Resíduos do refino de petróleo dispostos no meio ambiente representam fontes de contaminação por metais pesados e hidrocarbonetos para solos, subsolos, águas superficiais e subterrâneas. O presente estudo foi realizado na área designada Borreiro da Refinaria Alberto Pasqualini, RS – REFAP, onde nas décadas de ‘70 e ‘80 foram depositados resíduos do refino de petróleo (borra) intercalados com camadas de aterros em volume total da ordem de 100.500 m3. O uso da área cessou há cerca de 20 anos, estando os materiais, desde então sujeitos aos mecanismos de atenuação natural. É objetivo do trabalho avaliar a situação da área, relacionando e descrevendo as interações dos sedimentos e das águas subterrâneas com os contaminantes. Para caracterização geológica e hidrogeológica da área foram realizadas 35 sondagens e construídos 6 poços de monitoramento com profundidades de 5 a 7 metros. Visando avaliar a contaminação do meio ambiente pela disposição de borra, foram amostrados os materiais do depósito, bem como os sedimentos cenozóicos que constituem a base do depósito, formada dominantemente por areia fina siltico-argilosa. Também foram coletadas, amostras de águas subterrâneas do aqüífero freático que juntamente com os sedimentos foram analisadas por Espectrofotometria de Absorção Atômica e por Cromatografia Gasosa. Para caracterização da distribuição espacial e análise da mobilidade dos componentes da borra, foram construídos mapas de isoteores e perfis verticais das sondagens, comparando textura dominante e profundidade de cada amostra com seu conteúdo de contaminante. Foram realizados testes de lixiviação e de solubilização para avaliar a relação dos contaminantes com os materiais, permitindo classificar as amostras de acordo com a NBR-10.004, determinando, assim as zonas mais impactadas da área. A caracterização geológica e hidrogeológica serviu de base de dados para a apresentação da dispersão dos contaminantes no depósito, nos sedimentos cenozóicos e no aqüífero freático. Foi definida a dispersão dos contaminantes orgânicos nas fases, livre, adsorvida, residual, gasosa e dissolvida bem como a distribuição dos metais na superfície, no subsolo e nas águas subterrâneas.

MOURA, P. Vulnerabilidade de aquíferos: uso dos métodos DRASTIC e GOD na porção norte do complexo industrial e portuário do Pecém, Estado do Ceará. 2014. 128 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-15T17:02:09Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_pmoura.pdf: 9527551 bytes, checksum: 1233d6d96206dfa5727fcbfc7fc595fa (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-29T20:37:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_pmoura.pdf: 9527551 bytes, checksum: 1233d6d96206dfa5727fcbfc7fc595fa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-29T20:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_pmoura.pdf: 9527551 bytes, checksum: 1233d6d96206dfa5727fcbfc7fc595fa (MD5) Previous issue date: 2014 / This work was carried out in the northern portion of Industrial and Portuary Complex of Pecém, located in Fortaleza Metropolitan Region, Ceará State, Brazil, and aims to evaluate aquifer vulnerability through DRASTIC and GOD methods, and characterization of aquifer pollution hazard. In 2013, four steps of monitoring were made for 24 wells, from which it was possible to identify three main aquifer systems: Dunas, Barreiras and Fraturado. The monitored parameters were: pH, electrical conductivity, total dissolved solids, temperature, salinity, and water table. The pH results allowed classifying the groundwater as acids.Total dissolved solids concentrations are inside of the potability pattern and allowed classifying the groundwater as fresh water. The major acidity and salt concentrations were found during the dry season. The water table has average depth around 5 meters. The DRASTIC method showed indices between very low and very high, with predominance of high and very high vulnerability associated to the Dunas Aquifer, and moderate vulnerability associated to the Barreiras Aquifer. Areas with low and very low vulnerability occur in portions of the Barreiras Aquifer where the water table is most deep, and in the Fraturado Aquifer. Water table, recharge, and vadose zone were the parameters that most influenced these results. The GOD method showed indices between moderate and high, with high vulnerability associated to the Dunas Aquifer, and moderate vulnerability associated to the Barreiras and Fraturado aquifers. Water table was the parameter that most influenced the results of this method. In both methods, the vulnerability mapping showed contours very close to the ones of the geologic map, suggesting strong influence of the lithology in the evaluating process. Activities developed in the area were classified with subsurface contaminant load potential moderate and high. Aquifer pollution hazard obtained by GOD vulnerability and subsurface contaminant load potential indicates the dominance of areas with moderate pollution hazard. The results suggest that aquifer vulnerability and aquifer pollution hazard were underestimated during the construction of the industrial complex, regarding the area where each activity should be building. Comparing both methods, DRASTIC showed better results for studies that requires greater details, as EIAs and Master Plans. The GOD method showed better results for regional studies, as land zonings. The results also reaffirms the environmental fragility of great part of the area intended to the industrial complex, and reinforce the need for monitoring the industrial activities regarding pollution prevention. / Este trabalho foi realizado na porção norte do Complexo Industrial e Portuário do Pecém, localizado na Região Metropolitana de Fortaleza (CE), e teve por objetivo avaliar a vulnerabilidade dos aquíferos por meio dos métodos DRASTIC e GOD e caracterização do perigo de contaminação. Realizou-se quatro etapas de monitoramento em 24 poços ao longo de 2013, onde verificou-se a presença de três sistemas aquíferos: Dunas, Barreiras e Fissural. Os parâmetros monitorados foram: pH, temperatura, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, salinidade e nível estático. A medidas de pH permitiram classificar as águas subterrâneas como ácidas. As concentrações de Sólidos Totais Dissolvidos encontram-se dentro dos padrões de potabilidade e permitiram classificar as águas como “águas doces”. O método DRASTIC apresentou índices entre muito baixo a muito alto, com predomínio de vulnerabilidade alta a muito alta, associadas ao Aquífero Dunas, e vulnerabilidade moderada associada ao Aquífero Barreiras. As áreas de baixa e muito baixa vulnerabilidade ocorrem em porções do Barreiras com nível estático mais profundo e no Aquífero Fissural. O nível estático, a recarga e zona vadosa foram os parâmetros que mais influenciaram estes resultados. O método GOD apresentou índices entre moderado e alto, com alta vulnerabilidade associada ao Aquífero Dunas, e vulnerabilidade moderada associada aos Aquíferos Barreiras e Fissural. O nível estático foi o parâmetro que mais influenciou os resultados deste método. Nos dois métodos, o mapeamento da vulnerabilidade apresentou contornos muito próximos aos do mapeamento geológico, o que sugere forte influência da litologia no processo de avaliação. As atividades presentes na área foram classificadas com potencial de carga contaminante entre moderado e elevado. O perigo de contaminação obtido pelo método GOD e pelo potencial de carga contaminante indicou o predomínio de áreas de perigo moderado. Os resultados sugerem que a vulnerabilidade dos aquíferos e o perigo de contaminação foram subestimados na instalação do complexo, no que concerne à área onde cada atividade industrial poderia ser instalada. Na comparação entre os métodos, o método DRASTIC apresentou melhores resultados para estudos que requeiram maior detalhamento, como EIA/Rimas e Planos Diretores. O método GOD apresentou resultados mais satisfatórios para estudos regionais, como zoneamentos territoriais. Os resultados também reiteram a fragilidade ambiental de grande parte da área destinada à instalação do complexo industrial, e reforçam a necessidade de monitoramento das atividades industriais no que diz respeito a prevenção de contaminações.

BURTE, J. D. P. Os Pequenos aqüíferos aluviais nas áreas cristalinas semi-áridas: funcionamento e estratégias de gestão. Estudo de caso no nordeste brasileiro. 2008. 287 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-27T18:15:55Z No. of bitstreams: 1 2008_tese_jdpburte.pdf: 5375905 bytes, checksum: 7abf798ca25cc1aca737ddc2978ca8da (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-27T19:11:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_tese_jdpburte.pdf: 5375905 bytes, checksum: 7abf798ca25cc1aca737ddc2978ca8da (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T19:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_tese_jdpburte.pdf: 5375905 bytes, checksum: 7abf798ca25cc1aca737ddc2978ca8da (MD5) Previous issue date: 2008-06-17 / In semi-arid crystalline areas, small alluvial aquifers are important hydrological resources for rural populations but limited, whose dynamics are strongly influenced by human activities. The sustainability of the availability of these resources depends on the development of management strategies adapted to the physical environment, but also to local socioeconomic characteristics. A river basin located in the crystalline area of ​​the semi-arid Northeast, where the use of small aquifers Alluvial developed rapidly in the last decade, a study was carried according to a two-pronged approach 1) physical, to characterize these water resources traditionally understudied and propose a model of its hidrossalino operation, and 2) to characterize socioeconomic user groups and local strategies to use and management of water resources. This study is based on six years of data (monitoring and characterization studies of the physical and socio-economic means) and construction of models of water balances and mass salts to the monthly time step that allowed the quantification of the main terms of the balance of the aquifer alluvial and discussion of interactions with other water resources (crystalline aquifer, weirs). The chances of hydrological functioning were tested with a spatialized model of physical basis. Scenarios for the evolution of the exploitation of water resources were built from the major internal factors (physical and anthropogenic) and external (public policy) that determine its dynamics and its management. The impact of these scenarios on water availability (in terms of quantity and quality) was simulated in the short and long term, which allowed to show the importance of an upstream integrated management / downstream water resources. Finally, a regional mapping method of small alluvial aquifer is developed, allowing the evaluation of the annual volume of potentially exploitable water in a large basin. / Nas áreas cristalinas semi-áridas, os pequenos aqüíferos aluviais são recursos hidrológicos importantes para as populações rurais, mas limitadas, cuja dinâmica é fortemente influenciada pelas ações antrópicas. A sustentabilidade da disponibilidade destes recursos depende do desenvolvimento de estratégias de gestão adaptadas ao meio físico, mas também às características socioeconômicas locais. Numa bacia hidrográfica localizada na área cristalina do Nordeste brasileiro semi-árido, onde o uso dos pequenos aqüíferos aluviais desenvolveu-se rapidamente na ùltima década, foi desenvolvido este estudo segundo uma dupla abordagem 1) física, para caracterizar estes recursos hídricos tradicionalmente pouco estudados e propor um modelo do seu funcionamento hidrossalino, e 2) socioeconômico para caracterizar os grupos de usuários e as estratégias locais de uso e gestão dos recursos hídricos. Este estudo se apóia em seis anos de dados (monitoramento e estudos de caracterização dos meios físico e socioeconômico) e na construção de modelos de balanços hidrológicos e de massa de sais ao passo de tempo mensal que permitiram a quantificação dos principais termos dos balanços do aqüífero aluvial e a discussão das interações com os outros recursos hidrológicos (aqüífero cristalino, açudes). As hipóteses de funcionamento hidrológico foram testadas com um modelo espacializado de base física. Cenários de evolução da exploração dos recursos hídricos foram construídos a partir dos principais fatores internos (físicos e antrópicos) e externos (políticas públicas) que determinam sua dinâmica e sua gestão. O impacto destes cenários sobre a disponibilidade em água (em termos de quantidade e qualidade) foi simulado a curto e longo prazo, o que permitiu mostrar a importância de uma gestão integrada montante/jusante dos recursos hídricos. Por fim, um método regional de mapeamento dos pequenos aqüíferos aluviais é desenvolvido, permitindo a avaliação do volume anual de água potencialmente explorável numa grande bacia hidrográfica. / Dans les zones cristallines semi-arides, les petits aquifères alluvi aux sont des ressources hydrogéologiques limitées, mais importantes pour les populations rurales. La durabilité de leur disponibilité repose sur le développement de stratégi es de gestion adaptées aux contraintes physiques mais auss i socioéconomiques locales. Sur un bassin versant situé dans la zone cristalline du Nordeste brésilien semi-aride, où l’utilisation des nappes alluviales s’est développée rapidement depuis 10 ans, a été mise en œuvre une double approche 1) ph ysique afin de caractériser et proposer un modèle de fonctionnement hydrosalin de ces ressources traditionnellement peu étudiées, 2) socioéconomique pour caractériser les groupes d'usagers et les stra tégies locales d’utilisation et de gestion des ressources en eau. L'étude s'appuie sur 6 ans de données (suivis et études de caractérisation des milieux physique et anthropique) et sur la cons truction de modèles de bilans hydrologiques et de masse au pas de temps mensuel qui ont permis de quantifier les termes des bilans de la nappe alluviale et de discuter les interactions avec le s autres ressources en eau (aquifère de socle, retenues). Les hypothèses de fonctionnement hydrologique ont ét é testées avec un modèle spatialisé à base physique. Des scénarios d’évolution de l'e xploitation des ressources ont été construits en tenant compte des principales contraintes internes (physique s et anthropiques) et externes (politiques publiques). L'impact de ces scénarios sur la di sponibilité en eau (en termes de qualité et quantité) a été simulé à plus ou moins long terme ce qui a pe rmis de montrer qu'une gestion intégrée amont/aval des ressources est bé néfique pour l'ensemble des usagers. Enfin, une méthode régionale de cartographie des petits aquifères alluviaux basée sur la télédétection est développée et permet d ́évalue r le volume d'eau potentiellement exploitable sur un grand bassin versant.

TAVARES, P. R. L. Modelagem computacional e calibração da condutividade hidráulica horizontal em aqüífero da Bacia Sedimentar do Araripe utilizando o método iterativo do gradiente hidráulico. 2010. 117 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-28T16:29:59Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_prltavares.pdf: 5330568 bytes, checksum: af74a06851c7c6c3e7520e41ae7c1b0e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-27T18:33:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_prltavares.pdf: 5330568 bytes, checksum: af74a06851c7c6c3e7520e41ae7c1b0e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T18:33:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_prltavares.pdf: 5330568 bytes, checksum: af74a06851c7c6c3e7520e41ae7c1b0e (MD5) Previous issue date: 2010-02-23 / The process of calibration of hydrodynamic parameters represents an important part in computer modeling; its general approach consists of minimizing an objective function expressed by the difference between observed and simulated hydraulics heads. Guo and Zhang, in the decade of 90 and Schuster and Araújo (2004)proposed an alternative process for estimating the parameters, through the minimization of the difference between observed and simulated hydraulic gradients and denominated Iterative Method of the Hydraulic Gradient (IMHG). The generation of the matrix of observed heads has decisive function in the success of the calibration process. In the traditional approach, the observed matrix is obtained using a mathematical interpolation. This work intends to investigate the generation of the observed head matrix, using the simulation process itself, fixing, in the model, the points where the heads are known. Normally, great manual efforts were noticed in the attempt of integrating the simulating software (PMWIN) and the (IMHG), therefore, all calibration methodology was automatically implemented and a computer code was developed, denominated UFC-MIGH. Geoprocessing techniques were added to the calibration process in order to simplify the generation of the input matrix of the model. For the application of the proposed methodology, the horizontal hydraulic conductivities of two hypothetical examples and a real case were used. The real case consisted of a portion of the aquifer of the Sedimentary Basin of Araripe,including the total urban area of the municipal district of Crato. In all of the simulated cases, the results them IMHG, demonstrated smaller errors than the traditional methodology, implemented in the software PEST. Thus, IMHG demonstrated larger flexibility, showing superior effectiveness in problems with or without the zoning of the hydraulic conductivities. The new methodology of generation of observed heads matrix is much more hydrogeological consistent than using just mathematical interpolation. This new methodology takes into account singularities of the model, as rivers, wells and impermeable outlines. Finally, as important final products, present in the thesis, the map of horizontal hydraulic conductivity and the contour map of the hydraulic heads of the area where the methodology was applied / O processo de calibração de parâmetros hidrodinâmicos representa parte importante dos modelos e sua abordagem geral consiste em minimizar uma função objetivo expressa pela diferença entre as cargas hidráulicas observadas e calculadas. Guo e Zhang, na década de 90 e, depois, Schuster e Araújo (2004) propuseram um processo alternativo para estimação dos parâmetros, através da minimização da diferença entre os gradientes hidráulicos observados e calculados e denominado Método Iterativo do Gradiente Hidráulico (MIGH). A geração da matriz de cargas observadas tem função determinante no sucesso do processo de calibração. Na abordagem tradicional, a matriz observada é constituída por meio de um processo de interpolação. Este trabalho propõe-se a investigar a geração da matriz observada, utilizando o próprio processo de simulação, fixando, no modelo, os pontos de cargas aferidas em campo. Perceberam-se, ainda, grandes esforços manuais na busca de integrar o software simulador (PMWIN) e o calibrador (MIGH); neste sentido, toda a metodologia de calibração foi implementada e automatizada no programa computacional desenvolvido na pesquisa, denominado UFC-MIGH. Acrescido ao processo de calibração, foram investigadas técnicas de geoprocessamento através de um Sistema de Informações Geográficas (SIG), para simplificar a geração das matrizes de entrada do modelo. Para aplicação da metodologia proposta, foram calibradas as condutividades hidráulicas horizontais de dois exemplos hipotéticos e um caso real, referente a uma porção do aqüífero da Bacia Sedimentar do Araripe, abrangendo a totalidade da área urbana do município do Crato. Em todos os casos simulados, os resultados com o emprego do MIGH, demonstraram erros menores, confirmados através dos critérios de convergência e comparados à metodologia tradicional, implementada no software PEST. Dessa forma, o MIGH demonstra maior flexibilidade, mostrando eficácia superior em problemas com ou sem o zoneamento das condutividades hidráulicas. Além disso, a nova metodologia de geração das matrizes de cargas observadas garante resultados hidrogeologicamente mais consistentes, comparada à utilização da interpolação, que não contempla singularidades do modelo, como rios, poços de bombeamento e contornos impermeáveis. Por fim, como importantes produtos finais, estão presentes no trabalho, o mapa de condutividade hidráulica horizontal e o mapa potenciométrico da Área-Crato

A Bacia do Rio dos Sinos está localizada na região centro-oeste do Rio Grande do Sul, abrangendo 32 municípios com população de mais de 1,5 milhões de habitantes e importantes centros industriais. Três aquíferos são identificados na área: o Sistema Aquífero Serra Geral, o Sistema Aquífero Guarani e os Aquitardos Permianos. Este estudo busca compreender a interação entre água subterrânea, água superficial e atividades humanas na bacia, avaliando a aplicabilidade dos isótopos estáveis de chumbo para este propósito. As razões isotópicas de chumbo de 36 amostras de água subterrânea, 08 amostras de água superficial e 05 amostras de efluentes de curtumes e aterros sanitários foram mensuradas utilizando Espectrômetro de Massa com Ionização Térmica e Espectrômetro de Massa com Plasma Acoplado. As razões isotópicas das águas subterrâneas possuem maior variabilidade do que as águas superficiais, com médias menos radiogênicas: ǣ208Pb/204Pb = 38,189940 vs 38,4049794 (σ= 0,3021694 vs 0,134317381) e ǣ206Pb/204Pb = 18,295117 vs 18,4766453 (σ = 0,2304584 vs 0,105934869), respectivamente. Efluentes de origem industrial (curtumes e aterros sanitários industriais) possuem ǣ208Pb/204Pb = 38,195575 e ǣ206Pb/204Pb = 18,316875, distinto do aterro sanitário doméstico (ǣ208Pb/204Pb = 38,235304 e ǣ206Pb/204Pb = 18,660678) Hierarchical cluster analysis led to the distinguish of six groups of waters, representing the aquifers that occur in the area, complemented by clusters suggesting groundwater mixtures and one demonstrating a highly contaminated groundwater. Combining the cluster results to wells’ stratigraphic profiles and multielemental chemical analysis, it could be distinguish the different aquifers involved in the area and establish that the Serra Geral Aquifer System has 206Pb/204Pb ratios between 18.471778 and 18.708884; 207Pb/204Pb between 15.669158 and 15.677662; 208Pb/204Pb between 38.682584 and 38.761559; 207Pb/206Pb between 0.837192 and 0.862277; 208Pb/206Pb between 2.067059 and 2.096437. The Guarani Aquifer System has a distinct isotopic signatures with a wider range (208Pb/204Pb ranged from 37.939334 to 38.127943 and 206Pb/204Pb ranged from 18.089186 to 18.321744). Water mixing between the two aquifers systems is reflected by transitional results. The results confirm that the hierarchical cluster analysis of lead isotopes is a useful tool to discriminate different aquifers conditions, reflecting mostly the influence of the natural lead isotopic composition of the aquifers than the anthropogenic activities (urban and industrial), except when groundwater is highly contaminated by human activity. / The Rio dos Sinos Watershed area is located at Middle-West region of the Rio Grande do Sul State, Southern Brazil, along thirty two municipalities and affecting 1.5 million inhabitants and many important industrial centers. Three main aquifers are recognized in the study area: the unconfined-fractured Serra Geral Aquifer System; the porous Guarani Aquifer System, and the Permian Aquitard. This study aims to understand groundwater, surface water and human activity interactions in the Rio dos Sinos Watershed, evaluating the application of stable lead isotopic ratios analyzed for this propose. Thirty six groundwater samples, 08 surface water samples and 05 liquid effluents of tanneries and landfills samples were measured using a Thermal Ionization Mass Spectrometer Thermo-Finnigan and a Neptune Multi- Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer. Groundwater isotopic ratios have a wider range compared to the surface water, with less radiogenic means: ǣ208Pb/204Pb = 38.189940 vs 38.4049794 (σ= 0.3021694 vs 0.134317381) and ǣ206Pb/204Pb = 18.295117 vs 18.4766453 (σ = 0.2304584 vs 0.105934869), respectively. Industrial liquid effluents (tanneries and industrial landfill) have ǣ208Pb/204Pb = 38.195575 and ǣ206Pb/204Pb = 18.316875, distinct from effluent sample of domestic sanitary landfill (ǣ208Pb/204Pb = 38.235304 and ǣ206Pb/204Pb = 18.660678)

Desde o início das investigações sobre o fundo do mar, considerável progresso no entendimento do ambiente marinho foi conquistado. A tecnologia e as ferramentas de mapeamento e análise desenvolvidas para estudar o fundo oceânico permitem que se descreva, com um certo grau de detalhamento, o relevo e, até mesmo, estruturas internas de camadas de sedimentos de diferentes tamanhos, que estão lá no fundo do mar, depositados ao longo de milhões de anos de história do planeta. O grande mistério, que até os dias de hoje ainda não foi completamente explicado, é o modo como esses sedimentos são transportados para o fundo do mar e geram depósitos no fundo oceânico, a centenas de quilômetros da costa? Acredita-se que os canyons que existem no fundo do mar sejam as vias expressas de transporte de boa parte desses sedimentos, já que se constata a existência de um grande volume de material depositado na parte terminal dos sistemas canalizados. A proposta dessa investigação experimental partiu de reprodução, em laboratório, dos processos que poderiam estar envolvidos na formação dos canyons. A teoria mais aceita existente na literatura, atribui a atuação de correntes de densidade durante as regressões do nível do mar como sendo o principal fator que desencadeou a formação dos canyons. A hipótese desse trabalho inclui, além da atuação das correntes de densidade, a atuação de um fluxo de aquífero mais intenso aflorando na região do talude. O fluxo de aquífero mais intenso é justificado pela ocorrência de um aumento de gradiente hidráulico, produzido durante o rebaixamento do nível do mar, durante as fazes de regressão. A simulação física é uma ferramenta poderosa e robusta, utilizada há mais de um século no dimensionamento de aviões, foguetes, pontes, torres, descarregadores de barragens, vertedores e muitos outros tipos de estruturas. A mesma ferramenta pode ser utilizada para gerar modelos do processo de transporte sedimentar em escala reduzida. Esse tipo de estudo parte do conhecimento dos elementos envolvidos no fenômeno investigado – no caso específico, o fundo do mar, a água e os sedimentos – e dos processos aos quais esses elementos possivelmente estão sujeitos no ambiente natural. Esta pesquisa, fundamentada na modelagem física, tentou reproduzir um fluxo de aquífero que aflora no talude e, concomitantemente, a atuação de correntes de densidade, produzindo assim em laboratório um ambiente análogo ao natural durante as fases de regressão do nível do mar, com base em teorias da bibliografia. A metodologia experimental adotada partiu da construção de um depósito cuja geometria representa um V talude com cerca de 1,5 metro de largura, 0,6 metro de comprimento e 0,25 metro de altura. O talude possui rampas com declividades entre 15 e 30 graus. Os sedimentos utilizados foram carvão mineral com fração de areia grossa, areia grossa de origem siliciclástica e calcário com frações de silte e argila. Os sedimentos de frações de areia foram utilizados na construção dos taludes testados, e o calcário, na produção das correntes de densidade. Os experimentos simularam escoamentos em meio poroso dentro do talude, reproduzindo um fluxo de água subterrânea de sistema aquífero que aflorou na região do declive, tendo sido medidas as vazões do aquífero e os respectivos gradientes hidráulicos. Foram também simuladas correntes de densidade com diferentes concentrações e intensidades, bem como obtidos valores médios de espessuras, velocidades e concentrações de sedimentos. Através da simulação, foram produzidas sequências de processos de erosão do talude, que iniciaram com escorregamentos – gerados a partir do aumento da vazão dentro do aquífero reproduzido – e terminaram com a geração de canyons – através da atuação simultânea de correntes de densidade. Os resultados mostraram que existe um significativo elo de ligação entre esses dois processos – fluxo de água subterrânea de sistema aquífero e correntes de densidade –, de tal modo que ambos são necessários para que ocorra a formação dos canyons e para que um grande volume de material seja efetivamente erodido e transportado. As correntes de densidade sozinhas, dentro da escala de simulação, não possuem capacidade de erosão e transporte de sedimentos muito significativa. O sistema de transporte via correntes só é efetivo quando existe um fluxo de aquífero atuando concomitantemente. A observação dos processos de erosão e deposição durante os experimentos, bem como análise do banco de imagens obtidas permitiram a construção de um modelo de formação e evolução de canyons. A formação passa por sequências ordenadas, onde o desenvolvimento de um knickpoint desencadeia um processo de erosão remontante, escavando um sulco que evolui para um canyon formado por uma cabeceira conectada a plataforma bem como depósitos associados. Os dados gerados na simulação física foram comparados com dados do ambiente natural, descritos em trabalhos acadêmicos publicados, e logrou-se provar que os parâmetros medidos estão dentro de valores passíveis de ser encontrados no ambiente natural. Além disso, o cálculo de extrapolação permitiu identificar canyons naturais análogos aos produzidos em laboratório. Os parâmetros dinâmicos das correntes de densidade, bem com as concentrações volumétricas de sedimentos e as faixas de tamanhos de grãos extrapolados estão também dentro de escalas medidas em protótipos análogos. As escalas encontradas seriam de 1:5000 na vertical (com exagero de 2 a 3 vezes) e 1:10000 e VI 1:15000 na horizontal. Assim, é possível que os resultados obtidos neste trabalho venham a elucidar um pouco as dúvidas que estão pendentes há muito tempo acerca do objeto de estudo. / Since the beginning of the deep sea research, considerable progress has been achieved in understanding the marine environment. The technology and tools developed for mapping and analyzing the ocean floor allow a detailed description of the relief and even the internal structures of sediment layers of different sizes that are there, in the bottom of the sea, deposited over millions of years of planetary history. The great mystery, which to this day has not yet been fully explained, is the way these sediments are transported to the seabed. How do sediments of varying sizes reach distances hundreds of miles beyond the coastline and generate deposits on the ocean floor? It is believed that the canyons that exist on the seabed are the express ways through which the transport of a good part of these sediments occurs, given that there is a great volume of material deposited in the terminal parts of these channeled systems. Thus, the focus of speculation and interest has been directed to canyons and density currents, which serve, respectively, as the pathway and the vehicle for sediments. The major obstacle to investigating the role of canyons and currents in the sediment transfer process is the difficulty in observing and measuring phenomena in the natural environment. Besides the scale problem, there is also the rarity of occurrence of events. In fact, it is practically impossible to predict when and where a density current will occur. And if it were possible to predict, how could it be measured? With what equipment? Physical simulation is a powerful and robust tool, used for more than a century in the scaling of aircraft, rockets, bridges, towers, dams, spillways and many other structures. The same tool can be used to generate small scale models of the sediment transport process. This type of study is based on the knowledge of the elements involved in the phenomenon investigated – in this case, the seabed, water and sediments – and the processes to which these elements are possibly subject in the natural environment. This research, based on physical modeling, allowed to reproduce in a laboratory, in a reduced scale, processes similar to those that possibly occur in the seabed. The experimental methodology adopted was based on the construction of a deposit whose geometry represents a slope about 1.5 meters wide, 0.6 meters long and 0.25 meters high. The slope has declivities between 15 and 30 degrees. The sediments used were mineral coal of a coarse sand fraction, coarse sand of siliciclastic origin and limestone with fractions of silt and clay. The sediments of sand fractions were used in the construction of the experimental slopes, and the limestone, in the production of the density currents. The experiments simulated water flows in porous medium within the slope, reproducing an VIII aquifer flow. Density currents were also simulated, since they are generally considered as an important mechanism of sediment transport in the natural environment. began with slides – generated from an increasing flow rate within the simulated aquifer – and ended with the generation of canyons – through the simultaneous action of density currents. The results show that there is a significant link between these two processes – aquifer flow and density currents –, in such a way that both are necessary for the formation of canyons to occur and for a large volume of material to be effectively eroded and transported. Density currents alone, within the simulation scale, do not have very significant sediment transport capacity. The density currents transport system is only effective when there is an aquifer flow acting concomitantly. The observation of the erosion and deposition processes during the experiments, as well as the analysis of the bank of images obtained allowed the construction of a model of formation and evolution of canyons. The formation passes through ordered sequences, where the development of a knickpoint triggers a process of erosion remontante, digging a groove that evolves to a canyon formed by a bedside connected to the platform as well as associated deposits. The data generated in the physical simulation were compared with data from the natural environment, described in published academic papers, which proved that the measured parameters are within the value range that can be found in the natural environment. In addition, the upscaling of the results allowed the identification of natural canyons analogous to those produced in the laboratory. The dynamic parameters of the density streams as well as the volumetric sediment concentrations and the extrapolated grain size ranges are also within scales measured in similar prototypes. The scales found would be 1: 5000 vertically and 1: 10000 and 1: 15000 horizontally. Thus, it is possible that the results obtained in this work will elucidate some doubts that have long been pending about the object of study.

Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2017-04-07T14:05:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Isadora Aumond Kuhn.pdf: 4016069 bytes, checksum: 2aab2baf713eb9b2194ea0562b456199 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2017-04-07T14:32:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Isadora Aumond Kuhn.pdf: 4016069 bytes, checksum: 2aab2baf713eb9b2194ea0562b456199 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2017-04-07T14:36:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Isadora Aumond Kuhn.pdf: 4016069 bytes, checksum: 2aab2baf713eb9b2194ea0562b456199 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-07T14:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Isadora Aumond Kuhn.pdf: 4016069 bytes, checksum: 2aab2baf713eb9b2194ea0562b456199 (MD5) Previous issue date: 2017 / Orientador: Ari Roisenberg

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-22T03:04:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336549.pdf: 10936501 bytes, checksum: 21b94dc0a3c63fc587cfcd2d4fb0e223 (MD5) Previous issue date: 2015 / Predominantemente o cultivo de arroz irrigado no extremo sul do estado de Santa Catarina é realizado sobre gleissolos e cambissolos desenvolvidos sobre leques aluviais. Segundo Driessen e Moormann (1985) os solos no ápice dos leques aluviais possuem textura grossa e condutividade hidráulica elevada. Os autores sugerem que estas características gradualmente se modificam para a base dos leques que possuem texturas mais finas e condutividade hidráulica mais baixa. Sendo esta constatação verdadeira e considerando que as características do solo influenciam diretamente na vulnerabilidade do aquífero, deveria ser possível estabelecer relações espaciais para as propriedades do solo e para a vulnerabilidade do aquífero. Com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial dos atributos que interferem na infiltração de água no solo e na atenuação de poluentes, foram distribuídos quarenta e cinco pontos amostrais, nas áreas de cultivo de arroz da Bacia do rio São Bento, entre os municípios de Siderópolis, Nova Veneza e Forquilhinha (SC). Foram efetuadas medidas de resistência do solo à penetração, densidade aparente, porosidade total, granulometria, condutividade hidráulica, conteúdo de matéria orgânica, carbonatos e elementos trocáveis da solução do solo. Com auxílio de tensiômetros foi feito o acompanhamento semanal da tensão no solo durante a safra 2011/2012. De posse dos dados foram efetuadas análises estatísticas buscando a evidência de padrões espaciais e a possibilidade de produção de índices de vulnerabilidade baseados nas características analisadas. Foram encontrados coeficientes de correlação significativos (a=5%), mas de grau moderado, pelo critério de Calegari e Jacqques (2003) para a condutividade hidráulica, resistência do solo à penetração, diâmetro médio e mediana dos sedimentos. Não há correlação espacial significativa para a tensão no solo, conteúdo de matéria orgânica e carbonatos. Mapas de interpolação de dados mostram mais a formação de nichos de iguais características do que uma gradação do ápice para a base do leque, provavelmente resultantes do padrão entrelaçado dos canais e de diferentes tipos de depósitos que ocorrem na área de leques aluviais. Embora camadas compactadas reduzam o fluxo de água no perfil, a percolação de água das quadras de cultivo é detectada pelos tensiômetros. O aumento da densidade, relacionada à formação de camadas compactadas, implica em menor infiltração da água das quadras de arroz para o subsolo, o que eleva a tensão. Foram criados índices de potencial de redução da infiltração e potencial de atenuação de poluentescom base na somatória ponderada das distâncias euclidianas do ponto amostral em relação ao autovetor, em uma análise de principais componentes. O potencial de redução da infiltração assim produzido tem correlação de 51% com as coordenadas UTM Norte. O potencial de atenuação tem correlação de 98% com estas coordenadas. A soma destes potenciais cria um índice numérico de vulnerabilidade do aquífero baseado nas características do solo cujo mapa apresenta muitas semelhanças com o potencial de redução da infiltração, mas com baixa correlação espacial.<br> / Abstract : Predominantly irrigated rice cultivation in the southern end of Santa Catarina State is carried out on Gleysols and Cambisols developed on alluvial fans. According to Driessen and Moormann (1985) soil on the proximal fan areas have a coarse texture and high hydraulic conductivity. The authors suggest that these characteristics gradually change towards the distal fans that have finer textures and lower hydraulic conductivity. Considering that this finding is true and that soil characteristics contribute directly to the aquifer vulnerability, it should be possible to establish spatial relationships of the soil properties and of aquifer vulnerability. With the aim of evaluating spatial variability of the attributes that interfere with water infiltration into the soil and with mitigation of pollutants, forty-five sample points were distributed in the areas of rice cultivation of the São Bento basin, between the municipalities of Siderópolis, Nova Veneza and Forquilhinha in Santa Catarina State. Measurements of soil penetration resistance, bulk density, total soil porosity, particle size distribution, hydraulic conductivity, organic matter content, carbonates, and element concentration in soil solution were carried out. With the aid of tensiometers weekly monitoring of tension in the soil was done during the 2011/2012 crop season. With this data we proceeded to statistical analyses seeking evidence of spatial patterns and the possibility of building indices of vulnerability based on the analyzed characteristics. Significant correlation coefficients were found (a = 5%), but at a moderate level by the criterion of Callegari and Jacques (2003) for the hydraulic conductivity, soil penetration resistance, average mean diameter and median size. There is no significant spatial correlation for the tension in the soil, and organic matter content, and carbonates. Maps of data interpolation show more the formation of niches of the same features than a gradation from the proximal fan areas to the distal fan areas probably due to the braided channels and different types of deposits that occur in the alluvial fan area. Even though compacted layers reduce water flow on the profile, the percolation of water in paddy fields was detected by the tensiometers. The increased density, connected to the formation of compacted layers, implies less infiltration of water from rice paddies to the subsoil, which raises the tension. Indexes of potential for reduction of infiltration and for mitigation of pollutants were created based on the weighted sum of Euclidean distances of the sample point in relation to the eigenvector, in a principal component analysis. The potential for reduction of infiltration thus produced has a 51% correlation to the North UTM coordinates. The potential for mitigation has a 98% correlation tothese coordinates. The sum of these potentials creates a numerical index of the aquifer vulnerability based on soil characteristics whose map has many similarities with the potential for reduction of infiltration, but with low spatial correlation.

O estudo desenvolveu-se em área de plantação de arroz na região de Águas Claras, Município de Viamão, caracterizada por depósitos arenosos quaternários inconsolidados inseridos no Sistema Laguna-Barreira da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. O trabalho teve por objetivo avaliar o impacto do uso intensivo de fertilizantes NPK nos solos e na água do aqüífero livre, verificando a transferência de elementos primários (macro nutrientes), micronutrientes, metais, metalóides e outros elementos-traço (inclusive Elementos Terras Raras) no perfil. Foram coletadas amostras de fertilizante aplicado na área, solos e água em duas áreas fertilizadas e uma não fertilizada (background), realizando-se análises de parâmetros físico-químicos de águas in-loco, análises de difratometria de Raios-X e CTC, e análises multi-elementares com ICP-MS. A coleta de amostras de água foi realizada através de dois poços de monitoramento em três tempos distintos, 6 meses pós-fertilização, duas semanas pré-fertilização e três semanas pós-fertilização. Os solos coletados são classificados como arenosos, contudo, observou-se presença significativa de argila em um perfil. A difração de raios-X identificou presença dos argilominerais ilita e caolinita nas amostras com conteúdo de argila mais elevado. Análises de capacidade de troca de cátions revelaram resultados entre 4,86 e 17,9 cmol/dm3. A condutividade hidráulica do aqüífero freático, registrada através do Teste de Slug resultou em 1,168x10-4 cm/s para o solo do poço com presença maior de argila. No levantamento dos parâmetros de campo observou-se, em quase a totalidade das amostras, as águas possuem pH abaixo de 6 e o conteúdo de sólidos totais dissolvidos situam-se acima do permitido pela Resolução CONAMA 396/08. Os dados químicos de elementos maiores mostram que as águas classificam-se como em praticamente todas as amostras como cloretada-sódico-cálcicas, de acordo com o Diagrama Piper. A análise dos resultados demonstra que o fósforo e magnésio são em sua maior parte adsorvidos no solo, causando efeito cumulativo. Outros elementos químicos que sofreram maior enriquecimento nos solos devido à aplicação de fertilizante foram Al, As, Cd, Cs, Eu, Fe, Li, Mn, Rb, U e V. Nas análises de água detectou-se excesso de manganês, ultrapassando o limite máximo permitido pela Resolução CONAMA 396/08 0,1mg/L, tendo Ce, La e Nd entre os Elementos Terras que tiveram maior enriquecimento. Os resultados demonstram que a aplicação de fertilizantes em aqüíferos com elevada vulnerabilidade pode contaminar as águas subterrâneas, comprometendo sua potabilidade. / This study has been developed in area of rice plantation in the region of Aguas Claras, Municipal District of Viamão, which is comprises quaternary deposits of sandy soils related to the Lagoon-Barrier System of the Rio Grande do Sul Coastal Plain. The main objective was to evaluate the impact of intensive use of fertilizers NPK in the soils and in the free-aquifer, verifying the transfer of primary elements (macronutrients), micronutrients, metals, metalloids and other trace elements (including Elements Rare Earth) in the soil. Samples of fertilizer applied in the plantation, soils, and water in two fertilized areas and in one non-fertilized area (background) were collected. Main physico-chemical parameters of water were measured in the field, while analyses of X-Ray Diffraction, CTC, and multielementary analyses by ICP-MS were processed. The water samples were collected in two monitoring wells in three different periods, 6 months before fertilization, two weeks before fertilization and three weeks after fertilization. The collected soils are classified as sandy, however, significant presence of clay was observed in one profile. The X-Ray Diffraction identified illite and caolinite as the clay minerals phase in samples with higher clay content. Analyses of Cation Exchange Capacity revealed values between 4,86 and 17,9 cmol/dm3. The hydraulic conductivity of the free aquifer through the Slug Test resulted in 1,168x10-4 cm/s for the clayish soil. In the samples majority, the water pH is below 6, and the total dissolved solids is above the limits of the CONAMA Resolution 396/08. The chemical data of major elements show that chlorinated-sodic-calcic water type prevails in the area, according to the Piper Diagram. The chemical results demonstrate that phosphorus and magnesium are mainly adsorved in the soil, causing cumulative effect. Other chemical elements showing higher enrichment in the soil due to fertilizer application were Al, As, Cd, Cs, Eu, Fe, Li, Mn, Rb, U and V. The water analyses detected a manganese excess, according CONAMA Resolution 396/08, while Ce, La and Nd among the REE had larger enrichment. The results clearly demonstrate that intensive fertilizer application in aquifer with high vulnerability can contaminate groundwater.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-23. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:32Z : No. of bitstreams: 1 000853133.pdf: 2801881 bytes, checksum: ef27cb8d1ae9bcecea9f36285cf756af (MD5) / A água subterrânea destaca-se pela boa qualidade, baixo custo de captação e relativa abundancia no Estado de São Paulo. Na região hidrográfica do Médio Paranapanema, o Sistema Aquífero Bauru (SAB) é uma reserva estratégica e seu monitoramento é importante para que a exploração seja feita de maneira sustentável e o aquífero continue desenvolvendo seu papel no fornecimento de água para a região. A pressão exercida por sistemas agrícolas e florestais em áreas de recarga de aquíferos é uma variável ligada à tomada de decisão e ao planejamento dos recursos hídricos em uma bacia. A identificação de respostas do aquífero, em relação ao uso da terra, pode ser realizada utilizando dados de monitoramento freático e modelos de séries temporais. Neste sentido, ressalta-se a importância do estudo do comportamento e aproveitamento da água na bacia hidrográfica, a fim de determinar a evolução dos recursos hídricos no tempo e no espaço e mensurar o impacto da modificação da bacia sobre processos hidrológicos. Com base em tais pressupostos, este trabalho teve como objetivo verificar o comportamento do SAB a partir de dados de altura do nível freático coletados em poços de monitoramento localizados em diferentes parcelas experimentais no município de Assis/SP. Para isso, as series históricas das alturas do nível freático foram ajustadas aos dados de precipitação e evapotranspiração, através do modelo de transferência de ruído PIRFICT.Os resultados mostraram um comportamento distinto entre os poços localizados sob a mesma formação geológica, mas com diferentes usos da terra. Notou-se que em área agrícola os níveis foram mais sensíveis às variações sazonais e às práticas de manejo ali empregadas, denotando células de fluxo local. Enquanto que em área de conservação florestal, onde não há perturbações antrópicas, os dados de monitoramento ... / Groundwater outstands for good quality, low withdrawing cost and relative abundance in the State of São Paulo. In the Médio Paranapanema river basin, the Bauru Aquifer System (BMS) is a strategic reserve, its water monitoring is essential for a sustainable way of exploration, and the aquifer keeps developing its role in supplying water for the region. All of the state territory aquifers are exposed to progressive deterioration, given the impacts to geological structures by growing urban settlement, industrial and agricultural blast climbing.Pressure inputted by agricultural and forestry systems in groundwater recharge areas is an important decision variable to water resources planning in the basin. The identification of aquifer responses to the use of land can be done using groundwater monitoring data and time series models. In this context, it have been highlighted the importance of studying the behavior and use of water in the basin, to determine the evaluation of water resources in time and space and measure the impact of modification on the basin hydrological processes. Based on these premises, this study aimed to verify the effects of different crops in the oscillation processes of groundwater levels in the study area. And the application of models based on observations and time series of groundwater levels to understand the processes occurring during the hydrologic cycle and affect the availability of groundwater resources of the Bauru Aquifer System in Assis / SP. Results have shown a distinct behavior between the wells located in the same geological formation, but with different land uses. It have noted that agriculture levels were more sensitive to seasonal variations and the management practices employed there, denoting local flow cells, while in wooded conservation area, where there is no human disturbance, monitoring data reflect the flow base toward the nearest drain, mainly influenced ...