Os materiais geológicos no entorno dos túneis são efetivamente os materiais de construção, pois toda obra subterrânea interage permanentemente com o material geológico adjacente, sendo necessário um amplo conhecimento da geologia do meio, de modo a dimensionar como ocorrerá essa interação, tanto na etapa de projeto, como na etapa de execução. O sucesso de uma obra subterrânea depende obrigatoriamente do conhecimento das características das rochas e de suas descontinuidades. Na área de estudo está se desenvolvendo o projeto de construção de uma nova linha de metrô cuja escavação terá importante interação com o maciço de rochas graníticas e gnáissicas situado próximo de uma importante zona de falhamentos geológicos, que influenciam significativamente na distribuição e ocorrências de fraturas. Um dos aspectos mais relacionados aos maciços fraturados é o comportamento hidrogeológico de suas descontinuidades, que pode intensificar processos de alteração do maciço, provocando a perda de condições geomecânicas. Este estudo teve início com a realização de sondagens, ensaios geofísicos e petrografia. O maciço tem topo rochoso bastante irregular e condicionado por falhamentos geológicos. A rocha predominante é um granito gnaisse, com ocorrências gnáisses milonitizado próximo às falhas. Em seguida foi avaliada a aplicação da perfilagem óptica para a análise estrutural do maciço, com a caracterização dos grupos de fraturas de maior ocorrência, bem como na identificação das descontinuidades com potencial para ocorrência de fluxo de água subterrânea por meio da observação sistemática das imagens das sondagens e consulta a testemunhos, procurando feições como abertura, oxidação de superfícies e alteração no maciço. A avaliação permitiu a seleção de intervalos visando a realização de ensaio de perda de água sob pressão. A análise estrutural identificou 8 grupos de fraturas no maciço. As fraturas de baixo ângulo de mergulho (grupo 1) e as fraturas NESW de mergulho alto a médio (grupos 2 e 3) são as de maior ocorrência. Fraturas NW-SE, com mergulho alto a médio (grupos 4 e 4a) possuem também significativa ocorrência. As fraturas N-S de baixo a médio mergulho (grupo 5) e estruturas de alto ângulo E-W e N-S (grupos 6 e 7) foram observadas em menor quantidade. O grupo 8 é representado por fraturas NE, com mergulho baixo a médio. Os ensaios hidráulicos mostraram que os grupos 5 e 3 são os que possuem maiores permeabilidades, seguido das fraturas de baixo mergulho (grupo 1). O grupo 2, que ocorre paralelo à foliação regional, apresentou os menores valores proporcionalmente. Posteriormente foi perfurado e instalado um poço de bombeamento no maciço fraturado, interceptando estruturas do grupo 4a. O ensaio de bombeamento foi realizado procurando avaliar a conexão entre os aquíferos fraturado e residual. Esta conexão se confirmou com o rebaixamento médio de 20 cm observado nos piezômetros instalados no contato solo/rocha. Por interceptar fraturas de baixa produtividade, o poço apresentou vazão de cerca de 30 l/h. Por fim foi avaliada a condutividade hidráulica nos horizontes de solo residual por meio da execução de ensaios de infiltração em piezômetros instalados ao longo do traçado. Os resultados indicam que os solos residuais maduro e jovem apresentam maiores valores de condutividade (\'10 POT.-4\' cm/s a \'10 POT.-5\' cm/s) seguidos pelo saprólito (\'10 POT.-4\' cm/s a \'10 POT.-6\' cm/s). Os valores mais baixos foram obtidos para os solos eluviais. Estes valores contribuem significativamente com o meio técnico-acadêmico pois há poucos resultados de condutividade hidráulica para estes solos. / The geological materials surrounding the tunnels are effectively building materials, because all underground excavations interacts permanently with the adjacent geological material, requiring extensive knowledge of the geology in order to scale how take place this interaction, both in the design stage as in the execution phase. The success of an underground work must depend on the knowledge of the characteristics of the rocks and their discontinuities. In the study area is developing the project of building a new subway line whose excavation will have significant interaction with the massive granitic rocks and gneiss located near an important area of geological faulting, which significantly influence the distribution and fracture events. One of the aspects related to fractured bedrock is the hydrogeological behaviour of its discontinuities, which can intensify the weathering processes, causing the loss of geomechanical conditions. This study began with the conducting probing, geophysical tests and petrography. The bedrock has very irregular and conditioned by geological faulting. The predominant rock is granite gneiss with mylonitic gneisses occurrences close to fault. Then we evaluated the application of optic televiewer for structural mass analysis with the characterization of the groups most at risk of fracture, as well as the identification of discontinuities with the potential for the occurrence of groundwater flow through the systematic observation of images of OTV and rock samples, looking for features such as opening, oxidation surfaces and weathering. Structural analysis identified eight groups of fractures in the bedrock. The low angle dip fractures (group 1) and NE-SW fracture high to medium (groups 2 and 3) are the most frequent. NW-SE fractures with high to medium dip (groups 4 and 4a) are also significant occurrence. The low DK fracture dip medium (group 5) and angle NS and EW structures (groups 6 and 7) were found in smaller quantity. The group is represented by 8 NE fractures, with the average low dip. The hydraulic experiments showed that the groups 5 and 3 are those that have larger permeabilities, followed by low dip fractures (group 1). Group 2, which takes place parallel to the regional foliation, presented the smallest proportion. Later was drilled and installed a pumping well in fractured massive, intercepting fourth group structures. The pump test was conducted order to evaluate the connection between the fracture and the residual aquifers. This connection is confirmed with the average drawdown of 20 cm observed in piezometers installed in contact soil / rock. By intercepting low productivity fractures, the well introduced flow of about 30 l / h. Finally we evaluated the hydraulic conductivity in the horizons of residual soil by running infiltration tests in piezometers installed along the route. The results indicate that mature young residual soils have higher conductivity values (\'10 POT.-4\' cm / sec to \'10 POT. -5\' cm / s) followed by saprolite (\'10 POT.-4\' cm / s to \'10 POT.-6\' cm / s). The lowest values were obtained for the eluvial soils. These values contribute significantly to the technical and academic as there are few results of hydraulic conductivity for these soils.

[pt] Todos os reservatórios de petróleo apresentam algum grau de fraturamento. Muitas vezes, a presença de fraturas afeta de forma significativa o fluxo dos fluidos nele contidos, seja por incrementarem a permeabilidade do meio, criando caminhos preferenciais de escoamento, seja por imporem algum tipo de barreira ao fluxo. Quando submetidos à injeção de água, reservatórios naturalmente fraturados podem apresentar graves problemas de produção prematura de água e baixíssimas eficiências de varrido. Os estudos realizados neste trabalho procuraram contribuir para o melhor entendimento dos processos de recuperação envolvidos na produção de reservatórios fraturados, bem como o impacto de cada um dos principais parâmetros que condicionam o fluxo no meio poroso fraturado. Foi realizada, ainda, uma análise de possíveis estratégias de drenagem para esse tipo de reservatório. Por fim, foram realizadas simulações para estudar possíveis ganhos da injeção de emulsão de óleo em água, como método de recuperação, em comparação com a injeção de água. / [en] All oil reservoirs have some degree of fracturing. Often, the presence of fractures affects significantly the flow of the fluids contained in the reservoir, increasing the permeability and creating preferential flow paths or by imposing some barrier to the flow. When subjected to waterflooding, naturally fractured reservoirs may have serious problems like early production of water or very low swept efficiencies. The analyses conducted in this study contemplated the understanding of recovery processes involved in the production of fractured reservoirs and the impact of each of the main parameters that influence the flow in fractured porous media. Also, an analysis of possible draining strategies for this type of reservoir was performed. Finally, simulations were performed to study the possible gains of emulsion injection, as a recovery method, compared with water injection.

Neste trabalho são abordados dois aspectos relacionados com modelos físicos fraturados: o primeiro, referido à resistência, é abordado através da avaliação de ensaios triaxiais em modelos fraturados pelo critério empírico de resistência de Hoek-Brown, e por análise numérica através do Código Universal de Elementos Distintos (UDEC). O segundo, referido a modos de ruptura, é abordado através da simulação em termos de deformabilidade e resistência de modelos fraturados e a simulação de taludes de diferentes alturas com o intuito de estudar a influência do tamanho do bloco no modo de ruptura. Ambos aspectos estão baseados nos resultados experimentais de Brown (1970) e de Singh (1997). A influêcia do tamanho do bloco no modo de ruptura foi estudada utilizando RMR89\", levando em consideração a escala do maciço (altura do talude). Através de análises numéricas preliminares e de um processo de retroanálises, foi simulado o comportamento mecânico dos modelos fraturados referidos. A avaliação da resistência aplicando o critério de resistência empírica de Hoek-Brown mostrou resultados coerentes quando comparados com os resultados experimentais de Brown (1970). Através de RMR89\" foi possível observar a influência do tamanho do bloco nos modos de ruptura e na estabilidade dos taludes de diferentes alturas. / This works treats about two aspects related to jointed physical models: one related to strength, by back-analyzing data using the Hoek-Brown criterion by means of numerical analyses with the Universal Distinct Element Code (UDEC). The record refers to failure modes, is analyzed by means of numerical simulations taking into account deformability and strength of jointed physical models, as well as the simulation of slopes in jointed rock masses. Slopes of different heigths and different block sizes were analyzed to investigate scale effects. The analyses were made taking experimental results obtained by Brown (1970) and Singh (1997). The influence of the block size was studied using RMR89\", taking the rock mass scale into consideration. Strength evaluation adopting Hoek-Brown empirical strength criterion proved consistent with Brown\'s model test results. By means of RMR89\" the influence of the block size could be analyzed on failure models and in the stability of slopes with different heights.

Carlos Barbosa é um município abastecido exclusivamente por recursos hídricos subterrâneos captados do Sistema Aquífero Serra Geral, sendo o abastecimento de responsabilidade da Companhia Riograndense de Saneamento – CORSAN. Devido a este panorama, o município foi selecionado para instalação do SIGAS que é um sistema de monitoramento totalmente automatizado e com envio de dados por telemetria. O SIGAS foi instalado em 12 dos 15 poços atualmente utilizados para o abastecimento do munícipio e monitora volume e corrente de 15 em 15 minutos e nível de água de 1 em 1 minuto. Este trabalho se propôs a avaliar as condições de explotação em 8 dos 12 poços monitorados por este sistema, os quais abastecem, juntamente com outros 4 poços 3 dos 4 reservatórios existentes no município. Logo, foram comparados os dados diários de volume, vazão e tempo de bombeamento coletados pelo SIGAS com os valores definidos quando da elaboração dos projetos de bombeamento. Para verificação dos dados coletados pelo SIGAS foi realizada uma comparação com os dados coletados pela CORSAN e com os dados obtidos em levantamentos de campo. Os poços CBA 3A, 5A, 9, 11 e 12, na maior parte do tempo, operaram com vazão inferior a projetada, sendo que o oposto ocorreu nos poços CBA 18, 26 e 34. O tempo de bombeamento operado se manteve acima do projetado, na maior parte do tempo, nos poços CBA 3A, 9, 12 e 18, sendo que o inverso ocorreu nos poços CBA 5A, 11, 26 e 34. O volume médio de água explotado ficou acima do previsto em projeto, na maior parte do tempo, apenas nos poços CBA 18 e 26. Os resultados demostraram que há falhas na gestão e no planejamento da operação dos poços, sendo que há poços explotando volumes de água acima do permitido, enquanto em outros o volume explotado está abaixo do projetado. Foi identificado também a influência da demanda na operação dos poços, as quais tornam o tempo de descanso descontínuo dificultando a recuperação do nível de água no poço. Os dados coletados pelo SIGAS se demostraram confiáveis e coerentes com os valores operados nos poços, sendo assim os mesmos poderão ser utilizados na gestão e planejamento da operação dos poços no município de Carlos Barbosa. / Carlos Barbosa is a city supplied exclusively by groundwater resources obtained from the Serra Geral Aquifer System, and the supplying responsibility is from the Companhia Riograndense de Saneamento - CORSAN. Because of this panorama, the city was selected for the installation of SIGAS, which is a fully automated monitoring system and sending data by telemetry. The SIGAS was installed in 12 of the 15 wells currently used to supply the city and it monitors volume and current 15 in 15 minutes and water level 1 in 1 minute. This study aimed to evaluate the exploitation conditions in 8 of the 12 wells that the system has, which supply, along with other 4 wells, 3 of the 4 existing reservoirs in the city. Then, were compared the daily volume of data, flow and pumping time collected by SIGAS with the values defined during the preparation of pumping projects. For verification of the data collected by SIGAS a comparison with the data collected by CORSAN and with data from field surveys were fulfilled. The wells CBA 3A, 5A, 9, 11 and 12, at the most part of the time, operated at a flow below of projected, being that the opposite was observed in the wells CBA 18, 26 and 34. The operated pumping time is kept above the projected, at the most part of the time, in the wells CBA 3A, 9, 12 and 18, being that the converse occurred in the wells CBA 5A, 11, 26 and 34. The average volume of exploited water was above the provided in project, at the most part of the time, only in the wells CBA 18 and 26. The results showed that there are flaws in the management and planning of the operation of the wells, being that there are wells exploring volumes above the allowed, while in others the exploited volume is below the projected. It was also identified the influence demand in the operation of wells, which make the discontinuous rest time hindering the recovery of the water level in the well. The data collected by SIGAS been shown reliable and coherent with the values operated in the wells, so the same might be used in the management and planning of the operation of the wells in the city of Carlos Barbosa.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a vulnerabilidade natural à contaminação do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) no estado do Paraná, bem como realizar uma comparação dos métodos DRASTIC e GOD, visando estabelecer vantagens e desvantagens da aplicação cada método. A vulnerabilidade natural à contaminação indica a sensibilidade à poluição de um aquífero a partir de suas características intrínsecas. Para que fosse realizada a avaliação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC, foi necessária a estimativa das taxas de recarga das águas subterrâneas na área de estudo. Para isso, foram aplicados e comparados dois métodos: balanço hídrico e separação do escoamento de base. No método DRASTIC, adaptações foram feitas nos parâmetros A (Meio Aquífero), em que foi utilizada a densidade de lineamentos; I (Impacto da Zona Vadosa), em que foi avaliada a aptidão dos solos para disposição de resíduos sólidos; e C (Condutividade Hidráulica), em que foram utilizados valores de transmissividade. Estas adaptações tiveram como objetivo adequar o método à avaliação da vulnerabilidade em aquíferos fraturados. Os mapas de vulnerabilidade pelos métodos DRASTIC e GOD foram comparados através da normalização dos índices, visando inseri-los em um mesmo intervalo. Para a estimativa de recarga, os resultados apresentaram taxas média por bacia variando de 156 a 489 mm/ano pelo método da separação do escoamento de base e de 179 a 365 mm/ano pelo método do balanço hídrico. As diferenças apresentadas podem ser consideradas como aceitáveis, se considerados as diversas incertezas envolvidas no processo de estimativa de recarga e o fato de que os métodos utilizam dados diferentes na análise. Quanto ao mapeamento da vulnerabilidade natural à contaminação, o método DRASTIC apresentou graus de vulnerabilidade baixa (5,01%), moderada (83,13%) e elevada (11,85%). Já o método GOD apresentou vulnerabilidades baixa (66,21%), moderada (0,67%), alta (14,32%) e extrema (18,81%). As principais diferenças relativas entre os dois métodos ocorreram em locais onde a vulnerabilidade é determinada por parâmetros que não são mútuos dos métodos. De maneira geral, o método DRASTIC se mostrou mais restritivo quanto ao uso e ocupação do solo que o método GOD, pois apresentou índices mais elevados de vulnerabilidade quando considerada a área de estudo como um todo. O método DRASTIC apresentou maior grau de detalhe na avaliação e mais valores intermediários. Já o método GOD apresentou variação brusca dos índices em muitas regiões. Isso se deve principalmente ao fato de que este utiliza apenas três parâmetros em sua avaliação, enquanto o DRASTIC utiliza sete. Apesar do método DRASTIC apresentar resultados mais satisfatórios, a escolha do método deve estar condicionada à disponibilidade de dados e de recursos humanos e financeiros. Ambos os métodos podem ser utilizados em estudos regionais, entretanto, os resultados aqui obtidos devem ser utilizados com cautela em estudos que requerem maior grau de detalhe. / This paper aimed to evaluate natural vulnerability to contamination on Serra Geral Aquifer System (SASG) in Paraná state, Brazil, as well as comparing DRASTIC and GOD methods, aiming to stablish advantages and disadvantages of each method. Natural vulnerability to contamination indicates the sensibility to pollution of an aquifer considering its intrinsic characteristics. In order to carry out the evaluation through DRASTIC method, it was necessary to estimate groundwater recharge rates in the study area. To do so, two methods were applied and compared: baseflow separation and water balance. Concerning the DRASTIC method, some adaptations were made in the following parameters: A (Aquifer Media), in which was used lineaments density; I (Impact of Vadose Zone), in which was considered the soil capacity to receive solid waste; and C (Hydraulic Conductivity), in which was used aquifer transmissivity. These adaptations aimed to adapt the method for vulnerability evaluation on fractured aquifers. Vulnerability maps by DRASTIC and GOD were compared through index normalization, inserting them at the same interval. For recharge estimation, results showed average values per basin of 156 to 489 mm/year by baseflow separation and 179 to 365 mm/year by water balance. The differences can be considered as acceptable when considered the various uncertainties involved and the fact that the methods uses different data on the analysis. Concerning the natural vulnerability to contamination mapping, DRASTIC method showed the following levels of vulnerability: low (5,01%), moderate (83,13%) and high (11,85%). GOD method showed the following levels: low (66,21%), moderate (0,67%), high (14,32%) and extreme (18,81%). The main differences related to both methods occurred in areas where the vulnerability is determined by mutual parameters. In general, DRASTIC method showed to be more restrictive in terms of land use than GOD, as it presented high indexes when considered all the study area. DRASTIC method showed a higher level of spatial detail and more intermediary values. The GOD method showed abrupt variation of indexes in many areas. This happens mainly because this method uses only three parameters on the evaluation, while DRASTIC uses seven. Although DRASTIC method presented more satisfactory results, the choice must be conditioned to data, human and financial resources availability. Both methods can be used in regional studies, but, the results showed in this paper must be used with caution in studies that requires higher levels of detail.

Carlos Barbosa é um município abastecido exclusivamente por recursos hídricos subterrâneos captados do Sistema Aquífero Serra Geral, sendo o abastecimento de responsabilidade da Companhia Riograndense de Saneamento – CORSAN. Devido a este panorama, o município foi selecionado para instalação do SIGAS que é um sistema de monitoramento totalmente automatizado e com envio de dados por telemetria. O SIGAS foi instalado em 12 dos 15 poços atualmente utilizados para o abastecimento do munícipio e monitora volume e corrente de 15 em 15 minutos e nível de água de 1 em 1 minuto. Este trabalho se propôs a avaliar as condições de explotação em 8 dos 12 poços monitorados por este sistema, os quais abastecem, juntamente com outros 4 poços 3 dos 4 reservatórios existentes no município. Logo, foram comparados os dados diários de volume, vazão e tempo de bombeamento coletados pelo SIGAS com os valores definidos quando da elaboração dos projetos de bombeamento. Para verificação dos dados coletados pelo SIGAS foi realizada uma comparação com os dados coletados pela CORSAN e com os dados obtidos em levantamentos de campo. Os poços CBA 3A, 5A, 9, 11 e 12, na maior parte do tempo, operaram com vazão inferior a projetada, sendo que o oposto ocorreu nos poços CBA 18, 26 e 34. O tempo de bombeamento operado se manteve acima do projetado, na maior parte do tempo, nos poços CBA 3A, 9, 12 e 18, sendo que o inverso ocorreu nos poços CBA 5A, 11, 26 e 34. O volume médio de água explotado ficou acima do previsto em projeto, na maior parte do tempo, apenas nos poços CBA 18 e 26. Os resultados demostraram que há falhas na gestão e no planejamento da operação dos poços, sendo que há poços explotando volumes de água acima do permitido, enquanto em outros o volume explotado está abaixo do projetado. Foi identificado também a influência da demanda na operação dos poços, as quais tornam o tempo de descanso descontínuo dificultando a recuperação do nível de água no poço. Os dados coletados pelo SIGAS se demostraram confiáveis e coerentes com os valores operados nos poços, sendo assim os mesmos poderão ser utilizados na gestão e planejamento da operação dos poços no município de Carlos Barbosa. / Carlos Barbosa is a city supplied exclusively by groundwater resources obtained from the Serra Geral Aquifer System, and the supplying responsibility is from the Companhia Riograndense de Saneamento - CORSAN. Because of this panorama, the city was selected for the installation of SIGAS, which is a fully automated monitoring system and sending data by telemetry. The SIGAS was installed in 12 of the 15 wells currently used to supply the city and it monitors volume and current 15 in 15 minutes and water level 1 in 1 minute. This study aimed to evaluate the exploitation conditions in 8 of the 12 wells that the system has, which supply, along with other 4 wells, 3 of the 4 existing reservoirs in the city. Then, were compared the daily volume of data, flow and pumping time collected by SIGAS with the values defined during the preparation of pumping projects. For verification of the data collected by SIGAS a comparison with the data collected by CORSAN and with data from field surveys were fulfilled. The wells CBA 3A, 5A, 9, 11 and 12, at the most part of the time, operated at a flow below of projected, being that the opposite was observed in the wells CBA 18, 26 and 34. The operated pumping time is kept above the projected, at the most part of the time, in the wells CBA 3A, 9, 12 and 18, being that the converse occurred in the wells CBA 5A, 11, 26 and 34. The average volume of exploited water was above the provided in project, at the most part of the time, only in the wells CBA 18 and 26. The results showed that there are flaws in the management and planning of the operation of the wells, being that there are wells exploring volumes above the allowed, while in others the exploited volume is below the projected. It was also identified the influence demand in the operation of wells, which make the discontinuous rest time hindering the recovery of the water level in the well. The data collected by SIGAS been shown reliable and coherent with the values operated in the wells, so the same might be used in the management and planning of the operation of the wells in the city of Carlos Barbosa.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a vulnerabilidade natural à contaminação do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) no estado do Paraná, bem como realizar uma comparação dos métodos DRASTIC e GOD, visando estabelecer vantagens e desvantagens da aplicação cada método. A vulnerabilidade natural à contaminação indica a sensibilidade à poluição de um aquífero a partir de suas características intrínsecas. Para que fosse realizada a avaliação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC, foi necessária a estimativa das taxas de recarga das águas subterrâneas na área de estudo. Para isso, foram aplicados e comparados dois métodos: balanço hídrico e separação do escoamento de base. No método DRASTIC, adaptações foram feitas nos parâmetros A (Meio Aquífero), em que foi utilizada a densidade de lineamentos; I (Impacto da Zona Vadosa), em que foi avaliada a aptidão dos solos para disposição de resíduos sólidos; e C (Condutividade Hidráulica), em que foram utilizados valores de transmissividade. Estas adaptações tiveram como objetivo adequar o método à avaliação da vulnerabilidade em aquíferos fraturados. Os mapas de vulnerabilidade pelos métodos DRASTIC e GOD foram comparados através da normalização dos índices, visando inseri-los em um mesmo intervalo. Para a estimativa de recarga, os resultados apresentaram taxas média por bacia variando de 156 a 489 mm/ano pelo método da separação do escoamento de base e de 179 a 365 mm/ano pelo método do balanço hídrico. As diferenças apresentadas podem ser consideradas como aceitáveis, se considerados as diversas incertezas envolvidas no processo de estimativa de recarga e o fato de que os métodos utilizam dados diferentes na análise. Quanto ao mapeamento da vulnerabilidade natural à contaminação, o método DRASTIC apresentou graus de vulnerabilidade baixa (5,01%), moderada (83,13%) e elevada (11,85%). Já o método GOD apresentou vulnerabilidades baixa (66,21%), moderada (0,67%), alta (14,32%) e extrema (18,81%). As principais diferenças relativas entre os dois métodos ocorreram em locais onde a vulnerabilidade é determinada por parâmetros que não são mútuos dos métodos. De maneira geral, o método DRASTIC se mostrou mais restritivo quanto ao uso e ocupação do solo que o método GOD, pois apresentou índices mais elevados de vulnerabilidade quando considerada a área de estudo como um todo. O método DRASTIC apresentou maior grau de detalhe na avaliação e mais valores intermediários. Já o método GOD apresentou variação brusca dos índices em muitas regiões. Isso se deve principalmente ao fato de que este utiliza apenas três parâmetros em sua avaliação, enquanto o DRASTIC utiliza sete. Apesar do método DRASTIC apresentar resultados mais satisfatórios, a escolha do método deve estar condicionada à disponibilidade de dados e de recursos humanos e financeiros. Ambos os métodos podem ser utilizados em estudos regionais, entretanto, os resultados aqui obtidos devem ser utilizados com cautela em estudos que requerem maior grau de detalhe. / This paper aimed to evaluate natural vulnerability to contamination on Serra Geral Aquifer System (SASG) in Paraná state, Brazil, as well as comparing DRASTIC and GOD methods, aiming to stablish advantages and disadvantages of each method. Natural vulnerability to contamination indicates the sensibility to pollution of an aquifer considering its intrinsic characteristics. In order to carry out the evaluation through DRASTIC method, it was necessary to estimate groundwater recharge rates in the study area. To do so, two methods were applied and compared: baseflow separation and water balance. Concerning the DRASTIC method, some adaptations were made in the following parameters: A (Aquifer Media), in which was used lineaments density; I (Impact of Vadose Zone), in which was considered the soil capacity to receive solid waste; and C (Hydraulic Conductivity), in which was used aquifer transmissivity. These adaptations aimed to adapt the method for vulnerability evaluation on fractured aquifers. Vulnerability maps by DRASTIC and GOD were compared through index normalization, inserting them at the same interval. For recharge estimation, results showed average values per basin of 156 to 489 mm/year by baseflow separation and 179 to 365 mm/year by water balance. The differences can be considered as acceptable when considered the various uncertainties involved and the fact that the methods uses different data on the analysis. Concerning the natural vulnerability to contamination mapping, DRASTIC method showed the following levels of vulnerability: low (5,01%), moderate (83,13%) and high (11,85%). GOD method showed the following levels: low (66,21%), moderate (0,67%), high (14,32%) and extreme (18,81%). The main differences related to both methods occurred in areas where the vulnerability is determined by mutual parameters. In general, DRASTIC method showed to be more restrictive in terms of land use than GOD, as it presented high indexes when considered all the study area. DRASTIC method showed a higher level of spatial detail and more intermediary values. The GOD method showed abrupt variation of indexes in many areas. This happens mainly because this method uses only three parameters on the evaluation, while DRASTIC uses seven. Although DRASTIC method presented more satisfactory results, the choice must be conditioned to data, human and financial resources availability. Both methods can be used in regional studies, but, the results showed in this paper must be used with caution in studies that requires higher levels of detail.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a vulnerabilidade natural à contaminação do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) no estado do Paraná, bem como realizar uma comparação dos métodos DRASTIC e GOD, visando estabelecer vantagens e desvantagens da aplicação cada método. A vulnerabilidade natural à contaminação indica a sensibilidade à poluição de um aquífero a partir de suas características intrínsecas. Para que fosse realizada a avaliação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC, foi necessária a estimativa das taxas de recarga das águas subterrâneas na área de estudo. Para isso, foram aplicados e comparados dois métodos: balanço hídrico e separação do escoamento de base. No método DRASTIC, adaptações foram feitas nos parâmetros A (Meio Aquífero), em que foi utilizada a densidade de lineamentos; I (Impacto da Zona Vadosa), em que foi avaliada a aptidão dos solos para disposição de resíduos sólidos; e C (Condutividade Hidráulica), em que foram utilizados valores de transmissividade. Estas adaptações tiveram como objetivo adequar o método à avaliação da vulnerabilidade em aquíferos fraturados. Os mapas de vulnerabilidade pelos métodos DRASTIC e GOD foram comparados através da normalização dos índices, visando inseri-los em um mesmo intervalo. Para a estimativa de recarga, os resultados apresentaram taxas média por bacia variando de 156 a 489 mm/ano pelo método da separação do escoamento de base e de 179 a 365 mm/ano pelo método do balanço hídrico. As diferenças apresentadas podem ser consideradas como aceitáveis, se considerados as diversas incertezas envolvidas no processo de estimativa de recarga e o fato de que os métodos utilizam dados diferentes na análise. Quanto ao mapeamento da vulnerabilidade natural à contaminação, o método DRASTIC apresentou graus de vulnerabilidade baixa (5,01%), moderada (83,13%) e elevada (11,85%). Já o método GOD apresentou vulnerabilidades baixa (66,21%), moderada (0,67%), alta (14,32%) e extrema (18,81%). As principais diferenças relativas entre os dois métodos ocorreram em locais onde a vulnerabilidade é determinada por parâmetros que não são mútuos dos métodos. De maneira geral, o método DRASTIC se mostrou mais restritivo quanto ao uso e ocupação do solo que o método GOD, pois apresentou índices mais elevados de vulnerabilidade quando considerada a área de estudo como um todo. O método DRASTIC apresentou maior grau de detalhe na avaliação e mais valores intermediários. Já o método GOD apresentou variação brusca dos índices em muitas regiões. Isso se deve principalmente ao fato de que este utiliza apenas três parâmetros em sua avaliação, enquanto o DRASTIC utiliza sete. Apesar do método DRASTIC apresentar resultados mais satisfatórios, a escolha do método deve estar condicionada à disponibilidade de dados e de recursos humanos e financeiros. Ambos os métodos podem ser utilizados em estudos regionais, entretanto, os resultados aqui obtidos devem ser utilizados com cautela em estudos que requerem maior grau de detalhe. / This paper aimed to evaluate natural vulnerability to contamination on Serra Geral Aquifer System (SASG) in Paraná state, Brazil, as well as comparing DRASTIC and GOD methods, aiming to stablish advantages and disadvantages of each method. Natural vulnerability to contamination indicates the sensibility to pollution of an aquifer considering its intrinsic characteristics. In order to carry out the evaluation through DRASTIC method, it was necessary to estimate groundwater recharge rates in the study area. To do so, two methods were applied and compared: baseflow separation and water balance. Concerning the DRASTIC method, some adaptations were made in the following parameters: A (Aquifer Media), in which was used lineaments density; I (Impact of Vadose Zone), in which was considered the soil capacity to receive solid waste; and C (Hydraulic Conductivity), in which was used aquifer transmissivity. These adaptations aimed to adapt the method for vulnerability evaluation on fractured aquifers. Vulnerability maps by DRASTIC and GOD were compared through index normalization, inserting them at the same interval. For recharge estimation, results showed average values per basin of 156 to 489 mm/year by baseflow separation and 179 to 365 mm/year by water balance. The differences can be considered as acceptable when considered the various uncertainties involved and the fact that the methods uses different data on the analysis. Concerning the natural vulnerability to contamination mapping, DRASTIC method showed the following levels of vulnerability: low (5,01%), moderate (83,13%) and high (11,85%). GOD method showed the following levels: low (66,21%), moderate (0,67%), high (14,32%) and extreme (18,81%). The main differences related to both methods occurred in areas where the vulnerability is determined by mutual parameters. In general, DRASTIC method showed to be more restrictive in terms of land use than GOD, as it presented high indexes when considered all the study area. DRASTIC method showed a higher level of spatial detail and more intermediary values. The GOD method showed abrupt variation of indexes in many areas. This happens mainly because this method uses only three parameters on the evaluation, while DRASTIC uses seven. Although DRASTIC method presented more satisfactory results, the choice must be conditioned to data, human and financial resources availability. Both methods can be used in regional studies, but, the results showed in this paper must be used with caution in studies that requires higher levels of detail.

Carlos Barbosa é um município abastecido exclusivamente por recursos hídricos subterrâneos captados do Sistema Aquífero Serra Geral, sendo o abastecimento de responsabilidade da Companhia Riograndense de Saneamento – CORSAN. Devido a este panorama, o município foi selecionado para instalação do SIGAS que é um sistema de monitoramento totalmente automatizado e com envio de dados por telemetria. O SIGAS foi instalado em 12 dos 15 poços atualmente utilizados para o abastecimento do munícipio e monitora volume e corrente de 15 em 15 minutos e nível de água de 1 em 1 minuto. Este trabalho se propôs a avaliar as condições de explotação em 8 dos 12 poços monitorados por este sistema, os quais abastecem, juntamente com outros 4 poços 3 dos 4 reservatórios existentes no município. Logo, foram comparados os dados diários de volume, vazão e tempo de bombeamento coletados pelo SIGAS com os valores definidos quando da elaboração dos projetos de bombeamento. Para verificação dos dados coletados pelo SIGAS foi realizada uma comparação com os dados coletados pela CORSAN e com os dados obtidos em levantamentos de campo. Os poços CBA 3A, 5A, 9, 11 e 12, na maior parte do tempo, operaram com vazão inferior a projetada, sendo que o oposto ocorreu nos poços CBA 18, 26 e 34. O tempo de bombeamento operado se manteve acima do projetado, na maior parte do tempo, nos poços CBA 3A, 9, 12 e 18, sendo que o inverso ocorreu nos poços CBA 5A, 11, 26 e 34. O volume médio de água explotado ficou acima do previsto em projeto, na maior parte do tempo, apenas nos poços CBA 18 e 26. Os resultados demostraram que há falhas na gestão e no planejamento da operação dos poços, sendo que há poços explotando volumes de água acima do permitido, enquanto em outros o volume explotado está abaixo do projetado. Foi identificado também a influência da demanda na operação dos poços, as quais tornam o tempo de descanso descontínuo dificultando a recuperação do nível de água no poço. Os dados coletados pelo SIGAS se demostraram confiáveis e coerentes com os valores operados nos poços, sendo assim os mesmos poderão ser utilizados na gestão e planejamento da operação dos poços no município de Carlos Barbosa. / Carlos Barbosa is a city supplied exclusively by groundwater resources obtained from the Serra Geral Aquifer System, and the supplying responsibility is from the Companhia Riograndense de Saneamento - CORSAN. Because of this panorama, the city was selected for the installation of SIGAS, which is a fully automated monitoring system and sending data by telemetry. The SIGAS was installed in 12 of the 15 wells currently used to supply the city and it monitors volume and current 15 in 15 minutes and water level 1 in 1 minute. This study aimed to evaluate the exploitation conditions in 8 of the 12 wells that the system has, which supply, along with other 4 wells, 3 of the 4 existing reservoirs in the city. Then, were compared the daily volume of data, flow and pumping time collected by SIGAS with the values defined during the preparation of pumping projects. For verification of the data collected by SIGAS a comparison with the data collected by CORSAN and with data from field surveys were fulfilled. The wells CBA 3A, 5A, 9, 11 and 12, at the most part of the time, operated at a flow below of projected, being that the opposite was observed in the wells CBA 18, 26 and 34. The operated pumping time is kept above the projected, at the most part of the time, in the wells CBA 3A, 9, 12 and 18, being that the converse occurred in the wells CBA 5A, 11, 26 and 34. The average volume of exploited water was above the provided in project, at the most part of the time, only in the wells CBA 18 and 26. The results showed that there are flaws in the management and planning of the operation of the wells, being that there are wells exploring volumes above the allowed, while in others the exploited volume is below the projected. It was also identified the influence demand in the operation of wells, which make the discontinuous rest time hindering the recovery of the water level in the well. The data collected by SIGAS been shown reliable and coherent with the values operated in the wells, so the same might be used in the management and planning of the operation of the wells in the city of Carlos Barbosa.

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Esta dissertação tem como objetivo a modelagem numérica do escoamento bifásico em reser-vatórios naturalmente fraturados (RNF). Para isso, são apresentadas duas formulações pelo Método de Volumes Finitos (MVF) centrado na célula para a solução da equação de pressão: a primeira utiliza uma Aproximação de Fluxo por Dois Pontos (TPFA) em conjunto com multi-plicadores de transmissibilidade, e a segunda, capaz de lidar com tensores de permeabilidade completos e malhas poligonais, utiliza uma Aproximação do Fluxo por Múltiplos Pontos (MPFA-O) acoplada ao Modelo de Fraturas com Dimensão Reduzida (Lower-Dimensional Fracture Model - LDFM). O problema hiperbólico da saturação é resolvido pelo método de ponderação a montante de primeira ordem (First Order Upwind Method - FOUM) com duas formulações, uma explícita e outra implícita. A abordagem LDFM é eficiente quando compa-rada a outras estratégias apresentadas na literatura, e faz uso de uma equação adicional associ-ada à fratura que é tratada como uma entidade geométrica com dimensão inferior à do problema original, ou seja, para problemas em 3-D uma fratura é representada por superfícies (2-D) e para problemas em 2-D a fratura tem apenas uma dimensão no espaço. Isso reduz considera-velmente o número de graus de liberdade do sistema. Para isso, a malha deve ser ajustada à distribuição das fraturas no domínio computacional, de modo que essas fraturas são associadas às superfícies de controle, representadas pelas arestas dos volumes finitos em 2-D. É importante observar, que o campo de velocidades nas superfícies de controle que coincidem com as fraturas é dependente, tanto das pressões nas fraturas, quando das pressões nos volumes de controle que representam a rocha matriz e que compartilham os mesmos vértices da respectiva superfície de controle. A acurácia da formulação proposta foi verificada através da resolução de alguns pro-blemas envolvendo meio fraturado, incluindo barreiras e canais. / The problem of two phase flow of oil and water in heterogeneous and anisotropic oil reservoirs can be described using certain simplifying hypotheses by a system of nonlinear partial differential equations, composed by an elliptic equation of pressure and a hyperbolic equation of saturation. The modeling of this problem represents a major challenge due to the complexity of the depositional environments, including inclined layers, channels, fractures and the possible existence of directional wells. In such cases, it is particularly complex to construct structured meshes capable of properly modeling the physical problem. This dissertation aims to model one of these complex structures, naturally fractured reservoirs (NFR). For this, are presented two formulations with Finite Volume Method (FVM), cell-centered, for the solution of the pressure equation: the first one using a Two-Point Flux Aproximation (TPFA) in conjunction with transmissibility multipliers; and the second formulation using the Multi-Point Flux Aproximation (MPFA-O), which can deal with full permeability tensors and arbitrary polygonal meshes, coupled with a Lower-Dimensional Fracture Model (LDFM). The hyperbolic problem of saturation is solved with First Order Upwind Method (FOUM) with two formulations, one explicit and another implicit. The LDFM approach is effective when compared to other strategies in the literature, and makes use of an additional equation associated to the fracture, that is treated as a geometric entity with a smaller dimension than the original problem, in other words, for 3-D problems a fracture is represented by surfaces (2-D) and for 2-D problems the fracture has only one dimension in space. This considerably reduces the number of degrees of freedom of the system. For this, the mesh must be adjusted to the distribution of fractures in the computational domain, when these fractures are associated to the control surfaces, represented by the edges of the finite volumes in 2-D. It is important to note that the velocity field on the control surfaces that coincide with the fractures is dependent, both pressures in the fractures and in the control volumes, which represent the matrix rock and which share the same vertices of the respective control surface. The accuracy of the proposed formulation was verified by solving some problems involving a fractured matrix, including barriers and channels.