INCERTEZAS SOBRE A MODELAGEM MATEMÁTICA DE QUALIDADE DA ÁGUA EM CURSO DE ÁGUA URBANO

  • João Paulo Cunha de Menezes Universidade Federal de Uberlândia Departamento de Engenharia Civil, Campus Santa Mônica - Bloco 1Y - CEP: 38400-902.
  • Luiz Fernando Coutinho de Oliveira Universidade Federal de Lavras Departamento de Engenharia DEG / UFLA
  • Marcio Ricardo Salla Universidade Federal de Uberlândia Departamento de Engenharia Civil, Campus Santa Mônica - Bloco 1Y - CEP: 38400-902.

Resumo

Os modelos matemáticos de qualidade da água têm sido utilizados como forma de auxiliar os gestores sobre o controle da poluição hídrica. No entanto, as incertezas dos parâmetros de entrada afetam as previsões do modelo e, portanto, a decisão sobre o processo de gestão. Assim, faz-se necessário identificar as variáveis de entrada que afetam diretamente na incerteza dos resultados de saída do modelo de simulação. A fim de investigar as incertezas envolvidas na previsão da concentração mínima de oxigênio dissolvido, foi realizada uma análise de sensibilidade a partir da utilização de um método estocástico sobre um modelo determinístico de simulação da autodepuração de curso de água em uma bacia hidrográfica urbana. Para tal, foi utilizado o método de análise Monte Carlo e os resultados, interpretados com relação ao atendimento dos padrões de qualidade de águas regulamentado pela legislação vigente. Verificou-se que as variáveis de entrada mais afetadas do modelo foram à concentração de oxigênio e o coeficiente de reaeração. O uso do método estocástico para a análise de incertezas mostrou ser fundamental na verificação de quais parâmetros devem ter maior cuidado na sua determinação para que as respostas do modelo de simulação da autodepuração não sofram grandes variações nas respostas quando comparadas com os dados monitorados. Palavras-chave: Qualidade da água; Autodepuração; Simulação Monte Carlo. ABSTRACT Mathematical models of water quality have been used as a way to assist managers on the control of water pollution. However, the uncertainties of the input parameters affect the model predictions and therefore the decision on the management process. So, it becomes necessary to identify the input variables that directly affect the uncertainty of the output results of the simulation model. To investigate the uncertainties involved in predicting the minimum concentration of dissolved oxygen, a sensitivity analysis was carried through from using a stochastic method on a deterministic simulation model of the watercourse of depuration in an urban watershed. For this, we used the analysis of Monte Carlo method and the results interpreted with respect to meeting the water quality standards regulated by law. We have found that most affected input variables of the model were the concentration of oxygen and re-aeration coefficient. The use of stochastic method for uncertainty analysis was fundamental in check which parameters should be more careful in its determination that the responses of the simulation model do not suffer large variations when compared to monitored data. Keywords: Water quality; Self-purification; Monte Carlo Simulation.

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Biografia do Autor

João Paulo Cunha de Menezes, Universidade Federal de Uberlândia Departamento de Engenharia Civil, Campus Santa Mônica - Bloco 1Y - CEP: 38400-902.
Doutor em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas na Universidade Federal de Lavras com período sanduíche no Centre for the Research and Technology of Agro-Environmental and Biological Sciences (CITAB/UTAD). Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Presidente Antônio Carlos, campus Araguari (2007) tendo concluído o mestrado em Produção Vegetal pelo Centro de Ciências Agrarias da Universidade Federal do Espírito Santo (2012), na linha de Planejamento e Manejo de Recursos Hídricos. Sua experiência está concentrada na área recursos hídricos, limnologia, ecologia aplicada para saneamento, restauração ambiental e modelagem ecológica em ambientes aquáticos. Além de ter experiência como educação ambiental, gestão ambiental. Sua ênfase atual na pesquisa está focada na área de gestão de bacias hidrográficas e monitoramento de ecossistemas aquáticos, atuando principalmente nos seguintes temas: re-estruração ecológica e de qualidade da água, reservatórios e rios, índices de qualidade de água, macro invertebrados bentônicos, interações tróficas e modelagem ecológica em ecossistemas aquáticos.
Luiz Fernando Coutinho de Oliveira, Universidade Federal de Lavras Departamento de Engenharia DEG / UFLA
Graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (1986), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (1992) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (1999). Atualmente é professor Titular do Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras, Bolsista em produtividade do CNPq, nível 2. Área de atuação: Engenharia de Água e Solo, Saneamento Ambiental e Recursos Hídricos.
Marcio Ricardo Salla, Universidade Federal de Uberlândia Departamento de Engenharia Civil, Campus Santa Mônica - Bloco 1Y - CEP: 38400-902.
Graduação em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia Civil de Araraquara (1998), mestrado em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (2002) e doutorado em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (2006). Em 2006 atuou como consultor UNESCO junto à FUNASA-CORE/SP atuando na área de saneamento básico. Atualmente é professor doutor permanente adjunto I na FECIV/UFU, onde na graduação leciona: Ciências do Ambiente, Meio Ambiente e Sustentabilidade, Instalações Prediais e Infra-Estrutura Urbana e Hidráulica Agrícola. Já na pós-graduação leciona: Tratamento e disposição de efluentes sanitários. Foi Coordenador do Curso entre 31/03/2009 até 05/04/2010. Atualmente é Coordenador do Laboratório de Saneamento da FECIV/UFU, membro do Colegiado do PPGEC/FECIV/UFU e Conselheiro Titular do Conselho Estadual de Recursos Hídricos CERH/IGAM - triênio 2011-2013.
Publicado
2017-01-13
Seção
Engenharia Civil