Abstract

A geocomputação, sendo a aplicação de métodos e técnicas computacionais para apoiar a resolução de problemas georreferenciados, auxilia a compreensão de fenômenos naturais relacionados aos recursos hídricos. Algumas ferramentas de geoprocessamento proporcionam mapas digitais que delimitam a bacia hidrográfica em estudo e ainda, a distribuição potenciométrica em conhecidas coordenadas no domínio computacional podem ser usadas na condição inicial e de fronteira do modelo hidrogeológico. Neste sentido, o artigo visa a implementação de técnicas da geocomputação na solução do problema do transporte de contaminante em aquífero livre. A metodologia proposta inicia na geração de uma malha não estruturada; gera a função para a condição de fronteira; aplica um método de iterações de Picard com estimativa inicial calculada numericamente; simula o campo de velocidades de águas subterrâneas em situações de poços de bombeamento e áreas de recarga e, finalmente, acopla a solução estacionária e não-linear do fluxo livre, obtida pelo método de elementos finitos, nos parâmetros advectivo e dispersivo da equação transiente do transporte de contaminantes. Resultados gráficos ilustram a simulação do comportamento hidráulico e as isolinhas de concentração em subsuperfície georreferenciada da bacia hidrográfica do Reservatório do Lobo no município de Itirapina-SP.

Highlights

  • A geocomputação é a ciência aplicada na resolução de problemas espaciais com o uso de computadores

  • A bacia possui como principais cursos dágua, o Rio Itaqueri, o Ribeirão do Lobo, os córregos Geraldo e da Água Branca e os seus principais afluentes que percolam sobre uma vasta área de sedimentos holocênicos, com alguns pontos que apresentam a intrusão de basalto (LANNA et al, 2003)

  • Uma aplicação da obtenção da superfície potenciométrica dada pela solução da equação do fluxo (1) está no acoplamento do campo de velocidades v, de águas subterrâneas, no termo dispersivo div(D∇C) e termo advectivo v ∙ ∇C da equação transiente do transporte de contaminantes (BEAR, 2011):

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Summary

INTRODUÇÃO

A geocomputação é a ciência aplicada na resolução de problemas espaciais com o uso de computadores. De acordo com Dixon e Uddameri (2015), existe um esforço crescente para integrar modelos matemáticos aos softwares livres dos sistemas georreferenciados no intuito de desenvolver processos eficientes que facilitem a entradas de dados georreferenciados na simulação numérica e forneçam sistemas robustos de ferramentas computacionais destinadas às visualizações gráficas dos resultados. A solução numérica do problema do transporte de contaminantes é obtida após o acoplamento, em seus termos advectivos e dispersivo, de um campo de velocidades de águas subterrâneas. A malha do domínio computacional e as condições de contorno são gerados com o uso do FEniCS após a geocomputação fornece a delimitação do sistema hídrico de interesse. A estimativa do potencial hidráulico em toda extensão das águas subterrâneas da bacia em estudo, considerou a interferência dos poços de bombeamento e dos valores de níveis potenciométricos em coordenadas internas e em nós da fronteira do aquífero. Para condução dos passos da modelagem dos recursos hídricos, segundo Dixon e Uddameri (2015), o artigo está sequenciado em: modelo conceitual; desenvolvimento e aplicação do modelo matemático; processamento e visualização dos resultados

MATERIAIS E MÉTODOS
Desenvolvimento e modelo conceitual
Integrando o QGIS e o FEniCS para a geração da Malha MEF
Desenvolvimento e aplicação do modelo matemático
RESULTADOS
Processamento e visualização dos resultados
Acoplamento do fluxo freático no transporte de contaminantes
CONSIDERAÇÕES FINAIS
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