Modelagem numérica da renovação das águas no complexo estuarino de Paranaguá

Abstract

Resumo: O estudo da circulação heterodinâmica e de parâmetros que ajudem a entender a renovação das águas em esturios, tais como a taxa de renovação, a idade da água, entre outros, pode ser considerado um importante instrumento na gesr.o ambiental dos estuários, pois possibilita um melhor conhecimento sobre os processos dispersivos que nele ocorrem e sobre o tempo que poluentes ficam retidos no seu interior, facilitando a identificação de possíveis áreas de estagnação. Através do sistema de modelagem computacional SisBaHiA., neste trabalho foram calculadas as taxas de renovação, a idade da água e o escoamento residual, para diferentes cenários heterodinâmicos, das águas do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP), localizado no estado do Paraná, Brasil. Foram implementados um modelo heterodinâmico e um modelo de transporte euleriano para a representação dos padrões de circula.ao heterodinâmica e de transporte da região, que foram calibrados com dados medidos de eleva..o e temperatura d'água. Ambos os modelos apresentaram bom desempenho, produzindo erros relativos médios menores do que 5%. Após a calibra.ao, foram criados cenários heterodinâmicos distintos, para um período representativo de ver.o e um de inverno, com o intuito de analisar qual for.ante (maré, vazão ou vento) influencia mais na renova.ao das águas do CEP e de identificar as possíveis áreas de estagnação. Os cenários mostraram-se eficazes para apontar a maré as vazões fluviais como as for.antes de maior importância na renovação das águas do CEP. Em todos os cenários foram identificadas duas possíveis áreas de estagnação - a região da baía dos Pinheiros e a região da baía de Paranaguá - dado que apresentaram menores taxas de renova.ao e maior idade da água quando comparadas com as outras regiões.

Abstract:Studying hydrodynamic circulation and parameters that help to understand the water renewal of estuaries, such as water renewal rate and water age, can be considered an important instrument in the enviromental management of estuaries, as it allows a better understanding of dispersive processes that occur in this regions and the time that pollutants would be trapped inside of these water bodies, which would facilitate the identification of possible stagnation areas. This work calculated water renewal rates, water age and residual circulation for different hydrodinamic scenarios in the Paranagua Estuarine Complex (Parana, Brazil) using the SisBaHiA. system. An hydrodinamic model and a Eulerian transport model were implemented to represent the hydrodinamic circulation and the transport patterns of the region, which were calibrated with free surface position and water temperature data, respectively. Both models presented good performance, producting average relative erros lower than 5%. Different hydrodinamic scenarios were created to represent the summer and winter seasons, in order to analyze which hydrodinamic force (tide, river flow or wind) would have more influence on the water renewal in the CEP and to identify possible stagnation areas. The scenarios proved to be effective to point out the tide and the river flows as the most important hydrodinamic force in the renewal of the CEP waters. Two possible stagnation areas were identified in all scenarios - the regions of Pinheiros bay and of Paranagua bay - as they preseted lower renewal rates and higher water ages when compared to the other regions.