão linear;

6) Obtenção de série de precipitação6) Obtenção de série de precipitaçãoconstituída por dados de um período de 30,compreendidos ente 1981-10-01 e 2011-09-30.

Caraterização das variáveis do


Caraterização das variáveis do balanço hídricoParâmetros climáticos do balanço hídricoEvapotranspiração de referência

Equação de Penman-Monteith da FAO

Departamento de Produção Agrícola e Animal do Instituto Superior de Agronomia (ISA)(http://agricultura.isa.utl.pt/agribase_temp/solos/)

Caraterização das variáveis do


Caraterização das variáveis do balanço hídricoParâmetros associados a cartografia de base

-Carta de Ocupação do Solo [COS’90] da autoria do Centro Nacional de Informação Geográfica (CNIG), à escala 1:25000 para Portugal Continental, para o período de referência de Agosto de 1990 para o período de referência de Agosto de 1990.

- Carta de Solos de Portugal do Instituto de Hidráulica Engenharia Rural e- Carta de Solos de Portugal, do Instituto de Hidráulica, Engenharia Rural eAmbiente (IHERA), à escala 1:25000 em formato digital.

Parâmetros associados a cartografia de base


Parâmetros associados a cartografia de baseInfiltração superficial – Carta de Solos

Assume-se que o horizonte do solo que condiciona a infiltraçãosuperficial é o horizonte mais próximo da superfície.

Classificação do solo segundo as percentagens de areia silte (ou limo) e Classificação do solo segundo as percentagens de areia, silte (ou limo) eargila Caraterização TEXTURAL

Extrato da tabela que relaciona a classe textural com ohorizonte do solo considerado, de acordo com a Carta deSolos (1:25000).



Parâmetros associados a cartografia de baseEvapotranspiração real – Ocupação do solo

Ocupação do solo do concelho de Almada, de acordo coma nomenclatura da Carta de Ocupação do Solo [COS’90].

Ocupação do solo simplificada do concelho de Almada, deacordo com a nomenclatura da Carta de Ocupação do Solo[COS’90].



Parâmetros associados a cartografia de baseEvapotranspiração real – Ocupação do solo

Determinação e caraterização das Determinação e caraterização dasculturas presentes em cadaocupação.

Caraterização por tipo de ocupaçãode solo, dos parâmetrosnecessários à corrida do modelode balanço hídrico sequencialdiário.



Parâmetros associados a cartografia de baseEvapotranspiração real – Carta de Solos

Caraterização do tipo de solo, em função da capacidade de campo eponto de emurchecimento.

Extrato da tabela que apresenta acapacidade de campo (cc) e oponto de emurchecimento (wp) emfunção da Carta de Solos (1:25000)função da Carta de Solos (1:25000).



Parâmetros associados a cartografia de baseInfiltração profunda – Carta de Solos

Determinação dos valores de porosidade (n (L3/L3)

Extrato da tabela que apresenta valores de porosidade (n) em função daCarta de Solos à escala 1:25000 (IHERA)Carta de Solos à escala 1:25000 (IHERA).



Parâmetros associados a cartografia de baseInfiltração profunda – Carta de Solos

Determinação dos valores de condutividade hidráulica saturada (Ks(mm/d))

Extrato da tabela que apresenta valores de condutividade hidráulicaq psaturada em função da Carta de Solos à escala 1:25000 (IHERA).




Escoamento direto anual médioestimado no concelho de Almada.

Evapotranspiração real anual médiaestimada no concelho de Almada.




Recarga anual média estimada no concelho de estimada no concelho de Almada, considerando o intervalo temporal entre 1981-10-01 e 2011-09-30.




A recarga média anual ocorridaA recarga média anual ocorridano concelho representa emmédia 11% da precipitaçãomédia anual e no máximo 50%.média anual e no máximo 50%.

Relação entre a recarga anual média estimada no concelho de Almada e a precipitação anual média entre 1981-10-01 e 2011-09-30.



Resultados e conclusõesRecarga média anual:Em 23% da área do concelho (16 Km2 de 69,7 Km2) não foi possível determinar o( )valor de recarga por não se conhecer os solos aí existentes;Na restante área (54 Km2), a recarga média ocorrida é de 99 mm/ano (representaa recarga distribuída por 77% da área do concelho e não o valor médio paratodo o concelho).

Totalidade da área do concelho

Recarga média anual

77 mm/ano5 hm3/ano

Distribuição da área do concelho em função da recarga estimada.

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Obrigada pela atenção.g p ç

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