Integrating Multiple Point Statistics with Aerial Geophysical Data to assist Groundwater Flow Models

The process of accounting for heterogeneity has made significant advances in statistical research, primarily in the framework of stochastic analysis and the development of multiple-point statistics (MPS). Among MPS techniques, the direct sampling (DS) method is tested to determine its ability to delineate heterogeneity from aerial magnetics data in a regional sandstone aquifer intruded by low-permeability volcanic dykes in Northern Ireland, UK. The use of two two-dimensional bivariate training images aids in creating spatial probability distributions of heterogeneities of hydrogeological interest, despite relatively ‘noisy’ magnetics data (i.e. including hydrogeologically irrelevant urban noise and regional geologic effects). These distributions are incorporated into a hierarchy system where previously published density function and upscaling methods are applied to derive regional distributions of equivalent hydraulic conductivity tensor K. Several K models, as determined by several stochastic realisations of MPS dyke locations, are computed within groundwater flow models and evaluated by comparing modelled heads with field observations. Results show a significant improvement in model calibration when compared to a simplistic homogeneous and isotropic aquifer model that does not account for the dyke occurrence evidenced by airborne magnetic data. The best model is obtained when normal and reverse polarity dykes are computed separately within MPS simulations and when a probability threshold of 0.7 is applied. The presented stochastic approach also provides improvement when compared to a previously published deterministic anisotropic model based on the unprocessed (i.e. noisy) airborne magnetics. This demonstrates the potential of coupling MPS to airborne geophysical data for regional groundwater modelling.

Development of dynamic structural testing to current state-of-the-art hybrid testing

Even though computational power used for structural analysis is ever increasing, there is still a fundamental need for testing in structural engineering, either for validation of complex numerical models or to assess material behaviour. In addition to analysis of structures using scale models, many structural engineers are aware to some extent of cyclic and shake-table test methods, but less so of ‘hybrid testing’. The latter is a combination of physical testing (e.g. hydraulic
actuators) and computational modelling (e.g. finite element modelling). Over the past 40 years, hybrid testing of engineering structures has developed from concept through to maturity to become a reliable and accurate dynamic testing technique. The hybrid test method provides users with some additional benefits that standard dynamic testing methods do not, and the method is more cost-effective in comparison to shake-table testing. This article aims to provide the reader with a basic understanding of the hybrid test method, including its contextual development and potential as a dynamic testing technique.

Integrating petrography, mineralogy and hydrochemistry to constrain the influence and distribution of groundwater contributions to baseflow in poorly productive aquifers: Insights from Gortinlieve catchment, Co. Donegal, NW Ireland

Identifying groundwater contributions to baseflowforms an essential part of surfacewater body characterisation. The Gortinlieve catchment (5 km2) comprises a headwater stream network of the Carrigans River, itself a tributary of the River Foyle, NW Ireland. The bedrock comprises poorly productive metasediments that are characterised by fracture porosity. We present the findings of a multi-disciplinary study that integrates new hydrochemical and mineralogical investigations with existing hydraulic, geophysical and structural data to identify the scales of groundwater flow and the nature of groundwater/bedrock interaction (chemical denudation). At the catchment scale, the development of deep weathering profiles is controlled by NE-SW regional scale fracture zones associated with mountain building during the Grampian orogeny. In-situ chemical denudation of mineral phases is controlled by micro- to meso-scale fractures related to Alpine compression during Palaeocene to Oligocene times. The alteration of primary muscovite, chlorite (clinochlore) and albite along the surfaces of these small-scale fractures has resulted in the precipitation of illite, montmorillonite and illite/montmorillonite clay admixtures. The interconnected but discontinuous nature of these small-scale structures highlights the role of larger scale faults and fissures in the supply and transportation of weathering solutions to/from the sites of mineral weathering. The dissolution of primarily mineral phases releases the major ions Mg, Ca and HCO3 that are shown to subsequently formthe chemical makeup of groundwaters. Borehole groundwater and stream baseflow hydrochemical data are used to constrain the depths of groundwater flow pathways influencing the chemistry of surface waters throughout the stream profile. The results show that it is predominantly the lower part of the catchment, which receives inputs from catchment/regional scale groundwater flow, that is found to contribute to the maintenance of annual baseflow levels. This study identifies the importance
of deep groundwater in maintaining annual baseflow levels in poorly productive bedrock systems.

The hydraulics and resulting bed scour within the vicinity of Submerged Single Span Arch Bridges

As a consequence of climate change there is now a more frequent occurrence of extreme rainfall events where, with higher rates of urbanisation, the built environment has become increasingly affected by flooding.. This is of particular importance in relation to the stability of bridge structures that span rivers and canals etc. In November 2009, the UK and Ireland were subjected to extraordinarily severe weather conditions for several days. The rainfall was logged as the highest level of rainfall ever recorded within the UK, and as a direct consequence, unprecedented flooding occurred in Cumbria. This flooding led to the collapse of three road bridges which were generally 19th century masonry arch bridges, with relatively shallow foundations. In the UK, knowledge of the combined effect of bridge scouring and inundation has been not been particularly widely studied. Research carried out by Hamill et al [1] considered the hydraulic analysis of single arch bridges under flood conditions, but no consideration was given towards the likely damage to these structures due to scouring. Prior to this, Bierry and Delleur [2] produced a classic paper in predicting the discharge downstream of an inundated arch, focussing on predicting afflux as opposed to bridge scour. Further work on backwater effects was carried out by Martin-Vide & Prio [3] in semi-circular arch bridges. Both pressurized and free-surface flows at the bridge were investigated. Flows on a mobile bed in clear-water conditions were compared to those with a rigid bed, but no predictive equation for scour under pressurised conditions was considered. This paper will present initial findings from an experimental investigation into the effects of surcharged flow and subsequent scour within the vicinity of single span arch bridges. Velocities profiles will be shown within the vicinity of the arch, in addition to the depth of clear water scour, for a series of flows and model spans. The data will be presented, where results will be correlated to the most recent predictive equations that are proposed.

Mechanochemical preparation of Ag catalysts for the n-octane-SCR de-NOx reaction: Structural and reactivity effects

Mechanochemical preparation of Ag/Al2O3 catalysts used for the selective catalytic reduction of NOx using hydrocarbons has been shown to substantially increase the activity of the catalyst in comparison with Ag/Al2O3 prepared by wet impregnation. The effect of using different ball-milling experimental parameters on both the structure of the material as well as the catalyst activity has been investigated and the optimum conditions established. A phase transition from γ- to α-alumina was observed milling at high speeds which was found to result in lower catalyst activities. At lower milling speeds both fracturing and agglomeration of the alumina support can be observed depending on the grinding time. However, due to ball-milling, a general enhancement in the NOx reduction activity was observed for all catalysts compared with the conventionally prepared catalysts irrespective of the reductant used. Transient DRIFTS-MS experiments were performed to investigate the effect of H2 in the absence and presence of water on the SCR reaction over catalysts prepared by both ball milling and wet impregnation. In-situ DRIFTS-MS analysis revealed significant differences in both gas phase and surface species. Most notably, isocyanate species were formed significantly more quickly and at higher surface concentration in the case of the mechanochemically prepared catalyst.

Stability of Short-span Bridges Subject to Overtopping during Floods: Case Studies from UK and the USA

As a consequence of increased levels of flooding, largely attributable to urbanization of watersheds (and perhaps climate change, more frequent extreme rainfall events are occurring and threatening existing critical infrastructure. Many of which are short-span bridges over relatively small waterways (e.g., small rivers, streams and canals). Whilst these short-span bridges were designed, often many years ago, to pass relatively minor the then standard return-period floods, in recenttimes the failure incidence of such short-span bridges has been noticeably increasing. This is suggestive of insufficient hydraulic capacity or alternative failure mechanism not envisaged at the time of design e.g. foundation scour or undermining. This paper presen ts, and draws lessons, from bridge failures in Ireland and the USA. For example, in November 2009, the UK and Ireland were subjected to extraordinarily severe weather conditions for several days. The resulting flooding led to the collapse of three UK bridges that were generally 19th century masonry arch bridges, withrelatively shallow foundations. Parallel failure events have been observed in the USA. To date, knowledge of the combined effect of waterway erosion, bridge submergence, and geotechnical collapse has not been adequately studied. Recent research carried out considered the hydraulic analysis of short span bridges under flood conditions, but no consideration was given towards the likely damage to these structures due to erosive coupling of hydraulic and geotechnical factors. Some work has been done to predict the discharge downstream of an inundated arch, focusing onpredicting afflux, as opposed to bridge scour, under both pressurized and free-surface flows, but no ! predictive equation for scour under pressurized conditions was ever considered. The case studies this paper presents will be augmented by the initial findings from the laboratory experiments investigating the effects of surcharged flow and subsequent scour within the vicinity of single span arch bridges. Velocities profiles will be shown within the vicinity of the arch, in addition to the depth of consequent scour, for a series of flows and model spans. The data will be presented and correlated to the most recent predictive equations for submerged contraction and abutment scour. The accuracy of these equations is examined, and the findings used as a basis for developing further studies in relation to short span bridges.

An experimental evaluation of prediction models for the mechanical behavior of unreinforced, lime-mortar masonry under compression

This paper contributes to the understanding of lime-mortar masonry strength and deformation (which determine durability and allowable stresses/stiffness in design codes) by measuring the mechanical properties of brick bound with lime and lime-cement mortars. Based on the regression analysis of experimental results, models to estimate lime-mortar masonry compressive strength are proposed (less accurate for hydrated lime (CL90s) masonry due to the disparity between mortar and brick strengths). Also, three relationships between masonry elastic modulus and its compressive strength are proposed for cement-lime; hydraulic lime (NHL3.5 and 5); and hydrated/feebly hydraulic lime masonries respectively.

Disagreement between the experimental results and former mathematical prediction models (proposed primarily for cement masonry) is caused by a lack of provision for the significant deformation of lime masonry and the relative changes in strength and stiffness between mortar and brick over time (at 6 months and 1 year, the NHL 3.5 and 5 mortars are often stronger than the brick). Eurocode 6 provided the best predictions for the compressive strength of lime and cement-lime masonry based on the strength of their components. All models vastly overestimated the strength of CL90s masonry at 28 days however, Eurocode 6 became an accurate predictor after 6 months, when the mortar had acquired most of its final strength and stiffness.

The experimental results agreed with former stress-strain curves. It was evidenced that mortar strongly impacts masonry deformation, and that the masonry stress/strain relationship becomes increasingly non-linear as mortar strength lowers. It was also noted that, the influence of masonry stiffness on its compressive strength becomes smaller as the mortar hydraulicity increases.

Stochastic analysis of seepage under water-retaining structures

This paper investigated the problem of confined flow under dams and water retaining structuresusing stochastic modelling. The approach advocated in the study combined a finite elementsmethod based on the equation governing the dynamics of incompressible fluid flow through aporous medium with a random field generator that generates random hydraulic conductivity basedon lognormal probability distribution. The resulting model was then used to analyse confined flowunder a hydraulic structure. Cases for a structure provided with cutoff wall and when the wall didnot exist were both tested. Various statistical parameters that reflected different degrees ofheterogeneity were examined and the changes in the mean seepage flow, the mean uplift forceand the mean exit gradient observed under the structure were analysed. Results reveal that underheterogeneous conditions, the reduction made by the sheetpile in the uplift force and exit hydraulicgradient may be underestimated when deterministic solutions are used.

Biological phosphorus removal during high-rate, low-temperature, anaerobic digestion of wastewater.

We report, for the first time, extensive biologically-mediated phosphate removal from wastewater during high-rate anaerobic digestion (AD). A hybrid sludge bed/fixed-film (packed pumice stone) reactor was employed for low-temperature (12°C) anaerobic treatment of synthetic sewage wastewater. Successful phosphate removal from the wastewater (up to 78% of influent phosphate) was observed, mediated by biofilms in the reactor. Scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis revealed the accumulation of elemental phosphorus (~2%) within the sludge bed and fixed-film biofilms. 4’, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) staining indicated phosphorus accumulation was biological in nature and mediated through the formation of intracellular inorganic polyphosphate (polyP) granules within these biofilms. DAPI staining further indicated that polyP accumulation was rarely associated with free cells. Efficient and consistent chemical oxygen demand (COD) removal was recorded, throughout the 732-day trial, at applied organic loading rates between 0.4-1.5 kg COD m-3 d-1 and hydraulic retention times of 8-24 hours, while phosphate removal efficiency ranged from 28-78% on average per phase. Analysis of protein hydrolysis kinetics and the methanogenic activity profiles of the biomass revealed the development, at 12˚C, of active hydrolytic and methanogenic populations. Temporal microbial changes were monitored using Illumina Miseq analysis of bacterial and archaeal 16S rRNA gene sequences. The dominant bacterial phyla present in the biomass at the conclusion of the trial were the Proteobacteria and Firmicutes and the dominant archaeal genus was Methanosaeta. Trichococcus and Flavobacterium populations, previously associated with low temperature protein degradation, developed in the reactor biomass. The presence of previously characterised polyphosphate accumulating organisms (PAOs) such as Rhodocyclus, Chromatiales, Actinobacter and Acinetobacter was recorded at low numbers. However, it is unknown as yet if these were responsible for the luxury polyP uptake observed in this system. The possibility of efficient phosphate removal and recovery from wastewater during AD would represent a major advance in the scope for widespread application of anaerobic wastewater treatment technologies.

The Value of Full Scale Prototype Data - Testing Oyster 800 at EMEC, Orkney

This paper demonstrates the unparalleled value of full scale data which has been acquired from ocean trials of Aquamarine Power’s Oyster 800 Wave Energy Converter (WEC) at the European Marine Energy Centre (EMEC), Orkney, Scotland.
High quality prototype and wave data were simultaneously recorded in over 750 distinct sea states (comprising different wave height, wave period and tidal height combinations) and include periods of operation where the hydraulic Power Take-Off (PTO) system was both pressurised (damped operation) and de-pressurised (undamped operation).
A detailed model-prototype correlation procedure is presented where the full scale prototype behaviour is compared to predictions from both experimental and numerical modelling techniques via a high temporal resolution wave-by-wave reconstruction. This unquestionably provides the definitive verification of the capabilities of such research techniques and facilitates a robust and meaningful uncertainty analysis to be performed on their outputs.
The importance of a good data capture methodology, both in terms of handling and accuracy is also presented. The techniques and procedures implemented by Aquamarine Power for real-time data management are discussed, including lessons learned on the instrumentation and infrastructure required to collect high-value data.

Hydraulics of stepped chutes: experimental-numerical-theoretical study

O estudo de escoamentos turbulentos em descarregadores em degraus tem sido um desafio para os investigadores. A macro-rugosidade do leito, a ondulação da superfície livre, a intermitência da localização da secção inicial de entrada de ar e o escoamento bi-fásico a jusante da secção inicial de entrada de ar fazem com que a caracterização do escoamento deslizante sobre turbilhões em descarregadores em degraus não seja simples. Actualmente, é possível combinar técnicas de medição fiáveis com simulações numéricas e análise teórica. Nesta dissertação, o estudo experimental baseia-se em resultados experimentais obtidos em duas instalações experimentais: a instalação A, do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), dotada de um descarregador em degraus com declive de 1V:0.75H e a instalação B, do Instituto Superior Técnico (IST), dotada de um descarregador em degraus com declive de 1V:2H. Uma sonda de ar, um tubo de Pitot modificado e vários hidrómetros permitiram o estudo do escoamento deslizante sobre turbilhões mono- e bifásico ao longo do descarregador em degraus da instalação A. Na bacia de dissipação de energia, a observação visual do escoamento foi auxiliada pelas leituras efectuadas em tomadas de pressão localizadas na soleira da bacia e pelas leituras da altura do escoamento efectuadas em réguas graduadas localizadas nas paredes da bacia. Na instalação B foram utilizados um tubo de Pitot e vários hidrómetros para estudar a região não arejada do escoamento deslizante sobre turbilhões no descarregador em degraus. O estudo numérico é baseado em simulações numéricas da região não arejada do escoamento deslizante sobre turbilhões sobre descarregadores em degraus com o código comercial de CFD FLOW-3D® de modo a reproduzir as condições ensaiadas experimentalmente. As simulações beneficiaram da técnica de blocos múltiplos (multi-block) num sistema de coordenadas cartesianas, da determinação da superfície livre pelo método TruVOF e da utilização de dois modelos de turbulência: os modelos k- e RNG k-. Por último, o estudo teórico consistiu em desenvolver um modelo simplificado 1D para determinar as características hidráulicas principais do trecho não arejado do escoamento deslizante sobre turbilhões em descarregadores em degraus. O modelo foi desenvolvido a partir das equações de Navier-Stokes, conjuntamente com resultados experimentais e numéricos. Os resultados apresentados nesta dissertação contribuem para o conhecimento do escoamento deslizante sobre turbilhões em descarregadores em degraus, nomeadamente na região não arejada, na secção inicial de entrada de ar e na região arejada. A hidráulica dos dissipadores de energia a jusante de descarregadores em degraus, em particular das bacias tipo III do USBR, é também objecto de estudo. Em relação à região não arejada do escoamento em descarregadores com declive acentuado, e com base em resultados experimentais e numéricos, são propostas expressões para estimar o desenvolvimento da altura equivalente de água, da espessura da camada limite, da concentração média de ar, do coeficiente de energia cinética, da dissipação de energia, do factor de resistência e do coeficiente n da fórmula de Manning. São ainda propostas expressões adimensionais para a energia cinética turbulenta e sua dissipação. Para declives moderados, são propostas expressões para estimar o desenvolvimento da altura equivalente de água, do coeficiente de energia cinética e da energia específica residual. São ainda apresentados valores do expoente 1/N da expressão adimensional da distribuição de velocidades, quer para descarregadores com declive acentuado quer com declive moderado. Em conformidade com outros estudos centrados em escoamentos de parede e com derivações teóricas, para a região não arejada do escoamento em descarregadores em degraus de acentuado declive, observa-se que o factor de resistência depende da macro-rugosidade criada pelos degraus e da geometria da secção transversal e que o coeficiente n da fórmula de Manning aumenta com a rugosidade. A descrição estatística da turbulência do escoamento é igualmente explorada, contribuindo para o conhecimento da estrutura do escoamento. Observou-se que para números de Reynolds rugoso não superiores a 6.8x104 a energia cinética turbulência e a sua dissipação cumprem leis de semelhança. Estas expressões adimensionais estão de acordo com os resultados obtidos por outros autores para escoamentos completamente desenvolvidos em canais abertos e no escoamento em rios com leito de gravilha. Em acréscimo, a taxa de dissipação de energia, quer para descarregadores de declive acentuado quer de moderado declive, é baixa. Por último, observa-se que os valores da média temporal da concentração de ar entre 0 e 1 medidos na região não arejada do escoamento dizem respeito não só ao ar capturado entre ondas de água, na zona de ondulação da superfície livre, mas também ao ar emulsionado no escoamento, i.e., sob a forma de bolhas de ar, quando perto da secção média inicial de entrada de ar, devido à diferença entre localizações instantânea e média temporal. Foram revistas metodologias e fórmulas para estimar a localização da secção inicial de entrada de ar e apresentadas expressões para estimar a concentração média de ar e a altura equivalente de água nessa secção. Relativamente à região de escoamento arejado em descarregadores em degraus com declive acentuado, os resultados experimentais apresentados nesta dissertação permitiram estimar a influência da definição da superfície livre nos parâmetros hidráulicos da região do escoamento arejado e estimar a máxima elevação do escoamento nesta região do escoamento. Com base nos resultados experimentais obtidos na bacia de dissipação de energia do tipo III do USBR localizada a jusante do descarregador em degraus da instalação A, observou-se que os perfis da altura piezométrica e da altura do escoamento tendem a seguir o perfil recomendado pelo USBR para bacias tipo III. A excepção ocorre à entrada da bacia, onde as alturas piezométricas apresentadas nesta dissertação excedem largamente as apresentadas pelo USBR. É ainda observado que, tal como entre as bacias tipo I e tipo III do USBR, o ressalto hidráulico estabiliza muito mais rapidamente numa bacia tipo III a jusante de um descarregador em degraus do que uma bacia tipo I a jusante do mesmo descarregador em degraus. Finalmente, observa-se que os blocos de amortecimento a colocar no descarregador não têm influência visível nos resultados da altura piezométrica nem da altura do escoamento ao longo da bacia. Relativamente às simulações numéricas do escoamento não arejado, a proximidade entre resultados experimentais e numéricos permite validar o modelo teórico e a integração numérica usados no FLOW-3D®. As simulações desenvolvidas também mostraram que o modelo de turbulência k- permite representar as características do escoamento não arejado em descarregadores em degraus, uma vez que não foram observadas diferenças significativas entre as simulações com este modelo e com o modelo RNG k-. Finalmente, observou-se que o modelo de entrada de ar usado no FLOW-3D® é válido para estimar a localização da secção inicial de entrada de ar. Por último, a proximidade entre os resultados obtidos da aplicação do modelo teórico desenvolvido no âmbito desta dissertação e os resultados experimentais indica que as hipóteses e simplificações consideradas no desenvolvimento do modelo são adequadas.

Hidroquímica e qualidade das águas subterrâneas da Ilha de Santiago - Cabo Verde

A ilha de Santiago, Cabo Verde é uma ilha de origem vulcânica, constituída basicamente por lavas e piroclastos, localizada no Oceano Atlântico ao lado da costa ocidental de África. A ilha é caracterizada por três unidades hidrogeológicas, sendo estas a Formação de Base (semi-confinada), a Formação Intermédia (freática) e a Formação Recente (freática), que apresentam características geológicas e comportamentos hidráulicos que as diferenciam, recebendo recarga directa e/ ou diferida por infiltração das águas de chuva e descarregam ao mar, na rede hidrográfica ou, ainda, em outros níveis aquíferos subjacentes, desde que induzidos por gradientes hidráulicos favoráveis. O clima de Santiago é árido a semi-árido, com precipitações muito escassas e irregulares, condicionadas na sua distribuição pela altitude, ventos e orientação das vertentes, dando por vezes origem a períodos de seca prolongados. Em anos de ‘boa’ chuva, as precipitações propiciam a existência temporária de recursos hídricos superficiais e a recarga dos recursos de água subterrânea. Foi realizado um estudo hidrogeoquímico detalhado da ilha que incluiu a recolha de amostras em 133 pontos de água, entre furos, poços e nascentes. A composição química das águas analisadas na ilha de Santiago apresenta significativas variações em função da geologia e do tempo de residência. Na ausência de episódios de contaminação, as águas subterrâneas têm uma composição do tipo bicarbonatada-sódica (HCO3-Na) nas zonas mais altas da ilha, onde afloram as formações da Unidade Aquífera Intermédia. Nas zonas mais próximas da costa ocorrem águas de composição cloretada-magnesiana (Cl-Mg) ou cloretada-sódica (Cl-Na). Estas últimas predominam nas partes terminais das ribeiras, onde afloram materiais de elevada permeabilidade, e o excesso de bombagem para irrigação tem conduzido a um avanço da cunha de intrusão marinha. A ocorrência da fácies Cl-Na é neste caso o resultado de processos de intercâmbio catiónico que ocorrem durante o processo de intrusão e é concordante com os elevados teores de cloretos e de condutividade eléctrica observados. Os resultados das análises de isótopos estáveis de oxigénio-18 e deutério, realizadas em amostras recolhidas a distintas altitudes, revelam um gradiente negativo com a altitude, que já tinha sido verificado em outras ilhas com declives acentuados, permitindo assim determinar altitudes de recarga de água subterrânea. Os estudos hidrogeoquímicos até agora realizados permitiram caracterizar os principais níveis aquíferos da ilha de Santiago, colocando em evidência a limitada recarga do aquífero e o risco de gradual degradação dos recursos de água subterrânea por fenómenos de intrusão salina e contaminação agrícola. Estes resultados revelam a importância da gestão integrada da qualidade e quantidade dos parcos recursos de água subterrânea na ilha de Santiago.

Hidrogeomorfologia e sustentabilidade de recursos hídricos subterrâneos

A água subterrânea de rochas duras é uma fonte importante para fins domésticos, industriais e agrícolas e mesmo para o consumo humano. A geologia, a tectónica, a geomorfologia e as características hidrológicas controlam o fluxo, ocorrência e armazenamento das águas subterrâneas. A disponibilidade da água subterrânea no meio geológico está totalmente dependente das áreas de recarga e de descarga numa determinada bacia. A precipitação é a principal fonte de recarga em aquíferos descontínuos, enquanto que a descarga depende dos declives do terreno e dos gradientes do nível hidrostático e ainda das condições hidrogeológicas do solo. A hidrogeomorfologia é um domínio interdisciplinar emergente, que estuda as relações entre as unidades geomorfológicas e o regime das águas superficiais e subterrâneas de uma determinada área. A compreensão do papel da geomorfologia é essencial para avaliar de forma rigorosa os sistemas hidrogeológicos e os recursos hídricos. Os dados de detecção remota providenciam uma informação espacial valiosa e actualizada da superfície terrestre e dos recursos naturais. Os recentes avanços tecnológicos colocaram as técnicas de detecção remota e os sistemas de informação geográfica (SIG) numa posição cimeira como ferramentas de gestão metodológica. Foi criada, em ambiente SIG, uma base de geo-dados, essencialmente derivada da detecção remota, da cartografia e do trabalho de campo. Esta base de dados, organizada em diferentes níveis de informação, inclui uma avaliação principalmente focalizada no uso do solo, climatologia, declives, geologia, geomorfologia e hidrogeologia. No presente estudo foram cruzados diversos níveis de informação, com a geração de múltiplos mapas temáticos para atingir um quadro integrado dos diversos sectores no Norte e Centro de Portugal. Os sectores em estudo (Caldas da Cavaca, Termas de Entre-os-Rios, Águas de Arouca e Águas do Alardo) estão localizados em sistemas hidrogeológicos predominantemente constituídos por rochas graníticas, por vezes intersectadas por filões de quartzo, aplito-pegmatíticos e doleríticos. Para apoiar a elaboração dos mapas hidrogeomorfológicos foi criada uma base SIG, contendo diversa informação, nomeadamente topografia, hidrografia, litologia, tectónica, morfoestrutura, hidrogeologia, geofísica e uso do solo. Além disso, foram realizadas várias campanhas de campo, as quais permitiram: o estabelecimento dum mapeamento geológico, geomorfológico e hidrogeológico; a caracterização in situ do grau de alteração, resistência e grau de fracturação dos maciços rochosos; o desenvolvimento de um inventário hidrogeológico em conjunto com alguns ensaios expeditos in situ. A interligação entre os parâmetros geomorfológicos, hidrológicos e hidrogeológicos dos sistemas de água subterrânea “normal” e hidromineral destaca a importância de uma cartografia e duma modelação conceptual hidrogeomorfológica. Além disso, contribuirá para um melhor apoio à decisão na gestão sustentável dos recursos hídricos.

Management and Control of Water Supply Systems

The fast increase in the energy’s price has brought a growing concern about the highly expensive task of transporting water. By creating an hydraulic model of the Water Supply System’s (WSS) network and predicting its behaviour, it is possible to take advantage of the energy’s tariffs, reducing the total cost on pumping activities. This thesis was developed, in association with a technology transfer project called the E-Pumping. It focuses on finding a flexible supervision and control strategy, adaptable to any existent Water Supply System (WSS), as well as forecasting the water demand on a time period chosen by the end user, so that the pumping actions could be planned to an optimum schedule, that minimizes the total operational cost. The OPC protocol, associated to a MySQL database were used to develop a flexible tool of supervision and control, due to their adaptability to function with equipments from various manufacturers, being another integrated modular part of the E-Pumping project. Furthermore, in this thesis, through the study and performance tests of several statistical models based on time series, specifically applied to this problem, a forecasting tool adaptable to any station, and whose model parameters are automatically refreshed at runtime, was developed and added to the project as another module. Both the aforementioned modules were later integrated with an Graphical User Interface (GUI) and installed in a pilot application at the ADDP’s network. The implementation of this software on WSSs across the country will reduce the water supply companies’ running costs, improving their market competition and, ultimately, lowering the water price to the end costumer.

Das dores de crescimento à dor de existir: representações literárias de adolescências feridas

Pretende-se, neste estudo, proceder a uma análise comparada dos romances Ilha Teresa (2011), de Richard Zimler, e Lullabies for Little Criminals (2006), de Heather O’Neill, situados no domínio da crossover fiction, dadas as semelhanças existentes ao nível da perspectiva narrativa, centrada no universo adolescente, e dos processos de crescimento e de construção da identidade, marcados por conflitos e problemas, propondo um universo individual e/ou social de cariz disfórico. A análise pretenderá dar conta de uma tendência da ficção não exclusiva do romance juvenil (SILVA, 2012) ou mesmo do universo crossover (BECKETT, 2009; FALCONER, 2009), mas extensível à literatura dita institucionalizada, ao mesmo tempo em que permitirá identificar estratégias narrativas específicas dessa produção. O apagamento de fronteiras entre destinatários previstos, muitas vezes de intenção autoral, cada vez mais frequente, abre consideravelmente as possibilidades de leitura dos textos, ora interpretados numa certa linha de reprodução da realidade contemporânea, buscando o reconhecimento e a identificação dos leitores jovens com os universos recriados e a linguagem, ora permitindo a interseção de uma leitura crítica, questionadora, interrogando o mundo e as experiências que ele proporciona, como a habitualmente realizada pelos adultos.