Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Roger Dias [UNESP]
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/235083
Resumo: A recarga subterrânea é um fluxo vital, visto que os recursos hídricos subterrâneos compreendem significativa parcela das reservas de água potável, além do abastecimento de água depender dos aquíferos, e estes sofrerem com crescentes depleções e contaminações. Há diversos fatores que precisam ser considerados na estimativa de recarga, e hoje temos diferentes técnicas que empregam distintos parâmetros nos cálculos. Ademais, as escalas de tempo e de espaço são cruciais dado que diferentes objetivos requerem estimativas de recarga em diferentes escalas de análise. O objetivo principal recai sobre compreender o comportamento do fluxo de recarga em aquíferos em diferentes escalas de análise, avaliando os métodos mais utilizados e propondo melhorias e/ou novos métodos, a partir de três estudos de caso: Aquífero Rio Claro, Sistema Aquífero Urucuia (SAU) e Sistema Aquífero Guarani (SAG). Para aquíferos locais, porosos e livres que apresentam grandes flutuações do NA, efeitos de trapeamento de ar não são negligenciáveis, assim recomenda-se o uso da porosidade preenchível no método WTF, descontando a fração volumétrica de ar trapeado, e modelagem numérica de fluxo com a discretização de uma camada quasi-saturada para estimativa de recarga. Para aquíferos livres de grande escala, com complexo e intenso uso e ocupação, é sugerido o uso de balanço hídrico e sensores remotos com foco na variação do armazenamento em detrimento da recarga apenas. Foram validados o GRACE e análises de tendências com Mann-Kendall e Sen’s slope. Em aquíferos de grande porte, parcialmente confinados, o emprego do WTF nas porções livres pode estimar a recarga total na área de afloramento, enquanto o fluxo de base estima a descarga local, valores que podem ser usados no balanço hídrico local. Já a recarga profunda é mais bem calculada, integralmente, com o emprego de simulação numérica tridimensional de fluxo acoplada a datações de águas subterrâneas, sendo validada em regime estacionário com o uso de particle tracking.
id UNSP_058fc5bebc5b063187bc53331c2d3844
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/235083
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológicaGroundwater recharge in aquifer systems at different scales: applied hydrogeological modelingRecarga de águas subterrâneasHidrogeologiaRecursos hídricosSimulação numérica de fluxoModelagem hidrogeológicaGroundwater rechargeHydrogeologyWater resourcesGroundwater modelingHydrogeology modelingA recarga subterrânea é um fluxo vital, visto que os recursos hídricos subterrâneos compreendem significativa parcela das reservas de água potável, além do abastecimento de água depender dos aquíferos, e estes sofrerem com crescentes depleções e contaminações. Há diversos fatores que precisam ser considerados na estimativa de recarga, e hoje temos diferentes técnicas que empregam distintos parâmetros nos cálculos. Ademais, as escalas de tempo e de espaço são cruciais dado que diferentes objetivos requerem estimativas de recarga em diferentes escalas de análise. O objetivo principal recai sobre compreender o comportamento do fluxo de recarga em aquíferos em diferentes escalas de análise, avaliando os métodos mais utilizados e propondo melhorias e/ou novos métodos, a partir de três estudos de caso: Aquífero Rio Claro, Sistema Aquífero Urucuia (SAU) e Sistema Aquífero Guarani (SAG). Para aquíferos locais, porosos e livres que apresentam grandes flutuações do NA, efeitos de trapeamento de ar não são negligenciáveis, assim recomenda-se o uso da porosidade preenchível no método WTF, descontando a fração volumétrica de ar trapeado, e modelagem numérica de fluxo com a discretização de uma camada quasi-saturada para estimativa de recarga. Para aquíferos livres de grande escala, com complexo e intenso uso e ocupação, é sugerido o uso de balanço hídrico e sensores remotos com foco na variação do armazenamento em detrimento da recarga apenas. Foram validados o GRACE e análises de tendências com Mann-Kendall e Sen’s slope. Em aquíferos de grande porte, parcialmente confinados, o emprego do WTF nas porções livres pode estimar a recarga total na área de afloramento, enquanto o fluxo de base estima a descarga local, valores que podem ser usados no balanço hídrico local. Já a recarga profunda é mais bem calculada, integralmente, com o emprego de simulação numérica tridimensional de fluxo acoplada a datações de águas subterrâneas, sendo validada em regime estacionário com o uso de particle tracking.Groundwater recharge is a vital flow, as groundwater resources comprise a significant portion of drinking water resources. In addition, water supply relies on aquifers, and those are currently suffering from increasing rates of depletion and contamination. There are several factors that need to be considered when estimating recharge, and nowadays we have different techniques that employ distinct parameters when calculating recharge. Furthermore, time and space scales are crucial as different goals require recharge at different scales. The main objective is to understand the behavior of the groundwater recharge in aquifers at diverse scales, evaluating the most used methods and proposing improvements and/or new methods, based on three case studies: Rio Claro Aquifer, Urucuia Aquifer System (UAS) and Guarani Aquifer System (GAS). For local aquifers, porous and unconfined, presenting great water table fluctuations, entrapped air effects are not negligible, so it is recommended to use fillable porosity in the WTF method, using the volumetric fraction of entrapped air, and numerical modeling with a quasi-saturated layer discretized to properly estimate recharge rates. For large-scale unconfined aquifers, with complex and intense use and land cover changes, water balance and remote sensing techniques are suggested, focused on water storage changes instead of only recharge. GRACE satellites and trend analysis were validated, also Mann-Kendall and Sen's slope analysis. In large and partially-confined aquifers, the use of WTF in unconfined portions can estimate total recharge fluxes in the outcrop areas, while the baseflow estimates the local discharge. Those values may be applied in the local water balance. Deep recharge, on the other hand, is better calculated, completely, with three-dimensional numerical simulation coupled with groundwater dating, being validated in steady state with the application of particle tracking technique.Universidade Estadual Paulista (Unesp)Kiang, Chang Hung [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Gonçalves, Roger Dias [UNESP]2022-06-08T16:23:30Z2022-06-08T16:23:30Z2022-06-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/23508333004137036P9porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2023-12-03T06:17:37Zoai:repositorio.unesp.br:11449/235083Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T19:25:44.152427Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
Groundwater recharge in aquifer systems at different scales: applied hydrogeological modeling
title Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
spellingShingle Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
Gonçalves, Roger Dias [UNESP]
Recarga de águas subterrâneas
Hidrogeologia
Recursos hídricos
Simulação numérica de fluxo
Modelagem hidrogeológica
Groundwater recharge
Hydrogeology
Water resources
Groundwater modeling
Hydrogeology modeling
title_short Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
title_full Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
title_fullStr Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
title_full_unstemmed Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
title_sort Estudo da recarga subterrânea de sistemas aquíferos em diferentes escalas: aplicações de modelagem hidrogeológica
author Gonçalves, Roger Dias [UNESP]
author_facet Gonçalves, Roger Dias [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Kiang, Chang Hung [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Gonçalves, Roger Dias [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Recarga de águas subterrâneas
Hidrogeologia
Recursos hídricos
Simulação numérica de fluxo
Modelagem hidrogeológica
Groundwater recharge
Hydrogeology
Water resources
Groundwater modeling
Hydrogeology modeling
topic Recarga de águas subterrâneas
Hidrogeologia
Recursos hídricos
Simulação numérica de fluxo
Modelagem hidrogeológica
Groundwater recharge
Hydrogeology
Water resources
Groundwater modeling
Hydrogeology modeling
description A recarga subterrânea é um fluxo vital, visto que os recursos hídricos subterrâneos compreendem significativa parcela das reservas de água potável, além do abastecimento de água depender dos aquíferos, e estes sofrerem com crescentes depleções e contaminações. Há diversos fatores que precisam ser considerados na estimativa de recarga, e hoje temos diferentes técnicas que empregam distintos parâmetros nos cálculos. Ademais, as escalas de tempo e de espaço são cruciais dado que diferentes objetivos requerem estimativas de recarga em diferentes escalas de análise. O objetivo principal recai sobre compreender o comportamento do fluxo de recarga em aquíferos em diferentes escalas de análise, avaliando os métodos mais utilizados e propondo melhorias e/ou novos métodos, a partir de três estudos de caso: Aquífero Rio Claro, Sistema Aquífero Urucuia (SAU) e Sistema Aquífero Guarani (SAG). Para aquíferos locais, porosos e livres que apresentam grandes flutuações do NA, efeitos de trapeamento de ar não são negligenciáveis, assim recomenda-se o uso da porosidade preenchível no método WTF, descontando a fração volumétrica de ar trapeado, e modelagem numérica de fluxo com a discretização de uma camada quasi-saturada para estimativa de recarga. Para aquíferos livres de grande escala, com complexo e intenso uso e ocupação, é sugerido o uso de balanço hídrico e sensores remotos com foco na variação do armazenamento em detrimento da recarga apenas. Foram validados o GRACE e análises de tendências com Mann-Kendall e Sen’s slope. Em aquíferos de grande porte, parcialmente confinados, o emprego do WTF nas porções livres pode estimar a recarga total na área de afloramento, enquanto o fluxo de base estima a descarga local, valores que podem ser usados no balanço hídrico local. Já a recarga profunda é mais bem calculada, integralmente, com o emprego de simulação numérica tridimensional de fluxo acoplada a datações de águas subterrâneas, sendo validada em regime estacionário com o uso de particle tracking.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-06-08T16:23:30Z
2022-06-08T16:23:30Z
2022-06-03
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11449/235083
33004137036P9
url http://hdl.handle.net/11449/235083
identifier_str_mv 33004137036P9
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808129065943564288