Dissertação

{pt_PT=PREDICTING HIGHLY POLLUTED REGIONS WITHIN AQUIFERS RESULTING FROM LEAKY SEWER NETWORKS USING A SIMPLIFIED SIMULATION APPROACH} {} CONFIRMED

{pt=A água subterrânea é um recurso essencial para ultrapassar os atuais problemas da escasez de água. A urbanização rápida afeta a qualidade e quantidade de água subterrânea. O vazamento de águas residuais das redes de esgoto contamina os aquíferos com nutrientes e contaminantes emergentes. A fim de proteger os aquíferos urbanos e otimizar os sistemas de monitorização, é necessária uma melhor compreensão das distribuições dos contaminantes transportados pelos esgotos e das dimensões das plumas de contaminação. O objetivo desta tese é analisar a relação entre a distribuição espacial das redes de esgotos (representados como fontes lineares de poluição) e a evolução das plumas contaminantes nos aquíferos. Isto foi feito através de uma abordagem simplificada considerando um transporte de contaminantes a longo prazo num aquífero. Foram utilizadas ferramentas de modelação numérica e análise geoespacial para avaliar o efeito da forma da rede de esgotos na propagação de contaminantes transportados pelos esgotos. Os cenários consideraram diferentes formas de redes de esgoto, taxas de vazamento típicas e diferentes direções de fluxo de águas subterrâneas. Os resultados sugerem que o conhecimento sobre a forma da rede de esgotos e sobre o fluxo de águas subterrâneas facilita a identificação e localização de áreas com elevado risco de poluição. Foi obtida uma melhor compreensão da relação entre as formas da rede de esgotos e a evolução das plumas de contaminação. Isto é um primeiro passo para propor ou otimizar redes de monitorização existentes, baseadas em pontos e melhorar a gestão das águas subterrâneas nas cidades., en=Globally, groundwater is an essential resource to overcome the current problems related to water availability. The rapid urbanization process affects groundwater quality and quantity. For instance, exfiltration of wastewater from sewer networks in urban areas contaminates aquifers with nutrients and emerging contaminants. In order to protect urban aquifers and optimise monitoring systems, further understanding of spatiotemporal distributions of sewer-borne contaminants and dimensions of the contamination plumes within groundwater is needed. Therefore, the aim of this thesis is to analyse the relation between the spatial distribution of sewer networks (represented as line sources of pollution) and the evolution of contaminant plumes in aquifers. This was done by a simplified approach considering a long-term contaminant transport in an aquifer. Numerical modelling and geospatial analysis tools were used to evaluate the effect of the shape of the sewer network on the spreading of sewer-borne contaminants. The scenarios considered different sewer networks shapes, typical leakage rates and different groundwater flow directions. The scenarios were developed in Python script language assuming conservative solute transport. Results suggest that the knowledge on the shape of sewer network and on groundwater flow could facilitate the identification and localisation of areas with high risk of pollution. A better understanding of the relation between sewer network shapes and the evolution of contamination plumes was achieved. Understanding this relation is a first step towards proposing or optimising existing, point-based monitoring networks. This could facilitate and improve groundwater management in urban environments.}
{pt=fontes difusas, contaminação de águas subterrâneas, poluição urbana, vazamento de esgoto, simulação simplificada, en=diffuse sources, groundwater contamination, urban pollution, sewer leakage, simplified simulation}

Setembro 6, 2019, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

Marc Walther

TU DRESDEN

Especialista

ORIENTADOR

Maria Teresa Condesso de Melo

Civil, Engenharia, Respostas e Inovação para a Sustentabilidade (CERIS)

Especialista