ProcFísicosLagunasENGAdendoAula3b.ppt

Prévia do material em texto

*
*
Curso de Graduação Engenharia de Sistemas Lagunares
Prof. Bastiaan A. Knoppers
Departamento de Geoquímica-UFF
Aula 2b
Adendo Aula 2 : Conceituação e Introdução aos Processos Físicos de Sistemas Estuarino-Lagunares
Outros Métodos mais Tradicionais Simplificados de Estimativas da Taxa de Renovação/ Tempo de Residência e/ou Diluição das Massas de Água 
(Ref.: Dyer, K.R. 1973. Estuaries: a physical introduction. John Wiley & sons, London. 140 p. 
*
*
Taxa de Renovação 
Método da Fração de Água Doce 
Uma das definições da taxa de renovação (T = “Flushing Time”) das massas de água corresponde ao tempo necessário para repor o total de água doce presente no sistema estuarino-lagunar em função da taxa da descarga de água doce. Sendo:
T = Q/R
Onde, Q é a quantidade (volume= m3) total de água doce acumulado no sistema ou um dos seus compartimentos e R é a descarga de água doce (m3/s). 
Pode ser estimado para eventos curtos, sazonais ou como média anual tendo medições da variabilidade temporal de Q e R. 
*
*
A média da fração de água doce (f) no sistema em qualquer compartimento ou do total da laguna é:
f = Ss – Sn/ Ss
Onde, Ss é a salinidade não diluída da água do mar (geralmente nas nossas águas do litoral S ≈ 33 ) e Sn é a média da salinidade na laguna ou num compartimento.
O volume total Q é obtido multiplicando a concentração da fração de água doce “ f “ pelo volume total da laguna ou seu compartimento. 
*
*
Cálculo da média anual de T como exemplo para a Laguna de Guarapina, RJ.
Área Média da laguna: 6,5 x 106 m2
Profundidade Média (Zm): 1 m
 Volume Médio Q: 6,5 x 106 m3
Vazão R: 3 m3/s ( = aporte para L. Guarapina 1 m3/s + entrada de água doce do compartimento interno de L.Maricá de 2 m3/s)
Fracão de água doce (média anual):
Salinidade L.Guarapina S = 15; Salinidade mar S = 33
f = 33 – 15/33
f= 0,55 ou 55 % do volume total da laguna
Volume total de água doce: 
Q = 6.5 x 106 m3 x 0,55 = 3,55 x 106 m3
Consequentemente T = Q/R é:
T= 3,55 x 10 106 m3/ 3 m3/s 
T = 1.17 x 106 s 
T = 13,54 dias
(fator conversão: 1 dia = 86400 segundos) 
*
*
Método da Prisma da Maré de Compartimento Único
Nesta estimativa assume-se que toda a água que entra durante maré enchente é inteiramente misturada com a água da laguna e o volume introduzido pelo mar e o aporte fluvial é igual a Prisma da Maré. A Prisma da Maré corresponde ao volume de água entre o nível de água da maré baixa e maré alta. Durante vazante o mesmo volume de água introduzido pela maré é removido e o teor de água doce do volume removido iguala a entrada fluvial.
 
Desta forma, a taxa de renovação por ciclo de maré é:
T = V +P/ P
Onde, V é o Volume de água da laguna durante baixa mar e P é o volume de água entre a maré baixa e a maré alta.
Considera-se que este método estima taxas maiores de renovação ou seja menores tempos de residência das águas que outros métodos mais aprimorados, mas fornece uma ordem de grandeza de T em geral, útil para a obtenção de uma primeira estimativa sobre o impacto da maré.
*
*
Exemplo Laguna de Guarapina, RJ:
Variação média da maré dentro de L. Guarapina
 Δh = 3 cm = 0,03 m
Volume da Prisma da Maré P
Área da laguna maré baixa A = 6.3 x 106 m2 e Volume de 6.3 x 106 m3 com profundidade média de 1m
Volume P = A x Δh = 6.3 x 106 m2 x 0,03 m
 = 0,19 x 106 m3
Sendo,
T = 6.3 x 106 m2 + 0,19 x 106 m3 / 0,19 x 106 m3
T = 6,49 x 106 m3/ 0,19 x 106 m3
T= 34 ciclos de mare
Considerando que a maré da costa de L. Guarapina é semi-diurna ou possui 44714 s de duração ou ocorre 1,93 vezes por dia ,
T = 34 / 1.93
O T estimado através do Método da Prisma da Maré é
T= 17.6 dias
(Obs. Um ciclo lunar de uma maré semi-diurna dura 44714 s de uma maré diurna 89428 s e um dia possui 86400 s)
*
*
Método da Prisma da Maré Modificado 
Este possui a mesma abordagem que o método Ad. 2, mas considera sistemas multi-compartimentados em função das diferenças regionais da salinidade de cada compartimento e divide desta forma o sistema em segmentos e a influência do fluxo do sal de cada sobre o outro. 
É geralmente, adotado para sistemas estuarinos com acesso ao mar mais abertos que possuem gradientes de salinidade contínuas entre a fontes de água doce e marinha. 
Para sistemas lagunares com acesso restrito ao mar pode-se adotar a obordagem Ad 2 de forma separada para cada compartimento. Entretanto, a melhor alternativa para lagunas é uso do balanço hídrico empírico da vida média da taxa de renovação (T50%) de Kjerve e Knoppers (1999), apresentado anteriormente. 
Todas as abordagens são úteis para estudos de EIA-RIMAS, pois fornecem informações genéricas. Não substituem modelos numéricos mais aprimorados.