Estudo das variáveis intervenientes no balanço quali-quantitativo de um sistema Bacia-Lago : o caso do Lago Paranoá – DF

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Gilliard Nunes
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46196
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós Graduação em Arquitetura e Urbanismo, 2022.
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spelling Estudo das variáveis intervenientes no balanço quali-quantitativo de um sistema Bacia-Lago : o caso do Lago Paranoá – DFModelagem matemáticaLago Paranoá (DF)Água - qualidadeTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós Graduação em Arquitetura e Urbanismo, 2022.O uso e ocupação do solo podem interferir nos aspectos quantitativos e qualitativos dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica. Para avaliar impactos como esses, abordagens mais abrangentes são cada vez mais necessárias. A Bacia Hidrográfica do lago Paranoá (BLP), localizada no Distrito Federal, foi palco de grandes mudanças e medidas de controle do uso do solo e da água na tentativa de aumentar os padrões de qualidade da água, em especial no lago Paranoá. No entanto, ainda em situação de fragilidade, estudos são necessários analisando a influência das ações que se desempenham na BLP e os impactos no Lago. Buscando atender esta demanda este estudo propôs uma análise integrada entre o estudo hidrológico e de qualidade da água das sub-bacias bem como o estudo hidrodinâmico e de qualidade da água do Lago agregando uma das maiores séries temporais de dados monitorados tanto nas sub-bacias afluentes quando no lago Paranoá. Com estes dados foi possível a aplicar o modelo SWAT nas bacias afluentes obtendo NSE > 0,65 e |PBIAS| < 4, mesmo em bacias urbanas. Além disso, este trabalhao apresenta um estudo pioneiro na estimativa dos balanços de cargas de Nitrogênio e Fósforo ao lago Paranoá, avaliando o aporte de nutriente por mais de 35 anos. Para aprimorar a base de dados existente foi implementada uma rede de monitoramento contendo uma estação meteorológica e três anemômetros além de dois perfis instalados no lago Paranoá na ponte das Garças e Ponte Juscelino Kubitschek monitorando temperaturas desde a superfície até o sedimento coletando dados de hora em hora nos anos de 2019 e 2020. No lago Paranoá, foi realizada a modelagem hidrodinâmica e de qualidade da água com o modelo CE-QUALW2, para a calibração foi desenvolvida uma ferramenta de calibração automática permitindo superar o desafio da calibração manual, com base na tentativa e erro, sendo possível alcançar ajustes satisfatórios na representação do lago Paranoá. Com o ajuste alcançado foi possível verificar a condição de monomítico quente do lago Paranoá nas regiões mais profundas (prof. > 15m) enquanto em regiões mais rasas (prof. < 10 m) foi possível diagnosticar os padrões térmicos e suas mudanças temporais e espaciais. Uma vez calibrada a hidrodinâmica realizou-se uma análise exploratória com o uso do CE-QUAL-W2 na simulação de componentes de qualidade da água no lago, mostrando a viabilidade do modelo na aplicação. Finalmente, realizou-se a integração dos modelos para a proposição de cenários considerando a integração dos estudos de bacia e lago de forma onde foi constatada a viabilidade da integração dos modelos para a avaliação conjunta de ambientes compostos por bacias e lagos.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The use and occupation of the soil can interfere in the quantitative and qualitative aspects of the water resources of a hydrographic basin. To assess impacts such as these, more comprehensive approaches are increasingly needed. The Paranoá lake Hydrographic Basin (BLP), located in the Federal District, was the scene of major changes and measures to control soil and water use in an attempt to increase water quality standards, especially in Lake Paranoá. However, in a fragile situation, studies are needed to analyze the influence of the actions carried out in the BLP and the impacts on the Lake. Seeking to meet this demand, this study proposed an integrated analysis between the hydrological and water quality study of the sub-basins as well as the hydrodynamic and water quality study of the Lake, adding one of the largest time series of monitored data both in the tributary sub-basins when in Paranoá lake. With these data it was possible to apply the SWAT model in the tributary basins obtaining NSE > 0.65 and |PBIAS| < 4, even in urban basins. In addition, this work presents a pioneering study in the estimation of Nitrogen and Phosphorus load balances to Paranoá lake, evaluating the nutrient supply for more than 35 years. To improve the existing database, a monitoring network was implemented containing a meteorological station and three anemometers, in addition to two thermal monitoring profiles were installed in Paranoá lake at Herons Bridge and Juscelino Kubitschek Bridge, monitoring temperatures from the surface to the sediment, collecting hourly data in 2019 and 2020. In Paranoá lake, hydrodynamic and water quality modeling was carried out with the CE-QUAL-W2 model, for calibration an automatic calibration tool was developed allowing to overcome the challenge of manual calibration, based on trial and error, making it possible to achieve satisfactory adjustments in the representation of Paranoá lake. With the adjustment achieved, it was possible to verify the condition of warm monomitic of the Lake in the deeper regions (depth > 15 m) while in shallower regions (depth < 10 m) it was possible to diagnose the thermal patterns and their temporal and spatial changes. Once the hydrodynamics was calibrated, an exploratory analysis was carried out using CE-QUAL-W2 in the simulation of water quality components in the lake, showing the feasibility of the model in the application. Finally, the integration of models was carried out to propose scenarios considering the integration of basin and lake studies, in a way that the feasibility of integrating models for the joint assessment of environments composed of basins and lakes was verified.Minoti, Ricardo Tezininunes.ba70@gmail.comSilva, Gilliard Nunes2023-07-25T22:27:33Z2023-07-25T22:27:33Z2023-07-252022-10-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfNUNES, Gilliard. Poluição difusa na Bacia do Lago Paranoá. 2022. xii, 208 f., il. Tese (Doutorado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46196porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-25T22:27:34Zoai:repositorio.unb.br:10482/46196Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-25T22:27:34Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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