Autor(es):
Pinho, José L. S. 
Data: 2000
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/1822/2798
Origem: RepositóriUM - Universidade do Minho
Detalhes do Documento
Aplicação de modelação matemática ao estudo da hidrodinâmica e da qualidade da ...
Descrição
Tese de doutoramento em Engenharia Civil As zonas costeiras constituem regiões muito atractivas para a localização de comunidades humanas. Consequentemente, estes sistemas naturais sensíveis são muitas vezes sujeitos a enormes pressões ambientais decorrentes das acções antropogénicas. A gestão de recursos hídricos é regulada por considerações de segurança pública, económicas e ambientais. A hidroinformática constitui um domínio científico recente, conjugando ferramentas informáticas com conceitos e modelos ambientais, proporcionando não só informação operacional mas também previsão de tendências de longo prazo. O crescimento exponencial das capacidades de meios computacionais, bem como os desenvolvimentos em processamento de informação espacial e apresentação gráfica, permitem o desenvolvimento de novas e mais poderosas ferramentas para suporte no planeamento e na gestão de zonas costeiras. No âmbito deste trabalho foi criado um ambiente hidroinformático, vocacionado para a resolução de problemas ambientais de sistemas hídricos costeiros. Este ambiente inclui uma componente que permite a organização e tratamento da informação, uma componente constituída por modelos matemáticos hidrodinâmicos e de qualidade da água e, finalmente, uma componente formada por um conjunto de ferramentas que permite realizar as tarefas de análise, visualização e edição de resultados. O ambiente hidroinformático criado apresenta uma estrutura modular que se revelou adequada e permite, de forma eficaz, servir de base a sistemas de apoio à decisão para a gestão ambiental de zonas costeiras. Caracterizam-se e comparam-se alguns dos modelos hidrodinâmicos, bidimensionais e quasi-tridimensionais, mais utilizados na modelação de zonas costeiras. São ainda apresentadas inovações realizadas em modelos existentes, bem como modelos criados para a simulação de problemas de qualidade da água em sistemas hídricos costeiros. Finalmente procede-se ao estudo de alguns aspectos da hidrodinâmica e da qualidade da água no sistema costeiro da Ria Arosa (Galiza-Espanha), recorrendo-se ao ambiente hidroinformático criado. A estrutura modular de programas desenvolvida para resolução de problemas de qualidade da água revelou-se eficiente, tanto em alguns casos teóricos simplificados como no estudo da Ria Arosa. A sua aplicação a este sistema costeiro permitiu realizar a sua caracterização, evidenciando-se as principais características da sua hidrodinâmica e alguns aspectos da qualidade da água da ria, podendo servir de apoio a opções de planeamento deste sistema natural. Coastal zones are very attractive regions for human being settlement. Due to that, anthropogenic activities may cause significant environmental impacts to these sensible natural systems. The approach to water management is dictated by public safety, economic and environmental considerations. Hydroinformatics constitutes a new scientific branch linking informatics tools with hydraulics and environmental concepts and models, providing not only operational information but also insights into long-term trends. The rapidly growing possibilities of computational means as well as user friendly processing of spatial information and graphical presentation developments, potentially provide novel and improved tools for support planning and management of coastal zones. In this research work, a hydroinformatics environment was created with the general objective of solving environmental problems in coastal zones water systems. This environment consists of three components: a component for data organisation and treatment; a component for modelling and simulation of water quality and hydrodynamics; and a component for results analysis, visualisation, and edition. The modular approach adopted in the development of this hydroinformatics environment appears to be a very adequate and versatile methodology for decision support systems to be applied in coastal zones environment management. The most widely applied two-dimensional and quasi-three-dimensional hydrodynarnics mathematical modeis for coastal zones are characterised and compared. Innovations implemented in existing models as well as new approaches for water quality modelling are presented. An approach for implementing the hydroinformatics environment created in this work to study some aspects of hydrodynamics and water quality of Ria Arosa coastal zone (Galicia-Spain) is also presented. The modular structure of the hydroinformatics environment has shown good applicability for solving theoretical problems as well as in the Ria Arosa case study. It is observed that for this coastal system, it is possible simulate and predict hydrodynamics and water quality behaviour and characteristics, enabling to improve the support for planning options for this natural system.
Tese de doutoramento em Engenharia Civil As zonas costeiras constituem regiões muito atractivas para a localização de comunidades humanas. Consequentemente, estes sistemas naturais sensíveis são muitas vezes sujeitos a enormes pressões ambientais decorrentes das acções antropogénicas. A gestão de recursos hídricos é regulada por considerações de segurança pública, económicas e ambientais. A hidroinformática constitui um domínio científico recente, conjugando ferramentas informáticas com conceitos e modelos ambientais, proporcionando não só informação operacional mas também previsão de tendências de longo prazo. O crescimento exponencial das capacidades de meios computacionais, bem como os desenvolvimentos em processamento de informação espacial e apresentação gráfica, permitem o desenvolvimento de novas e mais poderosas ferramentas para suporte no planeamento e na gestão de zonas costeiras. No âmbito deste trabalho foi criado um ambiente hidroinformático, vocacionado para a resolução de problemas ambientais de sistemas hídricos costeiros. Este ambiente inclui uma componente que permite a organização e tratamento da informação, uma componente constituída por modelos matemáticos hidrodinâmicos e de qualidade da água e, finalmente, uma componente formada por um conjunto de ferramentas que permite realizar as tarefas de análise, visualização e edição de resultados. O ambiente hidroinformático criado apresenta uma estrutura modular que se revelou adequada e permite, de forma eficaz, servir de base a sistemas de apoio à decisão para a gestão ambiental de zonas costeiras. Caracterizam-se e comparam-se alguns dos modelos hidrodinâmicos, bidimensionais e quasi-tridimensionais, mais utilizados na modelação de zonas costeiras. São ainda apresentadas inovações realizadas em modelos existentes, bem como modelos criados para a simulação de problemas de qualidade da água em sistemas hídricos costeiros. Finalmente procede-se ao estudo de alguns aspectos da hidrodinâmica e da qualidade da água no sistema costeiro da Ria Arosa (Galiza-Espanha), recorrendo-se ao ambiente hidroinformático criado. A estrutura modular de programas desenvolvida para resolução de problemas de qualidade da água revelou-se eficiente, tanto em alguns casos teóricos simplificados como no estudo da Ria Arosa. A sua aplicação a este sistema costeiro permitiu realizar a sua caracterização, evidenciando-se as principais características da sua hidrodinâmica e alguns aspectos da qualidade da água da ria, podendo servir de apoio a opções de planeamento deste sistema natural. Coastal zones are very attractive regions for human being settlement. Due to that, anthropogenic activities may cause significant environmental impacts to these sensible natural systems. The approach to water management is dictated by public safety, economic and environmental considerations. Hydroinformatics constitutes a new scientific branch linking informatics tools with hydraulics and environmental concepts and models, providing not only operational information but also insights into long-term trends. The rapidly growing possibilities of computational means as well as user friendly processing of spatial information and graphical presentation developments, potentially provide novel and improved tools for support planning and management of coastal zones. In this research work, a hydroinformatics environment was created with the general objective of solving environmental problems in coastal zones water systems. This environment consists of three components: a component for data organisation and treatment; a component for modelling and simulation of water quality and hydrodynamics; and a component for results analysis, visualisation, and edition. The modular approach adopted in the development of this hydroinformatics environment appears to be a very adequate and versatile methodology for decision support systems to be applied in coastal zones environment management. The most widely applied two-dimensional and quasi-three-dimensional hydrodynarnics mathematical modeis for coastal zones are characterised and compared. Innovations implemented in existing models as well as new approaches for water quality modelling are presented. An approach for implementing the hydroinformatics environment created in this work to study some aspects of hydrodynamics and water quality of Ria Arosa coastal zone (Galicia-Spain) is also presented. The modular structure of the hydroinformatics environment has shown good applicability for solving theoretical problems as well as in the Ria Arosa case study. It is observed that for this coastal system, it is possible simulate and predict hydrodynamics and water quality behaviour and characteristics, enabling to improve the support for planning options for this natural system.
Tipo de Documento
Tese de Doutoramento
Idioma Português
Orientador(es) Vieira, J. M. Pereira; Carmo, José S. A.
Idioma Português
Orientador(es) Vieira, J. M. Pereira; Carmo, José S. A.
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