Navegando por Assunto "Hydrodynamic modeling"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise dos impactos da dinâmica de sólidos e de nutrientes na qualidade da água de ambiente lêntico utilizado no abastecimento de comunidades amazônicas
(Universidade Federal do Pará, 2012-08) SARAIVA, André Luis de Lima; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244
Os mananciais do Utinga, formados pelos lagos Bolonha e Água Preta, estão contidos em uma Área de Proteção Ambiental - APA e são utilizados pela Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA, para o abastecimento da população da Região Metropolitana de Belém - RMB. Esses mananciais são constituídos pelo rio Guamá, onde a água é captada e enviada por recalque ao lago Água Preta, que por um canal artificial com escoamento por gravidade, alimenta o lago Bolonha, e é bombeado para a Estação de Tratamento de Água - ETA. Os principais problemas de poluição/contaminação desses mananciais surgiram com o avanço urbanístico desordenado, que ocasionam o lançamento indevido de esgoto e resíduos sólidos dos bairros, favelas e conjuntos residenciais próximos às principais nascentes. O objetivo deste estudo foi de utilizar ferramentas para subsidiar o monitoramento e conhecimento da qualidade da água no lago Água Preta, visando prevenir e/ou corrigir processos de degradação, tais ferramentas são as análises multivariadas de parâmetros abióticos e clorofila a, balanço de nutrientes e modelagem hidrodinâmica com intuito de observar a dispersão do transporte de sedimentos. Foram realizadas coletas de águas superficiais em 3 pontos escolhidos estrategicamente para avaliar a influência antrópica no lago Água Preta, bem como dos sedimentos suspensos que são carreados para dentro do lago. Os pontos de coleta de amostras foram georreferenciados com GPS (modelo ARMIN) e as coletas de águas superficiais foram realizadas com a garrafa de Van Dorn de 2,5 L e transportadas para o Laboratório de Química Ambiental (LQA), localizado na Universidade Federal Rural da Amazônia, para posteriores análises. As coletas foram realizadas durante os meses de março, maio, junho, agosto, setembro e outubro do ano de 2010, coincidindo com os períodos de maior e de menor precipitação pluviométrica. Os dados dos parâmetros abióticos e de clorofila a foram analisados por métodos de estatística descritiva e de análises de componentes principais. Também foram realizadas análises do balanço de massa de água e de nutrientes e adotou-se o uso do modelo hidrodinâmico do programa de modelagem SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental), visando simular as condições hidrodinâmicas do lago Água Preta durante um ano. Através dessas simulações foram gerados mapas superficiais de correntes para observar os diferentes padrões de circulação, pois o uso de modelos têm tido um papel relevante no planejamento e na elaboração de cenários alternativos, que englobam o diagnóstico adequado dos sistemas hídricos em sua estruturação, processo e dinâmica. Os parâmetros estudados mostraram variações durante os períodos de menor e de maior precipitação pluviométrica, sendo encontrados maiores contribuição no ponto 2 em relação a turbidez, a cor, o oxigênio dissolvido, nitrato, nitrogênio total, clorofila a e sólidos suspensos. Os demais parâmetros (N-amoniacal, demanda bioquímica de oxigênio e fósforo total) tiveram contribuição nos pontos 1 e 3, indicando fonte de poluição orgânica, decorrente de efluentes domésticos, já que nas proximidades ocorre lançamento de esgotos. No balanço de massa foi constatado que tanto o fósforo total quanto nitrogênio inorgânico dissolvido foram influenciados pela carga de água do rio Guamá durante o período seco. Enquanto que com altos índices de pluviosidade, o fósforo total teve carga maior devido a maior contribuição da drenagem de água de esgotos lançados para dentro do reservatório. O tempo de retenção para o fósforo total foi de 180 dias e o nitrogênio inorgânico dissolvido foi de 536 dias. Através desse balanço foi possível quantificar a entrada, retenção e exportação de nutrientes como também avaliar o potencial de eutrofização desse reservatório. No modelo hidrodinâmico mostrou que a distribuição do módulo da velocidade foi idêntica para cada mês do ano, independente da direção do vento, tendo a mata ciliar em torno desse ambiente hídrico importante papel na diminuição da velocidade modular na superfície da água. Porém próximo ao canal de saída de água do lago foi observada variação da velocidade de 0,32 m/s no período chuvoso e de 0,28 m/s no período seco, o que pode estar relacionada com as precipitações. Além disso, a entrada de água no reservatório forma vórtice tendendo ao processo de assoreamento, fato esse verificado na batimetria. Os processos de assoreamento nesse ponto se dão principalmente nos períodos com menores precipitações, pois a COSANPA aumenta as vazões de entrada de água para manter o nível do reservatório para o abastecimento da Região Metropolitana de Belém, propiciando o maior aporte de sedimentos suspensos, fato esse observado através dos parâmetros de turbidez, cor e sólidos suspensos, os quais tiveram maiores concentrações nesse ponto e uma diminuição à medida que se afastava para o ponto 3 (saída de água para o canal de ligação). Essas ferramentas são de grande importância para preservação do manancial, pois possibilitarão diagnosticar a capacidade que o lago tende a reter e eliminarem os nutrientes, bem como ao processo de circulação hidrodinâmica permitindo verificar locais que podem ter uma maior e menor deposição de materiais suspensos na coluna d’água. Esse estudo permitirá fornecer dados que subsidie as autoridades competentes e ajudará na conservação de outros mananciais utilizados para o abastecimento de água para as cidades.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem hidrodinâmica 2DH no furo de Laura - Nordeste Paraense
(Universidade Federal do Pará, 2016-05-23) LOPES, Matheus Santiago; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471
Os ambientes estuarinos são objeto de árduo estudo ao longo das últimas décadas devido sua importância no contexto econômico, social e ambiental. As estratégias para contenção de derrames de óleo em corpos d’água, por exemplo, são baseadas em estudos de modelagem hidrodinâmica. O uso de modelos numéricos computacionais para prever e analisar os padrões de circulação dentro de corpos d’água costeiros vem crescendo no país. Na região norte do Brasil a utilização de modelos ainda está em caráter experimental. Neste trabalho, foi utilizado o software SisBaHia® (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental) para implementar, calibrar e validar um modelo hidrodinâmico para o corpo d’água chamado furo da Laura (rio Guajara-Mirim) que localiza-se na região costeira do nordeste Paraense. O modelo foi calibrado com dados pretéritos de elevação da superfície e velocidade de correntes coletados em três períodos: seco de 2013, chuvoso de 2014 e seco de 2014. O fluxo de enchente e vazante da maré ocorre de forma simultânea nas duas bocas que o furo da Laura apresenta. Objetivou-se localizar a região de tombo da maré ou convergência barotrópica e sua variação sazonal. Foi simulado a hidrodinâmica para um mês no período chuvoso (fevereiro) e um mês no período seco (agosto). O transporte lagrangeano com partículas lançadas na baía do sol foi analisado quanto sua dispersão horizontal. Os locais de convergência do campo de velocidade foram encontrados próximos à boca sul do FL e os locais de divergência variam espacialmente devido o ciclo da maré. As partículas lançadas na baía do Sol tendem a não entrar no FL, mas contribuem para o processo de sedimentação e erosão que ocorre no litoral da ilha de Colares.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem hidrodinâmica e estudo morfológico do Lago Água Preta: um dos mananciais da Grande Belém
(Universidade Federal do Pará, 2010) HOLANDA, Patrícia da Silva; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808
As condições naturais dos recursos hídricos podem ser modificadas com o uso insustentável dos mesmos. Por exemplo, em Belém, capital do Estado do Pará, o lago Água Preta, apresenta uma história de degradação que põe em risco o abastecimento de água potável em Belém. Nesse contexto, a principal contribuição do presente trabalho, é a realização de um estudo sobre a modelagem hidrodinâmica e a morfologia do lago Água Preta. Tal estudo foi efetuado a partir de duas fontes de dados. A primeira é um mapa topobatimétrico de 1975, que faz parte dos arquivos da COSANPA. A segunda foi uma batimetria realizada com um ADCP em 2009. A modelagem iniciasse com a elaboração dos modelos de elevação de terreno de 1975 e 2009, também utilizados para o estudo morfológico do lago. Para a utilização do modelo hidrodinâmico, são necessários os modelos de elevação de terreno supracitados; o modelo de rugosidade do relevo subaquático do lago, para o cálculo do coeficiente de Manning; e as condições de contorno. As simulações hidrodinâmicas de velocidade e profundidades foram realizadas utilizando o modelo de Saint-Venant do tipo águas rasas. No caso das profundidades, as mesmas foram comparadas com dados disponíveis na literatura, a fim de validá-las. Os resultados das simulações hidrodinâmicas, ou seja, profundidades e velocidades, associadas ao estudo morfológico, são peças chave na análise dos padrões de escoamento e de tendências de assoreamento do lago.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação numérica de derramamento de óleo na foz do rio Amazonas
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-30) DEMONER, Sarana Castro; ABREU, Carlos Henrique Medeiros de; http://lattes.cnpq.br/9009261156099636; https://orcid.org/0000-0003-0904-8791; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
A dinâmica dos rios na Amazônia está predominantemente ligada a ameaças ou eventos naturais que podem ou não desencadear danos ambientais. Em março de 2013 ocorreu um deslizamento de uma extensa porção de solo para o interior do canal de Santana no Amapá, essa movimentação abrupta de massa levou consigo o Porto de Santana e suas respectivas instalações. As constatações da perícia identificaram um solo sensível que ainda não havia sido identificado anteriormente no Brasil. Em razão do comportamento insólito do material às margens do Porto de Santana, das novas características de solo identificadas e por se tratar de uma área portuária, a qual abriga diversos materiais de grande potencial poluidor, incluindo terminais de granéis líquidos, oleodutos, surge a necessidade de avaliar o comportamento de um possível derramamento de óleo através da modelagem hidrodinâmica. O software SisBaHiA® - Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental foi escolhido para ser utilizado na elaboração dos modelos pois possui interface amigável e já é bastante difundido em linhas de pesquisas correlacionadas. De posse dos modelos e cenários simulados identificou-se as proporções de um novo acidente de deslizamento envolvendo essas reservas de combustíveis, as áreas do canal de Santana que seriam diretamente afetadas pelo óleo e qual o tempo de resposta que as instituições responsáveis teriam para acionar ações de mediação e contenção de um acidente dessa proporção. Assim sendo, o estudo busca obter mecanismos de gestão pontuais e tomadas de decisões sobre um possível sinistro.