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Hidrologia Subterrânea

ATIVIDADES

DIRETRIZES PARA O DESENVOLVIMENTO DA HIDROLOGIA NO BRASIL

 

 

(XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos – novembro/2013)

 

(TEXTO PARA DISCUSSÃO)

 

1.INTRODUÇÃO

 

A presente comissão temática de HIDROLOGIA SUBTERRÂNEA DA ABRH  visa criar as condições para a implantação de um amplo programa de desenvolvimento científico e tecnológico inovador na Área de Recursos Hídricos e Estudos do Meio Ambiente, com criação de uma infra-estrutura adequada para o desenvolvimento dos trabalhos, apoio a pessoal (professores, estudantes, técnicos), desenvolvimento de trabalhos conjuntos envolvendo Universidades estrangeiras, Universidades nacionais, atendimento a demandas governamentais e à sociedade.

 

Entende-se que essa é uma grande oportunidade para se consolidar os trabalhos desenvolvidos no âmbito da HIDROLOGIA NACIONAL em consonância com uma política nacional de recursos hídricos a ser implementada através da Agência Nacional de Águas.

 

A visão que está em implantação é a adoção de uma perspectiva multidisciplinar e transdisciplinar global na formação de futuras lideranças científicas na área de gestão de recursos hídricos, através de bolsistas de iniciação científica com visão do Programa de Educação Tutorial - PET/Ministério da Educação  e bolsistas de pós-graduação (mestrado e doutorado), sintonizada com as demandas sociais, dando grande ênfase na emergente questão de Gerenciamento Integrado de Bacias Hidrográficas.

 

 

 

 

O diagnóstico feito pela comissão sobre a HIDROLOGIA nacional conduziu a duas questões centrais:

 

 

  1. QUAIS SÃO AS VARIÁVEIS ESTRATÉGICAS CHAVES PARA COLOCAÇÃO EM PRÁTICA EFETIVA DA NOVA LEI DE RECURSOS HÍDRICOS/GESTÃO DESCENTRALIZADA DE BACIAS HIDROGRÁFICAS/OBTENÇÃO DE RECURSOS PÚBLICOS/ PRIVADOS ADICIONAIS PARA APOIAR PROJETOS MUNICIPAIS/ REGIONAIS/ EMPRESARIAIS?
  1. QUAL É A IMPORTÂNCIA ESTRATÉGICA DA HIDROLOGIA NA GRADUAÇÃO/PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA NO PAPEL DE FRONTEIRA AVANÇADA DE UMA NOVA CONCEPÇÃO DE CAPACITAÇÃO/ DIAGNÓSTICO  ESTRATÉGICO AMBIENTAL MULTIDISCIPLINAR, A SER POSTERIORMENTE MULTIPLICADO PELA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE RECURSOS HÍDRICOS PARA TODO O PAÍS?

 

 

2. CONTEXTO HIDROLÓGICO

 

A hidrologia trabalha, principalmente, com o movimento, a distribuição e armazenamento da umidade. Partindo de uma perspectiva global, três sistemas estão envolvidos: sistema atmosférico, sistema terrestre e sistema oceânico. O domínio da hidrologia está confinado ao sistema terrestre, mas pode incluir aspectos dos sistemas atmosférico e oceânico, que diretamente afetam o movimento da umidade no sistema terrestre. O melhor entendimento da parte terrestre do ciclo hidrológico é de extrema importância em hidrologia. Em recentes décadas, grande esforço tem sido empregado através de trabalho experimental e modelagem matemática.

 

Com a preocupação cada vez maior com o meio ambiente, surge a necessidade de se estudarem modelos que reconheçam e representem adequadamente as características hidrológicas de uma determinada região, para que se possam obter resultados confiáveis quando da simulação dos efeitos causados pela mudança no uso do solo, desmatamento, ou mesmo, poluição ou erosão do meio natural.

 

Em relação a modelos hidrológicos do tipo chuva-vazão, que enfatizam a parte terrestre do ciclo hidrológico,  pode-se destacar  pelo menos 7 grandes campos de aplicação:

  • extensão de séries de descarga;
  • geração de estatísticas sobre descarga;
  • acesso aos efeitos provenientes das mudanças no uso do solo;
  • possibilidade de acesso aos efeitos globais climáticos;
  • predição de vazões em bacias não monitoradas;
  • predição de vazões provenientes das mudanças no uso do solo
  • predição e avaliação  da sustentabilidade de ecossistemas de rios, lagos e lagoas através das trocas entre águas subterrâneas e águas superficiais e definição de critérios de exploração e equilíbrio dinâmico de sistemas

 

As duas primeiras aplicações têm sido implementadas com relativo sucesso. As demais têm encontrado grandes dificuldades em apresentar resultados satisfatórios. Uma das saídas para tal dilema é o desenvolvimento de novos modelos do tipo chuva-vazão, que apresentem uma estrutura distribuída, facilitando a incorporação de informações espaciais e temporais. Adicionalmente, destaca-se a necessidade e importância de se integrar variáveis atmosféricas e fluxos turbulentos na superfície continental bem como a compreensão sistêmica do escoamento das águas superficiais e subterrâneas.

 

O aumento da escala espacial tende a introduzir maior variabilidade, ou desordem, no sistema da bacia hidrográfica superficial e bacias subterrâneas e, conseqüentemente, na resposta chuva-vazão. A desordem surge a partir da variabilidade espacial das propriedades do solo, vegetação, topografia e variabilidade espacial e temporal de variáveis climáticas. Essas variabilidades dão margem ao surgimento de um padrão de complexidade de produção de vazões superficiais e subterrâneas. Por exemplo, o exame da natureza sugere que muitos mecanismos diferentes de produção de vazões podem ocorrer na mesma bacia ao mesmo tempo ou em diferentes momentos.

 

O significativo aumento na desordem ou complexidade em grandes escalas espaciais torna a análise da resposta de uma bacia hidrográfica quase uma tarefa impossível. Todavia, há evidências que indicam que a desordem crescente é sobreposta ou pode ainda originar uma subjacente ordem de regularidade nas respostas em macroescalas.

 

Algumas dessas respostas estão ainda para serem identificadas ou exploradas, constituindo os desafios que os modelos hidrológicos devem vencer. A melhora dos modelos hidrológicos distribuídos de base física requer um grande esforço para examinar os processos físicos fundamentais de uma forma mais realista e mais adequada à escala na qual as heterogeneidades dos fenômenos podem ser representadas. A junção de conceitos determinísticos e modelagem estocástica para considerar a variabilidade espacial e a transferência de informações entre diferentes escalas é recomendada.  Parcimônia na definição do conjunto de parâmetros a serem empregados é requerida para procedimentos adequados de calibração, análise de sensibilidade e validação de modelos hidrológicos. Finalmente, as várias fontes de incerteza devem ser estudadas em um contexto integrado de forma que os resultados produzidos por um modelo hidrológico do tipo chuva-vazão possam ser considerados representativos de um sistema real.

 

Deve-se, no entanto, ressaltar que a modelagem hidrológica com base física não deve estar dissociada do contexto de sua aplicação: a bacia hidrográfica e o seu respectivo gerenciamento. Nesse sentido, o presente documento enfatiza a necessidade de uma visão abrangente e abordagem multidisciplinar como o estado da arte em gerenciamento de recursos hídricos no limiar do Século XXI, temas dos últimos três Simpósios Brasileiros de Recursos Hídricos (2001/2003/2005), seja abordando os aspectos sociais envolvidos, seja abordando os aspectos físicos relativos ao entendimento do ciclo hidrológico.

 

Mais especificamente, o presente texto  procura situar a modelagem do escoamento de água subterrânea na HIDROLOGIA NACIONAL. A componente de água subterrânea necessita ser melhor entendida dentro do ciclo hidrológico. Foi nessa perspectiva que foi criada a Comissão Temática de Hidrologia Subterrânea no âmbito da Associação Brasileira de Recursos Hídricos.

 

Os mananciais hídricos subterrâneos são tradicionalmente utilizados como fontes de abastecimento de água para o uso doméstico, industrial ou agrícola. A qualidade de suas águas, aliada à facilidade de extração em locais em escassez de águas de superfície, tem sido um fator importante e decisivo para o desenvolvimento de sistemas de extração em larga escala e de reduzidos custos visando satisfazer, quase sempre, demandas cada vez mais elevadas. A qualidade e quantidade das águas subterrâneas, entretanto, podem ser comprometidas caso a exploração não seja fundamentada em estudos preliminares de planejamento e uso sustentável dos mananciais.

 

É importante que seja assegurada às gerações futuras uma disponibilidade hídrica em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos, bem como a proteção dos mananciais contra fontes de poluentes. Cabe ressaltar, ainda, que a recuperação de aqüíferos contaminados é complexa, tendo em vista a lenta renovação de suas águas, com velocidades de fluxo extremamente reduzidas, bem como os elevados custos de remediação.

 

A avaliação integrada de mananciais subterrâneos e bacias hidrográficas  constitui-se na forma mais adequada da gestão de recursos hídricos de uma região. A gestão dos recursos hídricos subterrâneos deve sempre ser estabelecida com base na avaliação de condições hidrogeológicas específicas, bem como de possíveis impactos ambientais associados ao desenvolvimento e implantação de equipamentos de extração para satisfazer demandas múltiplas e usos cada vez mais competitivos de água. De fato, o planejamento só deve ser realizado com base na representação conceitual físico do domínio, incluindo processos de fluxo e de transporte de massa – poluentes – que ocorrem no meio poroso, fraturado e/ou.cárstico. Nesse sentido, é necessário o desenvolvimento, a nível nacional, de técnicas de modelagem matemática computacional do fluxo de águas subterrâneas e do transporte de massa.

 

Finalmente, destacam-se, a seguir, as principais linhas de pesquisa a serem perseguidas no tratamento científico da HIDROLOGIA SUBTERRÂNEA:

 

  • interações entre hidrologia superficial e hidrologia subterrânea;
  • aspectos mercadológicos das águas minerais;
  • aspectos legais e de políticas públicas do uso e da conservação de águas subterrâneas;
  • estudos de vulnerabilidade de aqüíferos;
  • integração de sistemas de informação geográfica com ferramentas de geoestatísticas no âmbito da gestão recursos hídricos subterrâneos;
  • estudos de técnicas de remediação de aqüíferos contaminados;
  • escoamento e hidrogeoquímica de sistemas de água subterrânea não contaminados;
  • estudos isotópicos da origem e da idade de águas subterrâneas;
  • movimento da água, gás, solutos, colóides e microorganismos em águas subterrâneas e em zonas não saturadas;
  • medida e interpretação de parâmetros de transporte de contaminantes;
  • modelagem matemática de escoamento de águas subterrâneas e do transporte de contaminantes em meios porosos;
  • características hidrogeológicas e modelagem do transporte de soluto em meios fraturados;
  • técnicas e instrumentação para monitoramento hidrogeológico e da contaminação de águas subterrâneas;
  • geoquímica e microbiologia na presença de águas subterrâneas e métodos analíticos;
  • estudos hidrogeológicos, hidrogeoquímicos e microbiológicos em aterros sanitários, locais com derramamento de contaminantes e sistemas sépticos;
  • aspectos hidrogeológicos e hidrogeoquímicos da deposição final de rejeitos radioativos;
  • hidrogeologia e hidrogeoquímica relacionada a rejeitos de mineração.

 

 

3.0 FUNDAMENTOS FILOSÓFICOS DA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS

 

A comissão temática de HIDROLOGIA SUBTERRÂNEA DA ABRH propõe-se a estabelecer uma visão contextualizada e interdisciplinar do conhecimento, desafio também proposto pela nova Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional(LDB) de 1996. Os três eixos concebidos nesta proposta são definidos por aspectos políticos, econômicos e culturais, fundamentos de uma formação humanística e técnico-científica.

 

Nesse sentido, estabeleceu-se, como pontos para discussão, os seguintes dez fundamentos epistemológicos da formação acadêmico-científica do profissional de recursos hídricos do século XXI, pilares para construir um programa hidrológico nacional, observando-se, da esquerda para a direita, entre parênteses, a migração da atual visão mecanicista ou tecnicista para a construção de uma visão cultural, premissa básica do presente documento:

 

  1. gestão de recursos hídricos (mecanicista/estruturalista/dialética);
  2. modelos hidrológicos (tecnicistas/reducionistas/distribuídos/orgânicos);
  3. lógica dos atores sociais (extrínseca/intrínseca/praxis dialética);
  4. economia da precificação ( marginalista/política/orientada para o mercado);
  5. mobilização social (assembleísta/demagógica/comprometida);
  6. priorização de investimentos/receitas (planos burocráticos/planos que incorporem a dinâmica social);
  7. arcabouço intitucional e legal (jurídico-formal/  incorporação da dinâmica social);
  8. educação (idealista/transcendental/econômica);
  9. missão institucional (cobrança/arrecadação/riqueza social)
  10.  perfil, atuação e treinamento hidrológico (técnico/burocrático/holístico/estratégico).

 

4.0 PROPOSTAS DE TEMÁTICAS DE MESAS REDONDAS PARA O  SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS

 

  • Política Governamental Brasileira de Águas Subterrâneas
  • Monitoramento e mapeamento hidrogeológico das bacias brasileiras – dimensionamento de uma rede mínima hidrogeológica
  • Avaliação de propostas de integração na modelagem de processos hidrológicos superficiais, subsuperficiais e subterrâneos
  • Modelos de avaliação de potencialidade de aqüíferos numa perspectiva mundial e brasileira: evolução histórica, situação atual e tendências futuras
  • Novas metodologias de auditoria, controle, gestão da contaminação de lençóis freáticos
  • Estudos  ambientais  e de vulnerabilidade de aqüíferos/fontes hidrominerais
  • Os desafios do jornalismo brasileiro na articulação pesquisa científica e sistema produtivo numa perspectiva de desenvolvimento econômico auto-sustentado
  • Estudo para localização de fontes hidrominerais
  • A atuação do BNDES no financiamento e desenvolvimento do setor de água envasada (mineral/mineralizada)
  • Gestão estratégica na indústria de águas minerais sob a ótica brasileira e latino-americana
  • O papel da ABINAM no desenvolvimento da indústria de água mineral
  • Esquemas de parametrização hidrológica integrada entre Hidrologia Subterrânea e Hidrologia Superficial
  • A modelagem matemática como ferramenta de gestão integrada de recursos hídricos subterrâneos.

 

 

 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA
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