Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-07-22T15:36:14Z No. of bitstreams: 1 2013_TalitaMenezesGomesSilva.pdf: 5878892 bytes, checksum: bf21cab9902e5a4bfc05bb039fb4a252 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-24T19:11:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_TalitaMenezesGomesSilva.pdf: 5878892 bytes, checksum: bf21cab9902e5a4bfc05bb039fb4a252 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-24T19:11:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_TalitaMenezesGomesSilva.pdf: 5878892 bytes, checksum: bf21cab9902e5a4bfc05bb039fb4a252 (MD5) / O Sistema Aquífero Parecis (SAP) representa um reservatório subterrâneo, isotrópico, de extensão regional, constituído por sucessões de arenitos finos a médios, arenitos conglomeráticos, níveis de arenitos silicificados, níveis pelíticos e níveis 2lateritizados. A área efetiva do SAP tem cerca de 200.000 Km e corresponde a área de extensão das rochas do Grupo Parecis. A zona não saturada do SAP é representada por uma espessa camada de latossolos e coberturas inconsolidadas neógena-quaternária. Os latossolos e os sedimentos inconsolidados, associados ao relevo de platôs, controlam o mecanismo de recarga do Sistema Aquífero Parecis. A partir das feições hidrogeológicas determinadas pela análise e interpretação de ensaios de bombeamento de poços profundos, foi possível classificar qualitativamente o SAP em dois conjuntos denominados de Subsistema Livre e o Subsistema Confinado. Os parâmetros hidrodinâmicos determinados para cada subsistema aquífero são: -2condutividade hidráulica (K) de 3,5 x 10 m/s, coeficiente de armazenamento (S) de 3,33 x -1 210 e transmissividade (T) de 3,3 m/s para o aquífero livre; condutividade hidráulica de 1,3 -2 -2 -x 10 m/s, coeficiente de armazenamento (S) de 1,17 x 10 e transmissividade de 5,6 x10 1m²/s para o aquífero confinado. As avaliações preliminares para as reservas hídricas do SAP, considerando o limite 12 3definido da área de abrangência do sistema, totalizam 2,88 x 10 m para a reserva 10 3 11permanente; 2,4 x 10 m/ano para a reserva renovável, e reserva explotável de 2,54 x 10 3m. Com o propósito de auxiliar as autoridades competentes, no que se refere à gestão dos aquíferos, sugere-se a adoção de ações de âmbito regional e local para gerenciamento dos reservatórios. As ações regionais devem incluir: revisão dos critérios de outorga; determinação das reservas permanentes e renováveis; ampliação do conhecimento dos aquíferos e determinação da vulnerabilidade pelo método GOD. Dentre as ações propostas para gerenciamento local destacam-se: hidrometragem; construção adequada dos poços; determinação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC; determinação das reservas explotáveis; determinação e proteção de área de recarga e implantação de projetos de recarga artificial dos aquíferos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Parecis Aquifer System (SAP) is a groundwater reservoir with regional extension, consisting from fine to medium sandstones sequences, conglomeratic sandstones, silicified sandstone, pelitic and laterite levels and beds. The effective area of SAP has about 2200,000 km, that is equal to the extension area of the Parecis Group rocks. The SAP unsaturated zone is represented by a thick layer of Oxisols and Neogene-Quaternary unconsolidated cover. The Oxisols and unconsolidated sediments associated with plateaus relief, control the recharge mechanism of the Parecis Aquifer System. From the hydrogeological features, determined by the analysis and interpretation of pumping tests of deep wells, it was possible to qualitatively classify the aquifer system into two subsystems: the Unconfined Subsystem and the Confined Subsystem. The hydrodynamic parameters -2determined for each subsystem aquifer are hydraulic conductivity (K) of 3,54 x 10 m/s, -1 2storage coefficient (S) de 3,33 x 10 and transmissivity (T) of 3,33 m/s for the unconfined -2 -2aquifer; hydraulic conductivity of 1,37 x 10 m/s, storage coefficient (S) de 1,17 x 10 and -1transmissivity of 5,67 x10 m²/s for the confined aquifer. Preliminary assessments for water reserves of the Parecis Aquifer System 12 3considering the defined limit area of the system reach 2,88 x 10 m of permanent reserve, 10 3 11 32,4 x 10 m/year of renewable reserve, and exploitable reserves of 2,544 x 10 m/year. With the purpose of assisting the competent authorities with regard to the management of these aquifers, it is suggested the adoption of actions at the regional and local scale to the management of the reservoirs. The regional actions include the review of criteria to determine the yield for users; determination of the permanent reserves and resources; enhance the knowledge of the aquifers and determine the vulnerability by the GOD method. The proposed actions to the local management must consider water consume measurement; construction of the wells by adequate technical criteria; determination of the vulnerability using the DRASTIC method, determination of the exploitable reserves; determination and protection of the recharge area, and development of artificial recharge techniques.

A Política Nacional de Recursos Hídricos e as legislações estaduais têm como principal objetivo racionalizar o uso da água devido à sua escassez. Para isto, instituem cinco instrumentos para a gestão dos recursos hídricos no Brasil e dentre eles estão a outorga e a cobrança pelo uso da água. A água subterrânea vem sendo cada vez mais utilizada em todo o mundo devido, principalmente, ao seu baixo custo e boa qualidade. Ferramentas que auxiliem aos órgãos gestores na aplicação destes instrumentos são, portanto, de extrema necessidade. Este trabalho tem como objetivo geral o desenvolvimento de metodologias para gestão de águas subterrâneas, a partir de sugestões de critérios de outorga e cobrança, no intuito de preencher uma lacuna metodológica existente nas práticas brasileiras de gestão de recursos hídricos subterrâneos. O modelo de simulação/otimização proposto visa auxiliar aos órgãos gestores dos recursos hídricos em suas “tomadas de decisão”, quando estas se referirem à gestão da água subterrânea. O modelo foi aplicado no Aqüífero dos Ingleses, localizado no litoral de Santa Catarina/Brasil, e os resultados obtidos demonstraram a grande utilidade desta ferramenta como base para a emissão de outorgas e referência para a cobrança de águas subterrâneas.

Orientador: José Augusto de Lollo / Banca: Maurício Augusto Leite / Banca: Lissandra Xavier Ito / Resumo: A remediação de solos e águas subterrâneas impactadas por derramamentos de petróleo é uma atividade que geralmente envolve altos custos e longos períodos de tempo. Técnicas convencionais como a escavação dos solos contaminados, seguida de tratamento ou disposição em aterros, têm sido utilizadas para efetuar a remediação de locais contaminados, apesar de apresentarem, muitas vezes, elevados custos, bem como possibilitarem impactos adicionais ao ambiente. Além destas, outras técnicas têm sido aprimoradas, testadas e avaliadas em relação a sua eficiência/eficácia e custo, incluindo a contenção, biorremediação, desorção térmica, oxidação química, extração de vapores, bombeamento e tratamento de águas subterrâneas. Uma técnica de bombeamento e tratamento do solo e água subterrânea é o MPE - Extração Multifásica. O presente estudo caracterizou duas ocorrências de passivos ambientais e o processo de remediação da fase livre das águas subterrâneas contaminadas por hidrocarbonetos derivados do petróleo utilizando o sistema de extração multifásica. No estudo de caso foram analisados dois postos. No posto 1 foi calculada uma área de 2.000m² de fase livre, resultando em um volume de 300m3. O posto 2 apresentou um volume menor de fase livre, foi calculada uma área de 40m², com volume de 1m3. Após 12 meses de operação do sistema MPE houve uma redução de 100% da espessura da fase livre no posto 1 . O posto 2, que possui solo mais argiloso, em 16 meses de operação houve uma redução de 99% da espessura da fase livre. Como esperado, a remoção da fase livre pelo sistema MPE foi mais eficiente no solo argiloarenoso, encontrado no posto1, mas contrariando a muitos autores também apresentou eficiência no solo argiloso do posto 2 / Abstract: Remediation of soil and groundwater impacted by oil spill is a process which normally involves elevated costs and long periods of time. Conventional techniques such as excavation of contaminated soils followed by special treatments or deposit on landfills has been used to remediate areas with contaminated soil. However this treatment can also create new impacts to the environment where contamination had been deposited. In addition, new techniques such as contention, bioremediation, thermal desorption, chemical oxidation, air stripping and pumping treatment has been developed, tested and evaluated by their efficiency, effectiveness and costs. The Multi Phase Extraction (MPE) is a pumping treatment technique used in the present study. The study characterised two episodes of environmental liabilities, as well as the process of remediation, applying the MPE technique to remediate the free phase of petroleum hydrocarbons present in the groundwater. The first area studied was a petrol station which had an area of 2000 square meters of petroleum hydrocarbon contaminated soil, resulting in a volume of 300 cubic meters of free phase in the groundwater. The second petrol station had a volume of free phase of petroleum hydrocarbon smaller than the first one. It had an area of 40 square meters of contaminated soil, resulting a volume of 1 cubic meter of free phase in the ground water. Twelve months after the MPE system was implanted, the thickness of the free phase had decreased 100%, at the first petrol station. The second area, where the MPE was implanted, took sixteen months to reduce 99% of the petroleum hydrocarbon thickness, owing to the second petrol station being situated in an area of clay soil. The remediation of the petroleum hydrocarbon in the groundwater by the MPE system was more efficient in the first area as expected, owing to the knowledge that the first petrol station is located in... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Chang Hung Kiang / Banca: Osmar Sinelli / Banca: Walter Malagutti Filho / Banca: Vagner Roberto Elis / Banca: Walter Eugênio de Medeiros / Resumo: São aqui apresentados os resultados de pesquisa desenvolvida no Aqüífero Rio Claro, constituído pelos sedimentos cenozóicos da Formação Rio Claro, que recobre extensa área do município homônimo no estado de São Paulo. O objetivo central desta pesquisa é a caracterização hidrofaciológica do Aqüífero Rio Claro, no Município de Rio Claro, por meio da utilização de métodos geofísicos. Para tanto, foi aplicado o método geoelétrico da eletrorresistividade, utilizando as técnicas de sondagem elétrica vertical e imageamento elétrico 2D e 3D, em escala de município e de detalhe (Campus Bela Vista da Unesp de Rio Claro). Por meio de levantamento geofísico foi possível identificar e delimitar as litofácies que constituem o aqüífero, de maneira a estabelecer uma subdivisão das unidades geoelétricas. Com base nesta subdivisão, foram elaborados mapas de resistividade em escalas de município e de detalhe, com intuito de verificar a distribuição espacial das eletrofácies presentes no Aqüífero Rio Claro, na zona saturada. Foram elaborados ainda mapas de isoespessuras do Aqüífero Rio Claro e de cota do topo da Formação Corumbataí. Os dados obtidos com as SEVs passaram por tratamento geoestatístico, que possibilitou o aprofundamento de análises interpretativas quanto aos modelos de distribuição e correlações. A partir de dados extraídos de poços de monitoramento, foram definidas as propriedades hidráulicas do aqüífero, por meio de testes de Slug, análise granulométrica e testes de produção; condutividade hidráulica na zona não-saturada foi obtida por meio do método Guelph. Os dados geofísicos revelam que a eletrofácies arenosa da Formação Rio Claro abrange grande parte da área; a silto-arenosa e a silto-argilosa estão distribuídas aleatoriamente, e que existe ampla variação na espessura da Formação Rio Claro, caracterizando um substrato bastante irregular. / Abstract: Results are presented for research carried out in the Rio Claro Aquifer constituted by Cenozoic sediments of the Rio Claro Formation that recovers extensive area of the homonym city in the state of São Paulo. The main objective of this research is hydrofacies characterization of the Rio Claro Aquifer, using geophysical methods. Electrical resistivity method was applied using vertical electric sounding (VES) and 2D and 3D imaging techniques, in municipal scale and detail scale (Campus of Unesp). Using geophysical survey was possible to identify and to delimit lithofacies that constitute the aquifer, in order to establish a subdivision of the geoelectrics units. This subdivision was used to construct maps of resistivity in detail and municipal scales, aiming to verify the spatial distribution of the electrofacies in saturated zone of the Rio Claro Aquifer. Maps of iso-thicknesses of the Rio Claro Aquifer and of the elevation of the top of the Corumbataí Formation were made. The VES data underwent geoestatistical analysis that made possible a carefull study of interpretative analysis and statistical correlations. Using data extracted from the monitoring wells, the hydraulic properties of the aquifer were obtained, through slug tests, granulometric analysis and production tests; hydraulic conductivity in non-saturated zone was determined using Guelph permeameter. The geophysical data show that arenaceous electrofacies of the Rio Claro Formation covers large part of the area; the siltarenaceous and silt-argillaceous electrofacies have random distribution, and there is a broad variation in the thickness of the Rio Claro Formation, characterizing an irregular substratum. / Doutor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-09-13T15:43:23Z No. of bitstreams: 1 2012_AdrianaLustosaCosta.pdf: 771522 bytes, checksum: dcbf83821699eba7e46de9baf4fcbcd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2012-09-14T11:42:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AdrianaLustosaCosta.pdf: 771522 bytes, checksum: dcbf83821699eba7e46de9baf4fcbcd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-14T11:42:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AdrianaLustosaCosta.pdf: 771522 bytes, checksum: dcbf83821699eba7e46de9baf4fcbcd2 (MD5) / As mudanças na gestão dos recursos hídricos acompanharam a trajetória de democratização das políticas públicas no Brasil, cujo marco foi a Constituição Federal de 1988. A Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) e o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (SINGREH), instituídos pela Lei Federal 9.433/1997, já nascem sob os princípios democratizantes da Carta Constitucional. Com a edição da Lei das Águas, a gestão dos recursos hídricos no Brasil deixa de ser uma questão de Governo, baseada em uma hierarquia político-administrativa, para tornar-se uma questão de Governança, em que uma multiplicidade de atores interage e participa dos processos de concepção e implementação das políticas públicas. Esta dissertação propõe uma reflexão sobre o princípio da participação na Política Nacional de Recursos Hídricos e algumas de suas implicações para a governança contemporânea da água no Brasil, a partir da análise do Plenário do CNRH, órgão consultivo e deliberativo do SINGREH, com responsabilidades sobre a formulação da Política Nacional de Recursos Hídricos. O texto está estruturado em dois capítulos, além da introdução e da conclusão, os quais foram desenvolvidos na forma de artigos científicos. O primeiro capítulo recorre a abordagens distintas e, por vezes, contraditórias sobre a participação na gestão de políticas públicas, para analisar a participação e o ativismo dos membros do CNRH, assim como a sua percepção sobre a influência que exercem, a abertura à inovação e a efetividade do Conselho no alcance dos objetivos da Política. O segundo capítulo relaciona os conceitos de redes, capital social e ação coletiva, no marco teórico da governança, como ponto de partida para analisar o potencial do CNRH em mobilizar capital social para a resolução de problemas de ação coletiva que desafiam a gestão dos recursos hídricos no Brasil. Além da análise dos atributos individuais dos (as) conselheiros (as), a metodologia adota a perspectiva da Análise de Redes Sociais (ARS), focando nos aspectos relacionais dos atores que compõem o Plenário do CNRH. Os resultados apontam para o fato de que criação dos espaços colegiados participativos com capacidades decisórias em relação à gestão dos recursos hídricos não significa, por si só, a mudança nos padrões decisórios tradicionalmente estabelecidos e a ampliação das perspectivas com impacto nos resultados alcançados. O design institucional e a estrutura das redes sociais que se constituem aspectos importantes a serem considerados na análise desses espaços. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The changes in water resources management followed the course of democratization of public policies in Brazil, established in the 1988 Federal Constitution. The National Water Resources Policy and the National System of Water Resources Management, established by the Federal Law 9.433/1997, were born under the democratizing principles of the Constitution. With the approval of the Water Law, the management of water resources in Brazil is no longer a matter of government, based on a political-administrative hierarchy to become a matter of governance, in which a multiplicity of actors interact and participate in the design and implementation of public policies. This dissertation proposes a reflection on the principle of participation in the National Water Resources Policy and some of its implications for contemporary governance of water in Brazil, based on the analysis of the Plenary of National Water Council, consultative and deliberative body of the National System of Water Resources Management, with responsibilities for the National Policy of Water Resources. The text is comprised of two chapters, besides the introduction and conclusion, which were developed in the form of scientific articles. The first chapter uses different and sometimes contradictory approaches about participation in the management of public policies, to analyze the participation and activism of the members of CNRH, as well as their perception of their influence, openness to innovation and effectiveness of the Council in achieving the objectives of the Policy. The second chapter relates the concepts of networks, social capital and collective action, the theoretical framework of governance, as a starting point for analyzing the potential of National Water Council to mobilize social capital to solve collective action problems that challenge the management of water resources in Brazil. Besides the analysis of individual attributes of the stakeholders, the methodology adopts the perspective of Social Network Analysis (ARS), focusing on the relational aspects of the stakeholders in the Plenary of CNRH. The results show that the creation of spaces with participatory decision-making capabilities for the management of water resources do not mean, by itself, changes in decision-making traditionally standards and amplification of perspectives as an impact on the results. The institutional design and the structure of social networks are important aspects to be considered in the analysis of these spaces.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Luiza Moreira Camargo (luizaamc@gmail.com) on 2011-07-06T13:53:15Z No. of bitstreams: 1 2010_RogerioPinheiroMCarvalho.pdf: 4904688 bytes, checksum: a8cce2cca527878475e8cca2389bde7f (MD5) / Approved for entry into archive by Guilherme Lourenço Machado(gui.admin@gmail.com) on 2011-07-07T12:03:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_RogerioPinheiroMCarvalho.pdf: 4904688 bytes, checksum: a8cce2cca527878475e8cca2389bde7f (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-07T12:03:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_RogerioPinheiroMCarvalho.pdf: 4904688 bytes, checksum: a8cce2cca527878475e8cca2389bde7f (MD5) / A eutrofização artificial de reservatórios pode ter como consequência a ocorrência de florações de cianobactérias tóxicas e, no Brasil, é crescente o número de relatos de florações da espécie Cylindrospermopsis raciborskii produtora de saxitoxinas. O tratamento constituído por coagulação, floculação, sedimentação e filtração não remove eficientemente as saxitoxinas e outras cianotoxinas dissolvidas, e uma das alternativas que se apresenta é a oxidação com cloro. A oxidação com cloro mostrou-se efetiva na remoção de microcistinas; porém, são escassos os estudos relativos a sua aplicação na remoção de análogos de saxitoxinas. Assim, este trabalho foi conduzido para determinar a efetividade do cloro na oxidação de saxitoxinas, focalizando três variantes desse grupo, a neoSTX, a dcSTX e a STX. Adicionalmente, foi avaliada a influência do pH na cinética de oxidação e a formação de subprodutos, além da realização de ensaios de toxicidade utilizando D. similis e C. silvestrii. Os ensaios foram desenvolvidos em escala de bancada, sendo utilizada água de estudo produzida a partir de compostos oriundos da lise de células de C. raciborskii, submetidos ou não a processo de semipurificação. As doses de cloro aplicadas variaram de 0,8 a 79 mg/L, os valores de pH variaram de 4 a 11 e o tempo de contato chegou a 90 minutos. A demanda de cloro foi elevada nas condições de pH ácidos, sendo maior na água de estudo que continha, além das saxitoxinas, outros produtos extracelulares. Na água de estudo contendo predominantemente saxitoxinas, ocorreram remoções significativas nas condições de pH básico (pH ≥ 8). Nessa condição, com dose de 8 mg/L, e concentração inicial de 68,3 μg/L de neoSTX, 33,3 μg/L de STX e de 16,3 μg/L de dcSTX, após 15 minutos de tempo de contato, não foi mais detectada a presença das variantes neoSTX e STX; entretanto, a variante dcSTX se mostrou mais resistente à oxidação, não sendo detectada somente após o tempo de contato entre 60 e 90 minutos. A cinética da reação foi, portanto, influenciada pela variante de saxitoxina, pelo valor do pH e pela dose de cloro, não tendo sido possível estabelecer a ordem das reações. Para dose de cloro mais elevada (13 mg/L), foi verificada a formação de subprodutos (trialometanos, cloro hidrato, ácidos haloacéticos e haloacetonitrilas), com maior concentração para os trialometanos em valor de pH básico (138,6 μg/L). _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The eutrophication of reservoirs may result in toxic cyanobacteria blooms. In Brazil, reports about Cylindrospermopsis raciborskii bloom with saxitoxins production is increasing. The water treatment consisting of coagulation, flocculation, sedimentation and filtration does not remove efficiently saxitoxins or other cyanotoxins, and one of the alternatives to cope with removal of saxitoxins is the oxidation with chlorine. Chlorine is largely used in the disinfection of drinking water and is effective in removing microcystins, however there are few studies reporting the use of chlorine for oxidation of the various analogs of saxitoxins. Thus, this work was conducted in order to evaluate the effectiveness of chlorine in the oxidation of saxitoxins, focusing on three variants (neoSTX, dcSTX and STX). Additionally, it was analysed the formation of oxidation byproducts and the effluent toxicity, both tested by bioassay methods with invertebrates (D. similis and C. silvestrii). The tests were conducted in bench scale, using water study produced from compounds derived from the lysis of C. raciborskii cells, submitted or not to semipurified process. The applied dosages of chlorine varied from 0.8 mg/L to 79 mg/L, pH values were between 4 and 11 and the contact time reached 90 minutes. Chlorine demand was higher in conditions of acid pH, being higher in the water study that contained, in addition to saxitoxins, other extracellular products. In the semipurified samples, there were significant removals under conditions of basic pH (pH ≥ 8). In this condition, with 8 mg/L, and initial concentration of 68.3 μg/L of neoSTX, 33.3 μg/L of STX and 16.3 μg/L of dcSTX, after 15 minutes of contact time, it was no longer detected the presence of neoSTX and STX variants, however, the dcSTX variant was more resistant to oxidize. This toxin was not detected only after the contact time between 60 and 90 minutes. The kinetics of the reaction was, therefore, influenced by variation of saxitoxin, the value of pH and chlorine dose, and it was not possible to establish the order of reactions. For higher dose of chlorine (13 mg/L), there was the formation of byproducts (trihalomethanes, chlorine hydrate, haloacetic acids and haloacetonitriles) with a higher concentration for trihalomethanes in basic value pH (138.6 μg/L).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2008. / Submitted by Luiza Moreira Camargo (luizaamc@gmail.com) on 2011-07-05T14:31:49Z No. of bitstreams: 1 2008_SusanneTainaRamalhoMaciel.pdf: 2316601 bytes, checksum: 7ffa34644692030c5d3a921f6541162a (MD5) / Approved for entry into archive by Elna Araújo(elna@bce.unb.br) on 2011-07-09T00:13:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_SusanneTainaRamalhoMaciel.pdf: 2316601 bytes, checksum: 7ffa34644692030c5d3a921f6541162a (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-09T00:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_SusanneTainaRamalhoMaciel.pdf: 2316601 bytes, checksum: 7ffa34644692030c5d3a921f6541162a (MD5) / Redes de monitoramento da variabilidade piezométrica são cada vez mais utilizadas para a avaliação e gestão de aqüíferos. Com o objetivo de determinar poços principais, foi utilizada uma versão da decomposição QR com pivoteamento em quatro redes. Uma das redes está localizada na bacia do alto rio Jardim, na porção leste do Distrito Federal, e as outras três no sul do estado do Tocantins, como parte do monitoramento hidrogeológico para a construção da barragem da AHE Peixe Angical. Uma vez definidos os poços principais, a superfície piezométrica nos demais poços é calculada através de uma abordagem por quadrados mínimos, que define regiões de controle da variabilidade piezométrica. Estas regiões coincidem com a cobertura pedológica da região. Para a rede da bacia do alto rio Jardim, foi possível reduzir em 82% o número de poços a serem monitorados, e nas redes do sul do Tocantins, houve uma redução de aproximadamente 50%. A simulação do movimento dos níveis da água feitos a partir dos registros dos poços principais selecionados retornou 99% de correlação com a variação original. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Monitoring networks of piezometric motion are increasingly used for evaluation and management of aquifers. A pivoted version of the QR factorization was used in four networks, with the purpose of determining principal wells. One network is located at river Jardim watershed, at the east portion of Distrito Federal, Brazil, and the other three are located in south portion of Tocantins state, as part of the hydrogeologic monitoring for the construction of AHE Peixe Angical dam. Once defined the principal wells, the piezometric surface is calculated through a least-squares approach, which determines control regions of piezometric variability. Those regions match with soil coverage. At the river Jardim watershed, it was possible to reduce in 82% the number of wells to be monitored. The networks located in south Tocantins were reduced in 50% approximately. The water level movement simulation generated from principal wells records returned 99% correlation with original fluctuation.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-10-01T14:40:53Z No. of bitstreams: 1 2013_NathandosSantosDebortoli.pdf: 13620663 bytes, checksum: ac0be0823dc4e29ca84b14a6ec9302ae (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-08T11:58:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_NathandosSantosDebortoli.pdf: 13620663 bytes, checksum: ac0be0823dc4e29ca84b14a6ec9302ae (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-08T11:58:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_NathandosSantosDebortoli.pdf: 13620663 bytes, checksum: ac0be0823dc4e29ca84b14a6ec9302ae (MD5) / As zonas de transições da Amazônia e do Cerrado são grandes produtoras nacionais de commodities e detentoras de vasta biodiversidade. Essas regiões são dependentes da água gerada por meio de diversos mecanismos físicos-climáticos presentes na biosfera. Apesar da importância da região para a agricultura, os ecossistemas e o clima regional do Brasil, poucos estudos têm explorado e analisado em profundidade a rede de estações pluviométricas da Amazônia Meridional. Com o intuito de suprir a lacuna, este estudo analisou 207 estações pluviométricas da Agência Nacional das Águas (ANA) no Sul da Amazônia e no Cerrado no período de 1970-2010, utiizando-se dos testes estatísticos não-paramétricos de Pettitt que identifica rupturas nas séries cronológicas pluviométricas, o teste de Mann-Kendall que detecta tendências anuais e sazonais dos índices pluviométricos, e uma análise de regressão linear que identifica tendências sutis de acréscimo ou decréscimo nas precipitações. O teste de Pettitt indicou um total de 16% de rupturas nas séries cronológicas de chuva enquanto que o teste sazonal/mensal de Mann-Kendall coloca em evidência que 41% das estações apresentam tendências negativas principalmente nas estações de transição (início e fim da estação chuvosa). Já a análise de regressão linear indicou que 63% dos dados apresentam tendências negativas nas precipitações. Como complemento também foram identificadas as datas do início e fim da estação chuvosa. Esta se deu por meio da adaptação de método estatístico atrelado às análise de tendências de Mann-Kendall e de regressão linear. Os resultados sugerem fortes contrastes entre o Sul Amazônico e o Cerrado. Esta análise cronológica do período chuvoso indicou o atraso significativo no início da estação chuvosa para 84% das estações, e um fim prematuro em 76%, além da redução do período em 88% dos casos. Por fim, foi desenvolvido, examinado e verificado a correlação de dados climáticos e cobertura do solo através da análise climática oriunda da regressão linear, e da classificação do uso da terra adquiridos do satélite LANDSAT 5 a partir de uma perspectiva temporal. A correlação dos dados delimitados por zonas tampão de 1-50km e divididos em 3 períodos cronológicos anteriores a 1997, entre 1997-2010 e o acumulado de 2010 contemplam o total de floresta. As análises indicam que os padrões de precipitação local não são correlacionados diretamente a cobertura florestal. No entanto, a metodologia de zonas tampão sugere que quanto maiores as áreas de floresta, maiores são as probabilidades destas influenciarem as precipitações, ao contrário de pequenos fragmentos florestais como indicado nos resultados das correlações até 50km. Apesar dos dados climáticos não mostrarem correlação significativa com os dados da cobertura florestal, as análises dos testes de Pettit, Mann-Kendall, regressão linear e de identificação do período chuvoso vão em direção de descobertas recentes com foco nos modelos de circulação em larga-escala, que incluem a cobertura florestal como variável. Esta disparidade nos resultados nos levam a duas hipóteses: uma de que a correlação dos dados pluviométricos não existe localmente, e outra, de que a ferramenta utilizada não consegue captar a correlação, fortalecendo as análises dos testes estatísticos climáticos, que indicam uma superposição e ou apontam para uma existência de correlação da pluviometria com a cobertura florestal, embora não a demonstre explicitamente. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The transition zones of the Southern Brazilian Amazon detain vast biodiversity and are major producers of commodities. Its production is extremely dependent on water generated through biophysical and biochemical elements in the local and regional biosphere. This process is known as the forest “water pump” mechanism. Deforestation as a result could impact the water availability and accessibility enforcing the forest and its inhabitants to a higher degree of stress, producing significant losses in ecosystem services thus diminishing the capacity to cope with drier climatic conditions. Despite the region’s importance for Brazil’s agriculture and environment, only few studies have explored and analyzed in depth the region’s rain gauge network in a temporal perspective (1970-2010). To fulfill this gap in Southern Amazon and Northern Cerrado region, 207 Rain Gauges (RG) of the Brazilian National Agency for Water (ANA) were analyzed using statistical non-parametrical tests. The Pettitt’s test identified ruptures in the chronological rainfall series, while the Mann-Kendall’s test detected annual and seasonal tendencies in rainfall indexes and a linear regression analysis identified slight gain or loss in precipitation. Pettitt’s test indicated 16% of ruptures in the chronological rainfall series at the same time as Mann-Kendall’s monthly test put in evidence 41% of the RG having negative trends in transition seasons (onset and offset of the rainy season). Lastly the linear regression analysis showed 63% of data having negative trends. Additionally the dates of onset and offset of the rainy season were identified and its results submitted to Mann-Kendall’s and the linear regression approach. The data suggests strong contrasts between the Southern Amazon and the Northern Cerrado showing a delay on the onset of the rainy season for 84% of the RG, a premature offset for 76% and a reduction in the rainfall seasonal extend for 88%. An exponential ordinary kriging analysis of RG in deforested areas also revealed major chances of deforestation areas working as an adjuvant in the weakening of the rainy season- especially in highly deforested areas of the Mato Grosso State and the northern Rondônia. Aiming to build a tool to detect interactions between land surface and rainfall patterns the 207 RG were correlated through a buffer zones analysis with land use data acquired from satellite LANDSAT 5. The time frame previously selected was divided into three periods of forest cover (before 1997, between 1997-2010 and acumulated for 2010). The cross-related buffer zones analysis (1-50km) indicated at local level that precipitation patterns are not well correlated to forest cover. Yet the buffer zones methodology suggested that as larger the forest areas are, larger are the probabilities of those influencing precipitation at regional scale, contrary to forest fragments in local level. Despite the climatic data in the buffer analyzes do not reveal significant correlation to forest cover, the statistic Pettit and Mann-Kendall tests, the linear regression analyzes and the identification of the rainy season, confirmed a fine linkage with recent findings which focus large-scale circulation models including forest cover as a variable. Therefore the disparity in results from the statistical tests and the buffers analysis lead to two opposing hypotheses: one that the correlation of rainfall data does not exist locally, and second, that the tool fails to capture the correlation confirmed by the statistical tests suggesting an overlapped existence of rainfall correlation to forest cover, although not explicitly demonstrate in the designed tool. _______________________________________________________________________________________ RESUMÉ / Les zones de transition du Sud de l'Amazonie brésilienne et du Cerrado sont les principaux producteurs brésiliens de commodities et détenteurs de vaste biodiversité, cette production et sa condition environnementale étant extrêmement dépendante de l'accessibilité à l'eau, et donc un impact sur la disponibilité de la ressource fera augmenter le degré de stress sur la forêt et ses habitants. Malgré l'importance de la région pour l'agriculture et les services écosystémiques au Brésil, peu d'études ont exploré et analysé en profondeur le réseau de postes pluviométriques dans une perspective chronologique (1970-2010). Pour ce faire, 207 postes pluviométriques de l’Agence brésilienne sur l’eau (ANA) dans le sud de l'Amazonie et au nord du Cerrado sont analysés, tout en utilisant des tests non-paramétriques de Pettitt qui identifie les ruptures dans les séries chronologiques de pluviométrie, le test de Mann-Kendall qui détecte des tendances annuelles et saisonnières des indices pluviométriques, ainsi qu’un modèle de régression linéaire qui identifie les tendances subtiles de croissance ou décroissance dans les précipitations. Le test de Pettitt a indiqué 16% des ruptures dans les séries chronologiques des précipitations, et le test mensuel/saisonnière de Mann-Kendall a mis en évidence que 41% des postes ont des tendances négatives, principalement dans les saisons de transition (début et fin de la saison de pluie). Le modèle de régression linéaire a montré que 63% des données ont présenté des tendances négatives. Et en fine échelle les données temporelles nous ont permis d’identifier les dates de début et fin de la saison des pluies. Les résultats suggèrent qu'il existe de forts contrastes entre l'Amazonie et le Cerrado. Cette analyse chronologique a également indiqué que durant la période couverte par l’étude il y a eu un retard dans le début de la saison des pluies pour 84% des postes pluviométriques, et pour la fin un décalage prématuré de 76%, et pour son ampleur une diminution en 88%. L’analyse de krigeage exponentielle ordinaire des postes pluviométriques dans les zones déboisées a également révélé qu’il y a d’importantes chances que la déforestation soit un adjuvant à l'affaiblissement de la saison des pluies, en particulier dans les zones fortement déboisées de l’État de Mato Grosso et les régions au nord de l’État de Rondônia. Dans ce travail, des séries chronologiques des précipitations sont mises en corrélation avec des données d’occupation du sol, acquises par des images satellites Landsat 5, à partir d'une perspective temporelle. Cette analyse des zones tampons (1-50km) est divisée par 3 périodes de couverture forestière (avant 1997, parmi 1997-2010 et 2010) a indiqué que sur le plan local, au niveau des précipitations, il n’existe pas de corrélation. Pourtant, la méthodologie des zones tampons a suggéré que dans les grandes zones forestières, elle peut éventuellement s’appliquer. Malgré que les données climatiques ne montrent pas de corrélation significative avec les données de la couverture forestière, les analyses de Pettit, Mann-Kendall, la régression linéaire et l'identification de la saison des pluies rejoignent des découvertes récentes sur les modèles de circulation de large-échelle. Cette disparité dans les résultats nous amène à deux hypothèses : l'une que la corrélation des données pluviométriques n'existe pas localement, et l’autre qui l'outil utilisé pour les corrélations ne parvient pas à capturer la complexité de ces relations. Ce qui est confirmé par l'analyse des tests statistiques, qui indiquent ou suggèrent un chevauchement et l’existence d'une corrélation entre les précipitations et la couverture forestière, même si cela n’est pas démontré explicitement par l’outil désigné. _______________________________________________________________________________________ RESUMEN / Las zonas de transición del Sur Amazónico y el Cerrado son detentoras de gran biodiversidad y unas de las principales productoras de commodities en Brasil. Esta producción depende en gran medida de los diversos mecanismos físico-climáticos presentes en la biosfera local y regional. Por lo tanto, la deforestación podrá impactar la disponibilidad del agua aumentando la vulnerabilidad de sus habitantes al mismo tiempo que su grado de estrés. Pese a la importancia de la región para la agricultura, los servicios ecosistémicos y el clima regional de Brasil, pocos estudios han explorado y analizado en profundidad la rede de puestos pluviométricos y los patrones de precipitación en una perspectiva temporal (1970-2010) en la Amazonia Meridional. Para llenar estas fallas fueron analizados 207 puestos pluviómetros de la ANA (Agencia Nacional de Aguas) en la Amazonia Meridional y del Cerrado septentrional utilizándose de testes estadísticos no-paramétricos. El test de Pettitt identificó rupturas en las series cronológicas, el test de Mann-Kendall detectó tendencias anuales y estacionales de los índices pluviométricos, una regresión lineal identificó tendencias sutiles de gaño o perdida de precipitaciones. Los resultados de Pettitt apuntaran para 16% de rupturas en las series de precipitación cronológicas, mientras que el test de Mann-Kendall estacional puso en evidencia que 41% de los puestos pluviométricos tenían tendencias negativas, principalmente en las estaciones de transición (inicio y fin de la estación lluviosa). Por último, el análisis de regresión lineal mostró que el 63% de los datos presentan tendencias negativas. También fueran identificadas las fechas de inicio y fin del periodo lluvioso por medio de la aplicación de metodología singular corroborada por las análisis de Mann-Kendall y regresión lineal. Los resultados sugieren que existen fuertes contrastes entre el sur Amazónico y el norte del Cerrado, con retraso en el inicio de la temporada de lluvias en 84% de los puestos pluviométricos, un fin prematuro en 76% y una reducción general para 88% de los casos. Otro análisis de kriging ordinario exponencial en áreas deforestadas reveló que existen grandes probabilidades que la deforestación sea coadyuvante en el debilitamiento del periodo lluvioso, especialmente en zonas altamente deforestadas de los estados de Mato Grosso y zonas septentrionales de Rondônia. En este estudio también fueron correlacionadas las series pluviométricas oriundas de la regresión lineal a los datos de uso de la tierra adquiridos del satélite LANDSAT 5. El análisis de correlación de los datos pluviométricos con las zonas tampón (1-50km) delimitadas por áreas de floresta en tres periodos (antes de 1997, entre 1997-2010 y 2010) indicó que las precipitaciones a nivel local no se correlacionan con la cobertura forestal. Sin embargo, la metodología propuesta sugiere que a medida que las áreas forestales sean mayores, más grandes son las chances de influir en las precipitaciones, al contrario de pequeños fragmentos forestales en escala local. A pesar de los datos climáticos no exhibieren correlación significativa con los datos de la cobertura forestal, los análisis de Pettit, Mann-Kendall, regresión lineal y la identificación de la estación de lluvias va hacia hallazgos recientes centrados en modelos de circulación de larga-escala incluyendo la cobertura forestal como variable. La disparidad en los resultados nos llevan a dos hipótesis: una que la correlación de los datos de precipitación no existe a nivel local, y otro, la herramienta utilizada no logra captar la correlación, confirmando las pruebas estadísticas que indican o sugieren el solapamiento y la existencia de una correlación de la precipitación con la cubierta forestal, aunque no demostrado de forma explícita por la herramienta.

Este trabalho propõe avaliar os riscos potenciais à qualidade das águas superficiais da bacia hidrográfica do arroio Sapucaia, considerando os aspectos físicos, o uso do solo, o desenvolvimento humano e os problemas sanitários. A bacia possui uma área de 131 km2, suas nascentes localizam-se na zona rural dos municípios de Gravataí e Novo Hamburgo e sua foz junto rio dos Sinos. O arroio Sapucaia percorre, em seu baixo curso, uma área densamente urbanizada junto aos municípios de Canoas, Esteio e Sapucaia do Sul onde encontra-se a maior parte da população da bacia. Os materiais utilizados foram as cartas 1:50.000 da Cartografia Sistemática Brasileira, folhas de São Leopoldo e Gravataí, uma imagem do sensor ASTER (plataforma EOS/TERRA) 14 bandas, utilizadas 1, 2 e 3N e os dados do censo demográfico 2000 (IBGE). Os aspectos físicos e o uso do solo foram avaliados em toda a área da bacia tomando por base os índices físicos, especialmente o Ir (Índice de Rugosidade), e a classificação da imagem. As condições de desenvolvimento humano e os problemas sanitários foram avaliados nos municípios de Canoas, Esteio e Sapucaia do Sul, através dos índices IDH (Índice de Desenvolvimento Humano) e ISA (Índice de Saneamento Ambiental), respectivamente. A aplicação do índice IDH apresentou resultados coerentes com o IDH-M para os três municípios. O índice ISA apresentou resultados relativamente homogêneos nas áreas centrais dos municípios com valores mais elevados, enquanto tornou evidentes os problemas sanitários em áreas periféricas como na região marginal ao arroio Sapucaia, na fronteira entre os municípios de Esteio e Canoas, onde foram obtidos os valores mais baixos. O índice Ir apresentou os valores mais elevados nas sub-bacias Itacolomi, Santa Tecla e Sapucaia Norte-2 junto às nascentes. Constatou-se também a predominância das áreas de ocupação irregular na região urbanizada da bacia e a influência dos fatores sócio-econômicos na ocupação destas áreas através dos índices IDH e ISA. Esse método mostrou-se adequado para aplicação em bacias hidrográficas situadas em áreas urbanas, sem monitoramento contínuo e com carência de dados, demostrando o potencial do uso integrado dos sistemas de informações geográficas e do sensoriamento remoto em avaliações de resposta rápida e baixo custo. / This study aims to evaluate the potential risks to the quality of superficial waters of hidrographic basin of Sapucaia river, considering the physical aspects, the use of soil, the human development and the sanitary problems. Its basin is 131Km2 and its head is located in the rural districts of the cities of Gravataí and Novo Hamburgo, and its mouth is placed at Sinos river. Sapucaia river runs, in its low course, along a densely urbanized area through the cities of Canoas, Esteio and Sapucaia do Sul, where most of the population of the basin is located. The materials employed were the 1:50.000 charts, from Braziliam Systematic Cartography, São Leopoldo and Gravataí´s pages, an ASTER image (EOS/TERRA platform) 14 bands, used 1, 2 and 3N and the 2000 demographic census (IBGE). The physical aspects and the use of soil were evaluated along the whole area of the basin taking the physical index as reference, especially RI (Rugosity Index) and image classification. The conditions of human development and the sanitary problems were evaluated in the cities of Canoas, Esteio and Sapucaia do sul, through HDI (Human Development Index) and ESI (Environmental Sanitation Index) respectively. The application of HDI presented coherent results with IDH-M for the three cities. The ESI presented relatively homogeneous results in the central areas of the cities with higher values, while it made the sanitary problems evident in peripheral areas like in the marginal area to Sapucaia river, at the boundary of the cities of Esteio and Canoas, where the lowest results were obtained. The RI index presented the higher values at Itacolomi, Santa Tecla and Sapucaia Norte-2 sub-basins at the river-heads. It was also observed the predominance of irregular settling zones at the urbanized region of the basin and the influence of socio-economical factors in this region’s settlings through the HDI and ESI indexes. This method proved adequate for the aplication to the hidrographic basins situated in urban areas, lacking continuous monitoring and data, showing the potential of integrated use of geographic information systems and remote sensing for fastresponse, low-cost evaluations.

A Política Nacional de Recursos Hídricos e as legislações estaduais têm como principal objetivo racionalizar o uso da água devido à sua escassez. Para isto, instituem cinco instrumentos para a gestão dos recursos hídricos no Brasil e dentre eles estão a outorga e a cobrança pelo uso da água. A água subterrânea vem sendo cada vez mais utilizada em todo o mundo devido, principalmente, ao seu baixo custo e boa qualidade. Ferramentas que auxiliem aos órgãos gestores na aplicação destes instrumentos são, portanto, de extrema necessidade. Este trabalho tem como objetivo geral o desenvolvimento de metodologias para gestão de águas subterrâneas, a partir de sugestões de critérios de outorga e cobrança, no intuito de preencher uma lacuna metodológica existente nas práticas brasileiras de gestão de recursos hídricos subterrâneos. O modelo de simulação/otimização proposto visa auxiliar aos órgãos gestores dos recursos hídricos em suas “tomadas de decisão”, quando estas se referirem à gestão da água subterrânea. O modelo foi aplicado no Aqüífero dos Ingleses, localizado no litoral de Santa Catarina/Brasil, e os resultados obtidos demonstraram a grande utilidade desta ferramenta como base para a emissão de outorgas e referência para a cobrança de águas subterrâneas.