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!