A modela¸c˜ao

Os modelos de quantifica¸c˜ao dos polutogramas s˜ao um prolongamento dos modelos hidr´aulicos utilizados na quantifica¸c˜ao dos caudais ao longo do tempo, os hidrogramas.

Delville [23] refere que os principais modelos de simula¸c˜ao da polui¸c˜ao apoiam-se na descri¸c˜ao do encaminhamento da mat´eria em suspens˜ao e das part´ıculas s´olidas, recon- hecidas como vectores principais da polui¸c˜ao em tempo de chuva.

Segundo Delville [23] distinguem-se trˆes grandes fam´ılias de modelos : • Modelos emp´ıricos ou estat´ısticos.

• Modelos determin´ısticos ou f´ısicos. • Modelos conceptuais.

3.1.2.1 Modelos emp´ıricos ou estat´ısticos

Estes resultam da an´alise estat´ıstica de medidas e observa¸c˜oes e suportam-se em campan- has longas e exaustivas. Os dados s˜ao tratados e analisados com ferramentas cl´assicas da estat´ıstica.

Uma regress˜ao multivariada permite estimar os valores m´edios anuais ou pontuais de polui¸c˜ao, ou mesmo extrapolar polutogramas completos.

Estes modelos dificilmente s˜ao export´aveis, porque s˜ao v´alidos para campanhas de medi- das localizadas.

3.1.2.2 Modelos determin´ısticos ou f´ısicos

Estes descrevem os mecanismos f´ısicos dos fen´omenos ligados ao transporte da polui¸c˜ao. A abordagem geral ´e portanto determin´ıstica e de c´alculo e sup˜oe o conhecimento exaustivo e preciso das leis f´ısicas que regem o fen´omeno :

• A acumula¸c˜ao dos poluentes na superf´ıcie ao longo dos per´ıodos de seca. • O transporte de poluentes pela chuva e pelo escoamento.

• A eros˜ao.

CAP´ITULO 3. MODELAC¸ ˜AO DA POLUIC¸ ˜AO DIFUSA 30 3.1.2.3 Modelos conceptuais

Estes conjugam o conjunto dos fen´omenos em jogo compartimentando o problema. As rela¸c˜oes estabelecidas n˜ao s˜ao fundadas na descri¸c˜ao precisa das leis f´ısicas mas em equa¸c˜oes espec´ıficas simplificadas e sobretudo em parˆametros de varia¸c˜ao. Eles permitem definir a natureza da transforma¸c˜ao do fluxo que entra no que sai, tudo isto respeitando algumas restri¸c˜oes f´ısicas. A utiliza¸c˜ao destes modelos sobre um determinado local passa pela calibra¸c˜ao dos parˆametros externos do modelo com base num n´umero limitado de observa¸c˜oes.

3.1.2.4 Abordagem IMR na modela¸c˜ao da polui¸c˜ao difusa

Quim et al. in Trudgill [69] defendem que um modelo de polui¸c˜ao difusa deve corresponder a uma abordagem de Informa¸c˜ao M´ınima Requerida (IMR1_{), a qual corresponde `a s´ıntese}

da informa¸c˜ao e processos b´asicos observados num conjunto de parˆametros e fen´omenos fundamentais a incluir no modelo final. No essencial os modelos IMR utilizam o m´ınimo de informa¸c˜ao dispon´ıvel.

Segundo este autor, o modelo final deve ser constitu´ıdo por uma s´erie de modelos IMR que correspondam aos diferentes componentes do fen´omeno, os quais possam ser testados e validados em separado, tais como :

• Processos de gera¸c˜ao de poluente no solo dispon´ıvel para ser lixiviado. • Processos de lixivia¸c˜ao a partir do solo.

• Processos de transporte do poluente dentro da bacia.

Quim et al. in Trudgill [69] referem que pode parecer ideal a aplica¸c˜ao `as grandes bacias hidrogr´aficas de um modelo baseado integralmente na abordagem f´ısica. No entanto, os autores duvidam que modelos com esta complexidade possam ser justificados, quando a capacidade de medir mesmo a m´edia do poluente lixiviado ´e t˜ao baixa.

Este autor refere ainda que a abordagem IMR apoia-se em experiˆencias de campo e em modelos com caracter´ısticas f´ısicas na sua constru¸c˜ao. Eles n˜ao substituem estes modelos, apenas mostram serem estes mais apropriados na modela¸c˜ao de uma bacia hidrogr´afica. Os modelos f´ısicos e as experiˆencias de campo correspondem `a base de dados de in- forma¸c˜ao sobre os fen´omenos. Os modelos de abordagem IMR s˜ao constru´ıdos para serem operacionais e de f´acil utiliza¸c˜ao.

Quim et al. in Trudgill [69] referem que, apesar da complexidade dos fen´omenos, a abor- dagem IMR, pode reflectir a dinˆamica dos fen´omenos `a escala da bacia hidrogr´afica. Esta abordagem d´a-nos um valor guia da perda de poluente ao longo do tempo e associ- ado a diferentes usos do solo, mas nunca obteremos uma estimativa exacta. A necessidade de ser preciso no resultado n˜ao ´e cr´ıtica, porque os dados de origem sofrem tamb´em de grande incerteza, nomeadamente :

• A carga total de poluente dispon´ıvel para ser lixiviado.

CAP´ITULO 3. MODELAC¸ ˜AO DA POLUIC¸ ˜AO DIFUSA 31 • A capacidade de reten¸c˜ao da ´agua pelo solo.

• A ´area por unidade de classe de solo em toda a bacia hidrogr´afica. Inclusiv´e a defini¸c˜ao do n´umero de classes necess´arias.

• A precis˜ao dos dados metereol´ogicos

• As pr´aticas de cultivo e de ocupa¸c˜ao do solo.

A abordagem IMR permite ainda apoiar o planeamento e ordenamento do territ´orio com base nos poss´ıveis impactes na polui¸c˜ao difusa das ´aguas superficiais, conhecendo-se `a partida as futuras ocupa¸c˜oes do solo.

Uma importante observa¸c˜ao sobre a modela¸c˜ao de poluentes ´e feita por Novotny et al. [47]. Estes autores referem que mais de 15 anos de desenvolvimento de modelos determin´ısticos de escoamento urbano e qualidade da ´agua, acompanhados da respectiva calibra¸c˜ao e ver- ifica¸c˜ao com numerosos dados, revelaram que :

• Modelos hidrol´ogicos determin´ısticos de escoamento e qualidade s˜ao bastante vari´aveis e usualmente de dif´ıcil reprodutividade, mesmo depois de uma alargada calibra¸c˜ao do modelo.

• Aumentar a complexidade dos modelos n˜ao garante `a partida uma melhor repre- senta¸c˜ao do processo.

• Os melhores modelos apenas reproduzem tendˆencias gerais dos dados, n˜ao abrangendo uma grande componente de variabilidade do fen´omeno.