Simulação bidimensional da qualidade da água do Lago do Descoberto (DF/GO)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009.A eutrofização dos corpos d’água é provocada pela alta concentração de fósforo e nitrogênio que pode levar à proliferação de algas, causando a diminuição da qualidade da água. No sentido de se avaliar a qualidade de água para abastecimento público, é fundamental analisar a possibilidade de ocorrência de eutrofização dos reservatórios de água. Esta pesquisa visa mostrar o comportamento dinâmico das concentrações dos referidos nutrientes, do oxigênio dissolvido e da temperatura da água no Lago do Descoberto que é o principal reservatório de abastecimento público de água do Distrito Federal e entorno, correspondendo a aproximadamente 65% da água distribuída nesta região. A pesquisa abrangeu o período final de 2003 ao início de 2005. Para tal, foi utilizado o modelo CE-QUAL-W2. Trata-se de um modelo bi-dimensional, longitudinal/vertical, para análise da hidrodinâmica e da qualidade da água de corpos hídricos. O programa utiliza, entre outras ferramentas, os conceitos de mecânica dos fluidos, modelagem por diferenças finitas e escoamentos ambientais. Outro objetivo deste trabalho foi a avaliação da aplicabilidade do modelo e a coerência dos valores obtidos, para posteriores aplicações em cenários prognósticos. Os resultados do módulo hidráulico tiveram uma boa representatividade nas simulações com o coeficiente de Manning de 0,04, obtendo erro médio absoluto de 0,34m para as elevações do nível de água do reservatório durante o período modelado. Em geral, os resultados dos parâmetros de qualidade da água tiveram um ajuste satisfatório em comparações dos dados observados com os simulados. Por fim, os resultados obtidos a partir dos estudos realizados indicam uma satisfatória aplicabilidade do modelo para a obtenção de cenários prognósticos referentes à qualidade de água do Lago do Descoberto. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTEutrophication of water bodies is caused by high concentrations of phosphorus and nitrogen, leading to water quality declining. Accordingly, there is a concern to evaluate the quality of water for public supply. This research aims to show the dynamic behavior of the concentrations of these nutrients, dissolved oxygen and water temperature in Descoberto Lake which is the main reservoir of public water supply and environment of the Distrito Federal and neighboring cities, corresponding to approximately 65% of water distributed in the region. The research covered the end of period 2003 to early 2005. The model CEQUAL- W2 was used for developing the experimental research. CE-QUAL-W2 is a twodimensional model, laterally averaged, for analysis of hydrodynamics and water quality of water bodies. The program uses, among other tools, the concepts of fluid mechanics, modeling by finite differences and environmental flows. Another objective of this study was to evaluate the model applicability and the consistency of results for subsequent applications in scenarios predictions. The hydraulic results had a good representation in simulations with the Manning coefficient of 0.04, obtaining average absolute error of 0.34 m for the elevation of water level of the reservoir during the period modeled. In general, the results of water quality parameters had a satisfactory adjustment in comparisons of those observed with simulated data. Finally, the results indicate a satisfactory applicability of the model to obtain predictions of scenarios regarding the quality of water from the Descoberto Lake and other research