Modelagem de qualidade da água em reservatórios : análise dos efeitos de reservatórios em cascata

Orientador: Prof. Dr. Tobias Bleninger

Coorientador: MSc. Camila Bergmann Goulart

Monografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Curso de Graduação em Engenharia Ambiental

Inclui referências

Resumo : A cada ano, a necessidade de se analisar a qualidade de corpos hídricos aumenta, de forma que se possa medir o impacto de ações naturais e principalmente ações antrópicas. As dificuldades encontradas durante este processo de análise são grandes, pois geralmente faltam informações nas escalas temporal e espacial, principalmente quando se trata de reservatórios, que possuem um comportamento hidrodinâmico distinto de rios e lagos naturais. As modelagens matemáticas são fundamentais, pois conseguem simular a hidrodinâmica do corpo hídrico e o comportamento de poluentes com razoável acurácia, mesmo com as limitações destacadas acima. Para o projeto de Enquadramento da Unidade de Gestão de Recursos Hídricos (UGRH) Paranapanema, foram aplicados vários modelos matemáticos distintos, com diferentes níveis de complexidade, de modo que foi possível comparar metodologias distintas para obtenção de resultados, avaliando a acurácia e a viabilidade de modelos distintos, como modelagens zero, uni, bi e tridimensionais. No que diz respeito à modelagem 3D, apesar de necessitar mais dados, se esperava que este conseguisse reproduzir efeitos locais não observados nos outros modelos, que podem ou não ser determinantes na qualidade da água. Com os resultados obtidos no projeto de enquadramento e neste trabalho, os modelos bi e tridimensionais se mostraram capazes de simular a qualidade da água com boa acurácia, ao ser comparados com resultados de projetos anteriores e com dados medidos. Quanto aos efeitos locais, foram observados através do zoneamento do reservatório, pontos com concentrações elevadas que necessitam de maior atenção em relação a ações a serem tomadas. Como continuidade do projeto, neste estudo foi feita a complementação da modelagem dos reservatórios de grande tempo de residência com a inclusão das algas e Clorofila-a, permitindo observar o efeito desses novos parâmetros na qualidade da água, indicando uma leve piora em toda a área de estudo, além de permitir notar o efeito cascata nestes reservatórios, que foi importante para atenuar uma qualidade de água ainda pior, mas seu efeito foi reduzido por conta de afluentes com altas cargas poluidoras, além da prática de aquicultura na área de estudo.

Abstract : Every year, the need to analyze the quality of water bodies increases, in order to measure the impact of natural and mainly anthropogenic actions. The difficulties encountered during this analysis process are great, as there is usually a lack of information on temporal and spatial scales, especially when it comes to reservoirs, which present a hydrodynamic behavior distinct from natural rivers and lakes. The mathematical modeling is fundamental, as it can simulate the hydrodynamics of the water body and the behavior of pollutants with reasonable accuracy, even with the limitations highlighted above. For the framework project of the Unidade de Gestão de Recursos Hídricos (UGRH) Paranapanema, several mathematical models were applied, with different levels of complexity, so that it was possible to compare different methodologies to obtain results, evaluating the accuracy and feasibility of different models, such as zero, one, two-dimensional, and three-dimensional models. Regarding 3D modeling, despite needing more data, it was expected that it would be able to reproduce local effects not observed in other models, which may or may not be determinant in water quality. With the results obtained in the framework Project and in this study, the two-dimensional and three-dimensional models proved to be able to simulate the water quality with good accuracy, when compared with results from previous projects and with measured data. As for the local effects, points with high concentrations that require more attention in relation to the actions to be taken were observed through the zoning of the reservoir. Continuing the project, this study complemented the long-lived reservoirs modelling with the inclusion of algae and chlorophyll-a, allowing the observation of the effect of these new parameters on water quality, indicating a slight deterioration in the entire area of study, in addition to allowing the perception of the cascade effect in these reservoirs, which was important to attenuate an even worse water quality, but its effect was reduced due to affluents with high pollutant loads, in addition to the practice of aquaculture in the study area