O Que Você Vai Aprender? 

• Aplicar malhas não estruturadas em modelos 2D/3D com maior flexibilidade espacial

• Simular fluxo na zona não saturada com base na equação de Richards

• Modelar fraturas discretas em meios fraturados

• Integrar e automatizar o FEFLOW com PEST e PEST++

• Calibrar modelos complexos e analisar incertezas com técnicas lineares e não-lineares

• Otimizar cenários de gestão hídrica (e.g. bombeamento, recarga, remediação)

• Interpretar resultados com criticidade para tomada de decisão

Requisitos Computacionais

• Sistema Operacional: Windows 10 Pro, versão 1909 (64 bit) ou Windows Server 2016 Standard (64 bit) ou Windows Server 2019 Standard (64bit).

• Processador: 64-bits, 3+ GHz (ou maior)

• Memória: 16 GB (ou maior) (unidades SSD recomendadas para desempenho ideal)

• Disco Rígido: 128 GB (ou maior)

• Monitor: Full HD (1920 x 1080)

• Adaptador Gráfico: >=2 GB memória, >= 24bit color, Shade version >=1.30

• Placa de vídeo dedicada com memória dedicada de 2 GB (VRAM) com suporte total para OpenGL 3.3

• Sistema de Arquivos: NTFS

• Requerimentos de Software: Microsoft .NET Framework 4.7.2 ou mais recente.

• Conexão de internet

  NOTA: Permissão de administrador pode ser necessária.

Os participantes devem utilizar seus próprios computadores com os requisitos mínimos de sistema especificados para utilização do software.

Conteúdo Programático Detalhado

Dia 1: Fundamentos e Tópicos de FEFLOW Avançado

Módulo 1: Revisão Conceitual e Boas Práticas em Modelagem

• O ciclo de vida da modelagem: da conceituação à previsão.

• Fontes de incerteza em modelos hidrogeológicos.

• Importância da calibração e análise de incerteza.

• Revisão rápida da interface e fluxo de trabalho básico do FEFLOW.

Módulo 2: Tópicos Avançados em FEFLOW : Transporte de Massa e Zona não saturada

• Condições de contorno complexas e dependentes do tempo.

• Acoplamento fluxo-transporte (massa) e sua parametrização.

• Modelagem da zona não saturada: abordagem de Richards e acoplamento com zona saturada.

• Exercício Prático 1: Configuração de um modelo FEFLOW com zona não saturada.

Dia 2: FEFLOW Avançado

Módulo 3: Malhas não estruturadas e elementos discretos

• Uso de malhas não estruturadas tetraédricas versus triangulares/prismáticas: vantagens e cuidados na modelagem numérica.

• Representação de fraturas e elementos discretos: conceitos e implementação no FEFLOW.

• Exercício Prático 2: Configuração de um modelo FEFLOW com malha não estruturada, elementos discretos

Módulo 4: Parametrização

• Parametrização avançada: Distribuição espacial de propriedades (uso de Supermesh, interpolações, assignment por polígonos/camadas).

• Uso de expressões e funções (Parameter Expressions).

• Interface de Programação FEFLOW (IFM): Introdução ao scripting para automatização (conceitos básicos para interação com PEST).

• Extração de resultados em pontos de observação e formatos adequados para PEST.

• Exercício Prático 3: Configuração de um modelo FEFLOW com malha não estruturada, elementos discretos e zona não saturada.

Dia 3: Introdução ao PEST e Integração FEFLOW-PEST

Módulo 5: Teoria da Calibração e Otimização (PEST)

• O problema inverso: Não-unicidade e instabilidade.

• Minimização da função objetivo: Métodos de gradiente (Gauss-Levenberg-Marquardt).

• Filosofia e estrutura do PEST: Arquivos de controle (.pst), template (.tpl) e instrução (.ins).

• Utilitários essenciais do PEST (PESTCHECK, TEMPCHEK, INSCHEK).

Módulo 6: Configuração da Interface FEFLOW-PEST

• Criação de arquivos template (.tpl) para modificar inputs do FEFLOW (parâmetros no .fem, taxas de bombeamento, recarga, etc.).

• Criação de arquivos de instrução (.ins) para ler outputs do FEFLOW (níveis d'água, concentrações, fluxos em pontos/seções específicas - via arquivos .dat ou .csv gerados pelo FEFLOW).

• Desenvolvimento de scripts batch (.bat) para automatizar a execução FEFLOW dentro do loop do PEST.

• Configuração do arquivo de controle PEST (.pst): Definição de parâmetros, observações, grupos, pesos.

• Exercício Prático 4: Criação dos arquivos PEST (.pst, .tpl, .ins, .bat) para um modelo FEFLOW simples. Execução do PESTCHECK.

Dia 4: Calibração Básica e Análise de Sensibilidade

Módulo 7: Execução da Calibração e Análise de Resultados Iniciais

• Executando o PEST com FEFLOW.

• Monitoramento da convergência.

• Análise do arquivo de registro PEST (.rec): Interpretação da função objetivo, valores dos parâmetros, sensibilidades.

• Diagnóstico de problemas comuns: Falha na execução do modelo, não-convergência, parâmetros atingindo limites.

• Ajuste de parâmetros de controle do PEST (NOPTMAX, PHIREDSTP, etc.).

Módulo 8: Análise de Sensibilidade e Identificabilidade

• Teoria da sensibilidade e sua importância.

• Uso dos utilitários PEST para análise de sensibilidade (baseada em derivadas e análise de um fator por vez).

• Interpretação da matriz Jacobiana e sensibilidades compostas.

• Identificação de parâmetros influentes e não-identificáveis.

• Correlação entre parâmetros.

• Exercício Prático 5: Execução de uma calibração simples FEFLOW-PEST. Análise dos arquivos .rec e .sen. Identificação de parâmetros chave.

Módulo 9: Parametrização Altamente Parametrizada e Regularização

• Limitações da parametrização por zonas.

• Introdução a métodos de alta parametrização: Pontos Piloto (Pilot Points).

• Uso de utilitários PEST (e.g., PPK2FAC, FAC2REAL) ou ferramentas externas (e.g., pyemu, FePEST) para gerenciar pontos piloto.

• Teoria da Regularização: Por que e como usar (Tikhonov).

• Configuração da regularização no PEST (grupos de equações de observação a priori).

• Impacto da regularização na estabilidade e realismo da solução.

• Exercício Prático 6: Configuração e calibração de um modelo FEFLOW usando Pontos Piloto e Regularização com PEST.

Dia 5: Calibração Avançada e Análise de Incerteza Linear, PEST++, Análise Não-Linear e Tópicos Especiais

Módulo 10: Análise de Incerteza Linear (FOSM)

• Teoria da Análise de Incerteza de Primeira Ordem e Segundo Momento (FOSM).

• Suposições e limitações da análise linear.

• Utilização dos utilitários PEST (e.g., PREDUNC1, PREDUNC2, PARVAR) para estimar a incerteza dos parâmetros e das previsões.

• Interpretação dos resultados: Intervalos de confiança, variância das previsões.

• Identificação das fontes de incerteza preditiva.

• Exercício Prático 7: Realização de análise de incerteza linear (FOSM) para parâmetros e previsões de um modelo calibrado.

Módulo 11: Introdução ao PEST++ e Análise de Incerteza Não-Linear

• Vantagens do PEST++: Paralelização, algoritmos robustos (IES - Iterative Ensemble Smoother).

• Adaptação da configuração PEST para PEST++.

• Uso do PEST++ para calibração (PESTPP-GLM, PESTPP-LGM).

• Introdução ao PEST++ IES para calibração e análise de incerteza conjunta (método de conjunto/ensemble).

• Análise de incerteza não-linear: Vantagens sobre FOSM.

• Visualização e interpretação de resultados de ensembles.

• Análise do Espaço Nulo (Null Space Monte Carlo) com PEST/PEST++.

• Exercício Prático: Calibração e análise de incerteza usando PEST++ IES para um modelo FEFLOW. Comparação com resultados FOSM

Módulo 12: Otimização e Aplicações Avançadas

• Conceitos de otimização de gestão com PEST/PEST++ (e.g., otimização de bombeamento, localização de poços).

• Configuração básica de um problema de otimização no PEST.

• Discussão de estudos de caso complexos: Remediação, gestão de aquíferos costeiros, avaliação de impacto de mineração.

• Desafios comuns e estratégias de troubleshooting.

• Boas práticas e recomendações finais.

• Sessão aberta para dúvidas e discussão de problemas específicos dos participantes.