AVALIAÇÃO DO RISCO DE CONTAMINAÇÃO DO AQUÍFERO FREÁTICO NO BAIRRO 25 DE JUNHO - CIDADE DE CHIMOIO

1. RESUMO

O desafio global da nossa era é gerir os recursos naturais de forma sustentável. A contribuição do homem na contaminação da água subterrânea tornou-se o assunto de grande preocupação nos últimos anos. Nesse sentido, os mapas de vulnerabilidade e de risco de contaminação de aquífero são ferramentas bastante úteis na gestão deste recurso.

Este trabalho avaliou o risco e a vulnerabilidade de contaminação do aquífero freático no bairro 25 de Junho. O método DRASTIC foi empregue para analisar a vulnerabilidade, e foram incluídos mais dois parâmetros para análise do risco. O ArcGis 10.2 foi usado para gerar os mapas através de aplicação de técnicas de geoprocessamento.

O diagnóstico ambiental demonstrou que o bairro está susceptível a contaminação do aquífero. Os índices DRASTIC variaram de muito baixo (índices menores que 132) á muito alto (índices maiores que 182).

Os graus de risco resultaram em cinco classes. A zona residencial apresentou maioritariamente risco alto.

Palavras-Chave: DRASTIC, Água Subterrânea, Risco, Geoprocessamento, Vulnerabilidade, Contaminação.

ABSTRACT

The global challenge of our era is to manage the natural resource base in
a sustainable manner. In recent years, the contribution of human activities on groundwater contamination has become a matter of great concern. Therefore the aquifer contamination vulnerability and risk maps are useful tools for management of this recourse.

This work evaluate a vulnerability and risk of contamination of aquifer in neighbourhood 25 de Junho. The DRASTIC method was used to analyse the vulnerability, and two parameters were included for risk analyse. The software ArcGis 10.2 was used to generate maps by application of geoprocessing techniques.

The environmental diagnosis showed that the neighbourhood is susceptible to contamination of aquifer. The results of the DRASTIC index ranged from very low (index ​​less than 132) to very high (index ​​greater than 182).

The risk degrees result in five classes. The residential zone presented a high risk.

Keywords: DRASTIC, groundwater, geoprocessing, vulnerability, risk, contamination.

2. INTRODUÇÃO

Aproximadamente 70% da população mundial vive em zonas litoral e a maioria destas pessoas dependem das águas dos aquíferos para obter água potável. Décadas recentes, tem-se notado um aumento global na demanda pela água, maioritariamente satisfeita pela água subterrânea, extraída dos aquíferos via numerosos poços e perfurações profundos (POLEMIO et al., 2008 apud VOUDOURIS et al., 2010).

Segundo MACDONALD et al., (2012), o volume total de água subterrânea no continente Africano é estimado em 0,66 milhões de Km³, variando no intervalo de 0,36 a 1,75 milhões de Km³.

Moçambique possui cerca de 0,953% do volume total de água subterrânea estimada em África, podendo o seu volume variar de 2.684 a 20.300 Km³ (MACDONALD et al., 2012)

Segundo VOUDOURIS et al., (2010) a água subterrânea, está em constante pressão antropocêntrica, através de mudanças no uso e ocupação do solo, urbanização, falta de um sistema de esgoto apropriado, práticas agrícolas intensivas e aumento generalizado na demanda pela água subterrânea.

Todos estes factores causam uma degradação severa sobre a quantidade e qualidade das águas subterrâneas. Por esta razão, os aquíferos são vulneráveis a contaminação (VOUDOURIS et al., (2010).

Moçambique deu passos largos na criação dum quadro legal que estabeleça normas e regulamentos para a gestão dos recursos hídricos. Em 1991 foi aprovada a Lei de Água (no 16/91 de 3 de Agosto), quatro anos depois da aprovação desta lei, em 1995 foi instituída a política de água e revista em Agosto 2007. Com vista a operacionalizar a tal política, foi criada em Agosto de 2007 a Estratégia Nacional de Gestão de Recursos Hídricos.

O País deu ainda mais avanço no quadro legal, em 2012 foi aprovado o Regulamento de Pesquisa e Exploração de Águas Subterrâneas – RPEAS (Decreto n^o 18/2012 de 5 de Julho), o objectivo desta Lei, é de fixar um conjunto de normas e procedimentos que devem reger o licenciamento para pesquisa, captação e exploração de água subterrânea. A mesma também estabelece critérios e requisitos técnicos para abertura de furos e outras obras de captação de águas subterrâneas.

Portanto, diante deste todo aparato normativo que o país detém, a questão da conservação dos aquíferos confinados é dada com muita ênfase, sendo dado pouca atenção aos aquíferos freáticos.

Com isto, o número de poços com extracção em aquíferos freáticos tende a aumentar sem obedecer nenhuma técnica para a exploração da água nestes aquíferos.

Os mapas de vulnerabilidade de contaminação das águas subterrâneas vêm sendo cada vez mais utilizados para dar suporte aos planos de gestão ambiental dos órgãos governamentais e não-governamentais, como demonstraram diversas investigações nos últimos anos (RAHMAN, 2008; BASTIDA et al., 2009; BOJÓRQUEZ-TAPIA et al., 2009; MAIA, 2011; apud LINHARES et al., 2013).

Estes mapas têm o objectivo de identificar as áreas que possuem características naturais mais ou menos vulneráveis á contaminação dos aquíferos (LINHARES et al., 2013).

São vários métodos disponíveis na literatura para avaliar a vulneráveis de contaminação dos aquíferos, os métodos mais usados são os de índices. De acordo com HIRATA e REBOUÇAS (1999) apud ROCHA (2004), os métodos de índices mais utilizados destacam-se GOD e DRASTIC. Para este estudo foi empregue o DRASTIC.

O DRASTIC foi proposto por ALLER et al., (1980), para a US EPA, como um método padrão para análise da vulnerabilidade à contaminação de aquíferos.

Os aquíferos freáticos são os mais vulneráveis á contaminação quando comparados aos aquíferos confinados (ROCHA, 2004). Sendo estes mais vulneráveis e que não necessite tecnologias de ponta para a exploração da sua água e serem mais optado pela população para poços artesanais, este trabalho concentrou-se na avaliação da vulnerabilidade e do risco de contaminação destes aquíferos.

O trabalho foi estruturado em sete capítulos. O primeiro capítulo constitui a parte introdutória, incluindo a presente introdução. No capítulo 2 são referenciados os principais conceitos e termos técnicos utilizados na pesquisa. O capítulo 3 é caracterizada a área de estudo e são apresentados todos os métodos e procedimentos utilizados para a realização da pesquisa. O capítulo 4 é apresentado sucintamente os resultados do estudo e a discussão. No capítulo 5 são apresentadas as conclusões e recomendações para o estudo. O capítulo 6 é referenciada toda a obra citada no trabalho e o capítulo 7 são apresentados os apêndices e anexos.

2.1. JUSTIFICAÇÃO

A protecção dos aquíferos é uma preocupação de mera importância, devido à dificuldade e a impraticabilidade de se promover à remoção dos poluentes de fontes pontuais de captação (poços) e ao facto de que a reabilitação de um aquífero poluído requer custo muito elevado (FOSTER, 1987).

Segundo FOSTER e HIRATA, (1991) apud ROCHA (2004), a analise do risco de contaminação dos aquíferos permite as autoridades competentes priorizar acções mitigadoras para as áreas com deficiência do saneamento básico.

A determinação dos índices de vulnerabilidade fornece subsídios para a prevenção e reconhecimento de áreas mais sensíveis à contaminação, assegurando a qualidade das águas subterrâneas para gerações actuais e futuras (Coridola et al., 2005 apud ALVES et al., 2009).

Bairros como o 25 de Junho, onde a ocupação do solo é bastante irregular, tratando-se de uma zona residencial suburbana e parte da população depende da água subterrânea para satisfazer suas necessidades hídricas, torna-se necessário a implementação desta pesquisa com vista a mapear e categorizar os graus de risco e posteriormente a tomada de medidas mitigadoras.

Segundo SANTOS (2010), a análise de vulnerabilidade e do risco de contaminação dos aquíferos é uma das formas mais adequadas de se encarar a preservação da qualidade dos recursos hídricos subterrâneos.

Dessa forma, os mapas que serão gerados poderão ajudar as autoridades competentes na tomada de decisão e na formulação de políticas públicas ambientais e de gestão de águas subterrâneas, e buscar assim, garantir ao cidadão o direito de viver num ambiente equilibrado, conforme é preconizado na Constituição da Republica no disposto V do artigo 90.

2.2. PROBLEMATIZAÇÃO

Tal como outras cidades Moçambicanas, o abastecimento de água na Cidade de Chimoio, é feita por meio de fontes superficiais e subterrâneas. Sendo as fontes superficiais maioritariamente utilizados pela facilidade de extracção da água, o abastecimento pelas fontes subterrâneas, é feito através de poços profundos e não profundos. A principal companhia que vela pelo abastecimento de água na Cidade é a FIPAG, ela usa as águas superficiais, e o abastecimento de água é feito pela imposição de taxas mensais por usuário.

O mesmo que tem acontecido no bairro 25 de Junho, parte da população de baixa renda que indispõe pagar as taxas mensais de água, facto que lhes leva a subordinar-se dos comités de abastecimento de água e dos poços artesanais para suprir as suas necessidades hídricas.

Pela falta da sensibilização da população sobre os critérios para abertura de poços e inexistência duma directiva específica para abertura de poços artesanais, o número de poços artesanais tende a crescer, e na abertura dos poços, não é obedecido nenhum critério como a distância mínima com a latrina, a declividade do solo, aos tipos de solos, fluxo de água subterrânea, colocando assim os poços susceptíveis a contaminação, resultante de actividades adversas.

Algumas zonas do bairro 25 de Junho, possuem um nível freático muito próximo da superfície solo (que pode atingir uma profundidade menor que 30 cm no período chuvoso).

Dentre as diversas actividades praticadas no bairro que contribuem para a contaminação do aquífero, podem-se citar: a ocupação desordenada do solo, disposição inadequada de resíduos sólidos, construção de latrinas precárias, tubulações de esgoto com fissuras, águas de drenagem urbana, dentre outras actividades.

Todas estas actividades, colocam uma pressão sobre o ambiente e sobre o aquífero, e o resultado disso é a percolação dos poluentes até atingir o aquífero ocasionando assim a poluição do mesmo.

Mediante esta problemática, a pesquisa pretendeu responder a seguinte questão científica: quais as zonas que são mais vulneráveis á contaminação do aquífero freático e em que grau de risco estas se encontram no bairro 25 de Junho?

2.3. Objectivos

Geral:

Avaliar a vulnerabilidade e o risco de contaminação do aquífero freático no bairro 25 de Junho.

Específicos:

• Diagnosticar a situação actual de contaminação do aquífero freático;
• Aplicar o método DRASTIC para gerar os índices de vulnerabilidade de contaminação do aquífero freático e integrá-los ao ambiente SIG;
• Gerar mapas temáticos de vulnerabilidade e de risco de contaminação do aquífero freático.

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. Águas Subterrâneas

A quantidade total de água no Planeta Terra é fixa e praticamente não tem se alterado nos últimos 500 milhões de anos. Estima-se que na forma líquida e sólida alcance 1,4 bilhão de quilómetros cúbico (ROCHA et al., 2011, apud GIAMPÁ & GONÇALES, 2015).

Segundo CAPUCCI (2001), a distribuição da água no Planeta Terra não é uniforme, concentra-se os maiores volumes nos oceanos com cerca de 97,6%, restando uma pequena quantidade de água doce disponível representado por 2,4%, deste, cerca de 1,9% situa-se nas calotes polares e geleiras, que é inacessível aos homens pelos meios tecnológicos actuais. Da parcela restante acessível aos homens pelos meios tecnológicos actuais 0,5%, mais de 95% é constituída pelas águas subterrâneas que se encontram armazenadas no subsolo, em rochas chamadas de aquíferos.

Verifica-se desta forma, que as águas subterrâneas assumem significativa importância
no contexto de atendimento das demandas de todos os segmentos usuários (GIAMPÁ & GONÇALES, 2015).

Define-se água subterrânea como a parcela de água que se encontra no subsolo da superfície terrestre, preenchendo os espaços vazios existentes entre os grãos do solo, rochas e fissuras, e está disponível em todas as regiões da Terra, constituindo importante recurso natural (TUNDISI, 2003 apud SILVA, 2012).

Segundo o mesmo autor, as águas subterrâneas são armazenadas em reservatórios subterrâneos denominados aquíferos. Estes reservatórios são classificados quanto a pressão a que está submetida a água neles contida e quanto ao tipo de permeabilidade.

Tipos de Aquíferos

Aquíferos são formações geológicas constituídas por rochas capazes de armazenar
e transmitir quantidades significativas de água. São efectivamente reservatórios naturais subterrâneos que podem ter dimensões desde poucos a milhares de km², e também podem
apresentar espessuras de poucas a centenas de metros de profundidade (GIAMPÁ & GONÇALES, 2015).

A classificação dos aquíferos quanto a pressão a que está submetida a água neles contida pode ser (CS/04, 2012):

• Aquífero Livre – O mesmo que aquífero freático. Aquífero em que a superfície livre da água nele contida está à pressão atmosférica. Assim, num determinado ponto, um furo que atravesse, total ou parcialmente, um aquífero livre, o nível da água ou nível freático, coincidirá com o limite superior da zona saturada nesse ponto. Os aquíferos livres são superficiais ou sub-superficiais, o que facilita a sua exploração e recarga, mas também a sua contaminação;
• Aquífero Confinado – O mesmo que aquífero cativo. Aquífero limitado superior e inferiormente por formações semi-permeáveis ou praticamente impermeáveis. Nos aquíferos confinados, a água está submetida a uma pressão superior à pressão atmosférica e todos os poros ou outros espaços estão completamente saturados de água.

Quanto ao tipo de permeabilidade, os aquíferos podem ser (CS/04, 2012):

• Aquífero Fissurado – em que formação geológica é constituída por rochas duras cujas fracturas/fissuras permitem a circulação de água, conferindo-lhe “permeabilidade fissural”
• Aquífero Cársico – em que a formação geológica é geralmente constituída por rochas carbonatadas com cavidades por vezes de grandes dimensões, resultantes da dissolução dos materiais que a constituem e que lhe permitem um rápido escoamento subterrâneo;
• Aquífero Poroso – em que a formação geológica contém poros ou interstícios resultantes do arranjo dos materiais que a constituem deixando espaços vazios e que lhe conferem “permeabilidade intersticial”.

Figura 1: Classificação dos aquíferos quanto ao tipo de permeabilidade
Fonte: CS/04, 2012

3.1.1. Localização e distribuição da água no subsolo

Segundo CAPUCCI et al., (2001), o movimento descendente da água no subsolo, ocorre gradualmente preenchendo os espaços porosos, saturando a faixa interior dos solos e rochas. A porção parcialmente preenchida denomina-se zona não saturada ou zona vadosa enquanto a parte onde os interstícios estão repletos de água é denominada zona saturada.

Segundo TUCCI & CABRAL (2003) apud SILVA (2012), a zona vadosa, é ocupada parcialmente pela água e ar, na qual ocorrem as principais interacções entre os contaminantes e o solo. Nesta zona distinguem-se três regiões:

• Zona de humidade do solo (parte mais superficial);
• Franja capilar (região mais próxima do nível freático) e
• Zona intermediária (região compreendida entre as duas zonas anteriores).

A zona não saturada pode estar ausente em áreas onde o nível freático coincide com a superfície do solo (tem se o fenómeno da surgência) o que torna os aquíferos muito mais vulneráveis (SILVA, 2012)

A zona saturada é a região abaixo do nível freático, onde os espaços porosos estão totalmente preenchidos pela água. A zona de saturação está limitada pela linha de saturação, na parte superior e por uma barreira impermeável, na parte inferior (Figura 2). A zona vadosa está limitada pela superfície do terreno e pela linha de saturação (TUCCI et al., 2007 apud SILVA, 2012).

Figura 2: Distribuição da água no subsolo

Fonte:https://tse42.mm.bing.net/th?id=OIP.oIWQQOh6bzaF_7qMpCb0wHaEa&w=241&h=160&c=7&o=5&pid=1.7 

3.2. Qualidade das águas subterrâneas e poluição

Segundo PAWARI & GAWANDE (2015), aproximadamente 1/3 da população mundial usa água subterrânea para consumo, portanto, a qualidade e a gestão da água subterrânea deve ser dado uma maior atenção para o melhor desempenho dos países.

Naturalmente, as águas subterrâneas contem iões minerais. Estes iões são provenientes da dissolução de partículas de solo, sedimentos e rochas, através da água que atravessa a superfície dos minerais entre os poros e fracturas da zona não saturada e dos aquíferos (HARTER, n/d).

Segundo o mesmo autor, vários sólidos dissolvidos podem ser encontrados nas águas subterrâneas, estes podem ser subdivididos em 3 grupos: constituintes primários, secundários e traços. (Tabela 1).

Tabela 1: Constituintes primários, secundários e traços em água subterrânea natural

Fonte: HARTER, n/d.

Através da mensuração da condutividade eléctrica, pode-se indirectamente medir a concentração dos sólidos dissolvidos. Segundo o guia de água para consumo da EPA, a água com sólidos dissolvidos acima dos 500mg/l não é recomendável para consumo.

Segundo ALLER et al., (1980), a qualidade das águas subterrâneas, pode ser alterada por uma vasta variedade de actividades humanas e ocorrência de fenómenos naturais. Uma quantidade inúmera de materiais supérfluos e subprodutos que provêm da actividade humana são potenciais para a contaminação das águas subterrâneas.

A contaminação das águas subterrâneas é quase sempre resultante das actividades humanas. Em áreas onde a densidade populacional é extremamente alta e o uso do solo é intensivo, as águas subterrâneas tornam-se bastante vulneráveis (PAWARI & GAWANDE, 2015).

Idem, dependendo das propriedades químicas, físicas ou biológicas, a contaminação pode-se realizar através do movimento das águas subterrâneas.

A tabela 2 lista as actividades potenciais que causam contaminação das águas subterrâneas.

Tabela 2: Fontes principais de contaminação das águas subterrâneas

Fonte: (LEHR, A. et al., apud ALLER et al., 1980)

3.3. Vulnerabilidade e Risco de Contaminação de Aquíferos

Define-se como vulnerabilidade de um aquífero, o maior ou menor grau de sensibilidade que o aquífero apresenta em tolerar uma contaminação (FEITOSA & MANOEL FILHO, 2000 apud SILVA, 2012).

Segundo FERREIRA (1998) apud SANTOS et al., (2010), a vulnerabilidade é distinta do risco de poluição, portanto o risco não depende só da susceptibilidade, mas também da existência de cargas poluentes significativas que possam entrar no ambiente subterrâneo.

FOSTER et al., (2006) apud SILVA (2012) define o risco de contaminação em função das actividades humanas na superfície da terra (contaminantes lançados no solo), e a sensibilidade (vulnerabilidade) dos aquíferos quando são afectados por esses contaminantes.

Para SANTOS et al., (2010), o risco não é causado apenas pelas características intrínsecas[1] do aquífero, mas também pela existência de actividades poluentes.

Conforme o mesmo autor, é possível existir um aquífero com alto grão de vulnerabilidade, mas sem risco de poluição, caso não haja carga poluente, ou de haver um risco de poluição exponencial apesar do índice de vulnerabilidade ser baixo.

3.3.1. Métodos de avaliação da vulnerabilidade

Segundo FERREIRA (1998) apud PINTO (2016), existem vários métodos que avaliam a vulnerabilidade de contaminação de aquífero. Alguns desses métodos contemplam índices de vulnerabilidade formados por parâmetros hidrogeológicos, morfológicos e outras formas de parametrização das características dos aquíferos, de um modo bem definido.

A determinação da vulnerabilidade em aquíferos está relacionada à capacidade de
atenuação da zona vadosa, através da avaliação e integração de diferentes atributos litológicos e hidrogeológicos, tendo sido desenvolvidos diversos métodos analíticos (PINTO, 2016).

Dentre as principais técnicas para avaliação da vulnerabilidade destacam-se os métodos de índices, os quais baseiam-se na análise de alguns parâmetros do aquífero, classificando
cada característica de acordo com faixas de valores (índices) e distribuídos espacialmente. Os parâmetros individualmente classificados são sobrepostos para compor o mapa geral de
vulnerabilidade (TAVARES et al., 2009 apud SANTOS et al., 2010).

Segundo CARDOSO (2010), podem-se citar os seguintes métodos de índices: DRASTIC, GOD, SINTACS, EPIK, PI, COP entre outros disponíveis na literatura.

3.3.2. Método DRASTIC

Apoiado pela Agência de Protecção Ambiental dos Estados Unidos (US EPA), Aller et
al., desenvolveu em 1987 o método DRASTIC (BRACHO et al., 2004 apud CARDOSO 2010). O objectivo deste método é de avaliar a vulnerabilidade intrínseca da água subterrânea, pelo que não toma em conta o tipo de poluente.

Este método é uma abordagem popular nos estudos da vulnerabilidade das águas subterrâneas, pois é relativamente barato e simples, além disso, usa dados que estão geralmente disponíveis ou pode ser estimado para a produção de mapas de vulnerabilidade (HAMMOURIL e EL-NAQA, 2008 apud SANTOS et al., 2010).

Segundo ALLER et al., (1987) o método DRASTIC é baseado em sete parâmetros:

• D - Profundidade da água (Depth to water);
• R - Recarga (Net Recharge);
• A - Material do Aquífero (Aquifer media);
• S - Tipo de solo (Soil media);
• T - Topografia (Topography);
• I - Material da zona vadosa (Impact of the Vadose zone media) e
• C - Condutividade hidráulica (Hydraulic Conductivity of the aquifer).

O método DRASTIC constitui um sistema padronizado de avaliação da vulnerabilidade de aquíferos a partir de parâmetros hidrológicos, morfológicos, físicos e de parametrização das características dos aquíferos (ALLER et al., 1987).

De acordo com o mesmo autor, cada parâmetro é atribuído um determinado peso padrão que varia entre 1 (menor influencia) á 5 (maior influencia) e por sua vez atribuídos pontuações que variam entre 1 (menor influencia) a 10 (maior influencia).

Após a atribuição dos pesos e das pontuações a cada parâmetro de análise, são calculados os índices de vulnerabilidade DRASTIC. A soma dos índices de cada parâmetro, esta resulta no índice DRASTIC total, calculado conforme a equação 1, proposta por ALLER et al., (1987):

Indice drastic=DRDW+RRRW+ARAW+SRSW+TRTW+IRIW+CRCW      

Onde:

R -Corresponde aos pesos dos factores DRASTIC e

W - Corresponde aos factores de pontuação das variáveis nos seus respectivos intervalos de ocorrência

A metodologia DRASTIC classifica os índices obtidos de acordo com a tabela 3. Esta tabela apresenta os respectivos códigos de cores para o mapa, sendo que a classificação da vulnerabilidade é atribuída ao muito alto grau de vulnerabilidade as cores vermelha, laranja e amarela, e é atribuída ao grau mais baixo de vulnerabilidade as cores, azul, anil e violeta.

Tabela 3: Códigos de Cores para os índices DRASTIC

Fonte: ALLER et al., (1987)

O método DRASTIC foi desenvolvido considerando 4 pressupostos:

• O poluente é introduzido na superfície do solo;
• O poluente é transportado para a água subterrânea pela acção da queda chuva;
• O poluente seguirá o fluxo á mesma velocidade da água subterrânea;
• A área mínima a ser avaliada usando DRASTIC deve ser 40ha.

Descrição de Pesquisas no Mundo pelo Método DRASTIC

O DRASTIC é um método de renome internacional, e já usado em diversos estudos em vários lugares do mundo como pode-se citar:

Na Europa, CARDOSO (2010), fez um estudo comparativo dos métodos DRASTIC e GOD para avaliar a vulnerabilidade da água subterrânea da Bacia do Rio Cabril em Portugal. Este concluiu que com a falta de dados hidrogeológicos, o DRASTIC torna-se ineficiente. Este obteve índices DRASTIC predominantemente entre 110 á 159.

Na Ásia, YIN et al., (2012), baseando-se no método DRASTIC avaliaram a vulnerabilidade de contaminação do aquífero Ordos Plateau na China. Estes obtiveram quatro classes de vulnerabilidade e os índices DRASTIC variaram entre 76 a 188.

Na América, ROSENBERGER, et al., (2013), avaliaram a vulnerabilidade natural de contaminação do sistema aquífero Bauru na área urbana do município de Bauru usando os métodos DRASTIC e GOD em Brasil. Estes chegaram a conclusão que ambos métodos são bastante eficazes, sendo que o DRASTIC apresentou resultados mais detalhados.

Na África, EDET (2013), avaliou a vulnerabilidade de contaminação do aquífero Benin no sudeste da Nigéria usando a combinação dos índices DRASTIC e a tecnologia SIG. Obteve índices que variaram entre 124 a 170. Ele concluiu que 22% da área possui vulnerabilidade alta, 56,8% vunerabilidade média e 21,2% com vulnerabilidade baixa.

Para caso de Moçambique, são escassos estudos pontuais virados á avaliação da vulnerabilidade de contaminação dos aquíferos usando o método DRASTIC. O estudo mais recente encontrado na literatura foi do PÉREZ-LAPEÑA et al., (2018), que basearam-se nas pontuações dos parâmetros D e R do método DRASTIC, para o mapeamento da adequação e a disponibilidade da água subterrânea na bacia do rio Zambeze. Estes não avaliaram a vulnerabilidade.

3.3.3. Método GOD

O método GOD foi desenvolvido em 1987 por Foster. Este consiste num método simples e sistemático que determina a vulnerabilidade intrínseca de contaminação do aquífero sem considerar o tipo de poluente. (BRACHO et al., 2004 apud CARDOSO, 2010).

Segundo ROCHA (2004), a sigla GOD é formada pelos seguintes parâmetros:

• G – Ocorrência de água subterrânea (Groundwater occurrence);
• O – Geologia da zona vadosa e camada confinante (Overall lithology of the unsaturated zone) e
• D - Nível de água do aquífero (Depth to the water table)

A determinação do índice GOD é feita em três passos básicos segundo FOSTER e HIRATA (1995):

O primeiro passo e o mais fundamental é a identificação do tipo de ocorrência da água subterrânea numa escala de pontuação que varia entre 0 á 1. O segundo passo é determinação do estrato geológico sobrejacente a zona saturada. Este inclui o grau de consolidação, presença ou ausência de fissuras, e características litológicas (permeabilidade, porosidade e retenção especifica). O terceiro e o último passo é a estimativa da profundidade de água do aquífero. Nos dois últimos passos a escala de pontuação dos índices é 0,4 á 1.

Esses índices são multiplicados entre si para produzir a classificação final, que é então transformada em vulnerabilidade de aquíferos, variando entre extrema á baixa (HIRATA, 1994 apud ROCHA, 2004). 

Para além dos métodos DRASTIC e GOD, que são os mais comuns em estudos, a tabela 4 lista outros métodos e os respectivos parâmetros de entrada.

Tabela 4: Métodos e parâmetros usados para avaliação da vulnerabilidade das águas subterrâneas

Fonte: AL-ADAMAT, & AL-SHABEEB, 2017

3.3.4. Estimativa de recarga de aquífero pelo Método Water Table Flutuation

Segundo BREARS e POST (2014), para a gestão das águas subterrâneas, a estimativa da recarga de aquíferos é extremamente importante. A recarga do aquífero pode ser definida como a descida da água da zona insaturada para a zona saturada.

Na visão dos mesmos autores, existem vários métodos que podem ser usados para estimar a recarga dos aquíferos, cada um destes métodos possui características e aplicações distintas.

As técnicas analíticas mais utilizadas actualmente para estimativa da recarga dos aquíferos são os métodos da Water Table Flutuation (WTF), o método do balanço hídrico e Estimativa Darcyniana (USGS, 2007 apud BAUM, 2015).

A maior vantagem do método WTF é sua simplicidade, não sendo necessário ter
em conta os mecanismos de transporte que regem a passagem de água na zona não saturada, o que permite desconsiderar, por exemplo, a existência de caminhos preferenciais de fluxo. O nível medido em um poço é representativo para uma área de pelo menos algumas dezenas de metros quadrados à sua volta (HEALY & COOK 2002, apud WAHNFRIED & HIRATA, 2005).

O método WTF é melhor, quando aplicável em aquíferos não confinados onde tem uma flutuação do nível de água, que mostra respostas rápidas á eventos chuvosos.

O método WTF baseia-se na hipótese de que a recarga do aquífero livre é inteiramente atribuída à elevação do seu nível freático, ΔH.

A recarga é obtida mediante a expressão 2, proposta por HEALY e COOK (2002); SCANLON et al., (2002) apud LUCAS et. al., (2012):

∆Sgw=R=Sy*dHdt=Sy*∆H∆t                                                                                

Onde:

R -recarga do aquífero.

∆Sgw  - Variação do armazenamento de água;

Sy  - Retenção específica do aquífero;

∆t  - Intervalo de tempo;

ΔH  - variação da elevação do nível freático.

Segundo BARRETO et al., (2007) apud BAUM (2015), a equação 2, assume que toda a água que infiltra, quando atinge a superfície piezométrica entra imediatamente em armazenamento e todas as outras componentes do balanço hídrico subterrâneo na zona saturada (evapotranspiração subterrânea, fluxo de base, entrada e saída de fluxo subsuperficial) aplicado em uma bacia hidrográfica são nulas durante o período de recarga subterrânea.

A equação para a obtenção da retenção específica do aquífero é obtida através da expressão 3, proposta por HEALY e COOK, 2002 apud BAUM (2015):

Sy=∅-Sr                                                                                                              

Onde:

∅  - é a porosidade

Sr  - é a produção específica do aquífero.

Os valores padrão da porosidade e retenção específica para os diferentes materiais geológicos são arrolados na tabela 5:

Tabela 5: Porosidade e Retenção específica dos materiais consolidados e não consolidados

Fonte: FREEZE AND CHERRY, 1979; TODD, 1980; DRISCOLL, 1986 apud CHAPMAN & CHILTON (1996)

A tabela 6 alista a condutividade hidráulica para vários materiais geológicos. Estes incluem: sedimentos não consolidados, rochas sedimentares e rochas cristalinas, conforme DOMENICO E SCHWARTZ, (1990).

Tabela 6: Condutividade hidráulica de materiais geológicos não consolidados, rochas sedimentares e cristalinas

Fonte: DOMENICO E SCHWARTZ, 1990, obtido do site AQTESOLV

Método de Hierarquia de Processos

O método Analytic Hierarchy Process (AHP), foi introduzido por Thomas Saaty  em 1980, este constitui uma ferramenta eficaz para relacionar tomada de decisão complexas, colocando prioridades e consequentemente a tomada da melhor decisão (THE Analytic Hierarchy Process, 2007).

O método AHP ajuda na captura da subjectividade e objectividade na tomada de decisão, através da redução da complexidade da tomada da decisão, por uma série de comparações par a par e depois a sistematização dos resultados (THE Analytic Hierarchy Process, 2007).

Segundo SAATY (1980) apud AZEREDO (2009), a maior vantagem do método AHP é de permitir que os seus usuários atribuam pesos relativos para múltiplos atributos, ou múltiplas alternativas para um dado atributo, ao mesmo tempo em que realiza uma comparação par a par entre os mesmos.

A implementação do método AHP é baseada em três passos simples e consecutivos segundo COSTA (2002) apud MARTINS (2009):

• Construção de hierarquias;
• Definição de prioridades e
• Consistência lógica.

Construção de hierarquias

No método AHP o problema é estruturado em níveis hierárquicos, o que facilita a melhor compreensão e avaliação do mesmo (MARTINS, 2009).

De acordo com BORNIA & WERNKE (2001) apud MARTINS (2009), a ordenação hierárquica possibilita ao decisor ter uma visualização do sistema como um todo e seus componentes, bem como interacções destes componentes e os impactos que os mesmos exercem sobre o sistema.

Definição de prioridades

Segundo SILVA e BELDERRAIN (2005) apud AZEREDO (2009) após a construção da hierarquia, cada decisor deve fazer uma comparação, par a par, de cada elemento em um nível hierárquico dado, criando-se uma matriz de decisão quadrada.

A comparação par a par das alternativas é utilizada realizando uma escala linear própria, que varia de 1 a 9, a qual é denominada Escala Fundamental de Saaty conforme ilustra a tabela 7.

Tabela 7: Escala Numérica de Saaty

Fonte: SAATY, (1980)

A matriz de comparação par a par, segundo SAATY (1980), é ilustrada abaixo:

O cálculo da matriz normalizada (Anorm ) consiste na divisão de cada elemento da coluna pelo respectivo somatório da coluna da matriz, segundo a expressão 4:

 Anorm=aij=aijk=1maij                                                                                             

Após este calculo determina-se os pesos para cada uma das variaveis, a expressão 5 é utilizada para este cálculo:

W=wij=i=1maijm                                                                                                     

Consistência lógica

Na utilização do método AHP, pode-se esperar em algumas situações avaliações inconsistente, então o método AHP se propõe a calcular a Razão de Consistência dos julgamentos, segundo SAATY, (1980).

O índice de Consistência (CI), avalia o grau de inconsistência da matriz de julgamentos, a equação utilizada para esta avaliação é:

CI=x-mm-1                                                                                                                   

Onde: m é a ordem da matriz (ou número de variáveis) e x é o valor máximo adequado da matriz de julgamentos. Sendo que, o valor máximo dado por:

_x=1m(w1w1+w2w2+…+wwm)                                                                                       

 E o vector w  obtido pela multiplicação vectorial dos pesos e da matriz de comparação par a par:

w=AxW                                                                                                                  

Visando verificar se o valor encontrado do índice de consistência (CI) é adequado (SAATY, 1980) propôs o que foi chamado de taxa de consistência (CR). Ela é determinada pela razão entre o valor do índice de consistência (CI) e o índice de consistência aleatória (RI). A matriz será considerada consistente se a razão for menor que 10%.

Esta razão de consistência, permite avaliar a inconsistência em função da ordem da matriz de julgamentos, através da seguinte equação:

CR=CIRI<0.10                                                                                                         Onde: CI é o Índice de Consistência e  RI é o Índice Randómico.

Os valores de RI são apresentados tabela 18:

Tabela 8: valores de RI para diferentes números de variáveis

Fonte: SAATY (1980)

3.4. Conceito de Geoprocessamento

Os sistemas de informação geográfica (SIGs) são sistemas de informação construídos e destinados para adquirir, armazenar, processar, analisar, simular, modelar e apresentar dados espaciais na superfície terrestre integrando varias tecnologias (ROSA, 2013).

Segundo CÂMARA et al. (1996), a aplicação dos SIGs requer integrar conhecimentos adversos e áreas da ciência da computação e de disciplinas relacionadas ao processamento de dados.

Na visão de FILHO (1995), o termo geoprocessamento tem sido usado para caracterizar a esta área multidisciplinar. Este envolve as diversas áreas do saber tais como a Geografia, a Cartografia, a Ciência de Computação, o Sensoriamento Remoto, a Fotogrametria, a Geodésia, a Estatística, a Matemática, a Engenharia entre outras áreas.

Para TEIXEIRA et al., (1992) apud ROSA (2013), os SIG's incluem-se no ambiente tecnológico que se convencionou chamar de geoprocessamento, cuja área de actuação envolve a colecta e tratamento da informação espacial, assim como o desenvolvimento de novos sistemas e aplicações.

Para o mesmo autor, a tecnologia ligada ao geoprocessamento envolve hardware (equipamentos) e software (programas) com diversos níveis de sofisticação, destinados à implementação de sistemas com fins didácticos, de pesquisa académica ou aplicações profissionais e científicas nos mais diversos ramos das geociências.

O geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica. Este vem influenciando de maneira crescente as áreas de Cartografia, Análise de Recursos naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planeamento Urbano e Regional, dentre outras (ROCHA, 2004).

3.4.1. Geoprocessamento para Estudos Ambientais

O geoprocessamento é uma importante ferramenta nos estudos voltados para a conservação e manejo dos recursos naturais (CARDOSO e FARIA, 2010).

De acordo com XAVIER (2009) apud SANTOS (2010), o uso do geoprocessamento se torna cada vez mais importante para a realização de estudos ambientais, e através de sua metodologia é possível estabelecer relações sistémicas do ambiente, servindo como uma ferramenta de apoio à tomada de decisão.

O geoprocessamento integrando o sensoriamento remoto e os sistemas de informações geográficas correspondem à utilização de tecnologia e conhecimento avançado, tornando-se ferramenta essencial que permite a realização de actividades de planeamento e gestão de recursos nas mais diversas áreas do conhecimento humano (ROCHA, 2004).

3.4.2. Sensoriamento Remoto

O sensoriamento remoto é definido como o conjunto de processos e técnicas usados para medir propriedades electromagnéticas de uma superfície, ou de um objecto, sem que haja contacto entre o objecto e o equipamento sensor (CÂMARA et al., 1996).

Segundo ROCHA (2004), a importância do Sensoriamento Remoto para o Geoprocessamento está no fato que este consiste actualmente na maior fonte de dados para os SIGs sobretudo em países carentes de informações cartográficas actualizadas.

Na visão do mesmo autor, existem diversos sistemas de aquisição de dados em sensoriamento remoto, estes são: as câmaras fotográficas aerotransportadas, satélites, sistemas de radar, sonar ou micro ondas.

Em sensoriamento remoto, um satélite é um engenho colocado em órbita pelo homem de forma a obter informações da superfície da Terra ou de outro astro (ROSA, 2013).

Os satélites para estudos dos recursos terrestres fazem parte do grupo de satélites de sensoriamento remoto. Os principais satélites utilizados para obtenção de imagens são: LANDSAT, CBERS, GOES, METEOSAT, NOAA, SPOT, GEOEYE, IKONOS, QUICK BIRD, TERRA, missão espacial SRTM e o AQUA, destinados ao levantamento, mapeamento e monitorização dos continentes e oceanos (PAMBOUKIAN, 2015).

3.4.3. Sistema Landsat

Segundo ROSA (2013), o sistema Landsat foi desenvolvido pela agência norte-americana de pesquisa espacial - NASA (National Aeronautics and Space Administration), com o objectivo de permitir a aquisição de dados espaciais, espectrais e temporais da superfície terrestre, de forma global, sinóptica e repetitiva.

O Landsat 1 foi lançado em 1972, três anos depois foi lançado o Landsat 2, em 1978 o Landsat 3, 1982 o Landsat 4, 1984 o Landsat 5, 1993 o Landsat 6, 1999 Landsat 7 e em 2013 foi lançado o Landsat 8 (USGS, 2016).

Segundo PAMBOUKIAN (2015), o LANDSAT (Land Remote Sensing Satellite), é uma das séries de satélites mais utilizada no sensoriamento remoto.

Os Landsats 1, 2 e 3 estavam configurados com dois sistemas sensores: MSS (Multispectral Scanner System) e RBV (Return Beam Vidicon). Nos Landsats 4 e 5 o sistema RBV foi substituído pelo sistema sensor TM (Thematic Mapper), com sete bandas espectrais. Nos Landsats 6 e 7 o sistema TM foi modificado, passando a ser denominado ETM+, com oito bandas espectrais, e o sensor MSS foi extinto (USGS, 2016 apud ROSA, 2013).

Segundo RODRÍGUEZ (2005), o Landsat 7 operou correctamente até Maio de 2003, quando passou a apresentar problemas de recepção na parte mecânica do espelho oscilante que gera as imagens. Porém desde este período até ao lançamento do Landsat 8 em 2013, a colecta de dados não foi prejudicada, pois o Landsat 5 continuava a operar normalmente
superando em muitos anos sua vida útil prevista.

Segundo USGS (2018), o Landsat 8 é o ultimo lançamento desta serie de satélite, este transporta dois sensores (OLI e TIRS), com uma resolução temporal de 16 dias.

O sensor Operational Land Imager (OLI) possui 9 bandas com resolução espacial de 30m excepto a banda 8 com 15m de resolução espacial. O sensor Thermal Infrared Sensor (TIRS)  possui 2 bandas com resolução espacial de 100m (USGS, 2016).

Todos os dados de Landsat estão disponíveis sem custos para o usuário.

3.4.4. Missão espacial SRTM

A Missão Topográfica Radar Shuttle (SRTM) foi um projecto espacial que obteve o mais completo modelo digital de elevação (DEM) da Terra. (UMLAND et al., 2007)

Esta missão foi realizada em conjunto pela agência espacial norte-americana NASA, a (National Geospatial-Intellingence Agency -NGA), o Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) a agências espacial alemã (Deustches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLG) e italiana (Agenzia Spaziale Italiana - ASI) em fevereiro de 2000 (ROSA, 2013)

Segundo ROSA (2013) o SRTM consiste num sistema de radar especialmente modificado que voou a bordo do Endeavour (ônibus espacial) durante 11 dias da missão STS-99, para adquirir dados altimétricos estereoscópicos.

O projecto SRTM é um sistema RADAR que utilizou a técnica de interferometria para geração do modelo numérico do terreno (FILHO e FONSECA, 2009)

A Interferometria por Radar é uma técnica de imageamento activa, onde o radar emite o sinal através de uma antena central e regista as características do retorno deste sinal. Então, esse retorno é capturado em duas outras antenas que ficam alocadas a uma certa distância uma da outra, as quais são comparadas entre si gerando o modelo de elevação (MELGAÇO, 2005 apud RODRÍGUEZ, 2005).

A resolução espacial das células nos dados fonte é de 30m, para os EUA e de 90m para o resto do mundo (UMLAND et al., 2007)

Segundo UMLAND et al., (2007) desde a realização da missão SRTM, os seus dados vêm sendo usados em vários estudos que requerem dados topográficos. Algumas das aplicações incluem a extracção da rede de drenagem, declividade do terreno, estimativa da descarga entre outras aplicações.

3.4.5. Aplicação do sensoreamento remoto no  uso e ocupação do solo

O levantamento do uso da terra numa dada região tornou-se um aspecto de interesse fundamental para a compreensão dos padrões de organização do espaço. Existe a necessidade de actualização constante dos registos de uso do solo, para que suas tendências possam ser analisadas. (ROSA, 2013).

Segundo PAIVA et al., (2015), o Sensoriamento Remoto vem se mostrando uma ferramenta que auxilia na tomada de decisão e ajudar a entender a dinâmica do uso e ocupação do solo. Actualmente, com a disponibilidade de dados do sensoriamento remoto com alta resolução espacial, vem sendo capaz de viabilizar diversidades de aplicações dessa técnica na análise de diferentes tipos de uso e ocupação do solo

Segundo ROSA (2013), o estudo do uso da terra consiste em buscar conhecimento de toda a sua utilização por parte do homem ou, quando não utilizado pelo homem.

A ocupação do solo está associado á caracterização de cada objecto na superfície de acordo com suas propriedades físicas, químicas e biológicas que possuem um padrão de reflectância (BARNSLEY et al., 2001 apud PAIVA et al., 2015). Já o uso do solo, segundo GREGÓRIO (2005) apud PAIVA et al., (2015), está associado às actividades sociais desenvolvidas com um tipo de edificação.

O conhecimento actualizado da distribuição e da área ocupada pela agricultura, vegetação natural, áreas urbanas e edificadas, bem como informações sobre as proporções de suas mudanças se tornam cada vez mais necessários aos legisladores e planeadores para permitir a elaboração da melhor política de uso e ocupação do solo (ROSA, 2013).

Neste sentido, na visão do mesmo autor, os sistemas de sensoriamento remoto, hoje disponíveis, permitem a aquisição de dados de forma global, confiável, rápida e repetitiva, sendo estes dados de grande importância para o levantamento, mapeamento e utilização das informações de uso e ocupação do solo de uma dada região.

3.4.6. Índice de Vegetação de Diferença Normalizada

Segundo ROSA (2013), existe uma diversidade de índices de vegetação que têm sido desenvolvidos para ajudar na monitorização da vegetação. Dentre estes, os mais usados são: RATIO, NDVI, SAVI e ARVI[2].

Segundo RODRIGUEZ (2005), o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (Normalized Difference Vegetation Index – NDVI), foi introduzido para produzir um índice de vegetação espectral que separa vegetação verde do brilho do solo de fundo, utilizando primeiramente dados digitais do Landsat.

A vantagem do NDVI é o seu conceito de razão que reduz as diversas formas de ruído multiplicativos tais como diferenças de iluminação, sombra de nuvens, atenuação atmosférica, certas variações topográficas (ROSA, 2013).

Segundo VERHULST  e GOVAERTS (2010), o cálculo do NDVI no Landsat 8 é feito a partir da diferença entre as reflectância das bandas 5 (infravermelho próximo) e 4 (visível – vermelho) dividido pela soma das reflectâncias dessas duas bandas segundo a expressão abaixo.

INDV=RNIR-RREDRNIR+RRED                                                                              

Onde:

RNIR  = Reflectância na faixa do infravermelho próximo (0,725 a 1,10 µm);

RRED  = Reflectância na faixa do visível (0,4 a 0,7 µm).

Segundo ROSA (2013), o NDVI é o índice mais comum empregado, que detém a habilidade para minimizar efeitos topográficos ao produzir uma escala linear de medida. O seu calculo retorna em valores numéricos que variam entre –1 a +1.

Os materiais que apresentam NDVI negativo reflectem mais intensamente na faixa espectral do visível do que no infravermelho próximo (por exemplo nuvens, água e neve).

O solo exposto e rochas reflectem na faixa do visível e no infravermelho próximo aproximadamente a mesma intensidade, por consequência o seu NDVI aproxima-se de zero.

A vegetação tem NDVI associada aos valores positivos, sendo que quando os valores do índice são maiores corrobora o resultado de maior vigor da vegetação, isto é, quanto mais próximo de 1 estiver o índice, maior é a cobertura vegetal da região em estudo.

3.5. Enquadramento Legislativo

A Lei de Águas (n^o 16/91 de 3 de Agosto) e os respectivos regulamentos, e a Política de Águas constituem instrumentos legais importantes na gestão dos recursos hídricos em Moçambique. A lei em conformidade com a consagração constitucional estipula que a água de domínio público compreende todas as águas do interior (lagoas e albufeiras), as águas superficiais, os leitos dos rios e a água subterrânea.

Com a aprovação da lei de águas em Agosto de 1991, foi instituída em Agosto de 1995 a política de água e revista em Agosto 2007. Esta política tem como objectivo:

• Satisfação das necessidades básicas de abastecimento de água para o consumo humano;
• Melhoramento do saneamento,
• Utilização eficiente da água para o desenvolvimento económico,
• Água para conservação ambiental, redução da vulnerabilidade a cheias e secas, e
• Promoção da paz e integração regional, bem como garantir os recursos hídricos para o desenvolvimento de Moçambique.

Esta política impinge directrizes para a gestão dos recursos hídricos, tanto superficiais bem como subterrâneas.

Com vista a operacionalizar a tal política, foi criada em Agosto de 2007 a Estratégia Nacional de Gestão de Recursos Hídricos. A estratégia aborda todos aspectos naturais dos sistemas de recursos hídricos, compreendendo, as águas superficiais e subterrâneas, qualidade de água, poluição e protecção dos ecossistemas, usos da água em todos os sectores da economia nacional, quadro legal e institucional, capacitação institucional e questões ligadas ao desenvolvimento nacional e integração regional. O principal objectivo da ENGRH é a operacionalização da PA.

Para efectivação do que é preconizado na Lei de Água sobre a atribuição ao Ministro da Saúde competências para estabelecer parâmetros através dos quais se deverá reger o controlo da qualidade da água para que seja considerada potável e própria para o consumo humano, foi aprovado em 2004 o Regulamento da Qualidade de água para o consumo humano, o diploma ministerial n^o 180/2004 de 15 de Setembro.

Este diploma fixa os parâmetros de qualidade de água para o consumo humano e as modalidades de realização do seu controlo, visando proteger a saúde humana dos efeitos nocivos resultantes de qualquer contaminação que possa ocorrer nas diferentes etapas do sistema de abastecimento de água desde a captação até a disponibilização ao consumidor.

Em 2012, foi aprovado o Regulamento de Pesquisa e Exploração de Águas Subterrâneas – RPEAS, Decreto n^o 18/2012 de 5 de Julho. Este decreto estabelece os requisitos técnicos a que deve obedecer a pesquisa, captação, uso e aproveitamento de águas subterrâneas no território nacional.

4. METODOLOGIAS

4.1. Caracterização da Área de Estudo

4.1.1. Localização geográfica

O bairro 25 de Junho está situado na zona central do Município de Chimoio, ocupando uma área de 2,79Km², apresenta as seguintes coordenadas 19º 05′ 09″ e 19º 06′ 37″ de latitude sul e 33º 28′ 16″ e 33º 27′ 0″ de longitude este, faz fronteira com os seguintes bairros: Nhamatsane ao Norte, Tembwe ao Oeste, Centro Hípico e Bairro 3 ao Sul, Bloco 9, Bairros 1 e 2 ao Leste, conforme indica o mapa da figura 3.

Figura 3: Enquadramento Geográfico da Área de Estudo

4.1.2. Espacialização dos poços na área de estudo

Foram visitados um total de 20 poços, distribuídos ao longo de toda área de estudo. Com ajuda do GPS Garmin etrex 30 com uma precisão de 2 metros, estes foram georreferenciados. O mapa de espacialização é apresentado na figura 4.

Figura 4: Espacialização dos poços na Área de Estudo

4.2. Etapas do Estudo

O estudo foi conduzido em ambiente do software ArcGis 10.2. A pesquisa foi dividida em quatro etapas, que envolvem a recolha de dados, composição da base de dados, processamento dos dados e apresentação dos resultados. O fluxograma da figura 5 apresenta em síntese os procedimentos metodológicos empregados no estudo (vide em apêndice IV o modelo do estudo [3]).

Figura 5: Fluxograma de etapas e procedimentos usados para a condução do estudo

Fonte: o Autor

4.3. Descrição do Método DRASTIC

O método DRASTIC foi usado para geração do mapa de vulnerabilidade, este engloba sete parâmetros: profundidade da zona não saturada, recarga do aquífero, topografia, material do aquífero, tipo de solo, material da zona não saturada e condutividade hidráulica. Cada parâmetro foi atribuído um peso padrão de acordo com a influência de contaminação do aquífero.

Os pesos variam de 1 a 5, sendo atribuído peso 1 a variável que exerce menor influência de contaminação e peso 5 a variável que exerce maior influência na contaminação do aquífero, conforme ilustra a tabela 9.

Tabela 9: Significados de cada letra constitui o DRASTIC e respectivos pesos

Fonte: ALLER et al., (1987)

Por sua vez, na determinação do índice DRASTIC, cada parâmetro foi atribuído uma pontuação numérica que varia entre 1 (baixo potencial de contaminação) a 10 (alto potencial de contaminação) (Tabela 10).

Estas pontuações padrão serviram para reclassificar cada parâmetro do DRASTIC conforme as suas condições encontradas na área de estudo.

A fonte de obtenção de cada um dos parâmetros e os procedimentos metodológicos de sua utilização são descritos abaixo.

Tabela 10: Pontuação Numérica das variáveis do DRASTIC

Fonte: ALLER et al., (1987) adoptado do autor (V-variaveis, P- pontuações)

4.3.1. Profundidade da água (D)

A profundidade da água foi obtida mediante a medição do nível freático em campo. Com ajuda duma fita métrica com capacidade de até 300cm, eram feitas as medições do nível de água de cada poço na base mensal, entre os meses de Janeiro á Março de 2018. Todos os pontos de localização dos poços foram georreferenciados com o auxilio do GPS Garmin etrex 30 com 2 m de precisão e digitados os dados no Excel e posteriormente adicionadas ao ambiente do ArcGis versão 10.2 para geração do mapa de profundidade da zona não saturada.

O interpolador IDW do ArcMap 10.2 foi usado para converter os dados de escala pontual para espacial, retornando assim no mapa da figura 6.

Figura 6: Mapa de profundidade de Água do aquífero

4.3.2. Recarga (R)

A recarga do aquífero foi obtida pelo método Water Table Flutuation (WTF). O método consiste na medição e monitorização da flutuação do nível freático do aquífero, ΔH e aplicação da fórmula apresentada na expressão 2 proposta por HEALY e COOK (2002).

A monitorização do nível freático ΔH foi feita na época chuvosa do ano hidrológico, compreendida entre os meses de Janeiro á Março e para o cálculo da recarga, foram usados valores típicos de porosidade, produção específica e retenção específica.

Com ajuda do interpolador Kriging do ArcMap 10.2, foi convertida a escala pontual de recarga para escala espacial resultando no mapa da figura 7.

Figura 7: Mapa da recarga do Aquífero

4.3.3. Material do aquífero (A)

O mapa de material do aquífero foi obtido mediamente a carta de solos fornecida pela CENACARTA[4].

A figura 8 ilustra o mapa do material do aquífero da área de estudo.

Figura 8: Mapa do material do Aquífero

4.3.4. Tipo de Solo (S)

O mapa de solo foi fornecido pela CENACARTA. Este foi usado para a geração do parâmetro S. A figura 9 monstra o mapa dos tipos de solos encontrado na área de estudo.

Figura 9: Tipos de Solo do bairro 25 de Junho - Cidade de Chimoio

4.3.5. Topografia (T)

A topografia do terreno foi obtida através da interpretação visual da imagem digital de elevação SRTM (Shuttle RadarTopography Mission), obtida gratuitamente pelo site Erthexplorer.

Através da ferramenta Arc Hidro tools (que é uma extensão Arcmap), e por meio do comando slope foi interpolada a imagem SRTM e depois a geração da declividade do terreno na base percentual conforme ilustra o mapa da figura 10.

Figura 10: representação Topográfica do Bairro 25 de Junho

4.3.6. Impacto da zona Insaturada  (I)

Foi usada a carta geológica para produzir o mapa do impacto da zona insaturada. Esta foi fornecida pela CENACARTA.

As formações geológicas da área de estudo incluem rochas cristalinas basálticas, maioritariamente as gnaisses, magmatitos e grantoides conforme ilustra a figura 11.

Figura 11: Mapa do Impacto da zona Insaturada do aquífero

4.3.7. Condutividade hidráulica (C)

Foram usados valores típicos de condutividade hidráulica disponíveis na literatura consoante ao material geológico existente na área de estudo.

Para zonas onde o material geológico é arenoso foi atribuído uma condutividade de 2.10^-7m/s e zonas com material argiloso foi atribuído condutividade hidráulica de 4,7.10^-9m/s. A figura 12 ilustra o mapa da condutividade hidráulica da área de estudo.

Figura 12: Mapa de Condutividade hidráulica do aquífero

4.4. Mapa de Vulnerabilidade

4.4.1. Índices de vulnerabilidade

Atribuídos os pesos e as pontuações a cada parâmetro de análise, foram calculados os índices de vulnerabilidade DRASTIC. Estes índices foram obtidos de acordo com a equação 1, proposta por ALLER et al., (1987).

A classificação da vulnerabilidade de contaminação do aquífero é apresentada na tabela 11:

Tabela 11: Classificação da vulnerabilidade de contaminação

Fonte: ALLER et al., (1987), adoptado pelo autor

4.5. Mapa de Risco de Contaminação de Aquíferos

O mapa de risco de contaminação de aquífero foi gerado mediante a combinação de 3 variáveis: mapa de vulnerabilidade a contaminação do aquífero, mapa de uso e ocupação do solo e o mapa de cobertura vegetal.

O mapa de vulnerabilidade de contaminação de aquíferos foi gerado mediante o método DRASTIC (metodologia descrita na secção 3.3). A metodologia adoptada para a geração dos mapas de cobertura vegetal e de uso e ocupação do solo é descrita nas secções 3.5.1 e 3.5.2.

4.5.1. Cobertura Vegetal (índice de vegetação)

O mapa de cobertura vegetal foi obtido pela aplicação do método de índice de vegetação de diferença normalizada, conhecido como NDVI (Nomalized Difference Vegetation Index). Este foi obtido a partir da interpretação da imagem do Satélite Landsat 8 sensor OLI, nas bandas 4 e 5. A imagem foi gratuitamente obtida no site Glovis.[5]

Com auxílio da ferramenta Raster calculator foi gerado o mapa de INDV conforme indica a figura 13.

Figura 13: Mapa de Cobertura vegetal

4.5.2. Uso e ocupação do Solo

O mapa de uso e ocupação do solo foi originado através da interpretação das imagens do Satélite Landsat 8 sensor OLI nas bandas 1 à 6. Com ajuda das ferramentas do Spatial Analyst tools foram feitas as análises das imagens do satélite. Este processo é tido como classificação supervisionada.

Na análise das imagens, foram digitalizadas as principais classes de uso e ocupação do solo: zona habitacional de alta e baixa densidade, zona com solo exposto, zonas com vegetação densa e com pouca vegetação, conforme ilustrado no mapa da figura 14.

Figura 14: Mapa de Uso e Ocupação do solo

Após a geração dos mapas de vulnerabilidade, NDVI e uso do solo, estes foram atribuídos pontuações e reclassificados através da ferramenta reclass. A ferramenta Weighted Overlay se encarregou na geração do mapa final de risco de contaminação do aquífero.

Foi empregue o método Analítico de Hierarquia de Processos (AHP)[6] para a geração dos pesos para as 3 variáveis de entrada para análise do risco de contaminação do aquífero.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1. Diagnostico da contaminação de aquíferos freáticos no Bairro 25 de Junho

O bairro 25 de Junho é um dos bairros suburbanos, as casas são maioritariamente de feitura precária. Em quase todas as casas visitadas possuem latrinas precárias, algumas latrinas de laje melhorada e outras muito precárias. O abastecimento de água para consumo é feito pela rede da FIPAG e pelos comités de água. Dentre os 20 poços identificados no bairro, a profundidade media varia entre 0.81 á 8.69 metros. A direcção do fluxo de água do aquífero freático no bairro é de Sul para Nordeste conforme indica o mapa da figura 15.

Figura 15: contornos de nível de água e direcção do fluxo de água subterrânea

As profundidades médias para cada poço identificado são apresentadas no gráfico abaixo.

Figura 16: Profundidade média dos poços (P - representa o número de poços)

O bairro apresenta dois tipos de solos: arenosos ao norte do bairro e argilosos ao sul, ocupando a maior parte da área os solos argilosos. O bairro possui rochas cristalinas basálticas quaternárias com maior predominância as gnaisses, migmatitos e grantoides. A topografia do terreno varia entre 640 á 720 m de altitude, conforme o mapa da figura 17.

Figura 17: mapa de topografia da ara de estudo

Dentre os poços visitados, a distância mínima encontrada entre o poço e a latrina é de 3 metros e a maior 15 metros. Os poços P04 e P13 possuem água salobra. Cerca de 12 poços apresentam um revestimento de cobertura, porém bastante precária e os restantes 8 poços não possuem nenhuma cobertura[7].

Os gráficos abaixo ilustram as percentagens de utilidade de água para fins potáveis e não potáveis e os respectivos tipos de tratamento.

Figura 18: percentagens de utilidade e tipo de tratamento de água dos poços

A população usa a água dos poços para lavar, fazer banho e cozinhar. Conforme os gráficos acima, cerca de 63% da população no bairro, usa água para fins potáveis e 56% destes não aplicam nenhum tratamento.

Portanto, sem nenhuma observância da distância mínima entre o poço e a latrina, direcção do fluxo da água, nível freático e outros parâmetros, o diagnostico ambiental da contaminação de aquíferos, mostrou que o aquífero freático no bairro está susceptível á contaminação.

5.2. Atribuição das pontuações e Geração do Mapa de Vulnerabilidade

As pontuações foram atribuídas a cada parâmetro, obedecendo os pesos padrão do método DRASTIC a cada variável analisado para a geração do mapa de vulnerabilidade do aquífero.

5.2.1. Pontuação da profundidade de água

O mapa da profundidade da água apresentou dois índices de vulnerabilidade 9 e 7. Foram atribuídos índice 9 para a profundidade no intervalo de 0,25 a 3,69 metros e índice 7 no intervalo de 3,69 a 8,86 metros. A região com baixo índice de vulnerabilidade, apresenta nível freático baixo, em razão disso, a região com índice alto possui o nível freático mais próximo da superfície do solo. O mapa a seguir ilustra os índices para a profundidade de água.

Figura 19: Mapa de pontuação da profundidade de água

5.2.2. Pontuação da recarga do aquífero

Os resultados da recarga variaram no intervalo de 103,4 a 498,2 mm/ano. Foram atribuídos três índices de vulnerabilidade 6, 8 e 9. As zonas com índices 9 representam áreas com recarga maior que 262 mm/ano, a zona com índice 8, a recarga varia no intervalo de 183 a 262 mm/ano e o índice 6, representa zonas com recarga entre 103 a 183 mm/ano.

Para uso do método WTF exige a determinação da porosidade (∅)  e da produção específica do aquífero (Sr) . Pela falta de dados na área de estudo, foram usados valores típicos de ∅  e Sr  obtidos na literatura, consoante as características dos tipos de solo da área de estudo. A tabela 12 apresenta os resultados obtidos no cálculo da recarga pelo método WTF.

Tabela 12: Porosidade, produção específica e recarga de aquífero para cada poço

Fonte: o autor

Nota: Porosidade ∅ , Produção específica (Sr ), Retenção específica Sy=∅-Sr , Recarga R=Sy*ΔH

A figura 20 apresenta o mapa de pontuação para parâmetro R.

Figura 20: Mapa de pontuação da recarga do aquífero

5.2.3. Pontuação do Material do Aquífero

O material de aquífero foi atribuído índices 2 e 9. Analisando o mapa, o índice 2 foi atribuído a zona onde há decorrência de solos argilosos. Este apresenta índice baixo devido a baixa porosidade destes solos reduz a sua vulnerabilidade.

Em decorrência disso, a área onde apresenta índice 9, é ocupada maioritariamente por solos arenosos. Portanto, devido a alta condutividade hidráulica e apresentar solos com partículas de grande granulometria, torna estas zonas muito vulneráveis a contaminação. O mapa da figura 21 ilustra a pontuação para este parâmetro.

Figura 21: Mapa de pontuação do material do aquífero

5.2.4. Pontuação do tipo de solo

Foram atribuídos dois índices de vulnerabilidade 3 e 9 para o parâmetro S. O índice 9 foi atribuído aos solos arenosos e índice 3 a solos argilosos.

O solo arenoso foi atribuído índice 9 devido a sua alta porosidade, estes facilitam a infiltração da água, tornando assim o aquífero mais vulnerável. Ao contrário disso, o índice 3 foi atribuído ao solo argiloso por favorecer o escoamento superficial, dificultando a recarga do aquífero, o que torna estes solos menos vulneráveis a contaminação do aquífero.

O mapa da figura 22 ilustra a pontuação para este parâmetro.

Figura 22: Mapa de pontuação dos tipos de solo

5.2.5. Pontuação da topografia

Foram atribuídos três índices de vulnerabilidade para o parâmetro T, estes incluem índices 3, 5 e 9. Pela análise do mapa, o índice 9 foi atribuído as zonas com baixo declive (0 a 6%), estas zonas ocorre maior a infiltração do que o escoamento superficial e por sua vez estas zonas são mais vulneráveis a contaminação do aquífero. O índice 5 foi atribuído a áreas com declividade que varia de 6 a 12%, e o índice 3 (declive maior que 12%), representa zonas com declive muito acentuado, estas zonas tem menor vulnerabilidade devido o maior escoamento superficial e baixa infiltração da água para o aquífero.

O mapa da figura 23 representa a pontuação da topografia do terreno.

Figura 23: Mapa de pontuação da topografia de terreno

5.2.6. Pontuação do Impacto da zona Insaturada

O parâmetro I foi atribuído índice 9 para toda a área de estudo. Esta zona é composta por rochas cristalinas basálticas quaternárias sendo maioritariamente as gnaisses, migmatitos e grantoides.

A pontuação é apresentada na figura 24.

Figura 24: Mapa de pontuação do impacto da zona insaturada

5.2.7. Pontuação da condutividade hidráulica

A condutividade hidráulica variou de 0,0004 a 0,017m/d. Foi atribuído índice de vulnerabilidade 1 em toda área de estudo.

A pontuação para este paramento é apresentada na figura 25.

Figura 25: Mapa de pontuação da condutividade hidráulica

5.2.8. Índice DRASTIC total

O DRASTIC retornou num índice total de 294, sendo atribuído vulnerabilidade muito baixa os valores menores que 132, vulnerabilidade baixa na classe de 132 á 140, vulnerabilidade moderada entre 140 á 150, vulnerabilidade alta entre 150 á 179 e vulnerabilidade muito elevado para os valores maiores que 179.

A tabela 13 ilustra os cálculos para a obtenção do índice DRASTIC total e a figura 26 ilustra o mapa de vulnerabilidade, dividida em classes de índices e a respectiva classificação da susceptibilidade de contaminação do aquífero.

Tabela 13: Índices DRASTIC

O resultado final do método DRASTIC retornou no mapa da figura 26.

Figura 26: Mapa de índices de Vulnerabilidade do aquífero

Conforme o mapa da figura 26, a vulnerabilidade de contaminação do aquífero variou de muito baixo á muito alto. A vulnerabilidade muito baixa (índices DRASTIC menores que 132) foi registada em zonas onde o nível freático é muito profundo (profundidade de água pode atingir em média 8,69 metros). Este resultado justifica-se também por apresentar solos argilosos, e baixa recarga do aquífero.

A classe com vulnerabilidade baixa (com índices DRASTIC entre 132 á 140) é justificada pela presença de zonas com nível freático muito baixo e pela predominância de declividade não acentuada (variando entre 0 á 6%).

A zona residencial apresentou maioritariamente grau de vulnerabilidade moderado, com índices DRASTIC que variaram entre 140 a 150. Esta zona possui maioritariamente um nível freático muito próximo á superfície do solo, com isso, a presença de solos argilosos reduziu a vulnerabilidade de contaminação nesta zona.

Ao noroeste do bairro, foi registado um grau de vulnerabilidade alto (com índices DRASTIC entre 150 á 179). Este resultado justifica-se pela predominância de solos arenosos que são susceptíveis a contaminação do aquífero, também a presença de altitude plana e o material do aquífero arenoso, foram os parâmetros que influenciaram bastante para esta zona ser classificada como zona de alta vulnerabilidade.

A vulnerabilidade muito alta foi registado ao nordeste do bairro (com índices DRASTIC maiores que 179), facto que justifica-se por apresentar solos maioritariamente arenosos e coincidir com a direcção do fluxo de água subterrânea.

Portanto, não foram encontrados pesquisas pontuais para área de estudo usando o metodo DRASTIC. Os indices encontrados nesta pesquisa enquadram-se na classificação de classes de vulnerabilidade proposto por ALLER et al., (1987).

Estes não diferiram tanto com os indices obtido por CARDOSO (2010), que avaliou a vulnerabilidade de contaminação da bacia do rio Cabril em Portugal, obtendo predominância de índices entre 110 á 159. Também os indices encontrados nesta pesquisa, não diferiram tanto com os resultados obtidos por LINHARES et al., (2013), que avaliaram a vulnerabilidade e o risco de contaminação da bacia de rio Gramame em Brasil obtendo índices DRASTIC entre 65 á 206.

5.3. Geração do Mapa do risco de Contaminação do Aquífero

Pelo método AHP, o calculo do índice de consistência (IC), retornou num valor de 0,012 apresentando uma razão de consistência (RC) de 0,021 que é menor que 0,1. Demonstrando assim que a matriz de comparação par a par ser consistente.[8] Os pesos atribuídos são apresentados na tabela 14:

Tabela 14: quadro dos pesos pelo método AHP

RC = 0.021 <0.1

As três variáveis de entrada para análise do risco (mapa de vulnerabilidade, mapas de Cobertura Vegetal e do Uso e Ocupação do Solo) foram reclassificadas, adoptando uma escala de pontuação de 1 (baixo risco) á 5 (alto risco).

5.3.1. Pontuação da cobertura vegetal (Índice de vegetação)

Os resultados de cálculos do NDVI retornaram em valores entre de 0,02 á 0,33. As zonas com índices maiores indicam maior vigor da vegetação e consequentemente estas zonas têm maior risco de contaminação.

Foram atribuídos pontuações que variaram entre 1 á 3. Os índices entre 0,02 á 0,15 foram atribuídos pontuação 1, os índices entre 0,15 á 0,23 foram atribuídos pontuação 2 e índices entre 0,23 á 0,33 foram atribuídos pontuação 3 conforme ilustra a tabela 15.

Tabela 15: Valores adoptados para a pontuação do NDVI

Fonte: o autor

Nota: maior índice indica maior quantidade de vegetação e menor índice, indica menor quantidade de vegetação

O mapa abaixo apresenta a pontuação para o parâmetro NDVI.

Figura 27: Mapa de pontuação da cobertura vegetal

5.3.2. Pontuação do Uso e Ocupação do Solo

Foram atribuídos pontuações que variaram de 1 a 5. O núcleo residencial foi atribuído pontuação 5, isto devido a certas actividades praticadas na zona residencial influenciarem bastante no risco de contaminação do aquífero[9].

Quanto maior a presença de vegetação, maior será recarga do aquífero e consequentemente maior será o risco de contaminação, pelo que a vegetação densa e áreas com pouca vegetação foram atribuídos pontuações 4 e 2 respectivamente.

O solo exposto foi atribuído índice 1 devido este favorecer o escoamento superficial tornando assim zonas com solo exposto apresentarem menor risco de contaminação. A tabela 16 apresenta as pontuações adoptadas.

Tabela 16: Valores adoptados para a pontuação do uso e ocupação do solo

Fonte: autoria própria

A figura 28 mostra o mapa de pontuação do uso e ocupação do solo.

Figura 28: Mapa de pontuação do uso e ocupação do solo

5.3.3. Pontuação da vulnerabilidade de contaminação do aquífero

O mapa de vulnerabilidade de contaminação do aquífero foi reclassificado a mesma escala de pontuação das outras duas variáveis de entrada para análise de risco para permitir análise do mesmo.

A reclassificação obedeceu o seguinte critérios: quanto maior a vulnerabilidade maior é o risco e consequentemente áreas com vulnerabilidade alta recebe maior pontuação. Essa lógica de pontuação foi devido ao tipo de uso e ocupação de solo predominante. Tratando de zona residencial, esta é potencial a contaminação do aquífero. Nessa lógica, zonas com a alta vulnerabilidade (alto índice DRASTIC) tornam consequentemente zonas de alto risco. A tabela 17 apresenta os valores adoptados para a pontuação da vulnerabilidade de contaminação do aquífero.

Tabela 17: Valores adoptados para a pontuação do mapa de vulnerabilidade

Fonte: o autor

A figura 18 ilustra a pontuação do mapa da vulnerabilidade de contaminação do aquífero.

Figura 29: Mapa de pontuação da vulnerabilidade

O cruzamento das três variáveis de entrada para análise do risco pela ferramenta Weighted Overlay resultou no mapa da figura 30. Este retornou em 5 classes de risco que foram classificados segundo a tabela 18.

Tabela 18: Classificação dos graus de risco de contaminação

Fonte: o autor

O mapa da figura 30 apresenta as classes de risco de contaminação do aquífero.

Figura 30: mapa de classes de risco de contaminação do aquífero

O mapa final do risco de contaminação do aquífero é apresentado na figura 31. Este classifica cada classe de risco em seu respectivo grau de risco de contaminação do aquífero.

Conforme o mapa da figura 31, a classificação do grau de risco muito alto foi registado ao nordeste do bairro. Apesar de esta zona apresentar maioritariamente solo exposto e baixa cobertura vegetal (variáveis que atenuam o risco de contaminação), a alta vulnerabilidade de contaminação (com índices DRASTIC maiores que 179) influenciou bastante para esta zona ser classificada como zona de risco muito alto.

O risco alto foi registado maioritariamente a este do bairro. Este facto justifica-se pelo tipo de uso e ocupação do solo predominante. A vulnerabilidade moderada e baixa cobertura vegetal não influíram tanto neste resultado, mas sim a presença da zona residencial influenciou bastante no resultado.

Figura 31: Mapa do risco de contaminação de aquífero do bairro 25 de Junho - Cidade de Chimoio

O risco moderado foi registado em zonas onde a cobertura vegetal é alta (com índices NDVI que variam entre 0,23 a 0,33). Estas são zonas onde a vulnerabilidade do aquífero varia entre muito baixa á baixa e o uso do solo é maioritariamente ocupado por vegetação densa.

Zonas com NDVI relativamente baixo apresentaram um risco baixo. O uso e ocupação do solo foi a variável que influenciou bastante neste resultado. Este é caracterizado maioritariamente por zona com pouca vegetação. Ao noroeste do bairro, apesar de apresentar alta vulnerabilidade de contaminação, este resultou num risco baixo. Facto que justifica-se no uso e ocupação do solo (pouca vegetação e densidade populacional baixa).

O risco muito baixo foi registado em zonas onde há predominância de solo exposto. Este facilita o escoamento superficial reduzindo assim o risco de contaminação. São zonas que apresentam baixa cobertura vegetal e vulnerabilidade muito baixa.

6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

6.1. Conclusões 

A avaliação da vulnerabilidade do aquífero freático no bairro 25 de Junho, pelo método DRASTIC, mostrou-se como uma ferramenta fundamental para a análise do risco de contaminação do aquífero freático.

O diagnóstico da contaminação do aquífero demonstrou que o bairro está susceptível a contaminação devido a falta de observância de certos paramentos técnicos para a abertura de poços como a distância mínima entre os poços e a latrina, direcção do fluxo da água subterrânea entre outros.

Com o emprego dos índices DRASTIC foi possível determinar a vulnerabilidade intrínseca de contaminação do aquífero. Os índices Mais altos (maiores que 150) foram registados ao norte do bairro, por apresentar solos maioritariamente arenosos. Ao sul, ocupado por solos argilosos, apresentou vulnerabilidade que variou entre muito baixo a alto, com índices menores que 150.

A utilização das técnicas de geoprocessamento foi fundamental para análise da vulnerabilidade e do risco de contaminação do aquífero, este permitiu a criação duma base de dados espacial, seu processamento, cruzamento das informações geográficas espaciais e exibição destas informações em forma de mapas temáticos.

Os mapas de vulnerabilidade e do risco demonstraram ser ferramentas bastante úteis, permitindo alertar sobre a necessidade de se alavancar programas de protecção de aquíferos freáticos com vista a conservar e gerir os recursos hídricos subterrâneos. Estes permitiram também despertar a necessidade duma directiva legislativa para o processo de abertura de poços artesanais, uma vez que a população recorre aos poços para satisfazer suas necessidades hídricas.

Em suma, a metodologia empregue nesta pesquisa apresentou resultados bastante satisfatórios. Por considerar um grande volume de parâmetros de análise, o método demonstrou ser mais pormenorizado, preciso e assertivo. Os objectivos foram alcançados com satisfação, contribuindo duma certa forma na gestão do ambiente e especificamente a gestão dos aquíferos freáticos, permitindo alertar os órgãos competentes á gestão ambiental para a conservação e gestão eficaz dos recursos hídricos subterrâneos.

6.2. Recomendações

Este estudo focalizou-se na análise da vulnerabilidade e do risco de contaminação do aquífero no bairro 25 de Junho, apresentando os resultados em forma de mapas. Não foram feitas análises laboratoriais das águas dos aquíferos. Portanto as recomendações abaixo são direccionadas aos pesquisadores, aos estudantes, às Faculdades, ao MITADER (Ministério de Terra, Ambiente e Desenvolvimento Rural) e todas as instituições de investigação viradas a área ambiental:

• Recomenda-se que mais trabalhos possam ser desenvolvidos nesta linha de pesquisa, para todo município de Chimoio e também noutros municípios de Moçambique, porque problemas semelhantes podem ser encontrados.
• Recomenda-se a condução de estudos mais acurados em pesquisas laboratoriais, que envolva análise química, física e microbiológica da água dos poços, com vista a determinar a potabilidade da água nos aquíferos freáticos. Recomenda-se também analisar a possibilidade de contaminação directa da água dos poços com as latrinas e esgotos domésticos.
• Recomenda-se que se fomentasse mais estudos de monitorização do nível freático em períodos de anos hidrológicos, para formar uma base de dados que servirão de suporte para desenvolvimento de estudos futuros.
• Para os moradores do bairro, recomenda-se que evitem usar a água dos poços para fins potáveis, mas sim para lavar e banho. Aos que usam a água dos poços para beber, primeiro devem ferver, deixar arrefecer.
• Aos que usam cloro como método de tratamento da água nos poços, recomenda-se que consultem primeiro aos órgãos de tutela ambiental sobre as doses necessárias e instruções para desinfectar a água nos poços. Porque na sua inocência, a população pode julgar que a água torna-se potável apenas com a aplicação do cloro, sem saber que estes podem estar a produzir veneno, o que levará a grandes prejuízos.
• Recomenda-se aos moradores do bairro 25 de Junho colocar um revestimento no poço e tampa, com vista a evitar materiais supérfluos, bichinhos de estimação, ou mesmo crianças caiam no poço.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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8. APÊNDICE

Apêndice I: Dados de medição no campo

Tabela 19: Dados de medições de profundidade dos poços entres os meses de Janeiro a Março

Fonte: O autor

Legenda:
TiT : Tipo de tratamento da água: (com trat.- tratamento com cloro; sem trat.- sem tratamento)                                * poço com água Salobra
UtA : Utilidade da água;                            
QuH : Questões higiénicas (poço está coberto com tampa: sim ou não);                                                                      DiP : Distância do poço com a latrina.

1. Tabela de profundidades dos poços

Tabela 20: profundidade média dos poços visitados

Apêndice II: Ilustrações das condições de alguns poços visitados e instrumentos usados

2. Alguns poços visitado

Figura 32: Condições de alguns poços identificados na área de estudo

3. Ilustrações dos instrumentos usados para a colecta de dados em campo

    

Apêndice III: Aplicação do método AHP para a determinação dos pesos das variáveis de análise do risco

4. Matriz AHP de comparação par a par para as trez variaveis do risco de contaminação

Tabela 21: Matriz de comparação par a par pelo método AHP

NOTA: A- Uso e ocupação do solo

B- Vulnerabilidade de contaminação do aquífero

C- Índice de vegetação (NDVI)

5. Matriz de normalização

Tabela 22: matriz Normalizada                                           

 

 

 

 

 

 

 

Nota: Anorm consiste no somatório dos elementos de cada coluna da matriz de comparação par a par e a divisão de cada elemento da coluna pelo respectivo somatório

Tabela 23: pesos atribuídos às variáveis

Nota: A determinação dos pesos consiste na soma dos elementos de cada linha dividida pelo número de variáveis de análise (para este caso o número de variáveis é 3).

6. Cálculo do vector w

Nota: O vector w  é obtido pela multiplicação vectorial dos pesos e da matriz de comparação par a par dado por:
w=AnxW

7. Valor máximo adequado da matriz de julgamentos:

_x=1m(w1w1+w2w2+…+wwm)

_x=13(1.8910.623+0.7220.239+0.4130.137)=9,0713=3,024

8. Índice de consistência:

IC=x-mm-1

IC=(3,024-3)(3-1)=0,012

9. Razão de consistência: CR=CIRI    .    RC=0,0120,58=0,021<0,1

(Nota: RI=0,58 para m=3, vide a tabela 8)

Apêndice IV: modelo do estudoo

Figura 34: Modelo do estudo

9. ANEXO

Anexo I: Comparação do Landsat 7 e 8 e a respectiva aplicação

Tabela 24: Comparação espectral dos sensores OLI e TIRS do Landsat 8 e sensor ETM+ do Landsat 7 e sua respectiva aplicação

Fonte: CÂMARA et al., (1996); USGS, 2016

Anexo II: Links para obtenção de imagens Landsat e SRTM

Links para a obtenção das imagens Landsat (USGS, 2016):

Earth Explorer: http://earthexplorer.usgs.gov

Global Visualization Viewer: http://glovis.usgs.gov

Landsat Look Viewer: http://landsatlook.usgs.gov 

Links para obtenção de dados SRTM (UMLAND et al., 2007)

http://www.jpl.nasa.gov/srtm/cbanddataproducts.html

http://edc.usgs.gov/products/elevation.html 

http://seamless.usgs.gov/

http://glcf.umiacs.umd.edu/data/srtm/index.shtml

http://srtm.csi.cgiar.org/

[1] Características intrínsecas – derivam-se das características exclusivas ao meio (tipo de aquífero, cobertura vegetal, permeabilidade, profundidade, recarga, entre outras), sem ter em conta a incidência das substâncias poluentes (AUGE 2004 apud CARDOSO 2010)

[2] Ratio Vegetation Index (RATIO) foi proposto por Rouse et al (1974) para separar vegetação verde de solo utilizando Imagem Landsat . Seu Índice é produzido por uma simples divisão de valores de reflectância contidos em bandas do infravermelho próximo por aqueles contidos na banda do vermelho.

O Soil Ajusted Vegetation Index (SAVI) que foi proposto por Huete (1988) possui a propriedade de minimizar os efeitos do solo de fundo no sinal da vegetação ao incorporar uma constante de ajuste de solo, o fator L no denominador da equação NDVI. O factor L varia dependendo da densidade da vegetação que se deseja analisar (vegetação muito baixa, é sugerido utilizar o factor L = 1.0; para vegetação intermediária L = 0,5; para altas densidades L = 0,25).

O Atmospherically Resistant Vegetation Index (ARVI) – O Índice de Vegetação Resistente à Atmosfera procura corrigir pixel a pixel por intermédio da diferença de reflectâncias do azul e vermelho, os efeitos do espalhamento atmosférico por aerossóis. (ROSA, 2013)

[3] O ArcGIS apresenta a função Model Builder que permite criar modelos (representação simplificada da realidade) a partir de fluxos que unem uma sequência de ferramentas presentes no ArcToolbox e base de dados. O Model Builder permite tanto criar fluxos de rotina de trabalho quanto criar novas ferramentas.

[4] CENACARTA - Centro Naciona de Cartografia e Teledeteção – é uma instituição nacional que oferece serviços nas areas de processamento e analise de imagens satelite, sistema de informação geografica e cartografia digital.

[5] Global Visualization Viewer (GloVis), site para obtenção de dados Landsat disponibilizado pela USGS. Vide em anexo II o Link para acessar o Glovis e outros sites de obtenção de dados Landsat

[6] Vide em apêndice III os cálculos detalhados do método AHP

[7] Vide em apendice I a tabela de dados de medições dos poços

[8] Vide os cálculos detalhados do método AHP em apêndice III.

[9] Algumas destas actividades pode-se sitar: contrução de latrinas, abertura de covas para deposito de lixo entre outas actividades (vide  a tabela 2 sobre as principais fontes de contaminação das águas subterrâneas)