Volume 38, Nº 2 - dezembro 2017
Download (1508KB, PDF) |
|
- Abstract / Resumo
- References / Bibliografia
- Citations / Citações
DOI:10.5894/rh38n2-cti3
Este artigo é parte integrante da Revista Recursos Hídricos, Vol. 38, Nº 2, 63-79, dezembro de 2017.
Avaliação de recursos hídricos subterrâneos através de análise de hidrogramas e o abastecimento público do Concelho de Manteigas (Centro de Portugal)
Groundwater resources assessment using hydrograph analysis and the public water supply of the Manteigas County (Central Portugal)
J. L. Mendonça 1, F. Serranito 2, P. Fontes 2, N. Reis 2, P. Alves 2 e J. Duarte 2
1 Hidrogeólogo, consultor independente, Membro da APRH n.º 254, lopomend@sapo.pt
2 EPAL- Empresa das Águas Livres, S.A., Lisboa, Portugal
RESUMO
O abastecimento de água ao concelho de Manteigas faz-se exclusivamente com origem em emergências de águas subterrâneas localizadas nas encostas que delimitam o vale do rio Zêzere. O abastecimento é totalmente gravítico. A área do concelho e as captações localizam-se no Parque Natural da Serra da Estrela (PNSE). Numa geomorfologia de montanha, ocorrem granitos e rochas metassedimentares ante-ordovícicas (Grupo das Beiras do Supergrupo Dúrico-Beirão) e depósitos quaternários glaciários, fluviais e de vertente. As captações drenam aquíferos descontínuos daquelas rochas duras e o regime do caudal segue o ciclo anual das precipitações. Num contexto de grande complexidade hidrológica e hidrogeológica e de falta de dados, na avaliação dos recursos hídricos é utilizado um método de decomposição dos hidrogramas anuais da estação hidrométrica de Manteigas através do programa de computador WHAT. A separação do caudal de base permite estimar os recursos hídricos subterrâneos renováveis. A estação hidrométrica localiza-se alguns quilómetros a montante da saída do vale glaciar do rio Zêzere. Os dados calculados são extrapolados para algumas bacias de afluentes daquele rio localizadas a jusante e de onde não havia prévia informação hidrogeológica e estimativa dos recursos hídricos. Na bacia do vale glaciar do Zêzere, há concordância entre os valores calculados pela análise de hidrogramas e os determinados pelo modelo de balanço sequencial Visual Balan.
Palavras-chave: abastecimento público de água, recursos hídricos subterrâneos, análise de hidrogramas, caudal de base, recarga das águas subterrâneas, modelo WHAT, hidrogeologia de zonas montanhosas, hidrogeologia das rochas duras, Serra da Estrela (Centro de Portugal).
ABSTRACT
The water supply of the Manteigas County, Central Portugal, is exclusively supported by groundwater springs on the slopes of the Zêzere river valley. The transport of water is totally gravity powered. The area of the Manteigas County and the springs are located in the Serra da Estrela Natural Park. Poorly weathered granitic and preordovician metasedimentary rocks (Beiras Group, Dúrico-Beirão Supergroup) and some fluvial and glacial quaternary deposits occur in this mountainous region. The springs are fed by hard rock discontinuous aquifers. They generally suffer a decrease in flow and some of them dried up in the warm and dry season. In the context of great complexity of the hydrological system itself and scarcity of experimental data, the best solution for the assessment of the sustainable groundwater resources is possibly to use black-box models. In this study, the separation of the base flow from the varying streamflow hydrographs of the Manteigas gauging station is performed by the digital Eckhardt filter incorporated into the Web based Hydrograph Analysis Tool (WHAT) system. The streamflow gauging station is located some kilometers upstream of the outlet of the Zêzere river glacial valley. The base flow is used to estimate the amount of recharge to the discontinuous aquifers. The results of the hydrograph analysis are carefully extrapolated for catchments of subsidiary rivers downstream the Manteigas gauging station where there was no previous hydrogeological knowledge and groundwater resources assessment. There is no important discrepancy between the results of the hydrograph analysis and the sequential balance analyses calculation by the Visual Balan model at the Manteigas gauging station basin.
Keywords: Manteigas village water supply, groundwater resources, hydrograph analysis, baseflow separation, groundwater recharge, WHAT model, mountain hydrogeology, hard-rock hydrogeology, Serra da Estrela (Central Portugal).
Afonso, M.,J., Espinha Marques, J., Marques, J.M., Carreira; P.M., Fonseca, P.E., Gomes, A., Carvalho, J.M., Samper, J., Borges, F.S., Rocha, F.T. & Chaminé, H.I. (2006). Caracterização multidisciplinar dos recursos hídricos subterrâneos em áreas urbanas e montanhosas (Norte e Centro de Portugal: metodologias e técnicas. Actas do II fórum ibérico de águas engarrafadas e termalismo, Porto.
Arnold, J.G., Allen, P.M., Muttiah, R. & Bernhardt, G. (1995). Automated baseflow separation and recession analysis techniques. Groundwater 33 (6), 1010-1018.
Brodie, R.S. & Hostetler S A. (2005). A review of techniques for analyzing baseflow from stream hydrographs. In Proceedings International Water Conference, NZHS-IAH, Auckland, Nov28-Dec3.
Cabral. J. (1995). Neotectónica em Portugal continental. Mem. do lnst. Geol. Min. Portugal, 31, pp265.
Caldas, A.J.C. (2012). Efeito do aumento da área urbanizada nos caudais e nas alturas de escoamento em cheia numa pequena bacia hidrográfica: aplicação à bacia hidrográfica de Manteigas no rio Zêzere. Universidade da Beira Interior, Faculdade de Engenharia, tese de mestrado não publicada, pp 124.
Carreira, P.M., Marques, J.M., Espinha Marques, J., Chaminé, H.I., Fonseca, P.E., Monteiro Santos, F., Moura, R.M., & Carvalho, J.M. (2011). Defining the dynamics of groundwater in Serra da Estrela mountain area, central Portugal: an isotopic and hydrogeochemical approach. Hydrogeology Journal, 19, 117-131.
Chapman, T.G. (1987). Unit hydrograph identification using only streamflow data. Transactions of the Institution of Engineering, Australia CE29 (3), 187-191.
Daveau, S., Ferreira, A.B., Ferreira, N. (1997). Novas observações acerca da glaciação da Serra da Estrela. Estudos Quaternários, 1, APEQ, Lisboa, 41-47.
Eckhardt, K. (2005). How to construct recursive digital filters for baseflow separation. Hydrological Processes 19 (2), 507-515.
Espinha Marques J., Samper J., Pisani B.V., Alvares, D., Vieira, G.T., Mora, C., Carvalho, J.M., Chaminé H,I., Marques J.M. & Borges F.S. (2006). Avaliação de recursos hídricos através de modelação hidrológica: aplicação do programa Visual Balan v2.0 a uma bacia hidrográfica na Serra da Estrela (Centro de Portugal). Cadernos Lab.. Xeolóxico de Laxe Coruña, vol.31, 43-65.
Espinha Marques J., Samper J., Pisani B., Alvares, D., Carvalho, J.M., Chaminé H,I., Marques J.M. & Borges F.S. (2009). Assessment of water resources in a mountain environment applying a semidistributed hydrological model: Serra da Estrela case, Central Portugal. In: O. Silva e J. Carrera (eds.), IX Jornadas de Estudios en la Zona no Saturada, ZNS’09, vol IX, 514–521.
Espinha Marques J., Samper J., Pisani B., Alvares, D., Carvalho, J.M., Chaminé H.I., Marques J.M., Vieira, G.T., Mora, C. & Borges F.S. (2011). Evaluation of water resources in a high-montain basin in Serra da Estrela, central Portugal, using a semi-distributed hydrogeological model. Environ Earth Sci, 62, 1219-1234.
Espinha Marques, J., Marques, J.M., Chaminé, H.I., Carreira, P.M., Fonseca, P.E., Monteiro Santos, F., Moura, R., Samper, J., Pisani, B., Teixeira, J., Carvalho, J.M., Rocha, F.T., & Borges, F.S. (2013). Conceptualizing a mountain hydrogeologic system by using an integrated groundwater assessment (Serra da Estrela, central Portugal): a review. Geosciences Journal Vol 17, N 3, 371-386.
Gustard, A., Bullock, A. & Dixon, J.M. (1992). Low flow estimation in the United Kingdom. Institude of Hydrolohy, report nº 108; Natural Environmental Research Council, pp 88.
Institute of Hydrology (1980). Low Flow Studies report, Wallingford, UK.
Lencastre A. E Franco, F.M. (1984). Lições de hidrologia. Lisboa, Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, pp 451.
Lim, K.J., Engel, B.A., Tang, Z., Choi, J., Kim, K.S., Muthukrishnann, S. & Tripathy, D., (2005). Automated WEB GIS based hydrograph analysis tool, WHAT. Journal of the American Water Resources Association, December 2005, 1407-1416.
Nathan R.J. & McMahon T.A. (1990). Evaluation of automated techniques for base flow and recession analysis. Water Resources Research, 26 (7), 1465-1473,
Oliveira, M.J.P.M. (2004). Recarga de águas subterrâneas: métodos de avaliação. Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, Departamento de Geologia, tese de doutoramento não publicada, pp 440.
PMDFI, Plano Municipal de Defesa da Floresta contra Incêndios: Manteigas 2013-2017, (CMDFCI–Manteigas).
Samper, J., Huguet, L.L., Arés, J. & García Vera, M.A. (1999) Manual del usuario del programa VISUAL BALAN v.1.0: código interactivo para la realización de balances hidrológicos y la estimación de la recarga. Technical Publication ENRESA, Madrid, 5/99, pp 205.
Samper, J., García Vera, M.A, Pisani B., Alvares, D., Espinha Marques J., Varela, A. & Losada J.A. (2005). Hydrologic models and geographic information systems for water resources evaluation: Application of GIS-BALAN to Atlantic basins in Spain and Portugal. The fourth inter-Celtic colloquium on hidrology and management of water resources, Guimarães, Portugal, July, 11-14.
Samper, J., García Vera, M.A, Pisani B., Alvares, D., Espinha Marques J., Varela, A. & Losada J.A. (2007). Using hydrological models and Geographic Information Systems for water resources evaluation: GIS-VISUAL-BALAN and its application to Atlantic basins in Spain (Valiñas) and Portugal (Serra da Estrela) in Water in Celtic countries: quantity, quality and climate variability, proceedings of the fourth inter-Celtic colloquium on hydrology and management of water resources, Guimarães, Portugal, July 2005. IAHS Publ. 310, 2007.
Samper, J., Pisani, B., & Espinha Marques, J. (2015). Hydrological models of interflow in three Iberian mountain basins, Environmental Earth Sciences, Vol 73, N 6, 2645-2656.
Sloto, R.A. & Crouse, M.Y. (1996). HYSEP: a computer program for stream flow hydrograph separation and analysis. U.S. Geological Survey, Water-Resources Investigation Report, Reston, Virginia, 96-4040, 46 pp.
Vieira, G.B.G.T. (2004). Geomorfologia dos planaltos e altos vales da Serra da Estrela: ambientes frios do plistocénico superior e dinâmica actual. Universidade de Lisboa, Faculdade de Letras, Departamento de Geografia, tese de doutoramento não publicada, pp 724.