Computational modeling and calibration of water-bearing the horizontal hydraulical condutividade in of the Basin Sedimentary of the Araripe using the iterative method of the hydraulical gradient

O processo de calibraÃÃo de parÃmetros hidrodinÃmicos representa parte importante dos modelos e sua abordagem geral consiste em minimizar uma funÃÃo objetivo expressa pela diferenÃa entre as cargas hidrÃulicas observadas e calculadas. Guo e Zhang, na dÃcada de 90 e, depois, Schuster e AraÃjo (2004) propuseram um processo alternativo para estimaÃÃo dos parÃmetros, atravÃs da minimizaÃÃo da diferenÃa entre os gradientes hidrÃulicos observados e calculados e denominado MÃtodo Iterativo do Gradiente HidrÃulico (MIGH). A geraÃÃo da matriz de cargas observadas tem funÃÃo determinante no sucesso do processo de calibraÃÃo. Na abordagem tradicional, a matriz observada à constituÃda por meio de um processo de interpolaÃÃo. Este trabalho propÃe-se a investigar a geraÃÃo da matriz observada, utilizando o prÃprio processo de simulaÃÃo, fixando, no modelo, os pontos de cargas aferidas em campo. Perceberam-se, ainda, grandes esforÃos manuais na busca de integrar o software simulador (PMWIN) e o calibrador (MIGH); neste sentido, toda a metodologia de calibraÃÃo foi implementada e automatizada no programa computacional desenvolvido na pesquisa, denominado UFC-MIGH. Acrescido ao processo de calibraÃÃo, foram investigadas tÃcnicas de geoprocessamento atravÃs de um Sistema de InformaÃÃes GeogrÃficas (SIG), para simplificar a geraÃÃo das matrizes de entrada do modelo. Para aplicaÃÃo da metodologia proposta, foram calibradas as condutividades hidrÃulicas horizontais de dois exemplos hipotÃticos e um caso real, referente a uma porÃÃo do aqÃÃfero da Bacia Sedimentar do Araripe, abrangendo a totalidade da Ãrea urbana do municÃpio do Crato. Em todos os casos simulados, os resultados com o emprego do MIGH, demonstraram erros menores, confirmados atravÃs dos critÃrios de convergÃncia e comparados à metodologia tradicional, implementada no software PEST. Dessa forma, o MIGH demonstra maior flexibilidade, mostrando eficÃcia superior em problemas com ou sem o zoneamento das condutividades hidrÃulicas. AlÃm disso, a nova metodologia de geraÃÃo das matrizes de cargas observadas garante resultados hidrogeologicamente mais consistentes, comparada à utilizaÃÃo da interpolaÃÃo, que nÃo contempla singularidades do modelo, como rios, poÃos de bombeamento e contornos impermeÃveis. Por fim, como importantes produtos finais, estÃo presentes no trabalho, o mapa de condutividade hidrÃulica horizontal e o mapa potenciomÃtrico da Ãrea-CratoThe process of calibration of hydrodynamic parameters represents an important part in computer modeling; its general approach consists of minimizing an objective function expressed by the difference between observed and simulated hydraulics heads. Guo and Zhang, in the decade of 90 and Schuster and AraÃjo (2004)proposed an alternative process for estimating the parameters, through the minimization of the difference between observed and simulated hydraulic gradients and denominated Iterative Method of the Hydraulic Gradient (IMHG). The generation of the matrix of observed heads has decisive function in the success of the calibration process. In the traditional approach, the observed matrix is obtained using a mathematical interpolation. This work intends to investigate the generation of the observed head matrix, using the simulation process itself, fixing, in the model, the points where the heads are known. Normally, great manual efforts were noticed in the attempt of integrating the simulating software (PMWIN) and the (IMHG), therefore, all calibration methodology was automatically implemented and a computer code was developed, denominated UFC-MIGH. Geoprocessing techniques were added to the calibration process in order to simplify the generation of the input matrix of the model. For the application of the proposed methodology, the horizontal hydraulic conductivities of two hypothetical examples and a real case were used. The real case consisted of a portion of the aquifer of the Sedimentary Basin of Araripe,including the total urban area of the municipal district of Crato. In all of the simulated cases, the results them IMHG, demonstrated smaller errors than the traditional methodology, implemented in the software PEST. Thus, IMHG demonstrated larger flexibility, showing superior effectiveness in problems with or without the zoning of the hydraulic conductivities. The new methodology of generation of observed heads matrix is much more hydrogeological consistent than using just mathematical interpolation. This new methodology takes into account singularities of the model, as rivers, wells and impermeable outlines. Finally, as important final products, present in the thesis, the map of horizontal hydraulic conductivity and the contour map of the hydraulic heads of the area where the methodology was applie