Implementação e uso do modelo Mike 21 ná analise de cenários hidrodinâmicos na Lagoa da Conceição - SC

Abstract

A Lagoa da Conceição, localizada na Ilha de Santa Catarina, no Sul do Brasil, é uma típica laguna costeira, conectada com o oceano por um canal de maré. Devido a sua beleza natural e localização estratégica, a laguna esta atualmente sofrendo problemas ambientais e de conflito de uso. Esse cenário levou o Laboratório de Hidráulica Marítima (LaHiMar) da UFSC a realizar um projeto de pesquisa para estudar a hidrodinâmica da laguna. Esse estudo apresenta os resultados das medições de campo e modelação hidrodinâmica. Os dados batimétricos foram adquiridos e níveis medidos de Fevereiro de 2005 a Março de 2006 (31 dias), em dois pontos diferentes da laguna. Dados meteorológicos também foram coletados de Agosto de 2005 a Junho de 2006. A hidrodinâmica da lagoa e do canal de maré foi investigada com o auxílio do modelo do DHI, Mike 21, através de um convênio de cooperação científica entre o LaHiMar/UFSC e o DHI. Mike 21 é um modelo 2D-H escrito pelo método de volumes finitos que permite a utilização de uma malha não estruturada, que se ajusta melhor a diferentes escalas da Lagoa da Conceição. A calibração do modelo hidrodinâmico foi realizada forçando o modelo com nível na desembocadura externa do canal e comparando os resultados com níves d'água medidos dentro da laguna. Os resultados confirmaram a redução dos componentes de alta freqüência encontrados por Andrade (2001). A análise de diferentes cenários permitiu a compreensão de características importantes da hidrodinâmica da Lagoa da Conceição. Os principais resultados são que: a pequena passagem conectando o compartimento Sul com o restante da laguna não limita a circulação nessa região da laguna; e o efeito da dragagem do canal principal na troca d'água da laguna. Conceição Lagoon, located in the Island of Santa Catarina, in Southern Brazil, is a typical coastal lagoon connected to the ocean through a tidal inlet. Due to its natural beauty and strategic location, the lagoon is currently undergoing environmental problems and users' conflicts. This scenario prompted the Maritime Hydraulics Laboratory (LaHiMar) of UFSC to carry on a research project to study the hydrodynamics of the lagoon. This study reports the results concerning field measurements and modeling. Bathymetric data was collected and water levels recorded from February 2005 to March 2006 (31 days) in two different points within the lagoon. Meteorological data was also collected from August 2005 to June 2006. The hydrodynamics of the lagoon and the tidal channel was investigated with the aid of DHI's Mike 21 model in the context of a scientific cooperation agreement between LaHiMar/UFSC and DHI. Mike 21 is a 2D-H model in finite volume method that allows its use in an unstructured grid that fits better to different scales. Hydrodynamic model calibration was performed by forcing the model with level at the channel mouth and comparing the results with the measured water levels recorded inside the lagoon. Modeling showed a reduction of higher frequency tidal components, since longer periods loose less energy in the process of propagation through the channel. Analysis of different scenarios allowed the understanding of important hydrodynamics patterns of Conceição Lagoon. The most relevant are that the very small passage connecting the southern compartment with the rest of the lagoon does not limit the circulation in that part of the lagoon and the effect of dredging the main channel on the exchange of water of the lagoon.