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Programa
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Aulas práticas
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A disciplina de Gestão de Sistemas Aquáticos
(GESAQ) é
uma disciplina criada na Licenciatura em Engenharia do Ambiente, no
sistema European Credit Transfer System (ECTS).
A
GESAQ corresponde a 6 créditos ECTS, e é leccionada no quarto ano (8°
semestre) do curso. A disciplina corresponde a 150 horas, das quais 66
são horas de estudo. Existem duas horas de aulas teóricas por semana, e
quatro horas de trabalho complementar (apoio prático).
O objectivo desta
disciplina é de fornecer ao estudante as bases necessárias para gerir
sistemas aquáticos, o que significa compreender:
- As bases de planeamento e gestão
de recursos hídricos;
- Os principais processos físicos,
químicos e biológicos que determinam a distribuição de substâncias em
águas de superfície;
- 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;
- 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:
- Analisar e interpretar um conjunto
de dados de qualidade da água;
- Participar no planeamento de
estudos integrados de gestão de sistemas aquáticos;
- Aplicar modelos de complexidade
moderada e desenvolver modelos simples.
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, monitorização
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)
Casos de estudo
Um caso da União Europeia (exemplo de gestão integrada de águas costeiras) e um caso dos EUA (análise comparativa do estado trófico de um conjunto de
estuários).
A disciplina está estruturada
em aulas teóricas e aulas
práticas. A avaliação será feita através
de dois projectos práticos, um sobre recursos hídricos
(40%) e outro sobre qualidade da água (60%).
Os
professores de GESAQ são:
As
aulas teóricas são
dadas às quartas-feiras, das 11-13 horas, na sala 1.15 Ed VII. O programa de
aulas encontra-se na tabela abaixo.
A aula teórica de dia 21 de Maio (11-13) tem lugar na Sala 3.9 Ed. VIII (Eng. Mecânica)
| Tema |
Tópico |
Horario |
Docente |
| Introdução |
Funcionamento |
2012.02.29 |
JGF |
| Definições
gerais |
Águas costeiras; águas
de transição, águas doces; definição
de limites, principais parâmetros ecológicos (físicos,
químicos e biológicos) |
2012.02.29 |
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 |
2012.03.07 |
PAD |
| Recursos hídricos |
Dimensionamento de albufeiras;
Simulação de exploração de albufeiras;
Balanço necessidades versus disponibilidades em regime
regularizado;
Indicadores do desempenho de sistemas de recursos hídricos;
Regras de exploração de sistemas de recursos hídricos. |
2012.03.14 |
ACR |
| |
FÉRIAS DE CARNAVAL |
|
|
| Recursos hídricos |
Planeamento e gestão de sistemas de recursos hídricos. Modelos matemáticos quantitativos e modelos de qualidade da água na gestão de recursos hídricos: exemplos. |
2012.03.21 |
ACR |
| Casos
de estudo |
Águas
interiores |
2012.03.28 |
ACR |
| |
FÉRIAS DA PÁSCOA |
|
|
| Mecanismos |
Rotas de entrada |
2012.04.11 |
JGF |
Modelos de balanço de massa |
Processos internos, substâncias
perigosas |
2012.04.11 |
JGF |
| Mecanismos/técnicas
de estudo (password QUASA) |
Variáveis endógenas e exógenas;
Indicadores e índices de qualidade ecológica; Toxicidade
e análise de risco. |
2012.04.17
10.00-12.00h |
MHC |
| Mecanismos/técnicas
de estudo (password QUASA) |
Metodologias integradas de
avaliação da qualidade ecológica. Métodos
de evidência ponderada |
2012.05.02 |
MHC |
| |
JORTEC |
2012.05.09 |
|
| Tecnologias virtuais |
Processamento (inclui bases de dados,
SIG, detecção remota, modelação e
interligações) |
2012.05.16 |
CS |
| Quadro
legal e interpretação técnica |
UE (WFD e outras directivas)
e EUA (Clean Water Act etc);
|
2012.05.21
11.00-12.00h
Sala 3.9 Ed. VIII (Eng. Mecânica)
|
JGF |
|
Quadro
legal e interpretação técnica
|
Tipologia e classificação
de sistemas; condições de referência, sistemas
fortemente modificados ou artificiais, monitorização |
2012.05.21
12.00-13.00h
Sala 3.9 Ed. VIII (Eng. Mecânica)
|
JGF |
| Instrumentos
de gestão |
Modelação da
qualidade ecológica |
2012.05.30 |
JGF |
| Instrumentos
de gestão |
Modelos simples de gestão,
Integração
|
2012.05.30 |
JGF |
| Caso
de estudo |
União Europeia |
2012.06.06 |
CS |
P1: 14-18h
Quintas, Sala 107 Ed. IV
P2: 9-13h Sextas, Sala 3.1 Ed. Dep. Ambiente
P3: 14-18h Sextas, Sala 4.1 Ed. Dep. Ambiente
A
avaliação prática da disciplina será efectuada através
da realização de dois projectos que no seu conjunto valem 70% da nota final.
1. Projecto de recursos hídricos (40% da nota prática)
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 3/4/5 alunos, 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 Março 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 28 de Fevereiro, e 7, 14 e 21 de Março.
Data de entrega: 3 de Abril 2012 , até às 17.00h
2.
Projecto de qualidade da água (60% 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.
Datas de entrega:
Águas interiores: 4 de Junho 2012 até às 17:00h
Águas costeiras e estuarinas: 4 de Junho 2012 até às 17.00h.
| Bloco |
Temas |
Grupos |
Supervisão |
|
1. Águas interiores
(20-25 estudantes)
|
Características:
Modelos de apoio à gestão da qualidade da água
Trabalho a ser desenvolvido em grupos de 4/5 alunos, com as seguintes
componentes:
1. Aplicação do modelo de Streeter-Phelps a duas linhas de água para o
estudo da variação de oxigénio dissolvido no meio hídrico
2. Aplicação de um modelo de mistura completa a uma albufeira para a
avaliação da concentração de fósforo total. |
Total:
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
Grupo 4
Grupo 5
Grupo 6
|
PD |
2. Estuários
(20-25 estudantes)
|
Gestão do estuário do Tejo, particularmente em relação a nutrientes e carga orgânica.
Quatro (sub)grupos de cinco estudantes, que tratarão dos seguintes temas:
1. Rotas de entrada de substâncias no sistema;
2. Modelação matemática do transporte de água e substâncias dissolvidas no estuário do Tejo;
3. Processos internos. A descrição do estado do sistema para as variáveis de interesse;
4. Usos, com destaque para usos correntes e futuros, valor desses usos, e requisitos de qualidade. |
Grupo 1
Rotas de entrada - cargas pontuais de ETAR e rios, i.e. Tejo e se possível Sorraia e Trancão
Grupo 2
Modelação matemática. Será aplicado um modelo simples unidimensional, a implementar através do Powersim
Grupo 3
Processos internos. Principal objectivo: classificação do estado ecológico no âmbito da Directiva-Quadro da Água
Grupo 4
Usos do sistema, respectivos valores, e potencial futuro, incluindo para aquacultura |
JGF |
3.
Águas marinhas (20-25 estudantes)
|
Planeamento espacial marinho na No Mar do Norte (parte sul), e aplicação a Portugal
4 (sub)grupos de 5 estudantes, que analisarão diferentes componentes tais como:
1. Parques éolicos e interacção com zonas de pesca e navegação
2. Interacções entre pesca e aquacultura
3. Co-utilização de parques éolicos e aquacultura, incluindo potencial produção aquícola
4. Aplicação de algumas das ideias do Mar do Norte à realidade portuguesa |
Total:
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
Grupo 4
|
CS |
Os trabalhos sobre os temas 2 e 3 são
entregues no gabinete da D. Filomena Gomes - Sala 437 Ed. Ambiente,
até às 17.00h de 8 de Junho (quarta-feira) , impressos
em papel, font Arial 11 ou equivalente (TNR12). Não são aceites trabalhos enviados por email . Cada trabalho deverá ter um máximo
de 12 páginas, incluindo tudo. Trabalhos de dimensão
maior, e trabalhos entregues com atraso terão desconto na classificação.
A
avaliação da disciplina será efectuada através da realização
de dois projectos (70%) e através de um exame com a duração de 90 minutos, a realizar individualmente no final da disciplina (30%).
A aprovação nesta disciplina requer: (i) Aprovação em cada uma das duas práticas; (ii) Aprovação no exame final.
O formato do exame será o seguinte:
Os estudantes terão que responder a três questões, de valor igual. As perguntas serão de discussão, e incidirão sobre matéria dada nas aulas teóricas da disciplina. O exame será composto de nove perguntas, divididas em três blocos: (i) Recursos hídricos (aulas ACR/PAD); (ii) Componente bêntica (MHC); e (iii) Rotas de entrada, processos internos, legislação e modelos (JGF).
Cada estudante deverá escolher uma pergunta de cada bloco, completando uma totalidade de três perguntas.
Exemplo de exames anteriores:
Exame GESAQ 2007
Exame GESAQ 2009
Lista de
documentos em ordem cronólogica inversa - Click (ou right-click)
para download
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 GESAQ 2011-2012.
| 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. |
| Prof. Gomes Ferreira |
Rotas de entrada/processos internos
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. |
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.
Uma lista de URL das principais revistas desta área encontra-se aqui.
Não se esquecam que estão a estudar na Universidade Nova de Lisboa, e não na Universidade Wikipedia. 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.
Alguns URL de interesse em relação às aulas (sempre em construção)
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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