Metodologias utilizadas no estudo do escoamento em aquíferos cársicos e o caso prático da captação do Olho de Mira (Maciço Calcário Estremenho)

Tese de mestrado em Geologia Aplicada, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

As regiões calcárias são, em geral, caracterizadas por aspetos particulares de relevo e circulação hídricas constituindo o denominado modelado cársico. Destaca-se a presença de depressões fechadas de dimensões e formas variáveis (dolinas, uvalas e poljes) e formas de absorção superficial (lapiás, algares, sumidouros) que dão origem a redes de drenagem subterrânea. A circulação superficial estruturada é substituída por uma circulação subterrânea bem desenvolvida que alimenta nascentes caudalosas. Pelo mundo fora, incluindo Portugal, os aquíferos cársicos têm sido encarados como uma das principais origens de água para abastecimento das populações e para o regadio. Analisando os dados disponíveis do INSAAR 2010, estima-se que 21% da água subterrânea distribuída em Portugal continental é proveniente de regiões carbonatadas. A exploração dos recursos hídricos em aquíferos cársicos apresenta numerosos problemas devido, entre outros fatores, à pequena capacidade de regulação dos reservatórios cársicos, irregularidade do padrão de circulação subterrânea e elevada vulnerabilidade à poluição. A aplicação de metodologias adequadas ao estudo do escoamento em aquíferos cársicos pode resolver muitas destas dificuldades. No presente trabalho foi feita uma abordagem às várias metodologias, nomeadamente a investigação espeleológica (exploração e estudo das grutas), métodos geofísicos (métodos elétricos e eletromagnéticos), ensaios de traçagem com traçadores artificiais, hidrogramas, quimiogramas e ensaios de bombeamento. São mencionados vários trabalhos internacionais e nacionais, focando-se em especial as experiências de traçagem efetuadas nas regiões calcárias portuguesas. Na captação do Olho de Mira (Mira de Aire, Maciço Calcário Estremenho) foi instalado um limnígrafo de tambor que monitorizou a evolução do nível de água. A interpretação dos dados registados conduziu a resultados relevantes: uma rápida recuperação do nível é observada na ocorrência de eventos pluviosos extremos; em ambiente de recarga difusa, com precipitação inferior a 15 mm, nunca se observou recuperação do nível; através da interpretação de ensaios de bombeamento estimou-se uma transmissividade de 760 m2/dia para a região do aquífero nas imediações do poço; parte da curva de recessão fornece coeficientes de esgotamento semelhantes aos da nascente do Alviela apresentados na bibliografia.

Limestone regions are characterized by special landforms resulting from the dissolution of the rock by waters enriched in CO2. Typical features present in this kind of landscape, known as Karst, are: closed depressions with different dimensions (dolines or poljes), karren, swallow holes and caves. A structured surface circulation is replaced by a high developed underground flow leading to large discharge springs. Around the world, karst aquifers are seen as a major source of water supply for the population and for irrigation and Portugal is no exception. Analyzing the data available from INSAAR 2010, it is estimated that 21% of groundwater distributed in the Portugal mainland comes from carbonate regions. It is well known that the exploitation of water resources in karst aquifers is not straightforward. Some contributing factors are the small regulation capacity of karst reservoirs, uncertainty in predicting underground circulation and high vulnerability to pollution. The application of appropriate methodologies may help to understand the circulation in karst aquifers. A review of the various methodologies was made in this study, in particular the speleological research (exploration and cave study), geophysical methods (electrical and electromagnetic methods), tracing tests with artificial tracers, hydrographs, chemographs and pumping tests analysis. Several international and national studies are cited. Special emphasis was given to tracing tests conducted in Portuguese limestone regions. The evolution of the water level in the Olho Mira well (Mira de Aire, Maciço Calcário Estremenho) was monitored between December of 1991 and October of 1992. The interpretation of the data has lead to relevant results that will help to guide future work: a quick level recovery is observed in extreme recharge situations; from the analysis of pumping tests it was estimated a transmissivity of 760 m2/day for the aquifer in the vicinity of the well; the analysis of some segments of the recession curve provides recession coefficients identical to those of Alviela spring presented in the literature.