Aplicação de Modelo Matemático a Dados de Ciclos de Estratificação Térmica e de Qualidade da Água do Reservatório do Vacacaí-Mirim

Autores

Maria Do Carmo Cauduro Gastaldini, Eloiza Maria Cauduro Dias De Paiva, João Batista Dias De Paiva, Márcio Ferreira Paz, Maria Cláudia Nunes Kraemmer

Resumo

Nos lagos e reservatórios profundos de clima tropical ocorre, normalmente, estratificação térmica no período de verão. A permanência ou semi-permanência da estratificação térmica determina, que a esta se superponham estratificações químicas e biológicas. O trabalho de modelagem matemática da qualidade da água, nesses corpos d-água, está na dependência direta da modelagem da estrutura térmica. O reservatório do Vacacaí-Mirim apresenta ciclos de estratificação térmica, que iniciam na primavera e acabam no outono. Dos modelos disponíveis na literatura um dos que melhor se adapta as características do reservatório do Vacacaí-Mirim é o CE-QUAL-W2. Este modelo é bidimensional com médias laterais, foi desenvolvido pelo US Army Corps of Engineers e combina, diretamente, os algoritmos da hidrodinâmica e da qualidade da água. Realizou-se levantamentos de perfis de oxigênio dissolvido e temperatura no ponto de maior profundidade do reservatório do Vacacaí-Mirim, no ano de 1999. O modelo CE-QUAL-W2 foi calibrado e os perfis de temperatura e oxigênio dissolvido foram satisfatoriamente previstos pelo modelo, reproduzindo a variação dos ciclos de estratificação durante o ano.

Palavras-chave

modelagem matemática, qualidade da água, estratificação de reservatório

A Mathematical Model Applied to Data on Thermal Stratification Cycles and Water Quality in the Vacacaí-Mirim Reservoir

Authors

Maria Do Carmo Cauduro Gastaldini, Eloiza Maria Cauduro Dias De Paiva, João Batista Dias De Paiva, Márcio Ferreira Paz, Maria Cláudia Nunes Kraemmer

Abstract

Thermal stratification usually occurs during the summer in lakes and deep reservoirs in a tropical climate. The permanence or semi-permanence of thermal stratification determines the superposition of chemical and biological stratifications on it. Mathematical modeling of water quality in those water bodies depends directly on the modeling of the thermal structure. The Vacacaí-Mirim reservoir presents cycles of thermal stratification, which begin in spring and end in fall. Among the models available in literature, the one that best adapts to the characteristics of the Vacacaí-Mirim reservoir is CEQUAL-W2. This model is two-dimensional with lateral averages. It was developed by the U.S. Army Corps of Engineers, and directly combines the hydrodynamic and water quality algorithms. A study of the dissolved oxygen and temperature profiles at the greatest depth of the Vacacaí-Mirim was carried out in 1999. The CE-QUAL-W2 model was calibrated. The temperature and dissolved oxygen profiles were satisfactorily predicted by the model reproducing the variation of the cycles of stratification during the year.

Keywords

mathematical modeling, water quality, reservoir stratification