Modelagem bidimensional para simulação da qualidade da água do Lago Paranoá - DF

Abstract

O Lago Paranoá foi criado em 1959 com múltiplos usos, atingindo objetivos paisagísticos, recreativos, de geração de energia elétrica e diluição de efluentes. Em 2017, esse lago passou a ser utilizado também como manancial de abastecimento humano, apesar de estudos apontarem a presença de cianobactérias nesse corpo hídrico. O modelo bidimensional CE-QUAL-W2 foi utilizado neste trabalho com o objetivo de avaliar seu potencial para a simulação da qualidade da água do Lago Paranoá, com o auxílio de uma rotina computacional com finalidade de calibração desenvolvido em linguagem Python, utilizando a técnica de otimização SCE-UA. Foi realizada uma análise de sensibilidade para identificação de principais parâmetros a serem calibrados, junto com um levantamento bibliográfico para determinar o intervalo de variação das variáveis de decisão e estimativa inicial, que foram então inseridos no algoritmo. Dentre os constituintes de qualidade da água simulados, analisamos especificamente a simulação de Oxigênio Dissolvido (OD), Amônia, Fósforo Total e Fitoplâncton. O modelo apresentou melhor performance na simulação do OD, com RMSE de 1,00 mg/L na camada de 10m, sendo capaz de representar os períodos de mistura completa do lago que, sendo monomítico, ocorrem uma vez ao ano. No entanto, no período de estratificação, houve uma discrepância significativa na simulação de OD nas camadas de fundo, o que foi determinante na simulação das demais variáveis. O módulo hidrodinâmico foi afetado de forma significativa após a simulação do módulo de qualidade, simulando temperatura praticamente constante em toda a coluna d'água, sendo recomendado assim que a calibração dos dois módulos do modelo seja feita de forma concomitante, se possível usando computadores de alta performance. A rotina computacional utilizada se mostrou como uma adequada ferramenta para auxílio neste processo, apesar de modificações serem ainda necessárias para aprimorar a simulação da qualidade da água.