Multi-technical approach to evaluate the impacts caused by the Vazante Mine (MG) on the Santa Catarina River flow loss through the overexploitation of a fissure-karst aquifer and simulation of mitigating solutions by numerical modeling (2023)
- Authors:
- Autor USP: FERREIRA, OTAVIO BARBOSA - IGC
- Unidade: IGC
- Sigla do Departamento: GSA
- DOI: 10.11606/D.44.2023.tde-07122023-082334
- Subjects: ESPELEOLOGIA; ÁGUAS SUBTERRÂNEAS; GEOFÍSICA; SENSORIAMENTO REMOTO
- Keywords: Drying river; Dye tracer test; Groundwater flow modeling; Groundwater/surface water interaction; Interação água subterrânea/água superficial; Mina subterrânea; Mitigating solutions; Modelagem de fluxo de águas subterrâneas; Secamento de rio; Soluções de mitigação; Traçadores fluorescentes; Underground mine
- Language: Inglês
- Abstract: A perda de água em rios e córregos é um dos efeitos imediatos da superexploração dos aquíferos. Particularmente no contexto da mineração subterrânea, mudanças notáveis no regime natural de fluxo dos aquíferos ocorrem devido à necessidade de manter as galerias subterrâneas drenadas por meio de bombeamento. Na região noroeste do estado de Minas Gerais, no município de Vazante, o Rio Santa Catarina (RSC) passa por um processo de secamento associado à operação da mina subterrânea de Vazante. Para compreender adequadamente este fenômeno, é necessário um amplo conhecimento sobre a dinâmica hidrogeológica da região, principalmente por se tratar de uma área de geologia complexa, com feições cársticas e sistemas de falhas e fraturas. Este estudo realizou uma abordagem multitécnica para espacializar e caracterizar as estruturas rúpteis hidraulicamente condutivas, bem como os condutos cársticos responsáveis pelas conexões hidráulicas entre o RSC e a mina subterrânea. A metodologia foi baseada em investigações de campo, avaliação estrutural, sensoriamento remoto (Interferometria Diferencial DinSAR), geofísica (resistividade elétrica) e testes com traçadores fluorescentes. Uma modelagem numérica de fluxo de água subterrânea em regime transiente foi realizada para avaliar soluções de mitigação para o problema de secamento do RSC, bem como para prever os impactos que um possível evento de seca extrema na região poderia causar sobre a perda de fluxo do rio. A avaliação das descontinuidadesmapeadas no interior da mina identificou que as falhas e fraturas hidraulicamente mais produtivas apresentam uma tendência estrutural subvertical com orientação NW/SE. Os ensaios com traçadores fluorescentes indicaram a existência de conexões hidráulicas entre o RSC e a mina subterrânea de Vazante. Os imageamentos por DinSAR sugeriram que os deslocamentos superficiais do terreno estão sendo controlados por estruturas hidrogeologicamente condutoras localizadas na porção rasa do aquífero. O levantamento de resistividade elétrica revelou zonas de baixa resistividade entre o RSC e a mina de Vazante, indicando a presença de caminhos preferenciais de fluxo. A abordagem multitécnica integrada permitiu classificar as estruturas rúpteis de acordo com seu potencial (alto ou médio) para controlar o fluxo das águas subterrâneas. Os condutos cársticos que ligam o rio à mina subterrânea também foram espacializados. Todas as simulações (adução de água a montante, impermeabilização do leito do rio, tamponamentos dos condutos cársticos e evento de seca extrema) mostraram uma tendência de aumento da perda de vazão do RSC relacionada ao avanço das galerias subterrâneas da mina, seguida de estabilização ao longo do período simulado (2022-2030). Os cenários de adução de água a montante e tamponamento dos condutos cársticos apresentaram, respectivamente, a maior e menor perda de vazão do rio (aumento de 35,1% e redução de 47,7%, respectivamente) e taxa de bombeamento da mina (aumento de 7,0% eredução de 37,9%, respectivamente). O cenário de impermeabilização do leito do rio provocou a maior expansão no cone de rebaixamento (513 m) em direção ao município de Vazante até 2030
- Imprenta:
- Data da defesa: 04.10.2023
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
FERREIRA, Otávio Barbosa. Multi-technical approach to evaluate the impacts caused by the Vazante Mine (MG) on the Santa Catarina River flow loss through the overexploitation of a fissure-karst aquifer and simulation of mitigating solutions by numerical modeling. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-07122023-082334/. Acesso em: 10 jun. 2024. -
APA
Ferreira, O. B. (2023). Multi-technical approach to evaluate the impacts caused by the Vazante Mine (MG) on the Santa Catarina River flow loss through the overexploitation of a fissure-karst aquifer and simulation of mitigating solutions by numerical modeling (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-07122023-082334/ -
NLM
Ferreira OB. Multi-technical approach to evaluate the impacts caused by the Vazante Mine (MG) on the Santa Catarina River flow loss through the overexploitation of a fissure-karst aquifer and simulation of mitigating solutions by numerical modeling [Internet]. 2023 ;[citado 2024 jun. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-07122023-082334/ -
Vancouver
Ferreira OB. Multi-technical approach to evaluate the impacts caused by the Vazante Mine (MG) on the Santa Catarina River flow loss through the overexploitation of a fissure-karst aquifer and simulation of mitigating solutions by numerical modeling [Internet]. 2023 ;[citado 2024 jun. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-07122023-082334/ - Caracterização hidrogeológica de estruturas rúpteis localizadas entre a mina subterrânea de Vazante e o Rio Santa Catarina, Minas Gerais, Brasil
- Determinação do fator de retardamento da uranina em sedimentos quaternários do aquífero São Paulo
- Determinação de parâmetros hidráulicos do aquífero São Paulo por meio de ensaios de laboratório com uranina
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.44.2023.tde-07122023-082334 (Fonte: oaDOI API)
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