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http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BBJQ5R| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Modelagem hidrodinâmica e ecológica de reservatório tropical em condição de escassez hídrica |
| Authors: | Laura Melo Vieira Soares |
| First Advisor: | Talita Fernanda das Gracas Silva |
| First Co-advisor: | Nilo de Oliveira Nascimento |
| First Referee: | Ricardo Tezini Minoti |
| Second Referee: | Michael Männich |
| Abstract: | Entre as principais preocupações da gestão de recursos hídricos estão a manutenção da qualidade da água e a redução da vulnerabilidade a eventos que oferecem riscos ambientais e sanitários. Considerando-se que os processos térmicos em sistemas lacustres influenciam as características físico-químicas da água e governam a dinâmica biológica dos organismos aquáticos, o presente estudo buscou compreender o comportamento hidrodinâmico de um reservatório tropical e as suas implicações sobre a dinâmica do fitoplâncton. Ademais, foram investigados os efeitos de um período de escassez hídrica sobre os fenômenos de estratificação térmica e mistura da coluna dágua e sobre a biomassa e a composição dos organismos fitoplanctônicos. Para tanto, procedeu-se à análise de dados de campo e à modelagem matemática unidimensional. Empregou-se o modelo hidrodinâmico 1D-V (unidimensional vertical) General Lake Model acoplado ao modelo ecológico Aquatic EcoDynamics (GLM-AED) para simular os processos térmicos e a dinâmica do fitoplâncton no Reservatório Serra Azul (MG) de 2009 a 2016. Realizou-se análise de sensibilidade, bem como calibração manual e validação do modelo hidrodinâmico. Os resultados da análise de sensibilidade indicaram que a temperatura da água é mais sensível às mudanças na velocidade do vento e na vazão afluente. O modelo GLM-AED representou o comportamento monomítico do reservatório e reproduziu a biomassa e a distribuição do fitoplâncton na coluna dágua. O período de escassez hídrica rompeu a estratificação térmica e o reservatório passou a apresentar um comportamento polimítico. Dados de campo indicam a redução da biomassa fitoplanctônica e mudança em sua composição durante esse período. Esse estudo evidencia o emprego da modelagem matemática como ferramenta para auxiliar a gestão de sistemas de recursos hídricos. Os resultados apontam a necessidade de lidar com períodos de eventos extremos para o planejamento e gerenciamento dos sistemas lacustres, a fim de atender à demanda pela qualidade da água em mananciais, bem como satisfazer as funções ecológicas e ambientais de lagos e reservatórios |
| Abstract: | The water quality and the vulnerability reduction to events that pose environmental and health risks are among the main concerns of the management of water resources. Considering that thermal processes in lakes and reservoirs influence the physicochemical characteristics of water and govern the biological dynamics of aquatic organisms, the present study aimed to comprehend the hydrodynamic behavior of a tropical reservoir and its implications on phytoplankton dynamics. In addition, the effects of a drought period were investigated in terms of thermal stratification and mixing of the water column and of biomass and composition of phytoplanktonic organisms. For this purpose, field data was analyzed and mathematical modelling was applied. The hydrodynamic General Lake Model 1D-V (one-dimensional vertical) was coupled with the ecological model Aquatic EcoDynamics (GLM-AED) to simulate the thermal processes and phytoplankton dynamics of Serra Azul Reservoir (MG) from 2009 to 2016. A sensitivity analysis was performed as well as manual calibration and validation of the hydrodynamic model. The results of the sensitivity analysis indicated that the water temperature is more sensitive to changes in wind speed and inflows. The GLM-AED model represented the monomictic behavior of the reservoir and reproduced the biomass and distribution of phytoplankton in the water column. The drought period disrupted the thermal stratification and the reservoir was converted to a polymictic one. Field data indicate the reduction of phytoplankton biomass and a change in its composition during this period. This study shows the use of mathematical modelling as a tool to assist the management of water resources systems. The results point out the need to deal with periods of extreme events for the planning and management of lakes and reservoirs, in order to meet the demand for water quality, as well as to satisfy the ecological and environmental functions of those lentic water bodies |
| Subject: | Ecologia lacustre Secas Recursos hídricos Desenvolvimento Engenharia sanitária Reservatórios |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BBJQ5R |
| Issue Date: | 23-Mar-2018 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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