Interacções água subterrânea-água superficial na zona da Pateira de Fermentelos (Portugal)

Abstract

A Pateira de Fermentelos é uma lagoa natural, localizada na foz do rio Cértima (Baixo Vouga), que sustenta importantes ecossistemas aquáticos. Na zona Oeste da lagoa aflora o sistema aquífero Cretácico de Aveiro, que aqui se comporta como aquífero livre a semi-confinado. Estes afloramentos cretácicos são parte integrante da zona de recarga deste importante sistema aquífero. A existência de uma zona húmida como a Pateira de Fermentelos na zona de recarga do sistema aquífero Cretácico de Aveiro conduziu à necessidade de estudar as relações água subterrânea – água superficial entre estas duas massas de água. Com o objectivo de estudar a evolução temporal das interacções água subterrânea – água superficial, foram realizadas campanhas de campo mensais para análise de águas, medição dos caudais de nascentes, medição do nível freático e do nível das massas de água superficial. O estudo da variabilidade espacial baseou-se nos resultados obtidos numa campanha mais abrangente, para análise química completa e medição de níveis e caudais das distintas massas de água presentes. Os resultados obtidos permitem verificar que a lagoa e respectiva rede hidrográfica drenam o sistema aquífero Cretácico de Aveiro, na zona onde é livre. Este fluxo subterrâneo em direcção à lagoa e linhas de água é praticamente irreversível ao longo do ano hidrológico, podendo ocorrer inversão do fluxo apenas em momentos muito pluviosos e somente nos locais mais aplanados que rodeiam a lagoa. A qualidade da água da lagoa parece reflectir a qualidade do rio Cértima e, a menor escala, a contribuição dos aquíferos freáticos drenados e da ribeira do Pano. Por outro lado, os processos hidrobiogeoquímicos que predominam na Pateira de Fermentelos e controlam a especiação de elementos influenciam a qualidade da água da lagoa. Determinados processos, como a assimilação por parte da vegetação, a adsorção às partículas argilosas, a complexação com matéria orgânica, a co-precipitação com carbonatos, sulfatos e oxihidróxidos de ferro, parecem contribuir para a atenuação de contaminantes na Pateira de Fermentelos. A qualidade da água do sistema aquífero Cretácico de Aveiro, na zona livre e semi-confinada, adjacente à lagoa, parece resultar essencialmente da interacção entre a água da chuva, o solo e os minerais presentes nas formações aquíferas. No entanto os diversos efluentes antrópicos decorrentes das mais diversas actividades são capazes de mascarar, em determinados locais, a assinatura hidroquímica natural do aquífero freático, enquanto o aquífero semi-confinado parece estar relativamente protegido de episódios de contaminação, provavelmente, devido à lenta conexão hidráulica entre o aquífero semi-confinado e o aquífero freático sobrejacente.

ABSTRACT: Pateira de Fermentelos is a natural lagoon in the Cértima river mouth (Lower Vouga), which supports important aquatic ecosystems. On the west side of this lagoon, the Aveiro Cretaceous groundwater body crops out and has a phreatic to semi-confined behaviour. These cretaceous outcrops belong to the recharge area of this important groundwater body. The existence of such an important wetland like Pateira de Fermentelos in the Aveiro Cretaceous groundwater body’s recharge area lead to the necessity of studying in detail the groundwater – surface water interactions between the two water bodies. Monthly ground and surface water chemical analysis, water levels and spring discharge measurements were used to study the temporal variability of the groundwater – surface water interactions in the study region. A wider field campaign around Pateira de Fermentelos provided information on the spatial variability of ground and surface water quality, as well as on the configuration of the water table and its relation with the surface water bodies and topography. The hydrodynamic and hydrochemical data obtained in the different sampling campaigns permit to state that the lagoon and its affluents drain the phreatic aquifer formations that belong to the recharge area of the Aveiro Cretaceous groundwater body. This groundwater flow towards the surface water bodies seems irreversible during the hydrologic year and if any surface water infiltrates in the aquifer, it seems to be related with heavy rain events in lowland areas marginal to the lagoon. The Pateira de Fermentelos water quality seems to reflect the Cértima river quality and, in a smaller extent, the drained phreatic aquifers and the Pano stream contribution. On the other hand, the hydrobiogeochemical processes that take place in the lagoon and control elements speciation influence the lagoon’s water quality. Regarding the chemical and biotic characteristics of Pateira de Fermentelos, some of the most important processes controlling elements speciation may be plant uptake, clay adsorption, organic matter complexation, carbonate, sulphate and iron oxyhydroxides co-precipitation. The water quality of the phreatic and semi-confined aquifers seems to be the result of rainwater interaction with soil components and the aquifer matrix. Nevertheless, in some places, the natural hydrochemical signature of the phreatic aquifer is modified by distinct anthropogenic activities, while the semiconfined aquifer seems to be relatively protected from contamination events, mainly due to the slow leakage between the shallow phreatic aquifer and the deeper semi-confined aquifer.