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    Modelação de Macroalgas em Estuários

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    MODELAÇÃO DEMACROALGASEM ESTUÁRIOS

    Instituto Superior TécnicoLicenciatura em Engenharia do Ambiente

    Modelação Ambiental

    Ana Rosa Trancoso (arosa ist!utl!pt "Trabalho #inal de $urso em Eng! Ambiente

    IST% &''&

    mailto:[email protected]:[email protected]

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    &

    1. INTRODUÇÃOa! rodutores prim)rios

    b! Modelo M*+I,

    2. MODELAÇÃOde Macroalgasa! $rescimento (#actor Limitante Lu-"

    b! .onas de Estabelecimento

    3. RESULTADOS / Estu)rio do Te0o4. CONCLUSÕES

    5. TRABALHO FUTURO

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    Modelação de Macroalgas em Estuários

    1. INTRODUÇÃO

    Importância dos Leitos de Macroalgas:

    2ase de cadeias tr34icas (herb56oras e detr5ticas"

    $iclagem de nutrientes

    Indicadores locais da 7ualidade da )gua

    Locais de abrigo para pei8es% in6ertebrados e lar6as

    Interesse econ3mico (agar% alimentos e cosméticos"

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    1. INTRODUÇÃO

    esca

    ,ragagens

    $onstruç:es

    Agricultura

    E4luentes

    $ontaminantes

    Redução da biodi6ersidadeRedução da lu- na )gua

    Alteração do escoamentoe da din;mica dos

    sedimentos

    2ioacumulaçãoEcoto8icidade

    ,estruição dosleitos de

    macroalgas

    DESIQUILÍBRIODO

    ECOSSISTEMA

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    Importância do Modelo: A6aliar situaç:es de risco

    A0udar na de4inição de limites paradescarga de poluentes

    Objectivo do Trabalho: ,esen6ol6er um modelo de produção de

    macroalgas% acoplado a um modelohidrodin;mico e ecol3gico ,

    1. INTRODUÇÃO

    2ase para um modelo do sistemabent3nico mais completo

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    Produtor Tipo Consumo deNutrientes Zonas Predominância

    Fitoplâncton Algas microscópicas

    na coluna de águaColuna de água Zona eufótica da coluna de

    água

    Macroalgas Algas macroscópicasfixas num substrato Coluna de águaZonas com luz,

    substrato rígido adequado

    Microfitobentos Algas microscópicassobre um substrato(biofilmes)

    Água intersticial Zonas com luz,ubstrato instá!el

    Plantasmacrófitas

    "lantas !ascularesenraizadas num

    substratoÁgua intersticial Zonas com luzubstrato !asoso

    Fitoplâncton Algas microscópicasna coluna de água Coluna de águaZona eufótica da coluna de

    água

    Macroalgas Algas macroscópicasfixas num substrato Coluna de águaZonas com luz,

    substrato rígido adequado

    1.2 PRODUTORES PRIMÁRIOS

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    @

    F !"#$%&'!"&

    1.3 DIFERENÇAS

    M(')"($*(+

    T)(&+#")!(," na coluna de )gua 2iomassa -*. /3 03D $ B Red4ield1 1 1

    R # ," crescimento e consumode nutrientes

    Limitação pela lu- depende de / coluna de )gua

    F 6(+no substrato 2iomassa -*. /2 02D $ B AtCinson55 3 1

    L7&!"crescimento e consumo denutrientes

    Limitação pela lu- depende de / coluna de )gua / n56el da )gua / biomassa no leito

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    D

    M3dulo Inter4ace 2*TT*M

    8(!7) P)"#7)! 7+C"))7&!7+

    Turbul ncia

    *ndas

    Ad6ecção F,i4usão

    Solutos

    Mat! art!Suspensão

    8(!7) Q9($ !: #

    rocessos 45sicos nos sedimentos

    S7, 7&! P)"#7)! 7+

    Ggua intersticial

    #ase s3lida

    S7, 7&! Q9($ !:#

    M3dulo Inter4ace SedimentHater

    8(!7) P)"#7)! 7+8(!7) Q9($ !:

    2. MODELO GERAL ; MOHID

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    2.1 Q9($ ,(,7 ,( Á*9(

    A

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    Aproximação Euleriana

    2.2 MODELAÇÃO

    ( ) MA MA Gmexr t Φ−−−−=∂

    Φ∂ µ

    ( )( ) j

    j j j

    u D F P

    t x x x

    ∂ Φ ∂Φ ∂ ∂Φ+ = + − ÷ ÷∂ ∂ ∂ ∂

    TRABS *RTE

    M(')"($*(+M(')"($*(+P)"#) 7,(,7 2DP)"#) 7,(,7 2D

    µ / ta8a de crescimentor / ta8a respiração (end3gena > 4otorespiração"

    e8 / ta8a e8creção

    m / ta8a mortalidade natural

    K / mortalidade por predação

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    1&

    C)7+' 7&!"

    ( ) { { {max # ( ), ( ) # ( )# ( ) # ( )luz temperatura salinidadenutrientes

    Min N P I T S µ µ = Ψ Ψ Ψ Ψ Ψ1 4 44 2 4 4 43

    ΨF 4actor limitante ' limitação completa 1 não h) limitação

    '

    1

    0 L9 T7 #7)(!9)( S($ & ,(,7

    Lei de inibição

    '

    1

    0 L9 T7 #7)(!9)( S($ & ,(,7

    Lei de inibição

    '

    1

    ' N9!) 7&!7+

    Lei de saturação

    '

    1

    ' N9!) 7&!7+

    Lei de saturação

    ΨΨ

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    E6! & " ,( L9

    kz o e I z I

    −=)(L7 ,7 L( 7)!/B77)

    dissmat susp part fitoáguaW k k k k k +++=

    - / pro4undidade mN

    C / coe4iciente de e8tinção do meio mF1N

    Io / Intensidade radiação incidente H!mF&N

    I / Intensidade radiação transmitida H!mF&N

    E6! & " &(C"$9&( ,7 Á*9(

    i i ik Cκ =

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    E6! & " ,( L9

    ),(

    $,

    lg

    lg

    águaasma!roa

    água

    asma!roa

    MA

    MA "" Min

    "

    "

    Maxak

    ×Φ×=

    2iomassa

    Altura do Leito

    Mor4ologia

    E6! & " &" L7 !" ,7M(')"($*(+

    a / )rea especi4ica de autoFensombramento m&!Cg$F1N

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    N9 #"&!" &!7)! ,($...

    8 C /1

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    30-12-01

    0:00

    4-1-02 0:00 9-1-02 0:00 14-1-02 0:00 19-1-02 0:00 24-1-02

    0:00

    29-1-02

    0:00

    3-2-02 0:00 8-2-02 0:00

    ponto

    MA /1

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    '!1'!&'!'!9'!<'!='!?

    30-12-01

    0:00

    4-1-02 0:00 9-1-02 0:00 14-1-02 0:0019-1-02 0:00 24-1-02

    0:00

    29-1-02

    0:00

    3-2-02 0:00 8-2-02 0:00

    ponto

    $oe4! E8tinção na coluna de )gua (m F1"

    $oe4! E8tinção no leito de Macroalgas (mF1"

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    R7+#"+!( F"!"++ &! ! '( J L9

    = opt I I

    opt

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    max

    L7 ,7 S!77$7

    Io1=Io.e-k1.z1

    Ioi=Io(i-1).e-ki.zi

    0

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    [ ]opt oiopt " MAk oi I I I e I " ee"k

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    #)( −− −==Ψ

    ∫ lg( , )macroa as águah Minh h=

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    F('!") $ !(&!7 ,( $9

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    31-5-00

    12:00

    1-6-00 0:00 1-6-00 12:00 2-6-00 0:00 2-6-00

    12:00

    3-6-00 0:00 3-6-00

    12:00

    K

    IMA

    +OT*

    $omo o leito demacroalgas est) no

    4undo% recebe sempremenos radiação 7ue

    o 4itopl;ncton!!!

    Bo Perão% a

    intensidade daradiação é maior maspode ha6er

    4otoinibição!!!

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    1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136

    K 0 I 1 MA F Q inter

    MA F summer

    MAh to

    Summer Hinter

    Macroalgas

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    3 1- 12 -9 9 12 :0 0 1- 1- 00 0:0 0 1- 1- 00 12 :0 0 2 -1- 00 0:0 0 2 -1- 00 12 :0 0 3 -1- 00 0:0 0 3 -1- 00 12 :0 0

    . * O 2 L

    com macroalgassem macroalgas

    O6 *A& "

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    3 1- 12 -9 9 12 :0 0 1- 1- 00 0:0 0 1- 1- 00 12 :0 0 2 -1- 00 0:0 0 2 -1- 00 12 :0 0 3 -1- 00 0:0 0 3 -1- 00 12 :0 0

    . * O 2 L

    com macroalgassem macroalgas

    *s leitos demacroalgas aumentamos gradientes di)rios

    de o8igénio

    Se se aumentar a e8tinçãode lu- na )gua% podemFsegerar situaç:es an38icas

    P7)@ + ,7 O6 * & "

    $om MASem MA

    $om MASem MA

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    2.3. =ONAS DE ESTABELECIMENTO

    !rit MAτ τ ≥τ

    *M

    onse!u"ncias: ,esaparecimento do leito

    Maior e8tinção da lu-

    Maior consumo de o8igénio

    #lu8,ep ≥ < mg!mF&!sF1

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    3. RESULTADOS

    E+!9 ) " ," T7 "

    MAR *

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    3. RESULTADOS / T)( (,")7+

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    &

    CONCLUSÕES

    São importantes reser6at3rios deC() "&" no estu)rio!

    Aumentam os gradientes di)rios de"6 * & "!

    Bum estu)rio 79!)"@ (,"% podemle6ar ao dese7uil5brio do sistema (ano8ia"!

    Bas macroalgas% a limitação pela$9 émuito sens56el Vs condiç:es na coluna de)gua!

    $oloni-am )7(+ onde o 4itopl;nctonnão tem condiç:es para desen6ol6er!

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    4. CONCLUSÕES

    re6isão din;mica das -onas de estabelecimento de macroalgas

    arametri-ação simples permite 4)cil calibração

    ossibilidade de simular di4erentes mor4ologias ecomportamentos do leito

    Modelo #esenvolvido:

    Acoplamento no M*+I, permite simular

    di4erentes cen)rios num mesmo sistema

    di4erentes sistemas topogr)4icos e climatogr)4icos

    transporte da matéria org;nica libertada

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    5. TRABALHO FUTURO

    Simulação de consumo de lu8o e reser6as internas denutrientes

    Simulação e8plicita da tensão de corte cr5tica deerosão e da altura do leito de macroalgas

    Inclusão de e4eitos de to8icidade (absorção depoluentes"

    Simulação de macroalgas 4lutuantes

    Trancoso% A! R!W Sarai6a% S!W #ernandes% L!W ina% !W Leitão% !W Be6es% R! Modelling Macroalgae

    using a , h drod namicFecological model in a shalloQ temperate estuar ! Ecol! Mod!% 1@?(&F "% & &F&9=!

    http://rosatrancoso.googlepages.com/Macroalgae2005.pdfhttp://rosatrancoso.googlepages.com/Macroalgae2005.pdfhttp://rosatrancoso.googlepages.com/Macroalgae2005.pdfhttp://rosatrancoso.googlepages.com/Macroalgae2005.pdfhttp://rosatrancoso.googlepages.com/Macroalgae2005.pdfhttp://rosatrancoso.googlepages.com/Macroalgae2005.pdf

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    Modelação Ambiental

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    mailto:[email protected]://www.mohid.com/http://www.mohid.com/mailto:[email protected]