Revista Recursos Hídricos

DOI:10.5894/rh39n2-cti3
Este artigo é parte integrante da Revista Recursos Hídricos, Vol. 39, Nº 2, 59-74, outubro de 2018.

Projecto Bingo: O Impacto das Alterações Climáticas na Componente Subterrânea do Ciclo Hidrológico

BINGO PROJECT: Impacts of Climate Change on Water Cycle’s Groundwater Component

Maria Emília Novo¹, Manuel Oliveira¹, Tiago Martins2, Maria José Henriques³

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1 - Investigador auxiliar do LNEC
2 - Bolseiro FCT no LNEC
3 - Técnica superior do LNEC

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RESUMO
As alterações climáticas causam impactos no ciclo hidrológico e nas disponibilidades hídricas, criando desafios adicionais à gestão integrada e sustentada dos recursos hídricos, nas suas componentes de qualidade, quantidade e suporte dos ecossistemas. As águas subterrâneas sofrem impactos directos das alterações climáticas (via alterações da recarga), ou indirectos (ex.: alterações na recarga vinda dos rios), os quais se conjugam com os devidos às evoluções demográficas, sociais, de uso e ocupação do solo e adaptação no sector da agricultura devido a alterações dos ciclos de vida das culturas e pragas, pragas emergentes ou adopção de novas culturas, com consequente alteração de extracções de águas subterrâneas. Os estudos de alterações climáticas normalmente abarcam um horizonte de 50 a 100 anos, o que dificulta as opções dos decisores, que costumam basear as suas políticas em projecções de curto prazo. O projecto BINGO tenta ultrapassar esta lacuna, fornecendo informação sobre impactos das alterações climáticas no ciclo hidrológico, incluindo os de eventos extremos, para um período de curto-médio prazo (ano 2024). A análise dos impactos das alterações climáticas sobre as águas subterrâneas recorre a um modelo 3D (FEFLOW) dos aquíferos Aluviões do Tejo, Tejo-Margem Direita e Tejo-Sado/Margem Esquerda, com recargas calculadas com modelo de balanço hídrico sequencial diário a nível do solo (BALSEQ_MOD) a partir dos resultados de 10 realizações climáticas do modelo climático regional MiKlip. Os resultados do MiKlip sugerem cenários de recarga superior e inferior à actual; o ensemble das 10 realizações indica recarga similar à actual. As alterações da recarga sobre a piezometria do aquífero são moderadas, com subidas de 2 a 5 m no cenário de recarga máxima, e descidas de 2 a 10 m no de recarga mínima, e praticamente sem alteração no cenário ensemble das 10 realizações. Analisou-se também o impacto das secas com cenários de duração destas de 3 e 5 anos, considerando as condições do ano muito seco de 2005. Em média, os níveis descem 1 a 2 m no cenário de 3 anos e 2 a 3 m no cenário de 5 anos. Considerando que para o curto prazo, os modelos não mostram mudanças significativas face à actualidade, conclui-se que para acautelar o futuro a longo prazo é necessária uma mudança de paradigma dos decisores, que deverão passar a basear as suas políticas não apenas em previsões de curto prazo, mas sobretudo nas de longo prazo, começando a estabelecer políticas agora, que minorem as consequências das alterações climáticas em 2050 e 2100. Ou seja, agir agora para obter resultados daqui a 3 gerações.   

Palavras-chave: alterações climáticas; alterações da recarga; águas subterrâneas; eventos extremos; FEFLOW; BALSEQ_MOD; sistemas aquíferos do Tejo; modelação numérica.

ABSTRACT
Climate change impact groundwater and groundwater resources availability, compounding the challenge of integrated water management, concerning quality, quantity and ecosystems’ support. Climate change impacts on groundwater can be direct (due to recharge changes), or indirect (e.g.: changes in recharge from rivers), and couple with those due to demographic, social, land-cover and use changes, and agricultural adaptation strategies due to changes in vegetation and pests life cycles, emerging pests or cultivars’ changes, which ultimately results in increasing demand of groundwater. Usually climate change studies have a time horizon of 50 to 100 years, which doesn’t help decision-makers when they have to set up water management policies, usually based on short term predictions. BINGO project attempted to overcome such hurdle by analysing the impacts of climate change on the water cycle for the short range (time horizon 2024), including those of extreme events. The analysis of such impacts uses a 3D model (FEFLOW) of Aluviões do Tejo, Tejo-Margem Direita & Tejo-Sado/Margem Esquerda aquifers and recharges obtained by using a model that calculates daily sequential water budget in soil (BALSEQ_MOD) from the 10 realizations of the regional climate model MiKlip. Miklip results suggest recharge scenarios higher and lower than today’s recharge and the ensemble of 10 realizations points to a recharge similar to today’s values. Impacts of such recharge changes upon piezometric levels are mild, rising 2 to 5 m in the high recharge scenario, and 2 to 10 m in the low recharge scenario, showing basically a no-change in the scenario resulting from the ensemble of the 10 realizations. Drought impacts have also been analyzed for a 3 and 5 years drought having the same characteristics of the 2005 drought. On average water levels drop 1 to 2 m for the 3-year scenario and 2 to 5 m in the 5-year scenario. Once for short-term, models do not show significant changes from today’s conditions, a paradigm shift must occur in order to safeguard the future. Instead of grounding its policies just from predictions for the near future, policymakers must start to look also for the long term predictions to create adaptation policies to be implemented now, to minimize climate change impacts in 2050 and 2100. This means: act now to bear fruits 3 generations ahead.  

Keywords: climate change; recharge changes; groundwater; extreme events; FEFLOW; BALSEQ_MOD; Tejo aquifer systems; numerical modelling.

 

http://www.arhtejo.pt/c/document_library/get_file?uuid=e5a4e269-88f5-440c-88d3-28cf40c218b7&groupId=10225 (acedido a 20/5/2018).

https://www.mikepoweredbydhi.com/products/feflow

http://www.projectbingo.eu/ (acedido a 10/8/2018).

http://www.projectbingo.eu/research-sites (acedido a 27/1/2017).

APA (2012). Plano de Gestão da Região Hidrográfica do Tejo. Relatório Técnico. Lisboa. http://sniamb.apambiente.pt/infos/geoportaldocs/
Planos/PGRH5-TEJO/RelatorioTecnico_CE%5C2_PGRHTejo_Rel_CE_FD.pdf (acedido a 27/6/2017).

der Beek, T., Alves, E., Becker, R., Bruggeman, A., Fortunato, A.B., Freire, P., Gragne, A., van Huijgevoort, M.H.J., Iacovides, A., Iacovides, I., Kristvik, E., Locatelli, L., Lorza, P., Mouskoundis, M., Muthanna, T., Nottebohm, M., Novo, E., Oliveira, M., Rijpkema, S., Rodrigues, M., Russo, B., Scheibel, M., Sunyer, D., Teneketzi, E., Vayanou, P., Viseu, T., Voortman, B.R., Witte, J.P.M. (2018) Project BINGO – D3.4 Model results for water and land use scenarios completed and analysed. In: http://www.projectbingo.eu/
downloads/BINGO_Deliverable3.4_final.pdf (acedido a 14/8/2018).

Gordon, S. (2016) How Heavy Flooding Can Damage Drinking Water Quality Northwest Wisconsin Deluge Should Put Well Owners on Alert for Contamination. WisContext. Series: Drinking Water Quality. In: https://www.wiscontext.org/how-heavy-flooding-can-damage-drinking-water-quality (acedido a 10/8/2018).

Guerreiro, S.B., Kilsby, C., Fowler, H.J. (2017) Assessing the threat of future megadrought in Iberia. International Journal of Climatology Volume 37, Issue 15, December 2017, pp. 5024–5034, DOI: 10.1002/joc.5140. In: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/joc.5140/full (acedido a 12/12/2017).

Heath, R.C. (1983). Basic ground-water hydrology, U.S. Geological Survey Water-Supply Paper 2220, pp. 86. In: http://www.aqtesolv.com/aquifer-tests/aquifer_properties.htm (acedido a 13/2/2017).

Lobo Ferreira J.P. (1981). “Mathematical Model for the Evaluation of the Recharge of Aquifers in Semiarid Regions with Scarce (Lack) Hydrogeological Data”. Proceedings of Euromech 143/2-4 Setp. 1981, Rotterdam, A.A. Balkema (Ed. A. Verruijt e F.B.J. Barends). Também: 1982, Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Memória N.º 582.

Lobo Ferreira, J.P., Oliveira, M.M., Leitão, T. (2008) Análise técnica comparada das alternativas de localização do novo aeroporto de Lisboa na zona da Ota e na zona do campo de tiro de Alcochete. Relatório LNEC 28/2008, Lisboa.

Lobo Ferreira, J.P., Vaz Pinto, I., Monteiro, J.P., Oliveira, M.M., Leitão, T.E., Nunes, L., Novo, M.E., Salvador, N., Pombo, S., Silva, M.F., Igreja, A., Fernandes Nunes, J., Henriques, M.J., Silva, D., Oliveira, L., Martins, T., Martins, R., Monte, M., Martins, J., Braceiro, A., Henriques, R.S., Quaresma, M. (2011). Plano de gestão da região hidrográfica do Tejo. Lote 2, 1.ª Fase, Segunda Versão dos Conteúdos do PGRH Tejo. Versão 2. Relatório Hidroprojecto-LNEC-ICCE, PGRH Tejo, Lisboa.

Masoud, M.H.Z.,  Basahi, J.M.,  Rajmohan, N. (2018) Impact of flash flood recharge on ground-water quality and its suitability in the Wadi Baysh Basin, Western Saudi Arabia: an integrated approach. Environmental Earth Sciences 77:395, pp. 19. In: https://doi.org/10.1007/s12665-018-7578-0 (acedido a 10/8/2018).

Mauclaire, L, Gibert, J. (1998) Effects of pumping and floods on groundwater quality: a case study of the Grand Gravier well field (Rhône, France). Hydrobiologia 389: pp. 141–151. In: https://link.springer.com/
content/pdf/10.1023%2FA%3A1003566101271.pdf (acedido a 10/8/2018).

Mendonça, J.L. (2010). Caracterização geológica e Hidrogeológica da bacia terciária do Tejo-Sado. Tágides – Os Aquíferos das Bacias Hidrográficas do Rio Tejo e das Ribeiras do Oeste. in: https://www.apambiente.pt/_zdata/Divulgacao/Publicacoes/Tagides/
TAGIDES_07%20.pdf

Oliveira M.M. (2004). Recarga de águas subterrâneas: Métodos de avaliação. Doutoramento em Geologia (Hidrogeologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, Departamento de Geologia, 440 pp., 2004. Também: Teses e Programas de Investigação - TPI 42, ISBN 972-49-2093-3, Editora LNEC, 2006.

Oliveira, M.M., Martins, T.A., Lobo Ferreira, J.P. (2012). Avaliação da recarga dos sistemas aquíferos abrangidos pelas regiões hidrográficas do Vouga, Mondego, Lis, Ribeiras do Oeste e Tejo. Comunicação ao 11º Congresso da Água, APRH, Publicação em CD-ROM, Palácio Hotel, Porto, 6 a 8 de fevereiro de 2012, 15 pp.

Oliveira, M.M. (2018a). Projeto BINGO: a estimativa da recarga de quatro sistemas aquíferos do baixo Tejo para o período 2015-2024. Comunicação ao 14.º Congresso da Água, APRH, Publicação em pen drive, Évora Hotel, Évora, 7 a 9 de março de 2018, 22 pp.

Oliveira, M.M. (2018b). BINGO project: Impact of climate change for the period 2015-2024 on the recharge of Margem Direita, Margem Esquerda, Aluviões do Tejo and Ota-Alenquer aquifer systems. LNEC report under preparation.

Rust, H.W., Richling, A., Meredith, E., Fischer, M., Vagenas, C., Kpogo-Nuwoklo, K.A., Kadow, C., Ulbrich, U. (2017). DECO - A plug-in for data extraction and conversion developed within and for BINGO. Freie Universität Berlin, Version from December 8, 2017.

Simões, M.M.M. (1998). Contribuição para o Conhecimento Hidrogeológico do Cenozóico na Bacia do Baixo Tejo. Vols. I e II. Tese de Doutoramento Universidade Nova de Lisboa, Monte da Caparica, 310 p.

SNIRH http://snirh.apambiente.pt/index.php?idMain=1&idItem=1.4&uh=T (acedido a 27/1/2017).

Sun, R., An, D., Lu, W., Shi, Y., Wang, L., Zhang, C., Zhang, P., Qi, H., Wang, Q. (2016) Impacts of a flash flood on drinking water quality: case study of areas most affected by the 2012 Beijing flood. Heliyon, pp. 14. In: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844015 305259 (acedido a 10/8/2018).

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