Cadeias de Markov aplicadas à definição de camadas litológicas para modelos numéricos de fluxo de águas subterrâneas

• Autor(a) principal: Grossi, Rodrigo Maciel
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-15032021-105715/
• topic: Geoestatística; Geostatistics, Markov chains of transitional probabilities, Sedimentology, Heterogeneity and anisotropy, Groundwater modelling, Stochastic simulation; Modelagem numérica de fluxo e águas subterrâneas; Probabilidades de transição; Sedimentologia; Simulação estocástica

Um modelo numérico de fluxo de águas subterrâneas adquire reconhecimento como ferramenta de trabalho, ou simplesmente como uma ferramenta que ajuda a estruturar o raciocínio, na mesma medida de sua desenvoltura em lidar com o grande número de variáveis que se julgue partes complementares de um problema complexo, tais como todas aquelas relacionadas à gestão de passivos ambientais identificados em determinada porção de um aquífero. Esta pesquisa procura discutir as premissas utilizadas na definição do arcabouço geológico de uma simulação de fluxo, tendo como linha mestra de orientação a aptidão das cadeias de Markov como uma técnica estocástica ou probabilística de interpolação com superiores resultados em relação às abordagens tradicionais, das inferências geológicas manuais às técnicas determinísticas baseadas na variância espacial. O modelo numérico desenvolvido simula a retenção de partículas por uma barreira hidráulica nos contextos determinístico e estocástico-markoviano, para dados de uma área localizada no município de Guarulhos, São Paulo, região formada por depósitos sedimentares de reconhecidas altas taxas de heterogeneidade e anisotropia deposicional. Acredita-se que foram alcançados bons resultados para as realizações equiprováveis de blocos-diagrama advindas do entendimento e aplicação prática do algoritmo Tprogs, cujo funcionamento é calcado em uma análise dual de princípios tanto matemáticos, da geoestatística, quanto geológicos, da sedimentologia. De um mesmo modelo numérico de fluxo colocado sob iguais premissas de funcionamento, porém com a exclusiva variação da distribuição espacial, tridimensional, de suas camadas litológicas nas abordagens determinística (MBDD) e estocástica (MBDE), observou-se uma marcada diferença na componente vertical do traçado das partículas. Ao contrário da primeira abordagem determinística, a tendência de maior horizontalidade ou mais forte suporte das partículas no modelo estocástico-markoviano demonstrou, neste contexto, ser a melhor, senão a única opção para o dimensionamento da barreira hidráulica. Cômputos finais dentre as respostas equiprováveis de 20 simulações MBDE, à crescentes incrementos de vazões de bombeamento, indicaram incrementos na eficácia da captação das partículas. De uma curva de probabilidades, de 56% para 72 m3 /dia, 69% para 78 m3/dia e 94% para 84 m3/dia, estimou-se que 100% das partículas devam ser captadas por uma barreira hidráulica mínima, mais eficaz, com vazão total de 96 m3 /dia.