Simulação de qualidade da água usando HEC-RAS: Aula 4 - Modelagem de nutrientes (ciclo N-P)

o Olá pessoal seja bem vindos a mais um vídeo aula do curso de simulação de qualidade de água usando o modelo Black Racing nessa vídeo aula Vou mostrar para vocês ou vocês podem realizar uma simulação de nutrientes usando o modelo retirados antes de começar o vídeo aula vou pedir para você se inscrever no nosso canal E aí vocês podem destravar novos cursos de reais e também receber as nossas notificações vamos lá então é é bom pessoal a gente então na aula anterior mostrando para vocês como é que realiza uma simulação da temperatura da água EA

temperatura da temperatura da água é base para representação adequada de todos os outros processos é muito importante uma representação correta da temperatura da água para fazer modelagem da de nutrientes também eu vou abrir aqui o módulo de qualidade de água dos modelos Aquiraz CE Ah então tá aqui o módulo de qualidade de água e eu vou agora adicionar A modelagem de nutrientes que o único aqui construindo que tá faltando e quando eu ativo a modelar nutrientes Olha o que acontece com as condições de contorno abre aqui várias opções a várias opções são várias variáveis de

estados que estão relacionadas ao A modelagem nutrientes nesse caso aqui que é o círculo nitrogênio fósforo se a gente for usar o ciclo nitrogênio fósforo carbono vão ter mais outras variáveis aqui é seu colocar aqui vocês vão ver olha a quantidade de variáveis aqui ó quando eu coloco o ciclo nitrogênio fósforo carbono porque tem variáveis agora relacionadas ao carbono e aí eu tenho vai ser muito mais complicada de gerenciar aqui nessa viola vou trabalhar com vocês o ciclo nitrogênio fósforo que é o ciclo mais simples onde eu tenho algumas variáveis como cês tão vendo aqui

quais são as variáveis que que entraram agora o oxigênio dissolvido adubo carbonácea nitrogênio orgânico amônio nitrito Nitrato fósforo orgânico e ortofosfato então são essas variáveis aqui do módulo de nutrientes um para cada uma dessas variáveis eu preciso colocar as condições de contorno certo e aí eu vou ao longo dessa aula é colocando algumas dicas para vocês porque porque nesse caso a gente precisaria ou de dados de monitoramento reais ou de qualidade de água nos contornos para ter uma condições mais fiéis certo mas aí eu vou fazendo comentário uma para saber qual o que é que

seria mais interessante né para cada variar Começando aqui pelas aulas como já falei o padrão rack raíz ele já coloca uma condição de contorno a montante então para todas as variáveis se vocês abrem as caixinhas vocês vão ter sempre que colocar um a condição de contorno a montante para cada variável nova que entrou nesse modelo de qualidade de água agora é porque porque a jusante o rappi raíz ele ele vai calcular automaticamente esse eu sou matemática Então não precisa não precisaria colocar não é obrigatório colocar mas se você tiver melhor porque aí você vai pegar

uma condição real daquela variável a jusante certo mas é geralmente como quando como você vai simulação em rios e não tem o efeito de jusantes o rappi raíz ele deixa livre e não e coloca a espuma opcional a condição do pontão de jusante muito bem no caso das algas o que é que é interessante é e as algas as concentrações são baixas né nos rios por quê Porque tem muita turbulência no Rio a calha é menor do que não estuário então tem muita produção primária então não tem nenhum problema se você colocar aqui como condição

de controle Mutantes o valor 0 para as aulas porque o que são valores muito Baixinhos mesmo tá nos rios e quando chegar na zona estuarina você tem um crescimento maior questão de variação de temperatura nutrientes e e também é nutrientes e intensidade de luz tá então eu vou colocar com 10 aqui que é uma condição de contorno adequada à condição de contorno de jusante para as aulas eu vou deixar ela ela livre né para o modelo calcular Mas o que eu recomendo nesse caso eu recomendo como pra temperatura também usar algum produto desse acionamento remoto

por quê porque existem produtos desse acionamento remoto específicos para Clorofila ar é um indicador das aulas estão Vocês poderiam usar esses produtos e geral a série temporal e colocar essa temporal como condição de contorno de jusante aqui no módulo de qualidade água Seguindo aqui para próxima variável que é o oxigênio dissolvido oxigênio dissolvido como vocês estão vendo aqui é obrigatório definir a condição e montan a a condição de contorno de montante mais apropriada seria uma condição de altas concentrações por quê porque geralmente no rio atuou nessa maior os processos de relação são mais intensos então

geralmente a gente tem é grandes é a maiores concentrações de oxigênio dissolvido no rio caso aquele rio não seja tão poluído não tem muitas cargas orgânicas não receba tanta carga orgânica se ele recebe muito esgoto doméstico e industrial ou até mesmo de atividades da Agricultura aí a concentração de oxigênio é já não vai ser tão alta assim certa Tá mas nesse caso eu vou aqui usar a título só de aprendizagem então valor constante aqui um valor alto em torno aqui de 9 que é mais ou menos né a condição de saturação de oxigênio é no

na foz na Foz a embocadura né ali próximo ao Oceano geralmente a gente deixa livre também para o modelo calcular não existe produtos específicos dentro sensoriamento remoto para oxigênio dissolvido ser tão porque o oxigênio dissolvido afeta na coloração da água da loja pode deixar isso livre ou trabalhar com a condição de contorno também a jusante uma condição de contorno de altas concentrações por quê Porque na embocadura a gente tem muitas ondas e essas ondas fazem o efeito bem significativo de relação então a gente poderia usar também uma condição de contorno aqui a jusante é de

temperatura de concentração de oxigênio dissolvido também uma com o valor constante próximo do valor de saturação tanto no rio quanto na embocadura então dá para fazer isso tranquilamente a de Boo é a variável mais interessante aqui a de bo né porque daí você depende muito da carga orgânica que o rio ele recebe né eu gosto aqui tá recebendo do Rio e também Depende muito do das concentrações que tá acontecendo é ali na embocadura no caso a gente poderia até trabalhar com duas condições de contorno aqui para dedéu é o que eu recomendo tanto de mutantes

como de usando Então vou adicionar de jusante aqui na seção 217 e na sessão de jusante é a concentração ela é muito baixinho porque porque eu tenho uma um poder de renovação da água muito grande né exatamente na embocadura função do osso um grande diluidor de poluentes então a gente pode trabalhar com concentrações de de Boo próximos a zero e aqui na entrada do Rio vai depender exatamente da concentração gerada né pelas cargas orgânicas que o rio ele está recebendo devido às várias atividades antrópicas na bacia bom o que eu recomendo nesse caso a minha

recomendação é trabalhar fazer estimativas dessas cargas baseadas nessas atividades então tem vídeo aulas específicas que o explique eu vou colocar aqui na descrição desse essa dessa vídeo aula uma vídeo aula específica que eu explico não o modelo por exemplo modelo de street Phelps que pode ser utilizado para o cálculo tanto da HBO com por exemplo para todos os as concentrações de nutrientes né nitrogênio fósforo e aí dá para usar o distrito de Phelps para isso então a minha recomendação é fazer estimativa dessas variáveis baseado no que está ocorrendo na bacia hidrográfica certo então no caso

aqui eu vou usar um valor constante em torno aqui de 10 miligramas por litro só para a título de aprendizado para gente fazer a simulação de hidrogênio orgânico também eu vou colocar duas condições de contorno Seguindo aqui ADP o uma vez que na embocadura eu tenho uma diluição muito forte Então posso atribuir aqui o valor constante próximo de zero e aqui na foz do rio eu posso trabalhar com valores aqui constantes né Vou colocar aqui o valor de 1 e é para amônia também eu vou colocar mais uma condição de contorno de jusante e para

amônio aqui a jusante eu vou trabalhar com o valor zero né Por Conta do Poder de luz são da no oceano e aqui na foz do rio vou trabalhar com uma concentração em torno de e-mail Tá certo só a título dir de simulação Você poderia colocar outro valor tem problema não se podem colocar os valores aí tá só para gente fazer a simulação Vou colocar outro valor outra condição de controle aqui para no caso nitrito na embocadura mais uma vez valor zero e na foz do rio Vou colocar aqui um valor constante de 11 o

Nitrato vou colocar uma condição de contorno a jusante para um nitrato a e eu vou colocar aqui o valor constante na embocadura de zero e na foz do rio vou colocar um valor de 10 um fósforo orgânico fósforo orgânico uma condição de contorno a jusante na condição de contorno de jusante vou colocar constante 0 pelo poder atribuição do Oceano e vou colocar aqui um valor constante em torno de 0,05 são concentrações baixas de fósforos né Geralmente os fosfatos vou adicionar a condição de contorno na embocadura fosfato seria zero na embocadura pelo poder diluição do Oceano

e constante Vou colocar aqui o valor de 0,05 também e pronto já tenho todos os meus valores definido eu vou salvar aqui nos dados realizar a simulação tá outra coisa antes de realizar a simulação é uma coisa que a gente poderia fazer era mexer nos valores dos parâmetros aqui a nessa opção é no trem é tão parâmetros do dessa moda larga de um cliente então a gente poderia atribuir diferentes valores esses valores que estão aqui na tabela quando eu clico aqui ele já marca também aqui no gráfico são valores é que estão prescritos na literatura

quando eu coloco o mouse em cima geralmente ele o rappi coloca aqui um texto né uma observação com a faixa de variação de cada parâmetro nesse caso aqui eu tenho o coeficiente de biomassa a razão né Clorofila a biomassa que varia de 0 a 100 e aquele tá usando o valor de 10 que é o valor padrão na literatura aqui seria a fração de nitrogênio na biomassa tão 0,7 varia de 0 0,07 0,09 E aí vai né para cada parâmetro eu tenho aqui um uma sugestão de valor não é padrão e uma sugestão também de

faixa e os valores também poderiam ser atribuídos aqui diretamente do gráfico é só clicar aqui em cima ele a gente poderia ditar aqui eu também pelo gráfico tá pessoal então ou na tabela ou no gráfico olhando pelo gráfico essa adição de valores eu vou salvar vou usar todos os valores aqui padrão Vou salvar o módulo de qualidade de água e vou realizar a simulação aqui ó no bonequinho com em cima aqui da Barrinha colorida e computar os valores ah ah tá faltando a condição Inicial dessas variáveis não coloquei Deixa eu voltar lá eu vou voltar

aqui ó para a telinha condição Inicial e vou colocar aqui os valores né de condição inicial Tá para cada variável colocar aqui para as algas zero oxigênio dissolvido vou trabalhar com 9 né de Bel vou trabalhar com Gabriel bem baixinha dois nitrogênio orgânico vou trabalhar com uma concentração Baixa também vamos colocar de nutrientes Vamos colocar tudo bem baixinho 0,1 0,1 tamanho também 0,1 o nitrito Nitrato também o trabalho com mesmos valores da, zero, 1 vou dizer que no ambiente tá com bem basta esses valores de condição Inicial eles eles geralmente são atribuídos A em função

de uma fotografia no início da simulação então para isso teria que ter um algum monitoramento para representar de forma mais fiel a essa condição Inicial mas caso você não tem esse monitoramento gente pode atribuir valores constantes só que a a depender da sua condição Inicial o modelo ele vai levar mais tempo para que ele é chegue em valores mais próximos da realidade em função do que tá acontecendo no contorno tão Contorno ele vai controlar as concentrações dentro do domínio computacional certo vou usar que concentrações de 0,01 para o fosfato e para o fósforo orgânico também

se a escrita Vou salvar e agora vamos fazer a simulação Então vou aqui na simulação de qualidade de água mandar-lhe computar ele tá lendo né as planilhas e isso aí para o módulo de qualidade de água está realizando agora simulação e não demora um pouquinho vocês podem ser a acelerar o vídeo aí Caso vocês queiram passar essa parte mais rápido sem problema nenhum mas ele tá computando todas as variáveis de qualidade água então todas referentes Now all A modelagem de nutrientes A modelagem de temperatura da água e também de salinidade Então mas um pouco né

ele consegue concluir Lembrando que essa simulação originária também já está gravando os resultados os resultados das saídas dessas variáveis de qualidade de água então a gente já podem imediatamente concluir essa simulação e imediatamente a gente já consegue visualizar os resultados então esperar concluir essa simulação é só mais um pouco se lembra do isso é o caso onde a gente tem a simulação de todas as variáveis de estado né É no caso do da simulação de nutrientes eu não posso trabalhar com algumas variáveis retirar o usuário aves Ele trabalha com pacote inteiro então desde os nutrientes

até às aulas é passando pelo oxigênio dissolvido e também a TV o então o rappi raíz ele não coloca Nessa versão a opção de você desativar algumas variáveis de Estado então quando se ativa A modelagem de nutrientes ele coloca todas as variáveis de estado na no pacote para fazer simulação pronto concluído vou fechar essas telas e começar a visualizar os resultados aqui envio e bota corte espacial clock vou expandir e agora é só escolher avaliar o que você quer o padrão aqui tá temperatura da água mas eu poderia aqui visualizar a o oxigênio dissolvido a

gente trabalha a ver com a condição Inicial e concentração 9 não vou dar um Player TV que não tem muita variação ao longo do sistema Então por que aconteceu Inicial é nove aconteceu o final é nova e aí não tem variação aqui é realmente da concentração de oxigênio dissolvido vão trabalhar com outra variável aqui até bo-bell tem variação ó olha que legal tem eu coloquei uma condição inicial de 10 aqui na foz do rio e zero na embocadura então cê vê a capacidade de renovação do estuário da água então a maré enchente você vê que

limpa né aqui o canal Maré Vazante você vê que a concentração aqui vai ter consideração com o Tá certo então isso poderia ser também visualizado para outras variáveis tá então vou Fechar essa janela aqui vou visualizar agora e no tempo tão vio Volta quando time cílios plot vou expandir e vou visualizar agora por exemplo a de Boo ATP na seção 43 Olha só como falei para você só se a condição Inicial ela tá muito longe da realidade o modelo ele vai precisar de vários ciclos de Marés até chegar a uma condição uma condição é de

convergência então isso aqui por exemplo esse período ele teria que ser eliminado eu não poderia comparar aqui esses valores porque você está vendo que ele está convergindo para uma situação real a partir daqui a gente já tem uma um período auxiliar tório é uma convergência para valores então eu espero saque poderia ser utilizado para calibração tá então isso pode ser feito também com várias outras variáveis tá na a visualização poderia colocar até outras baladas aqui por exemplo a o oposto fato você vê outro fosfato ela é muito pequeno os valores né eu vou eu tenho

que desativar aqui o ADN para começar a visualizar que a concentração de horta fosfato nessa curva aqui de outro postar que os valores aqui são bem baixinho também você vê também mesmo comportamento precisou de vários segundos de Marés aqui para chegar uma condição onde a gente consiga consegue Aproveitar esses valores aqui para fazer calibração e usar para fazer avaliação do impacto ambiental o pessoal era isso eu espero que vocês tenham gostado do curso e recomendo muito né esse módulo de qualidade de água com a realização de simulação lá de qualidade água espero vocês verem o

próximo curso um abraço até logo mais