Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente - Gestão da Água

Disciplina de Gestão da Água

Objectivos e 'learning outcomes'

A disciplina de Gestão da Água (GESAQ) é uma disciplina do Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente, A realização de GESAQ corresponde a 6 créditos ECTS; a disciplina é é leccionada no quarto ano (7° semestre) do curso. A disciplina corresponde a 168 horas, das quais 28 (teóricas) e 42 (práticas) são presenciais. Existem duas horas de aulas teóricas por semana, e quatro horas de trabalho prático complementar (práticas e/ou apoio prático). 

O objectivo desta disciplina é de fornecer ao estudante as bases necessárias para gerir sistemas aquáticos, o que significa compreender:

1. As bases de planeamento e gestão de recursos hídricos;
2. Os principais processos físicos, químicos e biológicos que determinam a distribuição de substâncias em águas de superfície;
3. Os instrumentos técnicos que são utilizados para estudar e gerir águas costeiras, de transição, lagos, albufeiras e rios. Estas técnicas incluem estudos de campo, ensaios de laboratório, sistemas de bases de dados e informação geográfica, e modelos matemáticos;
4. Os instrumentos legais existentes na União Europeia e nos Estados Unidos, e os mecanismos para a sua aplicação.

Após completar com sucesso esta disciplina, um estudante será capaz de:

1. Analisar e interpretar um conjunto de dados de qualidade da água;
2. Participar no planeamento de estudos integrados de gestão de sistemas aquáticos;
3. Aplicar modelos de complexidade moderada e desenvolver modelos simples.

Progama da disciplina

Definições gerais
Águas costeiras; águas de transição; águas doces; definição de limites, principais parâmetros ecológicos (físicos, químicos e biológicos);

Recursos hídricos
Planeamento e gestão de recursos hídricos; Caracterização das disponibilidades hidricas, águas subterrâneas e superficiais; Usos da água na perspectiva de gestão; Balanço dos recursos e necessidades de água; Monitorização de recursos hídricos;

Técnicas de estudo
Campo, laboratório, processamento (inclui as componentes de bases de dados, SIG, detecção remota, modelação e interligações);

Mecanismos
Rotas de entrada, processos internos, substâncias perigosas;

Quadro legal e interpretação técnica
UE (WFD e outras directivas) e EUA (Clean Water Act etc); Tipologia e classificação de sistemas; condições de referência, sistemas fortemente modificados ou artificiais

Instrumentos de gestão
Planeamento, modelação da qualidade ecológica, modelos simples de gestão (screening models), problemas de escala, integração espacial (e.g. à escala da bacia), integração disciplinar (e.g. engenharia, ciências naturais e ciências sociais)

Usos do mar
Pescas e aquacultura, energias renováveis, planeamento espacial marinho.

Docentes e experiência

Os professores de Gestão da Agua são:

Nome (faça click no link para sala, telefone, CV etc) EMail
Prof. João Gomes Ferreira (JGF) Responsável pela disciplina joao@hoomi.com
Prof. Maria Helena Costa (MHC) mhcosta@fct.unl.pt
Prof. António Carmona Rodrigues (ACR) acr@fct.unl.pt
Prof. Paulo Diogo (PAD) pad@fct.unl.pt
Doutor Joao Lencart e Silva (JDL) joao.lencart@ipma.pt

 

Avaliação

A disciplina está estruturada em aulas teóricas e aulas práticas. A avaliação será feita através de quatro elementos, dois projectos práticos, e dois testes teóricos.

Primeira metade do semestre
Trabalho prático (P1) sobre recursos hídricos (20%), e teste teórico-prático (T1) sobre recursos hídricos (20%). Este teste contem matéria teórica e prática em proporções idênticas.

Segunda metade do semestre
Trabalho prático (P2) sobre qualidade da água (40%), e teste teórico-prático (T2) sobre gestão da qualidade da água, e outros temas da segunda parte da disciplina (20%).

Aulas teóricas

As aulas teóricas são dadas às terças-feiras, das 13-15 horas, na sala 201 do edifício IV. O programa de aulas encontra-se na tabela abaixo.

Tema Tema Data Docente
Introdução Funcionamento 2016.09.13 JGF
Definições gerais Águas costeiras; águas de transição, águas doces; definição de limites, principais parâmetros ecológicos (físicos, químicos e biológicos) 2016.09.13 JGF
Recursos hídricos Importância do recurso água. Objectivos e desafios do planeamento e gestão de recursos hídricos. Noção de escala de análise. Caracterização dos usos da água: Abastecimento público, abastecimento industrial, irrigação, produção de energia, promoção da qualidade da água e dos ecossistemas; recreio; navegação, protecção contra cheias. Regime não regularizado: Avaliação das disponibilidades hídricas; Balanço necessidades versus disponibilidades em regime não regularizado. 2016.09.20 ACR
Recursos hídricos
Dimensionamento de albufeiras; Simulação de exploração de albufeiras; Balanço de necessidades versus disponibilidades em regime regularizado; Indicadores do desempenho de sistemas de recursos hídricos; Regras de exploração de sistemas de recursos hídricos.
2016.09.27 PAD
Recursos hídricos Planeamento e gestão de sistemas de recursos hídricos. Modelação hidrológica na gestão de recursos hídricos. 2016.10.04 ACR
Modelação na gestão de recursos hídricos Planeamento e gestão de sistemas de recursos hídricos. Modelos matemáticos quantitativos e modelos de simulaçao de qualidade da água na gestão de recursos hídricos. 2016.10.11 ACR
Mecanismos/técnicas de estudo Qualidade ecológica: determinação do estado, definição de condições de referência, toxicidade, análise de risco e qualidade sedimentar 2016.10.18 MHC
Mecanismos/técnicas de estudo Avaliação da qualidade ecológica e enquadramento legal 2016.10.25 MHC
Mecanismos

Rotas de entrada
Vollenweider model
Vollenweider model with diagenesis
Bioamplification model

2016.11.08 JGF
Modelos de balanço de massa Processos internos, substâncias perigosas 2016.11.08 JGF
Teste teórico-prático T1 Teste teórico-prático (T1) sobre recursos hídricos (20%). Este teste contem matéria teórica e prática em proporções idênticas 2016.11.15 PAD
Quadro legal e interpretação técnica UE (WFD e outras directivas) e EUA (Clean Water Act etc) 2016.11.22 JGF
Tecnologias virtuais Processamento (inclui bases de dados, SIG, detecção remota, e interligações) 2016.11.29 JDL
Instrumentos de gestão Modelação da qualidade ecológica, modelos simples de gestão, Integração 2016.12.06 JGF
Usos do mar Planeamento espacial marinho, aquacultura, e novas energias 2016.12.13 JGF

Teste teórico T2
GRANDE AUDITORIO
11.00-12.00 h (duração 60 minutos)

Teste teórico (T2) sobre gestão da água, e outros temas da segunda parte da disciplina (20%) 2016.12.20 JGF

 

Aulas Práticas

P1: 14-17h, Sextas sala 115 Ed. IV
P2: 15-18h Quintas, sala 4.3 Ed. Departamental (Ed. D)
P3: 08-11h Sextas, sala 107 Ed. IV

As aulas práticas têm inicio na semana de 19 de Setembro.

A avaliação prática da disciplina será efectuada através da realização de dois projectos que no seu conjunto valem 60% da nota final.

1. Projecto de recursos hídricos (1/3 da nota prática) - Enunciado
Todos os estudantes terão de realizar um trabalho prático obrigatório sobre a matéria dada no bloco de aulas teóricas de Recursos hídricos.
Cada grupo tem um máximo de 4 estudantes, recomendando-se que um deles disponha de um portátil. A cada grupo será atribuida uma bacia hidrografica, definida por uma estação hidrométrica.
Durante o mês de Setembro/Outubro os alunos terão apoio para esclarecimento de duvidas sobre a elaboração do trabalho, que será preferencialmente prestado no horário das aulas práticas das semanas de 19 de Setembro (não há práticas na semana de 26/9), 3, 10 e 17 de Outubro.
Data de entrega: 28 de Outubro 2016 até às 17.00h

2. Projecto de qualidade da água (2/3 da nota prática)
O projecto a realizar será escolhido de um conjunto de três blocos com 4-5 sub-temas.
Por motivos de calendário, não serão feitas apresentações prévias dos trabalhos a entregar.

AVISO - OS TEMAS E CALENDÁRIO DA PRÁTICA 2 SERÃO APRESENTADOS NA PRÓXIMA QUARTA-FEIRA, 2 DE NOVEMBRO, ÀS 15.00H NA SALA 4.2 DO EDIFÍCIO DEPARTAMENTAL DE AMBIENTE.

Apresentação da Prática 2 (águas interiores, transição, e costeiras)

Ficheiros de apoio (águas interiores)

Enunciado

Tabela de albufeiras

Relatório - impresso a dois espaços, com figuras e tabelas incluidas no texto, sem anexos. Font Arial 11 ou Times New Roman 12. Não são aceites submissões por email.

Estrutura geral: Autor, sumário português e abstract inglês, na primeira página. Máximo: 300 palavras cada sumário. Dimensão máxima total do trabalho, incluindo a página de sumário e todo o texto, figuras, anexos etc.: 12 páginas. Trabalhos de dimensão maior, e trabalhos entregues com atraso terão desconto na classificação.

Referências - Somente as referências citadas no texto aparecerão na bibliografia. Cada trabalho deverá conter um mínimo de seis referências provenientes de revistas internacionais com referee (ver lista de sugestões acima), das quais três posteriores a 2010 (inclusive). Os trabalhos nao deverão conter mais do que dez referencias da web.

Datas de entrega:
Águas interiores: 16 de Dezembro 2016 até às 17:00h.
Águas costeiras e estuarinas:16 de Dezembro 2016 até às 17:00h.

Bibliografia

As aulas teóricas desta disciplina têm como suporte matéria retirada de três fontes: revistas científicas, livros, e investigação executada pelos docentes de GESAQ. A lista de publicações abaixo (que terão de pesquisar através de fontes como o b-on) corresponde ao required reading para complemento das aulas teóricas. Dificilmente se consegue uma boa nota nesta disciplina sem essa leitura. Qualquer boa universidade na Europa ou nos Estados Unidos considera como requisitos minimos que estudantes aceites para mestrado a) sejam pontuais e assíduos nas aulas teóricas; e b) tenham lido os materiais que os ajudam a compreender o que é exposto nas aulas teóricas.

Revistas científicas

A tabela abaixo indica quais os artigos que são required reading, ou seja leitura obrigatória prévia, para as aulas de Gestão da Água.

Docente Artigos de leitura obrigatória prévia
Prof. Carmona Rodrigues, Prof. Paulo Diogo A.J. Jakeman, R.A. Letcher, 2003. Integrated assessment and modelling: features, principles and examples for catchment management. Environmental Modelling & Software 18, 491–501.
Prof. Carmona Rodrigues, Prof. Paulo Diogo Joanne E. Caminiti, 2004. Catchment modelling—a resource manager’s perspective. Environmental Modelling & Software 19, 991–997.
Prof. Carmona Rodrigues, Prof. Paulo Diogo D. N. Moriasi, J. G. Arnold, M. W. Van Liew, R. L. Bingner, R. D. Harmel, T. L. Veith, 2007. MODEL EVALUATION GUIDELINES FOR SYSTEMATIC QUANTIFICATION OF ACCURACY IN WATERSHED SIMULATIONS. American Society of Agricultural and Biological Engineers ISSN 0001−2351.
Prof. Gomes Ferreira Rotas de entrada/processos internos
  Billen, G., Garnier, J., Rousseau, V., 2005. Nutrient fluxes and water quality in the drainage network of the Scheldt basin over the last 50 years. Hydrobiologia 540, 47-67.
  Duarte, C., Conley, D., Carstensen, J., Sánchez-Camacho, M., 2009. Return to Neverland: Shifting baselines affect eutrophication restoration targets. Estuaries and Coasts 32, 29-36.
Prof. Helena Costa Sandra Caeiro, Maria Helena Costa, Angel DelValls, Tiago Repolho, Margarida Gonçalves, Alice Mosca, Ana Paula Coimbra, Tomás B. Ramos, Marco Painho. cological risk assessment of sediment management areas: application to Sado Estuary, Portugal.Ecotoxicology. DOI 10.1007/s10646-009-0372-8.
Prof. Helena Costa Peter M. Chapman, 2007. Determining when contamination is pollution — Weight of evidence determinations for sediments and effluents. Environment International 33 (2007) 492–501.
Prof. Helena Costa Peter M. Chapman and Janette Anderson, 2005. A Decision-Making Framework for Sediment Contamination. Integrated Environmental Assessment and Management — Volume 1, Number 3, pp. 163–173.
Prof. Helena Costa Cathy McPherson, Peter M. Chapman, Adrian M.H. deBruyn, Leah Cooper, 2008. The importance of benthos in weight of evidence sediment assessments — A case study. Sci. Tot. Env. 394, 252-264.
Prof. Gomes Ferreira Directiva-Quadro da Água
  Borja, Á, Elliott, M., Carstensen, J., Heiskanen, A.-S., van de Bund, W., 2010. Marine management - Towards an integrated implementation of the European Marine Strategy Framework and the Water Framework Directives. Marine Pollution Bulletin 60, 2175-2186.
Prof. Gomes Ferreira Modelos de qualidade ecológica
  Nobre, A. M., Ferreira, J. G., Nunes, J. P., Yan, X., Bricker, S., Corner, R., Groom, S., Gu, H., Hawkins, A., Hutson, R., Lan, D., Lencart e Silva, J. D., Pascoe, P., Telfer, T., Zhang, X., Zhu, M., 2010. Assessment of coastal management options by means of multilayered ecosystem models. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 87, 43-62.
Prof. Gomes Ferreira Modelos simples de gestão
  J.G. Ferreira, J.H. Andersen, A. Borja, S.B. Bricker, J. Camp, M. Cardoso da Silva, E. Garcés, A.S. Heiskanen, C. Humborg, L. Ignatiades, C. Lancelot, A. Menesguen, P. Tett, N. Hoepffner, U., Claussen, 2011. Overview of eutrophication indicators to assess environmental status within the European Marine Strategy Framework Directive. Estuarine Coastal and Shelf Science, 93, 117-131.

Liivros
Chapra, S.C. 1997. Surface water quality modeling. WCB/McGraw-Hill.
Day, J.W., Hall, C., Kemp, M. and Yanez-Arancibia, A. - Estuarine Ecology. John Wiley and Sons, 1989.
Diogo, P.A. 2008. Fontes de fósforo total e o estado trófico de Albufeiras de Portugal Continental. Dissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa.
Lencastre, A. e F.M. Franco, 2003, Lições de Hidrologia, FCT-UNL.
Loucks, D. P. and E. van Beek, Water Resources Systems Planning and Management, UNESCO, Paris, 2005
Mann, K.H., and Lazier, J.R.N. - Dynamics of Marine Ecosystems. Blackwell, 1991.
Metcalf e Eddy 1995. Wastewater engineering, Treatment Disposal Reuse. Third Edition, Mackgraw-Hill Inc, New York.Novotny, V. Olem, H. (1994). Water Quality – Prevention, Identification and Management of Diffuse Pollution. Van Nostrand Reinhold, Nova Iorque, Estados Unidos da América.
Novotny, V. 2003. Water Quality – Diffuse pollution and watershed management, John Wiley & Sons, Inc, New York, USA.
Parsons, T.R., Takahashi, M., and Hargrave, B. - Biological Oceanographic Processes (3rd. Ed.). Pergamon Press, 1984.
Pickard, G.L. and Emery - Descriptive Physical Oceanography. An Introduction. Pergamon, 1990.
Salas H.J., Martino, P. (1991). A simplified trophic state model for warm-water tropical lakes. Water Resources, 25, 3, pp. 341-350.
Thomann, R. V. e Mueller, J. 1987. A. Principles of Surface Water Quality modeling and control. Harper and Row Publishers, New York, EUA.
Valiela, I. - Marine Ecological Processes (2nd Ed.) Springer-Verlag, 1995.

Revistas e publicações periódicas
Uma lista de URL das principais revistas desta área encontra-se aqui.

World Wide Web
Não se esquecam que estão a estudar na Universidade Nova de Lisboa, e não na Universidade Wikipedia ou na Google University. Para literatura cientifica, usem o Scirus, o Science Direct e o Google Scholar. Uma boa parte das revistas que estão acessiveis online permitem (só dentro do dominio FCT) download de pdfs completos de artigos. Para além das aulas, estas fontes e as bibliotecas são as fontes-chave de informação para realizar e ter boas notas nesta disciplina Usem ainda os motores de pesquisa para descobrirem temas de interesse, e consultem a nossa página de recursos.

Links uteis
Review of dam design and operation effects on reservoir fish production
NOAA - National Centers for Coastal Ocean Science
EPA - Estuary Fact Sheet
U.S. National Estuary Program
http://www.ldeo.columbia.edu/~vaillanc/Lec3Chap4.PPT
http://www.ozestuaries.org/indicators/In_Salinity_f.html
http://www.eutro.org
http://www.monae.org
http://www.ecowin.org/ticor
http://snirh.inag.pt
http://www.igeo.pt
http://www.igeoe.pt/geoesig/geoesig.asp

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