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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14169
Tipo do documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Modelagem e simulação do escoamento em aqüíferos livres sotopostos a zonas urbanas |
Título(s) alternativo(s): | Modeling and simulation of groundwater flow in the urban areas free sotopostos |
Autor(es): | Miranda, Michelle Crescêncio de |
Primeiro orientador: | Alamy Filho, José Eduardo |
Primeiro membro da banca: | Gesualdo, Francisco Antonio Romero |
Segundo membro da banca: | Schulz, Harry Edmar |
Resumo: | O presente trabalho aborda a modelagem matemática do escoamento de águas subterrâneas. E os fundamentos para elaboração de um modelo numérico que simule o escoamento em aquíferos não confinados, submetidos a singularidades como poços e córregos interconectados. O modelo visa à aplicação preferencial em zonas urbanas que apresentam poços tubulares distribuídos na sua área. São utilizadas aproximações numéricas com o objetivo de estimar as mudanças nas cotas piezométricas, os rebaixamentos do lençol freático e as velocidades de escoamento da água no aquífero, ocasionadas pelo bombeamento simultâneo de múltiplos poços. Neste trabalho, utilizou-se o método de diferenças finitas para tratamento numérico da equação diferencial governante. Neste contexto, todas as derivadas espaciais foram discretizadas por diferenças centrais de segunda ordem. Dois esquemas explícitos foram utilizados para o tratamento da derivada temporal: o esquema de Euler, de primeira ordem, e o esquema de Adams- Bashforth, de quarta ordem. Também foram utilizadas duas alternativas para modelação do termo sumidouro, que representa a extração de água pelos poços. Os resultados desses dois esquemas são comparados com um modelo híbrido que utiliza soluções analíticas em áreas pequenas, dentro do raio de influência dos poços e, nas outras áreas, uma solução numérica por diferenças finitas. A área de aplicação do modelo situa-se sob a malha urbana da cidade de Araguari (MG), nos domínios do aquífero Bauru. O modelo tem potencial de auxiliar as futuras diretrizes para a gestão de aquíferos livres sotopostos a zonas urbanas, para seu melhor aproveitamento, indicando possíveis lugares de saturação de explotação. |
Abstract: | This study discusses the mathematical modeling of groundwater flows, and the bases for the development of a numerical model that simulates the flow in unconfined aquifers, affected by singularities like wells and interconnected streams. The main application of the model is directed to urban areas with water wells. Numerical approximations are used to estimate changes of the piezometric levels, groundwater drawdowns and water flow rates in the aquifer caused by simultaneous pumping from multiple wells. In this study, we used the finite differences method for the numerical treatment of the differential governing equation. In this context, all spatial derivatives were discretized by central differences of the second order. Two explicit schemes were used for the treatment of the temporal derivative: the first order Euler scheme, and the fourth order Adams-Bashforth scheme. Two schemes were also used to model the sinks, that is the extraction of water by the wells. The results of these two schemes are compared with a hybrid model that uses analytical solutions in small areas within the radius of influence of the wells, a numerical solution in the remaining area. As a case study, the model is applied to our area situated in the urban fabric of the city of Araguari (MG), in the area of the Bauru aquifer. The model has the potential to help future guidelines for the management of the free aquifers underlying urban areas, intending its best use, and indicating possible saturation places of exploitation. |
Palavras-chave: | Aquífero livre Modelagem de escoamento Simulação computacional Groundwater Unconfined aquifers Flow modeling Computational simulation Águas subterrâneas Aquíferos Escoamentos - Simulação por computador |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
País: | BR |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Sigla da instituição: | UFU |
Departamento: | Engenharias |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil |
Referência: | MIRANDA, Michelle Crescêncio de. Modeling and simulation of groundwater flow in the urban areas free sotopostos. 2012. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.230 |
Identificador do documento: | https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.230 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14169 |
Data de defesa: | 26-Abr-2012 |
Aparece nas coleções: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil |
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