Aula Macroalgas
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8/16/2019 Aula Macroalgas
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Modelação de Macroalgas em Estuários
1
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% &''&
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Modelação de Macroalgas em Estuários
&
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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Modelação de Macroalgas em Estuários
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1. INTRODUÇÃO
esca
,ragagens
$onstruç:es
Agricultura
E4luentes
$ontaminantes
Redução da biodi6ersidadeRedução da lu- na )gua
Alteração do escoamentoe da din;mica dos
sedimentos
2ioacumulaçãoEcoto8icidade
,estruição dosleitos de
macroalgas
DESIQUILÍBRIODO
ECOSSISTEMA
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Modelação de Macroalgas em Estuários
<
Importância do Modelo: A6aliar situaç:es de risco
A0udar na de4inição de limites paradescarga de poluentes
Objectivo do Trabalho: ,esen6ol6er um modelo de produção de
macroalgas% acoplado a um modelohidrodin;mico e ecol3gico ,
1. INTRODUÇÃO
2ase para um modelo do sistemabent3nico mais completo
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?
Produtor Tipo Consumo deNutrientes Zonas Predominância
Fitoplâncton Algas microscópicas
na coluna de águaColuna de água Zona eufótica da coluna de
água
Macroalgas Algas macroscópicasfixas num substrato Coluna de águaZonas com luz,
substrato rígido adequado
Microfitobentos Algas microscópicassobre um substrato(biofilmes)
Água intersticial Zonas com luz,ubstrato instá!el
Plantasmacrófitas
"lantas !ascularesenraizadas num
substratoÁgua intersticial Zonas com luzubstrato !asoso
Fitoplâncton Algas microscópicasna coluna de água Coluna de águaZona eufótica da coluna de
água
Macroalgas Algas macroscópicasfixas num substrato Coluna de águaZonas com luz,
substrato rígido adequado
1.2 PRODUTORES PRIMÁRIOS
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Modelação de Macroalgas em Estuários
@
F !"#$%&'!"&
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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1'
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
'
<
1'
1<
&'
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
'
'!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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1=
R7+#"+!( F"!"++ &! ! '( J L9
−
= opt I I
opt
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P
P $
max
L7 ,7 S!77$7
Io1=Io.e-k1.z1
Ioi=Io(i-1).e-ki.zi
0
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zi
h
[ ]opt oiopt " MAk oi I I I e I " ee"k
edz
P P
I %%#$
&max
#
#)( −− −==Ψ
−
∫ lg( , )macroa as águah Minh h=
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F('!") $ !(&!7 ,( $9
F'!1
'
'!1
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'!
'!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!!!
F'!'<
'
'!'<
'!1
'!1<
'!&
'!&<
'!
'! <
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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1@
O6 * & "
?!@?!D
@@!1@!&@!@!9@!<@!=@!?@!@
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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?!@<
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@!1
@!1<
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 "
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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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&=
O ) *(,(
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Modelação Ambiental
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