A modelagem matemática de qualidade da água é uma técnica que tem mostrado excelentes resultados na elaboração de prognósticos da qualidade da água. Em função do uso do solo, das condições hidrometeorológicas e da gestão da infra-estrutura existente, a quantidade e o tipo de poluentes afluentes aos corpos receptores têm uma grande variação, o que, por sua vez, traz implicações à qualidade da água e consequentemente à saúde pública e ao meio ambiente. Modelos matemáticos mais complexos, simulando o escoamento tridimensional em reservatórios, com a capacidade de representar o transporte, circulação e reações de poluentes, embora largamente utilizados em outros países, ainda são pouco difundidos em nosso país. No presente momento a RMSP é palco de diversos programas que visam à melhoria e manutenção da qualidade da água do Alto Tietê. Isto inclui o Projeto Tietê, a ampliação da calha do Tietê, e o programa de proteção de mananciais, todos eles com grande esforço de técnicos nacionais e aporte de recursos por organismos financiadores internacionais como BID, BIRD e JBIC. Tendo isto em mente, e a discussão dos instrumentos definidos no marco regulatório envolvendo as políticas nacional e estadual de recursos hídricos, a avaliação da implantação de modelos matemáticos de qualidade da água mais complexos na realidade nacional, como o aqui proposto, assume grande relevância. Neste trabalho verifica-se a viabilidade da implantação de modelos matemáticos 3D na RMSP, e sua utilização como subsídio à discussão de questões específicas referentes à gestão dos recursos hídricos, as quais dificilmente poderiam ser avaliadas sem sua utilização. A aplicação do modelo 3D no Reservatório Billings, viabilizada através de um acordo de cooperação firmado entre CETESB e BID, fornece subsídios à avaliação das alterações da qualidade da água neste reservatório, em função de questões como, por exemplo, variações nos bombeamentos do Rio Pinheiros e/ou das condições meteorológicas, e evidencia a importância do envolvimento de técnicos de todas as instituições atuantes na gestão do reservatório para o sucesso da utilização da modelagem.

Mathematical modeling has proved to be an extremely useful technique in forecasting water quality. Because of different hydrometeorological conditions and the different ways in which land is used and existing infrastructure is managed, there is considerable variation in the volume and type of pollutant flowing into the receptor bodies. This has implications for water quality and, consequently, public health. More complex mathematical models, simulating three-dimensional reservoir flows and capable of representing pollutant transportation, circulation and reactions, although widely adopted in other countries, are still underutilized in Brazil. Currently, the RMSP is the scene of several programs designed to improve and maintain water quality in the Alto Tiete basin. These include the Tiete Project, the widening of the Tiete River bed and the water source protection program, all of which are being carried out by national specialists with the help of funding from the IDB, the JBIC and the World Bank. Bearing all this in mind, assessing the implementation of more complex mathematical models is imperative for any discussion of the instruments defined by the regulatory framework for federal and state water resource policy. This thesis addresses the feasibility of implementing 3D mathematical models in the RMSP and their utilization as an aid in the discussion of specific water resource management problems, which would be otherwise be difficult to assess. The application of the model to the Billings Reservoir, thanks to a cooperation agreement between CETESB and the IDB, supplies valuable input for the discussion of the model’s results in evaluating the changes in the reservoir’s water quality engendered by such factors as the pumping of water from the Pinheiros River, reservoir segmentation and basin occupation. At the same time it also highlights that if the utilization of such modeling is to be a success, then it is vital that specialists from all the reservoir management institutions are involved.