CONTACTO
Caracterização da hidrologia subjacente a rios e estuários — EUA
ESTUDO DE CASO DA TEM ● ESTADOS UNIDOS, 2020
01 – O desafio
A hidrogeologia subjacente aos rios, lagos e estuários não está, de forma quase generalizada, cartografada a qualquer escala significativa — o que torna as interfaces entre as águas subterrâneas doces e salinas e a troca entre as águas subterrâneas e as águas superficiais praticamente invisíveis.
Os métodos tradicionais não conseguem cobrir, de forma económica, as centenas de quilómetros necessárias para caracterizar um sistema fluvial ou estuarino, especialmente até às profundidades exigidas para determinar a verdadeira estrutura hidrogeológica. Essa lacuna impede a modelação hidrológica precisa a nível nacional — não é possível prever como as águas subterrâneas e as águas superficiais interagem se, para começar, não for possível ver o que se encontra por baixo da água.
02 – O contexto
Uma demonstração em vários locais do FloaTEM— um sistema eletromagnético transiente flutuante e rebocado — para caracterizar a hidrogeologia sob rios e estuários em todo o território dos Estados Unidos, em parceria com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS).
DE PARCEIROS
Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS)
PAÍS
Estados Unidos (Connecticut, Nova Iorque, Mississippi, Massachusetts)
DO TERRENO
Sedimentos do leito do rio, rocha-mãe, interfaces entre águas subterrâneas doces e salinas
LOCALIDADES VISITADAS
4
TECNOLOGIA
FloaTEM
ANO
2020
Demonstrado em parceria com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) e o Grupo de Hidrogeofísica da Universidade de Aarhus.
03 – A solução
Levantamento eletromagnético transitório flutuante
O FloaTEM é um sistema eletromagnético transiente flutuante, rebocado por um barco à superfície da água. Foi concebido para obter imagens da estrutura subaquática a profundidades superiores às alcançadas por outros instrumentos TEM rebocados. Foi testado em quatro locais nos EUA — o rio Farmington (Connecticut), o curso superior do rio Delaware (Nova Iorque), o rio Tallahatchie (Mississippi) e o estuário do rio Eel (Massachusetts) —, cada um deles escolhido para testar o sistema em relação a uma questão hidrogeológica diferente.
Metodologia
01
Implementação do sistema
O FloaTEM foi rebocado por um barco numa configuração de bobinas 2×4, efetuando um mapeamento contínuo ao longo da superfície de cada rio ou estuário.
02
Recolha de dados em vários locais
Foram realizados levantamentos em quatro locais nos EUA, abrangendo ambientes que vão desde rios de água doce até um estuário sujeito às marés e rico em nutrientes.
03
Validação cruzada
No local do rio Tallahatchie, os resultados do FloaTEM foram comparados diretamente com dados EM de domínio de frequência recolhidos por via aérea e com dados TEM de reboque em terra.
04
Interpretação hidrogeológica
Os resultados foram utilizados para identificar as camadas do leito rochoso, as unidades confinantes dos aquíferos, os materiais da interface sedimento-água e os limites entre as águas subterrâneas doces e salinas.
04 – Os resultados
O FloaTEM mapeou camadas de rocha-mãe e unidades confinantes de aquíferos em vários locais, com uma resolução comparável à dos métodos aéreos. No estuário do rio Eel, captou imagens da descarga de águas subterrâneas doces de origem terrestre, com percursos de fluxo que se estendiam por centenas de metros a partir da costa – melhorando as caracterizações hidrogeológicas anteriores dessa zona de intercâmbio costeira rica em nutrientes.
4
Locais em rios e estuários dos EUA que foram objeto de levantamento
Mais de 100 m
Trajetórias de descarga de água doce captadas no estuário do rio Eel
2
Artigos sujeitos a revisão por pares publicados
A Região
01
A única fonte de água de Cape Cod
O aquífero de Cape Cod foi designado pela EPA, em 1982, como a única fonte de água potável para toda a região de Cape Cod, sendo recarregado exclusivamente pela precipitação. Compreender exatamente onde essa água doce se encontra com a água salgada circundante não é aqui uma questão académica — trata-se de todo o abastecimento de água.
02
Quatro estados, uma questão
Os locais de Farmington, Delaware, Tallahatchie e Eel River abrangem os estados de Connecticut, Nova Iorque, Mississippi e Massachusetts — com geologias e climas diferentes —, permitindo verificar se um único método poderia responder de forma fiável à mesma questão em todos esses locais.
03
Uma Agência Nacional de Ciência
Este trabalho foi realizado em colaboração com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), a agência federal responsável pela ciência dos recursos hídricos do país – não se tratou de um encargo privado, mas sim de uma verdadeira parceria de investigação.
04
Falta de mapeamento em grande escala
A hidrogeologia sob os rios e estuários continua por cartografar à escala de dezenas de quilómetros de que os hidrólogos realmente necessitam — uma lacuna que existe a nível nacional, e não apenas nestes quatro locais.
05 O impacto
Uma nova forma de ver o que há debaixo de água.
Desde então, o FloaTEM tem sido utilizado para além destes quatro locais originais, incluindo estudos offshore na Dinamarca. Ao revelar o que antes era invisível — interfaces entre água doce e salgada, a estrutura de aquíferos subterrâneos e zonas de descarga de águas subterrâneas —, proporciona aos hidrólogos uma forma verdadeiramente nova de compreender como os rios, lagos e estuários trocam água com o solo subjacente.
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A TEMcompany colabora com ONG, governos e promotores de infraestruturas para localizar recursos hídricos subterrâneos de forma eficiente e fiável – em qualquer parte do mundo.