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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
David Maycon Schimitt Rosa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Wendland, Edson Cezar (Presidente)
Barbassa, Ademir Paceli
Costa, Daniel Jadyr Leite
Título em português
Interação rio aquífero: um estudo de caso na Bacia do Ribeirão da Onça
Palavras-chave em português
Arduino
Balanço de massa
Coeficiente de recessão
Traçador
Resumo em português
A informação sobre a interação entre o rio e aquífero está, cada vez mais, sendo reconhecida como a ponto de entendimento relacionado com a disponibilidade hídrica superficial e a contaminação das águas subterrâneas, além de apresentar influência sobre ambientes hiporreicos. A percepção da importância dessa interação, atraiu o foco de diversos pesquisadores, para o tema. Assim, este trabalho teve como objetivo analisar a interação rio aquífero utilizando um balanço de massa do rio e o gradiente de temperatura entre a água do aquífero e do rio como traçador. Foram utilizados dados de vazão do Ribeirão da Onça, dividido em 3 sub-bacias. Para auxiliar neste monitoramento, foi montado um datalogger alternativo, utilizando a plataforma Arduíno, equipado com um sensor de distância ultrassônico. Também foram utilizadas informações de temperatura da base do ribeirão, como traçador, na sub-bacia 2, através de um termômetro e 4 termopares distribuídos em profundidades a cada 10 cm da base. O datalogger apresentou erro relativo de 3,5% comparado ao transdutor de pressão utilizado. O melhor ajuste para a recessão do escoamento de base foi a quadrática de Boussinesq indicando um coeficiente de recessão (α) menor para a suba-bacia 3 e maior para a sub-bacia 2 . Além disso, o coeficiente de recessão médio para as áreas foi de 0,00388 dia-1, a espessura saturada média da camada saturada, obtida pela formulação quadrática de Boussinesq foi de 51m, e a transmissividade média da bacia foi igual a 131 m2.dia-1. A contribuição de base para as sub-bacias 2 e 3 foram maiores que a da 1, indicando maiores taxas de recarga nas sub-bacias 2 e do 3. A contribuição superficial e linear do escoamento de base para a sub-bacia 2 foi, em média, de 850 mm/d e 4 m3/m.d, respectivamente. A comparação da temperatura da água do aquífero 30 cm abaixo da base do ribeirão, com a temperatura da base do ribeirão, apresentou uma diferença média de 2 °C, além de revelar que a contribuição do aquífero para o ribeirão não foi uniforme, com alguns pontos em que o ribeirão, possivelmente, contribui para o aquífero. A análise dos hidrogramas obtidos através de um balanço de vazão no ribeirão, e a aplicação do gradiente de temperatura, se mostraram alternativas viáveis para o estudo da interação entre o rio e o aquífero.
Título em inglês
Stream - aquifer interaction: A study case in the Onça Creek Watershed
Palavras-chave em inglês
Arduino
Mass balance
Recession coefficient
Tracer
Resumo em inglês
Information about stream - aquifer interaction is increasly recognized as key to understand process related to surface water avalability, groundwater contamination and its influence on the fauna and flora of hyporeic enviroments. The perception of the importance of this interaction has attracted the focus of several researchers to the theme. Thereby, this work had as objective to analyze the interaction between a river and an aquifer by using both a mass balance and an evaluation of the temperature gradient between the water of the aquifer and the river. Three gaugings stations, installed along the main stream of an upland watershed called Ribeirão da Onça, provided the streamflow data used in this work. To assist in this monitoring, an alternative datalogger was installed, using the Arduino platform, equipped with an ultrasonic distance sensor. Temperature information from the creek base, as a physical tracer, was also used in the intermediaty catchement area, through a thermometer and 4 thermocouples distributed in depths every 10 cm of the river ground. The ultrassonic sensor presented a relative error of 3.5 %, compared to the pressure transducer used. The best fit for the quadratic formulation of Boussinesq indicated that coeficient recession (α) was less for the sub-basin 3 and bigger for subbasin 2. In addition, the mean recession coefficient for the areas was 0.00388 day-1, the mean saturated thickness of the saturated layer, obtained by the quadratic formulation of Boussinesq was 51 m and the mean transmissivity of the basin was equal to 131 m2.day-1. The base contribution to the sub-basins 2 and 3 were bigger than sub-basin 1 showing bigger recharge rates in the sub-basins 2 and 3. The surface and linear contribution of the baseflow to the sub-basin 2 was on average 850 mm/d and 4 m3/m.d, respectively. Comparison of the water temperature of the aquifer 30 cm below the base of the creek with the temperature of the creek base showed an average gradient of 2 °C and also showed that the contribution of the aquifer to the creek is not uniform, with some points where the creek possibly contributes to the aquifer. The intergrated analysis of the hydrographs obtained through a flow balance in the stream and of the temperature gradient have proved to be feasible alternatives for the study of the stream aquifer interaction.
 
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Data de Publicação
2019-06-18
 
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