Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:30:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:31:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:31:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T17:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / Eventos extremos de precipitação, combinados com aumento da população, intensificação de atividades agrícolas e uso inadequado do solo, têm culminado em inúmeros problemas relacionados a cheias em bacias hidrográficas. A gestão dos recursos hídricos é considerada bastante desafiadora e o monitoramento hidrológico tem sido uma importante ferramenta. No entanto, o monitoramento hidrológico ainda é um fator limitante de modo que comumente técnicos da área de recursos hídricos se deparam com a ausência de dados no local de interesse. No caso da gestão de cheias em bacias hidrográficas, os dados de vazão são substanciais na compreensão do comportamento hidrológico quando da ocorrência de um evento de chuva intensa. Esta carência de dados hidrológicos tem resultado no desenvolvimento de modelos para estimativa de hidrogramas de escoamento superficial direto (ESD) resultantes de eventos de precipitação. O ESD é o componente mais importante para análise de vazões decorrentes de eventos extremos de chuva. Dentre as técnicas de modelagem de ESD, deve ser destacada a teoria do Hidrograma Unitário (HU) e do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI). O objetivo deste trabalho foi avaliar os modelos de HU Triangular (HUT), HU Adimensional (HUA), HUI de Nash (HUIN), HUI de Clark (HUIC), HUI de Nash Geomorfológico (HUING) e HUI de Clark Geomorfológico (HUICG) para determinação do hidrograma de ESD decorrentes de eventos de precipitação em uma bacia hidrográfica localizada no Rio Grande do Sul e outra em Minas Gerais. As informações básicas para utilização de tais modelos de HU e HUI foram as variáveis topográficas extraídas dos modelos digitais de elevação e dados hidrológicos de cada bacia. Foi estabelecida a curva-chave de cada seção de controle no intuito de converter dados linimétricos em dados de vazões. Com base nos eventos chuva-vazão escolhidos para cada bacia, pôde-se constituir o hietograma de cada evento e o hidrograma correspondente. A separação de escoamento foi realizada usando o método das inflexões, enquanto a determinação das precipitações efetivas (Pe’s) foi realizada pelos métodos do Índice , CN e CN modificado. Foi possível constatar que: i) as suposições da técnica de HU e de HUI foram válidos para a modelagem do hidrograma de ESD para as duas bacias hidrográficas analisadas; ii) houveram diferenças nos hidrogramas de ESD estimados nas duas bacias pelos modelos de HU e HUI empregados; iii) além de ter sido verificado o impacto das diferenças de características fisiográficas entre as bacias, especialmente aquelas vinculadas ao solo, na modelagem de cheias, também foi constatado que a diferença do padrão de chuvas entre as duas regiões exerceu influência na referida modelagem; iv) o método de determinação de Pe exerceu influência significativa sobre os resultados dos diferentes modelos de HU e HUI, especialmente quando da estimativa de vazões de pico; e v) o modelo HUIC foi o que estimou os hidrogramas de ESD para as duas bacias hidrográficas de forma mais satisfatória, seguido do HUIN, sendo que ambos apresentaram substancial superioridade em relação aos modelos de HU tradicionalmente empregados (HUT e HUA) e também aos modelos de HUING e HUICG. / Heavy rainfall events in conjunction with increase in population, intensification of agricultural activities and inappropriate land use, have resulted in countless problems related to floods in watersheds. Water resources management is considered challenging and hydrological monitoring has been a fundamental tool. However, this type of monitoring is a limiting factor such that practitioners and engineers have to commonly deal with the inexistence or lack of information in the site of interest. Streamflow data sets are essential for flood management in watersheds in order to allow the understanding of hydrological behavior due to the occurrence of a heavy rainfall event. Such lack of hydrological data has culminated in the development of models for estimation of direct surface runoff (DSR) hydrographs resulting of rainfall events. DSR is the main component when analyzing stream flows originated from extreme rainfall events. Among the existing techniques available for DSR modeling, it should be highlighted the theory of Unit Hydrograph (UH) and of Instantaneous Unit Hydrograph (IUH). The objective of this study was to evaluate the Triangular UH (TUH), Dimensionless UH (DUH), Nash IUH (NIUH), Clark IUH(CIUH), Geomorphological Nash IUH (GNIUH) and Geomorphological Clark IUH (GCIUH) for estimation of DSR hydrographs resulting of extreme rainfall events in a watershed situated in Rio Grande do Sul State and another located in Minas Gerais State. The basic information for use of the aforementioned UH and IUH models were topographical variables extracted from digital elevation models and hydrological data (rainfall and water level). The stage-discharge rating curve of each outlet was obtained in order to convert water levels into streamflow records. Based on the rainfall-streamflow events, which were chosen for each watershed, it was possible to develop the hyetograph of each event and the corresponding hydrograph. DSR separation was performed through the inflexion method, while the determination of effective rainfalls (Pe’s) was done by means of the methods known as  index, CN and Modified CN. The main results and conclusions were: i) the suppositions of UH and IUH were valid for DSR modeling in the studied watersheds; ii) differences among DSR hydrographs estimated by the different models of UH and IUH were found; iii) there was impact of the differences in physiographical characteristics between watersheds, especially those parameters associated with soil, on flood modeling, and it was also observed that the difference in the rainfall patters between watersheds exerted influence on flood modeling; iv) the method for determination of Pe had substantial influence on the results obtained through the different UH and IUH models, especially when analyzing the estimation of peak stream flows; and v) CIUH was the most satisfactory model to estimate DSR hydrographs for the watersheds, followed by NIUH, and both presented substantial superiority in relation to the UH models, which are traditionally employed (TUH and DUH), and to the GNIUH and GCIUH.

[pt] O litoral sul fluminense vem passando por muitas mudanças desde a abertura da rodovia Rio-Santos na década de 1970, o que provocou diversos conflitos socioambientais em decorrência de um intenso processo de especulação imobiliária. Em paralelo, a criação de diversas unidades de conservação restringiu práticas das comunidades tradicionais locais e reorganizaram de diversas formas seus territórios. No ano de 2014, a crise hídrica do sudeste brasileiro afetou também comunidades rurais em Paraty, entre elas, a comunidade do Quilombo Campinho da Independência localizada na bacia do rio Carapitanga. Buscou-se compreender se a crise hídrica local se deu em decorrência unicamente de uma variabilidade climática ou se foi potencializada por mudanças socioambientais recentes. Sendo assim, foram analisados os processos sociais históricos que conduziram às mudanças de uso do solo na região, tendo como foco as comunidades quilombolas e suas formas de resistência e adaptação aos diferentes contextos históricos. Em seguida, foram analisadas variáveis ambientais locais como a distribuição histórica da precipitação na bacia do Carapitanga e as resultantes geo-hidroecológicas do manejo tradicional. Para tal, foram selecionadas três áreas no Quilombo do Campinho que foram utilizadas em tempos distintos: florestas de 30 e 50 anos regeneradas após abandono de roças e uma área de agrofloresta, recentemente implementada (10 anos). As variáveis monitoradas, coletadas e analisadas ao longo da pesquisa foram: precipitação, interceptação florestal, umidade do solo, capacidade de retenção hídrica da serrapilheira, propriedades físicas e condutividade hidráulica saturada (Ksat) do solo, levantamento fitossociológico das áreas regeneradas após o uso e a classificação das espécies arbóreas em grupos ecológicos. Os resultados indicam que o manejo destas comunidades produz na paisagem um mosaico vegetacional em diferentes estágios sucessionais com diferentes funções geo-hidroecológicas. Dentre essas funções, as três áreas se destacaram diferentemente. De forma geral, a agrofloresta apresentou maiores valores de Ksat e umidade do solo, consistindo numa área de maior recarga e armazenamento de água, além das espécies cultivadas servirem de alimento para a fauna, fortalecendo interações ecológicas. A floresta de 30 anos apresentou a maior diversidade de espécies arbóreas e a floresta de 50 anos a maior diversidade estrutural dos indivíduos arbóreos e, consequentemente, a maior interceptação da precipitação. Ainda que a luta e a resistência das comunidades tradicionais tenham produzido avanços, políticas e dinâmicas mais recentes na região aliadas às tendências pluviométricas para o sudeste brasileiro acendem alertas, uma vez mais, para as consequências socioambientais do modelo político e econômico dominante. / [en] The southern coast of Rio de Janeiro has undergone many changes since the opening of the Rio-Santos highway in the 1970s. This fact has caused several socio-environmental conflicts as a result of an intense process of real estate speculation and several conservation units were created, which controlled traditional community practices and so, reorganized their territories in different ways. In 2014, the water crisis in southeastern Brazil also affected rural communities in Paraty, including the Quilombo Campinho da Independência community located in the Carapitanga river basin. We sought to understand if the local water crisis occurred solely as a result of climate variability or if it was enhanced by recent socio-environmental changes. Thus, the historical social processes that led to changes in land use in the region were analyzed, focusing on quilombola communities and their forms of resistance and adaptation to different historical contexts. Then, local environmental variables were analyzed, such as the historical distribution of precipitation in the Carapitanga basin and the geo-hydroecological results of traditional management. To this end, three areas were selected in Quilombo do Campinho that were used at different times: 30- and 50-year-old forests regenerated after the abandonment of swiddens and an agroforestry area, recently implemented (10 years). The variables monitored, collected and analyzed throughout the research were: precipitation, forest interception, soil moisture, litter water retention capacity, physical properties and saturated hydraulic conductivity (Ksat) of the soil, phytosociological survey of regenerated areas after use and the classification of tree species into ecological groups. The results indicate that the management of these communities produces a vegetation mosaic in the landscape at different successional stages with different geo-hydroecological functions. Among these functions, the three areas stood out differently. In general, the agroforestry showed higher values of Ksat and soil moisture, consisting of an area of greater water recharge and storage, in addition to the cultivated species serving as food for the fauna, strengthening ecological interactions. The 30-year-old forest had the greatest diversity of tree species and the 50-year-old forest the greatest structural diversity of individual trees and, consequently, the greatest precipitation interception. Although the struggle and resistance of traditional communities have produced advances, more recent policies and dynamics in the region, combined with rainfall trends for the Brazilian Southeast, raise alerts, once again, for the socio-environmental consequences of the dominant political and economic model.

[pt] A determinação do Alinhamento das Lagoas Urbanas é hoje no contexto das grandes cidades, uma questão complexa e polêmica, iniciada pela necessidade de Manutenção Ambiental daqueles espelhos d água, suas margens e características paisagísticas, considerando todo o manancial hidráulico e biológico envolvido (ecossistema), mas ao mesmo tempo atendendo a premente necessidade e determinação do Uso do Solo Urbano, com as diversas necessidades de ocupação e expansão, que encontram nas margens e adjacências dessas lagoas, uma válvula de escape oportuna e atraente, principalmente por suas características naturais, que acabam por oferecer paisagens belas e prazerosas, remetendo inclusive e principalmente a Valorização Imobiliária. Observa-se em diversas cidades, o quanto é atraente e interessante sobre o Aspecto Urbanístico e Paisagístico, os bairros, regiões e ocupações adjacentes a esses espelhos d água. Considerando a complexidade e motivação do assunto, inserido no Contexto Social, Ambiental, Urbano e Tecnológico atual, o Estudo das Condicionantes que venham a definir e implantar o Alinhamento das Lagoas Urbanas, de modo a preservar as melhores condições ambientais da região, utilizando tecnologias digitais de Sistemas de Desenho em CAD e Sistemas de Informação Geográfica – SIG, para a montagem, estruturação, comparação e análises dos dados envolvidos e pesquisados na Web, motivou a escolha e objetivos desta dissertação. / [en] In various cities is observed how much is attractive and interesting about the urban and landscape aspect, neighborhoods, regions and occupations adjacent the Urban Lagoons. Considering the complexity of the subject, the objective of this work is to propose methodology for the study of conditioning factors that can influence the determination of the limits of the alignment of urban lagoons in order to preserve the best conditions and environmental characteristics of the region, using CAD technology and GIS for the analysis and selection of such conditions.

Nowadays, the hydrologic modeling has become an essential tool for predicting the hydrodynamic behavior in a watershed due to the importance of the detailed estimative of the water balance for environmental management in a sustainable manner. However, the phenomena involved in this cycle have large spatial and temporal variations, which complicates their estimation. In this context, the objectives set for this study is the evaluation of the production of water - river Poxim açu , using the SWAT hydrological model (Soil and Water Assessmente Tool) . The calibration model was manually performed for a period in the year 2012, considering some relevant geological aspects of the basin under study, resulting in a calibration option from related to groundwater flow parameters and obtaining results NSE (0,73), PBIAS (-9,86) and RSR (0.52) . Were performed validation procedures which observed similarities between the results of water production with the results obtained by Silva (2013) for the same watershed in 2011. The model was used for predictive simulation of filling the dam Syndicalist Jaime Umbelino de Souza at river Poxim-açu, besides being subjected to simulations with rainfall data from rainfall stations in the municipalities of Itaporanga D´Ajuda and Aracaju to reviews of water production responses. The result was satisfactory, with fit temporal very good between recorded predictive filling and filling. The study concludes that the SWAT model applies satisfactorily in performing predictive simulations of water production in the basin of Poxim-açu river in Sergipe. Also concludes that the model applies satisfactorily in hydrological studies of the watershed in question. Regarding at Regional Development and the Environment, the study recommends more detailed research on the hydrogeological aspects of the region, aiming at quantitative and qualitative preservation of existing large underground spring, which represents an important meaning for human supply of Aracaju population and to maintaining the balance of coastal agroecosystems. / Nos dias atuais, a modelagem hidrológica tornou-se ferramenta essencial para predição do comportamento hidrodinâmico em uma bacia hidrográfica devido à importância que tem a detalhada estimativa do balanço hídrico para a gestão ambiental de modo sustentável. Entretanto, os fenômenos envolvidos neste ciclo apresentam grandes variações espaçotemporais, o que dificulta a sua estimativa. Neste contexto, o objetivo estabelecido para o presente estudo é o da avaliação da produção de água do rio Poxim-açu, utilizando o modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessmente Tool). A calibração do modelo foi realizada manualmente para um período compreendido no ano de 2012, considerando-se alguns aspectos geológicos pertinentes a bacia em estudo, resultando em uma opção de calibração a partir dos parâmetros relacionados ao fluxo das águas subterrâneas e obtendo-se resultados de NSE (0,73), PBIAS (-9,86) e RSR (0,52). Realizou-se procedimentos de validação onde se observou similaridades entre os resultados da produção de água com os resultados obtidos por Silva (2013) para a mesma bacia hidrográfica no ano de 2011. O modelo desenvolvido foi utilizado para simulação preditiva do enchimento da barragem Sindicalista Jaime Umbelino de Souza, no rio Poxim-açu, além de ter sido submetido a simulações com dados de chuvas das estações pluviométricas dos municípios de Itaporanga D´Ajuda e de Aracaju para avaliações das respostas da produção de água. O resultado obtido foi satisfatório, com muito bom encaixe temporal entre o enchimento preditivo e o enchimento registrado. O estudo conclui que o modelo SWAT é aplicável satisfatoriamente na realização de simulações preditivas da produção de água na bacia hidrográfica do rio Poxim-açu em Sergipe. Conclui também que o modelo é aplicável satisfatoriamente em estudos hidrológicos da bacia hidrográfica em questão. Em relação ao Desenvolvimento e Meio Ambiente regional, o estudo recomenda que se aprofundem pesquisas quanto aos aspectos hidrogeológicos da região, com vistas à preservação quanti-qualitativa do grande manancial subterrâneo existente, que representa importante significado para o abastecimento humano da população Aracajuana e para a manutenção do equilíbrio de agroecossistemas litorâneos.

Historically the issue of sustainable development is gaining emphasis in government policy decisions. The supply of water is in a crisis. For decision making a thorough study of the watersheds of the country for better efficiency in the management of water resources is necessary. The motivation of this research is based on hydrologic modeling n as subsidy programs for water resources management and analysis of water availability in the study area. This work models the behavior of the flow in the river basin Poxim-Açu, in the state of Sergipe and has the overall objective to study the flow in the river basin Poxim-Açu through hydrologic modeling using the IPH2 model and specific objectives 2 Calibrate the model IPH2 for the basin studied and compare results with those conducted by Silva (2013). Performance analysis of the model after calibration was rated satisfactory by the literature. The model showed the following coefficients: NSE = 0.73, R ² = 0.74, PBIAS = -7.44, RMSE = 0.95, RSR = 0.07. These values, compared with the work of Silva (2013) have certain conformity. What endorses the model as suitable for the study of hydrological processes in the study area. The statistics worsened during validation we react to the calibration period, but even so the model can be considered acceptable for a larger sample of observed data flow. / Historicamente a questão do desenvolvimento sustentável vem ganhando ênfase nas decisões políticas governamentais. O abastecimento de água encontra-se numa crise. Para tomadas de decisão é necessário um estudo aprofundado das bacias hidrográficas do país para uma melhor eficiência no gerenciamento dos recursos hídricos. A motivação dessa pesquisa fundamenta-se na modelagem hidrológica como subsídio para os programas de gestão de recursos hídricos e análise das disponibilidades hídricas na bacia estudada. O presente trabalho modela o comportamento da vazão na sub-bacia do rio Poxim-Açu, no estado de Sergipe e tem como objetivo geral estudar a vazão na sub-bacia deste rio, através de modelagem hidrológica usando o modelo IPH 2. Assim, os objetivos específicos foram Calibração do modelo IPH2 para a sub-bacia estudada e Comparar os resultados encontrados com os realizados por SILVA (2013). A análise de desempenho do modelo após sua calibração foi classificada como satisfatório. O modelo apresentou os seguintes coeficientes: NSE = 0,73, R² = 0,74, PBIAS = -7,44, RMSE = 0,95, RSR = 0,07. Esses valores, comparados com o trabalho de SILVA (2013) apresentam certa conformidade. O que referenda o modelo como satisfatório para o estudo dos processos hidrológicos na bacia estudada. As estatísticas durante a validação pioraram em relação ao período de calibração, mas mesmo assim o modelo pode ser considerado aceitável para uma amostra maior de dados observados da vazão.

[pt] Na maior parte das bacias hidrográficas do mundo, observa-se a ocupação intensiva, com usos inadequados do solo e da água. No Brasil, a situação não é diferente, onde se constata graves problemas de deslizamentos de encostas e enchentes. Assim, esse trabalho pretende contribuir para as intervenções em bacias hidrográficas urbanas, baseada nos princípios do desenvolvimento sustentável. A área de estudo adotada é a Bacia Hidrográfica do Rio Joana, localizada nos bairros do Andaraí, Tijuca, Vila Isabel e Maracanã, que foi objeto de projeto piloto, sub-bacia do Canal do Mangue, uma das bacias mais antigas urbanizadas e problemáticas da cidade. O projeto citado apresenta avaliação e diagnóstico do regime do rio; da forma de ocupação da bacia; dos impactos ambientais gerados; dos efeitos das enchentes, dentre outros. Buscou-se, através de pesquisa bibliográfica em documentos históricos e em outras fontes, elucidar as origens e desenvolvimento dos problemas enfrentados atualmente na bacia e melhor compreender o processo de ocupação/uso do solo e os seus impactos sobre os recursos naturais. Constata-se a necessidade de implantar uma gestão integrada do uso da água, do solo e do saneamento básico apoiados em programas de educação ambiental. / [en] This research seeks to provide a contribution on intervention in urban watersheds, based on the principles of sustainable development. The study area adopted is the Joana River s Basin, located at the Andaraí, Tijuca, Vila Isabel neighborhoods and at the Maracanã Stadium, which was the object of this pilot project of the Mangue Channel sub-basin (UFRJ, 2002; UERJ, 2002). It should be emphasized that sustainable development is understood by those ones who seeks to satisfy the needs of the present generation without compromising the ability of future generations when they meet their own needs. Main Topics included in the principal study: a) Studying the historical evolution of the usage of urban - land in the City of Rio de Janeiro, with emphasis on aspects of pluvial water drainage. b) Characterizing the physiography including the network of macro - drainage, and land use at the Joana River s Basin. c) Evaluating the structural flood control measures in the Watershed study, understanding flood control as well as the flow control of the macro-drainage network focused at its containment within the adductor bodies. d) Analyzing the problem of flooding in the object of the basin study. e) Presenting and discussing alternatives to the problem studied.