Sökningarna kommer att åtföljas av tyska och engelska myndigheter och förväntas pågå i två till tre dagar.
Insatsen är en följd av ett europeiskt utredningsbeslut som de tyska myndigheterna har riktat till Portugal och är inriktad på Arade-dammen, som ligger cirka 50 kilometer från Praia da Luz, där barnet försvann i maj 2007 när hon var på semester med sina föräldrar.
Christian Brueckner, som är misstänkt i fallet och som för närvarande avtjänar straff i Kiel (Tyskland) för ett annat brott, brukade besöka platsen.