ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS E SEUS IMPACTOS NOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS EM ILHAS DE PEQUENA DIMENSÃO Caso de estudo: Açores – ilha Terceira Maria Emília de Jesus Silva Novo Investigadora Auxiliar, LNEC ǦȝțțȤ ØȝțțȢ°£ ° TESES E PROGRAMAS DE INVESTIGAÇÃO NOVO, Maria Emília ƽ Øƽ ¡ A publicação desta Tese integra-se num projecto de investigação (CLIMAAT e CLIMARCOST - FEDER, INTERREG__3B, Açores Madeira e Canárias – MAC/2.3/A4 – 0.3/MAC/2.3/A5 – 05/MAC/2.3/A1) Teses e Programas de Investigação LNEC é uma colecção editorial do Laboratório Nacional de Engenharia Civil destinada a divulgar os trabalhos de investigação realizados no LNEC e de que resultaram Teses apresentadas em concurso para Investigador Auxiliar do LNEC, Teses de Doutoramento apresentadas em Universidades portuguesas e estrangeiras, e Programas de Investigação apresentados em concurso para obtenção do título de Habilitação para o Exercício das Funções de Coordenação Científica. °£ƿ TPI 55 VIEGAS, João C. — Utilização de ventilação de impulso em parques de estacionamento cobertos. (2008) TPI 56 CALDEIRA, Laura M. M. Saraiva — Análises de risco em geotecnia. Aplicação a barragens de aterro. (2008) TPI 57 MOTA, Rogério — Metodologias de prospecção geofísica aplicadas a problemas ambientais e geotécnicos. Aplicação conjunta de métodos eléctricos e sísmicos. (2008) TPI 58 VEIGA, Maria do Rosário — Conservação e reparação de revestimentos de paredes de edifícios antigos. Métodos e materiais. (2009) TPI 59 PIMENTA, Lurdes — Abordagens de riscos em barragens de aterro. (2009) Copyright © LABORATÓRIO NACIONAL DE ENGENHARIA CIVIL , I.P. Divisão de Divulgação Científica e Técnica AV DO BRASIL 101 Ǧ 1700-066 LISBOA e-e: [email protected] www.lnec.pt Editor: LNEC Colecção: Teses e Programas de Investigação LNEC Série: TPI 60 1.ª edição: 2009 Tiragem: 100 exemplares Descritores: Alterações climáticas / Água subterrânea / Impacte ambiental / Aquíferos / Recarga de aquífero / Zona insular / Tese / PT Descriptors: Climate changes / Groundwater / Environmental impact / Aquifers / Aquifer recharge / Insular region / / Thesis / PT CDU 556.33.52:551.583(043)(469) ISBN 978-972-49-2181-5 ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS E SEUS IMPACTOS NOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS EM ILHAS DE PEQUENA DIMENSÃO (CASO DE ESTUDO: AÇORES – ILHA TERCEIRA) RESUMO As alterações climáticas, motivadas por origens naturais e/ou acção antrópica, têm impactos nas várias componentes do ciclo da água. As regiões insulares são, pelas suas características de litologia, estrutura geotectónica, dimensões, topografia, condicionantes geográficas e natureza hidrogeológica, bastante susceptíveis aos impactos das alterações climáticas, que se podem reflectir segundo duas vertentes: (1) a alteração do nível médio das águas do mar; (2) a alteração dos parâmetros climáticos (precipitação e temperatura). Os impactos das alterações climáticas actuam sobre os recursos hídricos modificando a sua qualidade (ex.: via intrusão salina) e a sua quantidade (ex.: por redução da precipitação total e aumento da temperatura média, causando um decréscimo nos volumes de recarga). O impacto das alterações climáticas sobre os recursos hídricos tem sido estudado sobretudo para a parte superficial do ciclo da água, havendo no geral um grande desconhecimento dos impactos sobre os recursos hídricos subterrâneos, que no entanto são geralmente vitais para as zonas insulares. Neste estudo apresenta-se uma análise dos possíveis impactos das alterações climáticas sobre os recursos hídricos subterrâneos dos Açores – essencialmente no vector quantidade – analisando tanto os impactos devidos à modificação local do nível das águas do mar, face aos cenários de subida global do nível médio das águas do mar, como às modificações do clima que se admite venham a ocorrer nesta região. Com base nos resultados obtidos relativamente à previsão destes impactos e nas respostas admissíveis dos sistemas aquíferos a estas modificações, procurou-se desenvolver uma metodologia de determinação da vulnerabilidade dos recursos hídricos subterrâneos das regiões insulares às alterações climáticas, extensível às zonas costeiras. Palavras-chave: Alterações climáticas, GCM, RCM, aquíferos, águas subterrâneas, impactos das alterações climáticas, recarga de aquíferos ABSTRACT Climate changes, due to natural origins and/or antropic activities, promote a cascade of impacts over the several components of the water cycle. The insular regions are highly susceptible to these impacts due to their characteristics of topography, lithology, geological structure, dimensions, geography and hydrogeological constraints. Two distinct vectors generate such impacts: (1) the I global mean sea level change, (2) the change of climatic constraints and parameters (e.g. rainfall and temperature). The impacts generated by climate changes affect the surface water and groundwater resources, modifying their quality (e.g. as a consequence of saline intrusion) and quantity (e.g. the reduction of total amount of rainfall and the increase of the average temperature can generate a decrease in the volumes of water allocated for recharge of aquifers). The impacts of climate changes over water resources have been studied mainly for the surface part of the water cycle, and in general there is a significant lack of knowledge about these impacts on groundwater resources, which, nevertheless, are usually vital for insular regions. In this study we present an analysis of the possible climate change’s impacts on groundwater resources in the Azores islands – both concerning mainly the quantity aspects – focusing on the impacts due to the changes of local versus global sea level, as well as the ones due to the type of local climate changes which are predicted to occur in this region. Based on the results concerning the predicted impacts and the predicted responses of the aquifer systems to such changes, a methodology for assessing the vulnerability of groundwater resources to climate changes is developed and described. This methodology, although developed for insular regions, is structured in a way that allows it to be used in other coastal environments. Key-words: Climate changes, GCM, RCM, aquifers, groundwater, climate change impacts, aquifer recharge RÉSUME Les altérations climatiques, soient-elles au bien a origines naturelles et/au bien a origine anthropique, ont des impacts sur les différentes parties du cycle hydrologique. Les régions insulaires sont, à cause de sa nature lithologique, de structure geo-tectonique, dimensions, topographie, conditions géographiques et nature hydrogeologique, susceptibles aux impacts des altérations climatiques. Ces impacts sont déclenchés selon deux types de processus : (1) l’altération du niveau moyen des eaux de la mer, (2) l’altération des paramètres climatiques (précipitation et température, par example). Les impacts des altérations climatiques se font sentir sur les ressources hydriques, en changeant sa qualité (e.g. a conséquence de l’intrusion saline) et quantité (e.g. la réduction de précipitation et incrément de la température origine une réduction des volumes d’eau disponibles pour la recharge). L’impact des altérations climatiques sur les ressources hydriques a été étudié surtout pour la partie superficielle du cycle de l’eau, au fur et a mesure que se vérifie une signifiante malconnaissance des impacts sur les ressources hydriques souterraines qui, malgré tout, sont en général d’importance capitale pour les régions insulaires. A cause de ça, dans cette étude ont présente une analyse des possibles impacts des altérations climatiques sur les ressources hydriques souterraines des Açores – surtout l’analyse de la quantité – en étudiant les impacts créés par l’altération du niveau II locale de la mer, encadré dans les scénaires d’altération globale et par les modifications du climat local qu’ont croit qui peuvent subir dans cette région. Enraciné sur les résultats concernés a la prévision de ces impacts et aux réponses des systèmes aquifères a ces modifications, on a développé une méthodologie d’analyse de la vulnérabilité des ressources hydriques souterraines aux altérations climatiques. Cette méthodologie, qui a été créé pour des régions insulaires, est néanmoins structurée de façon à qu’on puisse l’utiliser sur d’autres types de régions littorales. Mots-clé: Altérations climatiques, MCG, MCR, aquifères, eaux souterraines, impacts des altérations climatiques, recharge d’aquifères III IV Índices ÍNDICE DE TEXTO 1. INTRODUÇÃO....................................................................................................1 1.1. OBJECTIVOS .........................................................................................................1 1.2. ENQUADRAMENTO GERAL DO PROBLEMA ...........................................................2 1.3. RELEVÂNCIA DO TEMA “ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS E RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS”.........................................................................................................4 1.4. ESTRUTURA DA TESE ...........................................................................................6 2. ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS: O QUE SÃO, SUAS CAUSAS POSSÍVEIS E SEUS POSSÍVEIS IMPACTOS .............................................................................8 2.1. ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS: O QUE SÃO?.............................................................8 2.2. ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS: SUAS CAUSAS...........................................................9 2.3. ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS: SEUS POSSÍVEIS IMPACTOS.....................................18