Deslocamento vertical causado pela influência hidrológica na Bacia Amazônica
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| Data de Publicação: | 2022 |
| Tipo de documento: | Tese |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Institucional da UnB |
| Texto Completo: | https://repositorio.unb.br/handle/10482/43389 |
Resumo: | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2022. |
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Ferreira, LavoisianeMarotta, Giuliano Sant'Anna2022-04-12T17:27:19Z2022-04-12T17:27:19Z2022-04-122022-01-19FERREIRA, Lavoisiane. Deslocamento vertical causado pela influência hidrológica na Bacia Amazônica. 2022. 98 f., il. Tese (Doutorado em Geociências Aplicadas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.https://repositorio.unb.br/handle/10482/43389Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2022.Os efeitos de carga hidrológica são causados, principalmente, pelo fluxo de massa d’água entre continentes e oceanos, modificando sazonalmente o posicionamento das estações GNSS e o campo gravitacional. Portanto, diversos estudos têm buscado estabelecer a relação entre sinais gravimétricos e de posicionamento para o estudo de carga hidrológica em diferentes escalas (global, regional e local). Neste trabalho, foi realizado um estudo em nível regional, na Bacia Amazônica, e em nível local, em Manaus. Os estudos dessas deformações visam, principalmente, analisar e modelar a relação entre as variáveis que influenciam a carga hidrológica (umidade do solo, águas superficiais, subterrâneas) e o sinal de movimento vertical medido na superfície terrestre, ao longo do tempo. Na região da Bacia Hidrográfica Amazônica, realizou-se um estudo com a análise das variáveis citadas acima e também com outras, como a topografia, tipo de solo e geologia, as quais podem influenciar tanto na distribuição quanto no movimento de massa decorrente do ciclo hidrológico e que, por sua vez, refletem nas variações de deslocamento/deformação atribuídas à ação dos efeitos de carga. Além disso, as observações de deslocamento em estações GNSS foram comparadas ao modelo de deformação hidrológica baseado: a) no TWS dos dados GRACE; e b) em simulações de alta resolução do Land Surface Discharge Model (LSDM). Os resultados do modelo de deformação hidrológica baseado no LSDM mostraram como as estações GNSS podem ser influenciadas principalmente por variações locais de grande magnitude, como rios, o que não foi possível observar no modelo de deformação hidrológica baseado no TWS, devido à limitação na resolução dos dados. Além disso, os resultados demonstraram que a variação de amplitude do deslocamento vertical depende da natureza geológica da região, ou seja, se é dominada por rochas sedimentares ou ígneas/metamórficas. Então, há sua influência no resultado de deslocamento vertical associado á carga hidrológica, pois espessas camadas de rochas sedimentares, porosas e permeáveis acumulam grandes volumes de água, levando à relevante carga hidrológica sazonal e, conseqüentemente, desempenham um papel significativo no deslocamento vertical da superfície. No centro da Bacia Amazônica, foi utilizada a microgravimetria, para obter mais informações sobre o ciclo hidrológico local, nas estações chuvosas (dezembro-maio) e de seca (junho-novembro), durante um ano de seca (2016) e inundação (2017). Mudanças de gravidade medidas por gravímetros de alta precisão podem ser utilizadas para monitorar a variação de água numa região ao redor da estação. Assim, os gravímetros têm sido utilizados para estudos hidrológicos em escala local, para se estudar a variação de água subterrânea, umidade do solo, chuva ou cobertura de neve. Estudos em escala local podem revelar mais sobre o comportamento do ciclo hidrológico e fornecer um melhor entendimento sobre as diferentes fontes dos componentes do balanço hídrico. Resultados de modelagem 3D da influência gravitacional do rio mostraram que o rio Negro não está influenciando a variação da gravidade medida pelo gravímetro, a 7 km da borda mais próxima do rio. Estimou-se a água subterrânea usando a variação dos dados de gravidade e caracterizou-se o comportamento do ciclo hidrológico local, descrevendo as contribuições relativas á variação fluvial, umidade do solo, precipitação, evapotranspiração e água subterrânea, destacando as conexões entre essas variáveis. Os resultados mostraram a conexão entre as variações das águas subterrâneas e as águas superficiais, como rios.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Hydrological loading effects are caused, mainly, by water mass movement between continents and oceans, seasonally modifying the positioning of GNSS stations and the gravity field. Therefore, several studies have sought to establish the relationship between gravimetric and positioning signals for the study of hydrological loading at different scales (global, regional, and local). In this work, a study was carried out at the regional level, in the Amazon Basin, and at the local level, in Manaus. Studies of these deformations aim, mainly, to analyze and model the relationship between the variables that influence the hydrological loading (soil moisture, surface water, groundwater) and the signal of vertical movement measured on the earth's surface, over time. In the Amazon River Basin region, this study was carried out with the aforementioned variables and also with others, such as topography, soil type, and geology, which can influence both the distribution and the mass movement resulting from the hydrological cycle and which, in turn, reflect on the displacement/deformation variations attributed to the action of loading effects. In addition, observations of displacement at GNSS stations are compared to: a) hydrologic deformation model based on the TWS from GRACE data; and b) high-resolution hydrologic deformation model based on Land Surface Discharge Model (LSDM) water mass simulations. Results of the hydrologic deformation model based on LSDM show how the GNSS stations can be influenced mainly by local water variations with a high magnitude, such as rivers, which, it was not possible to observe in the hydrological deformation model based on the TWS due to the limitation in the resolution data. I show that amplitude variation of vertical displacement depends on the region's geological nature, i.e., whether it is dominated by sedimentary or igneous/metamorphic rocks. It influences the vertical displacement associated with the hydrologic loading, because porous and permeable thick sedimentary rocks accumulate large volumes of water, leading to extensive seasonal hydrologic loading and, consequently, play a significant role in vertical crustal displacement. In the center of Amazon Basin, I am using microgravimetry, being the first time applied in Manaus, to obtain more information about the local hydrological cycle, in the rainy (December-May) and dry (June-November) seasons, during drought (2016), and flood (2017) years. Gravity changes measured by high precision gravimeters can be used to monitor changes in water-land distribution in the vicinity of the station. Thus, gravity meters have been widely used for studies of hydrological effects on the local scale such as groundwater, soil moisture, rainfall, or snow covering. Studies at the local scale can reveal more about the behavior of the hydrological cycle and provide a better understanding of the connections between different components of the water balance in the Amazon basin. 3D model results of the river's influence on the anomalous gravitational field shows that the Negro river is not influencing the gravity variation measured by the gravimeter, 7 km from the nearest edge of the river. I estimate the groundwater using the gravity data variation and characterized the behavior of the local hydrological cycle, describing the relative contributions of fluvial height, soil moisture, precipitation, evapotranspiration and groundwater and highlighting the connections between these variables. Results show the connection between groundwater variations and surface water, as rivers.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessDeslocamento vertical causado pela influência hidrológica na Bacia Amazônicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisDeslocamento verticalCarga hidrológicaGravimetriaÁguas subterrâneasporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2022_LavoisianeFerreiradeSouza.pdf2022_LavoisianeFerreiradeSouza.pdfapplication/pdf26184821http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/43389/1/2022_LavoisianeFerreiradeSouza.pdfc89ed97c938a059778bcdee2d79f379bMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/43389/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/433892023-07-10 10:24:05.177open accessoai:repositorio2.unb.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2023-07-10T13:24:05Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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