Estudo da estratificação térmica do reservatório Vossoroca por meio de índices físicos

Abstract

Em lagos e reservatórios, é importante conhecer o regime térmico para determinar variações de constituintes físicos, químicos e biológicos. A dinâmica de transporte vertical é definida pela estratificação térmica, que é um fenômeno resultante da troca de calor da atmosfera com a água, formando-se estratos com diferentes temperaturas e densidades. O projeto tem como objetivo caracterizar a dinâmica térmica do reservatório Vossoroca, em Tijucas do Sul, no Paraná. A caracterização do regime térmico do reservatório é realizada através de medições de temperatura na coluna de água e de variáveis meteorológicas. O monitoramento térmico da temperatura da água é feito através de uma cadeia de termistores, sendo 6 sensores instalados nas profundidades de 1, 3, 5, 7, 9 e 11 metros a partir da superfície e 1 sensor fixado a 1 metro do fundo. As variáveis meteorológicas (temperatura do ar, umidade, pressão, radiação solar, velocidade e direção do vento) são medidas através de uma estação meteorológica. A partir desses dados, é possível analisar a estabilidade da estratificação e a influência das forçantes meteorológicas através do cálculo de índices físicos: a razão geométrica, que verifica a área superficial exposta à ação do vento e se há facilitação da mistura por essa razão; o número de Lago, o número de Wedderburn e o número de Richardson, que são índices que avaliam o grau de mistura ou de estabilização da estratificação térmica, e a estabilidade de Schmidt e a frequência de Brunt-Väisälä, que quantificam a intensidade da estabilidade da estratificação. Ao se avaliar a variação da temperatura em relação ao tempo, observou-se que o reservatório Vossoroca encontra-se estratificado durante os meses mais quentes, e as águas misturam-se durante o inverno. Portanto, o reservatório pode ser classificado como monomítico quente, cuja circulação ocorre somente uma vez no ano, no inverno. Os resultados dados pelo número de Lago e de Wedderburn possuem comportamento similar, sendo que ambos conseguem representar o regime térmico, pois os menores valores dados pelos índices são durante os meses mais frios, quando a estratificação é fraca. Além disso, a estabilidade de Schmidt e a frequência de Brunt-Väisälä também possuem comportamentos similares, os quais os maiores valores são dados nos meses mais quentes, indicando que a intensidade da estratificação nesse período é maior. O número de Richardson foi calculado entre camadas, e foi observado que esse índice não foi eficiente em prever a intensidade de estratificação e a tendência à mistura. Os índices físicos são um instrumento para a compreensão da dinâmica térmica de um lago ou reservatório, podendo auxiliar na implementação de modelos de temperatura e de transporte vertical, assim como para modelos de qualidade da água, que é afetada pelo regime térmico