Influence of the diffusion coefficient on the water quality in reduced instream flow

Authors

  • Marcio Ricardo Salla Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG https://orcid.org/0000-0003-2567-6173
  • Amanda de Souza Nogueira Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG
  • Carlos Eugénio Pereira Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG

DOI:

https://doi.org/10.5902/2236130830325

Keywords:

Reduced Instream flow, Diffusion coefficient, Water quality

Abstract

In some hydroelectric plants, downstream of the dams, there is the formation of reduced instream flow. Normally, dams structures with sills are added to increase the width of the channel and, consequently, reduce environmental impacts. This hydraulic configuration increases the liquid depth and reduces the average velocity, which causes more importance of the diffusive term in the behavior of the water quality parameters along the reduce instream flow. The focus of the study is the Capim Branco I Hydroelectric Power Plant, located in the lower course of the Araguari River, Triângulo Mineiro, which has 9 km of length and five small structures with sills. The simulations of OD, DBO, organic nitrogen, ammonia, nitrate and phosphorus parameters were performed in the AQUATOOL tool, from October 2009 to September 2010. The simulations for the diffusion coefficients E equal to 5, 10, 15 and 20 m2/s were compared with simulations of E equal to zero. The reduced value of E results greater influence on the behavior of water quality parameters. The pollutant load of the Marimbondo stream increased considerably the variation of BOD, phosphorus and organic nitrogen (dry and rainy period, respectively, 2% and 4% for BOD, 6% and 7% for phosphorus and 5% and 6 % for organic nitrogen). The DO variation was reduced in the dry and rainy season, remaining less than 1% in the majority of reduce instream flow. The nitrification process resulted in high ammonia variations, with a peak of 10% in the dry period and 14% in the rainy season, and a high nitrate variation, with a peak of 16% in the dry period and 18% in the rainy season. Towards the impact of E coefficient on the behavior of the parameters, it is suggested that this coefficient is previously obtained in the field by experimental methods with tracers.

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Author Biographies

Marcio Ricardo Salla, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG

Doutor em Hidráulica e Saneamento pela EESC/USP e pós-doutor pela Universidad Politecnica de Valencia/Espanha. Atua no Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil. Departamento de Hidráulica e Saneamento.

Amanda de Souza Nogueira, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG

Graduanda em Engenharia Ambiental. Instituto de Ciências Agrárias.Realizou duas iniciações científicas na área de recursos hídricos na Faculdade de Engenharia Civil (FECIV). O Trabalho de Conclusão de Curso foi sobre a avaliação da qualidade da água na bacia hidrográfica do rio Araguari por meio do Índice de Qualidade da Água, com análise de parâmetros químicos, físicos e biológicos. Realizou estágio no Programa Escola Água Cidadã do Departamento Municipal de Água e Esgoto de Uberlândia, atuando principalmente nos seguintes temas: educação ambiental, recursos hídricos, estação de tratamento de água e esgoto e resíduos sólidos.

Carlos Eugénio Pereira, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Maringá (1998), mestrado e doutorado em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (2002, 2006), e pós-doutorado realizado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Lisboa, Portugal (2015). Atualmente é professor associado da Universidade Federal de Uberlândia. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Hidráulica, atuando principalmente nos seguintes temas: usos da bacia hidrográfica, estudos relacionados ao rompimento de barragens, visualização do escoamento e drenagem urbana com a aplicação dos programas HEC-HMS e HEC-RAS.

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Published

2018-10-09

How to Cite

Salla, M. R., Nogueira, A. de S., & Pereira, C. E. (2018). Influence of the diffusion coefficient on the water quality in reduced instream flow. Monografias Ambientais, 16(2), 68–79. https://doi.org/10.5902/2236130830325

Issue

REMOA, V. 16, N. 2, MAIO-AGO., 2017

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ENVIRONMENTAL ISSUES

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