Uma contribuição ao estudo da interação rio-aquífero em áreas tropicais, utilizando a temperatura como traçador
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-17042024-171257/ |
Resumo: | A temperatura como um traçador natural para estudos da interação rio-aquífero vem sendo bastante utilizada nos últimos anos, considerando o desenvolvimento da tecnologia de medição distribuída de temperatura (Distributed Temperature Sensing - DTS). A partir do uso de cabos de fibra ótica como sensores instalados ao longo de uma determinada extensão, busca-se verificar mudanças no padrão de temperatura da água superficial, resultantes da sua interação com as águas subterrâneas. Entender tais mudanças em ambientes tropicais e se estas representam descargas de águas subterrâneas rasas (fluxos na zona hiporreica) ou descargas de águas subterrâneas profundas, ainda são desafios científicos. Neste contexto, este trabalho buscou avaliar o potencial do uso da temperatura como ferramenta de identificação e caracterização da interação rio aquífero, em uma bacia hidrográfica tropical, inserida em região de afloramento do Sistema Aquífero Guarani (SAG). Adicionalmente, com o uso de diferentes técnicas de visualização, análise estatística e de agrupamento de dados, buscou-se classificar a ocorrência dos fluxos decorrentes desta interação, em termos de profundidade de origem, estabelecendo-se métricas iniciais para esta classificação, a partir de dados de temperatura. Os resultados obtidos permitiram concluir que o monitoramento da temperatura da água com a fibra ótica é efetivo para a determinação dos locais de ocorrência de interação rio-aquífero, mesmo com os efeitos da variação sazonal da temperatura. Notou-se que, em bacias tropicais, as zonas de interação se apresentam preponderantemente como zonas quentes, se diferenciando do comportamento comumente observado em bacias de áreas temperadas. As metodologias propostas para separação dos fluxos de águas rasas e dos fluxos de águas profundas apresentaram resultados convergentes e consistentes, o que realçam a eficácia da temperatura como traçador para os estudos da interação rio-aquífero em áreas tropicais. |
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Uma contribuição ao estudo da interação rio-aquífero em áreas tropicais, utilizando a temperatura como traçadorA contribution to the study of groundwater-surface water interaction in tropical areas, using temperature as a tracerdistributed temperature sensingfiber opticsfibra óticagroundwater-surface water interactionGuarani Aquifer Systeminteração rio-aquíferomedição distribuída de temperaturasazonalidadeseasonalitySistema Aquífero GuaraniA temperatura como um traçador natural para estudos da interação rio-aquífero vem sendo bastante utilizada nos últimos anos, considerando o desenvolvimento da tecnologia de medição distribuída de temperatura (Distributed Temperature Sensing - DTS). A partir do uso de cabos de fibra ótica como sensores instalados ao longo de uma determinada extensão, busca-se verificar mudanças no padrão de temperatura da água superficial, resultantes da sua interação com as águas subterrâneas. Entender tais mudanças em ambientes tropicais e se estas representam descargas de águas subterrâneas rasas (fluxos na zona hiporreica) ou descargas de águas subterrâneas profundas, ainda são desafios científicos. Neste contexto, este trabalho buscou avaliar o potencial do uso da temperatura como ferramenta de identificação e caracterização da interação rio aquífero, em uma bacia hidrográfica tropical, inserida em região de afloramento do Sistema Aquífero Guarani (SAG). Adicionalmente, com o uso de diferentes técnicas de visualização, análise estatística e de agrupamento de dados, buscou-se classificar a ocorrência dos fluxos decorrentes desta interação, em termos de profundidade de origem, estabelecendo-se métricas iniciais para esta classificação, a partir de dados de temperatura. Os resultados obtidos permitiram concluir que o monitoramento da temperatura da água com a fibra ótica é efetivo para a determinação dos locais de ocorrência de interação rio-aquífero, mesmo com os efeitos da variação sazonal da temperatura. Notou-se que, em bacias tropicais, as zonas de interação se apresentam preponderantemente como zonas quentes, se diferenciando do comportamento comumente observado em bacias de áreas temperadas. As metodologias propostas para separação dos fluxos de águas rasas e dos fluxos de águas profundas apresentaram resultados convergentes e consistentes, o que realçam a eficácia da temperatura como traçador para os estudos da interação rio-aquífero em áreas tropicais.Temperature as a natural tracer for groundwater-surface water interaction studies has been widely used in recent years, considering the development of distributed temperature measurement technology (Distributed Temperature Sensing - DTS). Using fiber optic cables as sensors installed along a certain length the aim is to verify changes in the temperature pattern of surface water as a result of its interaction with groundwater. Understanding such changes in tropical environments and whether they represent shallow groundwater discharges (flows in the hyporheic zone) or deep groundwater discharges are scientific challenges. In this context, this work sought to evaluate the potential of using temperature as a tool for identifying and characterizing groundwater-surface water interaction in a tropical river basin located in the outcrop region of the Guarani Aquifer System (SAG). Additionally, using different visualization techniques, statistical analysis, and data grouping, we sought to classify the occurrence of flows resulting from this interaction in terms of depth of origin, establishing initial metrics for this classification based on temperature data. The results allowed us to conclude that monitoring water temperature with optical fiber is efficient for determining the locations where interactions occur, even with the effects of seasonal temperature variation. The interaction zones are predominantly hot, differing from the behavior commonly observed in basins in temperate areas. The proposed methodologies for separating shallow and deep water flows presented convergent and consistent results, featuring the effectiveness of temperature as a tracer for groundwater-surface water interaction studies in tropical areas.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPWendland, Edson CezarReis, Alan2023-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-17042024-171257/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-04-24T19:36:03Zoai:teses.usp.br:tde-17042024-171257Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-04-24T19:36:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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