modelamento hidrogeolÓgico regional em leapfrog/feflow da regiÃo de vazante, mg
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MODELAMENTO HIDROGEOLÓGICO REGIONAL EM LEAPFROG/FEFLOW
DA REGIÃO DE VAZANTE, MG
Edmar Eufrasio de Araújo; Gustavo Catão Silva Nascimento; Vanio de Bessa
Conteúdo da Apresentação
1. Geologia Regional2. Geologia Local3. Modelo Geológico em Leapfrog 4. Hidrogeologia Local5. Modelo Hidrogeológico em FEFLOW
1. Malha 2D2. Malha 3D3. Condições de Contorno4. Calibração
6. Resultados das Simulações7. Conclusões
Geologia Regional
Modificado de Neves (2011), Monteiro (2007) e Dardenne (2000)
Geologia Local
Modificado de Oliveira, 2013
Modelo Geológico Leapfrog
Modelamento utilizando os softwares LeapFrog Geo / Hidro
Representa as unidades geológicas com base no mapeamento da equipe da exploração mineral VM (2014).
Diferencia o pacote de dolomitos em 05 unidades distintas:
• Fm. Morro do Calcário• Dolomito Rosa• Dolomito Cinza• Metapelito (Filito Preto)• Dolomito Estromatolítico
Utilizada levantamentos estruturais atualizados
Modelamento utilizando os softwares LeapFrog Geo / Hidro.Visualização dos sedimentos desabilitada
Modelo Geológico Leapfrog
Representação atualizada da zona brechada (em vermelho), baseada na descrição atualizada das sondagens de superfície e subsolo.
Detalhe da zona brechada ao norte do córrego Barroquinha.
Detalhe do Modelo Geológico
Seções Geológicas
Representação adequada das diferentes fases de deformação sofridas durante a evolução geológica da área.
Perfil Longitudinal SW-NE (Paralelo à mineralização).
Perfil NW-SE (Perpendicular à mineralização).
Representação adequada da espessura dos sedimentos baseado nos estudos mais atuais disponíveis:
• Sondagens Rotativa na área da Mina Extremo Norte.
• Sondagens Elétricas Verticais (SEV) na área do Extremo Norte
• Gravimetria terrestre no entorno do empreendimento.
• Gravimetria aérea regional (Exploração Mineral)
Modelagem dos Sedimentos
Modelagem dos Sedimentos
Representação adequada da espessura dos sedimentos baseado nos estudos mais atuais disponíveis.
Detalhe da espessura diferenciada do sedimentos ao longo do perfil longitudinal
Baixo da Varginha
Região do “Topo Rochoso”
Hidrogeologia Local
Hidrovia (2012) [Modificado de Bittencourt, 2008]
Visulaização da Mina Subterrânea
Hidrovia (2012) [Modificado de Bittencourt, 2008]
Modelo Hidrogeológico – Malha 2DMalha do modelo adensada na área do desenvolvimento programado e nas drenagens principais. Estruturas regionais.
Malha bidimensional do modelo hidrogeológico.
Modelo subdividido em 27 camadas, sendo:• Sedimentos: 02 camadas com metade da espessura dos
sedimentos cada. • Rocha: 25 camadas de distribuição uniforme
Perfil NW-SE na área da mina de Vazante. A uniformidade das camadas propicia estabilidade numérica.
Modelo Hidrogeológico – Malha 3D
Perfil SW-NE na área da mina de Vazante.
Comparativo do perfil longitudinal SW-NE(Geológico X Hidrogeológico)
Modelo Hidrogeológico – Malha 3D
Corte do modelo na cota 400m.
Modelo seguindo rigorosamente os contatos geológicos modelados. (Inclusive zona brechada).
Modelo Hidrogeológico – Malha 3D
Condições de contorno do modelo
BC das galerias da mina (BC Dirichlet).
• Mina subterrânea: BC Dirichlet (Hydraulic-Head) com restrição de fluxo máximo igual a zero.
• Rio Santa Catarina e afluentes: BC Cauchy (Fluid Transfer), com ou sem restrição de fluxo
• Recarga conforme Hidrovia (2012)
BC representativa das galerias da mina (BC Dirichlet).
Calibração em regime permanente
Modelo em Regime Permanente (ou Estacionário):
Para a calibração são utilizadas medidas de vazão e nível de água em condições estáveis.Foram modificados os parâmetros de condutividade hidráulica (K) nas três direções (Kx, Ky, Kz) das diferentes unidades geológicas.
Procura-se calibrar o modelo obtendo-se os melhores valores de K que apresentem o menor Erro Médio (Ē) e menor RMS (Root Mean Square - raiz do valor quadrático médio ou valor eficaz) em relação ao nível de água do aquífero, bem com a menor diferença real X modelada em relação às vazões drenadas pela mina subterrânea.
Calibração em regime permanente
Carga hidráulica (Nível de água) e pontos de calibração de nível de água (piezômetros – cruzes amarelas) utilizados no processo de calibração
Gráfico de pontos (Real X Simulado) ao final do processo de calibração em regime permanente.
Calibração em regime permanente
Valores finais das condutividades hidráulicas das unidades litológicas após processo de calibração
Calibração em regime Transitório
Modelo em Regime Transitório (ou transiente): Neste tipo de modelo as cargas hidráulicas variam ao longo do tempo.
Para a calibração são utilizadas medidas de vazão e nível de água variáveis no tempo.Partindo-se do modelo calibrado em regime permanente, em modelos confinados é modificado o parâmetro de armazenamento específico (SS – Specific Storage) das diferentes unidade litológicas.Procura-se calibrar o modelo obtendo-se os melhores valores de SS que apresentem o menor Erro Médio (Ē) e menor RMS (Root Mean Square - raiz do valor quadrático médio ou valor eficaz), em relação ao nível de água bem como a menor diferença real X modelado em relação às vazões drenadas pela mina subterrânea e vazão no rio santa Catarina;
Calibração em regime Transitório
Foram utilizados 22 pontos de monitoramento de nível de água na estação seca (sem recarga) para calibrar o armazenamento específico das litologias do modelo.
Evolução dos níveis durante a calibraçãoTabela com evolução real dos níveis de água
Resultado da calibração em regime transitório (137 dias)
Resultados em Regime Permanente
Foram realizadas 13 simulações em regime permanente para o período de 2016 a 2028 (uma simulação por ano).Além dos valores totais foram diferenciados os valores da mina de Vazante e da mina Extremo Norte, bem como o potencial de água abaixo do nível inferior atual.
Tabela com valores por ano
Resultados em Regime Permanente
Conclusões
Os modelos geológicos e hidrogeológicos estão alinhados ao conhecimento mais atual do arcabouço geológico/hidrogeológico da área.
Mesmo em meios anisotrópicos e heterogêneos, como a região cárstica de Vazante, um ambiente hidrogeológico complexo pôde ser representado por meio de um modelo hidrogeológico poroso equivalente, com nível de detalhe superior a modelos anteriores.
Conforme resultado do modelo em regime permanente, as vazões anuais devem crescer até um patamar aproximado de 13.700m³/h em 2024, permanecendo estável até o atual fim de vida útil da mina de Vazante (2028).
Obrigado!