Assessment of groundwater depletion rate by numerical modelling: a case study of Johar town Lahore, Pakistan

Nas cidades movimentadas do Sul da Ásia, uma crise silenciosa está se desenrolando sob as ruas. O lençol freático, o vasto reservatório de água doce escondido sob a terra, está sendo extraído mais rápido do que a natureza consegue repor. Este recurso oculto não é um poço infinito; é uma conta bancária onde os saques superam os depósitos. Quando a chuva cai, ela penetra no solo e escorre lentamente para baixo para repor essas camadas subterrâneas, um processo conhecido como recarga. No entanto, à medida que as cidades se expandem, o concreto e o asfalto cobrem o solo, bloqueando a chuva de alcançar o aquífero abaixo. Ao mesmo tempo, populações e indústrias crescentes bombeiam água a uma taxa acelerada. Quando o equilíbrio se inclina, o nível da água cai, forçando as pessoas a cavar poços mais profundos, aumentando os custos e arriscando a qualidade da água restante. Compreender exatamente quão rápido essa água está desaparecendo em bairros específicos é crucial para planejar um futuro onde as cidades não fiquem secas.

Na densa paisagem urbana de Johar Town, um bairro em Lahore, Paquistão, pesquisadores recorreram a uma ferramenta digital para medir esse declínio invisível. A equipe, liderada por Sonia Anwar, utilizou um programa de computador sofisticado para criar um gêmeo virtual do sistema de água subterrânea nesta área. Este software, conhecido como Visual MODFLOW, atua como um mapa detalhado que simula como a água se move através das camadas de solo e rocha. Para construir este modelo, os pesquisadores reuniram dados do mundo real de autoridades locais, incluindo registros de quanta água estava sendo bombeada dos poços, a profundidade dos níveis de água e os padrões de chuva ao longo da última década. Eles mapearam a localização de cada estação de bombeamento e as propriedades físicas do solo, como a facilidade com que a água pode fluir através do solo, uma propriedade chamada condutividade hidráulica. Ao inserir essas informações no computador, eles puderam observar como os níveis de água mudavam ao longo do tempo na simulação, efetivamente executando a história dos últimos seis anos em um ambiente digital para ver o que realmente estava acontecendo no subsolo.

Os resultados desta investigação digital revelaram uma tendência clara e constante. Entre 2015 e 2021, o nível do lençol freático em Johar Town caiu em média quase 0,88 metros a cada ano. Ao longo desses seis anos, o nível total da água caiu mais de dois metros. Este declínio não é apenas um número em um gráfico; representa uma mudança tangível no ambiente. À medida que a água recua, o custo para extraí-la aumenta, e a própria água torna-se mais vulnerável à contaminação da superfície. Os pesquisadores descobriram que o principal motor desta queda é a rápida urbanização da área. À medida que fazendas e campos abertos são substituídos por edifícios e estradas, o solo perde sua capacidade de absorver a água da chuva. Em vez de infiltrar-se na terra para recarregar o aquífero, a chuva escorre pelas superfícias duras, deixando o reservatório subterrâneo vazio. Este problema é agravado pelo volume massivo de água sendo bombeada para atender às necessidades de uma população crescente e de suas indústrias.

Para garantir que suas descobertas fossem precisas, os pesquisadores testaram seu modelo contra observações reais. Eles ajustaram as configurações na simulação de computador, particularmente o valor de quão facilmente a água se move através do solo, até que os níveis de água simulados coincidissem com as medições reais feitas em poços no campo. Eles descobriram que a velocidade com que a água se move através do solo era o fator mais crítico para determinar os níveis de água. Uma vez que o modelo foi ajustado para corresponder à realidade, ele confirmou que a taxa de depleção era consistente e significativa. O estudo também destacou que, embora a chuva ajude a reabastecer o aquífero, a quantidade de chuva que cai na região não é suficiente para neutralizar a enorme quantidade de água que está sendo removida. Mesmo em anos com chuvas intensas, o efeito líquido ainda era de perda de água do sistema subterrâneo.

As implicações destas descobertas estendem-se além de um único bairro. O estudo sugere que a atual forma de gerir a água em Lahore é insustentável. Os pesquisadores propõem que simplesmente esperar pela chuva já não é uma estratégia viável. Em vez disso, recomendam uma mudança na forma como a cidade interage com o seu ciclo da água. Isso inclui a instalação de poços invertidos, que são estruturas projetadas para capturar a água da chuva e guiá-la para as profundezas do solo, e a criação de mais espaços verdes onde o solo possa respirar e absorver água. Eles também pedem um monitoramento mais rigoroso, sugerindo que os níveis de água sejam verificados mensalmente, em vez de uma vez por ano, para detectar problemas precocemente. Além disso, novos empreendimentos habitacionais devem ser obrigados a equilibrar a água que retiram com a água que devolvem. O objetivo é criar um sistema onde a cidade não apenas consuma seu suprimento de água, mas participe ativamente de seu reabastecimento, garantindo que as torneiras não sequem para as gerações vindouras.