Análise de modelos de escoamento aplicados a águas superficiais e subterrâneas

Silva, Carlos Otero

http://hdl.handle.net/10400.1/848

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Authors

Silva, Carlos Otero

Advisor(s)

Monteiro, José Paulo

Abstract(s)

A maioria das tecnologias empregues para interpretar o funcionamento dos sistemas hidrológicos funciona ainda de forma relativamente compartimentada. Este tipo de abordagem coloca actualmente grandes obstáculos às necessidades de análise integrada do ramo terrestre do ciclo hidrológico, nomeadamente no que diz respeito às relações entre águas subterrâneas e superficiais. Actualmente pode considerar-se relativamente trivial o desenvolvimento de soluções numéricas para problemas como a simulação de rebaixamentos produzidos por captações de água subterrânea num aquífero ou a simulação de hidrogramas de cursos de água, como resposta a episódios de precipitação numa bacia hidrográfica. Pelo contrário, a análise conjunta destes fenómenos recorrendo a modelos de simulação, continua a ser um tipo de abordagem fortemente confinado a aplicações teóricas e académicas. Uma vez que na Universidade do Algarve existem competências, actualmente separadas em ambos os domínios referidos (simulação de águas de superfície e águas subterrâneas), pretende-se com o presente trabalho contribuir para a análise das metodologias mais actuais no campo da aplicação conjunta deste tipo de modelos. Deu-se prioridade às aplicações estudadas em que se recorre à discretização dos domínios de escoamento em elementos finitos, dada a grande flexibilidade desta metodologia para a implementação de modelos de parâmetros distribuídos. A metodologia de trabalho consistiu na análise técnico-científica dos conceitos necessários à análise integrada dos escoamentos subterrâneos e superficiais e ao teste de casos de estudo implementados para validação de diferentes simulações sintéticas. Os casos apresentados contribuíram para a familiarização, por parte do candidato com este tipo de metodologias e, por outro lado, o seu desenvolvimento, permitiu a criação de procedimentos para a futura integração da rede hidrográfica em modelos já desenvolvidos na Universidade do Algarve para sistemas aquíferos regionais. De entre os casos seleccionados apresenta-se o tratamento de: 1) rebaixamento produzido por uma captação num sistema aquífero; 2) propagação da recarga num aquífero com um curso de água e 3) simulação de um episódio de precipitação, que gera escoamento superficial e escoamento subterrâneo, de acordo com a fracção de recarga e de escoamento superficial gerados em função da capacidade de infiltração definida para o solo.