Depois de apresentar os modelos hidrodinâmicos, necessários para o diagnóstico do funcionamento hidrodinâmico do sistema rio Guandu – Lagoa do Guandu (veja os posts Modelagem ambiental – Parte 1 e Modelagem ambiental – Parte 2), hoje é a vez da modelagem de transporte.
A partir dos resultados dos modelos hidrodinâmicos, foi utilizado o módulo de modelagem de transporte Euleriano para avaliar os padrões de taxa de renovação e de mistura de massas de água, entre as águas do rio Guandu e das bacias dos rios Poços/Queimados e Cabuçu/Ipiranga.
O modelo de transporte Euleriano é de uso geral para simulação de transporte advectivo-difusivo com reações cinéticas, para escoamentos 2DH, ou em camadas selecionadas de escoamentos 3D. No caso desse estudo, buscando simular os diferentes padrões de circulação existentes na região foi utilizado o Modelo Hidrodinâmico 2DH. Neste caso de estudo, foi considerado que o contaminante encontra-se dissolvido em toda a coluna d’água.
Taxa de renovação
A estimativa da renovação de águas é feita através da análise da porcentagem de água que aflui à região de interesse. Para a análise da taxa de renovação de água foi adotado como condição inicial para todos os nós do modelo o valor 0 para a concentração e as vazões afluentes ao domínio foram consideradas com valor de concentração igual a 100. O modelo de transporte Euleriano foi simulado pelo período de 1 mês, considerando um ciclo com as três horas finais do modelo hidrodinâmico para cada cenário. Foram simulados a situação atual e o cenário de projeto com a barragem e a ligação rio Guandu – Lagoa do Poços.
Abaixo apresenta-se o instante inicial da simulação para ambos os cenários. É possível observar que ocorre a troca de água do instante inicial por água nova vinda dos rios.
Início da simulação do modelo de transporte Euleriano para avaliação da taxa de renovação das águas do sistema modelado – situação atual (esquerda) e projeto (direita).
O resultado da simulação após 1 mês, apresentado abaixo, mostra que a taxa de renovação da água da cabeceira da lagoa Poços/Queimados varia de 20 a 30% para o cenário atual. Esse resultado ressalta a necessidade de uma ação estrutural para garantir uma melhor circulação hidrodinâmica na área mais de montante da lagoa do rio Poços, a qual fica estagnada, com regiões sem qualquer renovação de água, mesmo após um mês de simulação. O resultado do cenário de projeto mostra que há uma melhora na taxa de renovação da cabeceira da lagoa Poços/Queimados com a ligação do Guandu, em relação à situação atual. Porém, observa-se uma piora na taxa de renovação das águas da parte mais baixa desta mesma lagoa e da lagoa Cabuçu/Ipiranga, devido à presença da barragem. A barragem impede que a água do rio Guandu circule para dentro da lagoa, renovando mais rapidamente as partes mais de jusante das lagoas, condicionando a renovação de água no interior da lagoa à capacidade de vazão da estrutura de descarga de dutos.
Resultado do modelo de transporte Euleriano para avaliação da taxa de renovação das águas após 1 mês de simulação – situação atual (esquerda) e projeto (direita).
Estimativa da mistura das águas do sistema
Os resultados permitem avaliar os padrões de circulação hidrodinâmica no interior das lagoas e os impactos potenciais da implantação da barragem no sistema, o qual impede a troca de água entre o rio Guandu e a lagoa, o que pode refletir diretamente na qualidade de suas águas interiores.
Um cenário adicional, contemplando uma ligação entre o trecho de montante do rio Guandu e a parte mais alta da lagoa do rio Poços/Queimados, foi simulado, possibilitando a observação do potencial de melhoria na circulação interna da lagoa e da qualidade de sua água, considerando que o rio Guandu apresenta uma água mais limpa.
