A partir da carta militar digitalizada, foi possível traçar a fronteira exterior do modelo.Considera-se que apenas na área interior a essa fronteira há fluxo hídrico subterrâneo e que fora dessa limitação este fluxo é igual a zero.
Como em qualquer sistema hídrico natural, existem entradas e saídas de água que definem a movimentação do escoamento de água subterrânea.
De forma a definir todos os pontos e zonas que constituem fontes e saídas de água, foram tidos em conta: - os dados disponíveis dos piezómetros para definição do nível da água subterrânea nesses pontos;
- o fraco e constante caudal de escorrência a partir do tubo de fibrocimento de 5 m3/d, que se considerou
igual nas duas situações em análise, inverno e verão;
- a linha de água natural, à qual foi atribuída função drenante, de forma a representar o ocasional escoamento de água proveniente das águas subterrâneas, com um valor de condutância hidráulica de 2 (m2/d)/m.
A partir da Figura 22 é possível observar a área de trabalho, bem como a área do aterro delimitada, a localização da linha de água natural, o rio adjacente e a localização das fontes/saídas de água mencionadas.
Pz 1 Pz 2 Pz 5 Pz 4 Pz 3 R E
Fronteira da área em estudo e do aterro Margem do rio
Linha de água natural
Figura 22 – Representação, em vista superior, da área delimitada para o local em estudo e aterro de cinzas, bem como os piezómetros e locais de amostragem E e R.
Figura 88 – Representação, em vista superior, da área delimitada para o local em estudo e aterro de cinzas, bem como os piezómetros e locais de amostragem E e R.
Capítulo 5 – Aplicação do GMS para construção do modelo conceptual 59
A partir das curvas de nível da carta militar, foi possível definir a topografia do local. A modelação será realizada tendo em conta a clara distinção entre a existência de um aterro de cinzas e a formação geológica localizada na base do aterro. Serão então considerados dois estratos: o estrato correspondente ao aterro (estrato 1) e o estrato relativo às rochas xistosas (estrato 2). A representação tridimensional do local foi conseguida a partir da interpolação do conjunto de pontos que define a topografia da zona. Para este trabalho foi utilizado o método do inverso do quadrado das distâncias ponderadas (inverse distance weighted), que possibilita o cálculo das localizações cujo valor não é conhecido, com base nos valores mais próximos deste que são conhecidos. Os valores mais próximos à localização desconhecida têm maior ponderação para o cálculo deste valor que os valores mais distantes, ou seja, essa ponderação diminui em função da distância [80].
Na Figura 23, pretende-se apresentar o resultado tridimensional resultante do processo de interpolação referido. Através da informação disponibilizada a partir da rede piezométrica, foi realizada a reprodução desses furos de forma a distinguir as diferentes litologias da zona em estudo, como mostra a Figura 24.
Cinza Xisto Cinza Xisto
Figura 23 – Representação tridimensional do local em estudo.
60 Capítulo 5 – Aplicação do GMS para construção do modelo conceptual A definição das zonas de recarga é de elevada importância neste estudo, tendo em conta o ambiente climático de elevada precipitação em que o local se encontra. A análise dos boletins climatológicos nas duas datas de interesse proporcionou a informação relevante a atribuir nas zonas de recarga do local. Na Tabela 14 encontram-se os valores de precipitação referentes aos meses do ano em análise, através dos boletins climatológicos mensais efetuados pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA).
Tabela 14 – Valores de precipitação nos meses de Fevereiro [81] e Agosto [82] de 2013, em Portugal.
Precipitação (mm)
Fevereiro 125
Agosto 1
Foram consideradas duas áreas de recarga: uma correspondente à área do aterro e outra correspondente à restante área envolvente. Tendo em conta que, como referido, a área se situa num local onde se encontram formações geológicas de xistos e grauvaques, o índice de recarga considerado foi de 5%, de acordo com [83]. Para o aterro considerou-se uma percentagem mais elevada, de 10%, neste estrato.
Com os dados da Tabela 14 e dos índices de recarga referidos, foi possível calcular este componente do ciclo hidrológico. Na Tabela 15 apresentam-se os valores de recarga nas duas situações em análise.
Tabela 15 – Valores de recarga de água no aterro e na área envolventes, nas situações de inverno e verão. Índice de recarga (%) Precipitação no mês Fevereiro (mm)
Recarga, por dia, no mês de Fevereiro
(m/d)
Precipitação no mês Agosto
(mm)
Recarga, por dia, no mês de Agosto (m/d) Área aterro 10 125 𝟒, 𝟎×𝟏𝟎−𝟒 1 𝟑, 𝟑×𝟏𝟎−𝟔 Área envolvente 5 𝟐, 𝟏×𝟏𝟎 −𝟒 𝟏, 𝟕×𝟏𝟎−𝟔
Foram também atribuídos os valores do nível de água subterrânea, medidos no local através de sondas de nível, como propriedades específicas e constantes de cada local onde se encontra um piezómetro, e que serão utilizados pelo programa de forma a permitir a interpolação para o resto da área em estudo. De notar que os valores do nível de água disponibilizados foram medidos a partir da superfície e, portanto, tiveram que ser convertidos de forma que se verificasse concordância com o sistema de coordenadas do GMS.
A definição das propriedades hidrogeológicas é realizada para cada estrato considerado num modelo. Para este trabalho foram considerados dois estratos tendo em conta a diferença de propriedades entre os dois, como já foi referido. Segundo a bibliografia consultada, os valores de condutividade hidráulica de cinzas volantes mais comuns são de 2,7 ×10−5m/d [84], 2,6 ×10−3m/d e 8,6 ×10−3m/d [85]; já para o xisto a bibliografia apresenta valores entre 10-7 e 10-4 m/d [86], havendo também referência a valores de 0,2 m/d
Capítulo 5 – Aplicação do GMS para construção do modelo conceptual 61
Através de processos de calibração por tentativa e erro, foi atribuído para o estrato 1 (correspondente ao aterro de cinzas) um valor de condutividade hidráulica de 10-3 m/d e uma anisotropia vertical de 1. Para o
estrato 2 (constituído pela formação xistosa) selecionou-se um valor de condutividade hidráulica de 10-2
m/d e uma anisotropia vertical de 2. Ao definir a anisotropia vertical, está-se a definir a distribuição das componentes longitudinal e transversal da condutividade hidráulica.
No Anexo A, encontram-se em formato de gráfico, a variação dos valores conhecidos do nível da água que foram introduzidos no programa, nos pontos Pz 1 a Pz 5.
Os valores até agora apresentados permitem a definição das propriedades da área da central e dos estratos constituintes no modelo necessárias para a convergência das equações do programa, sendo possível a obtenção de resultados concordantes com o sistema real.