Warning system based on theoretical-experimental study of dispersion of soluble pollutants in rivers

Ribeiro, Celso Bandeira de Melo; Silva, Demetrius David; Soares, José Homero Pinheiro; Guedes, Hugo Alexandre Soares

doi:10.1590/s0100-69162011000500016

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“…Considerando-se um lançamento instantâneo de uma massa M de um poluente em um ponto x=0 em um rio, a concentração em qualquer ponto x localizado a jusante, onde x é a distância em metros a partir do ponto de lançamento, e em um instante t, a partir do momento do lançamento, pode ser calculada pela Equação 1 (CHAPRA, 1997;CHANSON, 2004;DEVENS et al, 2006;RIBEIRO et al, 2011): (1) onde:…”

Section: Cálculos De Propagação De Poluentesunclassified

Modelo analítico de qualidade da água acoplado com Sistema de Informação Geográfica para simulação de lançamentos com duração variada

Fan

Collischonn

Rigo

2013

Eng. Sanit. Ambient.

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ResumoEste trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de qualidade da água acoplado com um software livre de Sistema de Informação Geográfica (SIG) para representação de impactos causados por lançamentos de poluentes em grande escala, com uma visão sistêmica de toda a bacia hidrográfica e com ferramentas simplificadas para lidar com as condições típicas de baixa disponibilidade de dados. No modelo proposto, denominado SIAQUA-IPH, é adotada uma metodologia baseada na solução analítica da equação de transporte de poluentes por meio de um esquema de sobreposição linear. São apresentados testes em que os resultados do modelo foram comparados com experimentos de lançamento de traçadores no Rio Paraíba do Sul, com resultados promissores, considerando-se as incertezas envolvidas.Palavras-chave: qualidade da água; modelagem; SIAQUA-IPH. AbstractThis paper presents the development of a water quality model coupled with an open source Geographic Information System (GIS) software representing the impacts of large scale pollutant releases, with a systemic view of the entire basin, and simplified tools to deal with typical data scarcity situations. In the proposed model, called SIAQUA-IPH, a methodology based on the pollutant transport equation analytical solution through a scheme of linear superposition is adopted.The paper also presents tests in which model results were compared to tracer releases experiments in the Paraíba do Sul river, where promising results were obtained considering the uncertainties involved.Keywords: water quality; modeling; SIAQUA-IPH.Endereço para correspondência: Fernando Mainardi Fan -Avenida Bento Gonçalves, 9.500 -91501-970 -Porto Alegre (RS), Brasil -E-mail: fernando.fan@ufrgs.br Recebido: 26/06/13 -Aceito: 26/08/13 -Reg. ABES: 1095 IntroduçãoA modelagem matemática da qualidade da água está baseada no uso de equações que representam os processos de transporte e transformação de poluentes em corpos de água. Com a modelagem, é possível diagnosticar problemas relacionados à qualidade da água e avaliar cenários de uma forma relativamente rápida e barata (COX, 2003;BENEDINI, 2011).Ao longo das últimas décadas, foram desenvolvidos diversos modelos de qualidade da água, que são utilizados, por exemplo, para analisar os impactos do lançamento de poluentes em trechos relativamente curtos de rios (COX,

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Section: Cálculos De Propagação De Poluentesunclassified

Modelo analítico de qualidade da água acoplado com Sistema de Informação Geográfica para simulação de lançamentos com duração variada

Fan

Collischonn

Rigo

2013

Eng. Sanit. Ambient.

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“…The various actions such as increasing the discharge of urban and industrial pollution, inappropriate land use, agricultural inputs, water erosion, deforestation, and mining are the main responsible for the worsening water contamination situation (RIBEIRO et al, 2011), preventing or hindering their use for other purposes.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Alternative mechanisms of charging for use of water resources in wastewater assimilation

Oliveira

Borges

Matos

et al. 2017

RBRH

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Nowadays in most hydrological basins in Brazil, the charging mechanism of water use for effluents assimilation in inland surface water bodies is based on the emitted organic load parameter quantified in terms of Biochemical Oxygen Demand (BOD). This method is insufficient given the broad variety and compositions of discharges. Therefore, the objectives of the study are to propose alternative charging mechanisms for the qualitative use of water resources, aiming to insert, beside BOD, other parameters as calculation criteria; and to evaluate the charging potential for the Doce River hydrological basin. Two methods were proposed: the Limiting Population Equivalent (LPE) and the Compromised/Committed Volume (CV). Five water quality parameters were established: Biochemical Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Total Suspended Solids, Ammonia Nitrogen, and Phosphorus. The proposed mechanisms contemplated, from a broader perspective, the real problem concerning water quality in the Doce River basin. Simulations showed that phosphorus was a problem of concern for managing water resources in the specific basin. The method of Limiting Population Equivalent was considered of easiest application and understanding by its users.Keywords: Charging mechanism; Compromised/Committed volume; Population equivalent. RESUMOAtualmente, a cobrança pelo uso da água para fins de assimilação de efluentes é, na maioria das bacias hidrográficas brasileiras, baseada no cálculo da carga orgânica emitida, quantificada em termos da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Trata-se de um método pouco abrangente considerando-se a variedade e composição dos efluentes comumente lançados. Assim, objetivou-se propor mecanismos alternativos de cobrança pelo uso qualitativo dos recursos hídricos, procurando-se a inserção de novos parâmetros, além da DBO, como critério de cálculo; e avaliar o potencial de arrecadação tomando-se como estudo de caso a bacia hidrográfica do rio Doce. Foram duas as propostas apresentadas: a do Equivalente Populacional Limitante (EPL) e a do Volume Comprometido (VC); estabelecendo-se a aplicação de 5 parâmetros de qualidade de água: Demanda Bioquímica de Oxigênio, Demanda Química de Oxigênio, Sólidos Suspensos Totais, Nitrogênio Amoniacal e Fósforo. Os mecanismos propostos contemplaram, de forma mais ampla, o real problema da qualidade das águas na bacia do Doce; e as simulações evidenciaram o fósforo como um problema preocupante para a gestão dos recursos hídricos na referida bacia. A proposta do Equivalente Populacional Limitante foi considerada a de mais fácil aplicação e entendimento pelos usuários.

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Large-scale analytical water quality model coupled with GIS for simulation of point sourced pollutant discharges

Fan

Fleischmann

Collischonn

et al. 2015

Environmental Modelling & Software

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Warning system based on theoretical-experimental study of dispersion of soluble pollutants in rivers

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Modelo analítico de qualidade da água acoplado com Sistema de Informação Geográfica para simulação de lançamentos com duração variada

Modelo analítico de qualidade da água acoplado com Sistema de Informação Geográfica para simulação de lançamentos com duração variada

Alternative mechanisms of charging for use of water resources in wastewater assimilation

Large-scale analytical water quality model coupled with GIS for simulation of point sourced pollutant discharges

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