Modelagem tridimensional da hidrodinâmica e transporte sedimentar de um lago amazônico urbano

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: CALLADO, Marco Antônio Vieira
• Outros Autores: https://orcid.org/0009-0004-6320-282X
• Orientador(a): ROLLNIC, Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Oceanografia
• Departamento: Instituto de Geociências
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Oceanografia física; Ressuspensão sedimentar; Estratificação térmica; Hidrodinâmica de lagos; Delft3d; Physical oceanography; Sediment resuspension; Thermal stratification; Limnology
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17705

Lagos são ambientes fundamentais para a qualidade de vida humana, uma vez que regulam o clima local, fornecem água potável e sustentam uma série de serviços ecossistêmicos. O monitoramento desses ecossistemas é crucial para compreender seu metabolismo e embasar estratégias eficientes de manejo dos seus recursos naturais. Este estudo tem como objetivo desenvolver um diagnóstico e prognóstico ambiental de um lago amazônico raso inserido em área urbana — o Lago Água Preta — por intermédio da aplicação da modelagem tridimensional da hidrodinâmica e do transporte sedimentar. Para a realização das simulações numéricas foi utilizado o modelo Delft3D-FLOW, abrangendo os períodos sazonais típicos da região: chuvoso e seco. As simulações foram alimentadas com dados meteorológicos e informações físicas do lago, como temperatura do ar, humidade do ar, nebulosidade, radiação solar, batimetria, temperatura da água, velocidade das correntes e vazões de entrada e saída. Dessa forma, foi construído um ambiente computacional capaz de representar com fidelidade os processos hidrosedimentares do lago. A calibração do modelo foi realizada com uma série temporal de temperatura referente a um mês completo, enquanto a validação utilizou dados de corrente e perfis verticais de temperatura ao longo de quatro meses (dezembro, fevereiro, abril e junho). As simulações apresentaram bons indicadores estatísticos, evidenciando a confiabilidade do modelo. As maiores discrepâncias entre os dados simulados e observados ocorreram em pontos localizados nas margens mais próximas dos centros urbanos. Estas diferenças estão associadas à influência de atividades antrópicas, como o lançamento de efluentes domésticos, ou a própria morfologia afunilada do lago nesses locais, que pode gerar zonas de sombra térmica. A análise dos padrões de circulação e temperatura entre os períodos sazonais revelou diferenças relativamente pequenas. Destaca-se o aumento médio de até 2 °C na temperatura da água e de aproximadamente 0,02 m/s na velocidade das correntes no período mais quente. As maiores diferenças de entre as médias de temperatura ocorreram no ciclo diário do lago variando 3°C, com variação máxima de até 10°C. Devido o lago ser alimentado por um influxo de água artificial (inflow), este inflow é caracterizado por ser uma descarga intensa com elevada carga sedimentar. Por se tratar de um lago raso com profundidades máximas de até 4 metros, esta descarga é capaz de influenciar o metabolismo do lago como um todo, promovendo a ressuspensão de sedimentos de fundo, redistribuindo nutrientes para a coluna d’água. Ao adentrar no lago, as correntes de influxo são rapidamente desaceleradas, o que intensifica a sedimentação destes sedimentos em áreas próximas ao ponto inflow. Esse processo eleva a turbidez da água e modifica a dinâmica da biota local, resultando em um ambiente dominado por fitoplâncton e sujeito a processos de eutrofização e consequentemente diminui qualidade da água. Portanto, a partir do diagnóstico sugerido pela modelagem do Lago Água Preta, este estudo destaca a necessidade de ações contínuas de monitoramento e controle das influências antrópicas, a fim de prevenir a degradação progressiva do metabolismo do Lago Água Preta. Além de destacar a importância de lagos em geral, ainda mais quando inseridos em contexto urbanos.