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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2024.tde-23042024-091915
Documento
Autor
Nombre completo
José Gescilam Sousa Mota Uchôa
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2024
Director
Tribunal
Wendland, Edson Cezar (Presidente)
Costa, Alexandre Cunha
Rotunno Filho, Otto Correa
Título en inglés
Understanding hydrological connectivity: an empirical study of river-aquifer interaction across Brazil
Palabras clave en inglés
integrated water resources management
intensive use of groundwater
surface and groundwater interactions
tropical region
Resumen en inglés
 River-aquifer interactions play a crucial role in advancing our understanding of hydrological processes, influencing terrestrial energy flows, and impacting climatic dynamics. Despite their significance, these interactions are often overlooked in most terrestrial surface and water balance models. Current knowledge primarily stems from localized investigations, with limited empirical studies to a regional scale. Here, a first attempt to characterize long-term riveraquifer conditions in the southern hemisphere is presented, using continental-scale groundwater data that spans the entire Brazilian territory. Through the hydraulic head difference between the river and the underlying aquifer, over 10 thousand losing and gaining rivers were identified. The results indicate that potentially more than half of the analyzed Brazilian rivers drain water into underlying aquifers. Analyzing a set of potential explanatory variables for this river-aquifer interaction phenomenon, the results suggest that climate, geological structure, and groundwater consumption are the main factors contributing to the widespread risk of rivers losing flow to adjacent aquifers rather than gaining from them. Finally, given the difficulty in obtaining public groundwater data, it is suggested that typical terrestrial hydrological and remote sensing observations can be used as a water resource management tool to assess interactions between surface and groundwater in the absence of observed groundwater data. The findings underscore the urgency of coordinated groundwater and surface water policies, providing a foundation for further regional studies. A series of sensitivity analyses indicate that the results of this study are robust. Further research conducted at regional and local scales is needed to translate the insights gained from these long-term measures into practical water management practices at the local level.
Título en portugués
Compreendendo a conectividade hidrológica: um estudo empírico da interação rio-aquífero no Brasil
Palabras clave en portugués
gerenciamento integrado dos recursos hídricos
interações entre águas superficiais e subterrâneas
região tropical
uso intensivo de águas subterrâneas
Resumen en portugués
 As interações rio-aquífero desempenham um papel crucial no avanço da nossa compreensão dos processos hidrológicos, influenciando os fluxos de energia terrestre e impactando a dinâmica climática. Apesar da sua importância, essas interações são frequentemente ignoradas na maioria dos modelos de superfície terrestre e de balanço hídrico. Os conhecimentos atuais derivam predominantemente de investigações localizadas, com estudos empíricos em escala regional limitados. Aqui, é apresentada uma primeira tentativa de caracterizar as condições de longo termo rio-aquífero no hemisfério sul, utilizando dados de águas subterrâneas em escala continental, que abrange todo o território brasileiro. Através da diferença de carga hidráulica entre o rio e o aquífero subjacente, foram identificados mais de 10 mil rios afluentes e efluentes. Os resultados indicam que mais da metade dos rios brasileiros analisados potencialmente drenam água para aquíferos subjacentes. Ao analisar um conjunto de potenciais variáveis explicativas desse fenômeno de interação rio-aquífero, os resultados indicam que o clima, a estrutura geológica e o consumo de água subterrânea são os principais fatores que contribuem para o risco generalizado de os rios perderem o fluxo para os aquíferos adjacentes, em vez de ganharem com eles. Finalmente, dada a dificuldade de obter dados públicos de água subterrânea, sugere-se que observações hidrológicas típicas terrestres e baseadas em sensoriamento remoto possam ser usadas como uma ferramenta de gestão de recursos hídricos para avaliar as interações entre águas superficiais e subterrâneas na ausência de dados observados sobre águas subterrâneas. Os resultados destacam a urgência de políticas coordenadas para as águas subterrâneas e superficiais, fornecendo uma base para futuros estudos regionais. Uma série de análises de sensibilidade indica que os resultados desse trabalho são robustos. Futuros trabalhos em escala regional e local precisam ser conduzidos para que os conhecimentos obtidos com essas medidas de longo prazo possam ser traduzidos em práticas locais de gestão da água.
 
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Fecha de Publicación
2024-06-10
 
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