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Modelagem matemática da qualidade da água integrando drenagem urbana e hidrodinâmica costeira

Resumo

Fortaleza, capital do estado do Ceará, como a grande maioria das grandes metrópoles apresenta problemas relacionados ao saneamento, tanto pela baixa cobertura de serviços, como por representar possíveis fontes de poluição à orla. Desta forma, a utilização de ferramentas que possibilitem a mensuração das cargas de poluentes com vistas ao auxílio à tomada de decisão faz-se necessária. O presente trabalho objetivou analisar o impacto dos efluentes do sistema de drenagem de águas pluviais da bacia vertente de Fortaleza, Ceará sobre a balneabilidade da zona costeira, por meio da integração entre modelos matemáticos de transformação chuvavazão, Stormwater Management Model – SWMM da Enviromental Protection Agency – EPA (ROSSMAN, 2015), e hidrodinâmica costeira, Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental – SisBaHia (ROSMAN, 2011). Para este fim, realizou-se simulações nos períodos chuvoso e seco, do parâmetro Coliformes Termotolerantes, no sistema de drenagem utilizando o modelo SWMM e acoplou os resultados ao SisBaHia. Além disso, foi realizada a validação em termos quantitativos do modelo SWMM com dados medidos de vazão de seis subbacias inseridas na bacia vertente marítima, por meio de análise estatística do cálculo do desvio em relação ao ajuste perfeito do modelo, atentando que o mesmo apresenta respostas satisfatórias. O litoral de Fortaleza foi dividido em três zonas: leste, centro e oeste, o acoplamento dos modelos mostrou que o setor crítico é o oeste, ou seja, com maiores pontos ultrapassando os limites permitidos para a balneabilidade pela Resolução CONAMA 274/2000, sugerindo ser possivelmente em decorrência da baixa cobertura da rede de esgotamento sanitário, além da diminuição da mistura turbulenta devido às construções costeiras. Por fim, concluiu-se que modelo matemático integrado constitui uma ferramenta efetiva de análise do impacto dos efluentes oriundos da rede de drenagem urbana sobre balneabilidade da orla marítima e de auxílio à gestão ambiental de áreas urbanas localizadas em zonas costeiras.

Introdução

Fortaleza, capital do estado do Ceará, é uma importante e estratégica cidade turística da região Nordeste do Brasil. Possui 34 km de litoral banhados pelo oceano atlântico e a maior densidade demográfica do país (7.815,7 hab/km²), implicando em uma população de 2.500.174 habitantes (FORTALEZA, 2015).

Como a maioria das grandes metrópoles, Fortaleza apresenta problemas relacionados ao saneamento, não somente pela baixa cobertura, mas por apresentar fontes de aporte de poluentes à orla. Pereira (2012) constatou que as maiores fontes responsáveis pela alteração na qualidade da água na zona costeira são oriundas do sistema de drenagem, incluindo galerias, canais e rios. Estas são potencializadas nos períodos chuvosos, possivelmente devido ao aporte do escoamento superficial, ligações clandestinas de esgoto, bem como o extravasamento proveniente da rede de esgoto à rede drenagem pluvial, o que reduz o padrão de qualidade da água.

As supracitadas fontes proporcionam alterações nos padrões de balneabilidade da orla estabelecidos pela Resolução 274, de 29 de Novembro 2000, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que utiliza como parâmetros de referência as bactérias do grupo Coliformes (Coliformes Termotolerantes e Escherichia coli) e Enterococos (Enterococcus sp.).

Em vista disso, o uso da modelagem se torna indispensável, possibilitando a realização de análises de diagnósticos e prognósticos, interpolação e extrapolação de dados e estudo da dinâmica de determinados processos, permitindo a integração de informações espacialmente e temporalmente dispersas, sendo inquestionável a necessidade da aplicação de modelos para estudos, projetos e auxílio à gestão de recursos hídricos, face à complexidade do ambiente em corpos de água naturais, especialmente em lagos, reservatórios, estuários e zona costeira adjacente das bacias hidrográficas (ROSMAN, 2011).

Desta forma, o presente trabalho objetiva analisar o impacto dos efluentes do sistema de drenagem de águas pluviais da bacia vertente de Fortaleza, Ceará sobre a balneabilidade da zona costeira, por meio da integração entre modelos matemáticos de transformação chuva-vazão, SWMM (ROSSMAN, 2015), e hidrodinâmica costeira, SisBaHia (ROSMAN, 2011).

Autores: Janine Brandão de Farias Mesquita; Silvano Porto Pereira e Iran Eduardo Lima Neto.

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