Modelagem bidimensional para simulação da qualidade da água do Lago Paranoá - DF

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marques, Laís de Almeida
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/42307
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2021.
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spelling Modelagem bidimensional para simulação da qualidade da água do Lago Paranoá - DFModelagemQualidade da águaCE-QUAL-W2Rotina de calibraçãoDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2021.O Lago Paranoá foi criado em 1959 com múltiplos usos, atingindo objetivos paisagísticos, recreativos, de geração de energia elétrica e diluição de efluentes. Em 2017, esse lago passou a ser utilizado também como manancial de abastecimento humano, apesar de estudos apontarem a presença de cianobactérias nesse corpo hídrico. O modelo bidimensional CE-QUAL-W2 foi utilizado neste trabalho com o objetivo de avaliar seu potencial para a simulação da qualidade da água do Lago Paranoá, com o auxílio de uma rotina computacional com finalidade de calibração desenvolvido em linguagem Python, utilizando a técnica de otimização SCE-UA. Foi realizada uma análise de sensibilidade para identificação de principais parâmetros a serem calibrados, junto com um levantamento bibliográfico para determinar o intervalo de variação das variáveis de decisão e estimativa inicial, que foram então inseridos no algoritmo. Dentre os constituintes de qualidade da água simulados, analisamos especificamente a simulação de Oxigênio Dissolvido (OD), Amônia, Fósforo Total e Fitoplâncton. O modelo apresentou melhor performance na simulação do OD, com RMSE de 1,00 mg/L na camada de 10m, sendo capaz de representar os períodos de mistura completa do lago que, sendo monomítico, ocorrem uma vez ao ano. No entanto, no período de estratificação, houve uma discrepância significativa na simulação de OD nas camadas de fundo, o que foi determinante na simulação das demais variáveis. O módulo hidrodinâmico foi afetado de forma significativa após a simulação do módulo de qualidade, simulando temperatura praticamente constante em toda a coluna d'água, sendo recomendado assim que a calibração dos dois módulos do modelo seja feita de forma concomitante, se possível usando computadores de alta performance. A rotina computacional utilizada se mostrou como uma adequada ferramenta para auxílio neste processo, apesar de modificações serem ainda necessárias para aprimorar a simulação da qualidade da água.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).The Paranoá Lake was created in 1959 with multiple uses, achieving aesthetic purposes, recreational, eletric power production and the receptor of wastewater treatment plants. In 2017, this lake has also become a source for water supply, despite studies showing the presence of cyanobacteria in this waterbody. The bidimensional model CE-QUAL-W2 was used in this work with the objective of evaluating its potential to simulate Paranoá Lake's water quality, with the help of an algorithm developed in Python language to calibrate the model, using the SCE-UA optimization technique. A sensitivity analysis was made to identify the main parameters to be calibrated, as well as a literature review to determine the range of each parameter's values and optimum values, that were then inserted in the algorithm. Among the water quality constituents simulated, we analyze specifically Dissolved Oxygen, Ammonium, Total Phosphorus and Phytoplankton. The model showed a better performance in OD simultation, with an RMSE of 1,00mg/L in the 10m depth, being able to reproduce the periods of complete mixing in the lake, that being monomitic, happens once a year. Nonetheless, in stratification period, there was a significative discrepancy in OD simulation in the bottom layers, which had a major effect in the simulation of the other variables. The hydrodynamic module was severely affected after water quality simulation, simulating the temperature approximatly constant throughout water column, and therefore we recommend that both modules are calibrated at the same time, using high performance computers if possible. The algorithm has proven to be an adequate tool to auxiliate this process, although modifications are still necessary to improve water quality simulation.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos HídricosMinoti, Ricardo TeziniKoide, Sérgioamarques.lais@gmail.comMarques, Laís de Almeida2021-11-04T20:07:16Z2021-11-04T20:07:16Z2021-11-042021-06-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMARQUES, Laís de Almeida. Modelagem bidimensional para simulação da qualidade da água do Lago Paranoá - DF. 2021. 131 f., il. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/42307A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-08T18:57:08Zoai:repositorio.unb.br:10482/42307Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-08T18:57:08Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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