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

Fan, Fernando Mainardi; Collischonn, Walter; Rigo, Daniel

doi:10.1590/s1413-41522013000400008

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“…Figura 1 -Representação esquemática do conceito de drenagem dual (adaptado de Smith, 2006 No âmbito da qualidade da água, Fan et al (2013) introduziram um modelo desenvolvido para simular os impactos da descarga de efluentes em bacias hidrográficas da ordem de várias dezenas de quilômetros quadrados, em situações de escassez de dados.…”

Section: Introductionunclassified

Modelação hidráulica e de qualidade da água dos sistemas de drenagem em meios urbanos

Girão

Simões

Marques

et al. 2017

Eng. Sanit. Ambient.

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RESUMOKeywords: urban floods; dual drainage; quality of water. INTRODUÇÃOA utilização da água por parte das populações implica a produção de águas residuais que contêm elevadas quantidades de matéria orgânica, bem como matérias poluentes nocivas à saúde pública. Estas águas devem ser conduzidas e tratadas numa estação de tratamento para, posteriormente, serem devolvidas ao meio receptor. Por outro lado, a precipitação origina escoamentos superficiais que devem ser devidamente controlados e conduzidos, caso contrário, poderão originar inundações com consequências graves para as populações. Adicionalmente, existe uma relação efetiva entre o crescimento populacional e a incidência de inundações em meios urbanos (FILHO & AMARAL, 2013).Uma inundação urbana ocorre quando as águas da chuva, do mar e dos cursos d'água atingem cidades, nomeadamente, arruamentos, passeios, zonas habitacionais e comerciais (SÁ MARQUES et al., 2013).Nesse sentido, é essencial a existência de uma rede de drenagem para salvaguardar a segurança e o bem-estar da população.As inundações ocorridas nos últimos anos em zonas habitadas instigaram o desenvolvimento de diversos trabalhos de investigação, os quais

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Section: Introductionunclassified

Modelação hidráulica e de qualidade da água dos sistemas de drenagem em meios urbanos

Girão

Simões

Marques

et al. 2017

Eng. Sanit. Ambient.

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“…A etapa de processamento em que o mapa raster de área de drenagem acumulada é reclassificado, gerando o mapa raster da rede de drenagem (Figura 1a), é fundamental neste processo, pois controla o número de minibacias resultante (BUARQUE et al, 2009;FAN et al, 2013;JENSON;DOMINGUE, 1988;SOR-RIBAS;. A reclassificação é realizada considerando um valor limite de área de drenagem (AL) a partir do qual considera-se que existe um curso de água.…”

Section: Discretização Da Bacia Hidrográficaunclassified

Modelagem hidrológica e hidráulica de grande escala com propagação inercial de vazões / Hydrologic and hydraulic large-scale modeling with inertial flow routing

Pontes¹,

Collischonn²,

Fan³

et al. 2015

RBRH

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Modelos hidrológicos são capazes de representar processos do ciclo hidrológico através de equações matemáticas. Dentre esses processos, a propagação de vazão nos rios é de grande importância, especialmente em bacias de grande escala. Em geral, o módulo de propagação de vazão implementado nos modelos hidrológicos é simplificado, sendo adotada uma versão da metodologia de onda cinemática, na maior parte dos casos. Apesar disso, modelos que utilizam essas metodologias produzem resultados aceitáveis na maioria das aplicações. Entretanto, bacias com rios de baixa declividade, com trechos sujeitos a remanso, ou com extensas planícies de inundação, podem não ser bem representados por metodologias de propagação simplificadas. Uma alternativa é o uso de modelos hidrodinâmicos para propagação de vazão. Entretanto, esses modelos necessitam de mais dados de entrada e possuem equacionamentos complexos. Uma opção de complexidade intermediária que pode ser adotada é utilizar uma aproximação das equações de Saint-Venant que despreza apenas o termo de inércia advectiva na equação dinâmica. Esta aproximação vem sendo chamada de modelo inercial, ou método inercial. Esse artigo apresenta uma proposta de uma nova versão do modelo hidrológico MGB-IPH, em que o módulo de propagação de vazões na rede de drenagem, originalmente baseado no método Muskingum-Cunge, é substituído pelo método inercial. Além disso, o artigo também apresenta uma forma de representar redes de drenagem com ilhas ou laços, e extensas áreas inundáveis. A bacia do rio Araguaia foi escolhida para testar a metodologia, por possuir rios com alta e baixa declividade e regiões de planície de inundação, como a Ilha do Bananal. Os resultados do modelo MGB-IPH com propagação Inercial foram comparados com a propagação por Muskingum-Cunge através de medidas de desempenho entre as vazões calculadas e observadase mapas de inundação. Os resultados mostraram que utilizando o método inercial, o modelo MGB-IPH representa melhor os efeitos de atenuação da onda de cheia do que utilizando o métodoMuskingum-Cunge. Os mapas de inundação calculados pelo modelo MGB-IPH com o método de propagação inercial foram comparados com imagens do sensor MODIS mostrando que é possível representar, em escala regional, grandes regiões inundáveis como a Ilha do Bananal, mesmo sem dados detalhados de seções transversais e de topografia.

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“…Com a utilização dos modelos matemáticos é possível prever as reações do corpo hídrico a eventuais alterações externas, realizando assim abordagens sobre os principais processos que se desenvolvem no ecossistema aquático e subsidiando ações de gestão e planejamento dos recursos hídricos nas bacias hidrográficas. Usualmente, os modelos vêm sendo aplicados principalmente na estimativa de impactos P a g e | 147 Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais v.11 -n.2  Fev a Mar 2020 provenientes do lançamento de efluentes domésticos e industriais (CHO et al, 2010;FAN et al, 2013;GOMES et al, 2018;GONÇALVES et al, 2012;HANFENG et al, 2013;SALLA et al, 2013;SARDINHA et al, 2008;SILVA et al, 2017;SILVA et al, 2018;TEODORO et al, 2013).…”

Section: Introductionunclassified

Modelagem sazonal da qualidade da água do rio Piracicaba para o cenário atual e futuro

Fraga

Reis

Silva

et al. 2020

RICA

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O objetivo da pesquisa foi avaliar a capacidade de autodepuração do rio Piracicaba, estado de Minas Gerais. Foram utilizados os modelos matemáticos de Streeter-Phelps modificado e QUAL-UFMG, considerando dois períodos hidrológicos distintos. No estudo foram considerados dados de qualidade da água para as variáveis oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrogênio total (NT) e fósforo total (PT), oriundos das campanhas de monitoramento do “Projeto Águas de Minas”, os quais foram utilizados na calibração dos modelos. Posteriormente foi simulado um cenário futuro de qualidade da água previsto no Plano para Incremento do Percentual de Tratamento de Esgotos Sanitários (PITE). Os resultados mostraram que, em relação ao processo de calibração, as variáveis OD e DBO foram as que apresentaram melhores resultados na calibração. Foi observado, durante o período seco, que a qualidade da água no trecho do município de João Monlevade, após receber os efluentes do município, não satisfaz às condições de enquadramento do rio Piracicaba, apresentando valores de DBO acima do permitido pela legislação para águas doces de classe 2. Para as demais variáveis não foram constatados violação dos limites estabelecidos pela legislação em ambos os períodos avaliados. Considerando a simulação feita para o cenário futuro, a partir da remoção da carga orgânica em virtude da consideração das ETEs fora de operação, em obras e em projeto existentes na bacia do rio Piracicaba, as concentrações das variáveis de qualidade da água analisadas se mantiveram dentro do permitido pela legislação para águas doces classe 2.

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

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Modelação hidráulica e de qualidade da água dos sistemas de drenagem em meios urbanos

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Modelagem sazonal da qualidade da água do rio Piracicaba para o cenário atual e futuro

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