Assessing the vulnerability of the Karaj aquifer with the upgraded Fuzzy DRASTIC+ model by combining water quality and land use indicators
Este estudo apresenta um modelo Fuzzy DRASTIC+ aprimorado que integra parâmetros hidrogeológicos com indicadores de qualidade da água e do uso do solo para avaliar o aquífero de Karaj, revelando que quase metade da área enfrenta alta vulnerabilidade devido às intensificadas pressões urbanas e agrícolas, destacando, assim, a necessidade urgente de estratégias de gestão direcionadas, como a recarga artificial e o controle do uso do solo.
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Sob as cidades movimentadas e as fazendas extensas do mundo, encontra-se uma vasta e oculta rede de água armazenada nos poros de rochas e areia. Este águas subterrâneas são uma tábua de salvação, fornecendo água potável para bilhões de pessoas e alimentando as plantações que sustentam as populações globais. No entanto, este recurso não é imune ao mundo da superfície acima dele. Quando a chuva cai ou a água da irrigação infiltra-se, ela carrega consigo o que quer que esteja no solo — fertilizantes, esgoto ou resíduos industriais — filtrando-os para o reservatório subterrâneo. A velocidade e a facilidade com que estes contaminantes atingem a água dependem das características naturais da terra, como a profundidade em que a água se encontra, o tipo de solo que a cobre e a velocidade com que a água se move através do solo. Cientistas tentam há muito tempo mapear estes riscos ocultos para proteger os suprimentos de água, mas os métodos tradicionais muitas vezes têm dificuldade em contabilizar a realidade desordenada da atividade humana e a incerteza dos dados naturais.
Na planície de Karaj, uma fonte de água crítica para a região de Teerã, no Irã, investigadores desenvolveram uma nova forma de visualizar estes riscos de forma mais clara. A área é uma paisagem semiárida onde a pressão do crescimento das cidades e da agricultura intensiva está a sobrecarregar o aquífero subterrâneo. Para compreender exatamente onde a água está mais em risco, uma equipa de cientistas criou um modelo atualizado chamado Fuzzy DRASTIC+. Esta abordagem baseia-se num método clássico utilizado durante décadas para avaliar a vulnerabilidade das águas subterrâneas, que avalia sete fatores naturais, como a profundidade do nível freático, o tipo de solo e a velocidade da recarga de água. O novo modelo melhora este processo ao adicionar quatro camadas cruciais de informação que o método antigo frequentemente perdia: a qualidade química real da água, os tipos específicos de uso do solo acima dela e o uso de uma técnica matemática chamada lógica difusa (fuzzy logic) para lidar com as áreas cinzentas onde os dados não são pretos ou brancos.
Os investigadores começaram por recolher uma enorme quantidade de dados do aquífero de Karaj. Analisaram a profundidade da água em mais de trinta poços, a taxa com que a chuva e a água dos rios repõem o suprimento subterrâneo e a textura das camadas de solo e rocha. Crucialmente, também analisaram amostras de água de quarenta e nove poços diferentes para medir os níveis de cloreto, sólidos totais dissolvidos e condutividade elétrica — indicadores que revelam o quão salgada ou poluída a água se tornou. Analisaram também o uso do solo, distinguindo entre centros urbanos, agricultura intensiva e terras áridas. Ao introduzir todos estes onze fatores no seu novo modelo, criaram um mapa de vulnerabilidade detalhado que mostra não apenas onde a água poderia ser poluída, mas onde é provável que esteja a ser poluída agora.
Os resultados pintam um quadro desolador da condição do aquífero. O estudo descobriu que quase metade da planície de Karaj, especificamente cerca de 45 por cento da sua área total, entra nas categorias de vulnerabilidade alta e muito alta. Estas zonas perigosas não estão espalhadas aleatoriamente; elas concentram-se fortemente nas partes de leste e nordeste da planície. Isto não é coincidência. São exatamente as mesmas áreas onde o desenvolvimento urbano é mais intenso e onde a agricultura é mais agressiva. O modelo mostrou uma forte sobreposição entre estas zonas de alto risco e as áreas com as maiores concentrações de sal e poluentes na água. Em contraste, as partes de oeste e sudoeste da planície, onde o nível freático é mais profundo e o solo é mais fino, permanecem nas categorias de baixo risco, atuando como um refúgio natural para o suprimento de água.
Quando os investigadores compararam o seu novo mapa com estudos de duas décadas atrás, encontraram uma tendência preocupante. A parcela do aquífero classificada como de alto risco cresceu significativamente. Este aumento é impulsionado por duas forças: a intensificação da pressão humana ao longo dos últimos vinte anos, com mais cidades e fazendas a empurrar poluentes para o subsolo, e a maior sensibilidade do novo modelo, que é melhor a detetar estes riscos do que as ferramentas anteriores. O estudo argumenta explicitamente que confiar apenas nas características físicas naturais do solo já não é suficiente. As descobertas demonstram que as atividades humanas, tais como o tipo de uso do solo e a consequente qualidade da água, desempenham um papel direto e decisivo na moldagem da vulnerabilidade do aquífero.
As implicações para a gestão deste recurso vital são claras e urgentes. Os autores sugerem que a proteção do aquífero de Karaj requer ação imediata, particularmente nas zonas de alto risco de leste e nordeste. Eles propõem a implementação da recarga artificial gerida de aquíferos, um processo onde a água superficial tratada é cuidadosamente direcionada de volta para o subsolo para diluir poluentes e aumentar os níveis de água. Além disso, é necessário um controle rigoroso sobre as mudanças no uso do solo para evitar a degradação adicional. O novo modelo Fuzzy DRASTIC+ oferece uma ferramenta poderosa para os decisores, proporcionando uma forma cientificamente fundamentada de priorizar quais áreas precisam de proteção primeiro. Ao combinar a geologia natural com a realidade do impacto humano, esta abordagem oferece um caminho mais claro para salvaguardar as águas subterrâneas em regiões áridas onde a água é escassa e os riscos são elevados.
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