Título:
Sistema computacional de auxílio à decisão no manejo integrado de quantidade e de qualidade de água
Resumo:
No Brasil, o principal desafio da política de recursos hídricos é a gestão sistemática da água sem dissociação dos aspectos de quantidade e de qualidade. Isso implica em dispor de ferramentas de análises que possam tratar o problema de forma integrada. O Acquanet é apresentado como um sistema de auxílio à decisão para a análise integrada de alocação e de qualidade da água em sistemas de recursos hídricos. O sistema é composto de uma base de dados, uma base de modelos e um módulo de diálogo que são interligados via rotinas computacionais. A base de dados foi projetada para receber informações de demandas, características físicas e operacionais das estruturas de oferta de água, dados hidrológicos, dados de qualidade da água em rios e reservatórios e de lançamento de efluentes. A estrutura proposta para o banco de dados visou tanto a segurança operacional quanto a versatilidade de utilização. A integridade relacional na concepção das tabelas foi pensada de modo a minimizar a utilização de dados inconsistentes e impedir operações acidentais que possam descaracterizar a funcionalidade do banco. A base de modelos receberá dados da base de dados e retornará ao usuário informações especialmente processadas para facilitar a tomada de decisões. Estas informações poderão ser armazenadas no banco de dados para facilitar consultas futuras. A função dos modelos é simular todo o sistema de aproveitamento de recursos hídricos e analisar diferentes alternativas de alocação de água entre seus reservatórios e os diversos consumos, incluindo aspectos quantitativos e qualitativos. A análise da alocação da água nas bacias é realizada por um modelo de rede de fluxo que constitui uma classe de modelos de simulação que contêm um algoritmo de otimização. Esses algoritmos são altamente eficientes, o que significa que sistemas extremamente grandes e complexos podem ser tratados em microcomputadores comuns. A otimização dos modelos de rede de fluxo é executada a cada intervalo de tempo, de forma seqüencial. O intervalo mensal é usualmente o mais utilizado para os problemas de planejamento e gerenciamento de recursos hídricos, embora a técnica seja aplicável a intervalos mais curtos. Deve ser enfatizado, entretanto, que na maioria dos modelos de rede de fluxo a otimização efetuada não é dinâmica, ou seja, não se garante o ótimo global para um período de n intervalos de tempo à frente. O modelo utilizado para simular a qualidade da água de rios é do tipo unidimensional e de regime de fluxo é permanente. Os rios que compõem o sistema são divididos em trechos. Cada trecho é visto como um elemento computacional onde ocorrem os mecanismos de transporte de carga e onde a concentração dos constituintes de qualidade da água está completamente misturada. Cada trecho deverá apresentar parâmetros constantes, tais como: área da seção, declividade, velocidade, vazão e altura média da lâmina d’água. Cada segmento representa um volume de controle sobre o qual as equações que governam o balanço de massa serão aplicadas. O Acquanet demonstrou grande facilidade para analisar o problema de qualidade da água em toda a bacia, permitindo uma apreciação global do sistema e incorporando as relações de causa e efeito ocorridas entre os diversos pontos da bacia, tornando a análise mais real e representativa do problema. Os cálculos são feitos de forma muito rápida podendo-se rodar vários cenários diferentes, podendo ser simulado possibilidades de tratamento em pontos de lançamentos para verificar alternativas de mínimo custo que melhorem as condições de qualidade da água na bacia. A atual versão do Acquanet não permite a entrada dos parâmetros utilizados no modelo de qualidade a cada mês e não possui um calibrador automático. Isso torna o processo de calibração trabalhoso em situações em que o número e as combinações entre eles forem muito grandes. A análise do sistema hídrico representado pelas bacias dos rios Jaguari e Camanducaia, localizadas no Estado de São Paulo no Brasil, mostrou que não há problema de abastecimento e que as vazões naturais são suficientes para atender as demandas. O reservatório poderá ser útil quando as demandas das bacias começarem a aumentar. Apesar de ter havido diferenças entre as medianas das concentrações calculadas e observadas de DBO, estas não foram significativas podendo-se dizer que os parâmetros que interferem na remoção da carga orgânica no sistema servem para representar o fenômeno na realidade. De modo geral, as concentrações de DBO são elevadas logo após os lançamentos de efluentes, chegando a valores muito acima do limite (5 mg/l) para a maioria pontos. O decaimento da concentração de DBO apresentou comportamento diferente em cada trecho depende das características hidráulicas e das vazões consideradas. O modelo permite simular possibilidades de tratamento em pontos de lançamentos para verificar alternativas de mínimo custo que melhorem as condições de qualidade da água. A água do rio Camanducaia que chega ao rio Jaguari, assim como a água do rio Jaguari que chega ao rio Atibaia, apresentam concentrações de DBO abaixo do limite crítico para a Classe II. Isso indica que cada bacia vista de forma isolada não compromete a qualidade das águas do rio onde deságua, a partir do ponto de confluência.
Autores:
C.A. Teixeira, R. L. Porto, M. Porto, A. V. Méllo Jr.