Traçadores isotópicos revelando a movimentação da água em bacias hidrográficas do Estado de São Paulo

• Processo: 18/06666-4
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de setembro de 2018 - 28 de fevereiro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geologia
• Pesquisador responsável: Didier Gastmans
• Beneficiário: Didier Gastmans
• Instituição-sede: Centro de Estudos Ambientais (CEA). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Pesq. associados: Amauri Antonio Menegário ; Marcelo Eduardo Dias de Oliveira ; Ricardo Sanchez Murillo ; Troy E. Gilmore
• Assunto(s): Precipitação Bacia hidrográfica Isótopos estáveis

Resumo

Em um cenário global de mudanças climáticas, o uso sustentável dos recursos hídricos requer a compreensão dos mecanismos envolvidos na movimentação e armazenamento da água nos compartimentos do ciclo hidrológico, uma vez que sinais de escassez hídrica são observados e disputas por fontes seguras de abastecimento vem ocorrendo. Soluções futuras de gestão devem considerar os fatores climáticos envolvidos na formação da chuva, a capacidade de resiliência das bacias hidrográficas e sua conexão com as águas subterrâneas, possibilitando a adoção de ações de proteção com o objetivo de se aumentar a oferta de água de boa qualidade. Nesse contexto diversos traçadores vêm sendo utilizados para a compreensão da movimentação da água e a determinação dos seus tempos de residência em subsuperfície. Isótopos estáveis (2H/1H e 18O/16O) são excelentes traçadores da movimentação da água no ciclo hidrológico, sendo utilizados como ferramentas auxiliares na interpretação das origens dos fluxos dentro de bacias hidrográficas e dos controles climáticos sobre a precipitação, o que possibilita a sua utilização em estudos de reconstituição paleoclimática. Em áreas tropicais, os fatores climáticos, que governam a composição isotópica da precipitação, permanecem como uma questão controversa na comunidade científica, enquanto alguns autores propõem que a composição isotópica da precipitação é influenciada por aspectos de dinâmica climática local, outros advogam a importância de processos de escala global, do tipo destilação Rayleigh. Isótopos ambientais também vêm sendo utilizados como ferramenta complementar na compreensão de processos hidrológicos em bacias hidrográficas, auxiliando na compreensão dos mecanismos e processos envolvidos na infiltração e recarga de aquíferos, formação da descarga de cursos d'água, na estimativa dos tempos médio de residência da água, na identificação da origem dos componentes do fluxo, bem como na calibração e/ou validação de modelos hidrológicos por meio da estimativa de parâmetros hidrológicos. Vários isótopos podem ser usados nas estimativas de idades das águas subterrâneas, cada qual com seu intervalo temporal de aplicação, função do tempo de meia-vida. Dois exemplos em que os isótopos podem ser uteis para a gestão das águas subterrâneas são: (i) determinação das taxas de recarga, e (ii) estimativa dos tempos médios de trânsito (TMT) das águas subterrâneas em bacias hidrográficas, entendendo-se por TMT, o tempo transcorrido entre a recarga (infiltração) da água e sua descarga do aquífero no rio. Em ambos os casos, esses traçadores podem ser utilizados na formulação de hipóteses sobre a interação de águas superficiais e subterrâneas, possibilitando a formulação de propostas de gestão de recursos hídricos e/ou como mudanças no clima podem afetar esses sistemas hídricos. Nesse sentido o presente projeto de pesquisa possui três eixos temáticos principais, que tem como desafio científico elucidar a movimentação da água em bacias hidrográficas do estado de São Paulo, por meio da utilização de uma série de traçadores isotópicos, buscando compreender a variabilidade da composição isotópica da precipitação e sua relação com processos atmosféricos em diversas escalas temporais e espaciais; avaliar a variabilidade espacial e temporal da composição isotópica das águas superficiais em grandes bacias hidrográficas e, estudar os processos de infiltração da água e determinar os tempos médios de trânsito das águas subterrâneas em pequenas bacias hidrográficas localizadas em áreas de recarga do Sistema Aquífero Guarani. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SANTAROSA, LUCAS VITURI; GASTMANS, DIDIER; SANCHEZ-MURILLO, RICARDO; SANTOS, VINICIUS DOS; BATISTA, LUDMILA VIANNA; BETANCUR, SEBASTIAN BALBIN. Stable isotopes reveal groundwater to river connectivity in a mesoscale subtropical watershed. ISOTOPES IN ENVIRONMENTAL AND HEALTH STUDIES, v. 57, n. 3, p. 236-253, MAY 4 2021. Citações Web of Science: 0.

SANTAROSA, LUCAS VITURI; GASTMANS, DIDIER; SITOLINI, TATIANA PENTEADO; KIRCHHEIM, ROBERTO EDUARDO; BETANCUR, SEBASTIAN BALBIN; DIAS DE OLIVEIRA, MARCELO E.; VIEGAS CAMPOS, JOSE CLAUDIO; MANZIONE, RODRIGO LILLA. Assessment of groundwater recharge along the Guarani aquifer system outcrop zone in SAo Paulo State (Brazil): an important tool towards integrated management. ENVIRONMENTAL EARTH SCIENCES, v. 80, n. 3 JAN 27 2021. Citações Web of Science: 1.

EZAKI, SIBELE; GASTMANS, DIDIER; IRITANI, MARA AKIE; DOS SANTOS, VINICIUS; STRADIOTO, MARCIA REGINA. Geochemical evolution, residence times and recharge conditions of the multilayered Tubarao aquifer system (State of Sao Paulo - Brazil) as indicated by hydrochemical, stable isotope and C-14 data. ISOTOPES IN ENVIRONMENTAL AND HEALTH STUDIES, v. 56, n. 5-6, SI, p. 495-512, NOV 1 2020. Citações Web of Science: 2.

DOS SANTOS, VINICIUS; GASTMANS, DIDIER; SANCHEZ-MURILLO, RICARDO; GOZZO, LUIZ FELIPPE; BATISTA, LUDMILA VIANNA; MANZIONE, RODRIGO LILLA; MARTINEZ, JORGE. Regional atmospheric dynamics govern interannual and seasonal stable isotope composition in southeastern Brazil. Journal of Hydrology, v. 579, DEC 2019. Citações Web of Science: 1.