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Título: Modelagem da qualidade da água da baía de Vitória, ES
Autor(es): Curbani, Franciane Entringer
Orientador: Aquije Chacaltana, Julio Tomás
Data do documento: 12-Jul-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A qualidade da água é resultante de condições naturais e do uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica. Entre os principais problemas de qualidade da água dos estuários, está a depleção de oxigênio dissolvido devido à entrada excessiva de nutrientes provenientes de efluentes domésticos ou industriais. Estudos da qualidade da água que exigem o entendimento dos processos que ocorrem no corpo hídrico requerem maior abrangência de análise espaço-temporal para evidenciar relações de causa e efeito, sendo os modelos numéricos importantes ferramentas para tal análise. Neste trabalho, foi implantado um modelo numérico para o Sistema Estuarino da Ilha de Vitória (ES, Brasil), com o objetivo de avaliar os processos físicos e bioquímicos que regem a qualidade da água e sua relação com as forçantes hidrodinâmicas, sob os princípios da mecânica dos fluidos computacional. Foram analisados os constituintes NH4+, NH3, NO3-, DBO5 e OD, que participam do balanço de oxigênio dissolvido, e os processos de nitrificação, mineralização e reaeração, sendo avaliado: a adição ou remoção dos constituintes pelos processos; o efeito das fontes pontuais urbanas no balanço de oxigênio dissolvido; a distribuição espacial das concentrações dos constituintes em instantes de maior e menor diluição, correlacionando-os às forçantes que configuraram tais cenários. A reaeração foi um importante processo de introdução de OD na Baía de Vitória, sendo até 53% do OD atribuído a este processo na região média estuarina. O principal processo de perda de OD foi a mineralização, seguido da nitrificação. A redução da concentração de OD devido às fontes pontuais foi pouco significativa (máxima local de -2,1%). Foi observado durante a sizígia um aumento dos níveis de OD em relação à quadratura, associado ao aumento da diluição dos constituintes na baía, favorecida pelo maior volume de água e pelas maiores velocidades das correntes durante a sizígia. Os momentos críticos para a concentração dos constituintes ocorreram em instantes de estofa de vazante durante marés de quadratura, com menor diluição associada à diminuição da velocidade das correntes na quadratura e menor volume de água proveniente da Baía do ES. Nas regiões próximas ao rio Itanguá e Canal da Costa foi observada uma maior deterioração da qualidade da água, sendo a região média do estuário a mais afetada pelos aportes de nutrientes e DBO considerados.
Water quality is the result of natural conditions and the land use in the drainage basin. The depletion of dissolved oxygen (DO) due to excessive input of nutrients from domestic or industrial effluents is one of the most important issues in estuarine water quality. Water quality studies that require an understanding of the processes that occur in the water body requires a comprehensive spatio-temporal analysis to identify cause and effect relationship, therefore numerical models are important tools for such analyzes. In this work a numerical model, based on computational fluid mechanics and transport phenomena, was applied to understand physical and biochemical process governing the water quality of the Vitória Island Estuarine System (ES, Brazil). The following constituents were analyzed: NH4+, NH3, NO3-, BOD5 and DO. These constituents participate in the DO balance. In addition, nitrification, mineralization and reaeration processes were also analyzed. Based on these constituents and processes the following aspects were evaluated: the addition or removal of the constituents by each process; the effect of punctual urban sources in the DO balance and the spatial distribution of the constituents concentrations in moments of maximum and minimum dilution, correlating them to the hydrodynamic fields. The reaeration was an important process for introducing DO in Vitória Bay, responsible for up to 53% of DO in the middle estuary. The primary loss process of DO was the mineralization, followed by the nitrification. The reduction of DO concentration due to punctual urban sources was minimal (local maximum of -2.1%). The DO concentration at the spring tide was higher than at the neap tide, which was associated with higher dilution of the constituents in the bay during spring tides, due to the larger volume of water and the higher currents velocities. The critical instants for the concentration of the constituents occurred in ebb low water during neap tides, with lower dilution related to weak currents and lower volume ofwater from the Espírito Santo Bay. At the region of the Itanguá River and Costa Channel it was observed increased deterioration of water quality, and the middle estuary was the most affected area by the considered inputs of nutrient and BOD.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9431
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