Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21223
Tipo do documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Desenvolvimento da ferramenta computacional Fratcond, para modelagem de aquíferos fraturados, utilizando redes de fraturas discretas e condutos equivalentes
Título(s) alternativo(s): FratCond computational tool development, for fractured aquifers modeling using discrete fracture networks and equivalent pipes.
Autor(es): Reis, Alan
Primeiro orientador: Alamy Filho, José Eduardo
Primeiro membro da banca: Wendland, Edson Cezar
Segundo membro da banca: Pereira, Carlos Eugênio
Resumo: A Formação Serra Geral, no Sul e Sudeste do Brasil, e o Embasamento Cristalino, na região Nordeste do Brasil, são exemplos de estruturas geológicas que abrigam aquíferos fraturados, sobre os quais existem diversos poços tubulares para fins de abastecimento público e de uso nas atividades agrícolas e industriais. Apesar deste uso comum, a modelagem do escoamento neste tipo de aquífero ainda é pouco estudada no Brasil. Diferentes formas de representação dos aquíferos fraturados já são vistas na literatura internacional. Uma destas é o modelo de redes de fraturas discretas, que visa representar o meio rochoso fraturado, detalhando a localização e a geometria das descontinuidades, onde a água tende a transitar com maior facilidade. A modelagem das redes de fraturas discretas geralmente requer a solução das equações de escoamento em redes tridimensionais formadas por discos, polígonos regulares ou por redes de condutos unidimensionais equivalentes. Este último modelo apresenta grande vantagem computacional, ao reduzir a quantidade de variáveis a serem determinadas e representando adequadamente o fenômeno estudado, tanto em termos de escoamento quanto de transporte de contaminantes. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo apresentar a ferramenta computacional FratCond, desenvolvida em MATLAB, para a modelagem de aquíferos fraturados. Tal ferramenta é capaz de gerar estocasticamente uma rede de fraturas discretas, a partir de dados estatísticos das principais variáveis descritivas do sistema fraturado em análise. A modelagem hidráulica, em termos de escoamento permanente, utiliza o conceito de condutos unidimensionais equivalentes, obtidos após a geração das fraturas, e permitindo a obtenção de cargas hidráulicas e vazões nas descontinuidades. Os resultados, obtidos a partir de um exemplo hipotético, demonstram as várias potencialidades da ferramenta desenvolvida, possibilitando uma análise completa dos aquíferos fraturados, tanto em termos de geometria quanto de características hidráulicas.
Abstract: The Serra Geral Formation, in the South and Southeast Brazilian regions, and the Crystalline Basin, in the Northeast Brazilian region, are examples of geological structures that shelts fractured aquifers, where there are tubular wells with the purpose of public supply and for use in agricultural and industrial activities. Despite this ordinary use, flow modelling of this aquifer type is poorly researched in Brazil. Different representation forms of fractured aquifers are already seen in the international literature. One of these is the discrete fracture network model (DFN), which aims to accurately represent the fractured rocky environment, detailing the discontinuities location and geometry, where water tends to transit more easily. The modeling of discrete fracture networks usually requires the solution of the flow equations in three-dimensional networks formed by discs, regular polygons or by networks of 1D equivalent pipes. The latter model presents computational advantage, by reducing the quantity of variables to be determined and adequately representing the phenomenon studied, both in terms of flow and transport. In this sense, this work has as objective to present the computational tool FratCond, developed in MATLAB, for fractured aquifers modeling. This tool is able to stochastically generate a network of discrete fractures, based on statistical data of the main descriptive variables of the fractured system under analysis. The hydraulic modeling, in terms of steady flow, uses the concept of 1D equivalent pipes, obtained after the fractures generation, and allowing to obtain the total pressure and the flow rates in the discontinuities. The results, obtained from a hypothetical example, show the various potentialities of the developed tool, allowing a complete analysis of the fractured aquifers, both in terms of geometry and hydraulic characteristics.
Palavras-chave: Aquíferos fraturados
Geração de fraturas
Redes de fraturas discretas
Modelagem numérica
Condutos equivalentes
Fractured Rocks
Discrete Fracture Network (DFN)
Fracture Generator
Numerical modelling
1D equivalent pipes
Engenharia civil
Aquíferos
Recursos hídricos
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS::AGUAS SUBTERRANEAS E POCOS PROFUNDOS
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Referência: REIS, Alan. Desenvolvimento da ferramenta computacional Fratcond, para modelagem de aquíferos fraturados, utilizando redes de fraturas discretas e condutos equivalentes. 2018. 220 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.
Identificador do documento: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1115
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21223
Data de defesa: 21-Mar-2018
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