Local calibration of coliforms parameters of water quality problem at Igapó I Lake, Londrina, Paraná, Brazil

Romeiro, Neyva Maria Lopes; Castro, Rigoberto Gregorio Sanabria; Cirilo, Eliandro Rodrigues; Natti, Paulo Laerte

doi:10.1016/j.ecolmodel.2011.03.018

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“…Regarding to the transport model parameters the following were taken: for the longitudinal and transversal diffusion coefficients ROMEIRO et al, 2011), and for deoxygenation coefficients values, 1 K in 1 d  , shown in Table 2. Regarding the boundary conditions, the BOD5 concentration at the T1 entry was taken as 12.6 mg / l, this value consistent with the experimental measurements.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…In order to simulate the effects of such a discharge, a two-dimensional horizontal model, composed of a hydrodynamic model and a transport model, is used. In this model the water flow in the discretized geometry (CIRILO; BORTOLI, 2006) is described by Navier-Stokes and pressure equations in curvilinear coordinatethe hydrodynamic model - (ROMEIRO et al, 2011), whereas the transport of the concentration of biochemical oxygen demand, BOD 5 , is described by an advective-diffusive equation in curvilinear coordinatethe transport model - (PARDO et al, 2012).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Numerical simulation of BOD5 dynamics in Igapó I lake, Londrina, Paraná, Brazil: Experimental measurement and mathematical modeling

et al. 2018

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A concentração da demanda bioquímica de oxigênio, BOD5, foi estudada para avaliar a qualidade da água do lago Igapó I, em Londrina, Paraná, Brasil. A simulação foi realizada por meio da discretização da geometria do lago Igapó I em coordenadas curvilíneas, juntamente com os métodos de diferenças finitas e elementos finitos. A avaliação do modelo numérico proposto para a qualidade da água foi realizada através da comparação dos valores experimentais de DBO5 com os resultados numéricos. A avaliação do modelo mostrou resultados quantitativos do parâmetro simulado compatíveis com o comportamento real do lago Igapó I. A análise qualitativa das simulações numéricas permitiu uma melhor compreensão da dinâmica da concentração de DBO5 no lago Igapó I, mostrando que tais concentrações nas regiões centrais do lago apresentam valores acima daqueles permitidos pela legislação brasileira. Nossos resultados podem ajudar a orientar escolhas pelos órgãos públicos, como: (i) melhorar os mecanismos de identificação de emissores de poluentes no Lago Igapó I, (ii) contribuir para o tratamento ótimo da recuperação do ambiente poluído e (iii) proporcionar uma melhor qualidade de vida para os frequentadores do lago, bem como para os moradores que vivem na beira do lago.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical simulation of BOD5 dynamics in Igapó I lake, Londrina, Paraná, Brazil: Experimental measurement and mathematical modeling

et al. 2018

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“…This characteristic of this artificial lake explain the low rate of flow, which in turn presents, on average, a low Reynolds number. So, to calibrate the small pressure gradient from the boundary conditions, a low Reynolds number Re=10 was used (ROMEIRO et al, 2011).…”

Section: Numerical Simulationsmentioning

confidence: 99%

A transport modeling of the carbon-nitrogen cycle at Igapó I Lake - Londrina, Paraná State, Brazil

et al. 2012

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ABSTRACT. This work is a contribution to a better understanding of the effect that domestic sewage discharges may cause in a water body, specifically at Igapó I Lake, in Londrina, Paraná State, Brazil. The simulation of the dynamics of pollutant concentrations throughout the water body was conducted by means of structured discretization of the geometry of Igapó I Lake, together with the finite differences and the finite elements methods. Firstly, the hydrodynamic flow (without the pollutants), modeled by NavierStokes and pressure equations, was numerically resolved by the finite differences method, and associated with the fourth order Runge-Kutta procedure. After that, by using the hydrodynamic field velocity, the flow of the reactive species (pollutants) was described through a reaction transport model, restricted to the carbon-nitrogen cycle. The reaction transport model was numerically resolved by the stabilized finite elements method, by means of a semi-discrete formulation. A qualitative analysis of the numerical simulations provided a better understanding of the dynamics of the processes involved in the flow of the reactive species, such as the dynamics of the nitrification process, of the biochemical demand of oxygen and of the level of oxygen dissolved in the water body at Igapó I Lake.Keywords: water quality model, pollutants, numerical simulation, finite differences method, finite elements method.Uma modelagem do transporte do ciclo carbono-nitrogênio no Lago Igapó I -Londrina, Estado do Paraná, Brasil RESUMO. Este artigo é uma contribuição para um melhor entendimento do efeito que uma descarga de esgoto doméstico pode causar num corpo d'água, em particular, no lago Igapó I, Londrina, Paraná, Brasil. A simulação da dinâmica das concentrações dos poluentes em todo o corpo d'água é realizada por meio de uma discretização estruturada da geometria do lago Igapó I, juntamente com os métodos de diferenças finitas e de elementos finitos. Primeiramente, o escoamento hidrodinâmico (sem os poluentes), modelado pelas equações de Navier-Stokes e de pressão, é resolvido numericamente pelo método de diferenças finitas, associado ao procedimento de Runge-Kutta de quarta ordem. Em seguida, utilizando o campo de velocidades fornecido pelo modelo hidrodinâmico, descreve-se o escoamento de espécies reativas (restrito ao ciclo carbono-nitrogênio), por meio de um modelo de transporte de poluentes com reações. O modelo de transporte de poluentes com reações é resolvido numericamente pelo método de elementos finitos estabilizados, através de uma formulação semi-discreta. Uma análise qualitativa das simulações numéricas proporcionou uma melhor compreensão da dinâmica dos processos envolvidos no escoamento de espécies reativas, tais como a dinâmica do processo de nitrificação, da demanda bioquímica de oxigênio e do nível de oxigênio dissolvido no corpo d'água do lago Igapó I.Palavras-chave: modelo de qualidade de água, poluentes, simulação numérica, método de diferenças finitas, método de elementos finitos.

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“…A OMS recomenda que as bactérias do grupo coliformes fecais sejam utilizadas como parâmetro microbiológico de qualidade d'água, quando se deseja mensurar a presença de organismos patogênicos [3]. Nos últimos anos um grande esforço tem sido realizado para desenvolver modelos matemáticos que descrevam adequadamente a dinâmica de coliformes fecais em diferentes corpos d'água [4,5,6]. Nesse contexto, estudar a dinâmica de coliformes fecais no corpo d'água do lago Luruaco é uma forma de determinar as regiões que apresentam maior risco de contaminação para a população local.…”

Section: Introductionunclassified

“…Neste contexto, utiliza-se as bactérias do tipo coliformes fecais (presentes principalmente no esgoto doméstico) como parâmetro para a qualidade da água. A dinâmica de concentração dos coliformes fecais é obtida por meio da simulação numérica de um modelo bidimensional horizontal (2DH) durante um determinado intervalo de tempo [6]. O modelo de transporte de coliformes fecais é dado por uma equação convectiva-dispersiva-reativa, cujo termo convectivo contém o campo de velocidades do fluxo hidrodinâmico, obtido a partir de um sistema de equações de Navier-Stokes.…”

Section: Introductionunclassified

Simulação numérica da dinâmica de coliformes fecais no lago Luruaco, Colômbia

Saita¹,

Natti²,

Cirilo³

et al. 2018

Tend. Mat. Apl. Comput.

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RESUMO.O lago Luruaco localizado no Departamento de Atlántico, Colômbia, sofre com o despejo de esgoto sem tratamento, trazendo riscosà saúde de todos que utilizam suaságuas. O presente estudo tem como objetivo realizar a simulação numérica da dinâmica da concentração de coliformes fecais no lago. A simulação do fluxo hidrodinâmico do lagoé realizada por meio de um modelo bidimensional horizontal (2DH), dado por um sistema de equações de Navier-Stokes. Já a simulação do transporte de coliformes fecaisé descrita por uma equação convectiva-dispersiva-reativa. Essas equações são resolvidas numericamente pelo Método de Diferenças Finitas (MDF) e pelo método Mark and Cell (MAC), em coordenadas generalizadas. Quantoà construção da malha computacional do lago Luruaco, os métodos spline cúbica e multibloco foram utilizados. Os resultados obtidos nas simulações permitiram uma melhor compreensão da dinâmica de coliformes fecais no lago Luruaco, evidenciando as regiões mais poluídas. Os resultados também podem orientarórgãos públicos quantoà identificação dos emissores de poluentes no lago e o desenvolvimento de um tratamento otimizado para a recuperação do ambiente poluído.Palavras-chave: lago Luruaco, coliformes fecais, malha multibloco, Método de Diferenças Finitas, método MAC, coordenadas generalizadas. INTRODUÇÃOA poluição hídricaé um problema mundial que prejudica a saúde, a segurança e o bem-estar da população, afetando desfavoravelmente todos os seres vivos de um determinado ambiente. Um caso particular de poluição hídricaé a contaminação por um produto ou organismo, tal como o lançamento de esgotos domésticos em corpos d'água. Como fatores negativos da poluição † Trabalho apresentado no XXXVI Congresso Nacional de Matemática

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Local calibration of coliforms parameters of water quality problem at Igapó I Lake, Londrina, Paraná, Brazil

Abstract: Summary. The calibration of a model refers to the process by which

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Numerical simulation of BOD5 dynamics in Igapó I lake, Londrina, Paraná, Brazil: Experimental measurement and mathematical modeling

Numerical simulation of BOD5 dynamics in Igapó I lake, Londrina, Paraná, Brazil: Experimental measurement and mathematical modeling

A transport modeling of the carbon-nitrogen cycle at Igapó I Lake - Londrina, Paraná State, Brazil

Simulação numérica da dinâmica de coliformes fecais no lago Luruaco, Colômbia

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