FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O presente trabalho apresenta um estudo de resistÃncia à injeÃÃo de carga orgÃnica na zona estuarina de um importante manancial da RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, no caso o Rio CocÃ. Para tanto, foi desenvolvido um programa em C++, com a finalidade de simular o escoamento e a dispersÃo de poluentes em um trecho especÃfico do rio, que recebe influÃncia direta da marÃ.
Para a simulaÃÃo do escoamento, foi utilizada uma forma das equaÃÃes de Saint Vennant, com as condiÃÃes de contorno apropriadas. Na resoluÃÃo numÃrica foi aplicado um esquema explÃcito de diferenÃas finitas, no caso o de McCormack.
Uma vez calculados os perfis temporais do escoamento, a equaÃÃo de AdvecÃÃo-DispersÃo (A-D) foi utilizada, usando um fator de decaimento de 1Â ordem, para simular o transporte de massa de DBO (Demanda BioquÃmica de OxigÃnio). O programa desenvolvido aplicou um mÃtodo pseudoespectral com passo de tempo explÃcito. Para a soluÃÃo dos sistemas gerados foi utilizado o algoritmo de Gauss sem condensaÃÃo pivotal.
Os resultados encontrados para o escoamento atestam o perfeito ajuste do esquema de McCormack a situaÃÃes de estuÃrio, onde o movimento de marà faz com que o fluxo esteja uma hora em um sentido e em outra hora no sentido oposto.
Jà os resultados de A-D demonstraram a sensibilidade dos mÃtodos espectrais Ãs condiÃÃes de contorno impostas. Ao se resolver a equaÃÃo para o trecho em estudo do Rio CocÃ, houve acÃmulo de massa no estuÃrio, indicando que alguma condiÃÃo de contorno de escoamento nÃo era condizente com a realidade. Aplicando-se a resoluÃÃo para um estuÃrio hipotÃtico, dez vezes maior que o considerado, o acÃmulo de massa desapareceu, e resultados ficaram de acordo com a fÃsica do problema. Este fato ratificou a hipÃtese que a condiÃÃo de contorno da interface com o rio (aproximadamente no KM 20) nÃo poderia ser estacionÃria, resultado que està de acordo com o encontrado por Villela (1988). / The present work represents a study of the resistance of the estuarine zone of the Cocà river in Fortaleza, Cearà - Brazil, to the injection of organic pollutant.
In order to accomplish this goal a mathematical model was developed and a C++ code was written to solve the model equations. The flow and pollutant dispersion were simulated for a particular section of the Cocà River under tidal influence.
The Saint-Vennant equations were solved using boundary conditions appropriated to that situation. The McCormackâs explicit approach was applied to implement a numerical solution of the equations.
The mass transport was simulated by an Advection-Dispersion equation using a first order decay. A pseudo-spectral method with explicit time step was applied and the solution of the system of equations was performed by Gauss algorithm without pivot condensation. The results of the McCormackâs approach were reliable to estimate estuary conditions where the flow was influenced by the tidal movement.
The results of Advection â Dispersion (A-D) equations have shown that spectral methods were sensible to the boundary conditions of the problem. On the other hands, the results of A-D equations presented a mass retention in the estuarine zone. That fact lets one to believe that the defined boundary conditions to the problem were not appropriated to that situation. Thus, another boundary conditions were defined by using a hypothetical new estuarine zone ten times bigger than the Cocà River estuarine zone. As a result of that change, the mass retention cease to exist, and the problem became physically correct. The Villelaâs (1988) hypothesis on nonstationary behavior of the estuarine zone â Cocà River interface was confirmed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:318 |
| Date | 10 February 2006 |
| Creators | Paulo Alexandre Costa Rocha |
| Contributors | Ernesto da Silva Pitombeira |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia Civil, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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