Implementation of a technique for hydraulic and solute transport parameters determination aiming the application in computational simulation of contaminants migration

Resumo: Este trabalho tem por objetivo a implantação de uma técnica para estimativa simultânea dos parâmetros hidráulicos e de transporte de solutos em solos, visando a aplicação em simulação computacional de migração de contaminantes. Foi selecionado um aparato experimental para a realização do experimento de transporte de soluto em colunas, assim como o código Hydrus-1D para estimativa de parâmetros através da Técnica de Levenberg-Marquard. Para testar o método foi utilizado um solo arenoso não-reativo. Com esse material foram estimados o conteúdo de água de saturação qs, a condutividade hidráulica de saturação Ks e o coeficiente de dispersão D. Foram testadas quatro estratégias para a estimativa onde os parâmetros foram estimados simultaneamente e separadamente em ordens diversas. As estratégias que fazem a estimativa dos parâmetros separadamente apresentaram melhores resultados. Foi avaliada também a influência das dimensões das colunas nos resultados experimentais e nos resultados das estimativas, demonstrando que colunas de menor comprimento apresentam resultados melhores e que houve uma variação nos resultados devido à variação no diâmetro, o que está em desacordo com o modelo unidimensional utilizado. Em seguida amostras de solo da mina de urânio de Caldas foram testadas. Para este material foram estimados os mesmos parâmetros anteriores mais o coeficiente de distribuição Kd. Os valores estimados para os parâmetros com o solo da mina de urânio apresentaram pequenos desvios-padrão, caracterizando boas estimativasAbstract: The objective of this work is to implement a technique for the simultaneous estimation of hydraulic and transport parameters of soils, aiming at the application on computational simulation of contaminant migration. An adequate experimental apparatus was selected for the solute transporte experiment in small columns. The software Hydrus-1D was selected as the simulation software capable of estimating the parameters through the Levenberg-Marquardt Technique. For the implementation of the methodology a non-reactive sandy soil was used. The saturation water content qs, the saturation hydraulic conductivity Ks and the dispersion coefficient D were estimated for this material. Four approaches were tested, including simultaneous and sequential estimations in various orders. The sequential estimation resulted in better results. The influence of the dimensions of the columns on the experimental and estimation results was also evaluated, demonstrating that columns with smaller high results in better estimations and that the diameter variations resulted in variation of the behavior, in disagreement with the unidimensional model used. Next, soil samples extracted from de Caldas uranium mine were used for the estimation of the same parameters together with the distribution coefficient Kd. Values for the estimated parameters with the soil samples from the uranium mine showed small standard deviations, characterizing good estimation