UNIVERSIDADE DO ALGARVE – FCT
Engenharia do Ambiente, 4º ano.
SOLOS E POLUIÇÃO DO SOLO
Exercício para a componente prática
Formato: Relatório técnico
É obrigatória a entrega em formato digital de todos os ficheiros usados nas simulações.
Data limite para entrega do documento escrito: até às 24.00h do último dia de aulas do
semestre.
Critérios de avaliação: i) Cumprimento das normas editoriais de formatação e
referenciação; ii) resposta completa ao exercício; iii) independência de resultados entre
trabalhos (todos os alunos devem fazer o trabalho individualmente); iv) clareza na
exposição; vi) inovação; vii) profundidade da pesquisa bibliográfica; viii) capacidade de
interpretação dos resultados.
(o não cumprimento integral dos critérios i) a iii) é condição de reprovação)
Título:
Modelação da dispersão de contaminantes conservativos e não conservativos a partir de
uma área industrial. Dimensionamento de barreiras hidráulicas.
Estudo de caso:
Pretende-se modelar a dispersão de um soluto conservativo, o cloreto, e outro não
conservativo, uma substância a indicar.
A área considerada necessária para modelação tem as dimensões de 1400 m x 700 m,
como mostrado na Figura 1. As fronteiras do domínio são de tipo impermeável a norte e
sul (com excepção das áreas indicadas na figura), e de tipo impermeável e potencial
constante a este e oeste.
Este domínio mostra um exemplo de uma área industrial localizada sobre um aquífero
poroso, não confinado, que contacta inferiormente (à cota 0 m) com uma formação
argilosa, considerada para efeitos da modelação como impermeável. O domínio tem
como limite ocidental o rio Pó, com uma cota de água fixa e igual 19 m; e como limite
oriental o lago Palencar, com uma cota também constante e igual a 12 m.
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A espessura do aquífero é constante e igual a 20 m. As zonas impermeáveis a ocidente e
oriente correpondem a afloramentos da formação argilosa. Ensaios de bombagem
realizados dentro da área a modelar indicaram o valor médio, e razoavelmente constante
no espaço, de condutividade hidráulica de 10 m/d. Não foi detectada anisotropia
horizontal; a anisotropia vertical deve ser considerada igual 1/10 da horizontal, de acordo
com ensaios realizados em formações semelhantes e consultados em bibliografia. A
porosidade é de 0,35 e a porosidade efectiva é de 0,3.
Considere-se uma recarga efectiva nula ou irrelevante durante o período de modelação.
Pretende-se prever qual a distribuição espacial das concentrações do contaminante e
quais a curva de breakthrough em três piezómetros (colocados em posições à sua
escolha).
A área industrial tem uma área de 2,42 ha (110 m E; 220 m N), com vértices nos pontos
de coordenadas {(140;520), (250;520), (140; 300), (250; 300)} – as coordenadas
geográficas têm no PM5 origem no canto inferior esquerdo (Figura 2). Coloque três
fontes de emissão dentro da área industrial, com taxas de emissão de 20, 35 e 50 g/m2.d,
em local à escolha, associados a uma injeção de soluto de 0,001 m3/(m2.d).
Figura 1. Domínio de modelação. A cinza são mostradas as fronteiras inactivas, a branco o domínio
activo, e a azul (cor mais escura) as fronteiras de potencial constante.
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Figura 2. Localização da area industrial.
Utilize o período de tempo que achar conveniente para obter uma imagem da pluma do
contaminante pelo menos até esta atingir o lago a oriente.
Considere os parâmetros do modelo de transporte MT3D mostrados nas Figura 3 e
Figura 4 a título de exemplo.
Figura 3. Parâmetros do MT3D (advecção).
Figura 4. Parâmetros do MT3D (dispersão).
Considere uma densidade aparente de 2000 kg/m3 e uma dispersividade longitudinal de
10 m (ay/ax=1; az/ax=0,3).
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Figura 5. Exemplo de resultado para uma combinação de número de furos e caudal bombeado.
Discuta os valores tendo como base os valores estabelecidos internacionalmente e os
efeitos para os ecossistemas e saúde humana.
Responda ao seguinte:
1. Deve ser feita uma comparação da evolução da pluma de cloreto (sempre em relação
à situação original):
a. O efeito da alteração da dispersividade, de isótropa para anisótropa horizontal
(αy/αx= 0,3);
b. Efeito da alteração do valor da dispersividade longitudinal para αx =100 m.
2. Compare e discuta os resultados originais do cloreto (conservativo) com os da
substância (não conservativo, considerando apenas a adsorção) e indique o que prevê
que aconteça se aplicar as alterações a) e b) à substância. Considere emissões da
substância iguais às de cloreto.
3. Obtenha uma combinação de número de furos de bombagem e caudal de forma a
conseguir criar uma bareira hidráulica para os contaminantes (para o cloreto). Veja a
Figura 5 para exemplo do tipo de resultado pedido.
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4. Mostre com a utilização de piezómetros que a contaminação é realmente contida pela
barreira hidráulica (apresente as curvas breakthrough para o cloreto antes e depois da
implementação da barreira).