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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Construção de um modelo computacional para simulação do transporte de poluentes em aquíferos
Alternate title (s): Construction of a computational model to simulate the transport and flow of pollutants e in aquifers
Author: Ghelli, Carolina Angélica
First Advisor: Alamy Filho, José Eduardo
First member of the Committee: Formiga, KlebberTeodomiro Martins
Second member of the Committee: Silva, Alice Rosa da
Summary: Devido ao aumento considerável da vulnerabilidade dos aquíferos, cresce a preocupação principalmente pelos municípios que dependem exclusivamente de água subterrânea para seu abastecimento. Com isso há necessidade de se prever a identificação da fonte de poluição e o movimento dos poluentes nos aquíferos. Portanto o objetivo deste trabalho foi apresentar um modelo computacional com intuito de simular o transporte de poluentes em aquíferos. Para isso, foi utilizado o Método de Diferenças Finitas para o tratamento numérico da equação advecção-dispersão, onde a discretização dos termos advectivos foi realizada por diferenças progressivas e regressivas em função das velocidades de escoamento e para os termos difusivos a discretização se deu por diferenças centrais de segunda ordem. No tratamento das derivadas temporais, utilizou-se o esquema totalmente implícito. Para resolução do sistema linear que leva ao cálculo do campo de concentrações foi utilizado o método iterativo dos Gradientes Bi-conjugados Estabilizado e Précondicionado. O modelo foi desenvolvido em linguagem de programação aplicada a planilhas eletrônicas e os resultados, apresentados em forma de gráficos, foram gerados no software Surfer 10. Foram realizadas simulações aplicadas a fontes pontuais únicas e pontuais lineares. Realizou-se a simulação da equação analítica apresentada por Bear (1979) com objetivo de comparar com os resultados encontrados nas simulações do modelo desenvolvido e uma simulação baseada em uma área real, considerando poços de explotação e injeção para remediação de aquíferos. Os resultados das simulações apresentam a evolução da pluma de poluentes com o decorrer do tempo, os valores das concentrações e indica que o transporte de poluentes em aquíferos é influenciado pela direção e sentido do fluxo subterrâneo.
Abstract: Due to the considerable increase in the vulnerability of aquifers, the concern is growing mainly by municipalities that relies exclusively on groundwater for their supply. With this, it is necessary to predict the identification of the source of pollution and the movement of the pollutants in the aquifers. Therefore, the objective of this project was to show a computational model with the intention on simulating the transport of pollutants in aquifers. For this, the Finite Differences Method was used for the numerical treatment of the advection-dispersion equation, where the discretization of the advective terms was performed by progressive and regressive differences as a function of the flow velocities and for the diffusive terms the discretization was given by second order central differences. In the treatment of temporal derivatives, the totally implicit scheme was used. For the resolution of the linear system that leads to the calculation of the concentration field, the iterative method of Stabilized and Preconditioned Bi-conjugate Gradients was used. The model was developed in programming language applied to spreadsheets and the results, presented in graph form, were generated in Surfer 10 software. Simulations were applied to single and linear punctuals source. Were performed a simulation of the analytical equation presented by Bear (1979) in order to compare with the results found in the simulations of the developed model and a simulation based on a real area, considering wells of exploitation and injection for remediation of aquifers. The results of the simulations show the evolution of the pollutant plume over time, the concentration values and indicates that the transport of pollutants in aquifers is influenced by the direction of the underground flow.
Keywords: Água subterrânea
Modelagem matemática
Modelagem computacional
Transporte de poluentes
Simulação computacional
Aquífero
Groundwater
Mathematical modeling
Pollutant transport
Computer simulation
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDROLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: GHELLI, Carolina Angélica. Construção de um modelo computacional para simulação de escoamento e do transporte de poluentes em aquíferos. 2018. 120 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021.Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.6026
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.6026
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31606
Date of defense: 27-Mar-2018
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