Hidroquímica E Qualidade Das Águas Subterrâneas Da Ilha De Santiago

Universidade de Aveiro Departamento de Geociências 2009 António Filipe Hidroquímica e qualidade das águas subterrâneas Lobo de Pina da ilha de Santiago - Cabo Verde. Universidade de Aveiro Departamento de Geociências 2009 António Filipe Hidroquímica e qualidade das águas subterrâneas Lobo de Pina da ilha de Santiago - Cabo Verde. Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Geociências, realizada sob a orientação científica da Doutora Maria Teresa Condesso de Melo, Professora Auxiliar Convidada do Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro e do Doutor Manuel Augusto Marques da Silva, Professor Catedrático do Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro. Apoio financeiro da FCT e do FSE (POCTI e POSI) no âmbito do III Quadro Comunitário de Apoio. o júri presidente Doutor Fernando Joaquim Fernandes Tavares Rocha Vice-Reitor e Professor Catedrático da Universidade de Aveiro Doutor António Leão de Aguiar Cardoso Correia e Silva Reitor e Professor Titular da Universidade de Cabo Verde Doutor Manuel Augusto Marques da Silva Professor Catedrático da Universidade de Aveiro (Co-orientador) Doutora Susana Luísa Rodrigues Nascimento Prada Professora Auxiliar com Agregação da Universidade da Madeira Doutor José Manuel Martins de Azevedo Professor Auxiliar da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Doutora Maria Teresa Condesso de Melo Professora Auxiliar Convidada da Universidade de Aveiro (Orientadora) À Vera, minha mulher Ao Júnior, Ilva e Edson, meus filhos agradecimentos Esta tese é o resultado de vários anos de estudos realizados nos Departamentos de Geociências da Universidade de Aveiro e do Instituto Superior de Educação - Universidade de Cabo Verde. Gostaria de agradecer a todos aqueles que directa ou indirectamente tornaram possível a concretização deste trabalho e proporcionaram que atingisse esta nova etapa da minha vida. Permitam-me que vos diga MUITO OBRIGADO: Em primeiro lugar quero agradecer à minha orientadora, a Doutora Teresa Condesso de Melo, pelo incentivo, olhar crítico e apoio incondicional em todas as etapas desta tese. Foi ela quem incentivou para a abordagem sobre a hidroquímica e qualidade das águas subterrâneas na ilha de Santiago, factor este decisivo para um melhor conhecimento de comportamento hidrogeológico da ilha. O seu saber e experiência e visão científica permitiram-me abordar novos temas, tendo sido estes fundamentais para a realização deste trabalho. A sua contribuição no âmbito da definição das linhas mestra deste estudo, e nas incansáveis revisões e sugestões para este texto, foram essenciais. Ao meu co-Orientador Prof. Doutor Manuel A. Marques da Silva, pela sua disponibilidade e apoio prestado ao longo do trabalho, demonstrando sempre a sua experiência e profundo conhecimento como investigador e como hidrogeólogo. Não podia deixar de realçar, que foi ele o arquitecto da realização deste estudo na Universidade de Aveiro. Ao Prof. Doutor Mota Gomes com quem em várias situações pude discutir partes deste estudo. As suas concordâncias e discordâncias científicas revelaram-se muito úteis no esclarecimento de diversos aspectos. Gostaria, também, de expressar a minha gratidão à Eng.ª Técnica Manuela Santos, pelo apoio em alguns procedimentos laboratoriais e análises químicas realizados em Cabo Verde. Aos funcionários do INGRH, em particular os Senhores (as) Dr.ª Idalina Almeida, ao Dr. Jean Thomas, Sr. Ricardo e ao Sr. Luís Alfama, um agradecimento especial pela colaboração prestada no âmbito da realização deste estudo. À Dr.ª Lourdes Lima (ISE) um carinho especial pela leitura e sugestões na redacção desta tese. Ao Celestino (ISE) agradeço todo o apoio prestado. Aos colegas Carlos Grangeia (UA), Carlos Miraldo (UA) e Ana Buxo (IST), um agradecimento sincero por todo o apoio com a organização e tratamento de dados, nomeadamente na utilização do ArcGis. Aos colegas estudiosos da hidrogeologia das ilhas vulcânicas e que gentilmente cederam as suas teses e publicações para consulta, aqui deixo também os meus agradecimentos. Gostaria também de agradecer às seguintes entidades: Ao INGRH, INIDA e ao INMG, nas pessoas dos seus Presidentes e dos seus colaboradores, a todos os níveis, sem restrições, sobretudo no acesso aos dados fundamentais para a concretização deste estudo. Às Câmaras Municipais da ilha de Santiago, que de alguma forma deram seu contributo para a materialização deste trabalho. Ao Instituto Superior de Educação (ISE) - Universidade de Cabo Verde (UniCV) agradeço o apoio concedido à minha dispensa, em determinados períodos de serviço docente. À FCT pelo financiamento da bolsa de Doutoramento SFRH/BD/9790/2003. palavra-chave Hidrogeologia; hidrogeoquímica; recarga subterrânea; Santiago; Cabo Verde resumo A ilha de Santiago, Cabo Verde é uma ilha de origem vulcânica, constituída basicamente por lavas e piroclastos, localizada no Oceano Atlântico ao lado da costa ocidental de África. A ilha é caracterizada por três unidades hidrogeológicas, sendo estas a Formação de Base (semi-confinada), a Formação Intermédia (freática) e a Formação Recente (freática), que apresentam características geológicas e comportamentos hidráulicos que as diferenciam, recebendo recarga directa e/ ou diferida por infiltração das águas de chuva e descarregam ao mar, na rede hidrográfica ou, ainda, em outros níveis aquíferos subjacentes, desde que induzidos por gradientes hidráulicos favoráveis. O clima de Santiago é árido a semi-árido, com precipitações muito escassas e irregulares, condicionadas na sua distribuição pela altitude, ventos e orientação das vertentes, dando por vezes origem a períodos de seca prolongados. Em anos de ‘boa’ chuva, as precipitações propiciam a existência temporária de recursos hídricos superficiais e a recarga dos recursos de água subterrânea. Foi realizado um estudo hidrogeoquímico detalhado da ilha que incluiu a recolha de amostras em 133 pontos de água, entre furos, poços e nascentes. A composição química das águas analisadas na ilha de Santiago apresenta significativas variações em função da geologia e do tempo de residência. Na ausência de episódios de contaminação, as águas subterrâneas têm uma composição do tipo bicarbonatada-sódica (HCO3-Na) nas zonas mais altas da ilha, onde afloram as formações da Unidade Aquífera Intermédia. Nas zonas mais próximas da costa ocorrem águas de composição cloretada-magnesiana (Cl-Mg) ou cloretada-sódica (Cl-Na). Estas últimas predominam nas partes terminais das ribeiras, onde afloram materiais de elevada permeabilidade, e o excesso de bombagem para irrigação tem conduzido a um avanço da cunha de intrusão marinha. A ocorrência da fácies Cl-Na é neste caso o resultado de processos de intercâmbio catiónico que ocorrem durante o processo de intrusão e é concordante com os elevados teores de cloretos e de condutividade eléctrica observados. Os resultados das análises de isótopos estáveis de oxigénio-18 e deutério, realizadas em amostras recolhidas a distintas altitudes, revelam um gradiente negativo com a altitude, que já tinha sido verificado em outras ilhas com declives acentuados, permitindo assim determinar altitudes de recarga de água subterrânea. Os estudos hidrogeoquímicos até agora realizados permitiram caracterizar os principais níveis aquíferos da ilha de Santiago, colocando em evidência a limitada recarga do aquífero e o risco de gradual degradação dos recursos de água subterrânea por fenómenos de intrusão salina e contaminação agrícola. Estes resultados revelam a importância da gestão integrada da qualidade e quantidade dos parcos recursos de água subterrânea na ilha de Santiago. keywords Hydrogeology; hydrochemistry; groundwater recharge; Santiago; Cape Verde abstract The island of Santiago, Cape Verde, is an island of volcanic origin, consisting basically of lava and piroclastic materials. It is located in the Atlantic Ocean, alongside the western coast of Africa. The island is characterized by three hydrogeological units, the Base Formation (semi-confined), the Intermediate Formation (phreatic) and the Recent Formation (phreatic) that present different geological and hydraulic characteristics. They receive direct or differed recharge from rainfall infiltration and discharge to the sea, to the hydrographic net or even to other underlying aquifer levels if induced by favourable hydraulic gradients. The arid or semi-arid climate of Santiago, with scarce and irregular precipitations that are conditioned by altitude, winds and slope’s orientation, sometimes originates extended drought periods. In years of ‘good’ rain, the precipitation enables the temporary existence of surface water resources and the recharge of the groundwater resources. A detailed hydrochemical study was carried out in the island which included the collection of groundwater samples in 133 sampling points, which included wells, boreholes and springs. The chemical composition of the waters analysed in the island of Santiago presents significant variations in function of the geology and the residence time. In the absence of episodes of contamination, the groundwater composition is of HCO3-Na type in the highest areas of the island, where the formations of the Intermediate Aquifer Unity outcrop. In the areas close to the coast Cl-Mg or Cl-Na groundwaters occur. The latter predominate in the terminal parts of the creeks, where high permeability geological materials predominate; the excess of drainage for irrigation has been leading to an advancement of the wedge

Load more