Modelos geológicos estocásticos 3D e interface para modelos de simulação de fluxo: aplicação à área subjacente da antiga fábrica da SPEL

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Geológica (Georrecursos)

A modelação do fluxo em sistemas aquíferos num simulador dinâmico é um exemplo onde podem ser utilizados modelos geoestatísticos, nomeadamente na delimitação vertical dos sistemas aquíferos e atribuição local de propriedades hidráulicas. No entanto, a interface entre estes 2 modelos é condicionada pela resolução espacial. Enquanto os modelos estocásticos geológicos podem ser definidos em malhas constituídas por milhões de blocos, os modelos de simulação dinâmica encontram-se limitados às dezenas de milhares de blocos. O presente trabalho tem como principal objectivo a implementação de uma metodologia que faça a integração optimizada entre os modelos geológicos estocásticos de alta resolução (modelos geoestatísticos) e os modelos de simulação de sistemas aquíferos (modelo hidrogeológico). A solução apresentada centra-se na realização de um modelo geológico de alta resolução, tirando partido de algoritmos geoestatísticos e ulterior adaptação optimal (upscaling) para uma malha de maior dimensão. A metodologia implementada subdivide-se em duas etapas principais. Numa primeira etapa realiza-se a construção de um modelo geológico 3D das litologias por simulação sequencial da indicatriz (SSI). No algoritmo SSI foram inseridas, simultaneamente,2 condicionantes, o que constitui uma das inovações deste trabalho: i) correcção às médias locais, respeitando a complexidade geológica da área e a ocorrência vertical de litogrupos, e ii) histograma das transições entre litogrupos na direcção vertical, obrigando a que as regras de transição entre troços dos dados experimentais fosse respeitada. Na segunda etapa faz-se a adaptação / simplificação optimal do modelo. Para tal, definiram-se as principais unidades hidrogeológicas de forma conceptual. Seguidamente aplicou-se a simplificação através de uma aplicação informática inovadora que foi desenvolvida, programada e testada, baseada no método de optimização Simulated Annealing. São assim obtidos localmente os limites para cada uma das unidades hidrogeológicas e uma matriz de parâmetros hidráulicos (permeabilidade, porosidades e coeficientes de armazenamento) que podem ser utilizados directamente no modelo de fluxo. A metodologia proposta foi implementada aos terrenos subjacentes da antiga fábrica da SPEL, no concelho do Seixal. Para além do desenvolvimento dos modelos geológico e hidrogeológico do local, foram feitos testes sintéticos do fluxo da água subterrânea no MODFLOW.