Modelagem Matemática: - Sabesp

Modelagem Matemática:
macrófitas aquáticas &
hidrodinâmica
Angelo Saggio, UFSCar

Objetivo:

“Simular o estabelecimento,
desenvolvimento e transporte da
comunidade de macrófitas em
lagos e reservatórios”

O que é necessário
representar?

- morfometria do sistema
(batimetria, variabilidade do sedimento)
- regime hidrológico e hidráulico
(flutuações de níveis e fluxos)
- condições meteorológicas
(temperatura, radiação, ventos)
- condições biogeoquímicas
(pH, penetração de luz, disponibilidade de nutrientes)
- outros ...

Por que modelagem
hidrodinâmica?

Lago Guaíba, RS
Raso, simples (?) e
com sérios problemas
de florescimentos
algais
Experimento de Inverno
(22 a 31 de Agosto, 2005)
Experimento de Verão
(20 a 30 de Janeiro, 2006)
Modelagem 3D da
hidrodinâmica e qualidade
de água

Condições Meteorológicas
Agosto , 2005

Rápido desenvolvimento de gradientes verticais

Correntes definindo fortes gradientes horizontais

Composição do Fitoplâncton
Euglenofíceas
Clorofíceas
Diatomáceas
Cianofíceas

Composição do Fitoplâncton

E as macrófitas?

Reservatório de Jupiá, SP
Rios Tietê e Paraná
Experimento intensivo de campo entre 04 e 18 de Abril de
2003, período no qual a CESP realizou diversos testes de
variação de vazão e nível no reservatório de Jupiá.
Modelagem 3D da hidrodinâmica com malha de 200x200m
ao longo do rio Paraná e malha de 50x50m ao longo do rio
Tietê – alta resolução de modo a representar as lagoas
marginais presentes no sistema.

Reservatório de Jupiá / Braço Tietê

Reservatório de Jupiá / Braço Tietê

Transporte ao longo do braço do Paraná
Medido Simulado

Transporte ao longo do braço do Tietê
Medido
07, April 2003
00h51 – 15h57
Simulados Track 06
Track 09

Atual estágio da simulação de macrófitas
aquáticas com o modelos hidrodinâmicos 3D
Grandes Lagos (EUA/Canadá):
Forte crescimento de macrófitas aquáticas submersas enraizadas
nos contornos do Lago Eire. Os modelos ELCOM/CAEDYM já são
utilizados na simulação 3D da hidrodinâmica e eutrofização; e um
novo submodelo de macrófitas está sendo desenvolvido.
Lago Chiui (Malásia):
Deslocamento da dominância de plantas flutuantes para
submersas como resultado de distúrbios hidrológicos. Modelos de
diferentes espécies estão sendo utilizados em conjunto.

A modelagem do
Guarapiranga ...

Registros contínuos de variáveis hidrodinâmicas

Levantamento da composição dos sedimentos

Verificação contínua contra uma estação fixa ...

Simulação em tempo real durante
experimentos de campo ...

Considerações Finais
- A modelagem 3D da hidrodinâmica e qualidade da água é viável;
- o transporte de macrófitas aquáticas parece ser bem representado
pelos modelos hidrodinâmicos;
- a incorporação de modelos de crescimento das macrófitas aos
modelos hidrodinâmicos e ecológicos é consistente, porém sempre
será condicionada ao conhecimento das respostas fisiológicas dos
organismos (necessidade de ensaios de laboratório);
- uma grande dificuldade para a modelagem ainda é o
estabelecimento de novos bancos de plantas enraizadas.

Considerações Finais
- A modelagem 3D da hidrodinâmica e qualidade da água é viável;
- o transporte de macrófitas aquáticas parece ser bem representado
pelos modelos hidrodinâmicos;
- a incorporação de modelos de crescimento das macrófitas aos
modelos hidrodinâmicos e ecológicos é consistente, porém sempre
será condicionada ao conhecimento das respostas fisiológicas dos
organismos (necessidade de ensaios de laboratório);
- uma grande dificuldade para a modelagem ainda é o
estabelecimento de novos bancos de plantas enraizadas.

Considerações Finais
- A modelagem 3D da hidrodinâmica e qualidade da água é viável;
- o transporte de macrófitas aquáticas parece ser bem representado
pelos modelos hidrodinâmicos;
- a incorporação de modelos de crescimento das macrófitas aos
modelos hidrodinâmicos e ecológicos é consistente, porém sempre
será condicionada ao conhecimento das respostas fisiológicas dos
organismos (necessidade de ensaios de laboratório);
- uma grande dificuldade para a modelagem ainda é o
estabelecimento de novos bancos de plantas enraizadas.

Considerações Finais
- A modelagem 3D da hidrodinâmica e qualidade da água é viável;
- o transporte de macrófitas aquáticas parece ser bem representado
pelos modelos hidrodinâmicos;
- a incorporação de modelos de crescimento das macrófitas aos
modelos hidrodinâmicos e ecológicos é consistente, porém sempre
será condicionada ao conhecimento das respostas fisiológicas dos
organismos (necessidade de ensaios de laboratório);
- uma grande dificuldade para a modelagem ainda é o
estabelecimento de novos bancos de plantas enraizadas.

Contato: saggio@ufscar.br