Estudo da Hidrodinâmica e do despejo de esgotos no canal São Gonçalo e na região do alto estuário da Lagoa dos Patos

Abstract

A água doce é essencial à vida. Desta forma, é imprescindível zelar pela sua conservação, com um mínimo de potabilidade possível, pois sua disponibilidade no planeta é cada vez mais restrita. Um dos principais fatores que contribuem para a degradação dos recursos hídricos é a falta de saneamento básico, efluentes industriais sem tratamento, irrigação, entre outros. Para auxiliar na avaliação do impacto de lançamentos de esgotos domésticos em corpos de água, podem ser utilizados modelos numéricos. Este trabalho investigou o comportamento e o destino final de uma pluma de efluentes domésticos na região do canal São Gonçalo e do alto estuário da Lagoa dos Patos, através da utilização de modelagem computacional utilizando um modelo de circulação oceânica regional. A simulação dos efluentes de esgoto doméstico no canal São Gonçalo, Pelotas-RS, foi realizada através de um modelo numérico tridimensional deadvecção - difusão - decaimento, com um sistema de elementos finitos, estruturado em FORTRAN95, e que se encontra acoplado diretamente ao modelo hidrodinâmico TELEMAC3D. A variável utilizada como representação dos efluentes foi a concentração de Coliformes Termotolerantes. As fontes de esgoto consideradas são canais de drenagem que escoam praticamente todo o fluxo de água da chuva. Como o município de Pelotas não dispõe de tratamento total de efluentes, esta carga de poluentes oriunda de esgoto doméstico não tratado é transportadas para os rios e lagoas. Os resultados obtidos indicam que as concentrações de poluentes seguem a hidrodinâmica da região, de maneira que a forma e o padrão de espalhamento da pluma de coliformes é controlado pelo padrão de correntes, principalmente associado a ação dos ventos e da descarga fluvial. O campo médio da concentração de coliformes indica uma maior concentração na região do canal São Gonçalo, além de uma influência significativa na região do alto estuário da Lagoa dos Patos. A estação do ano que a pluma de poluentes possui o maior espalhamento é a estação da primavera e a de menor alcance é a estação do verão. As análises de estratificação monstram poucas variações ao longo da coluna de água. Os transectos monstram que a predominâcia das correntes na Laguna é no sentido norte/sul, e estas correntes são controladas principalmente pela direção dos ventos, que na maior parte do ano é nordeste. Este estudo constitui de uma contribuição para servir de base para tomadas de decisões de forma a tentar evitar o despejo in natura dos efluentes no canal São Gonçalo e para futuros trabalhos.

Fresh water is essential to life. In this way it is imperative to watch over its conservation with a minimum of possible potability, since its availability on the planet is increasingly restricted. One of the main factors contributing to the degradation of water resources is the lack of basic sanitation, industrial euents without treatment, irrigation, among others. In order to assist in the assessment of the impact of domestic sewage releases on water bodies, numerical models can be used. This work investigates the behavior and final destination of a domestic euent plume in the region of the São Gonçalo channel and the upper estuary of the Patos Lagoon, using computational modeling with a regional ocean circulation model. The simulation of domestic sewage euents in the São Gonçalo channel, Pelotas-RS, was carried out using a threedimensional advection-diusion-decay numerical model with a finite element system, structured in FORTRAN95, which is directly coupled to the hydrodynamic model TELEMAC3D. The variable used to represent the euents was the concentration of thermotolerant coliforms. The sources of sewage considered are drainage channels that virtually drain the entire flow of rainwater. As the Pelotas city does not have total treatment of euents, this load of pollutants from untreated domestic sewage is transported to the rivers and the lagoon. The results indicate that the concentrations of pollutants follow the hydrodynamics of the region so that the shape and the spreading pattern of the coliform plume is controlled by the currents pattern, mainly associated with the action of the winds and fluvial discharge. The mean concentration of coliforms indicates a higher concentration in the region of the São Gonçalo channel, and a significant contribution to the region of the upper estuary of the Patos Lagoon. The season of the year that the pollutants has the greater spreading is the spring and the one of smaller reach into the estuarine region is summer. The stratification analysis show few variations along the water column. The transects show that the dominance of the currents in the Patos Lagoon estuary occurs in the north / south direction, and these currents are controlled mainly by the direction of the northeast winds for most of the year. This study constitutes a contribution as basis for decision-making in order to avoid the inland discharge of the euents in the São Gonçalo channel and for future works.