Hidrogeologia

Código:

MEMG0003

Sigla:

HG

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Matemática, Física, Ciências da Terra

Ocorrência: 2009/2010 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia de Minas
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia de Minas e Geo-Ambiente

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MEMG	20	Plano de estudos oficial a partir de 2008/09	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Dotar o aluno com um conjunto de conceitos estruturantes na compreensão e no estudo da circulação da água subterrânea. Pretende-se que o futuro engenheiro fique com os conceitos básicos que lhe permitam um futuro aprofundamento a partir da base de conhecimentos que ora se transmite, caso o percurso na profissão assim o exija. Nesse sentido a ênfase do curso dirige-se à compreensão de conceitos e métodos que suportem futuros aprofundamentos. Simultaneamente incidir-se-á nas aulas práticas na transmissão de informação de carácter mais técnico do estado da arte na actualidade

Programa

Programa: Introdução – o ciclo da água: infiltração, balanço hídrico regional e global, bacia hidrográfica e bacia hidrogeológica.
Exercícios: cálculo do balanço hidrogeológico dada a RAS, a precipitação e a evapotranspiração.
Equações fundamentais em hidráulica subterrânea: da continuidade de Navier-Stokes. Operador gradiente, divergência e laplaciano. Simplificaçãos no caso da água em meios porosos. Equação de Laplace. Integração analítica da circulação da água num meio poroso por fracturas ou por orifícios cilíndricos
Exercício : determinação do caudal de uma fractura com condições piezométricas pré-definidas.
Lei empírica de Darcy. Porosidade, condutividade hidráulica. Aquíferos, aquitardos, aquicludos. Circulação em meios fissurados. Medição da condutividade hidráulica. Associação em série e paralelo.
Exercícios: lei de Darcy; lei de Darcy em sistemas associados em série e paralelo.
Aquíferos livres e confinados; noção de transmissividade, coeficiente de armazenamento. Representações gráficas dos aquíferos, linhas de corrente e isopiezas. Exemplos.
Dedução das equações dos aquíferos livres; hipótese de Dupuit. Extrapolação para o caso linear dos aquíferos confinados. Vantagens decorrentes da hipótese de linearidade. Regime estacionário. Escoamento radial e paralelo num aquífero confinado: soluções analíticas. Escoamento radial em aquífero livre; fórmula de Dupuit-Thiem. Método das imagens: captação num areal de um rio, captação numa ilha rectangular num rio, trincheira captante, etc.... Exercícios em Matlab com séries truncadas.
Execução de captações: principais tipos e técnicas construtivas.
Regime transitório: fórmula de Theis, aproximação de Jacob. Exercícios de aplicação. Testes de bombagem: sua utilização na determinação de condições fronteira, da transmissividade e do coeficiente de armazenamento. Exercícios de aplicação. Condições fronteira de Neumann, de Dirichlet, de Fourier.
Relações entre os dados de campo da hidrogeologia e a teoria das variáveis regionalizadas da geoestatística. “Refreshing” da geoestatística aplicável.
Soluções numéricas em regime permanente: desenvolvimento de um algoritmo de diferenças finitas em Matlab em regime permanente. Referência ao método dos elementos finitos. Exercícios de aplicação.
Difusão. Difusão química. Dispersão mecânica. Equações às derivadas parciais para o caso 1D, 2D, 3D. Apresentação e exploração da solução para o caso 1D. Apresentação de um algoritmo para o caso 2D. Monitorização das águas subterrâneas. Estratégias de controlo de plumas. Remediação -prevenção. Intrusão salina

Bibliografia Obrigatória

Abilio Cavalheiro; Hidrogeologia, 2008 (Apontamentos da disciplina)

Bibliografia Complementar

Fetter, C. W.; Contaminant hydrogeology. ISBN: 0-13751215-5
Marsily, Ghislain de; Quantitative hydrogeology. ISBN: 0-12-208916-2
Fetter, C. W.; Applied Hydrogeology. ISBN: 0-02-336490-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição oral com apoio de: quadro, acetatos, projecção de imagem de computador. Exploração de pequenos algoritmos com saídas gráficas.

Software

Matlab 6 R12.1

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Obtenção de frequência

Não exceder o número de faltas conforme previsto nas normas gerais de avaliação.

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação do exame ou do recurso

Provas e trabalhos especiais

Não está previsto

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Normas gerais de avaliação.

Melhoria de classificação

Normas gerais de avaliação.

Observações

A disciplina usa o Moodle da FEUP