Autor(es):
Ganesh, K 
Data: 2011
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/7589
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia do ambiente; Hidrogeologia; Aquíferos; Águas subterrâneas - Katmandu (Nepal); Abastecimento de água
Descrição
Foi desenvolvido um modelo numérico tridimensional de fluxo subterrâneo
do vale de Katmandu (capital do Nepal) para avaliar o impacto da
bombagem de água subterrânea sobre o padrão do fluxo de água
subterrânea. Devido à escassez e contaminação da água de superfície, as
águas subterrâneas constituem na região a principal fonte de água para
abastecimento doméstico, agrícola e mesmo industrial. No entanto, apesar
da importância local das águas subterrâneas, a hidrogeologia do vale de
Katmandu ainda não se encontra bem estudada. Sabe-se que devido à
recarga limitada e à captação não regulamentada de águas subterrâneas,
o nível piezométrico da região tem decaído rapidamente, para valores que
revelam a não sustentabilidade da captação deste recurso de água.
Dados geológicos e hidrogeológicos foram integrados para desenvolver um
modelo hidrogeológico conceptual do sistema aquífero do vale de
Katmandu, que foi a base para o desenvolvimento do modelo numérico. O
sistema aquífero foi modelado numericamente utilizando o programa
MODFLOW 4.2, em estado estacionário e definindo três camadas, duas
correspondentes ao aquífero da base e ao aquífero mais superficial, e a
terceira a um nível de baixa condutividade hidráulica e com um
comportamento de aquitardo. Foi utilizado o programa MODPATH para
simular os sentidos e direcção preferenciais de fluxo subterrâneo.
A área total do modelo é de cerca de 327 km2 e foi dividida em células de
aproximadamente 18,330 m2. Os limites do modelo foram delimitados com
com base em mapas topográficos e o modelo digital do terreno extraído a
partir de uma imagem raster. Os parâmetros hidráulicos do sistema
aquífero foram atribuídos com base nos valores de estudos anteriores e
foram ajustados durante a calibração do modelo. O mecanismo de recarga
foi considerado como principal entrada directa de água no aquífero e dá-se
por infiltração da água das chuvas. Utilizou-se o método do balanço hídrico
recomendado pela FAO para determinar o valor de recarga anual de água
subterrânea. O modelo foi calibrado a partir de valores de níveis água
subterrânea medidos nos furos de bombagem e que são monitorizados.
A modelação do fluxo subterrâneo em estado estacionário permitiu
determinar gradientes hidráulicos, velocidades aparentes e padrões de
fluxo no interior da área de estudo. O modelo foi utilizado para simular em
regime estacionário as condições de bombagem em 2001 e 2009,
pretendendo-se com este exercício demonstrar o impacto da captação de
água subterrânea na região. As análises da sensibilidade permitiram
determinar quais os parâmetros mais importantes para o modelo e quais
aqueles que necessitam de serem melhor estudados. Este modelo de fluxo
tem associadas uma série de incertezas resultantes da simplificação de
dados de entrada e condições de contorno que foi preciso fazer para poder
simular um caso de estudo tão complexo, da utilização de dados com
pouca qualidade e da falta de caracterização detalhada das condições
hidrogeológicas. É por isso importante ter em conta estas limitações a
quando da interpretação e extrapolação dos resultados deste exercício de
modelação. We developed a three dimensional numerical model of groundwater flow
in the valley of Kathmandu ( capital of Nepal) to assess the impact of
groundwater pumping on the flow pattern of groundwater. The scarcity
and contamination of surface water, groundwater in the region constitute
the main source of water supply for domestic, agricultural and even
industrial. However, despite the importance of local groundwater
hydrogeology of the Kathmandu valley is still not well studied. It is known
that due to limited recharge and unregulated abstraction of groundwater,
the groundwater level in the region has declined rapidly to values that
show the unsustainability of the capture of this water resource.
Geologic and hydrologic data were integrated to develop a conceptual
hydrogeologic model of the aquifer system of the Kathmandu valley, which
was the basis for the development of the numerical model. The aquifer
system was modeled numerically using the program MODFLOW 4.2,
steady state and defining three layers, two corresponding to the aquifer
base and the more shallow aquifer, and the third level of a low hydraulic
conductivity and with an attitude of aquitard. MODPATH program was
used to simulate the sense and direction of preferential groundwater flow.
The total area of the model is approximately 327 km2 and is divided into
cells of about 18.330 m2. The boundaries were marked with the model
based on topographic maps and digital terrain model extracted from a
raster image. The hydraulic parameters of the aquifer system were
assigned based on values from previous studies and were adjusted during
model calibration. The reloading mechanism was considered as the main
direct entry of water into the aquifer and occurs by infiltration of rainwater.
We used the water balance method recommended by FAO to determine
the value of annual recharge of groundwater. The model was calibrated
with values measured groundwater levels in boreholes and pumping
stations that are monitored.
The modeling of groundwater flow in steady state allowed us to determine
hydraulic gradients, apparent velocities and flow patterns within the study
area. The model was used to simulate steady state conditions of pumping
in 2001 and 2009, intending with this exercise to demonstrate the impact
of abstraction of groundwater in the region. The sensitivity analysis
allowed to determine what the most important parameters for the model
and which ones need to be better studied. This flow model has an
associated range of uncertainties arising from the simplification of input
data and boundary conditions that we had to do in order to simulate a very
complex case study, using data with poor quality and lack of detailed
characterization of the conditions hydrogeological. It is therefore important
to consider these limitations when interpreting and extrapolating the
results of this modeling exercise. Mestrado em Engenharia do Ambiente
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Inglês
Orientador(es)
Melo, Maria Teresa Condesso de; Coelho, Celeste
