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  • 1

    PHD2307 - Hidrologia Aplicada

    guas Subterrneas (2)

    Prof. Dr. Kamel Zahed Filho

    Prof. Dr. Renato Carlos Zambon

  • 2

    rea de recarga doaqufero confinado

    superfcie piezomtricado aqufero confinado

    aqufero confinado

    lenol fretico

    aqufero confinado

  • 3

    Nvel esttico

    Nvel dinmico

    Explorao de guas SubterrneasPoos Tubulares

  • 4

    Cone de Depresso

  • 5

    Aqufero fretico: a linha

    piezomtrica coincide

    com a superfcie de

    saturao (lenol fretico)

    Cone de Depresso

    Aqufero confinado: est

    sempre saturado, a linha

    piezomtrica est sempre

    acima do limite do

    aqufero

  • 6

    Sed

    imen

    tos

    Ro

    cha

    Fis

    sura

    da

    Poo ProfundoExemplo

    Proteo

    Revestimento

    Filtro

    Pr filtro

    Bomba

  • 7

    Explorao de Poos Profundos em Regime no Permanente

    Charles Vernon Theis (1900-1987)

    United States Geological Service (1935)

  • 8

    Produo de um poo: Frmula de Theis

    Regime no permanente Aqufero confinado Vazo Q usualmente em m/h Quanto maior a vazo Q maior a depresso do cone Quanto mais tempo bombeia maior a depresso do cone

    Q= f(z, t)

    A funo definida quando se conhecem dois parmetros bsicos:

    T: transmissividade do aqfero e

    S: coeficiente de armazenamento do aqufero

  • 9

    Transmissividade

    T = K . Y

    T: transmissividade do aqfero (m/dia)

    Y: espessura do aqufero (m)

    K: condutividade hidrulica (m/dia)

    camada confinante

    Y (aqufero confinado)

  • 10

    COEFICIENTE DE ARMAZENAMENTO S

    Coeficiente de armazenamento S o volume de gualiberado por uma unidade de rea do aqufero quando alinha piezomtrica abaixa 1 m

    Aquferofretico

    Coeficiente de Armazenamento

    coeficiente de armazenamento S o volume de gua liberado por unidade de rea do aqufero quando a linha piezomtrica abaixa 1 m

  • 11

    Aquferofretico

    Coeficiente de Armazenamento

    coeficiente de armazenamento S o volume de gua liberado por unidade de rea do aqufero quando a linha piezomtrica abaixa 1 m

    Aquferoconfinado

  • 12

    Equao do Poo de Theis

    uWT

    Qz

    4

    W(u) no pode ser integrada explicitamente...

    O desenvolvimento em srie resulta:

    onde:

    tzfQ ,

    ...!33!22

    )ln(5772,0)(32

    uuuuuW

    tT

    Sru

    4

    2

  • 13

    Equao Simplificada

    Quando u pequeno (u

  • 14

    Frmula de Theis Simplificada

    z: rebaixamento em um poo de observao (m) T: transmissividade (m/dia) S: coeficiente de armazenamento (-) r: distncia ao poo de observao (m) t: tempo contnuo de bombeamento (dia)

    tT

    Sr

    T

    Qz

    4ln5772,0

    4

    2

  • 15

    Aplicaes Prticasda Frmula de Theis

    Clculo da produo e do rebaixamento de poos (problema direto)

    Ensaio de bombeamento para determinao dosparmetros T e S (problema inverso)

  • 16

    Exemplo: Clculo da produo e do rebaixamento de poos (problema direto)

    T = 20 m x 15 m/dia = 300 m/dia

    7,94

    2500 m/dia x 7,94 4 x x 300 m/dia

    Z= = 5,2 m

    2500 m/dia =104 m/h = 29 l/s

    Um poo est localizado em um aqufero cuja conditividade hidrulica de 15 m/dia e o coeficiente de armazenamento 0,005. O aqufero tem 20 m de espessura e est sendo bombeado com uma vazo constante de 2500 m/dia. Qual o rebaixamento a uma distncia de 7 m do poo aps um dia de bombeamento?

    tT

    Sr

    T

    Qz

    4ln5772,0

    4

    2

  • 17

    Determinar T e S a partir de um conjunto de observaes de Z ao longo do tempo t, para uma vazo constante Q

    Ensaio de bombeamento para determinao dos parmetros T e S (problema inverso)

    tT

    Sr

    T

    Qz

    4ln5772,0

    4

    2

  • 18

    Soluo

    Adotar valores iniciaisde T e S na equao:

    Utilizar o solver para determinar T e S

    tT

    Sr

    T

    Qz

    4ln5772,0

    4

    2

  • 19

    Problemas oriundos da superexplorao de aquferos

    Interferncia no regime de poos vizinhos

    Adensamento de camadas subterrneas

    Intruso salina

    Agravamento de problemas de poluio

  • 20

    Menor produo e/ou

    Maior consumo de energia

    Poo seco

    Super explorao

    Interferncia no regimede poos vizinhos

  • 21

    Adensamento de camadas subterrneas

  • 22

    Adensamento de camadas subterrneas

  • 23

    Intruso salina

    Poo passa a

    bombear gua

    salobra

  • 24

    stress na vegetao freatfita compactao de aqferos

    reduo da transmissibilidade

    bombeamento e custos crescentes

    rendimento dos poos decrescente

    fluxo base e fontes decrescentes

    INTERFERNCIA

    REVERSVEL

    intruso de gua salgada

    ingresso de gua contaminada

    assentamento do terreno e impactos relacionados

    DETERIORAO

    IRREVERSVEL

    Problemas oriundos da superexplorao de aquferos

  • 25

    A contaminao ou a superexplorao de

    um afeta o outro

    A descarga das guas subterrneas mantm corpos de gua superficiais

  • 26

    Modelo Matemtico: bombeamento e interferncia entre poos (vista de baixo para cima)

    20

    40

    60

    80

    0

  • 27

    Contaminao dasguas Subterrneas

    cada vez mais frequente a descoberta de reas contaminadas de aquferos no pas, mas a maior parte dele ainda apresenta boa qualidade de suas guas.

    O controle de fontes tem sido

    um dos meios mais eficazes de reduzir este risco de contaminao

    de aqferos.

  • 28

    Fontes de contaminao mais comuns em solos e gua

    subterrnea nos Pases Baixos (baseado em 506 casos)

    Fontes de contaminaoFrequncia

    (%)

    Posto de servio 28

    Lixo e aterros sanitrios 21

    Contaminao por leo 8

    Manejo de produtos qumicos 7

    Indstria de galvanoplastia 6

    Indstria de metais 6

    Pintura 5

    Garages 3

    Outros (limpeza de embarcaes; indstria madeireira; limpeza a seco; txteis )

    < 1

    (Duijvernboaden 1985)

  • 29

    Contaminao por sistema de saneamento in situ

    Fossa spticaou negra

    Plumacontaminante

  • 30

    Fontes potenciais de contaminao urbana

    lixo vazamentorede de esgoto

    lagoa detratamento

  • 31

    AgrotxicosEmbalagens usadas de agrotxico

    Fertilizantenitrogenado

  • 32

    Fontes potenciais de origem industrial

    Efluentes lquidos

    Resduos slidosMatria prima

    Injeo de efluentes

  • 33

    Reutilizao de reasabandonadas contaminadas

    Um dos grandes problemas nas reas urbanas o re-uso de terrenos ocupados por antigas reas poluentes. A contaminao do solo e das guas subterrneas muitas vezes no analisada, pondo em risco a populao ou usurio do servio.

    Existem 4238 reas industriais abandonadas e cadastradas na RMSP, dos quais 2076 tm potencial poluidor (1997).

    A CETESB aponta 255 reas no Estado de So Paulo

  • 34

    Curvas de nvel (m)

    Drenagens

    Rodovias principais

    Estradas secundrias

    Ferrovia

    Cota topogrfica

    60

    70

    80

    90

    Ano de 2000

    1:10.000

    0 100 200 300 m

    FIGURA 6.3

    rea urbana de Urnia nas dcadas de:

    Curvas de nvel (m)

    Drenagens

    Rodovias principais

    Estradas secundrias

    Ferrovia

    Cota topogrfica

    60

    70

    80

    90

    Ano de 2000

    1:10.000

    0 100 200 300 m

    FIGURA 6.3

    rea urbana de Urnia nas dcadas de:

    Municpio de Urnia (SP): evoluo do uso territorial

  • 35

  • 36

    Antes de 1980: a poro rasa do aqfero era contaminado por sistemas de saneamento in situ

  • 37

    Hoje: A poro superficial continua contaminada, embora haja rede de esgoto

  • 38

    O problema atingir a poro profunda do aqfero?

  • 39

    Ou somente a diluio resolver o problema..