Post on 30-Dec-2015
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Linhas de PesquisaProjetos de Pesquisa
Temas para dissertação
Prof. Carlos Ruberto Fragoso Jr.
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• Modelagem
• Planejamento, Gestão e Tecnologia– Geoprocessamento aplicado aos recursos
hídricos
Linhas de Pesquisa
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• Desenvolvimento e aprimoramento de modelos hidrológicos
• Integração entre modelos hidrológicos e produtos derivados de sensoriamento remoto, como estimativas de precipitação, evapotranspiração, umidade do solo
• Modelo de inundações considerando eventos de cheias
• Modelo ecológicos, integrando hidrologia e ecologia
Modelagem Matemática
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• Acoplamento entre modelos de rios, de planícies, chuva-vazão e modelos atmosféricos
• Simulação de cenários de ações humanas sobre o regime hidrológico (uso da terra, mudanças climáticas)
Modelagem Matemática
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Va
zão
(m³/
s)
simulado observado
ValidaçãoCalibração
Módulo Hidrodrinâmico tridimensional Módulo de qualidade da água e sedimento Módulo biológico Versão Windows (www.peld.ufrgs.br)
O modelo IPH-TRIM3D-PCLake
Novos desenvolvimentos: - Representação do ciclo do carbono, implementação do carbono como variável de estado.
- Representação do bacterioplâncton = simulação da biomassa de bactérias = loop microbiano.
5 grupos de zoops
4 Compartimentos de matéria orgânicaModelagem
GHG
7 grupos funcionais de fitoplâncton
Estrutura do modelo
xy
z
IPH-TRIM3D-PCLake: Modelo hidrodinâmico-ecológico para lagos e
reservatórios
Código desenvolvido e aperfeiçoado desde 2005.
Modelo determinístico – baseado nas equações de conservação de massa e quantidade de
movimento.
Ecossistema é dividido em volumes de controle, nos quais as equações governantes são
numericamente resolvidas para nível d´água (H), velocidade (u,v,w), temperatura (T) e
concentração (C) para os compartimentos bióticos e abióticos dissolvidos e em suspensão.
Modelo baseado em processos para os módulos de qualidade da água e ecológico, os quais
são acoplados às forçantes hidrodinâmicas em um grid 1D, 2D ou 3D.
Representação do fluxo e balanço de massa fechado para os seguintes elementos: DW (peso
seco):C (carbono):N (nitrogênio):P (fósforo).Δzi+1/2,j,k
wi,j,k+1/2
wi,j,k-1/2
ui-1/2,j,k ui+1/2,j,k
ηi,j
0,12
h
x
wi,j,k+1/2
vi,j+1/2,k
ui+1/2,j,k
H (x,y,z,t)
C (x,y,z,t)
T (x,y,z,t)
• Transporte do plâncton e substâncias dissolvidas
• Conectividade entre compartimentos • Influência do vento• Análise de Zonas Mortas• Turbulência (grande escala)• Tempo de residência• Fluxos de deposição• Fluxos de ressuspenssão• Inundações
• Estratificação térmica e química• Eventos de mistura vertical do sistema• Corrente convectivas horizontais – zona
pelágica e litorânea• Intrusão de tributários em reservatórios
xy
z
Plâncton surfista• Transporte• Perdas• Flutuação
Navier-Stokes Equation - Momentum and Continuity Equation Semi-implicit Eulerian-Lagrangian finite differences scheme
(Casulli,1994)
Heat Transport Equation
Balanço de Calor (Chapra, 1992)
Processos Hidrodinâmicos
NH4 NO3 PO4DICIM
RPOM RDOMAllochtonous
Organic Matter
LPOM LDOM
Autochtonous Organic Matter
RPOMRDOM
LPOM LDOM
NH4NO3
PO4DIC
IM
• Processos sedimento-água• Processos ar-água• Hidrólise (POM => DOM)• Mineralização (Bac = 0) (OM=>IM)• Nitrificação/Denitrificação
• Adsorção/Desorção Fósforo • Diagenesis
temporal advection
Turbulent diffusion
Interstitial WaterPorosity = f(Sed)
Top Sediment Composition (10c m)
SiO2
Nit
Denit
O2 DifCO
2 Dif
Hyd
Hyd
Phot
SedRessuspension
DifusionRessuspension
Ads/Des
Inorganic Pools
First Order Kinetics
Miner
Processos Físico-Químicos
OD
Bacteria (DW:C:N:P) AerobicAnaerobic
Phyto (DW:C:N:P)Diatoms (Si), Green-Algae, Blue-Algae
Fish (DW:C:N:P) PlanktivorousOnivorousPiscivorous
Zoops (DW:C:N:P)MicroMesoMacro
Macrophytes (DW:C:N:P)Floating plants non-rootedFloating plants-rootedEmergentSubmerged
IMOD
DIC
OM
OM
Processos Biológicos
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• Processamento de Modelo Digital de Elevação: direções de fluxo, áreas acumuladas de drenagem, comprimentos de rio.
• Monitoramento ambiental por séries temporais de produtos orbitais (precipitação, umidade do solo, temperatura da água, florações de algas em corpos d’água).
Geoprocessamento
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• ECOBEER/REHISA - Processos eco-hidrológicos na Bacia Experimental e Representativa de Santana do Ipanema da Rede de Hidrologia do Semiárido.– Modelagem hidrológica de bacias do semi-árido– Regionalização de vazões– Dimensionamento de reservatórios e açudes do
semi-árido– Previsão de eventos extremos em bacias do semi-
através de modelagem matemática e índices climáticos
Projetos de Pesquisa e temas
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• Dependência na Escala Tempo da Dinâmica da Qualidade da Água (UFRGS/UFAL).– Modelagem hidrodinâmica de lagos e estuários– Modelagem ecológica de lagos e estuários– Avaliação do metabolismo de lagos e estuários– Monitoramento ambiental em alta-frequência– Sensoriamento remoto ambiental
Projetos de Pesquisa e temas
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
ADP
AUTOAMOSTRADOR
FLowCAM
HYPERSPECTRAL
GUINCHO
ESTAÇÃO METEOROLÓGICAS
TELEMETRIA
sondas
• Temp• O2
• CO2
• CDOM• Green• Cyano• Diatom• Brown
NÍVEL
LOGGER / CONTROLADOR
Temp LINE
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
Perfilador e Sonda -YSI
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
ADP
AUTOAMOSTRADOR
FLowCAM
HYPERSPECTRAL
GUINCHO
ESTAÇÃO METEOROLÓGICAS
TELEMETRIA
sondas
• Temp• O2
• CO2
• CDOM• Green• Cyano• Diatom• Brown
NÍVEL
LOGGER / CONTROLADOR
Temp LINE
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
Hiperespectral -TriOS
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
ADP
AUTOAMOSTRADOR
FLowCAM
HYPERSPECTRAL
GUINCHO
ESTAÇÃO METEOROLÓGICAS
TELEMETRIA
sondas
• Temp• O2
• CO2
• CDOM• Green• Cyano• Diatom• Brown
NÍVEL
LOGGER / CONTROLADOR
Temp LINE
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
Mini-ADP – Sontek
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
ADP
AUTOAMOSTRADOR
FLowCAM
HYPERSPECTRAL
GUINCHO
ESTAÇÃO METEOROLÓGICAS
TELEMETRIA
sondas
• Temp• O2
• CO2
• CDOM• Green• Cyano• Diatom• Brown
NÍVEL
LOGGER / CONTROLADOR
Temp LINE
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
CDOM/Chl/Phyc - WETLabs
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
ADP
AUTOAMOSTRADOR
FLowCAM
HYPERSPECTRAL
GUINCHO
ESTAÇÃO METEOROLÓGICAS
TELEMETRIA
sondas
• Temp• O2
• CO2
• CDOM• Green• Cyano• Diatom• Brown
NÍVEL
LOGGER / CONTROLADOR
Temp LINE
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
Auto Amostrador - ISCO
Compreensivo Amostragem Pontual Alta Freqüência
ADP
AUTOAMOSTRADOR
FLowCAM
HYPERSPECTRAL
GUINCHO
ESTAÇÃO METEOROLÓGICAS
TELEMETRIA
sondas
• Temp• O2
• CO2
• CDOM• Green• Cyano• Diatom• Brown
NÍVEL
LOGGER / CONTROLADOR
Temp LINE
MONITORAMENTO CONTÍNUO E ALTA FREQUÊNCIA DE QUALIDADE DE ÁGUA
FlowCAM
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• Subsídios para o desenvolvimento de indicadores do estado da pesca artesanal/SINPESCA (PPGRHS/PPGDiBiCT).– Estimativa da Produção Primária em ambientes
costeiros através de sensoriamento remoto
Projetos de Pesquisa e temas
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Projetos de Pesquisa e temas