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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2024.tde-06052024-081825
Document
Author
Full name
Luisa Palheta Barakat
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2024
Supervisor
Committee
Avesani Neto, José Orlando (President)
Esquivel, Edmundo Rogerio
Marinho, Fernando Antonio Medeiros
Title in Portuguese
Análises numéricas e analíticas aplicadas ao estudo do fluxo dágua durante o rebaixamento temporário de aquíferos: estudo paramétrico aplicado a trecho da Linha 5 Lilás do Metrô de São Paulo.
Keywords in Portuguese
Análise numérica
Análises paramétricas
Fluxo subtarrâneo
Hidrologia
Projeto de rebaixamento
Abstract in Portuguese
Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a resposta de modelos numéricos computacionais (MNC) de fluxo na previsão da vazão a ser retirada por um sistema de rebaixamento composto por poços profundos com bombas submersas (PBS). Leituras de campo de duas obras da Linha 5 Lilás do Metrô de São Paulo foram utilizadas para embasar as análises realizadas. Ao todo, foram simulados 26 modelos conceituais hidrogeológicos com o software RS2 da RocScience. Partindo-se do modelo conceitual caracterizado pelos parâmetros e premissas definidos em fase de projeto destas obras, foram realizadas análises paramétricas por meio de MNC de fluxo. Estas análises permitiram avaliar a influência da condutividade hidráulica, da distância à fonte de fluxo, da profundidade do limite impermeável inferior do aquífero e do arranjo do sistema equivalente nas previsões de vazão do sistema. Cálculos analíticos também foram realizados para completar a avaliação e as discussões Os resultados indicaram que a vazão de descarga de um sistema de rebaixamento é altamente sensível a variações da condutividade hidráulica e da distância à fonte de fluxo. Por outro lado, a previsão do desnível atingido com o rebaixamento mostrou-se afetada principalmente pela profundidade da camada impermeável e pela heterogeneidade do meio. Observou-se ainda, que para sistemas com disposição geométrica do arranjo mais alongada, a consideração de um arranjo equivalente circular ou por vala gera diferenças consideráveis nos resultados de vazão e do desnível atingido com o rebaixamento. No geral, este estudo demonstra que MNC podem ser uma ferramenta valiosa para engenheiros na otimização de projetos de sistemas de rebaixamento e na avaliação de possíveis contratempos durante a fase de implementação.
Title in English
Numerical and analytical analyses evaluation of temporary dewatering operations: a parametric study applied to two sections of Lilac line of the São Paulo Metro.
Keywords in English
Dewatering design
Finite element analysis
Groundwater flow
Hydrogeological model
Numerical modeling
Parametric analyses
Abstract in English
This research aims to evaluate the response of numerical flow models (NFM) in predicting the discharge of a dewatering system composed of deep pumping wells (DPW's). Field readings from two sites of the Line Lilac of the São Paulo Metro were used as a basis for the analysis. A total of 26 hydrological conceptual models were simulated using Finite Element Analysis (FEA) RocScience's RS2 software. Starting from the parameters and assumptions established during the design phase of these sites, parametric analyses were conducted using NFMs. Theses analyses aimed to assess the influence of hydraulic conductivity, distance from the water source, depth of the lower impermeable boundary of the aquifer, and equivalent system configuration on the discharge predictions. Analytical calculations were also performed to complete the evaluation and discussion. Results indicated that the system's discharge is highly sensitive to variations of hydraulic conductivity and distance to the water source. Conversely, the prediction of drawdown showed to be mostly affected by the depth of the impermeable layer and by the heterogeneity of the medium. It was also observed that for systems with elongated geometric configurations, considering an approximated arrangement by an equivalent well or an equivalent slot led to significant differences in discharge and drawdown results. Overall, this study demonstrates that NFM can be a valuable tool for engineers in optimizing dewatering system designs and assessing potential setbacks during implementation.
 
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Publishing Date
2024-05-20
 
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