Acompanhamento da construção de uma captação de água subterrânea

Tese de mestrado, Geologia Aplicada (Hidrogeologia) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Evolução espaço-temporal da ocupação urbana sobre áreas naturais no município de Natal-RN

In this work the landscape morphodynamics was used to check the strength and importance of the changes carried out by man on the environment over time, in Natal-RN municipality. The occupation of partially preserved natural areas was analyzed, but environmentally fragile, such as riparian forests, vegetation on the banks of waterways, which play regulatory role of the water flow, and the dunes, which guarantee the rapid recharge of aquifers. The impacts of urban sprawl in Natal Southern and West zones Were identified and characterized, through a detailed mapping in the period between 1969 and 2013 the main Permanent Preservation Areas - PPA (banks of rivers and lagoons, and dunes remaining) and their temporal changes. For this were used aerial photographs and satellite imagery, altimetry data, and pre-existing information, which allowed the creation of a spatial database, and evolution of maps of impervious areas, evolution of the use and occupation and Digital Terrain Model (DTM) from contour lines with contour interval of 1 meter. Based on this study presents a diagnosis of the environmental situation and the state of conservation of natural areas, over the last 44 years, compared to human pressures. In general, it was found that the urban settlement has advanced about 60% of studied natural areas. This advance was growing by the year 2006, when there was a slowdown in the process, except for the Environmental Protection Zone (EPZ) 03, where the river Pitimbú and your PPA, which experienced a more significant loss area. The urban occupation affected the natural drainage and contributed to the contamination of groundwater Natal, due to increased sealed area, the release of liquid and solid waste, as well as the removal of riparian vegetation. Changed irreversibly the natural landscape, and reduced the quality and quantity of water resources necessary for the population. Thus, it is necessary to stimulate the adoption of use and protection of PPA planning measures, to the preservation of the San Valley Region inserted into the EPZ 01, and integrate more remaining dunes, in good condition, this EPZ, due to the importance of those remaining on the environment and the maintenance of quality of life. It is suggested, also, protection of catchment areas, such as PPA ponds and Pitimbú River. Finally, it is expected that this study can assist the managers in making decisions in urban and environmental planning of the municipality

Análise computacional de imagens de lâminas delgadas na predição dos parâmetros hidráulicos porosidade e condutividade hidráulica do aquífero Barreiras-RN

The understanding of the occurrence and flow of groundwater in the subsurface is of fundamental importance in the exploitation of water, just like knowledge of all associated hydrogeological context. These factors are primarily controlled by geometry of a certain pore system, given the nature of sedimentary aquifers. Thus, the microstructural characterization, as the interconnectivity of the system, it is essential to know the macro properties porosity and permeability of reservoir rock, in which can be done on a statistical characterization by twodimensional analysis. The latter is being held on a computing platform, using image thin sections of reservoir rock, allowing the prediction of the properties effective porosity and hydraulic conductivity. For Barreiras Aquifer to obtain such parameters derived primarily from the interpretation of tests of aquifers, a practice that usually involves a fairly complex logistics in terms of equipment and personnel required in addition to high cost of operation. Thus, the analysis and digital image processing is presented as an alternative tool for the characterization of hydraulic parameters, showing up as a practical and inexpensive method. This methodology is based on a flowchart work involving sampling, preparation of thin sections and their respective images, segmentation and geometric characterization, three-dimensional reconstruction and flow simulation. In this research, computational image analysis of thin sections of rocks has shown that aquifer storage coefficients ranging from 0,035 to 0,12 with an average of 0,076, while its hydrogeological substrate (associated with the top of the carbonate sequence outcropping not region) presents effective porosities of the order of 2%. For the transport regime, it is evidenced that the methodology presents results below of those found in the bibliographic data relating to hydraulic conductivity, mean values of 1,04 x10-6 m/s, with fluctuations between 2,94 x10-6 m/s and 3,61x10-8 m/s, probably due to the larger scale study and the heterogeneity of the medium studied.

Desempenho de uma lagoa de infiltração na absorção de cheias e na recarga de aquífero

A type of macro drainage solution widely used in urban areas with predomi-nance of closed catchments (basins without outlet) is the implementation of detention and infiltration reservoirs (DIR). This type of solution has the main function of storing surface runoff and to promote soil infiltration and, consequently, aquifer recharge. The practice is to avoid floods in the drainage basin low-lying areas. The catchment waterproofing reduces the distributed groundwater recharge in urban areas, as is the case of Natal city, RN. However, the advantage of DIR is to concentrate the runoff and to promote aquifer recharge to an amount that can surpass the distributed natu-ral recharge. In this paper, we proposed studying a small urban drainage catchment, named Experimental Mirassol Watershed (EMW) in Natal, RN, whose outlet is a DIR. The rainfall-runoff transformation processes, water accumulation in DIR and the pro-cess of infiltration and percolation in the soil profile until the free aquifer were mod-eled and, from rainfall event observations, water levels in DIR and free aquifer water level measurements, and also, parameter values determination, it is was enabled to calibrate and modeling these combined processes. The mathematical modeling was carried out from two numerical models. We used the rainfall-runoff model developed by RIGHETTO (2014), and besides, we developed a one-dimensional model to simu-late the soil infiltration, percolation, redistribution soil water and groundwater in a combined system to the reservoir water balance. Continuous simulation was run over a period of eighteen months in time intervals of one minute. The drainage basin was discretized in blocks units as well as street reaches and the soil profile in vertical cells of 2 cm deep to a total depth of 30 m. The generated hydrographs were transformed into inlet volumes to the DIR and then, it was carried out water balance in these time intervals, considering infiltration and percolation of water in the soil profile. As a re-sult, we get to evaluate the storage water process in DIR as well as the infiltration of water, redistribution into the soil and the groundwater aquifer recharge, in continuous temporal simulation. We found that the DIR has good performance to storage excess water drainage and to contribute to the local aquifer recharge process (Aquifer Dunas / Barreiras).

O Aqueduto da Água de Prata em Évora: bases para uma propostas de recuperação

INTRODUÇÃO: A água, elemento fundamental para o florescimento de qualquer civilização, foi desde tempos imemoriais diligentemente procurada e habilmente posta ao serviço do homem. A sua maior ou menor abundância e qualidade, condicionou a formação e desaparecimento de muitas cidades, assim como o seu grau de riqueza e desenvolvimento. Contudo, se nos primórdios o homem escolhia o sítio de fixação essencialmente em função das condições hídricas do local, épocas houve em que outros interesses mais fortes ditaram a sua escolha. Aparecem então sitias inóspitos povoados, e onde a população carenciada desse bem essencial que é a água, a teve de obter por processos mais ou menos engenhosos. Ao abastecimento em fontes naturais ou rios, seguiu-se todo o percurso de construção de poços e cisternas que, recolhendo e armazenando a água do sub-solo ou das chuvas, permitiu a sua utlização mais racional. Com o aumento populacional, e a escassez de recursos aquíferos, foi necessário recorrer-se a captações em locais cada vez mais distanciados dos núcleos urbanos. A condução dessa água que primitivamente era feita simplesmente por gravidade, através de canais ou tubagens, assumiu carácter inovador com os gregos (construção dos primeiros túnel e sifão que se conhecem na adução de água) e com os romanos, com a utilização pela primeira vez, também, de arcarias para suporte do canal ou tubagem adutora. A aplicação destes princípios básicos, extremamente simples, aliados à precisão de execução legou-nos verdadeiras obras monumentais, obras essas acima de tudo essenciais ao florescimento das antigas cidades. Em Portugal, na exiguidade deste território, muitos foram os aquedutos construídos ao longo dos séculos. As arcarias, mais ou menos monumentais destas aduções de água, passaram a marcar significativamente algumas das nossas paisagens urbanas e rurais. Foram os romanos que desempenharam em Portugal um papel decisivo na construção destas imponentes infraestruturas hídricas, essenciais às exigências públicas da população romana aqui instalada.

Avaliação da condutividade hidráulica em áreas de recarga do Aquífero Guarani-microbacia hidrográfica do Córrego Espraiado (SP).

A condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat) constitui parâmetro de grande relevância nos estudos de vulnerabilidade natural e, por consequência, na avaliação de riscos ambientais. Quando se trata de áreas frágeis, como são as áreas de recarga de aquíferos sedimentares, a avaliação da condutividade hidráulica torna-se ainda mais importante. Para esse estudo, selecionou-se uma área de recarga direta do Aquífero Guarani, caracterizada pela microbacia do córrego Espraiado, localizada na região de Ribeirão Preto (SP). Os principais solos dessa microbacia são Latossolo Vermelho Distrófico psamítico (LVdq) e Neossolo Quartzarênico Órtico (RQo). Para a avaliação da condutividade hidráulica (Ksat) desses solos utilizou- se o método da coluna saturada, cujos valores foram correlacionados com os de textura e estrutura do solo, considerados os parâmetros diretamente relacionados à Ksat. As correlações foram diretas entre os valores de Ksat e os de textura arenosa (areia). Já para a estrutura do solo, essa correlação ocorreu de forma indireta, indicando menor influência desse parâmetro sobre a condutividade hidráulica do solo saturado.

Sistema inteligente para estimar a porosidade em sedimentos a partir da análise de sinais GPR

This Thesis presents the elaboration of a methodological propose for the development of an intelligent system, able to automatically achieve the effective porosity, in sedimentary layers, from a data bank built with information from the Ground Penetrating Radar GPR. The intelligent system was built to model the relation between the porosity (response variable) and the electromagnetic attribute from the GPR (explicative variables). Using it, the porosity was estimated using the artificial neural network (Multilayer Perceptron MLP) and the multiple linear regression. The data from the response variable and from the explicative variables were achieved in laboratory and in GPR surveys outlined in controlled sites, on site and in laboratory. The proposed intelligent system has the capacity of estimating the porosity from any available data bank, which has the same variables used in this Thesis. The architecture of the neural network used can be modified according to the existing necessity, adapting to the available data bank. The use of the multiple linear regression model allowed the identification and quantification of the influence (level of effect) from each explicative variable in the estimation of the porosity. The proposed methodology can revolutionize the use of the GPR, not only for the imaging of the sedimentary geometry and faces, but mainly for the automatically achievement of the porosity one of the most important parameters for the characterization of reservoir rocks (from petroleum or water)

Enquadramento dos corpos hídricos subterrâneos do Distrito Federal : parâmetros hidrogeoquímicos e ambientais

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2016.

Avaliação da vulnerabilidade à contaminação no sistema aquífero Évora-Montemor-Cuba

O principal objectivo desta dissertação é a aplicação de métodos empíricos para proceder à caracterização da vulnerabilidade à contaminação do Sistema Aquífero de Évora Montemor-Cuba, nomeadamente os índices DRASTIC, de Susceptibilidade (IS), GOD e o método EPPNA. A aplicação destes índices permitiu concluir que o Sistema Aquífero de Évora-Montemor-Cuba apresenta a maioria da sua área classificada com um índice de vulnerabilidade à contaminação baixo a moderadamente baixo, enquanto os aquíferos carbonatados apresentam grande parte da sua área classificada com um índice moderadamente alto a alto. O IS revelou-se uma ferramenta extremamente útil para ter uma visão espacial do território do ponto de vista da sua vulnerabilidade, quando associada aos usos do solo. No entanto, a complexidade dos sistemas naturais é sempre maior do que as simplificações necessárias para se poderem utilizar as ferramentas que permitem calcular estes índices, existindo permanentemente imprecisões associadas a estes cálculos. ABSTRACT: The aim of this Project is to apply different methods regarding the assessment of groundwater vulnerability to pollution in the Évora-Montemor-Cuba aquifer, namely the DRASTIC, IS, GOD and EPPNA. The greater area of the Évora-Montemor-Cuba aquifer has a vulnerability to pollution classified as low or moderate to low, while in the limestones aquifers the biggest area is classified as moderate to high or high. The IS index is a very useful tool to provide a spatial intuition of the territory, considering its vulnerability, when associated with the land use. However, the natural systems complexity is bigger than the necessary simplifications introduced in order to use these indexes, nevertheless there are permanent inaccuracies related to these results.

Caracterização biogeoquímica de minas abandonadas: os casos da mina de São Domingos e da mina da Mostardeira

O objectivo do presente trabalho foi avaliar os impactos ambientais de duas áreas mineiras abandonadas, a Mina de São Domingos e a Mina da Mostardeira. Procedeu-se a uma caracterização biogeoquímica detalhada das duas áreas mineiras e suas envolventes, a qual consistiu na análise de parâmetros físico-químicos e determinação das concentrações de metais nos aquíferos adjacentes; identificação da flora nativa; caracterização mineralógica dos resíduos mineiros, escórias, solos e sedimentos; e avaliação dos seus prováveis perigos ambientais através da determinação dos teores total, parcial e lixiviável de metais presentes. Os resultados permitiram aprofundar o conhecimento dos processos que ocorrem nestes sistemas e as plantas nativas que colonizam os solos metalíferos da mina de São Domingos foram estudadas não só para avaliar o seu potencial como hiperacumuladoras mas também para estudar em detalhe os mecanismos de tolerância e defesa apresentados pelas plantas desenvolvidas sob stress metálico e o trinómio solo-metal-planta. ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the environmental impacts of two old mining areas, the São Domingos Mine and the Mostardeira Mine. A detailed biogeochemical characterization of the two mining areas and their surroundings was performed including the analysis of physical and chemical parameters and the determination of metal concentrations in adjacent aquifers, identification of native flora, study of the mineralogy of the tailings, slags, soils and sediments, and assessment of their likely environmental hazards by determining the levels of total, partial and leachable metals present. The results led to a greater understanding of the geochemical processes occurring in these systems. Furthermore, the study of the native plants that colonize the metalliferous soils of São Domingos mine allowed a deeper insight on the mechanisms of tolerance and defense developed by plants under metallic stress and also to evaluate their hyper accumulator potential and therefore their potential use in phytoremediation strategies.

Delimitação da Reserva Ecológica Nacional para 9 municípios do Alto Alentejo – Execução Técnica dos Trabalhos / Coordenação Científica - Relatório Final

O relatório que se apresenta descreve as tarefas efetuadas no âmbito do cumprimento do contrato celebrado relativo à aquisição de serviços para “Delimitação da Reserva Ecológica Nacional para 9 municípios do Alto Alentejo – Execução Técnica dos Trabalhos”, levadas a cabo pela empresa Mobnetics, Sistemas de Informação Lda., bem como dá cumprimento ao contrato relativo à aquisição de serviços para “Delimitação da Reserva Ecológica Nacional para 9 municípios do Alto Alentejo – Coordenação Científica”, da Responsabilidade da equipa da Universidade de Évora. O presente relatório contém a descrição metodológica, os resultados obtidos e uma ilustração de um conjunto de elementos cartográficos (cujas bases informativas digitais constituem anexo a este documento), dos “Elementos Fundamentais” elaborados à escala 1:25.000:  Carta de bacias hidrográficas com área superior a 3,5 km2;  Carta de lagoas e lagos e respetivos leitos, margens e faixas de proteção;  Carta de albufeiras e respetiva faixa de proteção, no mínimo de 100m de largura;  Carta de áreas estratégicas de proteção e recarga de aquíferos;  Carta de zonas ameaçadas pelas cheias;  Carta de áreas de elevado risco de erosão hídrica do solo;  Carta de áreas de instabilidade de vertentes. Os elementos cartográficos foram produzidos de acordo com o estabelecido na Resolução do Conselho de Ministros n.º 81/2012, de 3 de outubro, e Declaração de Retificação n.º 71/2012, de 30 de novembro, e em conformidade com os termos técnicos da proposta adjudicada.

Zonas protegidas: caraterização, proteção e gestão

A componente subterrânea do ciclo da água, por ser de difícil observação, constituiu sempre uma parte negligenciada desse mesmo ciclo. Com o enorme incremento da utilização da água principalmente na segunda metade do Século XX e com técnicas de perfuração cada vez mais eficazes na execução de captações de água subterrânea, registaram se as primeiras observações de declínio generalizado dos níveis freáticos, do declínio acentuado dos caudais de nascentes nessas áreas e do declínio acentuado também dos caudais dos rios abastecidos pelos caudais descarregados pelos aquíferos. Tal levou a consequências drásticas em muitas regiões do Globo, muito em particular nas regiões com forte stress hídrico ou onde as taxas de recarga já não conseguem equilibrar os caudais de exploração. Desse modo, até os especialistas em águas superficiais passaram a olhar para as águas subterrâneas de outro modo, como parte integrante do mesmo ciclo, e cuja afetação pode levar a consequências graves em caudais de rios ou armazenamento em lagos. Para poder prevenir ou combater esta situação, há uma necessidade clara de conhecer o recurso na sua globalidade, desde os limites dos aquíferos, volumetria, capacidade de armazenamento, circulação da água, sua hidroquímica e capacidade de renovação. Esta caraterização é a base para se poder depois fazer a sua gestão, que poderá levar à sua melhor proteção ou, no caso de afetação, à inversão ou remediação dos problemas que os afetam. Se no início a preocupação era não exaurir o recurso, com a finalidade de não prejudicar os abastecimentos e uso humano da água para os diversos fins, nos finais do Século XX iniciam se estudos para determinar a importância dos recursos subterrâneos para a manutenção dos ecossistemas. Desde essa altura, os estudos demonstraram que as águas subterrâneas são importantes em muitos dos ecossistemas continentais e até marinhos e são até imprescindíveis em relação à existência de alguns. Os ecossistemas dependentes de águas subterrâneas podem sê-lo em diversos graus, desde totalmente dependentes a graus de dependência variável. A nível da proteção, são considerados dois fatores fundamentais: a proteção da sua quantidade e da sua qualidade. Para tal, a nível do aquífero, a proteção em relação aos fatores químicos deverá estar centrada nas zonas de infiltração, enquanto a proteção em relação á quantidade estará associada aos aspetos da sua exploração (sobre-exploração). Em relação à proteção das captações, outro fator importante da proteção do recurso para consumo humano, a legislação europeia é já bastante rigorosa, com a definição dos perímetros de proteção das captações públicas obrigatória, mas falta ainda fazer muito trabalho no que respeita quer aos estudos dos aquíferos para uma efetiva segurança das captações, até ao efetivo cumprimento dos limites estabelecidos e ao controlo das atividades condicionadas ou banidas dentro dessas áreas. Uma gestão sustentada e equilibrada dos recursos hídricos subterrâneos é essencial para a manutenção dos fluxos naturais, permitindo, através de uma utilização racional, continuar a manter funcionais os ecossistemas de algum modo dependentes das águas subterrâneas. A nível qualitativo, a gestão do recurso deveria fazer-se através do ordenamento do território e de práticas de utilização e ocupação do solo que obviem a potencial contaminação das águas subterrâneas, situação que está ainda muito longe de suceder, pois o ordenamento do território tem ainda em pouca conta os aspetos ligados aos recursos hídricos subterrâneos. A responsabilidade dos hidrogeólogos passa também muito pela intervenção a nível da governança da água, e por passar aos políticos a mensagem sobre a importância de gestão sustentada dos recursos hídricos subterrâneos, para que o Mundo continue a poder utilizar os serviços que as águas subterrâneas fornecem não só ao Homem, como ao ambiente.

Avaliação da Vulnerabilidade à Contaminação no Sistema Aquífero Évora-Montemor-Cuba

O principal objectivo deste trabalho é a aplicação de métodos empíricos para proceder à caracterização da vulnerabilidade à contaminação do Sistema Aquífero de Évora-Montemor-Cuba, nomeadamente os índices DRASTIC e de Susceptibilidade (IS). A aplicação destes índices permitiu concluir que o Sistema Aquífero de Évora-Montemor-Cuba apresenta a maioria da sua área classificada com um índice de vulnerabilidade à contaminação baixo a moderadamente baixo, enquanto os aquíferos carbonatados apresentam grande parte da sua área classificada com um índice moderadamente alto a alto. O IS revelou-se uma ferramenta extremamente útil para ter uma visão espacial do território do ponto de vista da sua vulnerabilidade, quando associada aos usos do solo. No entanto, a complexidade dos sistemas naturais é sempre maior do que as simplificações necessárias para se poderem utilizar as ferramentas que permitem calcular estes índices, existindo permanentemente imprecisões associadas a estes cálculos.

Análise Exploratória da Métrica de Superfície Topográfica para Previsão do Nível Freático - Aplicação a um Sistema Cársico e Rochas Fracturadas

Partindo da premissa de que não só o nível freático acompanha a linha topográfica do terreno, mas também a direcção de escorrência das bacias subterrâneas tende a coincidir com a direcção predominante de escorrência das bacias hidrográficas à superfície, principalmente em aquíferos fracturados, foi realizado um estudo com o objectivo de definir um modelo explicativo do nível freático no sistema aquífero Estremoz-Cano e no sector pouco produtivo das rochas ígneas e metamórficas da Zona de Ossa Morena (ZOM), em função das característica métricas do terreno, aferidas a partir da uma análise espacial raster, com multi-resolução, gradativa e interpolativa. Diferentes modelos foram criados e testados a partir dos dados do nível hidroestático, da elevação do terreno e de indíces métricos do terreno computados a partir de uma superfície digital de terreno hidrologicamente funcional. A análise estatística das variáveis independentes computadas permitiu concluir que o nível hidrostático (NHE) é extremamente correlacionável com o índice de convexidade calculado (Convex) e a elevação do terreno numa Regressão Linear do Tipo Piecewise.

Remediação do solo e da água: aspectos gerais.

Historicamente, o solo tem sido utilizado por gerações como receptor de substâncias resultantes da atividade humana. A partir da Revolução Industrial, a liberação descontrolada de poluentes para o ambiente e sua consequente acumulação no solo e nos aquíferos sofreu uma mudança drástica de forma e de intensidade, explicada pelo aumento do volume e dos tipos de resíduos gerados pelas atividades urbanas, industriais e agrícolas. Dentro deste contexto, o estudo das interações de diversos tipos de poluentes inorgânicos e orgânicos em solos, como forma de mitigar sua acumulação e possível impacto sobre a biota e as águas subterrâneas é fundamental.