Desenvolvimento de sistema de suporte à decisão como subsídio ao processo de enquadramento de cursos d’água

dc.contributor.advisor1Reis, José Antonio Tosta dos
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9916-1469
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7828468159099998
dc.contributor.authorRodrigues, Murilo Brazzali
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1647-2785
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6527913613936281
dc.contributor.referee1Mendonça, Antonio Sergio Ferreira
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/9841888526169409
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9841888526169409
dc.contributor.referee2Silva, Fernando das Graças Braga da
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4077250337099004
dc.contributor.referee3Pletsch, Talita Aparecida
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-4676-5343
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7803010153679921
dc.contributor.referee4Rigo, Daniel
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3123069911337026
dc.date.accessioned2024-05-30T01:40:58Z
dc.date.available2024-05-30T01:40:58Z
dc.date.issued2022-11-08
dc.description.abstractIt was developed a decision support system to help the stages of diagnosis, prognosis, and monitoring, during water courses reaches water quality classes definition. System and interface construction considered available programs (IPH-Hydro Tools and WARM-GIS Tools), making the focus of this work programming of methodological steps routines for which there are no available programs (CPQ-WATER). The IPHHydro Tools was used to appropriate the vector files (shapefiles) of mini catchments limits, segmented drainage network and basin topological data. WARM-GIS Tools was used to simulate water quality and assess self-purification capacity, according to different effluent treatment and population growth scenarios, and considering selfpurification. The CPQ-WATER allowed construction of quality permanence curves and estimation of total dilution capacity, load to be treated, unused dilution capacity, pressure level and self-purification capacity. Additionally, it supported the water quality classification monitoring stage, superimposing the quality permanence curves and the watercourses quality conditions field monitoring results. Critical analysis of SSD limitations was performed. The SSD was applied to the Jucu River basin as a case study. The SSD, by incorporating GIS tools, provided the spatialization of the information allowing results graphical and cartographic visualization for any basin river stretch, parameter and water quality class. By applying the SSD to Jucu River basin, it was possible to verify industrial effluents contributions influence as well as to identify that Vila Velha and Viana municipalities are the largest pollutant producers located in the basin. When simulating self-purification capacities, it was possible to observe that the basin rivers present high pollutant load assimilation capacities, although for some stretches the assimilation capacities are insufficient to improve water quality, as desired, indicating that sewage treatment systems would need improvements. The application of quality permanence curves for the Jucu river basin indicated that the parameters coliforms, total phosphorus, and BOD, in this order, are limiting the classification of water quality in stretches near sewage discharge points. Results analysis indicated that the Jucu Braço Sul River tributary represents the most impacted watercourse in the basin, by presenting the lowest frequencies of compliance with the standards for the most restrictive classes. The highest loads to be treated were observed from the perspective of meeting classes 1 and 2 quality conditions, indicating the need for improvement in the domestic and industrial sewage treatment systems. When relating water quality monitoring data with quality permanence curves, the SSD indicated that the Jucu River, in the section chosen for analysis, presented aligned with class 1 of water quality, being this class the legally defined for the stretch. As limitations, inconsistencies were observed in relation to the use of the WARM-GIS Tools model and non-applicability of SSD in drainage sections under the influence of the tide.
dc.description.resumoFoi desenvolvido sistema de suporte à decisão para apoio às etapas de diagnóstico, prognóstico e monitoramento, decorrentes da implementação de processos de enquadramento de corpos d’água. A construção do sistema e de sua interface considerou programas existentes (IPH-Hydro Tools e WARM-GIS Tools), sendo o foco principal das rotinas de programação as etapas metodológicas do presente estudo para as quais não existem programas disponíveis (CPQ-WATER). O IPH-Hydro Tools foi utilizado para apropriação dos arquivos vetoriais (shapefiles) das mini bacias, da rede de drenagem segmentada e, adicionalmente, das informações topológicas da bacia. O WARM-GIS Tools foi empregado para simulação da qualidade da água e avaliação da capacidade de autodepuração, considerando diferentes cenários de tratamento de efluentes, crescimento populacional e consideração da autodepuração. O CPQ-WATER permitiu construção das curvas de permanência de qualidade, estimativa da capacidade de diluição total, da carga a ser tratada, da capacidade de diluição não utilizada, do nível de pressão e da capacidade de autodepuração. Adicionalmente, apoiou a etapa de monitoramento do enquadramento, sobrepondo curvas de permanência de qualidade e resultados de monitoramento de campo das condições de qualidade dos cursos d’água. Foi realizada análise crítica relativa a limitações do SSD desenvolvido. O SSD foi aplicado à bacia do rio Jucu como estudo de caso. O SSD, ao incorporar ferramentas SIG, proporcionou espacialização das informações permitindo a visualização gráfica e cartográfica dos resultados, para quaisquer trecho de rio da bacia, parâmetro e classe de enquadramento. Ao se aplicar o SSD na bacia do rio Jucu, constatou-se a influência dos aportes de efluentes industriais, bem como foi possível identificar que os municípios de Vila Velha e Viana são os maiores produtores de cargas poluentes da bacia. Ao se simular a capacidade de autodepuração, foi possível observar que os rios da bacia apresentam elevada capacidade de assimilação da carga poluente, ainda que, para alguns trechos, seja insuficiente para melhoria da qualidade da água, sendo demandadas eventuais melhorias do sistema de tratamento de esgoto. A aplicação das curvas de permanência de qualidade para a bacia do rio Jucu permitiu identificar que os parâmetros Coliformes, Fósforo Total e DBO, nesta ordem, são limitantes ao enquadramento em trechos próximos aos pontos de lançamento. A análise de resultados indicou que tributário rio Jucu Braço Sul representa, na bacia, o curso d’água mais impactado, apresentando as menores frequências de atendimento aos padrões das classes mais restritivas. As maiores cargas a serem tratadas foram observadas quando da perspectiva de atendimento as condições de qualidade das classes 1 e 2, indicando necessidade de melhoria no sistema de tratamento de esgoto doméstico e industrial. Ao se relacionar dados de monitoramento da qualidade da água com as curvas de permanência de qualidade, o SSD indicou que o rio Jucu apresentou, na seção escolhida para análise, alinhado a classe 1 de enquadramento, classe esta estabelecida no processo de enquadramento para o trecho. Como limitações foram observadas inconsistências em relação ao uso do modelo WARMGIS Tools e a não aplicabilidade do SSD em trechos de drenagem sob influência da maré.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16414
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectIPH-Hydro Tools
dc.subjectWARM-GIS Tools
dc.subjectCPQ-WATER
dc.subjectAutodepuração
dc.subjectRio Jucu
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleDesenvolvimento de sistema de suporte à decisão como subsídio ao processo de enquadramento de cursos d’água
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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