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Investigação da ocorrência de subsidência do solo em região de explotação de aquíferos na planície costeira da cidade do Recife em Pernambuco

A cidade do Recife, no nordeste do Brasil, é formada por uma planície costeira cercada de morros. A Planície do Recife é delimitada pelo Oceano Atlântico e por vários rios que cruzam a cidade, sua geologia é formada por sedimentos de origem fluviomarinha, produzidos pelas transgressões e regressões...

Full description

Main Author: LUNA, Rejane Maria Rodrigues de
Other Authors: CABRAL, Jaime Joaquim da Silva Pereira
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Engenharia Civil
Explotação de água subterrânea
Nivelamento geométrico
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29621
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spelling ir-123456789-296212019-10-26T04:07:18Z Investigação da ocorrência de subsidência do solo em região de explotação de aquíferos na planície costeira da cidade do Recife em Pernambuco LUNA, Rejane Maria Rodrigues de CABRAL, Jaime Joaquim da Silva Pereira http://lattes.cnpq.br/6212496171537257 http://lattes.cnpq.br/2072476094919725 Engenharia Civil Explotação de água subterrânea Nivelamento geométrico A cidade do Recife, no nordeste do Brasil, é formada por uma planície costeira cercada de morros. A Planície do Recife é delimitada pelo Oceano Atlântico e por vários rios que cruzam a cidade, sua geologia é formada por sedimentos de origem fluviomarinha, produzidos pelas transgressões e regressões marinhas. Suas características hidrogeológicas e sua posição geográfica, localizada em planície estuarina, ligeiramente acima do nível do mar, provocam problemas como erosão costeira e inundações frequentes. Nos últimos 50 anos, desde 1948, houve um aumento na explotação das águas subterrâneas, na cidade do Recife, provocando um rebaixamento do nível piezométrico que chegou a 100 metros em alguns pontos. Devido à explotação excessiva das águas subterrâneas na cidade e como consequência, o rebaixamento do nível de água subterrâneo, a subsidência do solo tornou-se uma grande preocupação e um fenômeno a ser cuidadosamente investigado. Neste contexto, métodos geodésicos para monitorar e quantificar a deformação vertical do solo, devido à retirada das águas subterrâneas, têm sido utilizados em todo o mundo. Esta tese descreve metodologias para investigar a ocorrência de subsidência do solo em área onde existe explotação excessiva de água subterrânea, utilizando o nivelamento geométrico de alta precisão, para quantificar o fenômeno e faz uma análise comparativa das altitudes relacionadas ao ano de 1958 com as altitudes recentes, mais especificamente nos anos de 2012 e 2015. Como resultado dos experimentos, obteve-se uma diferença de nível de 3,86 cm para uma das Referências de Nível RRNN (RN9319G) do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) localizada dentro da área de monitoramento de subsidência. Sendo assim, na Planície do Recife, pode-se concluir que os estudos de nivelamento levam a estimar um deslocamento vertical de aproximadamente 0,68 mm/ano. Além disso, esta tese também verifica a aplicabilidade da tecnologia de posicionamento GNSS (Global Navigation Satelite System) através de três experimentos que simularam o fenômeno via deslocamentos verticais controlados imputados às antenas dos receptores. Os experimentos foram realizados em 2013 e 2016 e a partir daí, verificou-se que, utilizando a tecnologia GNSS é possível se detectar deslocamentos verticais a partir de 1 cm desde que a área esteja livre de obstáculos, o tempo de rastreio seja de, no mínimo, duas horas e a rede utilizada para o processamento seja local. Com a finalidade de comparação, foram realizadas análises com a utilização de diferentes softwares no processamento dos dados GNSS: Topcon Tools, AUSPOS, OPUS e PPP. Para esta pesquisa, as soluções satisfatórias, para os experimentos com a tecnologia GNSS, foram obtidas apenas com a utilização do software comercial Topcon Tools. A pesquisa e o trabalho desenvolvido também utilizou outros pontos-objeto para a medição com o método de nivelamento geométrico e diversos pontos de referência para o posicionamento GNSS que não apresentaram resultados satisfatórios para a detecção de subsidência. Apesar dos processos de subsidência serem lentos em Recife, o fenômeno está ocorrendo e pode ser avaliado utilizando-se as técnicas de nivelamento geométrico de precisão e posicionamento GNSS. The city of Recife, in northeastern Brazil, is formed by a coastal plain surrounded by hills. The Plain of Recife is delimited by the Atlantic Ocean and several rivers that cross the city, its geology is formed by sediments of fluviomarinha origin, produced by the transgressions and marine regressions. Its hydrogeological characteristics and geographic position, located in the estuarine plain, slightly above sea level, cause problems such as coastal erosion and frequent flooding. In the last 50 years, since 1948, there has been an increase in the exploitation of groundwater, in the city of Recife, causing a lowering of the piezometric level that reached 100 meters in some points. Due to the excessive exploitation of groundwater in the city and as a consequence, lowering groundwater level, subsidence of soil has become a major concern and a phenomenon to be carefully investigated. In this context, geodetic methods to monitor and quantify the vertical deformation of the ground, due to the withdrawal of groundwater, have been used all over the world. This thesis describes methodologies to investigate the occurrence of soil subsidence in an area where there is excessive exploitation of groundwater using high precision geometric leveling to quantify the phenomenon and makes a comparative analysis of the altitudes related to the year 1958 with recent altitudes, more specifically in the years of 2012 and 2015. As a result of the experiments, a level difference of 3.86 cm was obtained for one of the RRNN Level References (RN9319G) of IBGE (Brazilian Institute of Geography and Statistics) located within the area of subsidence monitoring. Thus, in the Plain of Recife, it can be concluded that the leveling studies lead to estimate a vertical displacement of approximately 0.68 mm / year. In addition, this thesis also verifies the applicability of the GNSS (Global Navigation Satellite System) positioning technology through three experiments that simulated the phenomenon through controlled vertical displacements imputed to the antennas of the receivers. The experiments were carried out in 2013 and 2016 and from this it was verified that, using GNSS technology, it is possible to detect vertical displacements from 1 cm as long as the area is clear of obstacles, the least two hours and the network used for processing is local. For the purpose of comparison, analyzes were performed using different software in GNSS data processing: Topcon Tools, AUSPOS, OPUS and PPP. For this research, satisfactory solutions for experiments with GNSS technology were obtained only with the commercial software Topcon Tools. The research and the work developed also used other object points for the measurement with the geometric leveling method and several reference points for the GNSS positioning that did not present satisfactory results for the detection of subsidence. Although subsidence processes are slow in Recife, the phenomenon is occurring and can be evaluated using precision geometric leveling and GNSS positioning techniques. 2019-03-11T19:14:12Z 2019-03-11T19:14:12Z 2017-01-31 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29621 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil
institution REPOSITORIO UFPE
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LUNA, Rejane Maria Rodrigues de
Investigação da ocorrência de subsidência do solo em região de explotação de aquíferos na planície costeira da cidade do Recife em Pernambuco
description A cidade do Recife, no nordeste do Brasil, é formada por uma planície costeira cercada de morros. A Planície do Recife é delimitada pelo Oceano Atlântico e por vários rios que cruzam a cidade, sua geologia é formada por sedimentos de origem fluviomarinha, produzidos pelas transgressões e regressões marinhas. Suas características hidrogeológicas e sua posição geográfica, localizada em planície estuarina, ligeiramente acima do nível do mar, provocam problemas como erosão costeira e inundações frequentes. Nos últimos 50 anos, desde 1948, houve um aumento na explotação das águas subterrâneas, na cidade do Recife, provocando um rebaixamento do nível piezométrico que chegou a 100 metros em alguns pontos. Devido à explotação excessiva das águas subterrâneas na cidade e como consequência, o rebaixamento do nível de água subterrâneo, a subsidência do solo tornou-se uma grande preocupação e um fenômeno a ser cuidadosamente investigado. Neste contexto, métodos geodésicos para monitorar e quantificar a deformação vertical do solo, devido à retirada das águas subterrâneas, têm sido utilizados em todo o mundo. Esta tese descreve metodologias para investigar a ocorrência de subsidência do solo em área onde existe explotação excessiva de água subterrânea, utilizando o nivelamento geométrico de alta precisão, para quantificar o fenômeno e faz uma análise comparativa das altitudes relacionadas ao ano de 1958 com as altitudes recentes, mais especificamente nos anos de 2012 e 2015. Como resultado dos experimentos, obteve-se uma diferença de nível de 3,86 cm para uma das Referências de Nível RRNN (RN9319G) do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) localizada dentro da área de monitoramento de subsidência. Sendo assim, na Planície do Recife, pode-se concluir que os estudos de nivelamento levam a estimar um deslocamento vertical de aproximadamente 0,68 mm/ano. Além disso, esta tese também verifica a aplicabilidade da tecnologia de posicionamento GNSS (Global Navigation Satelite System) através de três experimentos que simularam o fenômeno via deslocamentos verticais controlados imputados às antenas dos receptores. Os experimentos foram realizados em 2013 e 2016 e a partir daí, verificou-se que, utilizando a tecnologia GNSS é possível se detectar deslocamentos verticais a partir de 1 cm desde que a área esteja livre de obstáculos, o tempo de rastreio seja de, no mínimo, duas horas e a rede utilizada para o processamento seja local. Com a finalidade de comparação, foram realizadas análises com a utilização de diferentes softwares no processamento dos dados GNSS: Topcon Tools, AUSPOS, OPUS e PPP. Para esta pesquisa, as soluções satisfatórias, para os experimentos com a tecnologia GNSS, foram obtidas apenas com a utilização do software comercial Topcon Tools. A pesquisa e o trabalho desenvolvido também utilizou outros pontos-objeto para a medição com o método de nivelamento geométrico e diversos pontos de referência para o posicionamento GNSS que não apresentaram resultados satisfatórios para a detecção de subsidência. Apesar dos processos de subsidência serem lentos em Recife, o fenômeno está ocorrendo e pode ser avaliado utilizando-se as técnicas de nivelamento geométrico de precisão e posicionamento GNSS.
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