Modelo conceitual de aquífero fraturado com base em parâmetros hidráulicos, arranjo espacial e conectividade de fraturas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Menezes, Saulo Gobbo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aquífero fraturado; Cantareira granite; Conectividade; Connectivity; Ensaio de Lugeon; Fractured aquifer; Granito Cantareira; Lugeon test
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-07062022-071852/

Modelos conceituais, para representação da rede de fraturas e caminhos preferenciais de fluxo em aquíferos fraturados, tem sido utilizado em estudos de contaminação de aquíferos fraturados e de potencial para aproveitamento hídrico. Tais modelos buscam representar a organização das fraturas no espaço e suas propriedades hidráulicas, no entanto, mostram limitações importantes com relação à estimativa da conectividade da rede de fraturas e, em geral, carecem de dados de testes hidráulicos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver o modelo conceitual de um aquífero fraturado, localizado no granito Cantareira, na zona norte de São Paulo SP, utilizando métodos e dados que permitam avançar na superação das limitações mencionadas. Para amostragem das fraturas, utilizou-se tanto scanlines lineares em afloramentos rochosos e furos de sondagem verticais e inclinados, como scanlines circulares e amostragem por área, utilizando ortofotos obtidas a partir de imagens de drone. Já para a caracterização dos parâmetros hidráulicos das fraturas, foram utilizados dados de ensaios com obturador duplo do tipo Lugeon test. Foram reconhecidos 9 grupos de fraturas, formado em campos de esforços de regimes tectônicos compressivos (G1 - esforço principal máximo 1 de direção NE; G8 e G9 - 1 WNW), regime tectônico extensional (G2 e G3 com extensão N-S, G4 e G5 relacionados a uma extensão com direção NE-SW e G5 e G7, com extensão E-W). Apenas o grupo 6, de direção N-S, possui arranjo de fraturas não clusterizado e com distribuição de fraturas aleatória. Além disso, este grupo pode apresentar preenchimento na fratura e os menores valores de transmissividade e abertura hidráulica. Já as fraturas dos grupos 1, 2, 4, 5 e 9, apresentam arranjo espacial com formação de clusters, sendo que os grupos 1, 4 e 5 apresentam distribuição fractal, enquanto os grupos 2 e 9 formam corredores de fraturas simples. Os grupos 1 e 9 são os que apresentam os maiores valores de transmissividade e abertura hidráulica, enquanto os grupos 2 e 3, e 4 e 5 apresentam valores intermediários. A análise da topologia da rede de fraturas em taludes de direção E-W e NW-SE, indica conectividade hidráulica com parâmetro f = 0,4 e proporção de nós do tipo I, X e Y semelhantes. No entanto, quando removidos os grupos 6 e 7, devido aos baixos valores de transmissividade, observa-se ausência de conectividade hidráulica na direção E-W e menor influência destes grupos na direção NW-SE. A partir destes resultados, desenvolveu-se o modelo conceitual em bloco diagrama 3D, com representação da rede geométrica de fraturas de forma mais realista e com a indicação dos prováveis caminhos preferenciais de fluxo do aquífero, resultante da elevada transmissividade dos grupos G1 e G9, especialmente nos 5-10 metros mais rasos do aquífero, sugerindo ocorrência de anisotropia de fluxo horizontal, devido seus baixos ângulos de mergulho. Já os grupos G2/G3 e G4/G5, constituem caminhos preferenciais secundários, mas devido seu mergulho subvertical, podem ser importantes para a recarga do sistema.