Balanço hídrico transitório e análise das variações de níveis d’água na porção meridional do Aquífero Urucuia – Bahia

Abstract

O Oeste do estado da Bahia-Brasil, maior área de agronegócio do estado, experimenta uma progressiva ocupação a partir da década de 80, ocasionando pressão sobre os recursos hídricos, principalmente após a introdução da irrigação, e já apresentando conflitos entre usuários das águas. O recurso hídrico tem sido a mola propulsora das atividades agrícolas, e dado a sua importância estratégica e ao acoplamento hidráulico entre rios e aquíferos, os estudos hidrológicos necessitam de análises que integrem a dinâmica das águas superficiais e subterrâneas. Esta pesquisa apresenta uma análise espacial e temporal dos componentes do balanço hídrico visando entender a dinâmica dos principais fluxos d’água das bacias dos rios Arrojado, Formoso e Éguas, afluentes da bacia do rio Corrente-Bahia, e seus reflexos nos níveis dágua subterrânea do aquífero Urucuia. Os efeitos da extração de águas subterrâneas por poços em uma porção do Sistema Aquífero Urucuia e a quantificação dos componentes do Balanço hídrico foram feitos utilizando a simulação de fluxo hídrico subterrâneo em regime estacionário para três cenários: i) sem bombeio; ii) com bombeio atual e; iii) com 60% a mais de extração por poços. Após definição das vazões de produção dos poços atuais (4,6 m3 s-1) e da modelagem da geometria da base do aquífero (espessura máxima de 535 m), os modelos estacionários sem bombeio e com bombeio mostram que, a longo prazo, o armazenamento de água subterrânea diminui em 2 km3 (rebaixamento médio no aquífero de 0.8 m) sem interferências na direção de fluxo regional. O balanço de massa mostra que o fluxo de base dos rios principais é reduzido em aproximadamente 6% após a extração de água subterrânea atual e mais 2,5% após acréscimo de extração. Foi utilizado ainda a ánálise isotópica em conjunto com a simulação numérica de fluxo transiente para descrever a dinâmica dos componentes do balanço hídrico entre 2005 e 2018. A análise isotópica evidencia a interação rio-aquífero, o efeito da evapotranspiração na recarga e o efeito quantidade. Os resultados mostram diminuição progressiva da recarga entre 2012 e 2017, a importância da evapotranspiração nos cálculos da recarga, e diminuição das chuvas, causando o declínio nos níveis d’água subterrâneos e do fluxo de base dos rios (as vazões médias dos rios também vêm sofrendo declínio, sendo um reflexo das ações conjuntas de diminuição de fluxo de base e retiradas diretas de águas para irrigação), e sugere que recargas efetivas ocorrem em chuvas de grande volume. A simulação prevê ainda que caso ocorra uma diminuição de recarga em 10%, cargas hidráulicas e fluxos de base tardam aproximadamente uma década para se reequilibrarem. Considerando que a explotação de aquíferos deve ser norteada pela sustentabilidade ambiental do sistema hídrico no sentido de equilibrar as condições de bombeio à mitigação de suas consequências, torna-se evidente a importância de monitoramento hidroclimatológico contínuo e mensuração das retiradas, visando acompanhar a dinâmica entre demandas e disponibilidades hídricas. Os resultados apontam para um impacto maior da explotação dos aquíferos sobre rios, causado por uma redução no armazenamento e no fluxo de base.

The west of the state of Bahia-Brazil, the largest agribusiness area in the state, is experiencing a progressive occupation since the 1980s, causing pressure on water resources, mainly after the introduction of irrigation, and already presenting conflicts between water users. The water resource has been the driving force behind agricultural activities, and given its strategic importance and the hydraulic coupling between rivers and aquifers, hydrological studies need analyzes that integrate the dynamics of surface and groundwater. This research presents a spatial and temporal analysis of the components of the water balance in order to understand the dynamics of the main water flows in the Arrojado, Formoso and Éguas watershed, tributaries of the Corrente river basin in Bahia, and their reflections in the groundwater levels of the Urucuia aquifer. The effects of the extraction of groundwater by wells in a portion of the Urucuia Aquifer System and the quantification of the components of the water balance were made using the simulation of groundwater flow in a stationary regime for three scenarios: i) without pumping; ii) with current pumping and; iii) with 60% more extraction by wells. After defining the production flows of the current wells (4.6 m3 s-1) and modeling the geometry of the aquifer base (maximum thickness of 535 m), the stationary models without pumping and with pumping show that, in long term, groundwater storage decreases by 2 km3 (average drop in the 0.8 m aquifer) without interference in the direction of regional flow. The mass balance shows that the base flow of the main rivers is reduced by approximately 6% after the current groundwater extraction and a further 2.5% after the increased extraction. Isotopic analysis was also used in conjunction with the numerical simulation of transient flow to describe the dynamics of the components of the water balance between 2005 and 2018. The isotopic analysis highlights the river-aquifer interaction, the effect of evapotranspiration on the recharge and the amount effect. The results show a progressive decrease in recharge between 2012 and 2017, the importance of EVPT in recharge calculations, and a decrease in rainfall, causing a decline in groundwater levels and the base flow of rivers (average river flows also come declining, reflecting joint actions to decrease base flow and direct withdrawal of water for irrigation), and suggests that effective recharges occur in high volume rains. The simulation also predicts that in the event of a 10% decrease in recharge, hydraulic loads and base flows take approximately a decade to rebalance. Considering that the exploitation of aquifers must be guided by the environmental sustainability of the water system in order to balance the pumping conditions and the mitigation of their consequences, the importance of continuous hydroclimatological monitoring and measurement of withdrawals becomes evident, aiming to follow the dynamics between demands and water availability. The results point to a greater impact of the exploitation of aquifers on rivers, caused by a reduction in storage and base flow.