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Volume 42, Nº 2 - dezembro 2021

 

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Revista Recursos Hídricos

DOI:10.5894/rh42n2-cti1
Este artigo é parte integrante da Revista Recursos Hídricos, Vol. 42, Nº 2, 9-21, dezembro de 2021.

Assessment of groundwater lowering for urban infrastructure works, a case study in Sumbe, Angola/Africa

Avaliação de rebaixamento de lençol freático para implantação de infraestrutura urbana, estudo de caso em Sumbe, Angola, África

Cássio G. RAMPINELLI@ 1, Tyler J. SMITH2, Ana E.M. LIMA3, Charles Silva de AGUIAR4, Celestina DINIZ5, Janilson T. ARAÚJO6

@ Corresponding author: [email protected]
1 PhD Student, Clarkson University, USA.
2 PhD, Professor, Clarkson University, USA.
3, 4 Coordinator, Civil Engineer, BDM Engenharia e Tecnologia, Angola.
5 Civil Engineer, BDM Engenharia e Tecnologia, Angola.
6 Director, Civil Engineer, BDM Engenharia e Tecnologia, Angola.

ABSTRACT

This paper describes the hydrogeological study developed for Sumbe city, in Angola, Africa, to evaluate the feasibility of employing existing wells to drawdown the water table in the central area of the city both to facilitate the urban infrastructure implementation and to increase its lifespan. The hydraulic conductivity of the unsaturated zone was estimated based on the open hole and double ring infiltrometer tests conducted in several points of the site to capture the variability of the hydrogeologic condition of the zone of aeration. The transmissivity and the hydraulic conductivity of the saturation zone were estimated based on an pumping test performed in a pumping well and two monitoring wells. Hand auger, SPT and rotary boring were carried out and combined with all field data information to produce a simplified conceptual model of the hydrogeologic system for the study site. Based on the survey data and by applying the Dupuit approximation of the Boussinesq equation for unconfined aquifers, the piezometric surface and the radius of influence of the well were computed for an operational steady condition. The study demonstrated that the entire site location is on a thick layer of clay and employing wells for groundwater lowering is unfeasible for either permanent or temporary purposes. For temporary groundwater lowering, collecting the water drained at the excavation by direct pumping was suggested. Finally, additional considerations regarding the sewerage/stormwater systems and the drainage system for the pavement base were also addressed.

Keywords: groundwater lowering; infrastructure; hydraulic conductivity; influence radius of wells.

RESUMO

Este artigo descreve um estudo hidrogeológico desenvolvido para a cidade de Sumbe, em Angola, África, com o propósito de avaliar a viabilidade de se utilizar poços profundos existentes para efetuar o rebaixamento do lençol freático na área central da cidade de forma a facilitar a implementação das obras de infraestrutura, bem como incrementar a vida útil das instalações. A condutividade hidráulica da zona não saturada foi estimada baseada nos ensaios open and hole e de anéis concêntricos em locais diversos buscando caracterizar a variabilidade das condições hidrogeológicas da zona de aeração. A transmissividade e a condutividade hidráulica da zona saturada foram estimadas com base em um teste de aquífero realizado em um poço de bombeamento e dois poços de observação. Ensaios de sondagem à trado, SPT e rotativa foram realizados e combinados com diversos dados levantados em campo para produzir um modelo hidrogeológico conceitual para área de estudo. Com base nos levantamentos executados e por meio da aproximação de Dupuit para a equação de Boussinesq para aquíferos confinados e semiconfinados, a superfície piezométrica e o raio de influência do poço de bombeamento foram calculados para condição de operação em regime permanente do poço. As avaliações indicaram que toda a área de estudo econtra-se sobre uma camada espessa de argila e a utilização de poços profundos para rebaixamento do lençol freático, seja temporariamente ou de forma permanente, mostra-se inviável. Para o rebaixamento temporário, foi sugerido o uso de bombeamento direto das águas drenadas nas escavações executadas. Por fim, recomendações gerais foram realizadas para os projetos de drenagem, esgotamento sanitário e pavimentação.

Palavras-chave: rebaixamento de aquíferos; infraestrutura; condutividade hidráulica; raio de influência de poços.

 

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