MODELAMENTO HIDROGEOLÓGICO REGIONAL EM LEAPFROG/FEFLOW DA REGIÃO DE VAZANTE, MG

1. MODELAMENTO HIDROGEOLÓGICO REGIONAL
EM LEAPFROG/FEFLOW DA REGIÃO DE
VAZANTE, MG
Edmar Eufrasio de Araújo; Gustavo Catão Silva Nascimento; Vanio de Bessa

2. Conteúdo da Apresentação
1. Geologia Regional
2. Geologia Local
3. Modelo Geológico em Leapfrog
4. Hidrogeologia Local
5. Modelo Hidrogeológico em FEFLOW
1. Malha 2D
2. Malha 3D
3. Condições de Contorno
4. Calibração
6. Resultados das Simulações
7. Conclusões

3. Geologia Regional
Modificado de Neves (2011), Monteiro (2007) e Dardenne (2000)

4. Geologia Local
Modificado de Oliveira, 2013

5. 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

6. Modelamento utilizando os softwares LeapFrog Geo / Hidro.
Visualização dos sedimentos desabilitada
Modelo Geológico Leapfrog

7. 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

8. 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).

9. 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

10. 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”

11. Hidrogeologia Local
Hidrovia (2012) [Modificado de Bittencourt, 2008]

12. Visulaização da Mina Subterrânea
Hidrovia (2012) [Modificado de Bittencourt, 2008]

13. Modelo Hidrogeológico – Malha 2D
Malha do modelo adensada na área do desenvolvimento
programado e nas drenagens principais. Estruturas regionais.
Malha bidimensional do modelo hidrogeológico.

14. 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

15. Perfil SW-NE na área da mina de Vazante.
Comparativo do perfil longitudinal SW-NE
(Geológico X Hidrogeológico)
Modelo Hidrogeológico – Malha 3D

16. Corte do modelo na cota 400m.
Modelo seguindo rigorosamente os contatos geológicos
modelados. (Inclusive zona brechada).
Modelo Hidrogeológico – Malha 3D

17. 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).

18. 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.

19. 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.

20. Calibração em regime permanente
Valores finais das condutividades hidráulicas das unidades
litológicas após processo de calibração

21. 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;

22. 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 calibração
Tabela com evolução
real dos níveis de água
Resultado da calibração em regime
transitório (137 dias)

23. 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.

24. Tabela com valores por ano
Resultados em Regime Permanente

25. 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).

26. Obrigado!