As águas subterrâneas são vulneráveis a diversos tipos de poluição, normalmente relacionados com o desenvolvimento de actividades antropogénicas. Uma das formas mais antigas de proteger as captações de águas subterrâneas é restringir a utilização do terreno adjacente. Actualmente, os perímetros de protecção, e respectivas restrições associadas, são a ferramenta de protecção de aquíferos mais utilizada em todo o mundo. Na primeira parte deste estudo, é feita a apresentação do perímetro de protecção e das zonas que o constituem, um enquadramento legislativo do mesmo e uma breve descrição de aspectos hidrogeológicos gerais a considerar na sua definição. A segunda parte inclui uma revisão do estado-da-arte quanto a critérios e métodos existentes para a delimitação dos perímetros de protecção, dando-se maior destaque aos métodos analíticos e aos métodos numéricos. Incluído neste último caso, é apresentado o modelo matemático ASMWIN. Na terceira e última parte, respeitante à componente prática deste trabalho, descreve-se sumariamente a área de estudo e as captações de águas subterrâneas utilizadas; aplicam-se três métodos analíticos de definição de perímetros de protecção, incluindo o sugerido pela legislação em vigor, e o modelo numérico ASMWIN. Por fim, são também realizadas simulações estocásticas, gerando-se distribuições heterogéneas da condutividade hidráulica, posteriormente utilizadas no modelo de fluxo para definição de novas zonas de protecção. Faz-se então uma análise comparativa dos resultados obtidos, tecendo-se por fim algumas conclusões.

A construção, em curso e prevista, de vários empreendimentos hidráulicos na bacia hidrográfica do rio Guadiana, com as alterações de caudais fluviais associadas, motivou recentemente vários estudos multidisciplinares sobre o estuário deste rio. Neste contexto, o presente estudo visou contribuir para o conhecimento da hidrodinâmica e da estratificação salina no estuário do Guadiana, dada a importância destes fenómenos na dinâmica sedimentar, na qualidade da água e nos ecossistemas aquáticos. Pretendeu-se, em particular, elucidar as condições e os factores que afectam a estratificação neste estuário, assim como caracterizar a distribuição vertical e horizontal dos campos de salinidade e de velocidade em situações estratificadas. Devido à complexidade e à variabilidade espacial e temporal da estratificação em estuários, a sua análise detalhada requer várias ferramentas, cada uma com as suas potencialidades e limitações. Recorreu-se por isso a uma combinação da análise de dados de campo e de imagens de detecção remota com a aplicação de um modelo numérico tridimensional. Assim, os dados de campo permitiram obter representações detalhadas da realidade, ainda que limitadas no espaço e na gama de parâmetros, e validar o modelo numérico. As imagens de satélite ajudaram a delimitar o domínio de cálculo do modelo e a compreender o comportamento da pluma. Finalmente, o modelo forneceu uma representação da realidade espacialmente abrangente e permitiu analisar o efeito de parâmetros seleccionados. A análise dos dados de campo confirmou a descrição da redução da amplitude de maré para montante e da geração de constituintes não-lineares apresentada em estudos anteriores. Mostrou ainda que a contribuição da temperatura para a variação da densidade é desprezável face à da salinidade, e, em conjunto com os dados de satélite, que a água do mar é mais quente do que a do rio no Inverno e mais fria no Verão. Finalmente, verificou-se uma hipótese proposta anteriormente, segundo a qual, no estuário do Guadiana, a circulação baroclínica em condições estratificadas permite que organismos com capacidade de migração vertical se mantenham no estuário com caudais elevados. A simulação do movimento de um organismo fictício, a partir dos dados de velocidade, mostrou que esta hipótese é plausível tendo em conta o desfasamento vertical das velocidades devidas à maré em condições estratificadas. A modelação da hidrodinâmica e da salinidade no estuário do Guadiana foi efectuada com uma versão beta de um modelo tri-dimensional baroclínico em desenvolvimento na Oregon Health and Sciences University (E.U.A.). A validação do modelo mostrou uma concordância qualitativa e quantitativa com os dados de níveis e de velocidades. No entanto, os resultados de salinidade foram sistematicamente sub-avaliados devido à incorrecta representação da mistura da pluma na zona costeira. Apesar deste erro sistemático, o modelo representa qualitativamente a estratificação salina, o que permite utilizá-lo para estudar o efeito do caudal fluvial e da amplitude de maré. Os resultados das simulações de salinidade mostraram que a estratificação aumenta com o caudal fluvial e diminui com a amplitude de maré. Verificou-se ainda que o grau de estratificação do estuário é superior nas estofas de vazante relativamente às estofas de enchente e que a profundidade também pode influenciar a estratificação no estuário do Guadiana. Finalmente, o modelo permitiu elucidar uma aparente incongruência dos dados de campo, mostrando como a omissão de dados de velocidade de zonas da coluna de água, não cobertas pelo ADCP, no cálculo da velocidade residual média na vertical podem levar a conclusões erróneas sobre as flutuações quinzenais da velocidade.

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No âmbito desta tese de mestrado em Geologia Económica e Aplicada foi desenvolvido um estudo original cujo objectivo incide sobre os efeitos da poluição causada pelo tráfego rodoviário e pelas estradas, nos solos e nas águas subterrâneas existentes na área adjacente ao respectivo foco de poluição. Numa primeira fase deste estudo é realizada uma abordagem aos principais tipos de poluição que podem ocorrer, a sua origem e impactos nos solos e nas águas subterrâneas, para em seguida se aprofundar os aspectos relacionados com a poluição causada pelo tráfego rodoviário e pelas estradas. O tráfego rodoviário produz, por combustão e desgaste dos veículos automóveis e do pavimento da estrada, quantidades consideráveis de substâncias, não gasosas, poluentes do ambiente. Referem-se os poluentes mais comuns e o modo com é realizada a sua propagação para o ambiente circundante, nomeadamente através da dispersão pelo vento e o transporte através das águas de escorrência. A composição química das águas de escorrência é influenciada por uma variedade de factores cuja importância é determinada. São ainda abordados os potenciais efeitos que estas provocam na vegetação e nos solos circundantes à estrada e ainda, nalguns casos, nas águas intersticiais e nas águas subterrâneas subjacentes. Na segunda parte analisam-se os processos naturais que afectam o transporte e o comportamento de um poluente em meio subterrâneo, no sentido de averiguar se os poluentes são realmente transportados através da zona não saturada para a zona saturada, permanecendo em solução, ou se por sua vez acabam por ficar retidos na zona não saturada, onde ficam sujeitos a diversos tipos de reacções químicas. Numa terceira parte são descritos os diversos métodos vulgarmente utilizados para a monitorização da qualidade das águas na zona saturada e não saturada e as limitações que por vezes decorrem da sua utilização. Incluem-se ainda alguns aspectos relativos à amostragem dos solos Por fim, a quarta parte, que corresponde à componente experimental deste estudo, visa a aplicação de diferentes metodologias de monitorização, numa pequena parte do troço da Estrada Nacional nº 10 (Recta do Cabo), com o objectivo de estudar os potenciais efeitos poluentes do tráfego rodoviário nos solos, nas águas intersticiais e nas águas subterrâneas. A escolha deste local deve-se ao facto de se tratar de uma estrada antiga e com uma intensidade de tráfego considerável, que se instala sobre formações geológicas que eventualmente evidenciam uma rápida disseminação dos poluentes. Apresentam-se e analisam-se os resultados obtidos, averiguam-se possíveis variações com a distância à estrada e em profundidade, tecendo-se por fim algumas conclusões sobre os potenciais poluentes e os compartimentos ambientais mais afectados.

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