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Factores climáticos e
pressões antropogénicas –
efeitos na qualidade da água
da Ria de Aveiro
Marta Rodrigues* (LNEC/DHA)
Anabela Oliveira (LNEC/DHA)
Henrique Queiroga (UA)
Vanda Brotas (FCUL)
André B. Fortunato (LNEC/DHA)
Lisboa, 23 de Março de 2012
2
> Enquadramento
> Abordagem Integrada
> Dados Históricos
> Trabalho de Campo
> Modelação Numérica
Descrição do Modelo
Domínio de Estudo
Hidrodinâmica
Variabilidade Diurna
Variabilidade Sazonal
Cenários Futuros
> Considerações Finais
Tópicos
3
Enquadramento
http://www.waikato.govt.nz/
ESTUÁRIOS e ZONAS COSTEIRAS
Importância ambiental,
económica e social
Aumento das pressões nos
ecossistemas estuarinos
Valo
res e
Fu
nçõ
es
Pre
ssõ
es e
Am
ea
ça
s
Gestã
o
Legislação (e.g. DQA),
planos de gestão, …
Monitorização
Modelos Numéricos … In
str
um
en
tos
4
Ria de Aveiro
CMA
> Pressões antropogénicas têm
contribuído para a degradação
da qualidade da água
> Estudos baseados unicamente
em dados
> Uso integrado de dados e
modelos numéricos permite
avaliar diferentes cenários,
estudar tendências futuras e
apoiar a gestão integrada
Enquadramento
5
Abordagem Integrada
Analisar os efeitos dos factores climáticos e das
acções antropogénicas qualidade da água da
Ria de Aveiro
Trabalho de
Campo e
Experimental
Modelação Numérica
de Elevada
Resolução
Análise de Dados
Históricos
Vari
ab
ilid
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atu
ral
do
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an
trop
og
én
icas
Validação
Compreensão dos
Processos
6
Dados Históricos
Hipoxia
> Situações de hipoxia a montante:
1992 – entrada em funcionamento do
tratamento secundário da indústria do papel
inverno - caudal fluvial promove a renovação
da água
7
Trabalho de Campo
> Campanhas no canal de Mira:
Medição de salinidade,
temperatura, níveis,
correntes e colheita de água
para análise em laboratório
de nutrientes e clorofila a
Caracterização das
afluências
Campanhas de 24 horas, em
2009 e 2010
EB
EM1
EM3
EM2
8
Modelação Numérica
Modelo de
Contaminação
Fecal
Modelo de
Campo
Próximo
Modelo
Hidrodinâmico –
SELFE
Modelo Ecológico –
ECO-SELFE
Directiva Quadro da Água:
- Parâmetros físico-
químicos (incluindo
oxigénio dissolvido)
- Fitoplâncton
Directiva das Águas
Balneares:
- E. coli
- Enterococus
9
Modelação Numérica - Modelo Ecológico
Zooplâncton
Fitoplâncton
Bacterioplâncton
Matéria Orgânica Dissolvida
Matéria Orgânica Particulada
Nutrientes Inorgânicos
Carbono Inorgânico Dissolvido
Oxigénio Dissolvido
Carência Química de Oxigénio
Variáveis Ecológicas
10
Aplicação na Ria de Aveiro
> Malhas não estruturadas – representação
adequada de domínios complexos
Modelação Numérica
11
> Malha horizontal da Ria de
Aveiro: 31000 nós
> Malha horizontal do canal
de Mira: 13000 nós
> Malha vertical: 7 níveis
> Período de simulação: 1
ano
> Variáveis ecológicas: 25
> Validação do modelo e
simulação de 15 cenários
Malha
– canal
de Mira
Modelação Numérica
Utilização de computação em paralelo e do
cluster de elevado desempenho MEDUSA
12
Hidrodinâmica
> Velocidade da corrente:
EMA ~ 0.2 m s-1
EM3
EB
EM2
EM1
> Níveis:
EMA ~ 10 cm
Modelação Numérica
13
Salinidade Temperatura (ºC)
Modelação Numérica - Hidrodinâmica
> Representação adequada da salinidade e temperatura a diferentes
escalas temporais e espaciais
0
5
10
15
20
25
30
35
10
12
14
16
18
20
22
24
Jusante Montante
16
Variabilidade Sazonal –
Variáveis Ecológicas
> Clorofila a:
- concentrações mais
elevadas a montante e
na primavera
- diferenças ~ 1-2 mg/l
> Oxigénio Dissolvido:
- concentrações mais
elevadas no inverno
- diferenças ~ 1 mg/l
17
Cenários Futuros
Modelação Numérica
Cenários
Alterações
Climáticas
Subida do nível do mar
(0.28 m e 0.42 m)
Subida da temperatura do ar (cenários SRES A2 e
B2, variação sazonal)
Variação nos regimes de precipitação (cenários
SRES A2 e B2, variação sazonal)
Acções
Antropogénicas
Dragagens na Ria de Aveiro
Construção de uma marina no canal de Mira
Descarga de nutrientes no canal de Mira
18
Modelação Numérica – Cenários Futuros – Resultados Preliminares
Primavera Verão Outono Inverno
+2.2ºC
Tem
pera
tura
do
ar
Pre
cip
itação
+6.1ºC +3.8ºC +2.2ºC
-3% -40% -13% +20%
> Variação da clorofila a em relação ao cenário de referência (%)
19
> Abordagem integrada que combina trabalho de
campo e modelação numérica
> Trabalho de campo nas componentes físicas
e bio-químicas
> Modelação numérica de elevada resolução,
possível pela utilização da computação em
paralelo e do cluster MEDUSA
> Análise dos resultados sugere uma influência
combinada dos factores climáticos e
antropogénicos na qualidade da água da Ria de
Aveiro – a considerar no desenvolvimento de
planos de gestão
Considerações Finais
Factores climáticos e pressões
antropogénicas – efeitos na qualidade da
água da Ria de Aveiro
Obrigada! [email protected]
Agradecimentos
- Bolsa de Doutoramento SFRH/BD/41033/2007
- Projecto G-Cast - GRID/GRI/81733/2006
Trabalho de campo e laboratorial: M. Guerreiro, A. Azevedo,
X. Bertin, A. Nahon, N. Bruneau, A. Ré, R. Marques, A.
Pereira, B. Silva, S. Tavares, J. Carvalho, J. Dias, S. Plecha, T.
Diniz, C. Sá e F. Santos.
Dados atmosféricos: Prof.ª Maria Dolores Manso
- Projecto BGEM - Towards operational forecasting of
ecosystem dynamics: benchmarking and grid-enabling of
an ecological model