Dissertação

{pt_PT=Using Field Assessment and Numerical Modelling Tools to Optimize a Water Abstraction System in the Shashane Sand River Aquifer (Zimbabwe)  } {} APPROVED

{pt=De forma a determinar as propriedades hidráulicas que definem a geometria, o armazenamento e a capacidade de escoamento do aquífero foram realizadas uma análise granulométrica do solo em conjunto com in-situ slug-tests e uma avaliação geofísica. Os registos de descarga bem como dos dados do nível do lençol freático foram utilizados para fornecer uma análise dinâmica da frequência de recarga e de potenciais perdas de água do sistema. Os resultados foram utilizados para construir um modelo numérico transiente tridimensional de águas subterrâneas a fim de compreender o fluxo de águas subterrâneas e a variação natural de armazenamento. Adicionalmente, o modelo foi utilizado para estimar a recarga do sistema bem como avaliar o impacto das captações intensificadas no armazenamento e nos diferentes componentes hidrológicos do aquífero. O aquífero apresenta uma capacidade útil de armazenamento de 0.35 Mm3 para o troço de 5.6 Km estudado e que é naturalmente reduzida para metade devido à evaporação. Quando as captações são aumentadas menos água é evaporada. O sistema tem o potencial para fornecer 800 m3/dia, sem falhas, o que suporta irrigar uma potencial área de 3.5 ha/km. Apesar do aumento das captações, a recarga na estação húmida sequente é, na maioria dos casos, assegurada pelo escoamento superficial, com exceção dos anos de seca que ocorrem uma vez a cada 20 anos. O aumento das captações resultou num incremento da recarga que resulta, até certo ponto, na diminuição do escoamento superficial no ano seguinte, o que afeta os utilizadores a jusante, incluindo ecossistemas dependentes. , en=Soil gradation analysis in combination with in-situ slug tests and geophysical assessment were performed to determine the hydraulic properties that define the geometry, storage and flow capacity of the aquifer. Discharge records as well as groundwater level data were used to provide a dynamic analysis on the recharge frequency and the potential water losses from the system. The findings were used to build a 3D transient numerical groundwater model in order to understand the groundwater flow and the natural variation of the storage. In addition, the model was used to estimate the recharge of the system as well as assess the impact of intensified abstractions on the storage and on the different hydrologic components of the aquifer. The aquifer has an available storage capacity of 0.35 Mm3 per the studied stretch of 5.6km. Such capacity is depleted naturally to its half due to evaporation. Less water is evaporated when abstractions are increased. The system has the potential to fulfil a total demand of 800 m3/day without failure which can irrigate a potential area of 3.5 ha per km. Despite the increased abstractions, the recharge in the following wet season is almost certainly ensured by surface flow except for some dry years that occur once every 20 years. The increased abstractions lead to an increase in recharge which reduces runoff in the following year to a certain extent and thus affect other users downstream, including dependent ecosystems, which requires further studies. }
{pt=Rios de areia, modelação, MODFLOW, transitório, aquífero aluvial, en=Sand rivers, modelling, MODFLOW, transient, alluvial aquifer}

Orientação

ORIENTADOR

Tibor Stigter

IHE DELFT

Especialista

ORIENTADOR

Luís Filipe Tavares Ribeiro

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado