Publicações

This paper presents a multidisciplinary approach to understand the impacts of temperatureincrease on the retention of particulate pollutants, such as heavy metals and microplastics, by the roadpavement material. A soil with a particle size distribution similar to road dust was selected. A WheelTracking device was used to assess the permanent deformation behavior of prismatic specimens andthe retention of the dust, at controlled temperatures of 40 C and 60 C, likely to occur on pavementin the future. The soil representing road pollutants was placed at the top of the slabs prior to theWheel Tracking Test (WTT), based on the European Standard EN 12697-22:2020. After the WTT, twocommon methods were used, in order to evaluate the soil retention (pollution accumulation) onroad pavement. The results confirm that the viscoelastic behavior of bituminous mixtures underincreased temperatures can contribute to particle retention at the pavement. Future studies areneeded to understand the phenomena, the retention characteristics by different bituminous mixtures,and the efficiency of pollutants capture. The work opens the opportunity to develop innovative roadpavement bituminous mixtures that can reduce the discharge of road particulate pollutants, and haveincreased resilience and sustainability in extreme weather conditions.

Mais de 50% da população vive em cidades e enfrenta fatores de estresseque afetam a saúde, tais como elevados níveis de poluição e ruído, tendocomo consequências comuns problemas cardiovasculares e circulatórios,obesidade, estresse, entre outros. O acesso a zonas verdes e azuis

A cidade de São Luís é altamente influenciada pelas marés, condicionando a formação de uma cunha salina no interior dos rios presentes na área, caracterizados pela presença dos mangues na planície fluviomarinha. A grande explotação de água subterrânea aliada às características físicas da área de estudo aumentam o risco do avanço da cunha salina nos aquíferos. Este trabalho tem como objetivo principal a avaliação da vulnerabilidade à intrusão marinha do aquífero costeiro de São Luís utilizando o método GALDIT. As análises das características litológicas e hidrodinâmicas dos poços tubulares permitiram identificar a ocorrência de dois aquíferos: o Itapecuru que apresenta comportamento de semiconfinado, e o aquífero livre de níveis arenosos do aquífero Barreiras. Através do mapeamento de vulnerabilidade à intrusão salina, foi observado que as áreas com maior número de poços tubulares ou maior densidade populacional apresentaram média e elevada vulnerabilidade, principalmente quando mais próximas à faixa costeira. Os parâmetros que mais influenciaram o índice foram o parâmetro L e o parâmetro D. Esses resultados indicaram a necessidade de um monitoramento dos poços tubulares e a aplicação urgente de uma gestão eficaz na exploração das águas subterrâneas para a manutenção e conservação da água doce na Ilha do Maranhão.

The study of local scour in bridge foundations is often restricted to quantifying maximum scour depth on the upstream side.This is limiting to the understanding of the resulting scour by numerical methods, for which the shape of the scour hole is a mandatory input. In this work, two nonintrusive three-dimensional (3D) image-based measuring techniques, consisting of close-range photogrammetry and a Kinect V2 sensor, were employed to characterize the initial and final development of scour holes around piers, under steady flow in a laboratory flume. A novel two-dimensional (2D) methodology was also applied for continuous measurement of the side of the scour holeusing submersible cameras. Models of the scour hole geometries in the vicinity of two oblong bridge piers were obtained at high accuracy levels. A database for calibration and validation of numerical models is thus provided.

Understanding the risks associated with the likelihood of extreme events and their respective consequences for the stability of hydraulic infrastructures is essential for flood forecasting and engineering design purposes. Accordingly, a hydrological methodology for providing reliable estimates of extreme discharge flows approaching hydraulic infrastructures was developed. It is composed of a preliminary assessment of missing data, quality and reliability for statistically assessing the frequency of flood flows, allied to parametric and non-parametric methods. Model and parameter uncertainties are accounted for by the introduced and proposed modified model averaging (modified MM) approach in the extreme hydrological event's prediction. An assessment of the parametric methods accuracy was performed by using the non-parametric Kernel Density Estimate (KDE) as a benchmark model. For demonstration and validity purposes, this methodology was applied to estimate the design floods approaching the case study

Spillways are a requirement for dams

Spillways are a requirement for dams

Overbank flows occur in alluvial valleys during flood events when the conveyance of main channel of rivers is exceeded.Once floodplains are inundated and the so-called compound channel flow is observed, the faster flow in the main channel interacts with the slower flow in the floodplain featuring a much more pronounced 3D flow structure compared to single channel flow. These flow mechanisms comprise a shear layer near the interface, lateral momentum transfer and strong secondary currents due to the non-isotropic turbulence. This paper starts by giving an overview of the main flow mechanisms in compound channels pointing out the importance of taking into account the apparent shear stress generated between the main channel and the floodplain flows due to the interaction of these flows. A new simple model was developed to include the apparent shear stress concept as a correction of the Manning roughness coefficient of main channel and floodplains. The proposed method for predicting stage

Spillway design is key to the effective and safe operation of dams. Typically, the flow is characterized by high velocity, high levels of turbulence, and aeration. In the last two decades, advances in computational fluid dynamics (CFD) made available several numerical tools to aid hydraulic structures engineers. The most frequent approach is to solve the Reynolds-averaged Navier

The present study aims at understanding the changes in thechannel conveyance and in the turbulent flow structure due to the presenceof both submerged vegetation in the floodplains and riparian vegetation. Anexperimental campaign was carried out comprising uniform compoundchannels flows (i) without any kind of vegetation, (ii) with synthetic grassin the floodplains, (iii) with synthetic grass in the floodplains and rods in theinterface between main channel and the floodplain and (iv) with syntheticgrass in the floodplains and artificial shrubs in the interface between mainchannel and the floodplain. For comparison, the water depth in all flow caseswas kept constant. Accurate acoustic Doppler velocimetry was used toevaluate the 3d velocity field and the turbulence structures characteristics.

O escoamento originado pela rotura de uma barragem de terra é tridimensional e bifásico(composto por água e sedimentos), logo é caracterizado por várias escalas espaciais.Assim, o estudo pormenorizado do processo de evolução da brecha só pode ser alcançadocom uma campanha experimental abrangente e devidamente controlada. O presente estudorepresenta uma contribuição para atingir este objetivo e é baseado em ensaiosexperimentais de rotura por galgamento de barragens de terra homogéneas com umaelevada fração de finos. Estes foram realizados numa instalação experimental de médiaescala construída especificamente para o propósito no Laboratório Nacional de EngenhariaCivil e foram conduzidos em condições hidráulicas e geotécnicas controladas. O principalobjetivo do trabalho foi o desenvolvimento de estimativas do hidrograma efluente da brecha(HEB) com base em medições locais e a comparação das mesmas com estimativasclássicas, i.e. baseadas, em balanços de massa na albufeira e em curvas de vazãocalibradas em secções a jusante da barragem. Observou-se que as estimativasdesenvolvidas estiveram de acordo com as estimativas clássicas, isto é, que o caudalaumenta de forma aproximadamente contínua, mesmo durante a ocorrência de episódios deerosão geotécnica (EEG), i.e. destacamentos súbitos de massas de solo do corpo dabarragem. Assim, surgiu como segundo objetivo, compreender a razão pela qual erosõesdescontínuas da brecha (aumento súbito da área da brecha durante aos EEG) não causamdescontinuidades no caudal. Para dar resposta a esta segunda questão estudou-se emdetalhe a relação entre a hidrodinâmica do escoamento junto à brecha e a evoluçãomorfológica da mesma. Esta análise permitiu demonstrar que o caudal efluente da brechanem sempre aumenta na sequência de EEG, e mesmo quando o faz, este aumento ésempre gradual. Por fim, refira-se que a concretização dos dois objetivos propostos só foipossível devido à utilização de instrumentação recente, assim como, à adoção de métodosde medição inovadores, sendo que as variáveis de interesse do estudo forammaioritariamente extraídas por recurso a métodos de pós-processamento de imagem queaqui são apresentados.

River flooding, threatens nearby infrastructure, as overbank flow occupies the adjacent berms(floodplains) and poses significant drag loads on the existing structures. The drag coefficient of suchstructures is possible to be influenced by the strong shear-layer formed at the interface of the mainchannel and the floodplain. Herein, this assumption is investigated in an experimental configurationinvolving the placement of an emergent cylinder at the main-channel/floodplain interface. The dragforce on the cylinder at a certain distance from the floodplain bed is assessed through the applicationof the momentum-balance equation, in its integral form. The method is based on local measurementsof the mean flow and turbulence characteristics. Drag is expressed as counteraction to the force onthe flow in a control volume and is estimated as the residual in the momentum-balance equation.The experiment was conducted in the straight compound-channel facility of Laboratório Nacional deEngenharia Civil (LNEC), Lisbon. Uniform-flow conditions were set in the channel for a relativeflow-depth hr=hfp/hmc=0.31 (hfp is the floodplain flow-depth and hmc is the main-channel flow-depth).A square cylinder was placed in one of the floodplains right next to the main-channel/floodplaininterface. An Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) was used for measuring the three-componentinstantaneous velocities at sequential positions on the surfaces of a fluid control-volume.The terms of the momentum-balance equation were estimated. Then the drag coefficient emergedfrom the respective drag force and the characteristic velocity U0 that accounts for the existence of thecompound-channel-flow shear layer. The same calculations were applied to the case in which acylinder is found in flow with uniform upstream velocities. This reference case is represented byplacement of the cylinder in the middle of the floodplain in the same facility. The effect of the shearflow is assessed through comparison of the corresponding terms of the momentum-balance equationand the drag coefficients.

As alterações climáticas causam impactos no ciclo hidrológico e nas disponibilidades hídricas, criando desafios adicionais à gestão integrada e sustentada dos recursos hídricos, nas suas componentes de qualidade, quantidade e suporte dos ecossistemas. As águas subterrâneas não estão imunes aos impactos das alterações climáticas, que se conjugam ainda com os devidos às alterações demográficas, sociais e de uso e ocupação do solo. Os estudos de alterações climáticas normalmente abarcam um horizonte de 50 a 100 anos, o que dificulta as opções dos decisores, que costumam basear as suas políticas de gestão da água em dados e projecções de curto prazo. O projecto BINGO tenta ultrapassar esta lacuna, fornecendo informação sobre os impactos das alterações climáticas sobre o ciclo hidrológico, incluindo os devidos a eventos extremos, para períodos de curto

O projeto BINGO tem como objetivo avaliar os impactos das alterações climáticas no ciclo integrado da água, promovendo estratégias de gestão de risco e medidas de adaptação, numa lógica de redução de vulnerabilidades e de acréscimo de resiliência, desenvolvendo no final um portfólio de soluções para um leque de problemas específicos da gestão do ciclo da água.O sítio de estudo português é a bacia do Baixo Tejo onde se pretende estudar o impacto das alterações climáticas no abastecimento público de água e na agricultura. Este sítio de estudo inclui quatro sistemas aquíferos: Margem Esquerda, Margem Direita, Aluviões do Tejo e Ota-Alenquer.Aborda-se o estudo do impacto das alterações climáticas previstas para o período 2015-2024 na recarga de águas subterrâneas, confrontado estes valores com os determinados para as séries históricas utilizadas no Plano de Gestão de Região Hidrográfica do Tejo de 2010.Apresentam-se os trabalhos realizados para desenvolver as séries meteorológicas de previsão decenais: precipitação diária, temperaturas e humidades relativas máximas e mínimas médias mensais, velocidade do vento mensal e radiação solar mensal. É feita uma análise crítica dos resultados produzidos tendo em vista a sua utilização no modelo de cálculo da recarga.A metodologia utilizada para o cálculo da recarga utiliza o mesmo modelo de balanço hídrico sequencial diário BALSEQ_MOD e as mesmas estações udométricas e meteorológicas utilizados no passado, pelo que os resultados de recarga futuros são diretamente confrontáveis com os resultados das séries históricas permitindo estabelecer tendências de evolução, e fornecer informação que será incorporada posteriormente nos modelos numéricos de escoamento.

A segurança alimentar das espécies hortícolas produzidas em ambiente urbano tem vindo a ser questionada devido à sua proximidade a um conjunto de pressões da cidade incluindo vias de circulação automóvel, corredores de aviões, postos de abastecimento de combustíveis e áreas industriais, bem como à potencial utilização de solos urbanos/industriais contaminados por atividades passadas, entre diversos outros fatores ligados à poluição atmosférica e à sua deposição nos solos das cidades.Por outro lado, as práticas agronómicas e de gestão do espaço hortícola podem conduzir a potenciais entradas de materiais artificiais nocivos, tais como produtos químicos de fertilizantes e de pesticidas utilizados na agricultura, bem como objetos domésticos (p.e. para as vedações, incluindo materiais com tintas ou asbestos). Estes produtos podem ser uma fonte adicional de contaminação dos solos, da água e dos alimentos, sendo potencialmente nocivos para o ser humano e outras espécies. Além disso, a concentração de determinados elementos nos solos pode ser elevada, dependendo da composição química da rocha-mãe que lhes deu origem (Kabata-Pendias, 2001).Neste contexto, a Câmara Municipal de Lisboa, com base na decisão de abrir, em parceria com o LNEC, um novo parque hortícola numa área potencialmente sensível devido à sua proximidade com o aeroporto, decidiu promover um protocolo para estudar esta situação com a colaboração da Freguesia de Alvalade e, neste âmbito, ampliar esta cooperação a outros parques hortícolas na cidade.Apresentam-se os resultados do estudo (Leitão et al., 2016) da avaliação ambiental da qualidade dos solos, das águas intersticiais (zona vadosa) e das espécies vegetais no contexto de um conjunto de seis hortas urbanas em Lisboa, correlacionando-os com a qualidade da água de rega, práticas agrícolas e com as pressões da cidade, na perspetiva de analisar a sua sustentabilidade ambiental e eventuais riscos para a saúde pública.

Climate change is bound to impact the water cycle and water availability, compounding the sustainablemanagement of its quantity and quality. Groundwater is bound to suffer the impacts of climate change, coupledwith those of land use changes, population and its lifestyles evolution. Climate change studies normaly have a 50to 100 years horizon, which is a challenge for decision makers, who usually rely on relatively short therm dataand projections to implement their management policies. BINGO Project tries to address this gap, by providinginformation of climate change impacts, including those of extreme events, on the water cycle for the short-tomediumterm. Climate change impacts on groundwater rely on mathematical modeling, using rechargeprojections obtained from the climate forecasts of the Regional Climate Models set up for Europe. Sea levelchange is also a component of this analysis and its ensuing impacts of saltwater intrusion on the coastal andestuarine areas of Aluviões do Tejo and Bacia do Tejo-Sado/Margem Esquerda aquifers.

Apresenta-se uma síntese dos "Estudos sobre a Disponibilidade e Vulnerabilidade dos Recursos Hídricos Subterrâneos da Região Metropolitana do Recife" realizados pelo consórcio LNEC/COSTA para a Agência Pernambucana de Águas e Clima e Secretaria de Desenvolvimento Económico através do acordo de empréstimo BIRD n.° 7778 entre o Estado de Pernambuco e o Banco Mundial, no âmbito do Projeto de Sustentabilidade Hídrica do Estado de Pernambuco. A necessidade de realização deste estudo decorreu dos indícios de rebaixamentos dos níveis piezométricos na Região Metropolitana do Recife (RMR) acompanhado da existência de áreas com problemas de qualidade das águas, sugerindo que a sustentabilidade do recurso poderia estar comprometida.É feita uma descrição dos aspetos fisiográficos e apresentada a conceptualização hidrogeológica da RMR, descrevendo-se os aspetos quantitativos e qualitativos dos principais aquíferos da região. O estudo centra-se fundamentalmente na modelação numérica do escoamento subterrâneo da RMR, tendo os modelos, após calibração, sido utilizados para verificar os impactes de cenários futuros de exploração dos sistemas aquíferos na disponibilidade hídrica subterrânea. Estes resultados, complementados com a aplicação de outras metodologias para avaliação do risco e proteção dos sistemas aquíferos, como a delimitação de perímetros de proteção de captações, a caracterização da facilidade da infiltração e da vulnerabilidade à contaminação dos aquíferos, permitem o estabelecimento de ferramentas de gestão dos sistemas aquíferos da RMR, culminando o estudo com um conjunto de contributos para a definição de um novo mapa de explorabilidade dos aquíferos da RMR.

Os campos marginais do trecho regularizado do rio Mondego a jusante do Açude-Ponte deCoimbra têm sido sujeitos a inundações cuja extensão importa caracterizar. Estas inundaçõesresultam do funcionamento do sistema de inundação controlada dos campos, mas tambémpodem resultar de situações de galgamento e rotura dos diques de proteção existentes notrecho regularizado, como aconteceu nos eventos de cheia de 2001. No âmbito da aplicaçãoda diretiva de avaliação e gestão dos riscos de inundações (DAGRI) foram elaborados mapasde inundação na zona de Coimbra e no estuário do Mondego, que não incluíram o trechoregularizado do rio Mondego a jusante do Açude-Ponte de Coimbra. Este trabalho vemcomplementar a informação produzida no âmbito DAGRI, através da determinação daextensão das inundações nos campos marginais do Baixo Mondego, com base em simulaçõesnuméricas do funcionamento do sistema de inundação controlada do trecho regularizado dorio Mondego.

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O livro encontra-se estruturado nos seguintes capítulos, além de anexos contendo cópia de algumas publicações relevantes dos editores:

The construction of barriga dam in Spain started in 2004. The project of this rockfill dam used a new solution for the concrete spillway developing over its central body. The spillway, designed for the discharge of 161 m3/s, includes an entrance, a stepped steep wedge block channel and ends in a bucket. The channel blocks have been studied, in scale 1/1.6, in Colorado State University (CSU) Hydraulics Laboratory within a Statement of Work involving CSU, U.S. Bureau of Reclamation, ARMORTEC, Polytechinc University of Madrid and PYPSA.The spillway hidraulic study included a physical model, on 1/25 scale, built at the National Laboratory of Civil Engineering in Portugal. This study focused on the flow behaviour on the intake area of the spillway and the flip bucket. According of the test results, some relevant modifications on the initial design were proposed: namely, modifications on the shape of the spillway entrance (as planned by the designer)and the inclusion of blocks in the bucket. These modifications lead to a less perturbation flow in the channel entrance zone and lower scour effects downstream. The erosion and scour analysis carried out included river conditions near the bridge existing on site and the side banks topography. The purpose of this communication is to describe the above mentioned physical model and the changes proposed for the final design of the dam as a consequence of the observed behaviour.

Cap. 6 - Sistemas para a retenção de derrames acidentais de substâncias perigosas em estrada

Cap. 4 - Impactes das águas de escorrência de estradas nos solos e nas águas subterrâneas. Análise de casos de estudo na Europa

Este livro aborda as principais matérias relacionadas com aspectos teóricos e práticos relativos às características de águas de escorrência de estradas e à minimização dos seus impactes nos recursos hídricos e nos solos. Os seus textos são a edição dos trabalhos apresentados no curso sobre Características de Águas de Escorrência de Estradas e Minimização dos seus Impactes que decorreu no Centro de Congressos do LNEC, de 13 a 15 de Outubro de 2003. O livro encontra-se estruturado nos seguintes capítulos, além de anexos contendo cópia de algumas publicações relevantes dos editores: Cap. 1 - Pollution from road runoff. Concepts and Engineering Cap. 2 - Highway stormwater runoff. Water quality impacts and mitigation Cap. 3 - Características das águas de escorrência de estradas em Portugal Cap. 4 - Impactes das águas de escorrência de estradas nos solos e nas águas subterrâneas. Análise de casos de estudo na Europa Cap. 5 - Monitorização de águas subterrâneas e de solos Cap. 6 - Sistemas para a retenção de derrames acidentais de substâncias perigosas em estrada - Os textos explanam conceitos teóricos, apresentam resultados de estudos e projectos de investigação e, ainda, a experiência e o estado da arte nesta área, em particular nos três países onde os autores desenvolvem o seu trabalho: Portugal, Dinamarca e EUA. Ao longo dos capítulos são analisados os seguintes temas, entre outros: - Características e variabilidade das águas de escorrência de estradas - Previsão da qualidade das águas de escorrência de estradas - Desenvolvimento de modelos para previsão da qualidade de águas de escorrência de estradas em Portugal - Avaliação de impactes ambientais nos recursos hídricos e nos solos - Minimização de impactes ambientais - Projecto e gestão de sistemas de retenção de derrames acidentais de substâncias tóxicas - Monitorização de águas de escorrência, de sistemas de tratamento, de recursos hídricos e de solos O livro pretende assim dar um contributo, neste domínio, a técnicos que trabalham no âmbito do projecto, construção e manutenção de infra-estruturas rodoviárias, outros profissionais envolvidos no processo de Avaliação de Impactes Ambientais de estradas e na gestão de recursos hídricos, bem como a investigadores.

- Os textos explanam conceitos teóricos, apresentam resultados de estudos e projectos de investigação e, ainda, a experiência e o estado da arte nesta área, em particular nos três países onde os autores desenvolvem o seu trabalho: Portugal, Dinamarca e EUA. Ao longo dos capítulos são analisados os seguintes temas, entre outros:

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Cap. 1 - Pollution from road runoff. Concepts and Engineering

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O segundo volume refere-se mais especificamente à problemática do Ambiente, contemplando desenvolvidamente as suas múltiplas vertentes, com particular destaque para a qualidade do Ar, da água, do Solo e do Ambiente em Geral. Um pormenorizado ponto de situação sobre os grandes parâmetros da política do ambiente e seus instrumentos, completa este volume.

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Este estudo analisa o impacto de diferentes condições hidráulicas na movimentação paramontante do barbo Ibérico em passagens para peixes (PPP) por bacias sucessivas.Desenvolvido num protótipo experimental de PPP por bacias sucessivas e incluindo peixes dediferente dimensões, o estudo investiga: i) a eficiência de passagem por orifícios submersosou descarregadores de superfície; ii) o efeito da velocidade, turbulência e tensões deReynolds, no comportamento desta espécie; iii) a adequabilidade de orifícios desalinhados ealinhados para a passagem dos peixes e, finalmente, iv) a eficiência de orifícios desalinhadose alinhados com uma barra deflectora à movimentação dos espécimes. A PPP por baciassucessivas demonstrou ser eficiente para a passagem a montante desta espécie. Os espécimesutilizaram preferencialmente os orifícios de fundo, principalmente os peixes de menoresdimensões que apesar da sua maior capacidade reostáctica, apresentaram grandes dificuldadesem transpor a passagem. O seu comportamento foi também o mais afectado pela turbulência etensões de Reynolds, que se destacaram como principais variáveis a afectar o movimento dospeixes. O alinhamento dos orifícios demonstrou não ser adequado para a passagem dospeixes, mesmo com a introdução de uma barra deflectora. Os resultados são discutidos emtermos de futuros delineamento de investigação.

A investigação realizada nesta Tese de Doutoramento enquadra-se no âmbito do ProjectoComunitário GABARDINE, financiado pelo 6º Programa-Quadro de Investigação da UniãoEuropeia, desenvolvido no Núcleo de Águas Subterrâneas (NAS) do Laboratório Nacionalde Engenharia Civil (LNEC). O seu objectivo consistiu por um lado, no aprofundar dosconhecimentos relativamente às metodologias de recarga artificial de aquíferos, e poroutro, na possibilidade deste tipo de técnica poder ser aplicada com a finalidade decontribuir para a recuperação da qualidade de um aquífero poluído por poluição difusa. Ocaso de estudo seleccionado para o desenvolvimento da investigação foi a parte centraldo sistema aquífero da Campina de Faro. São conhecidos os problemas de qualidade daágua subterrânea existentes nesse local, pelo que, passou a integrar desde 2004, a zonavulnerável de Faro, relativamente à concentração de nitratos. Outra motivação queserviu de base a este estudo, prendeu-se com a obrigatoriedade imposta pela aplicaçãoda Directiva-Quadro da Água de poder ser alcançado o

Em Portugal existe um grande número de pessoas a residir em vales a jusante de barragens.Assim, é de grande interesse prático o desenvolvimento de metodologias para apoio à gestão integradado risco nestes vales. Segundo a bibliografia da especialidade, a gestão do risco assenta em duasacções fundamentais: a avaliação do risco e a mitigação do mesmo. O presente trabalho seguiu estametodologia, aplicando-a a um eventual cenário real:

As alterações climáticas, motivadas por origens naturais e/ou acção antrópica, têm impactos nas várias componentes do ciclo da água. As regiões insulares são, pelas suas características de litologia, estrutura geotectónica, dimensões, topografia, condicionantes geográficas e natureza hidrogeológica, bastante susceptíveis aos impactos das alterações climáticas, que se podem reflectir segundo duas vertentes: (1) a alteração do nível médio das águas do mar; (2) a alteração dos parâmetros climáticos (precipitação e temperatura). Os impactos das alterações climáticas actuam sobre os recursos hídricos modificando a sua qualidade (ex.: via intrusão salina) e a sua quantidade (ex.: por redução da precipitação total e aumento da temperatura média, causando um decréscimo nos volumes de recarga). O impacto das alterações climáticas sobre os recursos hídricos tem sido estudado sobretudo para a parte superficial do ciclo da água, havendo no geral um grande desconhecimento dos impactos sobre os recursos hídricos subterrâneos, que no entanto são geralmente vitais para as zonas insulares. Neste estudo apresenta-se uma análise dos possíveis impactos das alterações climáticas sobre os recursos hídricos subterrâneos dos Açores

Esta Tese apresenta uma equação de balanço de massa global que permite deduzir todos os modelos de cálculo da recarga; apresenta diferentes modelos e caracteriza diferentes métodos que permitem o cálculo da recarga; cria novos métodos de cálculo da recarga; demonstra a aplicabilidade desses métodos com dados reais e compara os resultados obtidos pela aplicação desses métodos; e define os modelos e os métodos mais adequados em função das configurações hidrogeológicas existentes.O cálculo da recarga é um processo essencial para caracterizar o recurso hídrico subterrâneo extraível que se pode definir como uma percentagem do volume de recarga anual média, limitado pelo rebaixamento máximo que se pode provocar no aquífero.Descrevem-se métodos para quantificar cada um dos processos das equações de balanço e criaram se novos métodos. Estes foram introduzidos no programa de computador BALSEQ_MOD e permitem quantificar os processos: infiltração superficial e escoamento directo; evapotranspiração utilizando a evapotranspiração de referência e o coeficiente cultural dual; armazenamento de água no solo e infiltração profunda; possibilidade de considerar a posição do nível freático dentro ou fora da espessura de solo. Foram também criadas mas não integradas no programa de computador as formas de cálculo da intercepção e da infiltração profunda com base na modelação da zona vadosa.Foi criada e implementada no programa de computador Dechidr_VB uma metodologia para fazer a decomposição dos hidrogramas de escoamento superficial. Desenvolveram-se tabelas de relacionamento entre as entidades representadas na cartografia e os valores de parâmetros necessários à corrida dos modelos de balanço hídrico.Os modelos e métodos desenvolvidos foram aplicados a quatro situações de estudo que permitem inferir acerca das potencialidades e limitações de cada um dos métodos: área dos sistemas aquíferos de Quarteira e de Albufeira-Ribeira de Quarteira; áreas de 16 bacias hidrográficas; área da bacia hidrográfica a montante da estação hidrométrica de Ponte de Panasco; e área de estudo em Estarreja.

Esta Tese apresenta uma equação de balanço de massa global que permite deduzir todos os modelos de cálculo da recarga; apresenta diferentes modelos e caracteriza diferentes métodos que permitem o cálculo da recarga; cria novos métodos de cálculo da recarga; demonstra a aplicabilidade desses métodos com dados reais e compara os resultados obtidos pela aplicação desses métodos; e define os modelos e os métodos mais adequados em função das configurações hidrogeológicas existentes.O cálculo da recarga é um processo essencial para caracterizar o recurso hídrico subterrâneo extraível que se pode definir como uma percentagem do volume de recarga anual média, limitado pelo rebaixamento máximo que se pode provocar no aquífero.Descrevem-se métodos para quantificar cada um dos processos das equações de balanço e criaram

No projecto de esporões fluviais ou de encontros de pontes é fundamental prever a profundidade máxima das cavidades de erosão no sentido de evitar o descalçamento das fundações da estrutura.O objectivo deste trabalho consiste na extensão do volume de dados experimentais existentes na literatura e na caracterização dos seguintes factores das erosões localizadas: o tempo, a forma dos obstáculos, a velocidade do escoamento, o diâmetro dos sedimentos e a densidade dos materiais do fundo.O trabalho experimental incluiu ensaios com diferentes obstáculos, com areias de diferentes granulometrias e com dois materiais de baixa densidade, pedra pomes moída e granulado de plástico.Caracteriza-se o tempo de equilíbrio do processo erosivo e a evolução temporal das profundidades de erosão em fundos de baixa densidade. Confirmam-se conhecimentos respeitantes à influência da forma do obstáculo e da granulometria dos sedimentos, definindo-se um coeficiente aplicável às profundidades de erosão em sedimentos que não formam rugas. Identifica-se a necessidade de inclusão de outros parâmetros nas equações conhecidas para a tradução do efeito da velocidade do escoamento de aproximação. Aborda-se a geometria das cavidades de erosão, em particular, no que se refere à localização das máximas profundidades de erosão. Caracteriza-se o efeito da densidade dos materiais do fundo na profundidade máxima das cavidades de erosão de equilíbrio.

Este documento visa dar cumprimento ao estipulado no N.º 8.2, alínea b), do Aviso N.º 17 428/98 (2ª série) Concurso de acesso a Investigador-Coordenador do Laboratório Nacional de Engenharia Civil, publicado no Diário da República - II Série, N.º 256, de 5 de Novembro de 1998, constituindo:"... uma síntese dos conhecimentos existentes sobre o tema a tratar, uma apresentação crítica dos problemas já tratados e dos problemas em aberto e um plano de estudos relativo a alguns desses problemas."O plano de estudo cita a metodologia proposta, o planeamento dos meios necessários, os objectivos a atingir e os benefícios operados da sua realização.No Capítulo Segundo apresenta-se uma selecção de metodologias necessárias ao desenvolvimento de inventários de recursos hídricos subterrâneos.No Capítulo Terceiro apresentam-se estudos de investigação programada, aplicada ou por contrato, recentemente desenvolvidos ou em desenvolvimento a nível nacional, comunitário ou internacional, sobre monitorização de águas subterrâneas. No Capítulo Quarto desenvolve-se o tema da protecção e reabilitação de aquíferos. No Capítulo Quinto desenvolve-se o tema da gestão optimizada de aquíferos. Como resultado da pesquisa bibliográfica desenvolvida, apresenta-se o estado-da-arte da simulação/optimização para o planeamento e a gestão do abastecimento por águas subterrâneas, tendo-se focado em especial a modelação que integra a componente qualidade das águas subterrâneas.No Capítulo Sexto apresenta-se um relato de âmbito "Temático" dos estudos desenvolvidos em Portugal sobre águas subterrâneas. Complementa-se este capítulo com a apresentação de estudos de carácter "Regional". No Capítulo Sétimo apresentam-se discussões, conclusões e recomendações para acções comunitárias de investigação concretizáveis em projectos ou em acções concertadas de investigação a nível europeu. Destacam-se as acções que contaram com a colaboração do candidato sobre prioridades da investigação comunitária no domínio da água, que permitem focar, a nível da Europa, as linhas mais carenciadas de investigação no domínio dos recursos hídricos subterrâneos. No Capítulo Oitavo apresentam-se discussões, conclusões e recomendações para acções comunitárias de projectos de investigação ou de acções concertadas de investigação que contaram com a colaboração do candidato sobre o tema internacionalização, que permitem focar a nível global, as linhas mais carenciadas de investigação no domínio dos recursos hídricos subterrâneos. Finalmente, e dando razão de ser a este Programa de Investigação, o Capítulo Nono é dedicado à apresentação de um Plano de Estudos integrando doze projectos de Investigação Programada. Este Programa de Investigação visa, assim, (1) contribuir para uma melhor sustentação científica no domínio dos Recursos Hídricos Subterrâneos, incorporando criticamente o vasto conhecimento já adquirido no País; (2) contribuir para um melhor conhecimento sobre os temas de investigação na União Europeia, visando o reforço das actividades nacionais de investigação, em recursos hídricos subterrâneos, no contexto actual de vontade política de incrementar a acção portuguesa de investigação na Europa; e (3) contribuir para um melhor conhecimento nacional sobre o tema da internacionalização além União Europeia, visando o reforço das actividades nacionais de investigação em recursos hídricos subterrâneos aplicados ao contexto actual, e pretendido, de globalização e afirmação do papel internacional da investigação comunitária.

No trabalho que se apresenta desenvolve-se uma metodologia original para o planeamento e desenvolvimento de estudos de reabilitação de aquíferos poluídos. O objectivo principal do estudo centra-se na análise e na sistematização das técnicas disponíveis para a reabilitação de águas subterrâneas poluídas, por forma a estabelecer critérios adequados à sua selecção, em função do tipo de problema de poluição hídrica e da situação hidrogeoquímica em presença.Com este projecto desenvolveu-se, pela primeira vez em Portugal, uma metodologia para o planeamento, a caracterização e o desenvolvimento de estudos de reabilitação de aquíferos poluídos, integrando nomeadamente os seguintes aspectos: (1) a análise e a inventariação dos principais tipos de problemas de poluição que afectam as águas subterrâneas; (2) as formas mais adequadas para a sua detecção (monitorização quantitativa e qualitativa de aquíferos); (3) a análise da evolução espaço-temporal de poluentes em aquíferos com recurso nomeadamente à modelação matemática e (4) a análise e investigação das formas possíveis para a reabilitação da qualidade da água nos aquíferos, face a diferentes tipos de poluição e diferentes tipos de aquíferos.O desenvolvimento dos conhecimentos relativos às metodologias de análise e recuperação de aquíferos permitiu sistematizar as estratégias mais utilizadas em investigação, a nível internacional, e a sua utilização em estudos de inventariação, controlo, protecção e reabilitação das águas subterrâneas poluídas em Portugal. A validação e aplicação prática dos conhecimentos desenvolvidos foi efectuada no aquífero quaternário superficial de Estarreja que apresenta um reconhecido problema de poluição dos seus recursos hídricos subterrâneos. Neste trabalho de aplicação prática foi adquirido e utilizado o mais moderno equipamento para a monitorização deste tipo de problemas de poluição, que permitiu a monitorização tridimensional da poluição no aquífero e a sua evolução no espaço e no tempo. O estudo propõe - com base numa cuidada inventariação, análise e estudo da mancha de poluição e, ainda, na previsão da sua evolução pela aplicação de modelos matemáticos do escoamento e transporte - uma estratégia para a recuperação do aquífero.

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A gestão de um sistema aquífero e a definição da sustentabilidade da sua exploração exige omelhor conhecimento possível das disponibilidades hídricas subterrâneas. Estas são função da recargado sistema aquífero, que pode ser direta, por infiltração da água da chuva que cai diretamente sobre aárea aflorante do sistema aquífero, ou indireta, ou alóctone, quando resulta da infiltração de água dachuva precipitada fora da área de afloramento do sistema aquífero transportada para a área deafloramento do sistema através do escoamento direto ou através de cursos de água superficial. Assim,interessa definir a área de drenagem do sistema aquífero.No caso de estudo do sistema aquífero Querença-Silves, fez-se a aplicação do método dedecomposição dos hidrogramas de escoamento (método DECHIDR) à totalidade das áreas das subbaciashidrográficas que intersectam o sistema aquífero (a montante das estações hidrométricas dePonte Mesquita, Purgatório e Quinta da Passagem), e, para as mesmas áreas, correu-se o modelo debalanço hídrico sequencial diário (modelo BALSEQ_MOD), apresentando-se os resultados destemodelo agregados por sub-bacia hidrográfica (as três referidas mais outras quatro sub-bacias que sedesenvolvem na parte montante dessas três: Rotunda A2, Ponte de Querença, Ribeira do rio Seco eQuinta do Freixo), e discriminados pelas áreas de drenagem exteriores e pelas áreas de ocorrência dosistema aquífero.Para o cálculo da recarga alóctone considerou-se que a totalidade da recarga direta calculadafora do sistema aquífero e do escoamento direto aí gerado se infiltram quando o escoamento superficialdaí proveniente entra na área do sistema aquífero, o que pode sobrestimar um pouco os valores derecarga. Os resultados obtidos permitem estimar uma recarga anual média de 39 hm3/ano na área dedrenagem do sistema aquífero Querença-Silves pertencente à sub-bacia hidrográfica de PonteMesquita, dos quais 8 hm3/ano são recarga alóctone, e uma recarga anual média de 100 hm3/ano naárea de drenagem do sistema aquífero Querença-Silves pertencente à sub-bacia hidrográfica doPurgatório, dos quais 54 hm3/ano (mais de 50%) são recarga alóctone.Realça-se assim a importância da consideração da área de drenagem do sistema aquífero,contribuindo com água para a recarga do mesmo, constituindo-se como um elemento indispensávelpara a gestão do sistema aquífero.

O presente relatório relata as quatro saídas de campo realizadas pelo LNEC no primeiro semestre de2011, os resultados quantitativos e qualitativos obtidos nas campanhas, o balanço hídrico das duaszonas em estudo e uma análise à vulnerabilidade à poluição nas bacias hidrográficas em estudo.

O presente relatório foi desenvolvido para a Administração de Região Hidrográfica do Centro eteve como objectivo a determinação da vulnerabilidade à intrusão marinha nas áreascorrespondentes aos sistemas aquíferos dessa região, através do método GALDIT.O método utilizado na determinação da vulnerabilidade incorpora vários factorescaracterizadores do sistema em estudo, nomeadamente o tipo e espessura do aquífero, acondutividade hidráulica do meio, o nível piezométrico, a distância à linha de costa e estadoactual da intrusão marinha. Esta aplicação foi possível através da análise cuidada de diversostipos de informação, como dados de piezometria (quantidade), qualidade e logs de sondagem,provenientes de diversas bases de dados como as redes de monitorização da ARH do Centro,INVENTAR do LNEC ou Sistema Nacional de Informação de Recursos Hídricos.O método GALDIT, desenvolvido por Chachadi e Lobo Ferreira (2001), foi aplicado aossistemas aquíferos que estão sob a influência dos efeitos de maré, permitindo avaliar a faixalitoral potencialmente sujeita a intrusão marinha em função de uma eventual subida do nível domar (0,25 m, 0,50 m e 1 m). Da análise efectuada constatou-se que as zonas potencialmenteafectadas pela intrusão marinha são as estreitas faixas costeiras cuja espessura tende aaumentar com a variação do nível do mar correspondente aos cenários futuros, e em particularno interior do limite do sistema do Quaternário de Aveiro, que estabelece relações de grandeafinidade com a Ria de Aveiro e esta com o efeito de marés, o que se considera como potencialfactor de avanço da cunha salina.

O presente relatório foi desenvolvido para a Administração de Região Hidrográfica do Centro eteve como objectivo a determinação da vulnerabilidade à poluição nas áreas correspondentesaos sistemas aquíferos dessa região, através do método DRASTIC.O método utilizado na determinação da recarga incorpora vários factores caracterizadores dosistema em estudo, nomeadamente profundidade do topo do aquífero, recarga, geologia domeio, tipo de solo, topografia, influência da zona vadosa e condutividade hidráulica.A aplicação deste método permitiu determinar que a vulnerabilidade global dos sistemasaquíferos desta região é intermédia, sendo os sistemas mais vulneráveis, ou seja, aqueles queapresentam maior área correspondente a vulnerabilidade muito elevada, os de Verride, Cársicoda Bairrada e Luso.

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Na área do Plano de Bacia Hidrográfica das Ribeiras do Oeste foram identificadas setemassas de águas subterrâneas (Figura 1.1). Seis destas massas de águas já haviamsido identificadas como sistemas aquíferos em Almeida et al. (2000): Alpedriz,

No presente relatório intercalar faz-se um ponto de situação dos trabalhos relativos aoLote 2

O conteúdo do Plano de Gestão da Região Hidrográfica do Tejo (PGRH Tejo) e doPlano de Bacia Hidrográfica das Ribeiras do Oeste (PBH Oeste) está estabelecido emdiploma específico, que regulamenta a Lei da Água.Relativamente às águas subterrâneas, as principais acções do processo deelaboração do PGRH Tejo e do PBH Oeste são as seguintes: caracterização da região hidrográfica (já apresentada a CaracterizaçãoPreliminar da Fase 0); desenvolvimento de cenários prospectivos; desenvolvimento e aplicação do sistema de classificação do estado daságuas; definição de objectivos por massa de água; definição de programas de medidas; desenvolvimento e aplicação de ferramentas de apoio à decisão(Modelos, SIG); seminários técnicos.Apresenta-se nos capítulos seguintes a Segunda Versão dos Conteúdos do Plano como estado de desenvolvimento dos trabalhos. Foram maioritariamente tomadas emconsideração as sugestões provenientes da equipa dirigente e técnica da ARH Tejo,tendo-se procurado cumprir, na medida do possível, o Cronograma acordado.Este Segundo Relatório Intercalar, e a segunda versão dos conteúdos do PGRH e doPBH, são devidos até oito meses após a assinatura do contrato (Janeiro de 2011).

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A área do Plano de Gestão da Região Hidrográfica (PGRH) do Tejo abrange trêsunidades hidrogeológicas, que coincidem com as três unidades estruturais: MaciçoAntigo, Orla Ocidental, e Bacia do Tejo-Sado. Ao todo foram identificadas quinzemassas de águas subterrâneas (Figura 1.1). O Quadro 1.1 lista as massas de águassubterrâneas indicando as suas áreas, as unidades hidrogeológicas e a regiãohidrográfica em que estão incluídas. Incluiu-se as massas de água

Neste Estudo apresenta-se a estimativa da recarga natural da área abrangida pelos sistemas aquíferos de Quarteira e de Albufeira-Ribeira de Quarteira, situados no Algarve. A recarga foi estimada com um modelo de balanço hídrico sequencial diário, que utiliza como dados de entrada a precipitação diária e a evapotranspiração de referência diária e que quantifica os processos de infiltração superficial, evapotranspiração real e infiltração profunda do solo. Os métodos de interpolação das séries de precipitação e os métodos de cálculo dos diferentes processos intervenientes foram desenvolvidos no âmbito deste Estudo. O período de análise foi de 1995-10-01 a 1999-09-30. Para a caracterização das séries de precipitação diária dividiu-se a área em estudo em polígonos de Thiessen, tendo-se desenvolvido uma técnica que toma em atenção a distribuição não uniforme da precipitação na área dos sistemas aquíferos.Para o cálculo da infiltração superficial desenvolveu-se um método, a partir do modelo de infiltração de Philip, que relaciona a infiltração superficial com a textura do solo, o teor de humidade inicial e a precipitação diária. A textura do solo foi caracterizada a partir da interpretação do mapa de solos.A evapotranspiração de referência foi quantificada pelo método de Penman-Monteith da FAO utilizando os dados da estação climatológica de Faro (Aeroporto). Para o cálculo da evapotranspiração real adoptou-se a metodologia da FAO, considerando ocoeficiente cultural dual e a possibilidade da existência de até dois cobertos vegetais. A informação sobre o coberto vegetal é a da carta de ocupação do solo, tendo sido interpretados os ciclos de desenvolvimento dos cobertos vegetais presentes, quer para a caracterização do coeficiente cultural dual quer para a caracterização da área ocupada pelos cobertos e da profundidade das suas raízes, que são variáveis no tempo.A infiltração profunda foi calculada em função dos solos e do défice de água em relação à sua capacidade de campo.Os resultados obtidos permitiram estimar a recarga do sistema aquífero de Albufeira-Ribeira de Quarteira em 308 mm/ano e a recarga do sistema aquífero de Quarteira em 349 mm/ano. Estes valores representam cerca de 44 % da precipitação que ocorre sobre os sistemas, correspondendo a cerca de 23 % da precipitação nas áreas de ocorrência de formações de porosidade intergranular e entre 63 % e 69 % nas áreas de ocorrência de formações carsificadas.

Apresentam-se conceitos matemáticos subjacentes ao desenvolvimento de um novo método destinado ao cálculo de zonas de protecção de águas subterrâneas em torno de captações para abastecimento público, com base em soluções analíticas. Os limites das zonas de protecção são definidos em função da geologia local, dos parâmetros e das características hidráulicas regionais dos aquíferos e ainda dos caudais de extracção (ou, na sua ausência, da produtividade hídrica do meio). Esta ferramenta matemática, que se considera robusta e de fácil aplicação, visa facilitar a aplicação do novo Decreto Lei nº 382/99 de 22 de Setembro, sobre delimitação de perímetros de protecção de captações em função do tempo de percurso no meio subterrâneo.

A presente publicação é uma versão remodelada dum relatório de estágio apresentado em Janeiro de 1996, à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, cuja realização decorreu no Grupo de Investigação de Águas Subterrâneas (GIAS). O tema principal deste trabalho é o estudo da intrusão salina na faixa costeira de Portugal Continental. Numa primeira fase realiza-se a caracterização da situação actual relativamente a este fenómeno na faixa costeira e numa segunda fase procede-se ao estudo geológico e hidrogeológico de uma região situada a norte de Sines, onde foram detectados teores de cloretos elevados e à posterior aplicação de um modelo matemático de diferenças finitas designado de INTDIS para a simulação da intrusão salina.

Este trabalho tem por objectivo apresentar alguns dos últimos avanços no campo da análise fractal directamente relacionados com as áreas de investigação em Hidráulica. São assim apresentados alguns dos últimos desenvolvimentos no âmbito dos estudos de porosidades de meios porosos não fracturados, da estruturação de redes de drenagem, da análise de precipitações e diversos outros domínios das ciências hidráulicas.A investigação nestes domínios encontra-se actualmente em fase de acelerado desenvolvimento, sendo de esperar nos anos próximos significativas contribuições para o conhecimento em todas estas áreas nomeadamente nos estudos de turbulência e fenómenos associados, assim como no campo da investigação de porosidades, no respeitante à sua estrutura, evolução e controle de processos geológicos responsáveis pela génese e evolução desta propriedade de solos e rochas. Grande parte destes progressos situa-se ainda num campo exclusivamente teórico, embora neste momento comecem a surgir já alguns desenvolvimentos a nível laboratorial.

A presente publicação é uma versão remodelada duma tese de mestrado apresentada em 1991 à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Neste trabalho é apresentado um levantamento das actividades e fontes poluentes da região vestibular do rio Sizandro, a caracterização hidroquímica das águas subterrâneas duma parte do aquífero aluvial deste rio assim como os resultados da modelação matemática de transporte de poluentes neste meio, concluindo-se por um síntese globalizante dos resultados dos estudos hidroquímicos e de modelação matemática.

Apresenta-se uma introdução à problemática da contaminação de águas subterrâneas, relacionada com a evacuação de excreta. Recordam-se conceitos gerais de hidrogeologia necessários ao desenvolvimento posterior de alguns aspectos básicos da poluição de águas subterrâneas .Reflecte-se e responde-se a questões relacionadas com direcções, velocidades e concentrações de poluentes em águas subterrâneas. Termina-se com a apresentação de um método prático para a delimitação de zonas de protecção de captações para o abastecimento de água.

This paper is divided in two main parts:1st PART:A simple theoretical introduction to the Finite Element Method(FEM), is presented and is complemented by a comparison of the FEM with other methods that can also be used to solve differential equations. In this part we will prsent some differencial equations which allow the application of the FEM to several problems in water resouces engineering.2nd PART:In this part we will introduce a practical work recently done at the Technical University of Berlin (FRG) on FEM. This work has two parts:a) The first one is the Manual of Operating of a Computer Program;b) The second one is concerned with the theoretical background of the approach used.This part is intended to give an overall idea of the relationship between theory and its applications.The 2nd part ends with some conclusions and a list of bibliographic references.This paper is directed to people not acquainted with the FEM, who intended, however, to be introduced to some new techniques and theoretical methods wich may be applied in the Water Resouces Engineering field.

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