Prova Modelagem Matematica Sistemas Ambientais - Modelo Streeter Phelps

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL MODELAGEM MATEMÁTICA EM SISTEMAS AMBIENTAIS 20232 PROFESSOR FERNANDO FERNANDES VIEIRA PROVA 2 MÓDULO 2 TIPO1 CENÁRIO DE ESTUDO O diagrama unifilar mostrado na figura a seguir retrata um cenário onde deve ser aplicado uma modelagem da qualidade de águas superficiais usando o modelo de StreeterPhelps Os dados do cenário são os seguintes DADOS DAS CIDADES Ano de 2023 Informação Cidade A Cidade B Cidade C População hab 36000 26000 29000 Contribuição percapita de esgotos Lhabdia 225 200 210 Carga de DBO5 ghabdia 788 555 588 Carga de Nitrogênio Orgânico ghabdia 770 720 620 Carga de Nitrogênio Amoniacal ghabdia 1100 1075 975 ÁREAS AGRÍCOLAS Informação Valor numérico Area da bacia de drenagem km2 355 Descarga específica Lskm2 275 Carga difusa de DBO5 400 DADOS DA INDUSTRIA DE CURTUME Ano de 2023 Informação Valor numérico Produção toneladasdia 80 Volume de esgotos m3diatonelada 2500 Constante de decaimento k1 015 DBO5 mgL 50000 Nitrogênio Orgânico mgL 500 Nitrogênio Amoniacal mgL 400 DADOS CINÉTICOS T 20ºC Informação Valor numérico koa orgânicoamoniacal 025 kan amoniacal nitrito 035 knn nitrito nitrato 075 θ koa θ kan 1047 θ knn 1080 DADOS DOS RIOS Informação Rio principal Rio secundário Rio terciário Vazão m3s 090 065 065 Temperatura ºC 26 22 29 Altitude m 450 575 575 Salinidade Cloretos mgL 725 550 600 Oxigênio dissolvido mgL 95Csat 90Csat 85Csat DBO5 mgL 60 50 40 Velocidade ms 055 048 050 Profundidade m 085 070 075 Para determinar a constante de decaimento k1 da DBO5 dos esgotos das cidades A e B em laboratório foram feitas uma série de medições da DBO 20ºC em função do tempo tendo sido obtidos os seguintes resultados MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO CENÁRIO DE ESTUDO Considerando as informações apresentadas na tabela a seguir resolva as seguintes questões a Considerando a situação atual Ano de 2023 calcule as concentrações de Oxigênio Dissolvido OD e DBO5 para o rio principal em intervalos de 5 km a partir da cidade A b Simule o cenário para o rio daqui a 20 anos Ano 2043 considerando um crescimento populacional anual de 075 para as cidades A B e C Considere um aumento anual de 30 na produção da indústria Tempo dia 1 3 5 7 9 11 13 15 Cidade A BDO mgL 3331 9071 13771 17620 20770 23350 25461 27190 Cidade B BDO mgL 3392 9070 13536 17049 19812 21986 23696 25041 Cidade C BDO mgL 3900 10146 14774 18202 20741 22623 24016 25049 c Determine as concentrações de nitrogênio orgânico amoniacal nitrito e nitrato para os anos de 2023 e 2043 Em cada cenário determine o ponto crítico localização e concentração para o nitrito e determine os déficits de oxigênio total carbonáceo nitrogenado OBSERVAÇÕES IMPORTANTES 1 As respostas da prova devem ser enviadas até o dia 281123 através do seguinte formulário do Google httpsformsgle4MP4zFBfyCbpEUpv9 2 Devem ser enviados todos os memoriais de cálculo manuscrito em formato PDF orientação retrato e das planilhas ou códigos computacionais usados na resolução dos problemas esse material faz parte da resolução dos problemas 3 O memorial deve ser escrito em caneta esferográfica azul ou preta 4 No caso de procedimentos iterativos deve deixar no memorial de cálculo apenas as duas primeiras iterações o restante das iterações pode ser feito na planilha