Integração de dados in-situ, detecção remota e modelos numéricos para o estudo do transporte de sedimentos coesivos no Estuário do Tejo. Orientador Prof.

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1 Integração de dados in-situ, detecção remota e modelos numéricos para o estudo do transporte de sedimentos coesivos no Estuário do Tejo. Orientador Prof. Ramiro Neves Co-Orientador Eng. Pedro Pina David Brito nº 47657

2 Ideia Principal Qualidade Água Ondas Conceitos Modelo Resultados
A ideia principal por detrás do trabalho: O objectivo do trabalho é perceber a importância destas ondas na qualidade da água. No Estuário Tejo e devido à forma do canal as ondas do oceano são impedidas de entrar. Assim ,as onda no interior são geradas pelo vento. Discussão Ondas

3 1 - Papel das ondas Conceitos - Ondas Modelo Resultados Discussão

4 Produção Primária Transporte e Remoção/ Disponibilização Poluentes
Conceitos - Ondas Modelo Resultados As ondas interferem assim nas concentrações de sedimentos em suspensão... É na matéria particulada fina... Pode depositar e indisponibilizar ou pode voltar a ressuspender oxidar e disponibilizar paraa coluna água poluentes. Discussão

5 Objectivo Qualidade Água Ondas Conceitos Modelo Resultados Discussão
Sedimentos Resultados O que as ondas fazem é alterar a dinâmica de sedimentos (instantes em que há erosão e deposição). o objectivo do trabalho... O objectivo do trabalho é perceber a importância destas ondas na dinâmica de sedimentos que como vimos afecta a qualidade da água. Se têm importância e vale a pena contar com elas ou são desprezáveis. Discussão Ondas vento

6 2 - Importância Estudo Conceitos Modelo Resultados Discussão Directiva
Águas Residuais Urbanas Directiva Águas Balneares Directiva Quadro Água Conceitos - Ondas - Qual. H2O Monitorização Vigilância Monitorização Operacional Modelo O interesse de fazer este estudo: O estuário do Tejo está ao abrigo de diversas directivas e a A directiva Quadro veio integrá-las e apresentar obrigatoriedade dos estados-membros efectuarem monitorização... Ou seja, identificar, planear.. Gerir recursos hídricos para poder planear e monitorizar é necessário perceber o que se monitoriza e os processos que lhe estão ligados É aqui que entra o papel da modelação e das ondas (+ slides); pois este trabalho pretende verificar o seu peso para a qualidade da água no Estuário Tejo. Pq a modelação para adquirir esse conhecimento? Resultados Identificar -> planear -> verificar Discussão Apoio na Gestão Qual H20 Magnitude Modelação Variabilidade

7 Dados in-situ Dados detecção remota Modelos Numéricos Conceitos Modelo
D.Espacial D.Espacial Conceitos - Ondas - Qual. H2O -Monitorização D.Temporal Fonte: ESA Modelo D.Temporal Os dados de campo devido à sua limitação espacial e temporal, sozinhos não conseguem representar a variabilidade destes fenómenos. Detecção remota – grandes áreas mas só à superfície. Dados de campo – toda a coluna de água (pontos a várias profundidades) mas o numero de pontos e frequencia é baixa devido aos elevados custos Modelos numéricos – permitem integrar os dois tipos dados anteriores e preencher as falhas de informação. Para além de caracterizar a situação referência permitem fazer previsões. Dias Semanas Resultados Discussão t Modelos Numéricos

8 Qualidade Água Conceitos Modelo Resultados Discussão Objectivo v1.2
Gestão Conceitos Modelo Modelação Resultados Hipótese Modelação Integrada – 1. Integração das 3 componentes – aproveitar bla bla 2. Escalas tempo do que se está a estudar (ondas e ressuspensão horas) Ver a importância deste caminho e em que condições é que as ondas são (se são ) importantes para a qualidade da água. Se sim usar, se não este processo é desprezável para os balanços Detecção Remota Sedimentos Discussão In - Situ Ondas Estuário do Tejo

9 3- Funcionamento 20km 10km Conceitos Modelo Resultados Discussão
Para explicar como funciona modelo é preciso, pegando no que foi dito, conhecer os fenómenos que modela Nas direcções do vento dominante (norte) temos distâncias de acção do vento sobre a superfície da água que rondam os 10 20km. As elevadas distâncias fazem com que o crescimento da onda por acção do vento seja importante e as estes comprimentos de acção do vento dá-se o nome de Fetch. 2/3 da área são zonas intertidais, que apresentam baixa profundidade, o que faz que os movimentos orbitais das ondas decaiam menos e originem tensões de corte no fundo elevadas Discussão

10 3- Funcionamento Modelo Geração Ondas CE-QUAL-W2 Conceitos Modelo
Direcção vento Velocidade vento Profundidade Local Modelo Geração Ondas Conceitos CE-QUAL-W2 Modelo Resultados Altura de Onda Período de Onda Assim, desenvolveu-se um modelo de geração de ondas (adaptado de um modelo de qualidade da água CE-QUAL_W2) com sensibilidade para a direcção e intensidade do vento e para a profundidade. Discussão Tensão de corte Fundo

11 MOHID 3- Funcionamento Conceitos Modelo Resultados Discussão
MOHID não é mais que diferentes partes que tratam de processos diversos e comunicam entre si. Foi desenvolvido o modelo no módulo Waves na linguagem em que está escrito o MOHID fortran 90 Discussão

12 Teste Estuário Oosterschelde Conceitos Modelo Resultados Discussão
Como no estuário do tejo não existem dados de campo de altura e período de onda, foi testado o modelo num estuário Holanda onde existia uma boia com medições. Discussão Fonte:ESA

13 Ondas Estuário Oosterschelde Mapas Conceitos Modelo Resultados
Discussão

14 Média dados Bóia (m ou s)
Ondas Estuário Oosterschelde Séries Temp. Conceitos Modelo Resultados Discussão calibrado R2 (%) Média dados Bóia (m ou s) RMSE (m ou s) MAE (m ou s) Altura de Onda 69,97 0,16 m < 0.01 m 0.05 m Período de Onda 0,02 2,18 s 0,02 s 0,20 s

15 Conceitos Modelo Resultados Discussão Calibração/Validação Sedimentos
Tejo Calibração/Validação Sedimentos Resultados Ondas Conceitos Tensões Corte Modelo Resultados Sedimentos Suspensão Discussão

16 1.Ondas Conceitos Modelo Resultados Discussão

17 1.Ondas Mapas Direcção do vento Conceitos Modelo Resultados Discussão
3 m/s Conceitos Fetch Profundidade Modelo Resultados Alturas - Mapas Discussão

18 1.Ondas Mapas Altura Onda Conceitos Modelo Resultados Discussão
Com Ondas Conceitos 20/7/04 15h-16h Modelo Resultados Sem Ondas - Mapas Discussão

19 2.Tensão de Corte Conceitos Modelo Resultados Discussão

20 2.Tensão de Corte Mapas Conceitos Modelo Resultados Discussão
Com Ondas Conceitos Modelo Sem Ondas Resultados - Mapas Discussão 20/7/04 15h

21 3.Sedimentos em Suspensão
Conceitos Modelo Resultados Discussão

22 3. Sedimentos em Suspensão
Mapas Com Ondas Conceitos 20/7/04 15h Modelo Sem Ondas Resultados - Mapas Discussão

23 Séries Temporais Conceitos Modelo Resultados Discussão - Mapas
Vários picos altura iguais geram apenas 2 acontecimentos suspensão com intensidades diferentes: nível de água. - Séries Temporais Discussão

24 Conceitos Modelo Resultados - Mapas - Séries Temporais Discussão

25 Séries Temporais Conceitos Modelo Resultados Discussão - Mapas
Dependência do nível de água só para zonas de baixa profundidade - Séries Temporais Discussão

26 Validação com Dados de Campo
Modelo 2002 Conceitos Modelo Resultados Discussão 2004 – 2005 SimTejo 1994 – IH

27 Validação com Dados de Campo
Conceitos Modelo Resultados Explicar gráfico Ajuste dados Explicar 7 e 9 Discussão 80 mg/l Ondas

28 Validação com Dados de Campo
Estação 3.0 Conceitos Modelo Resultados comparando simulação modelo com ondas e sem ondas Mas Modelação!!! Discussão 5mg/l

29 Validação com Dados de Satélite
mg/l Fonte: MERIS, ESA 20/7/04 Conceitos Modelo Resultados Discussão

30 Validação com Dados de Satélite
3 - Set/04 2 - Out/04 Enchente mg/l Conceitos Modelo Resultados Fonte: MERIS, ESA sem ondas Vazante Nas restantes imagens de satélite disponíveis os instantes das imagens não coincidiram com os picos de ressuspensão do modelo – maior diferença. Análise das imagens satélite com cautela devido aos prob para prof baixas – mas parece enchente coroa com conc mais elevadas; lingua na vazante. Discussão Fonte: MERIS, ESA

31 Hipótese Difusão Numérica
500x500m Hipótese Difusão Numérica 500x500m Conceitos 200x200m Modelo 200x200m Resultados A diferença comportamento entre imagem e modelo levou a pensar que pudesse ser a difusão numérica – reduzir malha Não Imagens satélite parecem mostrar que a resuspensão são frequentes e intensas. Como na imagem vemos a frequência (muitas vezes diária), mas o que acontece muitas vezes é que os picos originados são fracos demais 4. Aumentou-se o peso dado às onda e estes picos passaram a ser mais intensos e as distribuições do modelo a fazer a coroa como muitas imagens mostram. Voltar aos dados campo – se os picos fossem mais intensos mais frequentemente poderia explicar a maior variabilidade caixa 9 e maior média. 5. Cálculo das tensões de corte Discussão

32 Conclusões Conceitos Modelo Resultados Discussão 2 1 4 3 3D + Prof 5
Processo Dependência da direcção do vento e dos comprimentos fetch. Mas principalmente da profundidade devido ao decaimento dos movimentos orbitais. Por isso a cinzento não origina ressusp. Identificada zona mais importante. Modelo conseguiu representar as tendências nas Imagens de satélite e dados de campo. 4. Importância modelação para observar variação. Dados campo pontos dispersos no gráfico não iriam apanhar variabil. Imagens de satélite já são mais mas não se tem acesso a todas. 5. Como trabalho futuro, um modelo 3d poderia melhorar os resultados (explicar no fim). Opinião – modelo 3d poderia melhorar resultados na língua (estratificação) mas nas zonas menos profundas (DE RESSUSPENSÃO) problema parece ser o peso dado às ondas. Não parece ser problema do modelo de ondas mas do cálculo das tensões de corte fundo. Um dos problemas que surgiu foi o facto de quando se dá maior peso às ondas mais ressuspende e menos fica no fundo. É preciso colocar em funcionamento um modelo já feito que para além da fluff layer apresenta sedimento mais consolidado. Discussão 3 3D + Prof 5 Ondas - Prof Sedimentos Dados campo

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34 FIM Agradecimentos Prof. Ramiro Neves Eng.º Pedro Pina
Eng.º Luis Fernandes Eng.os e quase – Afonso Sebastião, Clarisse Espadinha, Joana Fernandes, João Ferreira, Mafalda Pires, Mónica Luízio, Pedro Carvalho, Rita Silva. Marco Sá e Patrícia Guerreiro. Eng.os Madalena Malhadas, Pedro Galvão, Rodrigo Fernandes, Sofia Saraiva, Susana Nunes. E aos outros todos claro  À minha Família, Pais e Irmã que tanto esperam o fim