Aplicação da técnica simulated annealing na investigação da ciclagem de nitrogênio na inteface água-sedimento

Neste trabalho é apresentado a aplicação de um método de otimização a fim de estimar parâmetros que normalmente estão presentes na modelagem matemática da dinâmica de espécies químicas na interface água-sedimento. O Problema Direto aqui consistiu na simulação das concentrações das espécies orgânicas e inorgânicas (amônia e nitrato) de nitrogênio, num ambiente idealizado, o qual foi fracionado em quatro camadas: uma camada de água (1 metro) e três camadas de sedimento (0-1 cm, 1-2 cm e 2-10 cm). O Problema Direto foi resolvido pelo Método de Runge Kutta, tendo sido gerada uma simulação de 50 dias. Na estimativa dos coeficientes de difusão e porosidade foi aplicado o Método Simulated Annealing (SA). A eficiência da estratégia aqui adotada foi avaliada através do confronto entre dados experimentais sintéticos e as concentrações calçadas pela solução do Problema Direto, adotando-se os parâmetros estimados pela SA. O melhor ajuste entre dados experimentais e valores calculados se deu quando o parâmetro estimado foi a porosidade. Com relação à minimização da função objetivo, a estimativa desse parâmetro também foi a que exigiu menor esforço computacional. Após a introdução de um ruído randômico às concentrações das espécies nitrogenadas, a técnica SA não foi capaz de obter uma estimativa satisfatória para o coeficiente de difusão, com exceção da camada 0-1 cm sedimentar. Para outras camadas, erros da ordem de 10 % foram encontrados (para amônia na coluna dágua, pro exemplo). Os resultados mostraram que a metodologia aqui adotada pode ser bastante promissora enquanto ferramenta de gestão de corpos dágua, especialmente daqueles submetidos a um regime de baixa energia, como lagos e lagoas costeiras.

Limnological survey of the Cheshire, Shropshire, Staffordshire Meres. Interim data report

This is the Limnological survey of the Cheshire, Shropshire, and Staffordshire Meres: Interim data report produced by the University of Liverpool in 1992. This report looks at the Limnological survey data from Cheshire, Shropshire and Staffordshire Meres. Limnological data of the report covers: changes in water conductivity, Phenolphthalein Alkalinity, Total Alkalinity, pH, Chloride concentrations, Soluble reactive Phosphorus, Total Phosphorus, Nitrate Nitrogen, Ammonium Nitrogen, Silicate, Chlorophyll, Carotenoids, Secci disk depth, changes in Trophic Score, changes in DAFOR scores for submerged and floating plants and Oxygen saturation during summer. This report also contains Seasonal maps of different Meres. The more important limnological data are plotted as seasonal means in relation to the sampling sites. Conductivity is shown as μSiemens per cm, alkalinity as milliequivalents per litre. Total and soluble reactive (available inorganic) phosphorus are shown in terms of P in μg per litre. Nitrate and ammonium are shown in terms of N in mg per litre. Chlorophyll a is given as μg per litre. A profile of oxygen saturation is shown. These profiles were obtained towards the middle of the day in August and September.