Avaliação do impacto de recarga variável no Aquífero Barreiras em Natal-RN, associado com a urbanização e ampliação da rede de coleta de efluentes sanitários
The recharge of unconfined urban aquifers is substantially affected by high rates of soil sealing, while, occasionally, it may present additional components to those from rainwater infiltration. In this case, infiltrations caused by leaks in sewage and water supply networks can represent signific...
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| Autor principal: | |
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| Outros Autores: | |
| Formato: | doctoralThesis |
| Idioma: | pt_BR |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Assuntos: | |
| Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50088 |
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Geodinâmica Aquífero Barreiras Recarga variável Uso e ocupação do solo Hidrogeologia urbana Modelos numéricos CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS |
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Geodinâmica Aquífero Barreiras Recarga variável Uso e ocupação do solo Hidrogeologia urbana Modelos numéricos CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS Campos, Benedita Cleide de Souza Avaliação do impacto de recarga variável no Aquífero Barreiras em Natal-RN, associado com a urbanização e ampliação da rede de coleta de efluentes sanitários |
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The recharge of unconfined urban aquifers is substantially affected by high rates of soil sealing,
while, occasionally, it may present additional components to those from rainwater infiltration.
In this case, infiltrations caused by leaks in sewage and water supply networks can represent
significant contributions to these recharge rates. This situation is common in some areas of
Northeast Brazil, especially in places with high population density and deficiencies in
wastewater collection and supply networks. In this last aspect, it is not uncommon to have the
contamination of urban aquifers by nitrate resulting from the infiltration of untreated
wastewater. This research aimed to evaluate the effects of a variable recharge resulting from
land use and occupation, as well as artificial contributions, in the Aquífero Barreiras, of a
predominantly unconfined hydraulic character, in the city of Natal-RN. Additionally, we
conducted simulations about the prospects of natural purification of waters with high nitrate
contents, previously characterised by different renewal times associated with the changes in
saturated zones due to decreases in recharge rates. The methodology used was based on the
elaboration of numerical models and scenario analysis, emphasising the variations of artificial
recharges resulting from wastewater infiltration and losses by the public supply network. Thus,
the total recharge rates were calculated by individualizing areas with higher and lower
population density, with subsequent simulations of different natural and artificial contributions.
The results demonstrate significant variations in the potentiometric surface of up to 15 meters
in several areas presented in the critical scenario, which considered the removal of artificial
recharge and inversions of the groundwater flow. In this context, the saturated zones showed a
variation of about 44 million m3
between the current and critical scenarios, associated with the
suppression of 100% of the contribution from losses by the supply network and wastewater
infiltration. In terms of prospects for natural purification of waters with high nitrate contents,
from the analysis of renewal times and based on the variations of saturated zones calculated in
the numerical models, values ranging from 6.5 to 12.9 years were obtained, this time being
longer considering the most critical scenario reported in terms of recharge. The results presented
here may contribute to the management of shallow aquifers in similar scenarios, especially
regarding urbanization rates and efficiency in supply and sewage networks. |
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Lucena, Leandson Roberto Fernandes de |
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This situation is common in some areas of Northeast Brazil, especially in places with high population density and deficiencies in wastewater collection and supply networks. In this last aspect, it is not uncommon to have the contamination of urban aquifers by nitrate resulting from the infiltration of untreated wastewater. This research aimed to evaluate the effects of a variable recharge resulting from land use and occupation, as well as artificial contributions, in the Aquífero Barreiras, of a predominantly unconfined hydraulic character, in the city of Natal-RN. Additionally, we conducted simulations about the prospects of natural purification of waters with high nitrate contents, previously characterised by different renewal times associated with the changes in saturated zones due to decreases in recharge rates. The methodology used was based on the elaboration of numerical models and scenario analysis, emphasising the variations of artificial recharges resulting from wastewater infiltration and losses by the public supply network. Thus, the total recharge rates were calculated by individualizing areas with higher and lower population density, with subsequent simulations of different natural and artificial contributions. The results demonstrate significant variations in the potentiometric surface of up to 15 meters in several areas presented in the critical scenario, which considered the removal of artificial recharge and inversions of the groundwater flow. In this context, the saturated zones showed a variation of about 44 million m3 between the current and critical scenarios, associated with the suppression of 100% of the contribution from losses by the supply network and wastewater infiltration. In terms of prospects for natural purification of waters with high nitrate contents, from the analysis of renewal times and based on the variations of saturated zones calculated in the numerical models, values ranging from 6.5 to 12.9 years were obtained, this time being longer considering the most critical scenario reported in terms of recharge. The results presented here may contribute to the management of shallow aquifers in similar scenarios, especially regarding urbanization rates and efficiency in supply and sewage networks. A recarga de aquíferos não confinados urbanos é substancialmente afetada por elevadas taxas de impermeabilização do solo, enquanto que ocasionalmente pode apresentar componentes adicionais àqueles provenientes da infiltração de águas pluviométricas. Nesse caso, infiltrações provenientes de vazamentos da rede de coleta de efluentes sanitários e da rede de distribuição de água podem representar importantes contribuições nessas taxas de recarga. Essa conjuntura mostra-se bastante comum em algumas áreas no nordeste do Brasil, sobretudo em locais com elevado adensamento populacional e deficiências nas redes coletoras de efluentes sanitários e da rede de distribuição de água. Nesse último aspecto, não raro tem-se a contaminação de aquíferos urbanos por nitrato, decorrente da infiltração de águas residuais não tratadas. A presente pesquisa objetivou avaliar os efeitos de uma recarga variável decorrente do uso e ocupação do solo, bem como de contribuições artificiais, no âmbito do Aquífero Barreiras, este de caráter hidráulico predominantemente não confinado, na área da cidade de Natal-RN. Adicionalmente, realizaram-se simulações acerca de perspectivas de depuração natural de águas com concentrações elevadas de nitrato, previamente caracterizados, a partir de distintos tempos de renovação associados com as respectivas variações de reservas de saturação decorrente de diminuições das taxas de recarga. A metodologia utilizada foi fundamentada na elaboração de modelos numéricos e análise de cenários, enfatizando-se as variações das recargas artificiais decorrentes da infiltração de águas residuais e perdas pela rede de distribuição de água. Dessa forma, as taxas totais de recarga foram calculadas individualizandose áreas com maior e menor adensamento populacional, com simulações posteriores de distintas contribuições naturais e artificiais. Os resultados demonstram variações expressivas em níveis potenciométricos de até 15 metros em diversas áreas apresentadas no cenário crítico, o qual considerou a remoção de contribuições artificiais na recarga, bem como inversões do fluxo subterrâneo. Nesse contexto, as reservas de saturação apresentaram uma variação de cerca de 44 milhões de m3 entre o cenário atual e o cenário crítico, este associado com a supressão de 100% da contribuição proveniente de perdas pela rede de distribuição de água e infiltração de águas residuais. Em termos de perspectivas de depuração natural de águas com concentrações elevadas de nitrato, a partir da análise de tempos de renovação e com base nas variações de reservas de saturação calculadas nos modelos numéricos, obtiveram-se valores variando de 6,5 a 12,9 anos, sendo esse tempo maior considerando o cenário mais crítico reportado em termos de recarga. Os resultados ora apresentados poderão contribuir para a gestão de aquíferos rasos em cenários similares, sobretudo em termos de taxas de urbanização e eficiência na rede de distribuição de água e coleta de efluentes sanitários. 2022-12-12T19:20:29Z 2022-12-12T19:20:29Z 2022-08-31 doctoralThesis CAMPOS, Benedita Cleide de Souza. Avaliação do impacto de recarga variável no Aquífero Barreiras em Natal-RN, associado com a urbanização e ampliação da rede de coleta de efluentes sanitários. Orientador: Leandson Roberto Fernandes de Lucena. 2022. 103f. Tese (Doutorado em Geodinâmica e Geofísica) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50088 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA |