Overexploitatie van grondwater bedreigt rivierstromen in Brazilië, waarschuwt studie

Meer dan de helft van de rivieren in Brazilië loopt risico op verminderde waterstroom door water dat in ondergrondse aquiferen sijpelt. Dit blijkt uit een analyse van 17.972 putten in het hele land. Van deze putten had 55,4% waterstanden die onder het niveau van de dichtstbijzijnde rivieren lagen. Dit verschil in hydraulisch niveau creëert een gradient die het sijpelen van water uit de rivier naar de ondergrond bevordert, wat kan leiden tot verlies van waterstroom in de rivieren. De studie, uitgevoerd door onderzoekers uit Brazilië en het buitenland, is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Volgens Paulo Tarso Sanches de Oliveira, tweede auteur van de studie en hoogleraar hydrologie en waterbronnen aan de Federale Universiteit van Mato Grosso do Sul (UFMS), zijn de São Francisco-rivierbassin en de MATOPIBA-regio [die de staten Maranhão, Tocantins, Piauí en Bahia omvat] bijzonder kritieke gebieden. Beide zijn sterk afhankelijk van grondwater voor irrigatie en menselijke consumptie.

In het geval van het São Francisco-bassin vertoonde 61% van de geanalyseerde rivieren een potentieel verlies van waterstroom naar de aquifer, een resultaat dat wordt toegeschreven aan het intensieve gebruik van grondwater, voornamelijk voor irrigatie. De situatie is nog zorgwekkender in het bassin van de Verde Grande-rivier, een zijrivier van de São Francisco, die zich uitstrekt over het noorden van de staat Minas Gerais en het zuidwesten van Bahia. Hier heeft 74% van de rivieren te maken met potentieel verlies van waterstroom.

“Deze twee bassins zijn cruciaal voor de landbouw en de opwekking van hydro-elektriciteit in Brazilië. Wat er gebeurt, bedreigt niet alleen de lokale duurzaamheid, maar ook de water-, voedsel- en energiezekerheid op grote schaal,” merkt Oliveira op.

Het ongebreideld boren naar putten, of het nu voor irrigatie of privégebruik is, is een belangrijke factor. Een studie gepubliceerd in 2021 door Ricardo Hirata en collega’s toonde aan dat er op dat moment ongeveer 2,5 miljoen buisputten in Brazilië waren, waarvan meer dan 88% illegaal was, zonder vergunning of registratie voor het oppompen. Het volume gepompt water, ongeveer 17,6 miljard kubieke meter per jaar, zou voldoende zijn om de gehele Braziliaanse bevolking van water te voorzien, maar werd genoten door minder dan 20% van de bevolking.

Naast het feit dat pompen de rivierstromen ernstig kan compromitteren, wat de beschikbaarheid van water voor menselijke consumptie, aquatische ecosystemen en het landschap zelf beïnvloedt, kan overmatig gebruik van grondwater leiden tot grondverzakking—dat wil zeggen, het zinken en zelfs instorten van de oppervlakte.

“Dit scenario is al waargenomen in India en Californië, en Brazilië zou soortgelijke problemen kunnen ondervinden als er geen adequaat beleid en controle is. De waarschuwing is des te relevanter gezien de voorspellingen die een toename van meer dan 50% in irrigatiegebieden in het land over de komende 20 jaar tonen, wat nog meer druk zal uitoefenen op oppervlakte- en ondergrondse waterbronnen,” benadrukt de onderzoeker.

Planning en controle zijn essentieel, want hoewel het land 15% van het wereldwijde hernieuwbare zoetwater bezit, staat het al voor grote wateruitdagingen die waarschijnlijk verergerd zullen worden door de verslechterende klimaatcrisis.

“Het Cerrado-biom, dat belangrijke aquiferen en strategische rivieren herbergt en ook het belangrijkste gebied is voor landbouwexpansie en verantwoordelijk voor 70% van de maïsproductie in het land, is een van de meest kwetsbare regio’s. Het evenwicht tussen rivieren en aquiferen in de regio zou kunnen worden aangetast door recente veranderingen in landgebruik en landbedekking, gedreven door de uitbreiding van de landbouwgrens en vooral de groeiende vraag naar irrigatie,” wijst Oliveira op.

Om dit scenario aan te pakken, benadrukken de onderzoekers die bij de studie betrokken zijn, de noodzaak om het beheer van oppervlakte- en grondwater te integreren. Hulpmiddelen op basis van remote sensing en velddata kunnen helpen bij het in kaart brengen van kritieke gebieden en het begeleiden van het beleid. Bovendien zijn investeringen in hydrogeologische monitoring cruciaal.

“Brazilië heeft het potentieel om irrigatie op een duurzame manier uit te breiden, maar het moet het geïntegreerde gebruik van grondwater en oppervlaktewater beter plannen om negatieve effecten te vermijden,” zegt José Gescilam Uchôa, hoofdauteur van het artikel.

Uchôa was verantwoordelijk voor de uitgebreide verzameling informatie over de 17.972 bestudeerde putten. Voor dit werk, uitgevoerd tijdens zijn masteronderzoek, gebruikte Uchôa de database van de Geologische Dienst van Brazilië (SGB). Nu is hij promovendi aan de EESC-USP onder supervisie van Edson Cezar Wendland, die ook het artikel heeft ondertekend, en onderzoekt hij de impact van landgebruik en -bezetting, evenals klimaatverandering, op hydrologische stromen tussen grondwater en oppervlaktewater in een gebied waar de Guarani-aquifer zich bevindt.

Oliveira en Uchôa beweren dat het nog steeds mogelijk is om het probleem te minimaliseren, maar dat effectieve maatregelen niet kunnen worden uitgesteld omdat de uitputting van het watersysteem de gezondheid van de bevolking al beïnvloedt.

“In 2017 was er een significante toename van gevallen van hoge bloeddruk onder bewoners van een klein dorp aan de kust [van de staat] Alagoas, die water consumeerden uit de São Francisco-rivier. Later werd ontdekt dat het probleem verband hield met de consumptie van een hogere concentratie zout in het water, veroorzaakt door de intrusie van zout water in de rivier als gevolg van de vermindering van de waterstroom,” legt Oliveira uit. Dit probleem was onderwerp van mediaberichten.

De studie is van groot belang voor Brazilië, dat steeds meer waterstress kan ervaren met ernstige gevolgen voor de watervoorziening, voedselzekerheid en ecosystemen. Maar de reikwijdte is nog groter, aangezien het dient als een wereldwijde oproep om waterbeheerstrategieën in tropische landen te heroverwegen, waar het toenemende gebruik van grondwater de oppervlaktewaterbronnen bedreigt.