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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-12052016-153446
Documento
Autor
Nombre completo
Thiago Luis Rodrigues da Silva
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2016
Director
Tribunal
Rocha, Odete (Presidente)
Mauad, Frederico Fabio
Moretto, Evandro Mateus
Nordi, Cristina de Souza Freire
Tundisi, José Galizia
Título en portugués
Análise da influência de variáveis meteorológicas e da hidrodinâmica sobre os padrões espaciais e temporais da qualidade da água e de florescimentos de cianobactérias e macrófitas em um reservatório urbano
Palabras clave en portugués
Hidrodinâmica
Padrões espaciais
Padrões temporais
Reservatório urbano
Tempos de transporte
Resumen en portugués
Os reservatórios urbanos estão suscetíveis a uma variedade de interferências antropogênicas que acarretam grande variabilidade espacial e temporal. Contudo, possuem uma dinâmica própria na qual o hidroclima e micro e macro-eventos meteorológicos atuam sobre os processos físicos, químicos e biológicos resultando em respostas particulares de cada corpo de água. No presente estudo a existência de padrões espaciais e temporais na formação de florescimentos de algas, cianobactérias e macrófitas no reservatório Guarapiranga, São Paulo, SP, foi avaliada por meio de experimento de curta escala de tempo durante o evento da entrada de uma frente fria. Foram amostrados 64 pontos em todo o reservatório, e o estudo intensivo de florescimento algal e de cianobactérias em dois ciclos nictemerais, em um ponto selecionado no reservatório. Um modelo tridimensional de hidrodinâmica foi aplicado ao estudo compartimentalizado dos tempos de residência e imagens de satélite foram analisadas para determinação de padrões temporais e espaciais durante períodos de tempo mais amplos. Os resultados revelaram que os períodos mais favoráveis ao surgimento de florescimentos de cianobactérias são geralmente os meses mais quentes, de dezembro e janeiro, ou aqueles em que ocorrem estratificações mais fortes como no fim do inverno, em julho, e após as primeiras chuvas nos meses de setembro e outubro. Existem padrões espaciais recorrentes na formação dos florescimentos, controlados em grande parte pela ação do vento, que no reservatório Guarapiranga é predominantemente nas direções leste e sudeste empurrando os florescimentos na direção da foz dos tributários Embu Mirim e Embu Guaçu e ocasionalmente na direção da foz do rio Parelheiros. As simulações hidrodinâmicas evidenciam as forçantes que determinam os padrões observados e reforçam a importância de se discretizarem os tempos de residência de diferentes compartimentos do reservatório. As séries temporais amplas permitiram a determinação da qualidade da água em cada região e fornecem subsídios para o futuro manejo do reservatório. Como esse comportamento não se restringe ao reservatório Guarapiranga, o tipo de modelagem aqui utilizada pode ser útil para obter informações importantes no processo de planejamento e seleção de medidas para o gerenciamento de reservatórios urbanos tropicais polimíticos, em geral.
Título en inglés
Analysis of the influence of meteorological variables and the hydrodynamic on spatial and temporal patterns in the water quality and cyanobacterial and macrophyte blooms in urban reservoirs
Palabras clave en inglés
Hydrodynamics
Spatial patterns
Temporal patterns
Transport time
Urban reservoir
Resumen en inglés
Urban reservoirs are susceptible to a variety of anthropogenic interferences, that leads to large spatial and temporal variability, however they have themselves a proper dynamics in which the hydroclimate and micro and macro meteorological events act upon physical, chemical and biological processes, resulting in a singular signature for each water body. In the present study the existence of spatial and temporal patterns for the formation of algal, cyanobacterial and macrophyte blooms in Guarapiranga Reservoir, São Paulo, SP, was evaluated by means of a short-time scale experiment during the event of a cold front passage. Sampling was carried out in 64 points in the whole reservoir and the intensive study of an algal and cyanobacterial during two nictemeral cycles, at a selected point in the reservoir. A tri-dimensional hydrodynamics model was applied to the study of discrete residence time of the main reservoir tributaries. Satellite images and long term data sets were analyzed aiming to determine spatial and temporal patterns at long time scale. The results obtained have shown that the most favorable periods for algal and cyanobacterial blooms are usually the hottest months, December and January, or those with stronger thermal stratification at the end of the winter in July and after the first rains in September and October months. There are recurrent spatial patterns in the formation of blooms, largely controlled by wind action, that in Guarapiranga Reservoir are predominantly from East and Southeast directions frequently pushing the blooms towards Embu Mirim and Embu Guaçu tributaries and occasionally towards Parelheiros River mouth. Hydrodynamic simulations evidenced the forcing functions that control the observed patterns and reinforced the importance of residence time discretization according to each main reservoir compartment. The temporal data series allowed to assess each compartment water quality and provided information for future reservoir management. Considering that the patterns found are not restricted to Guarapiranga Reservoir, the type of model here used could be useful to get relevant information to be used in the planning or selection of management actions for tropical polymictic urban reservoirs in general.
 
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Fecha de Publicación
2016-05-19
 
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