Submitted by Leandro de Godoi Pinton null (lgpgeo@yahoo.com.br) on 2016-07-28T12:06:59Z No. of bitstreams: 1 LeandroGPinton.Texto.Completo.pdf: 92573539 bytes, checksum: 396e33f24ed85b443feec9a43b8689b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-01T14:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pinton_lg_dr_rcla.pdf: 92573539 bytes, checksum: 396e33f24ed85b443feec9a43b8689b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-01T14:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pinton_lg_dr_rcla.pdf: 92573539 bytes, checksum: 396e33f24ed85b443feec9a43b8689b2 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A presente pesquisa teve como objetivo geral avaliar a dinâmica dos processos morfogenéticos do relevo cuestiforme no Quaternário Tardio (Pleistoceno Superior-Holoceno Superior) e no período antrópico recente. Com base nessa avaliação, propôs-se reconstituir a sequência denudativa numa escala de tempo geológico, assim como verificar as implicações da constituição de morfologias antropogênicas na evolução desse compartimento numa escala histórica de tempo. A fim de atender tal objetivo, foram realizadas datações de episódios deposicionais por Luminescência Opticamente Estimulada (LOE) e pelo método do chumbo-210 (210Pb). Ademais, foram elaborados mapeamentos específicos para a obtenção de dados morfoestruturais, geomorfológicos e de uso e cobertura da terra. A bacia hidrográfica do Córrego do Cavalheiro – Analândia (SP) – foi selecionada como área de estudo em virtude de sua disposição natural, na transição entre as Cuestas Areníticas-Basálticas e a Depressão Periférica Paulista, associada, ainda, à evolução do uso da terra essencialmente rural. A análise sistêmica entre as idades LOE do material coluvionar com as flutuações paleoclimáticas regionais e o arranjo de feições morfoestruturais e antropogênicas possibilitou a proposição de um modelo evolutivo do relevo cuestiforme, caracterizado pela seguinte sequência denudativa: 1) Primeira fase seca de 30.770 ± 4.930 a 8.000 ± 1.000 anos A.P. (transição do Pleistoceno Superior com o Holoceno Inferior, estendendo-se até o início do Holoceno Médio); 2) Primeira fase úmida de 7.420 ± 980 a 4.500 ± 750 anos A.P. (Holoceno Médio-Superior); 3) Segunda fase seca de 3.940 ± 665 a 2.215 ± 250 anos A.P. (Holoceno Superior) e; 4) Fase antropogênica de 1962 a 2013 (série histórica de 51 anos). A datação dos sedimentos fluviais pelo método do 210Pb foi ineficaz como recurso complementar para o detalhamento da fase antropogênica nas cuestas em razão do predomínio de coberturas sedimentares na composição litopedológica desse compartimento. Todavia, a quantificação das mudanças morfológicas mediante a sistematização de geoindicadores corrobora a ação antropogênica condicionando a esculturação do relevo cuestiforme. A reconstituição paleomorfogenética das cuestas demonstrou que os processos denudativos no Quaternário Tardio (Pleistoceno Superior-Holoceno Superior) e no período antrópico recente se configuram de forma complexa, sendo a sua dinâmica cíclica e poligênica. / The present research aimed to evaluate the dynamics of the morphogenetic processes of the cuesta relief in the Late Quaternary (Upper Pleistocene-Upper Holocene) and in the current anthropic periods. Based on this evaluation, the denudative sequence was reconstituted in a geological time scale, and the implications of the anthropogenic morphology constitution in the evolution of this compartment in a historical time scale were verified as well. In order to achieve this objective, depositional dating were performed through Optically Stimulated Luminescence (OSL) and the Pb-210 method (210Pb). In addition, specific morphostructural, geomorphological and land-use/land-cover mapping were performed. The Cavalheiro Stream basin – Analândia (SP) – was chosen as the study area due to its natural distribution, in the transition of the sandstone-basaltic Cuestas and the Paulista Peripheral Depression and the essentially rural land-use evolution as well. The systemic analysis comparing the colluvium material ages (OSL) with the regional paleoclimatic fluctuations and the morphostructural/anthropogenic features arrangement provided an evolutionary model of the cuestas relief, characterized by the following denudative sequence: 1) First dry phase from 30,770 ± 4,930 to 8,000 ± 1,000 years BP (transition between the Upper Pleistocene and the Lower Holocene, extended until the beginning of the Middle Holocene); 2) First wet phase from 7,420 ± 980 to 4,500 ± 750 years BP (Middle-Upper Holocene); 3) Second dry phase from 3,940 ± 665 to 2,215 ± 250 years BP (Upper Holocene); and 4) Anthropogenic phase, from 1962 to 2013 (historical series of 51 years). Fluvial sediments dating through the 210Pb method was inefficient as a complementary resource to detail the anthropogenic phase in the cuestas due to the predominance of sedimentary covers in the lithopedologic composition of this compartment. However, the quantification of the morphological changes in relation with the systematization of the geoindicators corroborates the anthropogenic action on the cuestas relief formation. The cuestas paleomorphogenetic reconstitution demonstrated that the denudative processes in the Late Quaternary (Upper Pleistocene-Upper Holocene) and in the recent anthropic period display a complex configuration, with a cyclic and polygenic dynamics. / FAPESP: 2012/20513-0

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The interaction between surface water and groundwater is a dynamic process in time and space influenced by factors such as soil moisture, hydrodynamic properties, geomorphology, storage and runoff. The quantification and modeling of the processes related to this dynamic constitute prerequisites for the effective water resources management, given that this interaction affects water availability, especially in semi-arid regions. Before this problem, this study aimed to simulate hydrological processes flow transmission between river and groundwater in basins characterized by distinct lithologies, inserted in the Brazilian semiarid region by generating a semi distributed and flexible hydrological model. Two distinct basins of Cearà semiarid region were monitored and used for application of the model developed. A watershed located in sedimentary structure with large underground water reserves (SÃo Jose watershed in the sedimentary basin of Araripe - South of CearÃ) and the other one inserted into the crystalline environment and characterized by water scarcity (Patos-CariÃs-Iguatu subbasin - Jaguaribe river stretch in the Central-South region of CearÃ). The monitoring of these areas between 2010 and 2014 enabled the generation of data and the choice of 10 events from each watershed monitored to evaluate the dynamic river-aquifer. In the evaluation of the data obtained by the monitoring observed aquifer recharges when large volumes precipitates occur in short periods of time. The high temporal spacing difficult the generation of large flows and the rising water levels of the alluvial aquifer. The proposed model was developed considering the three main processes of river-aquifer interaction: full wave propagation, vertical infiltration and groundwater flow. The simulations of the events showed that conductance of the riverbed and effective porosity are the most sensitive parameters of the model. Variations of these parameters allowed the reduction of flood peaks and consequently increases in the aquifer hydraulic loads. However, the simulations showed an underestimation of the hydraulic loads of the aquifer. For the surface discharges were obtained low efficiency ratios (-16.73 to -3.43) for short-term events and small magnitude. Already for long term events and high magnitude, the Nash and Sutcliffe efficiency coefficient performed between 0 and 1 (0.35 to 0.49), indicating a good behavior of the models used. However, for these events the average absolute error between the measured and the simulated loads remained high. The model needs to be adjusted to better define the dynamics of the river-aquifer interaction. A greater number of simulations in both watersheds, with the available events could indicate better where adjustments must be made. The possibility of application of MIRAS model in different lithological means and different spatial scales of semi-arid regions was not possible due to the inability to simulate the model for MHSJ. Thus, one must understands the failure to formulate an alternative and possibly improve the model. Because the use of this tool is the best option for resolving problems and decision making. / A interaÃÃo entre Ãgua superficial e subterrÃnea à um processo dinÃmico no tempo e no espaÃo influenciado por fatores como umidade do solo, propriedades hidrodinÃmicas, geomorfologia, armazenamento e escoamento superficial. A quantificaÃÃo e a modelagem dos processos relacionados a essa dinÃmica constituem-se prÃ-requisitos para a gestÃo eficiente de bacias hidrogrÃficas, haja vista que essa interaÃÃo afeta a disponibilidade hÃdrica, principalmente em regiÃes semiÃridas. Diante dessa problemÃtica, este estudo objetivou simular processos hidrolÃgicos de transmissÃo de fluxo entre rio e aquÃfero em bacias hidrogrÃficas caracterizadas por litologias distintas, inseridas na regiÃo semiÃrida brasileira, atravÃs da geraÃÃo de um modelo hidrolÃgico semidistribuÃdo e flexÃvel. Duas bacias hidrogrÃficas distintas da regiÃo semiÃrida cearense foram monitoradas e utilizadas para aplicaÃÃo do modelo desenvolvido. Uma microbacia localizada em meio sedimentar com grandes reservas hÃdricas subterrÃneas (microbacia hidrogrÃfica do SÃo Josà na bacia sedimentar do Araripe â Sul do CearÃ) e a outra inserida no meio cristalino e caracterizada por escassez hÃdrica (bacia hidrogrÃfica Patos-CariÃs-Iguatu â trecho do rio Jaguaribe na regiÃo Centro-Sul do CearÃ). O monitoramento dessas Ãreas entre 2010 e 2014 possibilitou a geraÃÃo de dados e a escolha de 10 eventos de cada bacia monitorada para avaliaÃÃo da dinÃmica rio-aquÃfero. Na avaliaÃÃo dos dados obtidos pelo monitoramento observou-se recargas aquÃferas quando grandes volumes precipitados ocorrem em curtos espaÃos de tempo. O elevado espaÃamento temporal dificultaram a geraÃÃo de grandes vazÃes e a elevaÃÃo dos nÃveis freÃticos do aquÃfero aluvionar. O modelo proposto foi elaborado considerando os trÃs principais processos da interaÃÃo rio-aquÃfero: propagaÃÃo de onda de cheia, infiltraÃÃo vertical e fluxo subterrÃneo. As simulaÃÃes dos eventos mostraram que condutÃncia do leito do rio e porosidade efetiva sÃo os parÃmetros mais sensÃveis do modelo. VariaÃÃes desses parÃmetros possibilitaram a reduÃÃo dos picos de cheia e consequentemente acrÃscimos nas cargas hidrÃulicas aquÃferas. No entanto, as simulaÃÃes realizadas apresentaram subestimativas das cargas hidrÃulicas do aquÃfero. Para as descargas superficiais obteve-se baixos coeficientes de eficiÃncia (-16,73 a -3,43) para eventos de curta duraÃÃo e pequena magnitude. Jà para eventos de longa duraÃÃo e elevada magnitude, o coeficiente de eficiÃncia de Nash e Sutcliffe apresentou-se entre 0 e 1 (0,35 a 0,49), indicando um bom comportamento dos modelos utilizados. No entanto, para esses eventos o erro mÃdio absoluto entre as cargas medidas e as simuladas continuaram elevados. O modelo precisa de ajustes para definir melhor a dinÃmica da interaÃÃo rio-aquÃfero. Um nÃmero maior de simulaÃÃes nas duas bacias hidrogrÃficas, com os eventos disponÃveis poderia indicar melhor onde devem ser feitos os ajustes. A possibilidade de aplicaÃÃo do modelo MIRAS em diferentes meios litolÃgicos e escalas espaciais distintas de regiÃes semiÃridas nÃo fora possÃvel devido à impossibilidade de simular o modelo para a MHSJ. Dessa forma, precisa-se entender as falhas para formular uma alternativa e, possivelmente, melhorar o modelo. Pois, o uso dessa ferramenta à a melhor opÃÃo para a resoluÃÃo de problemas e tomada de decisÃo.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-18T14:27:54Z No. of bitstreams: 1 Elaine Almeida Delarmelinda.pdf: 7011464 bytes, checksum: c608fb65bde2eceb6a119c4bea476f89 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T14:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elaine Almeida Delarmelinda.pdf: 7011464 bytes, checksum: c608fb65bde2eceb6a119c4bea476f89 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / There are large areas of soils in the Southwestern Amazon originated of sediments from the Acre and Solimões sedimentary basins. In Acre basin arises sediments of Solimões Formation of lacustrine and alluvial origin, composed of mudstones, siltstones and sandstones. However, the Solimões basin has extensive area covered by alluvial sediments, especially in the region of Eastern Wood, south of Amazonas state. This work aimed to study soil in two geological framework of southwestern Amazon: a litosequence in the alluvial sediments of the Middle Madeira River, Solimões Basin, in order to determine the morphological, chemical, physical and mineralogical properties, and to study the processes of genesis occurring in these soils. The second geological context is the two strata of Solimões Formation in Acre Basin, consisting the Lower Solimões Formation (LSF) and Higher Solimões Formation (HSF), and aimed to identify changes in morphological, chemical, physical and mineralogical soil propoerties originated from this geological unit. In addition, was also an objective of the study to identify variations which occur in the soil properties along two toposequences in the Solimões Formation. The investigation comprising the regions of Humaitá city, Amazonas state; Nova Califórnia district, Rondônia state; Sena Madureira and Tarauacá cities, Acre state. It was studied nine soil profiles, including morphological characterization, chemical analysis (pH, exchangeable cations, available phosphorus, exchangeable aluminum, potential acidity, organic carbon); and physical (particle size, bulk and particle densisty, water dispersible clay and flocculation), sulfuric extraction and selective extractions with DCB and ammonium oxalate; analysis by x-ray fluorescence to total chemical; mineralogical analysis by x-rays diffraction using clay samples with saturation and thermal treatments, and not oriented powder of silt and clay. Additionally, analysis were performed by SEM and TEM coupled with EDS, and modeling for interstratified study. In general, we observed variations in relation to soil properties in the alluvial sediments of the Madeira River, and that fluctuation of the water table and poor drainage restricts process of leaching, also occurs mica, vermiculite, HIV, pyrophyllite, quartz and kaolinite in the clay fraction. The soils were Argissolo Amarelo Alumínico plintossólico and Cambissolo Flúvico Alumínico típico. In the Solimões Formation was observed Cambissolo Háplico Ta Eutrófico vertissólico in LSF, Nitossolo Háplico Alítico típico and Argissolo Vermelho Alítico nitossólico in the USF, a predominance of smectite, illite, kaolinite and silica in the clay fraction, and Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico, the latter probably associated with Debris-Lateritic a predominance of kaolinite, quartz and gibbsite. In relation to changes in soils in different landscape positions, it was observed in the LSF there is no one variation in soil properties in upper and lower position, probablt because of the high restriction on the drainage. In USF variations are related to the values of exchangeable bases that tend to increase in the lower parts of the relief, while the exchangeable aluminum values decreases. In these soils, the mineralogy is very similar in the A and B horizons, while in depth occurs variations related to the deposition of other mineral materials. / Na Amazônia Sul-Ocidental ocorrem extensas áreas de solos originados de sedimentos localizados nas bacias sedimentares do Acre e do Solimões. Na bacia do Acre afloram principalmente sedimentos da Formação Solimões, de origem lacustre e fluvial, composta de argilitos, siltitos e arenitos. Por sua vez, a bacia do Solimões tem vasta área recoberta por sedimentos aluviais, especialmente na região do Médio Madeira, sul do estado do Amazonas. Nesse trabalho objetivou-se estudar solos em dois contextos geológicos da Amazônia Sul-Ocidental: uma litossequência nos sedimentos aluviais do Médio Madeira, Bacia do Solimões, no intuito de determinar as propriedades morfológicas, químicas, físicas e mineralógicas, bem como verificar os processos de gênese que ocorrem nesses solos. O segundo contexto geológico abrange os estratos da Formação Solimões Inferior (FSI) e Superior (FSS), e objetivou-se identificar variações nas propriedades morfológicas, químicas, físicas e mineralógicas dos solos originados nessa unidade geológica; ainda no contexto da Formação Solimões, também foi objetivo do estudo identificar quais variações ocorrem nos atributos dos solos ao longo de duas topossequências. Para isso foram estudados 9 perfis de solos compreendendo as regiões de Humaitá, AM; Nova Califórnia, RO; Sena Madureira e Tarauacá, AC. Foi realizada caracterização morfológica, química (pH, cátions trocáveis, fósforo disponível, alumínio trocável, acidez potencial, carbono orgânico); e física (granulometria, densidade do solo e de partículas, argila dispersa em água e grau de floculação), extração sulfúrica e extrações seletivas com DCB e oxalato de amônio; análise por fluorescência de raios-x da composição química total; análises mineralógicas por difração de raios-x utilizando amostras de argila com tratamentos de saturação e térmico, e pó não orientado da fração silte e argila. Adicionalmente foram realizadas análises por MEV e MET com EDS acoplado, e modelagem para estudo de interestratificados. De forma geral, foi observado variações em relação às propriedades dos solos nos sedimentos aluviais do Médio Madeira, e que a flutuação do lençol freático e a má drenagem restringe processos de perda de elementos, além disso ocorre mica, vermiculita, VHE, pirofilita, quartzo e caulinita na fração argila desses solos, nesse local foram observados Argissolo Amarelo Alumínico plintossólico e Cambissolos Flúvico Alumínico típico. Na Formação Solimões foram observados Cambissolos Háplicos Ta Eutrófico vertissólico na FSI, Nitossolo Háplico alítico típico e Argissolo Vermelho Alítico nitossólico na FSS, com predomínio de esmectita, ilita, caulinita e quartzo na fração argila, e Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico, este último provavelmente associado a coberturas Detrito-Lateríticas com predomínio de caulinita, quartzo e gibbsita. Em relação às variações dos solos nas diferentes posições da paisagem, observa-se que na FSI não há variação nas propriedades dos solos em posição de terço superior e inferior, ocasionado pela alta restrição à drenagem desses solos. Na FSS as variações ocorrem em relação aos teores de bases trocáveis que tendem a aumentar nas partes mais baixas do relevo, enquanto os valores de alumínio trocável diminuem. Nesses solos, a mineralogia é muito semelhante nos horizontes A e B, enquanto em profundidade ocorrem variações que parecem estar relacionadas à deposição de outros materiais minerais.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-20T16:44:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Nizara_Ratiere.pdf: 2651520 bytes, checksum: 44bf0bb3ae8a35c566cc537b1c981cd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T16:44:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Nizara_Ratiere.pdf: 2651520 bytes, checksum: 44bf0bb3ae8a35c566cc537b1c981cd1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / A Bacia Sedimentar do Macacu, com uma área de 375 km2, localiza-se no leste metropolitano do estado do Rio de Janeiro. Atualmente, com o franco desenvolvimento das atividades industriais no município de Itaboraí, impulsionado pela instalação do Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro – COMPERJ, torna-se imprescindível o monitoramento ambiental na região. A deficiência no abastecimento público na região leva a população à utilização de fontes alternativas de abastecimento, como poços e nascentes, expondo os moradores ao consumo de águas sem o devido tratamento. Este trabalho consiste no estudo hidrogeoquímico dos aquíferos explorados nos distritos de Sambaetiba, Porto das Caixas e Itambi, no município de Itaboraí. Para representar os sistemas aquíferos explorados foram definidos 18 pontos de amostragem, incluindo cavas submersas utilizadas na extração de areia. Os pontos de amostragem foram distribuídos conforme as seguintes unidades hidroestratigráficas da bacia: Aluvionar-lacustrino, Macacu e Cristalino. Desta forma, entre Junho/2013 e Abril/2015 foram realizadas campanhas de amostragens com medidas físicoquímicas e análises químicas para água subterrânea ao longo da Bacia do Macacu. Foram determinadas as concentrações dissolvidas dos íons maiores Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4 -2, HCO3 - e dos constituintes secundários B, Cd, Mo, As, Pb, Mn, Fe, Ba, F, Cr, Cu, Ni, Zn, V, Al e Se, bem como os nutrientes N-NH4, N-NO2, N-NO3 e P-PO4. As águas subterrâneas apresentaram as classes hidroquímicas bicarbonatadas mistas e sódicas (aq. Macacu), bicarbonatadas-cálcicas a sódicas (aq. Cristalino), e bicarbonatadas cálcicas, mistas, cloretadas-cálcicas a sódicas (aq. Aluvial-lacustrino). Constatou-se que as espécies iônicas Na+ Mg+2 e Ca+2 na cabeceira da bacia (Sambaetiba) teriam origem do intemperismo de minerais presentes nas rochas do embasamento. Na parte mediana da bacia (Porto das Caixas), através de análises no aquífero Macacu verificou-se predominância de diluição das águas subterrâneas com uma diminuição generalizada dos íons principais dissolvidos. Em Itambi, área de descarga da bacia, verificou-se um processo de salinização acumulativa das águas subterrâneas. Nesta região, representada pelo sistema Aluvial-lacustrino, o estudo das razões iônicas indicaram valores de salinidade vinculados à contaminação por efluentes domésticos e uma possível contribuição da cunha salina em função de super-explotação do aquífero. Foram verificados alguns constituintes nas águas subterrâneas da região em concentrações excedentes aos limites da Resolução CONAMA 420/2009 e MS/2.914, tais como o NO3 e Coliformes, além do Pb, Fe, Mn, Ni, Se, sendo as concentrações de Bário (aq. Aluvial-lacustrino) e Flúor (aq. Cristalino) as mais relevantes. Foi apontada a existência natural desses constituintes no material geológico e acréscimo antropogênico envolvendo emissões atmosféricas de cerâmicas, poeiras e contaminações em subsuperfície por efluentes domésticos. / The Macacu Sedimentary Basin, with an area of 375 km2, is located in the metropolitan eastern state of Rio de Janeiro. Nowadays, the fast development of industrial activities in the city of Itaboraí, motivated by the installation of the Petrochemical Complex of Rio de Janeiro - COMPERJ, makes it essential environmental monitoring in the region. The structural problems in the region´s public supply leads the population to the use of alternative water sources such as wells and springs, a fact that exposes residents to drinking water without proper treatment. This work consists of the hydrogeochemical study of aquifers exploited in the districts of Sambaetiba, Porto das Caixas and Itambi, in Itaboraí. To represent the exploited aquifer systems were set 18 sampling points, including submerged sand diggings resulting from mining. Sampling points were distributed according to the following hydrostratigraphic units of the basin: aquifer system Alluvial-Lacustrine, Macacu and Crystalline. In this way, between June/2013 and April/2015 sampling campaigns were performed with physical-chemical measurements and chemical analysis for groundwater along the Macacu Basin. Several techniques were used to determine the dissolved concentration of major ions Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4 -2, HCO3 -, secondary constituents B, Cd, Mo, As, Pb, Mn, Fe, Ba, F, Cr, Cu, Ni, Zn, V, Al and Se, as well as the nutrients NNH4, N-NO2, N-NO3 and P-PO4. Region`s groundwater showed hydrochemical types as bicarbonate mixed and sodic (aq. Macacu), bicarbonate-calcic to sodic (aq. Crystalline), and bicarbonate calcic, mixed, chlorinated calcic to sodic (aq. Alluvial-lacustrine). The weathering of minerals in basement rocks would originate the ionic species Na+ Mg+2 and Ca+2 in the headboard of the basin (Sambaetiba). In the middle part of the basin (Porto das Caixas), analyses of the aquifer Macacu showed a predominance of diluted groundwater, with a widespread reduction in dissolved major ions. In the region of Itambi district, discharge area of the basin, there was a cumulative process of salinization of the groundwater. In this region, represented by Alluvial-lacustrine system, the study of ionic ratios indicated salinity linked to contamination by domestic sewage disposal and a possible contribution of salt-wedge intrusion due to of super-exploitation of the aquifer. Were verified some constituents in the area`s groundwater with concentration exceeding the limits established by CONAMA 420/2009 and MS/2914, such as NO3 and Coliforms, besides the Pb, Fe, Mn, Ni, Se, highlighting the presence of Barium (aq. Alluvial-lacustrine) and Fluorine (aq. Crystalline). This study estimates a natural source of these constituents present in geological material and an increase involving anthropogenic factors, such as ceramic atmospheric emissions, dust and contamination by domestic wastewater in subsurface.

[pt] A Modelagem de Bacias Sedimentares e Sistemas Petrolíferos (BPSM) integra técnicas sofisticadas das disciplinas de geologia, engenharia e desenvolvimento de software, com o objetivo de mitigar os riscos econômicos da atividade de exploração de hidrocarbonetos. Entretanto, ainda que o processo de formação de bacias sedimentares apresente alta complexidade, envolvendo diversos processos geológicos, a técnica empregada majoritariamente em análises numéricas para representar o comportamento tensãodeformação das rochas sedimentares consiste em uma lei empírica desenvolvida pelo geofísico Lawrence F. Athy na década de 1930, fundamentada em uma série de simplificações sobre o problema mecânico. Neste contexto, o presente trabalho avalia a capacidade de modelos constitutivos baseados na mecânica do contínuo: elástico, elastoplástico com superfície de escoamento aberta e elastoplástico com superfície de escoamento fechada de representar o comportamento mecânico de rochas sedimentares associado aos processos de deposição e compactação observados na BPSM, usando os dados do modelo empírico de Athy como referência. Após a investigação inicial, os modelos constitutivos são comparados à solução tradicional (Lei de Athy) na representação de outros processos geológicos (erosão, compressão tectônica e extensão tectônica) usando cenários simplificados, com a finalidade de projetar o impacto desse tipo de representação em uma análise convencional de BPSM. / [en] Basin and Petroleum System Modeling integrates sofisticated techniques from the fields of geology, engineering and software development, aiming to mitigate the economic risks presented in the exploration of hydrocarbons. Even though the formation of sedimentary basins presents a high level of complexity, involving several geological processes, the main technique applied to represent the tension-deformation behavior of sedimentary rocks in numerical analyses is an empirical law developed by geophysicist Lawrence F. Athy in the 1930s, based on a series of simplifications about the mechanical problem. In that context, this work evaluates the capability of constitutive models based on Continuum Mechanics: elastic, elastoplastic with an uncapped yield surface and elastoplastic with a capped yield surface to represent the mechanical behavior of sedimentary rocks associated with the deposition and compaction processes observed in BPSM, using the data from Athy s empirical model as reference. After the initial investigation, the constitutive models are compared to the traditional solution (Athy s Law) in the representation of other geological processes (erosion, tectonic compression and tectonic extension) using simplified scenarios to predict the impact of such models in conventional BPSM analyses.

This thesis presents a new stratigraphic forward numerical model to simulate the carbonate production of marine sedimentary basin through ecological model which is implemented in the SIMSAFADIM-CLASTIC program. This ecological model is based on the Generalized Lotka Voltera equations that model the population evolution of species. These populations are controlled by biological factors (growth rate, carrying capacity and interaction among species), and by the environmental conditions (light, energy of the medium, nutrients, bottom slope and concentration of clastic sediments in suspension) which are combined forming a unique environmental factor that downscale the intrinsic rate of growth. The algorithm to apply in the code uses an explicit Runge-Kutta numerical method of order (4)5 to solve the differential equations formulated in the ecological model. Finally, a 3D visualization output files for the interpretation and analysis are generated using the VTK format. The obtained code has been applied in three sample experiments in order to discuss the possibilities and the limitations of the code. The first example is the model of a theoretical basin. The results are compared with real cases. The second example is an actual basin sited in western Mediterranean Sea. The results are discussed to show the applicability and the limitations of the model. The third example applies several configurations to the Aptian Galve sub-basin (Maestrat Basin, E Iberia), allowing to define the environmental conditions.

La compréhension d'un système pétrolier nécessite la caractérisation pétrographique de tous les éléments et les processus le composant. Dans ce travail, plusieurs exemples de roches mères, roches réservoirs et roches couvertures provenant de bassins pétroliers différents, ont été étudiés afin de décrire les méthodes pétrographique classiques et mettre en place des nouvelles. Ces dernières telles que : la création d'une cinétique de transformation d'un kérogène composé de deux types de matière organiques (programmation), analyse macérale et l'étude des microfractures par analyse d'images, la diffraction à rayon X ainsi que la tomographie ont permis la caractérisation de la roche mère. Quant aux roches réservoirs, les méthodes d'analyse d'image des propriétés pétrophysiques, la microscopie MSCL ainsi que les paramètres de mouillabilité permettent la description de la qualité de ces réservoirs et leurs préservations au cours du temps à cause des phénomènes de recristallisation, dissolution, circulation de fluide et de réaction TSR/BSR. Les roches couvertures étudiées dans ce travail sont celles des argilites callovo-oxfordienne, utilisant la diffraction à rayon X ainsi que l'analyse d'image et la tomographie. Ces méthodes ont facilité la compréhension de leurs comportements au cours du temps, leurs capacités de sorption/désorption et leurs fiabilités de stockage de déchets nucléaire. Enfin, la modélisation pétrolière avec Petromod permet de déterminer les fonctionnements des systèmes pétroliers. La modélisation par percolation est plus proche de la réalité des bassins pétroliers que celle de Darcy/Hybride / Understanding oil systems requires petrographic characterization of all elements and process that compose it. In this work, several examples of source rocks, reservoir rocks and seal from different petroleum basins have been studied in order to describe conventional petrographic methods and develop new ones. The new ones as: a program of transformation kinetic of kerogene composed of two types of organic matter, maceral analysis and microfractures study using images analysis, the diffraction X-ray and tomography allowed source rock description. As for, reservoir rocks, methods of petrophysical characterization by images analysis, MSCL Microscopy and wettability parameters permit reservoir quality description and their preservation over time due to recrystalization and dissolution phenomena, fluid flow and TSR/BSR reaction. The cap rocks studied in this thesis are those of Callovo-Ordovician argillites, using X-Ray diffraction as well as images analysis and tomography. Those methods facilitated the understanding of argillites behavior over time, their sorption/desorption ability and their reliability of nuclear waste storage. Finally, Modeling using Petromod helps to determine petroleum systems functioning. Modeling by percolation method gives results closer to oil basins reality, than by Darcy/Hybrid method

Nesta pesquisa foram analisados dados utilizando os métodos geofísicos Eletromagnético no Domínio do Tempo (TDEM) e Eletrorresistividade (ER) adquiridos na região central da Bacia sedimentar de Taubaté-SP com a finalidade de contribuir com estudos hidrogeológicos e realizar uma caracterização geoelétrica da área. Os dados TDEM foram obtidos por meio da técnica de caminhamento TDEM (CTDEM) usando um loop transmissor (Tx) fixo e uma bobina receptora (Rx) - 3D móvel, também conhecida como técnica fixed-loop. Os dados de ER foram coletados utilizando a técnica de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e perfis de Caminhamento Elétrico (CE). A interpretação das camadas geoelétricas da subsuperfície foram realizadas por meio de inversões individuais TDEM, inversões conjunta 1D de SEV/TDEM coincidentes e de pseudoseções CTDEM geradas através da interpolação dos resultados das inversões individuais TDEM, permitindo, desta forma, gerar um modelo geoelétrico para a região específica dentro do loop transmissor. A área de estudos localiza-se numa área rural da cidade de Taubaté, SP, de maneira que os resultados dos perfis de CTDEM integrados com as inversões conjuntas SEV/TDEM e informações litológicas de poços permitiram mapear o contato entre os sedimentos Quaternários e Terciários (Grupo Taubaté e Formação Pindamonhangaba). O topo do embasamento da bacia na área de estudos foi inferido com base nas informações litológicas de poços catalogados e disponibilizados pelo Sistema de Informações de Águas Subterrâneas e pelo Serviço Geológico Brasileiro (SIAGAS-CPRM). Os resultados apresentam-se de acordo com as informações geológicas e contribuem com as pesquisas hidrogeofísicas no Estado de São Paulo. / In this research the geophysics data were analyzed through the Time Domain Electromagnetic Method (TDEM) and Electrical Method (DC), which one were acquired in central region of sedimentary Taubaté basin, SP, for the purpose to contribute to hydrogeological studies and perform a geoelectrical characterization of this area. TDEM data were obtained by 3D mobile receiver coil (Rx) and transmitter fixed-loop techniques. The DC data were collected using Vertical Electric Sounding (VES) and Electrical Resistivity Tomography (ERT) techniques. The geoelectrical layers interpretation of subsurface were performed by TDEM individual invertions and 1D joint inversions VES/TDEM and the TDEM profiles were generated through interpolation of TDEM individual inversions, allowing to generate a geoelectrical model to the specific region inside the loop transmitter. The study area is located around Taubaté city, SP, in a rural area, so that TDEM profile results associated with joint inversions VES/TDEM and wells lithological informations allows mapping the contact between Quaternary and Tertiary (Taubaté Group and Pindamonhangaba Formation) sediments. The top of the basement in the studies area was inferred through of wells informations available in Groundwater Information System and Brazilian Geological Service (SIAGAS-CPRM). The results are consistent with geological informations, contributing with hydrogeophysical studies at São Paulo state.

Nesta pesquisa foram analisados dados utilizando os métodos geofísicos Eletromagnético no Domínio do Tempo (TDEM) e Eletrorresistividade (ER) adquiridos na região central da Bacia sedimentar de Taubaté-SP com a finalidade de contribuir com estudos hidrogeológicos e realizar uma caracterização geoelétrica da área. Os dados TDEM foram obtidos por meio da técnica de caminhamento TDEM (CTDEM) usando um loop transmissor (Tx) fixo e uma bobina receptora (Rx) - 3D móvel, também conhecida como técnica fixed-loop. Os dados de ER foram coletados utilizando a técnica de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e perfis de Caminhamento Elétrico (CE). A interpretação das camadas geoelétricas da subsuperfície foram realizadas por meio de inversões individuais TDEM, inversões conjunta 1D de SEV/TDEM coincidentes e de pseudoseções CTDEM geradas através da interpolação dos resultados das inversões individuais TDEM, permitindo, desta forma, gerar um modelo geoelétrico para a região específica dentro do loop transmissor. A área de estudos localiza-se numa área rural da cidade de Taubaté, SP, de maneira que os resultados dos perfis de CTDEM integrados com as inversões conjuntas SEV/TDEM e informações litológicas de poços permitiram mapear o contato entre os sedimentos Quaternários e Terciários (Grupo Taubaté e Formação Pindamonhangaba). O topo do embasamento da bacia na área de estudos foi inferido com base nas informações litológicas de poços catalogados e disponibilizados pelo Sistema de Informações de Águas Subterrâneas e pelo Serviço Geológico Brasileiro (SIAGAS-CPRM). Os resultados apresentam-se de acordo com as informações geológicas e contribuem com as pesquisas hidrogeofísicas no Estado de São Paulo. / In this research the geophysics data were analyzed through the Time Domain Electromagnetic Method (TDEM) and Electrical Method (DC), which one were acquired in central region of sedimentary Taubaté basin, SP, for the purpose to contribute to hydrogeological studies and perform a geoelectrical characterization of this area. TDEM data were obtained by 3D mobile receiver coil (Rx) and transmitter fixed-loop techniques. The DC data were collected using Vertical Electric Sounding (VES) and Electrical Resistivity Tomography (ERT) techniques. The geoelectrical layers interpretation of subsurface were performed by TDEM individual invertions and 1D joint inversions VES/TDEM and the TDEM profiles were generated through interpolation of TDEM individual inversions, allowing to generate a geoelectrical model to the specific region inside the loop transmitter. The study area is located around Taubaté city, SP, in a rural area, so that TDEM profile results associated with joint inversions VES/TDEM and wells lithological informations allows mapping the contact between Quaternary and Tertiary (Taubaté Group and Pindamonhangaba Formation) sediments. The top of the basement in the studies area was inferred through of wells informations available in Groundwater Information System and Brazilian Geological Service (SIAGAS-CPRM). The results are consistent with geological informations, contributing with hydrogeophysical studies at São Paulo state.

O desenvolvimento de modelos teóricos e computacionais para simular a história de deformação e reconstruir o estado termoporomecânico de bacias sedimentares é de grande interesse da indústria do petróleo. A compactação dos sedimentos, o escoamento dos fluidos e o fluxo térmico são processos de grande importância que ocorrem ao longo da diagênese. Fenômenos puramente mecânicos prevalecem nas camadas superiores da bacia associados à expulsão do fluido e ao rearranjo das partículas sólidas, enquanto a compactação químico-mecânica resultante dos processos de pressão-solução intergranular é dominante nas camadas mais profundas, onde as tensões e temperaturas são maiores. Estes processos de deformação podem ser significativamente afetados pela sua evolução térmica, já que o calor altera a viscosidade dos fluidos e as propriedades físico-químicas dos minerais. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo constitutivo para o material poroso saturado no contexto da termoporomecânica finita e uma ferramenta computacional com uma interface de multiprocessamento em memória compartilhada baseada no método dos elementos finitos para representar os processos de formação e compactação gravitacional de uma bacia sedimentar. As deformações mecânicas e químico-mecânicas são representadas pela plasticidade e viscoplasticidade, respectivamente. Uma característica fundamental do modelo está relacionada à mudança das propriedades do material poroso em função da variação de temperatura e da evolução de caráter irreversível da sua microestrutura. Simulações numéricas realizadas em condições oedométricas permitem investigar a evolução do modelo constitutivo e do comportamento global da bacia, onde é possível verificar o caráter interdependente dos diferentes processos termoporomecânicos envolvidos. A capacidade da ferramenta computacional de representar problemas tridimensionais complexos é demonstrada a partir de uma história de deposição sedimentar associada a camadas estratigráficas com espessuras variáveis. / Development of theoretical and numerical models to simulate the deformation history and rebuild the thermoporomechanical state of sedimentary basins is of great interest for the oil industry. Compaction of sediments, fluid and thermal flows are fundamental coupled processes during diagenesis. Purely mechanical phenomena prevail in the upper layers involving pore fluid expulsion and rearrangement of solid particles, while chemo-mechanical compaction resulting from Intergranular Pressure-Solution (IPS) dominates for deeper burial as stress and temperature increase. The thermal evolution of the basin may substantially affect both processes as heat modifies the viscosity of fluids and physicochemical properties of minerals. The aim of the present contribution is to provide a constitutive model for saturated porous media in the context of finite thermoporomechanics and a numerical tool with a shared memory multiprocessing interface based on the finite element method to deal with depositional phase and gravitational compaction modeling of sedimentary basins. Purely mechanical and chemo-mechanical deformations are respectively modeled by means of plasticity and viscoplasticity. A key feature of the model is related to the evolution of the sediment material properties associated with temperature and large irreversible porosity changes. The evolution of the constitutive model and the overall behavior of the basin are provided by numerical simulations performed under oedometric conditions. The coupled nature of the thermoporomechanical processes is investigated. A depositional history with varying stratigraphic layers is proposed to demonstrate the ability of the numerical tool to model complex 3D problems.