Recursos hídricos subterrâneos e potenciais focos de contaminação na Bacia do Rio Uíma, Santa Maria da Feira: um contributo para o ordenamento do território a nível municipal

Versão definitiva Élio Pedro Quintas da Silva Recursos hídricos subterrâneos e potenciais focos de contaminação na Bacia do Rio Uíma, Santa Maria da Feira: Um contributo para o ordenamento do território a nível municipal Dissertação realizada no âmbito do Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica e Ordenamento do Território orientada pelo Professor Doutor José Augusto Alves Teixeira Membros do Júri Professor Doutor Hélder Gil Iglésias de Oliveira Chaminé Instituto Superior de Engenharia do Porto Professor Doutor António Alberto Teixeira Gomes Faculdade de Letras da Universidade do Porto Professor Doutor José Augusto Alves Teixeira Faculdade de Letras da Universidade do Porto 2015 Classificação: 19 Valores Determinação, coragem e autoconfiança são fatores decisivos para o sucesso. Não importa quais sejam os obstáculos e as dificuldades. Se estamos possuídos de uma inabalável determinação, conseguiremos superá-los. Independentemente das circunstâncias, devemos ser sempre humildes, recatados e despidos de orgulho. Tenzin Gyatso Dalai Lama In O Livro de Dias I AGRADECIMENTOS Expresso os meus sinceros agradecimentos, Ao Professor Doutor José Augusto Alves Teixeira (FLUP), pela disponibilidade e acompanhamento, como orientador nesta longa etapa. A sua personalidade calma, assertiva e sorridente, bem como o seu rigor científico em torno dos recursos hídricos subterrâneos, levou a que primasse pela qualidade das metodologias e resultados obtidos. Para além de orientador, um amigo. Ao Professor Doutor António Alberto Gomes, (FLUP), pela disponibilidade e amizade demonstrada, bem como pelas leituras atentas e chamadas de atenção, para que evoluísse como pessoa, mas também como investigador. Ao Mestre Rui Gomes (C. M. Castelo de Paiva), meu amigo e companheiro nos bons e maus momentos desta longa etapa, pelas palavras de conforto e incentivo e pela troca de conhecimentos relativo à temática das águas subterrâneas. Aos presidentes de junta de freguesia de Lourosa, Armando Teixeira, de Fiães, António Valdemar Ribeiro e de São João de Vêr, Amaro Araújo pelo interesse no trabalho realizado e pelas informações dadas, acerca da localização de nascentes e potenciais focos de contaminação. Aos amigos e colegas de Mestrado, em especial à Elisabete Capelo, Mafalda Lopes, Marlene Costa, Ana Faria, Joana Fernandes e Ana Sofia Oliveira, por me “aturarem” nos momentos difíceis e pelas palavras de apoio e incentivo, partilha de experiências, conhecimentos e espírito de entreajuda. Aos amigos, Vasco Cruz e Fábio Rocha pelo companheirismo, amizade, apoio e acompanhamento, em campo, na descoberta de nascentes e potenciais focos de contaminação. Aos meus amigos de “tenra” idade, especialmente ao Sr. Armindo Carneiro, Sr. Joaquim Santos e ao Sr. Manuel Coelho, pela ajuda preciosa, no trabalho de campo e na descoberta de nascentes. Aos meus pais pelo carinho, apoio, confiança, compreensão, reconhecimento e palavras de incentivo que me deram durante esta longa etapa, tendo por vezes aceitado o “não”, como resposta às diversas tarefas a que estão associados. Ao meu irmão, Rúben, pelo seu espirito aventureiro e guerreiro na procura de nascentes, ao longo de diversas idas ao campo. Finalmente, à Fabiana, a outra metade deste “eu”, por ter aturado os meus maus momentos, as minhas teimas, os meus dilemas, tendo sempre sido um bom “porto”. O seu sorriso, compreensão, ajuda e palavras de incentivo foram cruciais em todos momentos desta longa etapa. A todos dedico esta dissertação. II RESUMO A presente investigação compreende uma abordagem multidisciplinar referente ao tema dos recursos hídricos subterrâneos e dos seus potenciais focos de contaminação. A área de estudo correspondeu a um setor da bacia do Rio Uíma, Santa Maria da Feira, onde se pretende obter e interpretar padrões da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos e potenciais focos de contaminação. A metodologia aplicada consistiu, numa primeira fase, nas pesquisas e recolhas de dados bibliográficos e documentais inerentes ao tema das águas subterrâneas, bem como a análise da cartografia militar de 1998 para a identificação dos diversos indicadores relativos aos recursos hídricos subterrâneos da área de estudo. Esta informação foi vetorizada e, paralelamente efetuou-se o préprocessamento da diversa informação em formato vetorial e raster relativamente a área de estudo e a vetorização do uso de solo através das fotografias aéreas de 1974 e através dos ortofotomapas de 2005, tendo servido de apoio à análise da área de estudo. Seguidamente, numa segunda fase, criou-se duas fichas de inventários para serem utilizadas, em contexto de trabalho de campo. A primeira ficha corresponde a inventariação dos recursos hídricos subterrâneos para o registo das nascentes e divide-se em localização, condições de ocorrência, geomorfologia, enquadramento geológico, hidrogeológico e hidroclimático, outras observações e utilização. A segunda ficha corresponde a inventariação dos potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos para os registos dos possíveis focos de contaminação e está estruturada da seguinte forma: localização, geomorfologia, enquadramento geológico e hidrogeológico, descrição sucinta do foco de contaminação e descrição do(s) contaminante(s). Na terceira criaram-se duas bases de dados (BD) tendo-se agrupado e gerado uma Base de dados espacial (BDE), no qual se relacionou os dados recolhidos com outros parâmetros designadamente a geologia, o ocupação do solo de 1974 e 2005, os declives e as exposições, o que permitiu realizar diversa cartografia temática em ambiente SIG, bem como distintas operações de análise espacial. Esta investigação pretende alertar para a importância da inventariação e conhecimento dos recursos hídricos subterrâneos, potenciais focos de contaminação e áreas vulneráveis à contaminação de aquíferos, de forma a contribuir para uma valorização, gestão e proteção adequada do recurso água, criando suportes cartográficos e base de dados que apoiem os processos de decisão, contribuindo assim, para um ordenamento do território à escala municipal capaz de responder aos atuais problemas no panorama das águas subterrâneas. Palavras-chave: Recursos Hídricos Subterrâneos; Potenciais focos de contaminação; Vulnerabilidade dos aquíferos; SIG; Ordenamento do Território; III ABSTRACT The present investigation is a multidisciplinary approach focused on groundwater resources and the potential contamination evaluation. The study area is a sector of the Rio Uima basin, Santa Maria da Feira municipality, where it is intended obtain and interpret patterns in the distribution of groundwater resources and potential contamination sources. The methodology consisted in a first phase, the search of bibliographic and documental data related to groundwater as well as the analysis of military cartography of 1998 for the identification the various indicators relatied to groundwater resources of the study area. This information was vectorized and, in parallel the pre-processing of several information (in raster and vectorial format) took place. Also was done, this phase, the vectorization of the land use through the air photographs of 1974 and through the ortophotomaps of 2005. Continuously, in a second phase, two field inventory datasheets were created, and were used in context of field work. The first datasheet corresponds to the inventory of groundwater resources. It was intended to register the springs characteristics, namely location, occurrence conditions, geomorphology, geological, hydrogeological and hydroclimatological framework, use and other observations. The second datasheet corresponds to the inventory of the potential focuses of contamination of the groundwater resources. In this datasheet is registered the location, geomorphology, geological and hydrogeological framework, succinct description of the focus of contamination and description of the contaminant (s). In the third phase two databases were created with the datasheet, and grouped into one large Geo-database. This Geo-database is the source for the spatial analysis, relating the collected data with other parameters namely the geology, the land use of 1974 and 2005, the slope and the aspect, that allowed to produce several thematic maps in GIS environment SIG. This research intends to alert for the importance of inventorying and knowledge of groundwater resources, potential sources of contamination and areas vulnerable to contamination of aquifers in order to contribute to a valuation, management and adequate protection of water resources. Also intends to create cartographic and database support to decision-making processes, thus contributing to land-use planning at the municipal level, dealing with the current problems related to groundwater. Keywords: Groundwater resources; potential sources of contamination; aquifers vulnerability; GIS; Land-use planning; IV ACRÓNIMOS BD – Base de Dados BDE – Base de Dados Espacial IPMA – Instituto Português do Mar e da Atmosfera SIG – Sistemas de Informação Geográfica GPS – Global Position System (Sistema de Posicionamento Global) IGEOE – Instituto Geográfico do Exército IGP – Instituto Geográfico Português MDT – Modelo Digital de Terreno MH – Maciço Hespérico ZOM – Zona Ossa-Morena ZCI – Zona Centro Ibérica CAOP – Carta Administrativa Oficial de Portugal SGBD – Sistema de Gestão de Base de Dados IS – Índice de Suscetibilidade LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia DGEG – Direção Geral de Energia e Geologia V ÍNDICE AGRADECIMENTOS ................................................................................................................... I RESUMO ...................................................................................................................................... II ABSTRACT ................................................................................................................................ III ACRÓNIMOS ............................................................................................................................. IV ÍNDICE ........................................................................................................................................ V ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................ VIII ÍNDICE DE QUADROS ............................................................................................................ XI ÍNDICE DE ANEXOS ................................................................................................................ XI CAPÍTULO I................................................................................................................................. 1 1 – INTRODUÇÃO GERAL ........................................................................................................ 2 1.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................................ 2 1.2 – OBJETIVOS .................................................................................................................... 2 1.3 – ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ............................................................................... 3 1.4– ENQUADRAMENTO TEÓRICO .................................................................................... 4 1.4.1 – Generalidades ............................................................................................................ 4 1.4.2 – Distribuição da Água pela Terra ............................................................................... 5 1.4.3 – Ciclo Hidrológico ...................................................................................................... 5 1.4.4 – Águas Subterrâneas ................................................................................................... 6 1.4.5 – Vulnerabilidade das Águas Subterrâneas ................................................................ 17 1.5 – ENQUADRAMENTO DA ÁREA DE ESTUDO ......................................................... 20 1.5.1 – Enquadramento Geográfico .................................................................................... 20 1.5.2 – Geotectónica, Geomorfologia e Geologia da área de estudo .................................. 21 1.5.3 – Hidrografia e Climatologia da bacia do rio Uíma ................................................... 26 CAPÍTULO II ............................................................................................................................. 31 2 – MÉTODOS, TÉCNICAS E EQUIPAMENTOS .................................................................. 32 2.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS ...................................................................................... 32 2.2 – PESQUISA BIBLIOGRÁFICA E CARTOGRÁFICA ................................................. 33 CAPÍTULO I __________________________________________________________________________________ INTRODUÇÃO GERAL 2 1 – INTRODUÇÃO GERAL 1.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS A presente dissertação corresponde a uma abordagem multidisciplinar sobre o tema da água subterrânea e ao mesmo tempo alerta para a importância da inventariação e conhecimento dos recursos hídricos subterrâneos, de forma a contribuir para a sua valorização, gestão e proteção adequada. Assim, através das novas tecnologias ligadas aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) procurou-se criar suportes cartográficos e bases de dados que apoiassem os processos de decisão, contribuindo para o melhoramento do ordenamento do território à escala municipal. 1.2 – OBJETIVOS O objetivo geral desta dissertação corresponde à obtenção e interpretação de padrões na distribuição dos recursos hídricos subterrâneos, bem como na inventariação dos potenciais focos de contaminação e identificação de áreas vulneráveis à contaminação de aquíferos num setor da bacia do Rio Uíma. Neste contexto, o objetivo geral desta dissertação apoia-se nos seguintes objetivos secundários:  Inventariação e caracterização das nascentes na área de estudo, bem como a medição dos parâmetros físico-químicos (pH, condutividade elétrica, temperatura da água);  Reconhecimento e inventariação dos diversos potenciais focos de contaminação na área em estudo;  Criação de bases de dados (BD) através de fichas de inventário com os diversos recursos hídricos subterrâneos e os diversos potenciais focos de contaminação da área de estudo;  Criação de uma base de dados espacial (BDE) com os dados obtidos das BD e outros elementos cartográficos;  Interpretação da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação pela área de estudo relacionados com a conjuntura morfo-estrutural, hidrogeologia, ocupação do solo e declives;  Interpolação dos dados, provenientes das BD através de ferramentas de análise espacial;  Aplicação do Índice de Suscetibilidade (IS) para a determinação das áreas vulneráveis à contaminação de aquíferos, em 1974 e 2005;  Interpretação e identificação de aquíferos vulneráveis a problemas de contaminação;  Construção de bases cartográficas de apoio ao ordenamento e planeamento do território, a nível municipal. 3 1.3 – ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO A presente dissertação está organizada e estruturada em quatro capítulos. O primeiro capítulo corresponde à introdução geral. Este capítulo encontra-se dividido em introdução, enquadramento teórico e caracterização da área de estudo. Desta forma, na introdução relatase as considerações iniciais, os objetivos e a estrutura da dissertação (figura 1). No enquadramento teórico evidencia-se as principais revisões da literatura sobre o tema da água, com maior enfoque nas águas subterrâneas, potenciais focos de contaminação e vulnerabilidade dos aquíferos e nascentes à contaminação natural e antrópica. Por fim, na caracterização da área de estudo apresenta-se os enquadramentos geográficos, geológicos, geomorfológicos, hidrográficos e climatológicos. O segundo capítulo condiz com os métodos e as técnicas utilizadas no decorrer desta dissertação e encontra-se dividido em quatro fases. Numa primeira fase analisar-se-á as cartas militares de 1998 relativamente à localização dos recursos subterrâneos na área de estudo. A segunda fase corresponderá ao pré-processamento da informação em formato vetorial e raster da área de estudo. A terceira fase incide no trabalho de campo, onde serão utilizados todos os materiais, técnicas e equipamentos para inventariação das nascentes, bem como os principais focos de contaminação. Numa quarta fase e última corresponderá à criação de duas BD através das informações procedentes das fichas de inventário, originando assim a construção de uma BDE, que servirá de apoio a toda a análise espacial subsequente. O terceiro capítulo divide-se nos resultados e discussão, onde se exibem os principais resultados e as análises dos inventários anteriormente recolhidos, cruzando-os com a diversa informação acerca da área de estudo (geomorfologia, unidades hidrogeológicas, ocupação do solo e declives). Para além do cruzamento de informação, os resultados relativos aos parâmetros físico-químicos serão interpolados de modo a criar padrões de distribuição. Ainda neste capítulo aplicar-se-á uma análise multicritério, de modo a obter as áreas vulneráveis a problemas de contaminação de aquíferos. O quarto e último capítulo corresponde às conclusões, para tal elaborar-se-á uma síntese explicativa com as principais conclusões da dissertação. 4 Figura 1 - Esquema concetual da dissertação. 1.4– ENQUADRAMENTO TEÓRICO 1.4.1 – GENERALIDADES A água tem ao longo da história um papel crucial na subsistência da humanidade, condicionando o desenvolvimento de vastas regiões (Fetter, 2001). Dado este facto e segundo Hardcastle (1987), as primeiras sociedades desenvolveram-se nas proximidades de nascentes e riachos, criando assim uma íntima relação entre a água e a humanidade, prevalecendo até a atualidade (Tempelhoff et al. 2009). Apesar da sua grande disponibilidade no Planeta, a água apresenta duas disparidades. A primeira incide na escassa disponibilidade de água com características próprias para o consumo humano e a segunda pela sua localização ser muito heterogénea. Dadas estas disparidades, atualmente a água assume um importante papel geoestratégico e geopolítico em diversos países e a várias escalas, mesmo ao nível municipal, onde as suas reservas são reduzidas. 5 Assim sendo, conhecer a quantidade e a qualidade de água disponível em determinado território torna-se cada vez mais útil para salvaguardar, preservar e proteger a sobrevivência das comunidades humanas, dos seres vivos e do próprio equilíbrio da Terra. 1.4.2 – D ISTRIBUIÇÃO DA Á GUA PELA T ERRA Conforme se observa na figura 2, praticamente toda a água no planeta está contida nos oceanos (97%), correspondendo à água salgada e apenas uma pequena fração (3%) condiz com a água doce. No entanto, é necessário perceber que esta distribuição da água doce na Terra não é homogénea, visto que 77% desta está sob a forma de gelo e neve, 22% corresponde a águas subterrâneas e apenas 1% a águas superficiais, as quais estão disponíveis diretamente para a humanidade e para os outros seres vivos sob a forma de lagos e rios, ou como humidade presente nos solos e na atmosfera. Desta forma, excluindo a água que está em forma de gelo e neve, a água doce utilizável (subterrânea / superficial) representa cerca 23% de toda a água do planeta (Marsily, 1997; Fetter, 2001). Como anteriormente referido, a água subterrânea corresponde a um recurso geológico de valor económico, social e politico fragilizado, devido a questões relacionadas com a sua quantidade e com a qualidade (Sahuquillo, 2002; World Bank, 2004; Carvalho & Chaminé, 2007). Figura 2 - Distribuição da água na terra (adaptado de Marsily, 1997). 1.4.3 – C ICLO H IDROLÓGICO A água no planeta Terra está sempre em constante movimento, sendo na hidrosfera, atmosfera ou mesmo na circulação subterrânea (figura 3). Esse movimento é designado de Ciclo Hidrológico ou Ciclo da Água (Marsily, 1986; Custodio & Llamas, 2001) O conceito de Ciclo Hidrológico define-se como um sistema dinâmico ligado ao movimento e à troca de água nos seus diferentes estados físicos (gasoso, líquido e sólido), originado assim uma renovação da água na Terra. Corresponde, também a um agente modelador da crosta terrestre, devido 6 ao facto da água ser um agente erosivo, responsável pelo transporte e deposição de sedimentos no fundo dos vales, o que condiciona a cobertura vegetal e a vida na Terra. Este ciclo contínuo deve-se à ação do sol, visto que fornece a energia capaz de movimentar a água, localizada na superfície terrestre, para as altas camadas da atmosfera, em forma de vapor de água (evaporação), originando nuvens, que devido à gravidade e outros fatores, levam a que a água condense e caia sobre a forma de chuva, neve ou granizo (precipitação). A água, procedente da precipitação tem vários destinos: uma evapora-se novamente, outra atinge as massas de água superficiais através do escoamento superficial e outra parte infiltra-se nos solos ou nas rochas através dos poros, fraturas e fissuras até chegar aos aquíferos - escoamento subterrâneo (Rodrigues, 1984; Marsily, 1987; Hamblin & Christiansen, 1998; Fetter, 2001). A velocidade e a quantidade de água nas várias etapas deste ciclo estão influenciadas pelas seguintes causas: topografia da superfície, tipo de solo e a sua geologia, cobertura vegetal e a altitude. Figura 3 - Esquema sistemático do Ciclo da Água (adaptado de Singhal & Gupta, 2010). 1.4.4 – Á GUAS S UBTERRÂNEAS Segundo Carvalho (2006), as águas subterrâneas correspondem à componente invisível e mais lenta do ciclo da água. O tempo decorrido entre a infiltração de uma gota de água na superfície topográfica (escoamento subterrâneo) até à sua ressurgência em nascentes, galerias, poços, furos, ou outras manifestações naturais ou forçadas, pode variar entre alguns meses a vários anos, podendo chegar às centenas ou milhares de anos no caso das águas minerais e termominerais de circuito lento (Fetter, 7 2001; Carvalho, 2006) (figura 4). Este ciclo é regido pela ação da gravidade, no entanto nas águas mais profundas pode ser conduzido por outros mecanismos (Fetter, 2001). Dentro do ciclo hidrológico, a água subterrânea está dividida num subciclo, com três fases (figura 3). A primeira fase corresponde ao período de ocorrência da precipitação sobre a superfície topográfica. A segunda fase condiz com o processo de infiltração dessa água no solo, sendo que este varia de acordo com diversos fatores, nomeadamente o substrato rochoso, o tipo de cobertura vegetal, o tipo de solo e o declive. Na terceira fase observa-se a movimentação de água no subsolo até atingir a superfície topográfica. Em suma, a água infiltra-se na zona de recarga e abandona este subciclo na zona de descarga. O sistema de recarga dos aquíferos é caracterizado pela deslocação da água da camada superior do solo para a zona de saturação1, enquanto o sistema de descarga corresponde aos locais onde as águas emergem do sistema (figura 4), alimentando nascentes, rios, riachos e poços (Fetter 2001; Dingman, 1994; Espinha Marques, 2007; Silva, 2009). A hidrogeologia é uma ciência que se dedica ao estudo do armazenamento, circulação e distribuição das águas terrestres na zona saturada das formações, tendo em conta as suas propriedades físicas e químicas, as suas interações com o meio físico e biológico e as suas reações à ação humana (Rodrigues, 1984; Fetter, 2001). É assim, um ramo da hidrologia entendida como a ciência que estuda a circunstância, repartição, circulação e fenómenos físico-químicos de todas as águas da Terra (Cleary, 1989; Fetter, 1994). Figura 4 - Exemplo de tempos de residência das águas nos sistemas aquíferos (adaptado de Heath, 1982 e Cleary, 1989; IN Teixeira, 2011). 1 O conceito de Zona de saturação será posteriormente definida e discutida 8 Conforme anteriormente referido, as águas subterrâneas estão em constante circulação. Desta forma, podemos distinguir quatro zonas onde o movimento da água nos aquíferos apresenta características próprias (Custodio & Llamas, 2001; González de Vallejo et al. 2002): zona de evapotranspiração, zona intermédia, franja capilar e zona saturada (Figura 5). A zona não saturada agrupa a zona de evapotranspiração, a zona intermédia e a franja capilar, iniciando-se na superfície topográfica e estendendo-se até a parte superior da zona saturada, em que os poros encontram-se preenchidos com água e ar. A água nesta zona está sob pressão negativa, devido à tensão superficial entre ela e o ambiente geológico, assumindo-se que o ar na zona não saturada pode mover-se livremente, a partir da superfície topográfica, através de todos os espaços porosos vazios (Cleary, 1989). Conforme Fetter (2001), a zona não saturada corresponde também a um sistema trifásico contendo materiais sólidos (minerais ou orgânicos), líquidos (água e respetivos solutos) e gasosos (vapor de água e outros gases). A zona de evapotranspiração corresponde a uma zona húmida que está em contato com a atmosfera. Caracteriza-se pela sua alta porosidade e abundância de matéria orgânica. Ainda nesta zona, o movimento da água faz-se pelos processos de armazenamento, evaporação e transpiração e em casos de períodos alongados sem precipitação, as plantas consomem a reserva de água por evapotranspiração até ao seu esgotamento, enchendo de novo a reserva quando voltar a chover (Custodio & Llamas, 2001; González de Vallejo et al. 2002; Teixeira, 2011). A zona intermédia caracteriza-se pelo movimento da água ser essencialmente vertical/subvertical e sem sentido descendente (Custodio & Llamas, 2001; González de Vallejo et al. 2002; Teixeira, 2011). A franja capilar corresponde a transição entre a zona não saturada e saturada e varia alguns centímetros em termos de altura nos terrenos de cascalho e vários metros em formações geológicas mais argilosas. A franja capilar caracteriza-se na parte superior pelas bolsas de ar que podem impedir o movimento descendente da água e na parte inferior pelo movimento de água ser muito semelhante ao movimento desta na zona saturada (Custodio & Llamas, 2001; González de Vallejo et al. 2002; Teixeira, 2011). Conforme Bouwer (1978) e Heath (1982), a água na franja capilar move-se, embora com uma velocidade que varia ao longo da sua extensão. O limite da zona não saturada com a zona saturada designa-se por nível hidrostático. O nível hidrostático corresponde ao lugar dos pontos de um aquífero, em que a pressão é zero. Este nível é instável variando consoante a altimetria e altura do ano (González de Vallejo et al. 2002). A zona saturada é caracterizada pelo movimento horizontal e vertical da água, e encontra-se condiciona pela carga hidráulica existente em cada local (Custodio & Llamas, 2001; González de Vallejo et al. 2002; Teixeira, 2011). 9 Figura 5 - Zonas de circulação de água e subsolo (adaptado de González de Vallejo et al. 2002; IN Teixeira, 2011). Na natureza devido à diferente composição e estrutura do substrato rochoso, podem identificarse diversas formações geológicas com capacidades distintas para armazenar e transmitir a água. Conforme o quadro 1, estas formações geológicas dividem-se em quatro grupos (Cleary, 1989; Custodio e Llamas, 2001; Fetter, 2001; González de Vallejo et al. 2002; Lencastre & Franco, 2006). Quadro 1 - Comportamento das formações geológicos relativo a água subterrânea (adaptado de González de Vallejo et al. 2002). Tipo Capacidade de Armazenamento Capacidade de drenância Capacidade de transmitir água Características das formações geológicas Aquífero Alta Alta Alta Cascalhos, areias, calcários Aquitardos Alta Média a baixa Baixa Siltes, areias siltosas e argilosas Aquícludos Alta Muito Baixa Nula Argilas Aquífugos Nula Nula Nula Granitos, Gnaisses, mármores Um aquífero corresponde a uma formação geológica com uma permeabilidade e porosidade capaz de armazenar e transmitir quantidades significativas de água, para que a humanidade possa aproveitá-la em quantidades economicamente viáveis de modo a satisfazer as suas próprias necessidades e abastecer as atividades relacionadas com a agricultura, indústria e pecuária, enquanto um aquitardo é uma formação geológica de baixa permeabilidade, que armazena grandes quantidades de água, mas 16 Figura 10 - Nascentes dos Maciços Cristalinos – A) Nascentes associadas a falhas; B) Nascentes associadas a zonas fraturadas; C) Nascentes associadas a fraturas e diaclasamentos (adaptado de Fetter, 2001; IN Teixeira, 2011). Os lineamentos podem estar associados a múltiplas origens. Neste sentido, os lineamentos podem corresponder a segmentos de vale retilíneo, a depressões alinhadas na superfície do terreno, a variações tonais do solo, indicando teores de humidade diferentes, a mudanças topográficas abruptas, a alinhamentos da vegetação e a mudanças no tipo e altura da vegetação. Segundo Babar (2005), este tipo de fenómenos são resultado do controlo estrutural, por falhas, fraturas ou estruturas dobradas. Os lineamentos podem também corresponder a áreas preferenciais de circulação de água, tornando-se hidrologicamente significativos (Carvalho, 2006). Figura 11 - Ocorrência de água subterrânea, ligada a lineamentos tectónicos (adaptado e modificado de Teixeira, 2011 e Fetter, 2001). 17 1.4.5 – VULNERABILIDADE DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Conforme anteriormente evidenciado, a água assume sempre um papel importante na subsistência das sociedades, dado a esse facto esta deve ser preservada, valorizada e gerida de uma forma sustentada, para que as gerações vindouras possam usufruir da mesma qualidade e quantidade que as anteriores. Desta forma e segundo Guo & Wang (2009), a proteção do recurso água tem-se relevado um desafio na manutenção da sustentabilidade das reservas de água potável, sobretudo nas últimas décadas. A Diretiva 2000/60/CE estabelece orientações para que cada Estado-Membro proteja, melhore e reconstitua todas as massas de água subterrâneas, evitando e limitando as descargas de poluentes (sólidos, líquidos e gasosos), para alcançar uma boa qualidade das águas subterrâneas. No entanto, poucos benefícios económicos da exploração dos recursos hídricos são reinvestidos na gestão das águas subterrâneas, não aliviando as preocupações existentes sobre a degradação dos aquíferos e a sua sustentabilidade (Foster & Chilton, 2003). Desta forma, são necessários investimentos para a proteção da qualidade destes recursos, incluindo disposições institucionais adequadas de gestão no lado da procura, e de valorização e controle de potenciais contaminações no lado da oferta (Foster & Chilton, 2003). As águas subterrâneas tem vindo a assumir uma maior importância como fonte de abastecimento em relação as águas superficiais. Este aumento deve-se sobretudo a água subterrânea estar menos sujeita à contaminação, devido a encontrar-se protegida pelo solo e pela cobertura rochosa (Arzu Firat & Fatma, 2013). As primeiras referências à vulnerabilidade das águas subterrâneas à contaminação remontam à década de 60, do século XX, quando o termo foi introduzido com o intuito de definir o grau de proteção que o ambiente natural pode fornecer face à entrada de poluentes nas águas subterrâneas (Wang, 2007). No entanto, apesar da literatura produzida, ao longo dos últimos anos e dos inúmeros trabalhos realizados sobre este tema, dos quais pode-se salientar, Aller et al. (1987); Civita (1990); Lobo-Ferreira (1998); Paralta et al. (2005); Foster (2006); Sinan & Razack (2008); Liggett & Allen (2010) ainda é difícil obter uma definição objetiva e uniformizada do termo na comunidade científica. A vulnerabilidade pode ser definida, segundo Vrba & Zaporozec (1994) como uma propriedade intrínseca do aquífero, que depende da sensibilidade para a alteração da qualidade das águas subterrâneas causada pelo impacte das atividades humanas e/ou naturais. A avaliação da vulnerabilidade é realizada com base no tempo do percurso da água desde a superfície topográfica até ao nível hidrostático, sendo que, quanto maior o tempo de percurso, maior o potencial de atenuação do poluente (Robins et al. 2007). 18 Conforme Gomez (1998), Civita & Maio (2004), Paralta et al. (2005), Ribeiro (2005) e entre outros autores esta definição comporta dois conceitos de vulnerabilidade: a vulnerabilidade intrínseca ou natural e a vulnerabilidade específica ou integrada. A vulnerabilidade intrínseca de um aquífero à contaminação corresponde à sensibilidade própria que um sistema aquífero, nas suas propriedades e características intrínsecas, pode receber e difundir líquidos e/ou contaminantes em função do espaço e do tempo (Civita & Maio, 2004). Este tipo de vulnerabilidade está dependente de três fatores (Civita & Maio, 2004): o primeiro fator incide no processo de ingestão e o tempo de deslocação da água e/ ou contaminantes através da zona saturada até a zona não saturada; o segundo fator corresponde à dinâmica dos fluxos das águas subterrâneas e/ou contaminantes na zona saturada; por fim, o terceiro fator relaciona a concentração residual dos contaminantes na zona saturada com a concentração original, assinalando assim, a capacidade de atenuação de um aquífero ao impacte do contaminante. A vulnerabilidade específica ou integrada é definida como a sensibilidade em que as águas subterrâneas reagem a um determinado contaminante em função das suas propriedades e das suas características intrínsecas (Wang, 2007). No entanto, acresce referir que por vezes o conceito de vulnerabilidade é confundido com o conceito de suscetibilidade, criando alguns entraves no acerto das definições científicas. Conforme o RCM nº 81/2012, que veio aprovar as orientações estratégicas de âmbito nacional e regional para a delimitação da REN a nível municipal, sem prejuízo da futura aprovação do plano setorial de prevenção e redução de riscos, constituindo uma mais-valia para os processos de delimitação em curso e permitindo ainda a aplicação do regime mais simplificado de elaboração e aprovação da referida delimitação a nível municipal, que se encontra previsto no Decreto -Lei n.º 166/2008, de 22 de agosto, a suscetibilidade é empregue apenas no tema das vertentes e corresponde à incidência espacial do perigo. Representa a propensão para uma área ser afetada por um determinado perigo, em tempo indeterminado, sendo avaliada através dos fatores de predisposição para a ocorrência dos processos ou ações, não contemplando o seu período de retorno ou a probabilidade de ocorrência. Analisando com detalhe o RCM nº 81/2012, pode-se verificar que este, também estabelece um índice e diversos critérios para a avaliação das áreas vulneráveis à poluição, designado de Índice de Suscetibilidade (IS) (Ribeiro, 2005). Este índice tem por base a vulnerabilidade específica e aplica-se aos sistemas aquíferos porosos ou de dupla porosidade, como é o caso dos aquíferos com comportamentos mistos (e. g. os sistemas aquíferos cársicos-porosos). 19 No entanto, autores como Albinet & Margat (1970), Zaporozec & Miller (2000), Zaporozec (2002) e Thangarajan (2007), defendem o uso do conceito de vulnerabilidade à contaminação das águas subterrâneas. Assim sendo, convém definir dois conceitos: contaminação e poluição. A contaminação das águas subterrâneas é definida como a introdução na água de qualquer substância que não está presente no seu estado puro, levando a que esta fique imprópria para os usos desejados (UNESCO, 1992). No entanto, em biologia entende-se por contaminação, a introdução de um elemento anómalo, numa determinada massa de água ou habitat, que ponha em causa a sobrevivência das espécies animais e vegetais, que nelas se encontram. A avaliação destes limites, geralmente, é feita através de testes ecotoxicológicos, com recursos a espécies mais sensíveis à contaminação (e. g. daphmia magna) (Afonso et al. 2007, 2010). A poluição das águas subterrâneas corresponde segundo Ribeiro (2005), à probabilidade em que determinado contaminante apresente valores acima dos pré-estabelecidos, levando assim a um risco iminente para a saúde pública e para os diversos seres vivos dos diversos habitats. Lobo-Ferreira (1998) afirma que a vulnerabilidade é diferente de risco de poluição. O risco de poluição das águas subterrâneas, não depende somente da vulnerabilidade, mas também da existência de um número significativo de contaminantes que possam entrar no ambiente subterrâneo. Desta forma, poderá ocorrer dois cenários relativos a poluição dos aquíferos. O primeiro cenário incide na existência de um aquífero com um alto índice de vulnerabilidade, mas sem risco de poluição, caso não haja um número de contaminantes significativos, e o segundo cenário corresponde a um aquífero com baixo índice de vulnerabilidade, mas com enorme um risco à poluição. Assim, o risco pode ser causado não só pelas características intrínsecas do aquífero, muito estáveis, como pelas atividades poluentes, caracterizadas como um fator dinâmico e, que em, principio podem ser controladas e geridas (Lobo-Ferreira, 1998). Desta forma, pode-se concluir que todas as águas subterrâneas são vulneráveis à contaminação, no entanto a não homogeneidade natural dos resultado do ambiente físico de determinadas áreas, leva a que existam áreas mais vulneráveis à contaminação do que outras. A controvérsia existente na definição do conceito de vulnerabilidade levou ao aparecimento de diversas metodologias de análise multicritério referentes à vulnerabilidade das águas subterrâneas à contaminação, tais como o método IS (Ribeiro, 2000; Francés et al. 2001; Paralta et al. 2001; Ribeiro, 2005), conforme referido anteriormente, o método DRASTIC (Aller et al. 1987), o método GOD (Foster, 1987) entre outros. Além disso, estes métodos tal como foram estabelecidos estão, de certo modo descontinuados (>30 anos), tendo surgido propostas mais recentes dos índices referenciados com atualizações significativas, como o DRASTIC-FOR e o GOD-S. 20 O tema das metodologias de análise multicritério referentes à vulnerabilidade das águas subterrâneas à contaminação será abordado posteriormente. 1.5 – ENQUADRAMENTO DA ÁREA DE ESTUDO 1.5.1 – ENQUADRAMENTO GEOGRÁFICO A área de estudo foca-se num setor da bacia hidrográfica do Rio Uíma inserida no concelho de Santa Maria da Feira e abrange as freguesias de São João de Vêr, União das freguesias de Caldas de São Jorge e Pigeiros, Lourosa, Fiães, União das freguesias de Lobão, Gião, Louredo e Guisande, Argoncilhe, Sanguedo, Mozelos e União das freguesias de Canedo, Vale e Vila Maior. No que toca à hipsometria, a área de estudo abrange locais com cotas superiores a 300m (e.g. 304m em Souto Redondo) e locais com cotas próximas dos 100m. Assim sendo a área de estudo apresenta uma altitude média de 200m e uma área, aproximada de 25km² (Figura 12). Figura 12 - Enquadramento da área de estudo. 21 1.5.2 – GEOTECTÓNICA, GEOMORFOLOGIA E GEOLOGIA DA ÁREA DE ESTUDO A área de estudo localiza-se no Maciço Hespérico (MH), entre os limites da Zona Ossa-Morena (ZOM) com a Zona Centro Ibérica (ZCI) (Lotze, 1945; Julivert et al. 1972; Ribeiro et al. 1979; Dallmeyer & Martínez García, 1990; Chaminé, 2000; Ribeiro et al. 2007). O MH depara-se com uma rede significativa de acidentes tectónicos, que se encontram, geralmente, subordinados aos sistemas de fraturação NNE-SSW a ENE-WSW e NW-SE a NNW-SSE (Afonso et al., 2004). No MH a evolução tectónica posterior é imposta pela orogenia Alpina (Ribeiro et al. 1990; Cabral, 1995) correspondendo à reativação das falhas tarde-hercínicas, tendo dado origem aos atuais traços morfo-estruturais da área de estudo (figura 14-A). Assim sendo, do ponto de vista da geotectónica, e conforme a figura 14-A a área de estudo é atravessada pela faixa de cisalhamento de Porto-Coimbra-Tomar (Gama Pereira, 1987; Chaminé, 2000). Esta faixa corresponde a uma faixa com uma série de acidentes tectónicos de 1ª e de 2ª ordem, com extensão de ca. 90km por ca. 3km de largura e com uma direção geral NNW-SSE (Chaminé et al. 2003). Desta forma, a área de estudo encontram-se bastante fraturada, o que condicionada a sua geomorfologia. Como tal, esta região é composta por rochas bastante antigas do extremo ocidental da Meseta Ibérica e por rochas sedimentares recentes, como o caso dos aluviões do vale do Rio Uíma. Devido ao forte condicionamento tectónico, marcado pelo encaixe da rede hidrográfica que segue direções preferenciais, pela existência de níveis escalonados a altitudes diferenciadas e pela disposição geral do relevo, que marca a geomorfologia da área de estudo, podem definir-se três blocos topográficos principais: 1) Os relevos marginais que se estabelecem entre Argoncilhe até ao lugar de Souto Redondo (São João de Vêr), com topos a atingirem valores superiores a 275m de altitude, constituindo o limite da plataforma litoral a W e vincando o setor deprimido imediatamente a E (figura 12-C); 2) O setor deprimido ocupado pelo vale do Rio-Ás-Avessas, entre o lugar das Airas (São João de Vêr) até ao lugar de Gualtar (Fiães); 3) O setor deprimido ocupado pelo vale do Rio Uíma, entre as Caldas de São Jorge até ao lugar da Tabuaça (União das freguesias de Lobão, Gião, Louredo e Guisande). Os relevos marginais, designação atribuída por Araújo (1991) aos relevos que surgem a E da plataforma litoral, correspondem a um relevo acentuado de cariz aplanado com orientações diversas entre NNW e NNE (figura 13-C). Segundo Araújo (2000) o relevo marginal poderá corresponder a um “horst”, devido aos seguintes fatores: • Configuração topográfica; •Condicionamento tectónico da faixa de cisalhamento Porto-Coimbra-Tomar. 22 Na área de estudo, principalmente na povoação de Lourosa verifica-se, segundo a figura 12-C, um “golfo” topográfico no relevo marginal (Ferreira, 1978). Segundo Gomes (2008), este “golfo” rompe com o seguimento de algumas escarpas ocidentais do relevo marginal e define amplas bacias de receção alargadas no interior do relevo, situação que ilustra a capacidade que a erosão fluvial teve para trespassar na frente destes relevos marginais. Porém este, golfo, também designado de alvéolo por Ferreira (1979), Soares (1992) e Rochette Cordeiro (2004) pode estar associado ao compromisso entre a litologia e a tectónica. Outro facto constatado, na área de estudo, acerca do relevo marginal corresponde à presença de alguns retalhos aplanados com uma extensão considerável, principalmente junto do atual traçado da Estrada Nacional Nº1 (Gomes, 2008). Relativamente à hipsometria dos relevos marginais as localidades com as maiores elevações ocorrem em Souto Redondo (a ca. de 304m de altitude), Airas (a ca. de 303m de altitude) e Terra Negra (a ca. de 279m de altitude) (Figura 12-C). Referente ao setor deprimido ocupado pelo vale do Rio-Ás-Avessas, entre o lugar das Airas (São João de Vêr) até ao lugar de Gualtar (Fiães) constata-se que este está associado, segundo Gomes (2008) a um vale de linha de falha, com uma direção NNE-SSW (figura 14-C). Segundo o mesmo autor e observando a figura 12-C o setor deprimido do vale do Rio-Ás-Avessas corresponde a uma superfície aplanada do relevo marginal que se deslocou tectonicamente, tendo abatido relativamente à área circundante, formando assim um alvéolo. Nesta área as elevações variam entre os 200m até aos 250m de altitude. O setor deprimido ocupado pelo vale do Rio Uíma, entre as Caldas de São Jorge até ao lugar da Tabuaça (União das freguesias de Lobão, Gião, Louredo e Guisande) constitui uma unidade geomorfológica muito importante, na área de estudo. Este setor está associado à faixa de cisalhamento Porto-Coimbra-Tomar, o que originou o abatimento desta área (Chaminé, 2000). É, também, neste setor que ocorre a transição entre os relevos marginais e os relevos interiores, designadamente os relevos quartzíticos e os relevos compostos pelo complexo Xisto Grauváquico Ante-Ordovícico. Este setor é, ainda, atravessado pelo Filão Metalífero das Beiras (Ribeiro, 1860). No que toca à hipsometria, este setor apresenta elevações entre os 100m até aos 150m. Em jeito de conclusão, a rede de fraturas, com direções N-S, NNE-SSW e NNW-SSE e a movimentação da faixa de deformação crustal da Faixa de Cisalhamento Porto-Coimbra-Tomar, ajudaram a definir e interpretar a geomorfologia da área de estudo, uma vez que a sua movimentação influenciou a orientação, a disposição e o desenvolvimento dos relevos. A figura 14-B apresenta três zonamentos, de modo a simplificar as matérias relacionadas com a geologia da área de estudo. O primeiro corresponde ao afloramento de rochas na ZOM, o segundo condiz 23 com a área de transição de afloramentos de rochas da ZOM e ZCI e o terceiro incide nos afloramentos de rochas da ZCI. A primeira zona corresponde às rochas que se encontram inseridas numa faixa metamórfica, com direção geral NNW-SSE, que se prolonga desde a Foz do Douro (Porto) até Tomar passando por Espinho, Albergaria-a-Velha, Coimbra, Espinhal, Alvaiázere, designada por Gama Pereira (1987) e Chaminé (2000) de faixa de cisalhamento de Porto-Coimbra-Tomar. A unidade estrutural que se enquadra este zonamento corresponde à ZOM, sendo esta caracterizada por um conjunto complexo de rochas do Proterozóico Superior/Paleozóico (Chaminé, 2000). Nesta área o substrato geológico é constituído, essencialmente, por rochas metassedimentares destacando-se os micaxistos e metagrauvaques da Unidade de São João de Vêr (figura 13-A) e os gnaisses, migmatitos e micaxisto da Unidade de Lourosa (figura 14-C). Ao longo da Unidade de Lourosa ocorrem vários afloramentos de granitos gnáissicos e ortognaisses, principalmente visíveis junto a antigas e atuais pedreiras (figura 13-B). Figura 13 - A) Aspeto dos Micaxistos na Unidade de São João de Vêr, no lugar do Areal (São João de Vêr. B) Aspeto dos granitos gnaíssicos, bastante alterados na antiga pedreira dos Lima, no lugar de Além (Lourosa). A segunda zona corresponde a uma faixa com uma direção aproximadamente NNE-SSW e diz respeito a uma área de transição entre as rochas da Unidade de Lourosa, da ZOM com as rochas da ZCI, mais designadamente os xistos cinzentos e negros da Formação de Valongo de idade proterozóica e paleozóica, metamorfizados, deformados e intruídos por plutonitos graníticos durante a orogenia varisca (Ribeiro et al. 1979; Ribeiro, 2006; Dias, 2006) e os granitos de grão médio a grosseiro, de duas micas, muito semelhantes aos granitos do Porto (Noronha, 2005). Ainda neste zonamento encontram-se aluviões recentes, alocados junto ao vale do Rio Uíma. Na terceira e última zona afloram rochas que se enquadram nos terrenos da ZCI. Nesta zona verifica-se, entre Sanguedo e as Caldas de São Jorge, uma faixa de rochas eruptivas de origem hercínica, com direção NNW-SSE, constituída por granitos porfiróides, de grão grosseiro, geralmente biotíticos, bastante semelhantes ao granito que aflora na zona de Lavadores, em Vila Nova de Gaia, também 24 designado de granito de Lavadores (Teixeira, 1970; Gomes et al. 2002). Ainda nesta zona destaca-se o afloramento de quartzíticos Armoricanos com direção NNW-SSE, junto à povoação de Tugilde (União das freguesias de Lobão, Gião, Louredo e Guisande) que originam relevos importantes e descontínuos, com direção geral meridiana. Estes afloramentos apresentam uma extensão de aproximadamente 30km e 1,5km de largura média, prolongando-se até à localidade de Carvoeiro (Albergaria-a-Velha), correspondendo assim, a uma megaestrutura em sinforma, designada, Caldas de S. Jorge-Carvoeiro (Ribeiro et al. 1995; Chaminé, 2000; Teixeira, 2006). A expressão morfo-estrutural tanto dos granitos porfiróides, de grão grosseiro, geralmente biotíticos, como dos alinhamentos quartzíticos sugerem uma relação com a proximidade relativa à zona de cisalhamento principal. Por fim, neste zonamento também se encontram rochas do complexo Xisto Grauváquico Ante-Ordovícico (Teixeira, 1955), correspondendo a testemunhos de existência de um antigo mar onde se depositaram sedimentos que, após intensa atividade tectónica, se metamorfizaram, dobraram e deslocaram. No entanto, são os xistos estaurolíticos que afloram a NNE da área de estudo, no lugar da Gaeta. Outro tipo de rochas que se encontram distribuídas de forma heterogénea pela área de estudo são as rochas filonianas. Através da figura 14-C, verifica-se a existência de três tipos de filões ou massas, designadamente os anfibolitos, os pegmatitos e os quartzos. Segundo Chaminé (2000), os filões anfíbolitícos correspondem a corpos individualizados, de cor negra a cinzenta-esverdeada, descontínuos, com espessuras variáveis desde decimétricas até métricas e com uma orientação geral NNW-SSE. Os filões pegmatíticos são caracterizados por massas de quartzo e feldspato, contendo micas, turmalina e volfrâmio e por deterem uma orientação geral NW-SE a NNWSSE. Os filões de quartzo correspondem a estruturas tabulares e lenticulares, com dimensões centimétricas a métricas, descontínuas e instaladas nos maciços granitóides e nas rochas metassedimentares encaixantes. O aparecimento de filões quartzosos, nesta área está relacionado com os alinhamentos preferenciais, particularmente com a foliação regional principal (NW-SE) ou com fraturas de direção N-S a NE-SW (Chaminé, 2000; Gomes, 2008). Conforme evidenciado anteriormente, junto das Caldas de São Jorge existe um importante filão, designado de Filão Metalífero das Beiras. Este filão foi objeto de intensa exploração mineira, especialmente na região entre as Caldas de São Jorge e Albergaria-a-Velha, destacando-se as minas do Pintor, junto a povoação de Nogueira do Cravo (Oliveira de Azeméis). Segundo as notas explicativas da Carta Geológica de Portugal 1/50000 folha 13-B (Castelo de Paiva), a região das Caldas de São Jorge terá sido atingida, além de outros, por movimentos do período terciário que originaram diversas fraturas do Filão Metalífero das Beiras, levando a que ao longo destas fraturas, de tipo alpino as águas sulfurosas das Termas das Caldas de São Jorge atingissem a superfície. Desta forma, as águas mineromedicinais das Termas das Caldas de São Jorge correspondem a águas sulfúrico-sódicas e hipotermais e ascendem 25 ao longo das fendas do grande filão da Beira. Estas águas emergem através de uma única captação a 90 metros de profundidade, apresentando uma temperatura natural de 23ºC (Freire de Andrade, 1937, 1938/1940). Figura 14 – A) Enquadramento geotectónico; B) Enquadramento das zonas do MH, na área de estudo; C) Enquadramento morfo-estrutural da área de estudo. 32 2 – MÉTODOS, TÉCNICAS E EQUIPAMENTOS 2.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS A metodologia utilizada no decorrer da dissertação consistiu em três fases, conforme se explicita na figura 17. Na primeira fase, efetuaram-se as pesquisas e recolhas de dados bibliográficos e documentais inerentes ao tema das águas subterrâneas, bem como a análise da cartografia militar de 1998 para a identificação dos diversos indicadores de recursos hídricos subterrâneos na área de estudo. Com a prévia análise da carta militar de 1998 realizou-se a vectorização dos indicadores de água subterrânea na área de estudo, i.e., chafarizes, fontes, poços, poços com engenho e tanques. Ainda nesta fase efetuou-se o pré-processamento da diversa informação em formato vetorial e raster relativa a área de estudo, bem como a vetorização da ocupação do solo através da fotointerpretação das fotografias aéreas de 1974 e dos ortofotomapas de 2005. Na segunda fase, criaram-se duas fichas de inventários. A primeira ficha correspondeu à inventariação dos recursos hídricos subterrâneos para o registo das nascentes e contempla: localização, condições de ocorrência, geomorfologia, enquadramento geológico, hidrogeológico e hidroclimático, outras observações e utilização. A segunda ficha condiz com a inventariação dos potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos para os registos dos possíveis focos de contaminação e está estruturada da seguinte forma: localização, geomorfologia, enquadramento geológico e hidrogeológico, descrição sucinta do foco de contaminação e descrição do(s) contaminante(s). No campo percorreu-se a área de estudo contactando com os habitantes locais e os agricultores, sendo estes úteis para o reconhecimento das diversas nascentes que não constavam na carta militar de 1998, e também prestáveis no preenchimento de alguns aspetos das fichas de inventário. Relativamente ao preenchimento da ficha dos potenciais focos de contaminação, utilizaram-se os ortofotomapas de 2005 e diversos contatos estabelecidos com administradores das empresas locais, aquando os trabalhos de campo. Na terceira e última fase criaram-se duas BD no software Microsoft Access 2013. A primeira referente ao inventário dos recursos hídricos subterrâneos, denominada de HidroUíma, na qual se armazenaram e organizaram as diversas informações recolhidas sobre as nascentes, resultante da análise bibliográfica/ documental e do levantamento in loco. A segunda relativa ao inventário dos potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, designada de PFCUíma, onde se armazenou e organizou as várias informações reunidas sobre os potenciais focos de contaminação, resultante da análise bibliográfica/ documental e do levantamento in loco. 33 Posteriormente, agruparam-se as duas BD (HidroUíma e PFCUíma) e gerou-se uma BDE no software ArcGis – ArcCatalog 10.2.2 da ESRI©. Com este procedimento conseguiu-se relacionar os dados recolhidos com outros parâmetros tais como: geologia, ocupação do solo de 1974 e 2005, declives e exposições de vertentes. Isto permitiu realizar diversa cartografia temática em ambiente SIG, bem como distintas operações de análise espacial. Figura 17 - Esquema metodológico seguido no estudo das águas subterrâneas e potencias focos de contaminação num setor da Bacia Hidrográfica do Rio Uíma. 2.2 – PESQUISA BIBLIOGRÁFICA E CARTOGRÁFICA A pesquisa bibliográfica e documental recaiu em artigos científicos e técnicos, teses, dissertações, livros e jornais locais que abordassem temas relativos aos recursos hídricos subterrâneos e potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos. De tal forma, e com o objetivo de encontrar indicadores de água subterrânea (fontanários, fontes, chafarizes, tanques…), foram consultados alguns livros sobre locais da área de estudo (Sá, 1940; 34 Moreira, 2005; Silva, 2012) e a revista Ulfilanis Villa, que tem publicação regular desde a década de 1980 (figura 18 e 19). Figura 18 - Alguns livros e revistas consultadas para a identificação de elementos relacionados com os recursos hídricos subterrâneos existentes na área em estudo. Figura 19 - Alguns exemplos de fontes identificadas na revista “Ufilanis Villa”: A) Fonte do Grandal; B) Fonte do Souto; C) Fonte da Costa. Para além da pesquisa bibliográfica e documental, a pesquisa cartográfica torna-se útil para determinar a localização dos diversos indicadores de recursos hídricos subterrâneos. Em consequência, recorreu-se ao IGEOE para a cedência da cartografia militar à escala 1/25000. De forma a compreender a totalidade da área de estudo foram utilizadas as folhas 143 (Espinho) e 144 (Canedo) do IGEOE, relativas ao ano de 1998. Através das cartas militares e conforme demonstra 35 a figura 20 vetorizou-se os indicadores de água subterrânea, destacando-se chafarizes3, as fontes4, os poços, os tanques, os poços com engenho. Esta vetorização tornou-se fundamental para a realização das fases posteriores do presente dissertação. Figura 20 - Localização de indicadores de água subterrânea assinalados na cartografia militar de 1998, na área de estudo. 2.3 – DELIMITAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO Com a análise da distribuição dos indicadores de água subterrânea, evidenciado na figura 20, mas também devido às diversas litologias e locais com enorme importância no panorama dos recursos 3 Os chafarizes correspondem a uma construção, ornamental ou não, munida de uma ou mais bicas, de onde brota água potável. Geralmente, situa-se em local aberto ao público, como praças e jardins (Freitas, 2010). 4 Entende-se por fonte um manancial de água que resulta da infiltração da água nas camadas permeáveis. Assim sendo uma fonte corresponde à emergência natural de água subterrânea (Freitas, 2010). 36 hídricos subterrâneos, como o caso das Caldas de São Jorge, delimitou-se uma área retangular com cerca de 25km². Conforme a figura 21, a área de estudo localiza-se num setor da Bacia Hidrográfica do Rio Uíma, estando delimitada a norte pelo lugar da Varziela (Sanguedo), a S pelo lugar das Airas (S. João de Vêr), a E pelo lugar da São Pedro (União das freguesias de Lobão, Gião, Louredo e Guisande) a W pelo lugar de Além (Lourosa), a NW pelo lugar da Vergada (Mozelos), a NE pelo lugar da Gaeta (União das freguesias de Canedo, Vale e Vila Maior), a SE pelo lugar do Engenho (União das freguesias de Caldas de S. Jorge e Pigeiros) e a SW pelo lugar do Areal (S. João de Vêr). Figura 21 - Delimitação, freguesias e toponímia da área de estudo. 2.4 – TRATAMENTO E PRÉ-PROCESSAMENTO DE INFORMAÇÃO VETORIAL E RASTER De modo a obter resultados finais credíveis foi necessário recolher bases cartográficas com informações em formato vetorial e raster sobre a área de estudo (quadro 4). 37 A primeira fase correspondeu ao tratamento dos dados obtidos, ou seja à digitalização, através de equipamentos de alta resolução, de dados que se encontravam em formato de papel, como é o caso das cartas militares de 1998 e das fotografias aéreas de 1974. Ambos os dados foram recortados pelas suas molduras para posterior georreferenciação. Para a georreferenciação das cartas militares utilizou-se o software ArcGis 10.2.2 da ESRI©, enquanto nas fotografias aéreas de 1974 foi utilizado o software Agisoft 1.2.0. Numa segunda fase foram reunidas várias informações vetoriais e raster que, depois de analisadas e pré-processadas, serviram como base cartográfica para o estudo da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos, dos potenciais focos de contaminação e para a elaboração de mapas temáticos, de apoio ao trabalho de campo. Quadro 4 - Bases cartográficas usadas na dissertação. Base Cartográfica Fonte Escala Tópicos criados Ortofotomapas (2005) IGP – Instituto Geográfico Português 1/10000 Ocupação do Solo Potenciais focos de contaminação Fotografia Aérea (1974) IGEOE - Instituto Geográfico do Exército 1/10000 Ocupação do Solo Cartas Militares (1998) IGEOE - Instituto Geográfico do Exército 1/25000 Inventário dos recursos hídricos subterrâneos Altimetria Câmara Municipal de Santa Maria da Feira 1/5000 MDT Curvatura das vertentes Sombreado Declives Exposição das vertentes Hidrografia Câmara Municipal de Santa Maria da Feira 1/5000 Bacias e redes hidrográficas Carta Geológica Serviços Geológicos de Portugal (1962/1963) 1/50000 Vetorização das unidades litológicas da área de estudo Vetorização do mapa hidrogeológico da área de estudo Chaminé (2000) Gomes (2008) CAOP - Carta Administrativa Oficial de Portugal 2014 DGT - DireçãoGeral do Território 1/25000 Limites administrativos ao nível da freguesia, município e distrito Sistema de coordenadas Sistema de referência Elipsóide de referência Projeção cartográfica Datum 73 Hayford Gauss IPCC Hayford (ou Internacional 1924) Transversa de Mercator 38 Seguindo o quadro 4, os ortofotomapas, foram obtidos em formato raster, através do Instituto Geográfico Português (IGP), à escala 1/10000. Esta base cartográfica serviu para vetorizar a ocupação do solo relativo a 2005, assim como para verificar as áreas com maior concentração de potenciais focos de contaminação. As fotografias aéreas foram disponibilizadas pelo IGEOE, em formato raster, à escala 1/10000. A utilização desta base cartográfica permitiu a vetorização da ocupação do solo relativa a 1974. Estas duas bases cartográficas enunciadas anteriormente, através da fotointerpretação serviram para vetorizar e analisar a evolução da ocupação do solo na área de estudo entre o período de 1974 a 2005. Conforme evidenciado anteriormente, as cartas militares de 1998 corresponderam à cartografia de base, para a localização e inventariação dos recursos hídricos subterrâneos. A altimetria foi cedida pela Câmara Municipal de Santa Maria da Feira, à escala 1/5000, possuindo as curvas de nível com uma equidistância de 5 metros. Com esta base cartográfica foi possível o desenvolvimento de um Modelo Digital de Terreno (MDT5), para a área de estudo, com um pixel de 5m. A partir do MDT desenvolveram-se diversas operações de análise espacial, como a curvatura das vertentes, o relevo sombreado, os declives e as exposições de vertentes. A ferramenta “curvatura das vertentes” serviu para verificar se um determinado recurso hídrico subterrâneo ou potencial foco de contaminação se localizava numa vertente convexa, côncava ou retilínea. A ferramenta “sombreado”, também designada de “hillshade”, serviu para realçar lineamentos tectónicos evidenciados na topografia Mayer (2000). Com esta ferramenta foi possível constatar se um determinado recurso hídrico subterrâneo ou potencial foco de contaminação encontrava-se numa falha/fratura, ou perto desta, e ainda verificar a direção da mesma. Com a ferramenta “declives” verificou-se, em grau ou percentagem, o declive de uma determinada vertente. Esta ferramenta foi importante para averiguar o declive onde se localizam os diversos recursos hídricos subterrâneos e os potenciais focos de contaminação. Por fim, através da ferramenta “exposição das vertentes” verificou-se a orientação das vertentes, bem como dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação (figura 22). Os dados referentes à hidrografia foram facultados, também pela Câmara Municipal de Santa Maria da Feira e encontram-se à escala 1/5000. Através desta base cartográfica foi possível verificar quais eram os rios, ribeiros, riachos que abrangiam a área de estudo e delimitar as bacias hidrográficas através da ferramenta “ hidrologia”, disponibilizada pelo ArcGis 10.2.2 da ESRI©. 5 O Modelo Digital de Terreno (MDT) surgiu nos anos 50 do século XX, com os primeiros trabalhos de Miller & La Flamme (1958). Para estes autores, o MDT correspondia a uma representação estatística da superfície contínua do terreno, mediante um número elevado de pontos selecionados com as diversas coordenadas x, y, z. Nos anos 70, Doyle (1978) introduz uma nova definição relativa ao MDT, afirmando que este corresponde a um conjunto de dados numéricos que descrevem a distribuição espacial de uma determinada característica do território. Mais recentemente Felicísimo (1994) e Olaya (2011) definem MDT como uma estrutura numérica de dados que representa a distribuição espacial de uma variável quantitativa e contínua, enquanto Matos (2008) define MDT como um conjunto de dados em suporte numérico que, para uma determinada zona, permita associar qualquer ponto definido sobre um plano cartográfico um valor correspondente à sua altitude. 39 Figura 22 - Esquema metodológico da construção de um MDT – Modelo Digital de Terreno e extração de informações relativas a área de estudo. A) Modelo Numérico de Elevação; B) Rede Irregular de triângulos; C) Modelo matricial GRID; D) Declives em °; E) Relevo sombreado; F) Exposição das vertentes; G) Curvatura das vertentes. Segundo Carvalho (2006), não existem avanços, nem pesquisas sobre água subterrânea sem uma carta geológica, como também é definido por Chaminé et al. (2015). Assim, como os dados obtidos, relativos à cartografia geológica, estavam em formato raster foi necessário vetorizar as cartas geológicas 13-A de 1962 e 13-B de 1963, (antigos serviços geológicos de Portugal) disponibilizadas pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG), à escala 1/50000 para formato shapefile. No 40 entanto, recorreu-se, também aos trabalhos à escala 1/100000 de Chaminé (2000) e Gomes (2008), de forma a complementar com novos dados geológicos e litológicos, as cartas geológicas anteriormente obtidas. A Carta Administrativa Oficial de Portugal de 2014 (CAOP) foi obtida através da Direção-Geral do Território (DGT), à escala 1/25000. Com a utilização desta base cartográfica obteve-se as delimitações administrativas, neste caso, as freguesias que abrangiam a área de estudo. Por fim, adotou-se nesta investigação, o sistema de coordenadas Datum 73 Hayford Gauss IPCC6. 2.5 – ELABORAÇÃO DAS FICHAS DE INVENTÁRIO DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS E POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS Os estudos hidrogeológicos são fulcrais para o conhecimento das dinâmicas ocorridas num determinado aquífero (Carvalho, 2006). Através das leituras de Pulido (1978), Custódio & Llamas (1996), Moore (2002), Friedel (2005) e Carvalho (2006), entre outros, afirmam que qualquer estudo hidrogeológico deve iniciar-se pela inventariação dos pontos de água. Segundo os mesmos autores, o inventário consiste no ponto de partida mais adequado para os estudos de carácter hidrogeológico, permitindo assim de uma forma económica e eficaz, recolher informações sobre a hidrogeologia local a estudar. Relativamente aos potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, Zaporozec (2002) afirma que o inventário dos potenciais focos de contaminação dos recursos deve ser um processo sistemático, discriminado pelas potenciais ameaças à qualidade das águas subterrâneas. Assim, tanto o inventário de emergências e a modelação de fluxo da água subterrânea como o dos potenciais focos de contaminação constituem metodologias importantes de suporte à gestão e ordenamento do território (Zaporozec, 2002; Carvalho, 2006; Carneiro & Carvalho, 2010; Freitas, 2010; Teixeira, 2011; Gomes, 2014; Silva et al. 2015). Finalizada a georreferenciação no pré-processamento de informação vetorial e raster e dos indicadores hídricos subterrâneos da área de estudo, preparou-se em gabinete, duas fichas de inventário, de carácter multidisciplinar, sendo uma destinada aos recursos hídricos subterrâneos (figura 23-A) e a outra aos potenciais focos de contaminação (figura 24-A). 6 O sistema de coordenadas Datum 73 foi estabelecido na década de 1970, posteriormente à re-observação da rede geodésica de Portugal Continental. O seu eplisóide de referência corresponde ao Hayford ou Internacional de 1924 e a sua projeção cartográfica incide na Transversa de Mercator. A escolha deste sistema de coordenadas prendeu-se pelo facto da maior parte das bases cartográficas adquiridas estarem neste sistema de coordenadas. 41 A ficha de inventário sobre os recursos hídricos subterrâneos foi elaborada com base nos seguintes autores Carvalho (2006), Freitas (2010), Teixeira (2011) e Gomes (2014) e adaptada para a área de estudo. Nesta ficha foram registadas as seguintes informações: localização, condições de acesso, enquadramento geológico, hidrogeológico e hidroclimático, toponímia, geomorfologia, topografia e utilização dos recursos hídricos subterrâneos (consumo humano, uso agrícola...). Ainda, neste documento, sintetizaram-se informações relativas às características da água, sobretudo, a cor, o cheiro e a medição do caudal (L/h), assim como a medição de parâmetros físico-químicos como a condutividade (µS/cm), a temperatura da água (°C) e o pH. Relativamente a componente climática, incluiu-se a temperatura do ar (°C) e a humidade relativa (%). Adicionou-se também informações geológicas relativas ao contexto litológico e tectónico em que cada recurso hídrico subterrâneo está inserido (figura 23-B). A ficha de inventário relativa aos potenciais focos de contaminação foi executada com suporte nos seguintes autores Zaporozec (2004) e Teixeira (2008) e adaptada a área de estudo. Nesta ficha registaram-se as seguintes informações: localização, enquadramento geológico, hidrogeólogo e geomorfológico, toponímia, topografia e tipologia dos potenciais focos de contaminação. Também, neste documento, sintetizaram-se informações acerca da descrição sucinta do foco de contaminação, no qual se identificou o tipo, as características e aparências do foco de contaminação e a descrição do(s) contaminante(s), onde se verificou o tipo(s) de contaminante(s), a quantidade, o tipo de descarga, o historial de descargas ou incidentes de contaminação, a(s) áreas(s) afetada(s) pela contaminação, os problemas aparentes, as medidas protetoras e os esforços de remediação (Figura 24-B). Em campo, estas fichas de inventário foram utilizadas nas deslocações pela área de estudo, tendose procedido aos registos dos dados recolhidos in situ. 48 Figura 29 - A) GPSmap 60CS da Garmin. B) Recipientes utilizados para a medição do caudal ½ litro, 1 litro e 5 litros. Os parâmetros físico-químicos foram analisados e determinados diretamente no local de emergência das águas subterrâneas com recurso a medidores portáteis. Assim, procurou-se determinar no local de emergência da água, o pH, a temperatura e a condutividade elétrica, com recurso ao instrumento da marca Hanna, modelo HI 98129 (figura 30). Figura 30 - A) Instrumento Hanna modelo HI 98129. B) Utilização do aparelho na medição dos parâmetros físico-químicos da água. C) Características do instrumento Hanna modelo HI 98129 relativo ao parâmetro físico-químico temperatura (°), pH e condutividade elétrica (µS/cm). Relativamente aos potenciais focos de contaminação e conforme evidenciado apenas utilizou-se o GPS para a obtenção da localização e identificação dos potenciais focos contaminantes. 49 Com o prévio conhecimento da área de estudo, mas também devido às dificuldades na obtenção de diversos tipos de potenciais focos de contaminação foram excluídos alguns tipos, como evidência a figura 31. Figura 31 - Lista de potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos (adaptado de Zaporozec, 2004). 50 Para além de todos os materiais e equipamentos utilizados no decorrer do trabalho de campo, a auscultação dos habitantes e agricultores de faixas etárias mais idosas, tornou-se bastante útil para a descoberta, não só dos diversos recursos hídricos subterrâneos que não constavam nas cartas militares analisadas anteriormente, mas também de diversos potenciais focos de contaminação como lixeiras, lagos artificiais, entre outros. Ao longo da realização do trabalho de campo deparou-se com vários obstáculos e constrangimentos. Na descoberta e confirmação dos recursos hídricos subterrâneos teve-se diversos problemas em chegar junto destes, pela densa vegetação, pelos fracos acessos e por alguns recursos hídricos subterrâneos se localizarem em terrenos privados, o que implicou diversas idas ao local para contactar o proprietário. Referente aos potenciais focos de contaminação o maior obstáculo esteve, em tirar fotografias aos diversos potenciais focos de contaminação, pelo facto de existirem habitantes e empresários que “tinham medo de represálias”. De forma a solucionar estes casos recorreu-se esporadicamente ao modo Street View do Google Earth. Relativamente ao inventário dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação, em diversas situações, devido à falta de registos orais, não foi possível preencher a totalidade dos campos existentes na ficha, tais como: proprietário, datas da construção de minas, fontes e lavadouros públicos, nome da estrutura, as medidas protetoras, problemas aparentes, historial de descargas ou incidentes de contaminação e as áreas afetadas pela contaminação. Contudo, apesar das dificuldades anteriormente evidenciadas pode-se concluir que se conseguiu uma boa representatividade de recursos hídricos e de potenciais focos de contaminação pela área de estudo. 2.7 – BASE DE DADOS ESPACIAL – HIDROUÍMAPFC Finalizado o trabalho de campo e conforme a figura 28, criou-se duas BD, no software Microsoft Access 2013, uma para o inventário dos recursos hídricos subterrâneos, designada de HidroUíma e outra para os potenciais focos de contaminação, denominada de PFCUíma Posteriormente, agrupou-se as duas BD (HidroUíma e PFCUíma) e as bases cartográficas préprocessadas e gerou-se uma BDE, designada de HidroUímaPFC prevalecendo o mesmo sistema de referência espacial. A BDE foi realizada no software ArcGis – ArcCatalog 10.2.2 da ESRI©, com uma estrutura vetorial e raster, o qual consiste numa ferramenta de gestão da informação, permitindo assim armazenar informação espacial e atributos no mesmo SGBD (Sistema de Gestão de Base de Dados). 51 A execução desta BDE revelou-se bastante importante, pelo facto de conseguir armazenar e organizar toda a informação sobre as temáticas dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação. Devido à sua componente espacial, otimizou a informação de caráter geográfico e, simplesmente, a análise e compreensão da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação, pela área de estudo. Esta BDE teve, ainda, a vantagem de possibilitar que os arquivos fossem movimentados com todas as suas extensões, evitando assim a perda de dados. Para a construção desta BDE, foram gerados conjuntos de classe, designados de feature dataset, nos quais foram armazenados, de forma estruturada, as feature class, sendo estas compostas por elementos gráficos (pontos, linhas e polígonos). De seguida, importaram-se como feature dataset as bases cartográficas pré-processadas, em formato vetorial, como os limites administrativos, as bacias e redes hidrográficas, as litologias, as ocupações do solo de 1974 e de 2005, a topografia entre outros e criou-se várias feature class para georreferenciar numa fase posterior elementos relativos ao estudo, principalmente, a localização dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação. As bases cartográficas oriundas em formato raster foram inseridas na BDE, através do rastercatalog. Com esta organização e estruturação da informação, por temas facilitou-se o acesso aos utilizadores na pesquisa e investigação de um determinado conjunto de dados. Decorrido o processo de introdução das bases cartográficas na BDE, inseriu-se e processou-se os dados recolhidos no trabalho de campo na mesma. Os dados referentes à BD HidroUíma e a BD PFCUíma foram inseridos como feature dataset, na BDE tendo-se mantido os nomes de origem. Estes dados em conjunto com a restante informação inserida na BDE, permitiram a sobreposição e identificação da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos, bem como dos potenciais focos de contaminação, na análise em estudo. A estruturação desta BDE facilitou a leitura das diversas características do território, permitindo interpretar espacialmente a localização da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos e dos potenciais focos de contaminação. Permitiu também, verificar quais as áreas, que pela conjugação de determinadas características (naturais ou antrópicas), possam estar mais vulneráveis à contaminação dos recursos hídricos subterrâneos. Desta forma, para facilitar a leitura e interpretação da estrutura da BDE, acima explicada, elaborou-se um esquema concetual, onde se esquematizaram os diversos dados inseridos da BDE (figura 32). 52 Figura 32 - Estrutura da BDE, com as Feature Dataset, as Feature Class dos temas criados e as entidades. Em conclusão, esta BDE está organizada de forma a contribuir para uma melhor valorização, gestão, preservação e proteção dos recursos hídricos subterrâneos, ao nível do consumo humano, das práticas agrícolas e florestais e entre outros. Através da utilização desta BDE é possível criar suportes cartográficos, em ambiente SIG, bem como operações de análise espacial, que apoiem os processos de decisão, contribuindo assim, para o melhoramento do ordenamento do território à escala municipal. CAPÍTULO III __________________________________________________________________________________ RESULTADOS E DISCUSSÃO 54 3 – RESULTADOS 3.1 – RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS 3.1.1 – DISTRIBUIÇÃO DOS INDICADORES DE ÁGUA SUBTERRÂNEA NA ÁREA DE ESTUDO Nesta fase, efetuou-se uma breve análise entre a distribuição dos recursos hídricos subterrâneos de 1998, obtidos através da pesquisa bibliográfica e cartográfica com os atuais, resultantes da BD HidroUíma, de 2015 (figura 33). Através da análise da figura 33-A, relativamente ao inventário proveniente das cartas militares 143 e 144 de 1998, verifica-se que os indicadores de água subterrânea se encontram distribuídos de forma heterogénea pela área de estudo. No entanto, a maior concentração localiza-se a NE da área de estudo, abrangendo as freguesias de Mozelos, Lourosa, Argoncilhe e Fiães. Porém, junto da povoação das Caldas de São Jorge, existe também uma pequena concentração de indicadores de água subterrânea, principalmente os tanques. A figura 33-B mostra a distribuição dos indicadores de água subterrânea, em 2015, proveniente dos dados obtidos da BD HidroUíma. Numa primeira análise constata-se que estes se distribuem de forma heterogénea, havendo o predomínio da nascente como indicador de água subterrânea. No entanto, existem lugares que se destacam por deter um número significativo de nascentes, tais como: Grandal (14 nascentes), Caldelas (12 nascentes), Souto Redondo (10 nascentes), Casaldoído e Sé (9 nascentes). Da observação e análise da figura 33-C verificou-se que no ano de 1998, através da cartografia militar, existiam 99 indicadores de água subterrânea na área de estudo, estando estes distribuídos por 54 tanques, 24 poços, 19 chafarizes/fontes, 2 poços com engenho e 0 nascentes. Relativamente ao ano de 2015, através do inventário realizado, constatou-se a existência de 210 indicadores de água subterrânea, estando estes distribuídos apenas pelas nascentes7. Em conclusão, entre a cartografia militar de 1998 e a BD HidroUíma de 2015 houve um aumento de 111 (52,9%) indicadores de água subterrânea. 7 No preenchimento da ficha de inventário de 2015, qualquer emergência de água à superfície foi considerada de nascente, independentemente do seu uso/utilização posterior. 55 Figura 33 - A) Distribuição dos indicadores de água subterrânea pela área de estudo, em 1998. B) Distribuição dos indicadores de água subterrânea pela área de estudo, em 2015. C) Evolução dos indicadores de água subterrânea entre 1998 e 2015. 3.1.2 – HIPSOMETRIA DA LOCALIZAÇÃO DAS NASCENTES A informação relativa à hipsometria da área de estudo foi classificada em 8 classes com intervalos de 25m (figura 34-A). Através da análise da figura 34-A, referente à localização das nascentes por classes altimétricas, averiguou-se a existência de dois grupos de classes. O primeiro grupo incide nas classes >150 a 175m, >175 a 200m e >200 a 225m enquanto o segundo grupo nas classes 100 a 125m e >275m. Desta forma, 138 (65,7%) das nascentes estão localizadas no primeiro grupo de classes e 7 (3,3%) nascentes estão circunscrevidas no segundo grupo de classes. No entanto, existem outras classes que também detêm um carácter importante na distribuição das nascentes por classes altimétricas, como a classe >125 a 150m apresentando 30 (14,3%) nascentes, a classe >225 a 250m com 21 (10%) nascentes e a classe >250 a 56 275m exibindo 14 (6,7%) nascentes. Deste modo, pode-se constatar que a localização das nascentes tende a surgir em cotas entre 100 a 175m, próximas de linhas de água com uma forte distribuição em torno do fundo do vale do Rio Uíma. A figura 34-B exibe a dispersão das nascentes por altitude. Numa primeira análise verifica-se que os valores estão de acordo com os evidenciados anteriormente. Numa análise posterior averiguouse que a concentração das nascentes se localiza a meia encosta, diminuindo o seu número no topo e nas cotas mais baixas. Outro assunto a ser discutido acerca da figura 34-B corresponde essencialmente às nascentes que se localizam nos topos e nas cotas mais baixas. A baixa ocorrência de nascentes nos topos está relacionada essencialmente, pelo facto destas áreas serem predominantemente áreas de infiltração e água após o circuito subterrâneo emergem a cotas mais baixas. Porém, a baixa ocorrência de nascentes a cotas próximas do fundo de vale pode estar relacionada com o substrato rochoso ou contactos geológicos a que cada nascente está inserida. Relativamente à figura 34-C esta mostra o valor acumulado (em %) das nascentes, assim como o valor acumulado (em %) do território segundo a altitude. Tendencialmente, verifica-se que a cota das nascentes acompanha a curva da hipsometria. No entanto, constata-se que existe uma predominância de concentração de nascentes a determinadas cotas, nomeadamente entre os 120 e os 150m (Silva et al., 2015). Ainda na figura 34-C, da relação da curva hipsométrica com a curva das nascentes, pode-se concluir que existem duas possíveis áreas de recarga e descarga dos aquíferos. A primeira área de recarga incide entre os 300m até aos 240m, contrapondo com uma área de descarga, que varia entre os 240m e os 225m. A segunda área de recarga localiza-se entre os 225m até aos 150m contrapondo com uma área de descarga, que varia entre os 150m e os 105m. Referentemente à primeira área de recarga e descarga pode-se concluir que esta poderá estar relacionada com as nascentes que emergem, nomeadamente a montante do Rio-Ás-Avessas (figura 34A), enquanto a segunda área de recarga e descarga corresponde às nascentes que emergem em torno do fundo do vale do Rio Uíma. Outro facto observável e percetível em campo relativo às nascentes, que emergem em torno do fundo do vale do Rio Uíma, corresponde ao facto destas, por vezes, estarem associadas a pequenos cursos de água temporários, nomeadamente nos meses mais chuvosos. Porém, em episódios de precipitação em forma de chuva, mais intensos, leva ao aumento do caudal, provocando assim uma probabilidade de ocorrência de inundações, no fundo do vale do Rio Uíma. Esta probabilidade de ocorrência de inundações neste local está, também, associada ao substrato litológico ser bastante impermeável e ao nível hidrostático localizar-se junto a superfície, impossibilitando a infiltração. 57 Figura 34 - A) Localização das nascentes por classes hipsométricas. B) Dispersão das nascentes por altitude. C) Distribuição das nascentes e do território por altitude. 3.1.3 – GEOMORFOLOGIA E AS NASCENTES Referente à geomorfologia e nascentes, durante o trabalho de campo, verificou-se que a localização das nascentes ocorria essencialmente em encostas e vales. Desta forma, analisando os dados da figura 35, constatou-se que a maioria das nascentes 185 (88,1%) se localizavam nas encostas, nomeadamente a meia encosta e as restantes nascentes 25 (11,9%) se encontravam nos vales, principalmente junto a linhas de água. Pode-se ainda verificar, que as nascentes que se localizam a meia 64 Figura 40 - Exemplo de águas subterrâneas com cor acinzentada e turva. Relativamente ao caudal, das 210 nascentes inventariadas, apenas em 100 (47,7%) nascentes se conseguiu reunir as condições para medir o caudal. A medição, também foi realizada in situ, com recipientes de ½ litro, 1 litro e 5 litros, conforme a exigência do caudal. Das medições efetuadas, apurouse que os caudais variavam entre 5,6 L/hora a 8571,4 L/hora (figura 41). Na tabela da figura 41, organizou-se os valores do caudal da água em três classes. A primeira classe correspondeu de 5,6 L/hora a 1500 L/hora, a segunda classe superior a 1500 L/hora a 3000 L/ hora e a terceira classe superior a 3000 L/hora a 8571,4 L/hora. Analisando a tabela da figura 41 verificou-se que 65 (65%) nascentes apresentam valores de caudal mais reduzidos, inserindo-se assim na primeira classe. Na segunda classe incluem-se os caudais de 27 (27%) nascentes e por fim na terceira classe inserem-se 8 (8%) nascentes. Relativamente a distribuição espacial verifica-se que as nascentes com maior caudal distribuemse de modo heterogéneo pelas povoações de Além, Souto Redondo, Ferradal e Sub-Outeiro. As nascentes com um caudal intermédio e reduzido encontram-se distribuídas também de forma heterogénea, pela área de estudo. No que diz respeito às nascentes com caudal mais reduzido existe uma tendência de concentração, junto às povoações do Grandal, Caldelas e Caldas de São Jorge. 65 Figura 41 - Caudal das nascentes. 4.1.8 – ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICAS DAS NASCENTES Conforme Carvalho et al. (2005), o inventário hidrogeológico, é normalmente acompanhado pela realização de análises físico-químicas da água, como a medição do pH, da condutividade elétrica e da temperatura, possibilitando assim, uma caracterização inicial dos principais tipos de circulação subterrânea. Ainda, neste seguimento, este tipo de análises permitem a identificação do comportamento das nascentes. Os parâmetros físico-químicos, foram obtidos in situ com o medidor portátil, como anteriormente referido, onde a sonda foi colocada num recipiente com água recolhida no local de emergência. Foram analisadas 188 nascentes, porém em 22 nascentes não existiu condições para a recolha de água. 4.1.8.1 – Condutividade elétrica A condutividade elétrica das nascentes da área de estudo varia entre 36µS/cm e 556 µS/cm, sendo o valor médio de 156µS/cm. 66 Os valores referentes à condutividade elétrica foram distribuídos por três classes. A primeira classe correspondeu de 36µS/cm a 150µS/cm, a segunda classe 150 µS/cm a 300µS/cm e a terceira classe no intervalo 300µS/cm a 556µS/cm. Analisando a tabela da figura 42 verificou-se que 107 (51%) nascentes enquadravam-se na classe com os menores valores de condutividade elétrica, 76 (36,2%) encontravam-se na classe intermédia e 5 (2,4%) nascentes situavam-se na classe mais elevada. Espacialmente verifica-se que as povoações com valores mais baixos de condutividade elétrica (36µS/cm a 150µS/cm) são Casaldoído, Regadio, Caldelas Souto Redondo e Caldas de São Jorge. Referentes às condutividades elétricas intermédias (>150 µS/cm a 300µS/cm) verifica-se que estas se concentram nas povoações do Grandal, Sub-Outeiro, Fiães, Gualtar e Vendas de Baixo. Por fim, relativamente às condutividades elétricas altas, ou seja entre >300µS/cm a 556µS/cm estas encontramse distribuídas heterogeneamente pelo território destacando-se 1 nascente na povoação da Vergada, 2 em Albarrada e 2 nas Airas. Figura 42 - Condutividade Elétrica (µS/cm) da água das nascentes. 67 4.1.8.2 – pH Os registos de pH das nascentes da área de estudo variaram entre 2.9 e 8.6. Este resultado indica que a esmagadora maioria das nascentes (184) apresentam um pH tendencialmente ácido, exceto 2 que apresentam um pH neutro (7.0) e 1 que aponta para um pH alcalino. A nascente que apresenta um pH alcalino corresponde as Termas das Caldas de São Jorge, com o valor de 8.6. Relativamente aos valores de pH, estes foram apresentados em três classes: 2.9 a 5.0; >5.0 a 6.0 e >6.0 a 8.6. Observando o quadro da figura 43 constata-se que 95 (45%) nascentes encontram-se na primeira classe, ou seja no pH mais ácido. Na classe dos valores intermédios surgem 82 (38,9%) nascentes e por fim na classe dos valores mais elevados condizem com 22 (5,7%) nascentes. Relativamente a distribuição espacial do pH das nascentes verifica-se que os valores mais ácidos localizam-se distribuídos heterogeneamente, na área de estudo, porém salienta-se as povoações de Albarrada e Airas por deterem uma maior concentração de nascentes com pH mais ácido (2.9 a 5.0). As povoações com um maior número de nascentes de pH de >5.0 a 6.0 são o Ferradal, as Vendas de Baixo, oAreal, Chã e Sub-Outeiro. Referente as nascentes, com pH entre >6.0 a 8.6 estas distribuem-se nas povoações do Grandal, Lourosa e Caldas de São Jorge. Figura 43 - pH da água das nascentes. 68 4.1.8.3 – Temperatura da água A temperatura da água das nascentes, na área de estudo, variou entre 9°C e 23°C. No entanto, a nascente que apresenta a temperatura da água mais elevada corresponde às Termas das Caldas de São Jorge, com o valor de 23°C. Através da análise da tabela da figura 44, observou-se que os valores da temperatura da água foram organizados em três classes. Na primeira classe as temperaturas da água variam entre 9°C a 13°C, na segunda classe as temperaturas da água localizam-se entre >13°C a 15°C e na terceira classe as temperaturas da água recaem entre >15°C a 23°C. Relativamente ao número de nascentes por cada classe verificou-se que 122 (57,8%) nascentes localizavam-se na classe intermédia, ou seja entre >13°C a 15°C, 43 (20,4%) encontravam-se na classe >15°C a 23°C e 24 (11,4%) distribuíam-se pela classe dos 9°C a 13°C. Espacialmente observa-se que as diferentes classes de temperatura da água (°C) se distribuem de forma heterogénea pela área de estudo. No entanto, constata-se que o elevado número de nascentes com temperatura da água >13 a 15°C localiza-se nas povoações de Caldelas, Casaldoído, Gualtar, Além, Airas e as com temperatura da água >15 a 23°C na povoação das Caldas de São Jorge. Figura 44 - Temperatura da água (°C) das nascentes. 69 3.1.9 – CRUZAMENTO DOS DADOS FÍSICO-QUÍMICOS (CONDUTIVIDADE ELÉTRICA, PH E TEMPERATURA DA ÁGUA) A figura 45 apresenta três gráficos de dispersão (figura 45-A, 45-B, 45-C), com as variáveis físico-químicas, referentes às nascentes analisadas. O intuito desta análise estatística incide, essencialmente, na verificação de possíveis grupos de valores, bem como de valores anómalos, também designados de outliers8. A figura 45-A apresenta a relação entre as variáveis pH e condutividade elétrica (µS/cm). Através da sua análise constata-se a existência de dois grupos, sendo estes separados pela média da condutividade elétrica (µS/cm). O primeiro grupo corresponde a um grupo mais concentrado, localizando-se entre 4 a 6.5 na variável de pH e entre 30 até 156µS/cm, na variável da condutividade elétrica. O segundo grupo corresponde a um grupo mais disperso, variando, na mesma, entre 4 a 6.5, na variável de pH, no entanto, relativamente à condutividade elétrica os valores variam entre 156µS/cm a 300µS/cm. Ainda no que diz respeito a esta figura averigua-se a existência de três outliers. O primeiro outlier corresponde a um valor de pH de 7.2 e de condutividade elétrica de 246µS/cm, o segundo condiz com um valor de pH de 2.9 e de condutividade elétrica de 500µS/cm e por fim, o terceiro apresenta um valor de pH de 4 e condutividade elétrica de 556µS/cm. A figura 45-B ostenta a analogia entre as variáveis temperatura da água (ºC) e condutividade elétrica (µS/cm). Através da sua sub-divisão verifica-se a presença de dois grupos, sendo o primeiro grupo separado pela média da condutividade elétrica (µS/cm) e o segundo grupo pela média da temperatura da água (ºC). Assim sendo, o primeiro grupo apresenta um grupo mais concentrado, localizando-se entre 13,1ºC a 15,2ºC, na variável da temperatura da água e entre 30 até 156µS/cm, na variável da condutividade elétrica. O segundo grupo corresponde a um grupo mais disperso, apresentado valores entre 14,2ºC a 15, na variável da temperatura da água e entre 156µS/cm a 246µS/cm relativo à condutividade elétrica. Em termos de outliers, destaca-se a presença de cinco. O primeiro outlier condiz com um valor de temperatura da água de 9ºC e de condutividade elétrica de 115µS/cm, o segundo corresponde a um valor de temperatura da água de 9,5ºC e de condutividade elétrica de 228µS/cm, o terceiro mostra um valor de temperatura da água de 10,5ºC e condutividade elétrica de 200µS/cm, o quarto exibe um valor de temperatura da água de 12,2ºC e condutividade elétrica de 500µS/cm e por fim o quinto apresenta um valor de temperatura da água de 17,2ºC e condutividade elétrica de 223µS/cm. A figura 45-C exibe a relação entre as variáveis temperatura da água (ºC) e pH. Analisando a figura em questão averigua-se a existência de um grupo bastante concentrado, variando entre 12,8ºC e 16,1ºC de temperatura da água e entre 4 a 6 de pH. Relativamente aos outliers, destaca-se a presença de 8 Os outliers correspondem a um ponto de observação que se encontra distante de outras observações (Maddala, 1992). 70 cinco. O primeiro outlier corresponde a um valor de temperatura da água de 12,2ºC e de ph de 2.9, o segundo mostra um valor de temperatura da água de 9ºC e de ph de 5.3, o terceiro condiz com um valor de temperatura da água de 9,5ºC e pH de 5.5, o quarto apresenta um valor de temperatura da água de 10,5ºC e pH de 5.9 e por fim o quinto exibe um valor de temperatura da água de 13,9ºC e pH de 7.2. Através das leituras de Rogers (2003), Carvalho (2006) e Afonso et al. (2007) pode-se concluir que as nascentes localizadas nos outliers, anteriormente evidenciados, podem estar associadas a problemas de contaminação, ou mesmo de poluição das águas subterrâneas, pelo que importa complementar o estudo destes pontos com análises mais detalhadas. Figura 45 - A) Relação entre o pH com a condutividade elétrica (µS/cm); B) Relação entre a temperatura da água (°) com a condutividade elétrica (µS/cm); C) Relação entre a temperatura da água (°) com o pH. 71 3.2 – ANÁLISE ESPACIAL DOS PARÂMETROS DA ÁGUA No seguimento da apresentação dos resultados optou-se pela realização de uma espacialização dos dados da análise físico-química (condutividade elétrica, da temperatura da água, do pH) e do caudal através de uma operação de análise espacial, designada de interpolação. A interpolação corresponde a um processo matemático utilizado para prever o valor de um determinado atributo numa localização precisa com base em valores de atributos derivados dos pontos vizinhos localizados dentro da mesma área de estudo (Childs, 2004). Dentro das diversas operações de análise espacial relativas à interpolação optou-se pelo método Natural Neighbor pelo facto deste calcular a média ponderada dos diversos dados anteriormente referidos, criando assim padrões de distribuição. 3.2.1 – ESPACIALIZAÇÃO DA CONDUTIVIDADE ELÉTRICA, TEMPERATURA DA ÁGUA, PH E CAUDAL A figura 46-A evidência a interpolação dos dados referentes à condutividade elétrica (µS/cm) pela área de estudo. Através da análise da figura infra referida, verifica-se que as áreas com valores mais baixos de condutividade elétrica apresentam-se nas povoações de Souto Redondo e Caldelas, enquanto os valores mais altos localizam-se perto das povoações de Albarrada e das Airas. Os valores elevados de condutividade elétrica nestas áreas encontram-se próximos de antigas e atuais pedreiras. Desta forma, partindo da lógica de Afonso et al. (2007) os valores elevados de condutividade elétrica, poderão estar associados a processos de contaminação das águas subterrâneas. Porém, convém referir que os valores elevados de condutividade elétrica podem estar associados ao tipo de rocha que a água subterrânea atravessa e ao tempo de circulação da água, ou seja quanto maior o tempo da água subterrânea a emergir, mais sais dissolvidos poderá ter. As águas subterrâneas com condutividades baixas correspondem essencialmente a circuitos curtos, o que leva a que estas estejam pouco tempo em contacto com o substrato rochoso. Relativamente a figura 46-B, que apresenta a espacialização dos dados da temperatura da água9 (°C) das nascentes, verifica-se que existe um predomínio de áreas com uma variação de temperatura da água entre14°C a 16°C. No entanto, existem duas áreas onde a temperatura da água se encontra inferior a 10°C. A primeira área incide na povoação da Tabuaça enquanto a segunda localiza-se junto à povoação de Gualtar. Relativamente à variação que ocorre na temperatura da água das nascentes, esta pode ser explicada, pelo circuito hidráulico subterrâneo ser maior ou menor, consoante a nascente. Segundo Custodio & Llamas (1996), a grandes profundidades a temperatura da água sofre influência do gradiente 9 Na realização da interpolação não foi introduzido o valor do pH e da temperatura da água (°C) referente às águas das Termas das Caldas de São Jorge. 72 geotérmico, aumentando cerca de 1°C por cada 33m de profundidade. Desta forma, conclui-se que quanto maior e mais profundo for o circuito, maior a temperatura e quanto menor e menos profundo for o circuito, menor a temperatura. Outro facto a referir para explicar o comportamento das nascentes da área de estudo corresponde à temperatura das águas das nascentes analisadas apresentarem valores de temperatura inferiores a 25°C, levando a que todas elas sejam designadas de hipotermais segundo a classificação de Fraústo da Silva & Vaz (1988), o que se poderá supor que todas as nascentes estejam associadas a circuitos pouco profundos. Outro fator associado à variação da temperatura da água incide na temperatura do ar. Em dias em que a temperatura do ar é mais elevada, a temperatura da água tem tendência a acompanhar essa elevação. Quando a temperatura do ar é baixa a temperatura da água tem tendência para baixar, porém esta não atinge valores inferiores à temperatura do ar. A figura 46-C apresenta a interpolação dos dados referentes ao pH na área de estudo. Através da análise da figura acima referida, verifica-se que quase toda a área de estudo apresenta pH tendencialmente ácido. No entanto, destaca-se as áreas junto às povoações de Grandal e a S das Caldas de São Jorge pelo facto de apresentarem valores superiores a 6, o que demonstra que nessas áreas poderá existir nascentes com pH neutros. As áreas com pH mais ácido localizam-se junto à povoação de Albarrada, apresentando valores inferiores a 3. Este valor poderá ser explicado, pela existência de uma pedreira perto da nascente, o que leva a que o pH desta água possa estar a ser influenciado pelo lago artificial decorrente do abandono da mesma. No entanto, os valores de pH baixos característicos da área de estudo poderão estar associados ao substrato rochoso, visto que este é composto por rochas graníticas e metassedimentares. Esta ideia é semelhante ao que ocorre no Porto, registada por Afonso et al. (2007). Ainda referente ao pH e à sua relação com o substrato rochoso, Rogers (2003) afirma que a medição do pH é fundamental em todas as investigações hidrológicas, pelo facto da compreensão do seu comportamento ser determinante para os processos de contaminação e de interação entre a água e a rocha, revelando-se assim um parâmetro importante em modelação hidrogeoquímica. Referente à figura 46-D, que exibe a espacialização dos dados do caudal das nascentes, observase que quase toda a extensão da área de estudo apresenta valores inferiores a 1500 L/hora e apenas um pequeno local, próximo da povoação de Sub-Outeiro é que ostenta valores superiores a 6000 L/hora. Referente ao baixo valor de caudal registado na área de estudo, este pode ser explicado pela baixa permeabilidade do substrato rochoso. No entanto, devido ao facto das nascentes da área de estudo apontarem para um circuito curto e rápido, leva a que o caudal das nascentes seja irregular, estando sujeito às alterações do estado do tempo. Por fim, convém referir que as diversas figuras acima referidas correspondem a dados ajustados de forma a criar padrões espaciais, de fácil leitura. Outro facto a ser anotado corresponde ao trabalho de 73 campo ter sido realizado entre a transição dos meses de inverno com os de primavera o que influenciou a temperatura da água, a condutividade elétrica, o pH e o caudal. Figura 46 - A) Espacialização da condutividade elétrica; B) Espacialização da temperatura da água; C) Espacialização do pH; D) Espacialização do caudal. 80 Figura 50 - Declives e localização das nascentes. 3.4 – POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS 3.4.1 – DISTRIBUIÇÃO DOS POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO NA ÁREA DE ESTUDO Neste subcapítulo, realizou-se, uma breve análise estatística e espacial dos dados obtidos da BD PFCUíma, bem como o cruzamento dos dados, desta BD, com o mapa hidrogeológico e a ocupação do solo. A figura 51 apresenta a distribuição dos potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, em 2015, proveniente dos dados obtidos da BD PFCUíma. Numa primeira análise averigua-se que os 426 potenciais focos de contaminação se distribuem de forma heterogénea pela área de estudo. No entanto, junto à povoação de Lourosa, Chousa, Fiães e Albarrada, os potenciais focos de contaminação, encontram-se mais concentrados, devido a uma forte industrialização destas áreas. 81 Relativamente à distribuição dos potenciais focos de contaminação pelas bacias hidrográficas destaca-se a bacia hidrográfica do Rio Uíma, com 328 (77%) potenciais focos de contaminação e as outras bacias com 98 (23%) potenciais focos de contaminação. Em termos da aparência dos potenciais focos de contaminação, 241 (56,6%) encontravam-se em condições razoáveis, 96 (22,5%) em condições boas, 80 (18,8%) em condições más e 9 (2,1%) em condições excelentes. Alusivo aos tipos de contaminante verifica-se que em 189 (44,4%) potenciais focos de contaminação existe o predomínio dos produtos químicos, e em 52 (12,2%) ocorre o saneamento, águas residuais, dejetos humanos, como principal contaminante. No que concerne ao tipo de descarga dos potenciais focos de contaminação averiguou-se que 324 (76,1%) correspondem a resíduos sólidos e descargas líquidos, 52 (12,2%) condizem com apenas descargas líquidas, 23 (5,4%) coincidem com os resíduos sólidos e descargas líquidas e gasosas. Os restantes 27 (6,3%) apresentam descargas de resíduos sólidos e descargas gasosas e líquidas. Figura 51 - Distribuição dos potenciais focos de contaminação na área de estudo. 82 3.4.2 – TIPO DE POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS A elaboração da figura 52, que evidência o tipo de potencial foco de contaminação, foi baseada nos trabalhos de Zaporozec (2004), onde este sugere 44 tipos de potenciais focos de contaminação das águas subterrâneas (figura 31). No entanto, conforme a tabela da figura 52, em campo apenas se constatou a existência de 19 tipos de potenciais focos de contaminação das águas subterrâneas. Outro facto observado em campo foi a existência do predomínio da tipologia pontual, com 405 (95,1%) potenciais focos de contaminação. Referente à tipologia difusa esta concentra 20 (4,7%) potenciais focos de contaminação e a tipologia linear apresenta, apenas, 1 (0,2%). As tipologias pontuais estão associadas aos tipos de foco de contaminação 4, 8, 9, 10, 12, 21, 28, 33, 34, 35, 38, 39, 41 e 44 enquanto as tipologias difusas encontram-se associadas aos tipos de foco de contaminação 13, 14, 15 e 31 e as tipologias lineares apresentam-se relacionadas ao tipo de foco de contaminação 27 (figura 52). Através da análise da figura 52 constata-se que 161 (37,8%) potenciais focos de contaminação correspondem ao tipo de foco de contaminação designado “indústria”, 57 (13,4%) condizem com o tipo de foco de contaminação designado de “outros”, destacando-se as pedreiras, os cabeleireiros e entre outros e 44 (10,3%) incidem no tipo de foco de contaminação designado “oficina automóvel”. Os restantes tipos de foco de contaminação correspondem 164 (38,5%) potenciais focos de contaminação. 83 Figura 52 - Tipo de potenciais focos de contaminação, segundo Zaporozec (2004). 84 3.4.3 – ESPACIALIZAÇÃO DO POTENCIAL DE CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS De modo a elaborar a espacialização do potencial de contaminação das águas subterrâneas, na área de estudo foi necessário realizar alguns ajustes na BD PFCUíma, criando-se dois novos campos. O primeiro campo corresponde a uma generalização do potencial foco de contaminação tendo-se agrupado os diversos potenciais focos de contaminação em indústrias, fontes diversas, águas residuais, agricultura e lixeiras e o segundo campo condiz com o potencial de contaminação das águas subterrâneas, a que cada potencial foco de contaminação está associado, variando este entre alto, médio e baixo (quadro 7). Quadro 7 - Potencial de contaminação das águas subterrâneas associado ao potencial foco de contaminação (adaptado de Zaporozec, 2004). Potencial foco de contaminação Potencial de contaminação das águas subterrâneas Indústrias Alto Médio Baixo Fontes diversas Alto Médio Baixo Águas residuais Alto Médio Agricultura Médio Lixeiras Alto Após a concretização deste processo realizou-se a espacialização do potencial de contaminação das águas subterrâneas, através de uma interpolação com o método Natural Neighbor. Para além da interpolação inseriu-se a área de concessão da água mineral natural das Termas das Caldas de São Jorge e área sugerida pela Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG) de um recurso hidromineral potencial junto da povoação do Souto Redondo (São João de Vêr). O intuito desta inserção incide, essencialmente, na verificação do potencial de contaminação das águas subterrâneas associado a cada uma dessas áreas. Através da figura 53 constata-se que a área de estudo apresenta um potencial de contaminação das águas subterrâneas médio a alto. Os potenciais de contaminação das águas subterrâneas alto a médio estão associados, conforme o quadro 7 a todos potenciais focos de contaminação e correspondem, segundo a figura 53, a 401 (94,4%). Em termos de espacialização verifica-se que o potencial de contaminação das águas subterrâneas alto encontra-se junto às povoações de Lourosa, Gualtar, Fonte Seca, Além, Albarrada, Areal, Ferradal, Vendas Novas, Vendas de Baixo, Vergada, Souto, Grandal, Tabuaça, Sub-Outeiro, Chã, Tugilde, São Pedro, Gaeta, Casaldoído e Caldelas, enquanto o potencial de contaminação das águas subterrâneas médio localiza-se perto das povoações de Chousa, Regadio, Fiães, Idanha, Airas, Caldas de S. Jorge e Regato. Relativamente ao potencial de contaminação das águas subterrâneas baixo, averiguaram-se 7 áreas que se situam a W da povoação de Lourosa, a SW da 85 povoação do Regato, a SE das povoações da Vergada, Chousa e Caldas de São Jorge e a NW da povoação de Fiães. Relativamente à questão da área de concessão da água mineral natural das Termas das Caldas de São Jorge e área sugerida pela Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG) de um recurso hidromineral potencial junto da povoação do Souto Redondo (São João de Vêr) constata-se, na primeira área a interseção dos três potenciais de contaminação das águas subterrâneas e na segunda área o potencial de contaminação das águas subterrâneas alto a médio. Ainda referente à primeira área visualiza-se que a maioria da sua área encontra-se com um potencial de contaminação das águas subterrâneas médio e na segunda área observa-se que a maioria da sua área encontra-se com um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto. Figura 53 - Espacialização do potencial de contaminação das águas subterrânea. 86 3.5 – CRUZAMENTO DOS DADOS DO INVENTÁRIO PFCUÍMA COM OUTROS PARÂMETROS 3.5.1 – HIDROGEOLOGIA / POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO Conforme a figura 54, verifica-se que a maioria dos potenciais focos de contaminação encontramse em gnaisses, migmatitos e granitos gnáissicos, mais concretamente na Unidade de Lourosa, apresentando 302 (70,9%). Nos granitos de grão médio a fino, essencialmente biotíticos localizam-se 46 (10,8%) potenciais focos de contaminação, nos granitos de grão médio a grosseiro de duas micas, com esparsos de megacristais destacam-se 43 (10,1%), enquanto nos xistos, grauvaques e complexo migmatítico-gnaíssico encontram-se 16 (3,8%). Relativamente às unidades hidrogeológicas com menor número de potenciais focos de contaminação destacam-se os aluviões, com 10 (2,3%), os micaxistos e quartzitos da Unidade de São João de Vêr com 6 (1,4%) e os filões e massas com 2 (0,5%). Contudo, verifica-se, ainda a existência de um potencial foco de contaminação, mais concretamente, o gasoduto que abrange várias unidades hidrogeológicas. Figura 54 - Unidades hidrogeológicas e localização das potenciais focos de contaminação. 87 3.5.2 – OCUPAÇÃO DO SOLO / POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO A figura 55 apresenta a localização dos potenciais focos de contaminação por classes de ocupação do solo. Através da figura 55, verifica-se que é nos territórios artificializados que se distribuem o maior número de potenciais focos de contaminação, destacando-se 384 (90,1%). Outras observações da figura 55 incidem na ocorrência de 26 (6,1%) potenciais focos de contaminação nas florestas e meios naturais e semi-naturais, 14 (3,3%) nas áreas agrícolas e agro-florestais, 1 (0,2%) nos corpos de água e em diversas ocupações do solo. Em termos territoriais e com o trabalho de campo constatou-se que os potenciais focos de contaminação localizados, nos territórios artificializados correspondem ao tipo de foco de contaminação 4, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 21, 28, 33, 34, 35, 38, 41 e 44, nas florestas e meios naturais e semi-naturais coincidem com o tipo de foco de contaminação 13, 39 e 44, nas áreas agrícolas e agro-florestais condizem com o tipo de foco de contaminação 31 e 44 e por fim os corpos de águas ocorrem no tipo de foco de contaminação 44 (ver tabela da figura 52). No entanto, este último corresponde a uma antiga pedreira abandonada. Outro facto observável, na área de estudo, corresponde ao crescimento das unidades fabris ligadas à cortiça e ao calçado, ao longo dos últimos 30 anos, próximas de linhas de água. Este facto levou a vários problemas nos aquíferos, bem como nas águas superficiais, tendo colocado muitas nascentes e furos vulneráveis a problemas contaminação. 88 Figura 55 - Ocupação do solo e localização das potenciais focos de contaminação. 3.6 – VULNERABILIDADE DOS AQUÍFEROS: UM CONTRIBURO PARA O ORDENAMENTO DO TERRITÓRIO A NÍVEL MUNICIPAL A vulnerabilidade de um aquífero pode ser de origem intrínseca e/ou específica estando relacionada com a sensibilidade que este tem para alterar a qualidade das águas subterrâneas (Vrba & Zaporozec, 1994). Desta forma, para determinar a vulnerabilidade dos aquíferos foram desenvolvidas várias metodologias de estudo, ao longo das últimas décadas, nomeadamente, a construção de índices e métodos estatísticos aplicados em grandes áreas de estudo (escalas até 1:50000), bem como métodos baseados em simulações de modelos, aplicados a áreas de estudo mais pequenas (Wang, 2007). Apesar das várias metodologias existentes, Paralta et al. (2005), considera que não existe forma satisfatória de representar a vulnerabilidade dos aquíferos, pois não é possível inserir num único mapa todos os parâmetros que influenciam o comportamento dos contaminantes. No entanto, com a construção de índices de síntese, é possível considerar conjuntamente a influência de vários fatores que atuam na avaliação da vulnerabilidade de um aquífero. 89 3.7 – MÉTODO IS O Índice de Suscetibilidade (IS11) surgiu por Ribeiro (2000), mas só foi inicialmente testado por Francés et al. (2001) no Projeto ERHSA – Estudo dos recursos hídricos subterrâneos do Alentejo. Este índice inspira-se no método DRASTIC, proposto por Aller et al. (1987), tendo sido desenvolvidos com a intenção de avaliar, de forma rápida, a vulnerabilidade de uma área à contaminação de aquíferos, calculando uma soma ponderada entre os vários parâmetros, baseados no seu enquadramento hidrogeológico. O IS baseia-se na vulnerabilidade intrínseca, relativa às condições naturais e na vulnerabilidade específica referente aos impactos potenciais da ocupação do solo. Assim sendo, o IS é calculado a partir da seguinte soma ponderada (Francés et al. 2001; Ribeiro, 2005): IS = 0,186 D + 0,212 R + 0,259 A + 0,121 T + 0,222 LU D – Profundidade do nível freático; R – Taxa Anual de recarga; A – Natureza geológica do aquífero; T – Topografia; LU – Ocupação do solo. A profundidade do nível freático (D) corresponde à distância vertical que um determinado contaminante tem que atravessar para chegar ao aquífero. Quanto maior a profundidade, maior será o tempo gasto para o contaminante atingir o aquífero (Francés et al. 2001; Stigter et al. 2002; Ribeiro, 2005). A taxa anual de recarga (R) mede a quantidade de água que atinge anualmente um aquífero através da precipitação, que escoa verticalmente até atingir o nível freático. Quanto maior for a recarga, maior a lixiviação dos contaminantes para o aquífero (Francés et al. 2001; Stigter et al. 2002). A natureza geológica do aquífero (A) determina que quanto mais permeável for o material dos aquíferos maiores são as hipóteses de contaminação das águas subterrâneas (Francés et al. 2001; Stigter et al. 2002; Ribeiro, 2005). 11 O IS, apesar de ser designado de Índice de Suscetibilidade, serve para avaliar a vulnerabilidade intrínseca e específica de um aquífero. 96 Figura 59 - IS 2005 e localização das nascentes. 3.8.2 – IS 2005 / POTENCIAIS FOCOS DE CONTAMINAÇÃO / POTENCIAL DE CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS A figura 60 ostenta o cruzamento entre os dados obtidos do IS de 2005 com o potencial de contaminação das águas subterrâneas proveniente dos potenciais focos de contaminação. Observando a figura acima referida verifica-se, de uma forma simplificada, que 250 (58,8%) potenciais focos de contaminação localiza-se em áreas com vulnerabilidade moderada a baixa, 143 (33,6%) concentram-se em áreas com vulnerabilidade moderada a alta, 28 (6,5%) apresentam-se em áreas com vulnerabilidade muito baixa e baixa e 4 (0,9%) incidem em áreas com vulnerabilidade elevada e muito elevada. No que toca ao potencial de contaminação das águas subterrâneas constata-se em que:  Áreas com vulnerabilidade moderada a baixa, 143 (33,6%) potenciais focos de contaminação apresentam um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto, 94 (22,1%) ostentam um potencial de contaminação das águas subterrâneas médio e 13 (3,1%) exibem um potencial de contaminação das águas subterrâneas baixo. 97 Áreas com vulnerabilidade moderada a alta, 89 (20,9%) potenciais focos de contaminação mostram um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto, 45 (10,6%) indicam um potencial de contaminação das águas subterrâneas médio e 9 (2,1%) ostentam um potencial de contaminação das águas subterrâneas baixo. Áreas com vulnerabilidade baixa, 12 (2,8%) potenciais focos de contaminação apontam para um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto, 5 (1,2%) mostram um potencial de contaminação das águas subterrâneas médio e em 1 (0,2%) averigua-se um potencial de contaminação das águas subterrâneas baixo. Áreas com vulnerabilidade muito baixa, 7 (1,6%) potenciais focos de contaminação condizem com um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto, 2 (0,5%) coincidem com um potencial de contaminação das águas subterrâneas médio e 1 (0,2%) concordam com um potencial de contaminação das águas subterrâneas baixo. Áreas com vulnerabilidade elevada apresenta 3 (0,7%) potenciais focos de contaminação com um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto. Áreas com vulnerabilidade muito elevada se contabiliza 1 (0,2%) potencial foco de contaminação com um potencial de contaminação das águas subterrâneas alto. 98 Figura 60 - IS 2005 e localização dos potenciais focos de contaminação pelo potencial de contaminação das águas subterrâneas. Em síntese, a apresentação dos resultados dos recursos hídricos subterrâneos, potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos e das áreas vulneráveis à contaminação das águas subterrâneas pretendeu alertar para a importância da inventariação e conhecimento dos diversos elementos do território. Desta forma, através da criação de suportes cartográficos, resultantes da BDE HidroUímaPFC 2015, constituí-se uma ferramenta importante de suporte para a valorização, gestão e proteção das diversas nascentes e dos diversos aquíferos na área de estudo. As construções das BD e posteriormente da BDE correspondem a metodologias fulcrais para os processos de decisão, contruindo assim, para um melhoramento do ordenamento do território. CAPÍTULO IV __________________________________________________________________________________ CONCLUSÕES 100 4 – CONCLUSÕES 4.1 – CONSIDERAÇÕES FINAIS A realização da presente dissertação correspondeu a uma investigação multidisciplinar, relativa ao tema dos recursos hídricos subterrâneos, dos potenciais focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos e das áreas vulneráveis à contaminação, tendo por base uma área de estudo localizada num setor da bacia hidrográfica do Rio Uíma (Santa Maria da Feira). A metodologia aplicada na investigação revelou-se bastante vantajosa para a resolução dos objetivos propostos e para a obtenção de dados novos relativos aos recursos hídricos subterrâneos, potenciais focos de contaminação e áreas vulneráveis à contaminação de aquíferos, que não constavam na cartografia militar, nem na cartografia municipal. Com a pesquisa cartográfica e documental alcançaram-se informações pertinentes para a caracterização da área de estudo em diversas vertentes, com enfoque nas áreas da hidrogeologia, geologia e geomorfologia. A observação de indicadores de recursos hídricos subterrâneos na cartografia militar de 1998 contribui para, a posteriori, validar essa informação durante o trabalho de campo, através da inquirição dos habitantes e agricultores, levando à identificação e localização de um número significativo de novas nascentes na área de estudo. No que concerne aos potenciais focos de contaminação, estes foram observados a priori, em contexto de trabalho de gabinete e validados em campo, inquirindo habitantes e administradores locais. A criação de duas fichas de inventário constitui uma metodologia eficaz para a recolha e organização dos dados provenientes do trabalho de campo. A posteriori, estes dados foram inseridos em duas BD, e integrados num SIG, através de uma BDE, o que possibilitou a leitura e interpretação das diversas características do território, permitindo compreender espacialmente a localização da distribuição dos recursos hídricos subterrâneos, potenciais focos de contaminação e ainda, verificar quais as áreas, que pela conjunção de determinadas características (naturais ou antrópicas), possam estar vulneráveis a problemas de contaminação das águas subterrâneas A integração da informação nos SIG, também proporcionou a elaboração de todos os elementos cartográficos presentes na investigação, revelando-se uma ferramenta vantajosa para uma abordagem multidisciplinar, no âmbito do armazenamento da informação recolhida e apoio ao conhecimento científico e técnico. Através da análise dos resultados provenientes da BDE, considera-se relevante, nesta fase, apresentar algumas interpretações e conclusões mais pertinentes. Iniciando-se pelos recursos hídricos subterrâneos, de um total de 210 nascentes inventariadas constatou-se que a sua utilização mais frequente correspondia ao desenvolvimento de atividades 101 agrícolas, o seu tipo de emergência predominante incidia nas emergências à superfície guiadas por minas e a sua emergência, em termos de geomorfologia recai nas encostas. Outro facto constatado incide na relação da curva hipsométrica com a curva das nascentes, levando a crer que possam existir duas possíveis áreas de recarga e descarga dos aquíferos. No que se refere ao parâmetro da condutividade elétrica, os valores obtidos e analisados sugerem nascentes com boa qualidade, no entanto verificou-se a existência de um elevado número de nascentes sem qualquer utilização, e dada a importância que a água adquire em termos globais, como um recurso natural fundamental para a sobrevivência da humanidade, considera-se que estas nascentes podem ter um enorme potencial, enquanto pontos de emergência de água subterrânea, constituindo um desafio a sua valorização e aproveitamento. Através da análise espacial deste parâmetro, na área de estudo, identificaram-se áreas em que as nascentes pudessem estar mais propícias a contaminações e deste modo, menos favoráveis para a captação de água subterrânea. As nascentes localizadas junto das povoações das Caldas de São Jorge, Caldelas e Casaldoído, apresentam em termos gerais, melhores resultados nos parâmetros físico-químicos analisados. Em contra partida, os valores mais altos nos parâmetros físico-químicos, encontram-se distribuídos heterogeneamente pela área de estudo, correspondendo aos designados outliers e correspondem a locais com uma forte ação antrópica. Relativamente aos potenciais focos de contaminação inventariou-se 426, correspondendo na sua maioria a indústrias. Espacialmente, estes localizavam-se em zonas industriais e junto de habitações, algo típico da área de estudo. Em termos de tipologia constatou-se o predomínio da tipologia pontual. Através da análise do potencial de contaminação das águas subterrâneas averiguou-se a existência do predomínio do potencial de contaminação alto na área de estudo. Este facto está associado à existência de diversos focos de contaminação potencial com contaminantes ligados a produtos químicos e a águas residuais. De forma, a verificar as áreas vulneráveis à contaminação os aquíferos utilizou-se o IS (Índice de Suscetibilidade) para dois períodos de análise, 1974 e 2005. Através dos dados obtidos, pela soma ponderada dos diversos parâmetros, constatou-se que, tanto 1974 como em 2005, as áreas de vulnerabilidade à contaminação de aquíferos correspondiam às classes de moderada a baixa, baixa e muito baixa. Porém, em 2005 verificou-se um aumento significativo face a 1974, nas áreas com vulnerabilidade moderada a alta à contaminação das águas subterrâneas. Referente às nascentes verificou-se, no IS 2005, que a maioria se encontrava em áreas com vulnerabilidade à contaminação de aquíferos moderada a baixa, baixa e muito baixa. Com esta investigação, pretendeu-se alertar para a importância da inventariação e conhecimento dos recursos hídricos subterrâneos, dos potenciais focos de contaminação e das áreas vulneráveis à contaminação de aquíferos, de forma a contribuir para uma valorização, gestão e proteção adequada do recurso, água subterrânea. Através da utilização de diversas ferramentas SIG, foram criados suportes 102 cartográficos e base de dados que apoiassem os processos de decisão, contribuindo assim, para um ordenamento do território à escala municipal capaz de responder aos atuais problemas no panorama das águas subterrâneas. 4.2 – PERSPETIVAS FUTURAS O trabalho de campo originou o levantamento de uma série de questões acerca das águas subterrâneas. Desta forma, seria interessante desenvolver, futuramente, algumas investigações que ajudassem a responder a alguns desafios científicos, dentro da temática das águas subterrâneas, tais como: 1. Alargamento do inventário ao município, de modo a entender a dinâmica existente relativa ao processo de infiltração das águas superficiais, fluxos de água subterrânea e ressurgimento da água subterrânea; 2. Estudos hidrogeológicos de pormenor, nomeadamente, hidrogeoquímicos e de hidrologia isotópicas; 3. Aprofundamento das questões da deformação tectónica, relacionadas com a emergência de água termal; 4. Verificar a capacidade, em termos de caudal das diversas nascentes guiadas para tanques de armazenamento, de modo a contribuir como locais geoestratégicos no apoio ao combate a fogos florestais; 5. Concretização da integração da BDE HidroUímaPFC numa plataforma WebSIG, de modo a promover o conhecimento e interação com o grande público; 6. Estudos de caso dos vários outliers de modo a compreender quais os processos que possam estar na origem de dados totalmente diferentes que os constatados; 7. Criação de um índice de vulnerabilidade intriseca e específica capaz incluir o potencial de contaminação das águas subterrâneas dos potenciais focos de contaminação. CAPÍTULO V __________________________________________________________________________________ BIBLIOGRAFIA 104 5 – BIBLIOGRAFIA 5.1 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Afonso M. J., Chaminé H. I., Gomes A., Teixeira J., Araújo M. A., Fonseca P. E., Carvalho J. M., Marques J. M., Marques da Silva M. A. & Rocha F. T., 2004, Cartografia geológica e geomorfológica estrutural da área metropolitana do Porto: implicações na gestão dos recursos hídricos subterrâneos. Xeográfica, Revista de Xeografía, Territorio e Medio Ambiente,Univ. de Santiago de Compostela, 4: 101-115. Afonso, M. 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