Modelação matemática da qualidade da água em sistemas albufeira-rio

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia do Ambiente, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Actualmente os recursos hídricos são encarados como um factor de desenvolvimento sustentável, sendo a correspondente qualidade das suas águas entendida não apenas como a necessária para a satisfação de determinados usos, mas contemplando também o conceito de qualidade ecológica. As albufeiras correspondem a massas de água que, em função das suas características intrínsecas e pelo facto de receberem cargas poluentes de origem tópica e difusa, podem determinar alterações qualitativas, quer da água nelas represada quer da que é lançada para jusante das mesmas, comparativamente à situação que se verificaria face à sua eventual não existência. Foi dentro deste âmbito e para contribuir para a análise e conhecimento sobre estas questões, que se desenvolveu o presente trabalho de investigação, o qual teve por objectivo principal o estudo dos efeitos decorrentes do bombeamento de água para o interior de uma albufeira, sobre as características de qualidade e o comportamento hidrodinâmico da mesma, em resultado da utilização de grupos reversíveis instalados num aproveitamento hidroeléctrico. Adicionalmente, tomou-se também como objectivo o estudo do potencial efeito regularizador do contra-embalse da Raiva, que permite o bombeamento de água para o interior da albufeira principal, sobre a qualidade daquela que é lançada para jusante. No estudo desenvolvido foi apresentado um enquadramento relativamente à importância da utilização de modelos matemáticos de simulação da qualidade da água, bem como dos principais processos que condicionam a hidrodinâmica e a qualidade da água em lagos e albufeiras. No que se refere a este último aspecto, foi dada particular atenção ao processo de estratificação térmica dessas massas de água e à sua importância como condicionante da correspondente qualidade. Foram apresentados os resultados da revisão bibliográfica efectuada, tendo-se procurado estabelecer a ligação entre o ”estado actual dos conhecimentos” e o ”estado actual das aplicações” da modelação matemática da qualidade da água em rios e albufeiras. Foi também realizada uma revisão dos principais efeitos determinados pela construção e exploração de barragens sobre os rios a jusante, com particular destaque relativamente aos impactos sobre a fauna piscícola, bem como uma breve descrição de algumas medidas de melhoria da qualidade da água, quer em albufeiras quer nos rios a jusante das mesmas. Procedeu-se à descrição dos modelos matemáticos utilizados no trabalho desenvolvido, ao nível das simulações efectuadas para a albufeira e para o rio a jusante da mesma. No primeiro caso, inerente à albufeira, consideraram-se dois modelos, um unidimensional (WQRSS) e outro bidimensional e lateralmente homogéneo (CE-QUAL-W2). No que se refere ao troço de rio submetido a simulação, foi considerado um modelo unidimensional (QUAL2E). Foram também apresentadas as principais características da bacia hidrográfica do rio Mondego e realizada uma breve descrição do aproveitamento da Aguieira-Raiva, que se insere na referida bacia hidrográfica e que foi seleccionado como caso de estudo.