Sistema de Modela

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Sistema de Modelação MOHIDModelo
EcotoxicológicoAplicação à Bacia do Trancão
Ana Rosa Trancoso (ana.rosa.maretec_at_ist.utl.pt)
LIFE02/ENV/P/000416
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Índice

• SIG e base de dados
• Modelação
• Sistema MOHID
• Aplicação Bacia do Trancão
• Hidrodinâmica
• Modelo Ecotoxicológico
• Trabalho em desenvolvimento

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Sistema de Informação Geográfica

• Base de Dados
• Armazenamento
• Tratamento
• Análise
• Georeferenciação
• Partilha

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Vantagens do SIG

• Sistematização dos dados experimentais
• Partilha na Internet
• Opções de pesquisa e inquérito facilitadas pela
  georeferênciação
• Comparação com os resultados da modelação
• Estrutura geral permite integração de outros
  dados e de outros projectos.

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O que é um Modelo?

• Cálculo dos processos físicos que ocorrem no meio
  aquático
• Hidrodinâmica
• Transporte de propriedades (sedimentos,
  nutrientes, metais, etc...)
• Processos específicos de cada propriedade
  (erosão, deposição, consumo, etc...)
• Continuidade Espacial e Temporal
• Simulação de Cenários de Gestão

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http//www.mohid.com
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Sistema Integrado
MOHID Soil
MOHID Land
Executable
Library
Basin Delineator
Digital Terrain Creator
Mohid Base 3 Soil modules
MOHID Water
Interprocess Communication
Soil, Soil Properties,...
Triangulator
River Network
Mohid Base 2 Grid and Atmosphere modules
0D Main
Horizontal Grid,Vertical Grid, Atmosphere,
Advection Diffusion, ...
Mohid Base 1 Process, IO and Function modules
Global Data, Water Quality, Sediment Quality,
EnterData, HDF, Functions, Time, LUD,
Triangulation, Time Series, ...
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Mohid Water Exemplos

• Traçadores lagrangeanos
• Contaminação microbiológica
• Dispersão de poluentes

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Mohid Water Exemplos II

• Hidrodinâmica
• Salinidade

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Mohid Water Exemplos III

• Qualidade da Água
• Clorofila

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Mohid GIS Interface Gráfica

• Geração de
• Malhas curvilíneas
• Modelos digitais de terreno
• Batimetrias
• Delimitação de bacias
• Geração de redes de drenagem
• Definição automática de secções transversais
• Sobreposição de mapas temáticos
• Visualização 4D
• 3D (x,y,z)
• Tempo (t)

Digital Terrain Creator
Basin Delineator
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Mohid Land Aplicação ao Trancão
Precipitação mm/h

• Bacia impermeável
• Precipitação Outubro 2004

Caudal de escoamento superficial
Caudal na rede fluvial
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Transporte de uma Propriedade Genérica
Conservativa

• Descarga de 0.1 m3/s durante 2h
• Concentração inicial 1kg/m3

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Modelo Ecotoxicológico

• Abordagem top-down Efluente mistura de
  substâncias é tratado como uma propriedade
  conservativa
• Descarga e transporte de efluentes na rede
  fluvial
• Cálculo da Ecotoxicidade a partir da diluição do
  efluente descarregado
• Calibração com os resultados dos bioensaios

Assumindo que não existe interacção entre os
efluentes
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Efluentes descarregados
IF05
IST32
IP10
IST41
IO08
IF03 IF35
IC14
IO39
W45
IR24
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Risco potencial de toxicidade

• Considerando todas as descargas com o mesmo
  caudal e precipitação constante de 1 mm/dia
  (avaliação da capacidade de diluição do meio
  receptor)

Menor capacidade de diluição
Maior Toxicidade
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Risco de Toxicidade para a bacia do Trancão

• Utilizando os caudais reais de descarga dos
  efluentes e precipitação constante de 1 mm/dia

Efluentes descarregados em cabeceiras aumentam a
toxicidade localmente (IC14 IF05, IF03, IF35)

• Têm importância na composição da toxicidade
  global no meio receptor
• Efluentes com grande fluxo de descarga (W45)
• Efluentes muito tóxicos independentemente do
  local de descarga

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Efluentes descarregados
IF05
IST32
IP10
IST41
IO08
IF03 IF35
IC14
IO39
W45
IR24
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Cenários/Sensibilidade da bacia
Cenário EC50 () Q (m3/s) Diminuição da toxicidade média na bacia ()





Pré-diluição do efluente com maior toxicidade à
saída (IC14)
9
1.74x10-3
1.2
Pré-diluição do efluente com maior concentração à
saída (W45)
0.09
90
0.01
Pré-diluição de um efluente tóxico descarregado
numa zona intermédia no meio receptor (IST41)
11
7.41x10-4
0.01
Pré-diluição de um efluente tóxico descarregado
numa cabeceira (IF05)
4.63x10-4
6
0.24
Descarga de IC14 numa linha de água com maior
capacidade de diluição
9
1.74x10-3
24.18
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Outubro 2004
Precipitação mm/h
Quando o caudal aumenta a toxicidade baixa
21
Outubro 2004
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Conclusões do Modelo Ecotoxicológico

• Situações de ocorrência de picos de toxicidade
• Períodos de seca
• 1º evento de precipitação anual (First Flush
  Flood)
• Redução da toxicidade no meio receptor
• Pré-diluição dos efluentes
• Descargas desfasadas no tempo
• Descargas em zonas intermédias da bacia
• Zonas de maior risco na bacia do Trancão
• Zonas sujeitas a descargas tóxicas efectuadas nas
  cabeceiras das linhas de água Ribeira de Loures
  e Ribeira de Fanhões.
• Necessidade de caracterizar bem o sistema
  contabilizando-se as principais fontes de
  poluição pontual e difusa.

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Trabalho em Desenvolvimento
Acoplamento de modelos biogeoquímicos (0D)
Light
Phytoplankton
Zooplankton
Organic matter
Nutrients
Temperature
Bacteria
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Modelos de Qualidade da Água

• WaterQuality
• Adaptado do modelo pelágico WASP da EPA, com 15
  compartimentos. Bastante utilizado em estuários,
  zonas costeiras e reservatórios.
• CEQUALW2
• Adaptado do modelo pelágico e bêntico CEQUALW2,
  com numero variável de compartimentos. Duas
  décadas de utilização em reservatórios, lagos e
  estuários.
• Life
• Modelo pelágico que inclui ciclos bacterianos e
  estequiometria variável (Tese PhD)
• SedimentQuality
• Modelo que simula o ciclo biogeoquímico do
  carbono e azoto em meios não saturados com ciclos
  bacterianos e estequiometria variável, baseado em
  RZWQM/OMNI

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Conclusões / Trabalho Futuro

• Base de Dados e GIS são ferramentas úteis que
  ainda devem ser melhoradas
• MOHID GIS gera dados de entrada e permite
  visualizar resultados
• MOHID Land calcula hidrodinâmica, transporte de
  propriedades e toxicidade de descargas no meio
  receptor.
• Trabalho Futuro
• Finalizar o desenvolvimento do MOHID Land
• Acoplar MOHID Water and MOHID Land através de
  MPIs
• Calibração do modelo com resultados de projectos