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dc.contributor.advisor1Rodrigo Sérgio de Paulapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9267002332142386pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Leila Nunes Menegasse Velásquezpt_BR
dc.contributor.referee1Paulo Henrique Ferreira Galvãopt_BR
dc.contributor.referee2Stela Dalva Santos Cotapt_BR
dc.creatorJúlia Cotta Maciel Dantaspt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0402221209083241pt_BR
dc.date.accessioned2023-12-01T15:29:45Z-
dc.date.available2023-12-01T15:29:45Z-
dc.date.issued2023-02-27-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/61631-
dc.description.abstractHydrogeological conceptual and numeric models are the best way to represent the knowledge of groundwater regime and, specially in karstic systems, that constitute a very complex environment this kind of modelling is a challenge. In this context, this work was developed in the most studied karst in Brazil, in the metropolitan region of Belo Horizonte, Minas Gerais, including the Lagoa Santa Karst Environmental Protection Area. In an area of 600 Km², a refinement of the conceptual hydrogeological model (CHM), in vertical and horizontal compartments, in the fissured-karstic aquifer system was proposed and, in a second moment, a numerical hydrogeological model (NHM) was developed using the software Feflow. The CHM worked as a basis for the NHM, that had as an objective the simulation of flow routes obtained in tracer studies of previous studies and the underground flow behavior focusing on the karstic aquifer. In the methodology applied the horizontal compartmentalization was based on geoprocessing data that ratify the existence of karstification processes (caves, high flowing springs, tracer routes, etc.), being delimited three subcompartments (Escrivânia-Gordura, Palmeiras-Jaguara and Palmeiras-Jaguara-Samambaia) within the karstic hydrogeological basins in the study area. The vertical compartmentalization was based on water inlets described in wells in the area, specific capacity data and cover thickness evaluation. It was proposed that the first 30 m depth in carbonates correspond to the most karstified zone that composes the karstic aquifer itself, overlapped to the fissured-karstic aquifer. In the crystalline basement it was defined that the fissure aquifer would be productive until the depth of 60m below the fresh basement, where most water intakes are located. With increase depth, the basement become an aquifuge that acts as an impermeable base of the system. Six hydrogeologic units were proposed: granular aquifer (covers), aquiclude (pelites of Serra de Santa Helena Formation), karstic and fissured-karstic aquifer (carbonates of Sete Lagoas Formation) and fissure aquifer and aquifuge (Belo Horizonte migmatitic-granite gneiss complex). On the other hand, the hydrogeological modeling was done in steady state after the boundary conditions definition and the 3D geological modelling in the software Leapfrog. The numerical hydrogeological model achieved satisfactory parameters, being able to represent the study area hydraulic heads and the discharges monitored in springs. As results, possible flow routes to springs that have unknown flow components were suggested and the calculated water exchanges in the karstic aquifer were evaluated. The main work conclusions showed that the hydrogeological behavior it is not bonded to the lithostratigraphic units, but it can vary within a same unit or has characteristics that reflect the combination of two different units. Moreover, the karstic conduits representation using the discrete features tool allowed the representation of the local groundwater flow, mainly related to the importance of external water entrances to explain the high flow rates observed in karstic springs.pt_BR
dc.description.resumoModelos hidrogeológicos conceituais e numéricos são a melhor forma de representação das condições de fluxo subterrâneo e, especificamente no carste, que é um ambiente hidrogeologicamente complexo, constituem um desafio. Nesse contexto, o presente trabalho foi desenvolvido no carste mais estudado do Brasil, na região metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais, abrangendo integralmente a APA Carste de Lagoa Santa. Em uma área de 600 km², foi proposto o refinamento do modelo hidrogeológico conceitual (MHC), com subcompartimentações horizontais e verticais do sistema aquífero cárstico-fissural local e, em um segundo momento, desenvolvido um modelo hidrogeológico numérico (MHN) no software Feflow. O MHC serviu como base para o MHN, que teve como objetivo a simulação de rotas de fluxo obtidas em ensaios anteriores com traçadores corantes e a avaliação do comportamento de fluxo subterrâneo com foco no aquífero cárstico. Na metodologia aplicada a compartimentação horizontal se deu a partir do geoprocessamento de dados que corroboram a existência de processos de carstificação (cavernas, nascentes de alta vazão, rotas de traçadores, etc.) culminando com a delimitação de três subcompartimentos (Escrivânia-Gordura, Palmeiras-Jaguara e Palmeiras-Jaguara-Samambaia) dentro das bacias hidrogeológicas cársticas locais. A compartimentação vertical foi feita por meio da análise de entradas de água descritas em perfis de poços, dados de capacidade específica dos poços e análises da espessura de coberturas. Foi proposto que nos carbonatos os primeiros 30 m de rocha sã correspondem a área mais carstificada que compõe o aquífero cárstico propriamente dito, que se sobrepõe ao aquífero cárstico-fissural. No embasamento cristalino, definiu-se que o aquífero-fissural seria produtivo nos primeiros 60 m de profundidade da rocha sã, onde estão localizadas a maior parte entradas de água. Em maior profundidade, passa-se a ter um aquifugo que funciona como uma base impermeável do sistema. Chegou-se então à proposição de seis unidades hidrogeológicas: aquífero granular das coberturas, aquicludes dos pelitos da Formação Serra de Santa Helena, aquífero cárstico e aquífero cárstico-fissural dos carbonatos da Formação Sete Lagoas e aquífero fissural e aquifugo nos granito-gnaisses migmatíticos do embasamento cristalino do Complexo Belo Horizonte. A modelagem hidrogeológica numérica foi realizada em regime permanente após a definição das condições de contorno na área de estudo e da modelagem geológica 3D no software Leapfrog. O modelo de fluxo subterrâneo apresentou parâmetros de calibração satisfatórios, sendo capaz de representar as cargas hidráulicas observadas e as vazões monitoradas nas nascentes. Como resultados, foram sugeridas possíveis rotas de fluxo para nascentes que ainda têm parte de sua vazão com origem desconhecida e feita uma avaliação das trocas de água no aquífero cárstico calculadas pelo modelo numérico. As principais conclusões do trabalho mostraram que o comportamento hidrogeológico não é restrito às unidades litoestratigráficas, podendo variar dentro de uma mesma unidade ou desenvolver características devido a combinação de duas unidades. Além disso, a discretização dos condutos cársticos por meio de discrete features, possibilitou a representação das condições de fluxo subterrâneo locais, principalmente em relação a importância de entradas externas de água para explicar as altas vazões observadas em surgências cársticas.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentIGC - DEPARTAMENTO DE GEOLOGIApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Geologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Restritopt_BR
dc.subjectModelagem hidrogeológicapt_BR
dc.subjectSistema cársticopt_BR
dc.subject.otherHidrogeologiapt_BR
dc.subject.otherCarste – Minas Geraispt_BR
dc.subject.otherAquíferos – Minas Geraispt_BR
dc.titleCompartimentação e modelagem hidrogeológica do sistema aquífero cárstico-fissural da região cárstica de Lagoa Santapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.description.embargo2025-02-27-
dc.identifier.orcid0000-0002-9815-9778pt_BR
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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Compartimentaçao e Modelagem Hidrogeologica do Sistema Aquífero Cárstico-Fissural da regiao carstica de Lagoa Santa.pdf
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