Calibragem e Validação do Modelo

O valor encontrado para o ponto #4 difere-se dos valores empíricos tabelados, em que, para cursos d’água recebendo efluente bruto, o valor varia de 0,30 a 0,45 dia ^-1, sendo o valor encontrado superior a esta faixa, porém como a diferença é pequena, o valor ainda é condizente para este tipo de efluente. O mesmo ocorreu com Couto et al. (2011), que encontrou valores superiores aos tabelados para o rio do Peixe em Minas Gerais, com lançamento de efluente tratado, e justificou essa diferença devido ao tipo de tratamento utilizado.

O ponto #5, que representa o canal de lançamento de efluentes, obteve um valor que se encontra dentro da faixa estabelecida para efluentes secundários, de K1 entre0,12 – 0,24 dia^-1. Segundo Von Sperling (2007), efluentes tratados possuem uma taxa de degradação mais lenta devido ao fato da maior parte de matéria orgânica facilmente assimilável já haver sido consumida durante o tratamento, restando apenas a parcela de estabilização mais vagarosa.

Os valores de K1 dos pontos #1 e #4 foram utilizados na calibração do modelo, enquanto o valor do ponto #5 foi utilizado como dado de entrada na simulação das condições do trecho onde ocorre o lançamento que será apresentado a seguir.

Tabela 19: Valores de K1; K2 e Kd obtidos na calibração do modelo.

Trecho K1 [dia^-1] Kd [dia^-1] K2 [dia^-1]

1-2 0,11 0,15 10

2-3 0,11 0,15 8

3-4 0,53 0,4 4

4-6 0,17 1 3

Figura 29: Decaimento das concentrações de OD na calibração do oxigênio no modelo de Streeter- Phelps.

Os resultados obtidos através do modelo proposto mostraram-se acurados para o presente estudo, pois nota-se uma diferença pequena dos valores de OD medidos quando comparados com os dados obtidos pelo modelo. O maior erro apresentado foi para o ponto

#2 (Tabela 20), sendo essa maior diferença explicada pela presença de uma queda d’água à montante deste ponto, o que causa uma maior oxigenação da água neste local, aumentando assim o valor de OD medido no ponto #2, o que não foi considerado nesta simulação.

Ponto #1

Ponto #2

:Ponto #3

Ponto #4

Ponto#6

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0

OD [mg/L]

Distância [km]

Tabela 20: Erro percentual por ponto amostral obtido na calibração do modelo.

Ponto O2 [mg/L]

Medido

O2 [mg/L]

Modelo Erro (%)

#1 9,7 9,7 0

#2 10,2 9,4 8,02

#3 9,4 9,1 3,29

#4 8,75 8,7 0,57

#6 8 8,3 3,7

Observa-se que quanto maior o nível de conhecimento sobre a bacia a ser modelada, mais precisa será a calibração, pois conhecendo as características físicas e hidrológicas do rio, se torna mais fácil estimar valores de coeficientes próximos aos reais, obtendo assim uma melhor relação entre os dados calculados e observados.

Depois de calibrados os parâmetros do modelo, realizou-se a validação para o trecho de interesse, do ponto #4 ao ponto #6. Essa validação foi realizada utilizando-se como dados de entrada, os valores obtidos na saída do dia 06 de julho, os coeficientes obtidos na calibração, e o valor de vazão utilizado foi calculado através da vazão específica obtida pela medição realizada para o ponto #2 nesta data.

A validação gera resultados a partir de informações, ou seja, dados de entrada, diferentes dos utilizados na calibração. Na Figura 30 e na Figura 31 seguem apresentados os valores de OD e DBO_5,20 estimados pelo modelo na validação bem como os valores de OD e DBO5,20 medidos em campo.

Figura 30: Decaimento das concentrações de OD na validação do modelo para o dia 06 de julho.

Figura 31: Decaimento das concentrações de DBO5,20 na validação do modelo para o dia 06 de julho.

O decaimento abrupto de oxigênio próximo ao Km 0,7 (Figura 30), e a elevação da DBO5,20

nesta mesma distância (Figura 31), ocorrem devido à entrada do afluente que recebe o lançamento do efluente do aterro sanitário e da fábrica de osso, o que traz condições de má qualidade a esse canal e, consecutivamente, ao rio principal no ponto onde este desemboca. Porém observa-se que no ponto #6, o rio já alcançou um valor de DBO_5,20 inferior ao ponto #4, mostrando capacidade de autodepuração, mas ainda em desacordo

Ponto #4

Ponto #6

5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6

OD [mg/L]

Distância [km]

Ponto #4

Ponto #6 5,0

5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 DBO5,20[mg/L]

Distância [km]

com o estabelecido na resolução CONAMA 357/2005, para rios classe 2. Já em relação ao oxigênio, a entrada do afluente acelerou o decaimento do mesmo, diminuindo assim o valor de oxigênio no ponto #6, no entanto este ainda se encontra acima de 5 mg/L, que é o mínimo permitido pela resolução CONAMA 357/2005.

Existe uma preocupação na definição da DBO como variável de estado, pois essa medida não considera toda a matéria orgânica biodegradável presente no meio, o que prejudica o fechamento de massa e, consecutivamente, o modelo que tem como princípio básico a conservação de massa. Como muitos modelos de qualidade de água não consideram a interação com o sedimento, observando os princípios de balanço de massa somente dentro da coluna da água, esse ajuste não consegue ser fechado (SHANAHAN et al.,1998).

Ocorrendo a imprecisão no ajuste do balanço de massa da DBO, a calibração pode ficar deficiente, apresentando erros entre o resultado do modelo e os resultados reais.

Os valores encontrados para os pontos #4 e #6, e os valores medidos neste ponto, juntamente com o erro percentual obtido para OD e DBO5,20, seguem apresentados na Tabela 21 e na Tabela 22. A diferença entre os valores medidos e os valores encontrados foi baixa, o que representa que a calibração foi eficiente para o trecho do rio em questão.

Tabela 21: Erro percentual de OD por ponto amostral obtido na validação do modelo.

Ponto O2 [mg/L]

Medido

O2 [mg/L]

modelo Erro (%)

#4 8,57 8,57 0

#6 7,95 7,3 7,7

Tabela 22: Erro percentual de DBO5,20 por ponto amostral obtido na validação do modelo.

Ponto DBO5,20 [mg/L]

Medido

DBO5,20 [mg/L]

modelo Erro (%)

#4 6 6 0

#6 5,4 5,7 5,5

Tanto a calibração como a validação, foram realizadas com os dados das datas em que a maré estava vazante, diminuindo assim o risco de represamento à jusante, o que tornaria o

regime não uniforme e não permanente. Também se consideraram que nestas datas a vazão estava menor comparada as outras datas de medições, sendo então mais representativas da situação crítica, a qual será simulada.