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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2006.tde-07042006-122754
Documento
Autor
Nome completo
José Anderson do Nascimento Batista
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2006
Orientador
Banca examinadora
Schulz, Harry Edmar (Presidente)
Catalano, Fernando Martini
Coury, Jose Renato
Cuminato, José Alberto
Righetto, Antonio Marozzi
Título em português
Modelagem de escoamento em aqüiferos longos baseada no método de elementos analíticos
Palavras-chave em português
aqüíferos longos
método de elementos analíticos
recursos hídricos
Resumo em português
O método de elementos analíticos tem se mostrado uma alternativa conveniente para a construção de modelos regionais de escoamento subterrâneo. O método utiliza soluções elementares analíticas e, portanto, não necessitam de contornos artificiais. Entretanto, a caracterização de fronteiras externas de aqüíferos considerados longos (aqüíferos longos) acarreta dúvidas quanto à presença do efeito de borda na simulação. Assim, neste trabalho, o método de elementos analíticos é estendido para a modelagem de escoamentos em aqüíferos longos eliminando-se a possibilidade da presença de efeitos de borda. O domínio desses aqüíferos é mapeado em um semi-plano utilizando-se a transformação de Schwarz-Christoffel. Dessa forma, elementos de regime estacionário são mapeados juntamente com o domínio para o semi-plano e, portanto, sua formulação é modificada. Os contornos do semi-plano, por sua vez, são representados pelo método de imagens. Elementos de escoamento transiente são abordados utilizando-se a formulação de Zaadnoordijk. São realizadas correções algébricas e computacionais na formulação desses elementos. No entanto, o mapeamento de domínio não é extensivo aos elementos transientes. Sua aplicação em aqüíferos longos é feita de maneira aproximada utilizando-se apenas o método de imagens diretamente sobre o aqüífero. Em seguida, a extensão proposta para o método de elementos analíticos é analisada em um problema hipotético. Finalmente, é feita uma modelagem para a avaliação de impactos ambientais devidos a um sistema de captação de água localizado em uma porção do aqüífero Barreiras no Estado do Rio Grande do Norte sobre a Lagoa do Bonfim. O modelo é calibrado em regime permanente fornecendo uma estimativa de recarga de 24 mm/mês e, então, estima os impactos permanentes do sistema sobre a Lagoa do Bonfim, onde é feita a captação. O impacto do bombeamento reduz aproximadamente 5,36 m do nível de água natural da lagoa. Um cenário de seca é, também, simulado em regime transiente. A partir dos resultados obtidos avalia-se que dois meses de ausência de recarga direta aumentam aproximadamente 0,5 m a redução do nível de água da Lagoa do Bonfim
Título em inglês
Elonged aquifer flow modeling based on analytic element method
Palavras-chave em inglês
analytic element method
elonged aquifers
environmental flow
Resumo em inglês
The analytic element method has shown itself an elegant alternative to regional groundwater flow modeling. The method applies elementary analytic solutions and, therefore, artificial boundaries are not a necessity. However, frontiers of such considered elonged aquifers carries out some questions about edging effects in the model results. In this work, the analytic element method is extended to elonged aquifer flow completely eliminating any edging effect. To do this, such aquifers are mapped into a semi-plan by means of the Schwarz-Christoffel transform. Next, steady flow elements are mapped accordingly to the domain transformation and consequently its formulas are modified suitably. Then, method of image gives boundary conditions in semi-plan. Transient flow elements due to Zaadnoordijk are considered. Mistakes in algebraic and computational aspects were corrected. Nevertheless, domain mappings are not performed to transient elements. Appliance of such elements to elonged aquifers is performed in an approximated manner with the method of image just upon the aquifer. After that, a hypothetic example is performed in order to analyze the new elements, given successful results. Then, a case study is developed in order to assess the impact due to a water supply system in the Barreiras aquifer, Rio Grande do Norte State, on Bonfim Lake. The model is calibrated, obtaining the recharge rate parameter equal to 24 mm/month, and then is used to evaluate water level depletion in Bonfim Lake. Water level changing in Bonfim Lake is given by the steady state flow 5.36 m down. Finally, a transient flow model is built in order to obtain water level changes due to recharge absence. According to results, recharge absence during two month long enlarges 0.5 m, approximately, water depletion in Bonfim Lake
 
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Batista2006.pdf (3.21 Mbytes)
Data de Publicação
2006-04-13
 
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