Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study discusses the mathematical modeling of groundwater flows, and the bases for
the development of a numerical model that simulates the flow in unconfined aquifers,
affected by singularities like wells and interconnected streams. The main application of
the model is directed to urban areas with water wells. Numerical approximations are used
to estimate changes of the piezometric levels, groundwater drawdowns and water flow
rates in the aquifer caused by simultaneous pumping from multiple wells. In this study, we
used the finite differences method for the numerical treatment of the differential governing
equation. In this context, all spatial derivatives were discretized by central differences of
the second order. Two explicit schemes were used for the treatment of the temporal
derivative: the first order Euler scheme, and the fourth order Adams-Bashforth scheme.
Two schemes were also used to model the sinks, that is the extraction of water by the
wells. The results of these two schemes are compared with a hybrid model that uses
analytical solutions in small areas within the radius of influence of the wells, a numerical
solution in the remaining area. As a case study, the model is applied to our area situated in
the urban fabric of the city of Araguari (MG), in the area of the Bauru aquifer. The model
has the potential to help future guidelines for the management of the free aquifers
underlying urban areas, intending its best use, and indicating possible saturation places of
exploitation. / O presente trabalho aborda a modelagem matemática do escoamento de águas
subterrâneas. E os fundamentos para elaboração de um modelo numérico que simule o
escoamento em aquíferos não confinados, submetidos a singularidades como poços e
córregos interconectados. O modelo visa à aplicação preferencial em zonas urbanas que
apresentam poços tubulares distribuídos na sua área. São utilizadas aproximações
numéricas com o objetivo de estimar as mudanças nas cotas piezométricas, os
rebaixamentos do lençol freático e as velocidades de escoamento da água no aquífero,
ocasionadas pelo bombeamento simultâneo de múltiplos poços. Neste trabalho, utilizou-se
o método de diferenças finitas para tratamento numérico da equação diferencial
governante. Neste contexto, todas as derivadas espaciais foram discretizadas por diferenças
centrais de segunda ordem. Dois esquemas explícitos foram utilizados para o tratamento da
derivada temporal: o esquema de Euler, de primeira ordem, e o esquema de Adams-
Bashforth, de quarta ordem. Também foram utilizadas duas alternativas para modelação do
termo sumidouro, que representa a extração de água pelos poços. Os resultados desses dois
esquemas são comparados com um modelo híbrido que utiliza soluções analíticas em áreas
pequenas, dentro do raio de influência dos poços e, nas outras áreas, uma solução numérica
por diferenças finitas. A área de aplicação do modelo situa-se sob a malha urbana da
cidade de Araguari (MG), nos domínios do aquífero Bauru. O modelo tem potencial de
auxiliar as futuras diretrizes para a gestão de aquíferos livres sotopostos a zonas urbanas,
para seu melhor aproveitamento, indicando possíveis lugares de saturação de explotação. / Mestre em Engenharia Civil
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14169 |
| Date | 26 April 2012 |
| Creators | Miranda, Michelle Crescêncio de |
| Contributors | Alamy Filho, José Eduardo, Gesualdo, Francisco Antonio Romero, Schulz, Harry Edmar |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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