UNIVERSIDADE DO ALGARVE FCT Engenharia do Ambiente, 4º ano. SOLOS E POLUIÇÃO DO SOLO

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1 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.

2 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/m 2. d, em local à escolha, associados a uma injeção de soluto de 0,001 m 3 /(m 2. 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.

3 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/m 3 e uma dispersividade longitudinal de 10 m (a y /a x =1; a z /a x =0,3).

4 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 (α y /α x = 0,3); b. Efeito da alteração do valor da dispersividade longitudinal para α x =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.

5 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).