Resumo:
O estado trófico de um ecossistema aquático, geralmente, é avaliado através das concentrações de fósforo e de nitrogênio observadas in situ ou simuladas. A concentração de clorofila a é uma forte indicadora da disponibilidade de biomassa fitoplanctônica e do efeito do enriquecimento de nutrientes no meio, permitindo estender a avaliação da eutrofização nestes sistemas. Em lagos rasos, a eutrofização é diretamente relacionada com a heterogeneidade espacial do fitoplâncton e, devido à dificuldade em medir a biomassa fitoplanctônica distribuída, a modelagem matemática do fitoplâncton é uma excelente alternativa metodológica para melhorar nosso entendimento nesses ecossistemas considerando os processos físicos, químicos e biológicos integrados. Este artigo apresenta um modelo para estimativa da dinâmica de biomassa de fitoplâncton, considerando os mecanismos de transporte no meio aquático, de crescimento e de perdas de sua biomassa. O modelo possui três módulos: (i) hidrodinâmico, que trata dos fluxos quantitativos do meio, associado a um algoritmo de secagem/inundação; (ii) de transporte, que trata dos mecanismos de transporte das substâncias no meio; e (iii) biológico, que retrata os mecanismos biológicos relacionados ao fitoplâncton. Este artigo apresenta a metodologia aplicada no desenvolvimento dos módulos hidrodinâmico, de transporte de nutrientes e biológico, bem como alguns testes de desempenho numérico. Em um segundo artigo, será apresentado os resultados da aplicação no modelo no Sistema do Hidrológico do Taim no Sul do Brasil. O modelo matemático tem um potencial de aplicação promissor e pode servir como um sistema de suporte a decisões no gerenciamento dos recursos hídricos em lagos, estuários e reservatórios.