O Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz irrigado por alagamento do Brasil. Algumas lavouras cultivam o arroz irrigado há mais de 100 anos. Nos cultivos são utilizados insumos agrícolas, muitos dos quais apresentam elementos-traço em sua composição. Esta pesquisa teve por objetivo quantificar os teores de Cd, de Cr e de Pb em águas, solos e plantas de arroz irrigado, em diferentes cenários do Estado. No Estudo 1, quantificouse os teores desses elementos em 298 amostras de solos de lavouras irrigadas das Planícies Costeira Interna e Externa à Laguna dos Patos. No Estudo 2, foram quantificados os teores de Cd, Cr e Pb nas águas, nos solos e nas plantas de somente uma lavoura de arroz da Planície Costeira Interna. No Estudo 3, quantificou-se os elementos no arroz vendido nos estabelecimentos comerciais do RS. No Estudo 4, em casa-de-vegetação, foram adicionadas ao solo doses crescentes de Cd, Cr e Pb para avaliar a biodisponibilidade destes elementos em três variedades de arroz (IRGA-417, IRGA-424; Arize QM1010). As extrações dos elementos das amostras foram feitas pelo método USEPA 3050B. No Estudo 1, para as quantificações dos elementos, foi utilizado espectrofotômetro de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (FAAS). Nos estudos 2, 3 e 4, a quantificação foi feita por ICPOES. Nos estudos 1, 2 e 3, os elementos quantificados em solos, águas, plantas de lavouras e em amostras de grãos vendidos em estabelecimentos comerciais estavam dentro dos limites permitidos pela legislação, com exceção aos teores de Cd nas águas da lavoura de Cachoeirinha-RS. No Estudo 4, com o aumento das doses de Cd, Cr e PB aplicados ao solo, houve incremento desses elementos nos tecidos das plantas de arroz, ocorrendo maior acúmulo nas raízes. A variedade Arize QM1010 foi a espécie que menos acumulou estes elementos em seus tecidos. / The Rio Grande do Sul state is the largest producer of flooding rice in Brazil. In some fields flooded rice is cultivated for more than 100. In rice production are being utilized various inputs, many of which have trace elements in its composition. This study aimed to quantify the levels of Cd, Cr and Pb in water, soil and rice plants under different scenarios of the state. In Study 1 was determined the levels of these elements in 298 samples of soils, rice crops in Inner and Outer Coastal Plains to the Laguna dos Patos. In Study 2, was quantified the levels of Cd, Cr and Pb in waters, soils and plants of only one rice crop of the Inner Coastal Plain. In Study 3, we determined these elements in rice grains sold in markets retailers in RS In Study 4, in green-house experiment, were added to the soil increasing concentration of Cd, Cr and Pb to evaluate the bioavailability of these elements in three rice varieties (-IRGA 417, IRGA-424; Arize QM1010). The extractions of the elements of the samples were made by USEPA Method 3050B. In Study 1, for quantification of elements was used atomic absorption spectroscopy with electrothermal atomization in graphite furnace (FAAS). In study 2, 3 and 4, the quantification was done by ICP-OES. n studies 1, 2 and 3, the elements in soils, waters, plants and in samples of grains rice sold in markets retailers were within the limits allowed by law, except for Cd levels in the waters of a rice crop at Cachoeirinha-RS. In Study 4, with increasing doses of Cd, Cr and CP applied to the soil, there was an increase of these elements in the tissues of rice plants, occurring higher accumulation in roots. The variety Arize QM1010 was the species that less accumulated these elements in their tissues.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T14:13:20Z No. of bitstreams: 1 TESE MODELAGEM EM REGIME TRANSITÓRIO_ALEXANDRE DINIZ.pdf: 6280069 bytes, checksum: 6c0b1611269b232dcc8635c33c6add95 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T14:13:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE MODELAGEM EM REGIME TRANSITÓRIO_ALEXANDRE DINIZ.pdf: 6280069 bytes, checksum: 6c0b1611269b232dcc8635c33c6add95 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T14:13:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE MODELAGEM EM REGIME TRANSITÓRIO_ALEXANDRE DINIZ.pdf: 6280069 bytes, checksum: 6c0b1611269b232dcc8635c33c6add95 (MD5) / Este trabalho apresenta uma análise de um sistema de abastecimento de água contemplando-se as atividades de modelagem em regime transitório, otimização baseada na minimização do consumo de energia elétrica e reconhecimento de perfis de demanda. O estudo de caso envolve um segmento do sistema de abastecimento e distribuição de água da cidade de Salvador (Brasil) e a análise é focada na estação de bombeamento, linha adutora principal e reservatórios de distribuição de água. Como geralmente ocorre em sistemas análogos, a operação atual do sistema de bombeamento é realizada através de regras heurísticas baseadas no conhecimento de especialistas no processo de bombeamento e o controle da vazão de descarga das bombas é essencialmente do tipo liga/desliga. Neste contexto, o uso de conversores de frequência associado a uma abordagem sistêmica de otimização e predição de demanda pode representar um significativo potencial de melhoria na eficiência energética. A estratégia de otimização proposta determina a velocidade de rotação de bombas ao longo de um ciclo de trabalho de modo a assegurar um volume adequado de água no reservatório de distribuição e o devido atendimento à demanda horária de consumo. O modelo matemático desenvolvido possui um caráter genérico e permite realizar uma análise cuidadosa do sistema de abastecimento de água viabilizando também uma primeira avaliação de benefícios decorrentes do uso de bombas com rotação variável. A resolução do problema de otimização compreendeu modelos reduzidos baseados em Redes Neurais Artificiais e a predição da curva de demanda de acordo com a sazonalidade climática anual através de técnicas de reconhecimento de padrões em séries temporais univariadas. A comparação entre os resultados da simulação baseado no modelo fenomenológico e os dados medidos mostra que o modelo descreve a rede hidráulica de forma satisfatória, uma vez que o modelo é capaz de prever o comportamento dinâmico da vazão ao longo da linha adutora principal. Além disso, os resultados da otimização mostram os ganhos de economia de energia conseguida por meio do uso de conversores de frequência, considerando-se as restrições impostas e a variabilidade da demanda de consumo ao longo do ano.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5807_Dissertação Benvindo.pdf: 2838019 bytes, checksum: 1fd3b3362ffae3aa3afc400d58bb2376 (MD5) Previous issue date: 2012-08-07 / GARDIMAN JUNIOR, Benvindo Sirtoli. Qualidade da água de microbacias hidrográficas sob atividades silviculturais em Aracruz, ES. 2012. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Universidade Federal do Espírito Santo, Jerônimo Monteiro - ES. Orientador: Prof. Dr. Giovanni de Oliveira Garcia. Coorientadores: Prof. Dr. Roberto Avelino Cecílio e Dr. Rodolfo Araujo Loos. O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar os possíveis impactos das atividades silviculturais sobre a qualidade da água superficial de . Para tanto, realizou-se um monitoramento em quatro microbacias hidrográficas sob atividades do manejo florestal no município de Aracruz, norte do estado do Espírito Santo, Brasil, no período de janeiro a junho de 2012. Relacionaram-se as características físicas e químicas da água à influência dos fatores climáticos e de manejo silvicultural, bem como à legislação vigente e, por fim, foi proposto um Índice de Qualidade das Águas (IQA). Utilizaram-se no monitoramento as variáveis Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, P, S, Zn, Carbono Inorgânico, Carbono Orgânico, Cloreto, Nitrato, Sulfato, Fosfato, Amônio, Glifosato, Alcalinidade, Condutividade Elétrica, Cor, Demanda Química de Oxigênio, Dureza do Cálcio, Dureza do Magnésio, Oxigênio Dissolvido, Sólidos Suspensos, Sólidos Dissolvidos, Sulfluramida, Temperatura, Turbidez e pH. Os resultados do monitoramento mostraram que as variáveis Cu, Fe, P e Cor apresentaram-se acima dos limites estabelecidos pela resolução CONAMA 357/05 para rios classe 2, enquanto que o Oxigênio Dissolvido e pH apresentaram-se abaixo do limite da mesma legislação. Tal fato pode estar associado às características do próprio meio físico de cada microbacia monitorada. A análise de componentes principais proporcionou a redução de 30 variáveis analisadas em quatro componentes, que explicaram 73,10% da variância total dos dados. A primeira componente, contendo 31,62% da variância total, representa o enriquecimento mineral das águas das microbacias, a segunda componente, com 18,53% da variância, reflete os sólidos solúveis presentes na água, a terceira com 15,57% é referente ao processo de acidificação e a quarta é concernente à influencia pedológica sobre as águas. Dentre todas as variáveis analisadas, a análise fatorial mostrou que as mais sensíveis a variabilidade espacial e temporal da qualidade da água das microbacias estudadas, foram: Mg, Na, Carbono Orgânico, Cloreto, CE, Cor, Fe, Nitrato, Sólidos suspensos, pH, Carbono Inorgânico e alcalinidade. A qualidade das águas monitoradas sofreu variação espacial e temporal. Não foi evidenciado impacto das atividades silviculturais sobre a qualidade das águas superficiais no período estudado. As diferentes intensidades de precipitação e as atividades silviculturais monitoradas não alteraram as características físicas e químicas de qualidade da água e o IQA calculado mostrou-se uma ferramenta eficiente para comparar a qualidade das águas das microbacias, ao invés de se estudar isoladamente cada variável. Palavras-chave: microbacias hidrográficas; qualidade de água; silvicultura.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2015-01-06T16:40:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_OtimizaçãoIndiceQualidade.pdf: 4310779 bytes, checksum: d13eb947bbb5bff523d8a1e8cbd26af4 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-21T18:22:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_OtimizaçãoIndiceQualidade.pdf: 4310779 bytes, checksum: d13eb947bbb5bff523d8a1e8cbd26af4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-21T18:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_OtimizaçãoIndiceQualidade.pdf: 4310779 bytes, checksum: d13eb947bbb5bff523d8a1e8cbd26af4 (MD5) Previous issue date: 2014 / O principal objetivo deste trabalho foi reduzir o número de parâmetros compõem o Índice de Qualidade da Água (IQA), desenvolvido pela National Sanitation Foundation, por meio da aplicação de análise estatística multivariada. Para isto, foram utilizados os resultados fornecidos pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas - IGAM de cada parâmetro integrante do IQA (oxigênio dissolvido, coliformes termotolerantes, pH, DBO, nitrato, fosfato, temperatura, turbidez e sólidos totais) e os respectivos valores de IQA, de cada estação de monitoramento da Bacia do Rio das Velhas, no período de 2000 a 2010. Para a redução do número de dados avaliados foi primeiramente investigada a aplicação da análise de componentes principais (PCA), cuja aplicação não foi satisfatória para a avaliação do conjunto de dados estudado. Desta forma, a rede neural de Kohonen foi utilizada, proporcionando a redução do conjunto de dados inicial composto por 1834 resultados para 524. A viabilidade da aplicação da redução do número de resultados foi avaliada pela comparação entre a correlação dos dados originais e os dados reduzidos. A redução do número de conjuntos de dados também mostrou que a frequência de avaliação das estações de monitoramento poderia ser reduzida, em relação a frequência atualmente praticada pelo IGAM, culminando em redução de custos com monitoramento. O novo conjunto de dados formado por 524 resultados foi avaliado pela técnica OPS (ordered predictors selection), visando obter a redução do número de parâmetros do IQA. Nesta análise verificou-se a possibilidade da criação de um novo modelo para determinação do IQA, formado pelos parâmetros coliformes termotolerantes, DBO, fosfato, oxigênio dissolvido e turbidez. A calibração do novo modelo se deu com a aplicação da ferramenta PLS (partial least squares), prevendo os valores de IQA gerados pelo novo modelo e comparando-os aos valores originais de IQA, para o conjunto de dados, calculados pela fórmula tradicional. A calibração indicou que os dados se ajustaram ao modelo, cujo coeficiente de determinação (R2) foi igual a 0,96, e o gráfico de resíduos apresentou distribuição aleatória, com valores dos resíduos bem próximos de zero. O modelo ainda foi avaliado estimando os resultados de IQA, com o uso de cinco parâmetros, e a aplicação dos resultados de monitoramento de qualidade da água do ano de 2011. Os resultados obtidos na validação retratam a previsão do IQA pelo modelo muito próxima aos resultados obtidos por meio do cálculo tradicional, apontando R2 igual a 0,92, confirmando a aplicabilidade do novo modelo construído. ____________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The main objective of this work was to reduce the number of parameters comprising the Water Quality Index (WQI) by the application of multivariate statistical analysis. For this, the results of monitoring conducted by the Water Management Institute of Minas Gerais (IGAM) for each parameter of the WQI (dissolved oxygen, fecal coliform, pH, BOD, nitrate, phosphate, temperature, turbidity and total solids) and the respect WQI score obtained at each monitoring station in the Velhas River Basin, in the period between 2000 and 2010. The reduction of the number of evaluated data was first investigated by means of application of principal component analysis (PCA), whose implementation is not suitable for evaluating the data set studied. Thus, the Kohonen`s neural network was used, providing a reduction in the initial data set from 1834 to 524 results of analyses. The viability of this data reduction was assessed by comparing the correlation between the original data and the reduced data. The reduction of the number of data sets also showed that the monitoring frequency of all stations could be reduced, compared to currently practiced by IGAM, culminating in important cost savings with monitoring. The new data set formed by 524 results were evaluated by the OPS (Ordered Predictors Selection) to reduce the number of parameters of WQI. In this analysis there was the possibility of creating a new model for determining the WQI. This model was formed by five parameters: thermotolerant coliform, BOD, phosphate, dissolved oxygen and turbidity. The calibration of the new model was done by PLS (Partial Least Square) tool, predicting WQI values generated by the new model and comparing the results to the original forecast WQI values for the data set, calculated by the traditional formula. The calibration indicated that the data fitted the model, whose coefficient of determination (R2) was equal to 0.96, and the graph of residues showed a random distribution, with values close to zero. The model was further assessed for prediction of the results of WQI, using this model with five parameters, and applying the results of monitoring of water quality in the year 2011 carried out by IGAM. The results of the validation depicted very close to WQI results obtained by the traditional calculation and R2 was 0.92, confirming the applicability of the new model constructed

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:07:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324645.pdf: 4598548 bytes, checksum: cf71ac086f3643ffa0a9c5aa832e8c32 (MD5) Previous issue date: 2013 / A bacia hidrográfica é adotada como unidade básica de planejamento e gestão dos recursos hídricos, porém com os avanços dos níveis de contaminação do solo e da água, faz-se necessária a adoção de políticas que minimizem estes danos. O presente trabalho foi desenvolvido sob a hipótese de que, a maior parte das áreas de infiltração máxima localiza-se em áreas de vulnerabilidade natural à contaminação considerada alta e estão exposta às alterações antrópicas (Pressões) em decorrência dos mais variados tipos de uso e ocupação do solo, que modificam suas características físicas e químicas (Estado), desse modo é necessária uma resposta efetiva dos órgãos gestores, em especial do comitê de gerenciamento de bacias hidrográficas, visando à preservação destas áreas, o que em muitos casos deixa de acontecer, favorecendo a ocorrência de graves danos ambientais. O objetivo geral deste trabalho foi realizar a análise ambiental das áreas de infiltração máxima de água na Bacia Hidrográfica do Rio Vacacaí-Mirim, já os objetivos específicos foram: a) Determinar as áreas de infiltração máxima presentes na bacia hidrográfica do rio Vacacaí-Mirim; b) Determinar a vulnerabilidade natural à contaminação dos recursos hídricos subterrâneos na Bacia Hidrográfica do Rio Vacacaí-Mirim; c) Quantificar o perigo e o risco à contaminação na bacia hidrográfica do rio Vacacaí-Mirim; d) Determinar as alterações das propriedades físicas e químicas do solo em função dos diferentes usos e ocupações do solo na bacia hidrográfica; e) Analisar a infiltração e o escoamento superficial na bacia hidrográfica do Rio Vacacaí-Mirim em função dos diferentes usos e formas de ocupação do solo; f) Verificar a efetividade do comitê de gerenciamento de recursos hídricos da bacia hidrográfica quanto às suas ações frente aos fatores de Pressão e Estado. Com a aplicação da metodologia DRASTIC no ano de 2010, as áreas de infiltração máxima representaram 24% da área da bacia hidrográfica, já no ano de 2011 representaram 18,55%, sendo que as maiores taxas de infiltração localizam-se nas várzeas da bacia hidrográfica, onde predominam o cultivo de arroz. As áreas de infiltração máxima no ano de 2011 estiveram presentes nas classes de vulnerabilidade DRASTIC classificadas como baixa, média, alta e extrema, já na metodologia GOD estiveram presentes nas classes média, alta e extrema vulnerabilidade. Com relação à infiltração DRASTIC, as áreas de maiores infiltrações estiveram presentes na região central da bacia hidrográfica, coincidindo com as áreas de infiltração máxima. Porém utilizando-se o Infiltrômetro de Cornell, as áreas de mata nativa e área urbana não apresentaramescoamento superficial, já as áreas de arroz apresentaram as menores taxas. A vulnerabilidade natural à contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, determinada utilizando-se a metodologia GOD, foi classificada variando de insignificante a extrema, principalmente em função dos níveis estáticos próximos a superfície, incluindo surgências em alguns casos, e das formações geológicas com alta permeabilidade (Formação Serra Geral, Aluvião e Terraços Fluviais). Os índices socioeconômicos (renda, saúde, condições de domicílios e saneamento e educação) variaram de baixo a alto. O perigo variou de baixo a muito alto, já o risco variou entre baixo/nulo a muito alto. Com relação aos parâmetros físicos e químicos do solo, os mesmos apresentaram as maiores alterações nas áreas que sofrem influência direta do meio antrópico (áreas de arroz e cultivo de soja). No que diz respeito à efetividade do comitê de gerenciamento de recursos hídricos, ficou evidenciado que suas ações/respostas ainda não são totalmente capazes de diminuir as pressões ambientais existentes no território da bacia hidrográfica, porém em função de algumas ações pontuais, bem como a realização de projetos que estão em andamento, há uma pequena melhoria do estado ambiental.<br> / Abstract : The hydrographic basin is adopted as the basic unit for planning and management of water resources, but with the advances of the levels of contamination of soil and water, it is necessary to adopt policies that minimize this damage. This study was developed under the assumption that, the most part of the areas of maximum infiltration is located in areas considered highly vulnerable for contamination, and are exposed to anthropogenic changes (pressures) due to the various types of use and occupancy of the soil, which modify its chemical and physical characteristics (state), thus, it is necessary an effective response from the management sectors, in particular the hydrographic basins management committee, in order to preserve these areas, which in many cases do not happen, favoring the occurrence of severe environmental damage. The objective of this study was to environmentally analyze the areas of maximum infiltration of the Basin of River Vacacaí-Mirim, the specific objectives were: a) Determine the area of maximum infiltration present in the Basin of River Vacacaí-Mirim; b) Determine the natural vulnerability to the contamination of the groundwater resources in the Basin of River Vacacaí-Mirim; c) Quantify the danger and the risk of contamination in Basin of River Vacacaí-Mirim; d) Determine the physical and chemical changes in soil due to the different uses and occupations in the basin?s soil; e) Analyze the infiltration and the runoff in the Basin of River Vacacaí-Mirim due to the different forms of use of the land; f) Verify the effectiveness of the hydrographic basin water resources management committee as to its actions against state and pressure factors. Through the application of DRASTIC methodology in 2010, the areas of maximum infiltration represented 24% of the hydrographic basin area, by the year of 2011, it accounted for 18.55%, being the highest rates of infiltration located in the floodplains of the basin area, where rice faming predominates. The areas of maximum infiltration in 2011 were present in the classes of vulnerability of DRASTIC considered as low, medium, high and extreme, as for the GOD methodology, they were present in medium, high and extreme classes of vulnerability. Regarding DRASTIC infiltration, the areas of highest infiltration were present in the central region of the basin, coinciding with the areas of maximum infiltration. However, when using Cornell infiltrometer, the areas of native forest and urban areas showed no runoff, and the rice planting areas showed the lowest rates. The natural vulnerability to contamination of groundwater, determined using the GOD methodology was classified ranging from negligible toextreme, mainly due to the static levels near the surface, including resurgences in some cases, and the geological formations with high permeability (Serra Geral Formation, Alluvim, and River Terraces). Socioeconomic indexes (income, health, housing conditions, sanitation and education) ranged from low to high. The danger ranged from low to very high, as for the risk it ranged from low/zero to very high. With regard to the physical and chemical parameters of the soil, they presented the greatest changes in the area that suffered direct influence of human environment (areas of rice and soy culture). With regard to the effectiveness of water resources management committee, it was evident that their actions/responses are still not fully able to reduce existing environmental pressures within the basin area, however due to some specific actions, as well as conducting ongoing environmental projects, there is a small improvement in the environmental status.

Orientador : Prof. Dr. Tony Vinicius Moreira Sampaio / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 01/08/2016 / Inclui referências : fls. 118-138 / Área de concentração / Resumo: Este trabalho procura retratar a importância da análise espaço-temporal para o conhecimento do estado ambiental de recursos hídricos, uma vez que a qualidade da água pode variar significativamente num corpo da água, a depender de fatores internos e externos. Um dos problemas na definição da qualidade da água é a falta de leis normativas que determinem a quantidade de pontos e frequência de coleta, o que possibilita existir diferentes metodologias de análise que indicam a qualidade de um corpo hídrico, gerando dúvidas quanto acurácia das informações. Dessa forma, o estudo tem como objetivo verificar a variabilidade espaço-temporal das variáveis pH e OD e assim, avaliar se existe uma estrutura de compartimentos (zona fluvial, zona intermediária e zona lacustre) no reservatório Iraí. A área de estudo é o reservatório Iraí localizado na região metropolitana de Curitiba/PR. Foram realizadas campanhas mensais durante um ano (2013/14), com amostragens de 15 e 33 pontos, analisadas em superfície. Para análise e modelagem dos dados aplicou-se a estatística descritiva e ferramentas de geoestatística, krigagem ordinária, aplicadas no software ArcGis 10.0. As ferramentas de geoestatística representaram 58,3% das coletas apresentando efeito pepita zero para variável pH e, 41,6% com baixo efeito pepita para variável OD. As coletas que utilizaram 33 pontos apresentaram maior efeito pepita. Assim, o grid amostral de 15 pontos foi suficiente para utilizar as ferramentas de geoestatística. O resultado mostrou que tanto a variável pH quanto o OD não apresentaram em todas as coletas os três compartimentos bem definidos como o esperado. A variabilidade espacial do pH, comparado com OD, mostrou mais próximo da existência dos compartimentos e com variabilidade de norte para sul. A maior variabilidade de pH ocorreu na zona intermediária do reservatório, isto pode ser decorrente da existência de uma estrada submersa. O OD apresentou maior variabilidade de oeste para leste. A variabilidade do pH e do OD pode ter sido influenciada principalmente pelo vento, macrófitas e precipitação. Em relação à análise temporal, o pH e o OD não teriam variabilidade superficial representada por duas amostragens/ano. O OD foi o que apresentou maior variabilidade dentro da mesma estação. Os modelos de distribuição dos resíduos indicaram baixos valores e bem distribuídos, com pouco efeito de borda. Palavras-chave: Ambiente lêntico. Parâmetros físico-químicos. Variabilidade espaçotemporal. Geoestatística. / Abstract: This research aims to portray the importance of the space-temporal analysis for knowing the environmental state of the hydrous resources, once the water quality can be varied on a body of water, depending on external and internal factors. A problem to define accurately the quality of water is the lack of normative laws, which are able to determine the amount of points and the frequency on the water samples collect. This fact makes possible several different methodologies for analysis, indicating the quality of a hydrous body, giving inaccurate information results. This way, the present study aims to verify the spatiotemporal variation on the variables pH and OD, evaluating if there is a compartment structure in Iraí reservoir. The area to be studied is Iraí reservoir, which is located into the metropolitan area of Curitiba, Parana State, in Brazil. Montlhy campaigns were made, in a year period (2013/14), with samples of 15 and 33 points, analyzed on surface. In order to analyze and model the data, descriptive statistics was applied, as well as tools of geostatistics, ordinary kriging, applied on the ArcGis 10.0 software. The tools of geostatistics represented 58,3% of the collects which presented zero nugget effect for the pH variable, and 41,6% with low nugget effect for the OD variable. The collections that used 33 points showed higher nugget effect. Thus, the sampling grid of 15 points was enough to use the geostatistical tools. The results could show that the pH variable, as well as the OD variable did not present very well defined compartments, as it was expected. The spatial pH variability, being compared to OD demonstrated closer to the compartment existence with north-south variability. The greatest pH variability occurred in the middle zone of the reservoir, this may be due to the existence of a submerged road. The OD showed greater variability west to east. Variability of pH and OD may have been influenced mainly by wind and rainfall macrophytes. Regarding the temporal analysis, pH and the OD surface variability would not be represented by two sampling / year. The OD showed the greatest variability within the same season. Residue distribution models showed low values and well distributed, with little edge effect. Key words: Lentic environment. Physico-chemical parameters. Variability spatiotemporal. Geostatistics.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-03T18:30:08Z No. of bitstreams: 1 2017_AnaLuisaNunesdeAlencarOsorio.pdf: 3744924 bytes, checksum: 1929e87fe77712e89ddeb2ff1ec17432 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-09T22:44:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AnaLuisaNunesdeAlencarOsorio.pdf: 3744924 bytes, checksum: 1929e87fe77712e89ddeb2ff1ec17432 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T22:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AnaLuisaNunesdeAlencarOsorio.pdf: 3744924 bytes, checksum: 1929e87fe77712e89ddeb2ff1ec17432 (MD5) Previous issue date: 2017-05-09 / A análise de frequência de cheias, utilizada na avaliação de riscos de inundação e no dimensionamento de estruturas hidráulicas, consiste no ajuste estatístico de uma distribuição teórica de probabilidade aos dados históricos de vazão. Na maioria das vezes, as vazões não são diretamente medidas em campo, mas estimadas a partir do histórico de cotas máximas de nível d’água e da curva-chave, que é uma função que tenta representar a relação estabelecida entre a cota de nível d’água e a vazão para a seção do rio em estudo. Como a curva-chave é apenas uma aproximação da real relação entre cota e vazão, os dados de vazão são altamente influenciados pela forma como essa curva é estabelecida e, portanto, sujeitos a incertezas. No caso da análise de cheias, essas incertezas podem ser ainda maiores, já que as vazões de pico são usualmente estimadas a partir da extrapolação da curva onde se tem pouca ou nenhuma informação disponível. A compreensão e melhor descrição dessas incertezas permite uma estimativa mais realista dos quantis estimados na análise de frequência de cheias. O uso da inferência Bayesiana é atraente nesses casos, pois o conhecimento das caraterísticas hidráulicas do rio, assim como a modelagem das incertezas envolvidas, pode ser incorporado à análise de uma maneira natural, permitindo que se considere as incertezas nos dados de vazão na estimativa dos quantis. Esse estudo propõe um Modelo Bayesiano Completo (BC), que incorpora o conhecimento hidráulico sobre o trecho do rio em questão na estimativa das incertezas inerentes ao ajuste da curva-chave, e considera essas incertezas na obtenção da curva de frequência de cheias. O modelo é aplicado em um caso sintético com parâmetros conhecidos e em um caso real na estação fluviométrica de Cáceres no rio Paraguai, com intuito de avaliar o impacto dessas incertezas em diferentes cenários de disponibilidade de dados e conhecimento sobre o trecho do rio. Os resultados obtidos mostram que o modelo proposto é adequado para estimativa da distribuição a posteriori dos parâmetros da curva-chave, da distribuição teórica de probabilidades e dos quantis e seus intervalos de credibilidade. O estudo demonstra que as incertezas da curva-chave não são desprezíveis e podem chegar até 70% do valor da incerteza global, e têm um impacto significativo na incerteza nos quantis de cheia. Além disso, os resultados mostram que a disponibilidade de dados de medição de descarga e cotas máximas anuais, assim como o conhecimento hidráulico sobre o trecho do rio podem alterar essas incertezas, indicando o importante papel dos levantamentos de campo na melhoria das estimativas. / Flood frequency analysis is developed to provide essential information for flood risk management and for the design of hydraulic structures. It consists of adjusting a theoretical probability distribution to a sample of streamflow data in order to relate flood magnitudes to their probability of exceedance. Daily streamflow records, however, are not actually measured in the field, but estimated based on daily measurements of water level in conjunction with the rating curve, a mathematical function that relates gauge readings with discharge values at a given station. As the rating curve is only an approximation of the real relationship between water levels and discharge values, daily streamflow data contain uncertainties. In flood frequency analysis, these uncertainties can be even larger because a relatively large portion of the data is estimated based on the extrapolation of the rating curve. The comprehension and quantitative assessment of these uncertainties are important to obtain a more realistic description of the uncertainties in flood quantile estimates. Bayesian inference is very attractive in theses cases because it can easily incorporate the often imprecise knowledge available on the hydraulic behavior of the river into the flood frequency analysis, providing a natural way to not only evaluate the uncertainties in the streamflow sample, but also to consider these uncertainties in the estimated flood quantiles.This dissertation develops a fully Bayesian model (BC) capable of incorporating imprecise knowledge on the hydraulic behavior of the river, when available, to estimate the uncertainties in the rating curve and to consider these uncertainties in the development of the flood frequency curve. The proposed model was applied in a synthetic case with known parameters and in a real case with data from a streamfow gauge located in the Paraguai River. These cases were used to evaluate the impacts of uncertainties in the rating curve in the flood quantile estimates considering different scenarios of record length, amount of discharge measurements and quality of information on the hydraulic behavior of the river. Results show the proposed fully Bayesian model provided adequate posterior distributions of parameters of the rating curve, the probability distribution of annual maximum floods, and flood quantiles. Estimated uncertainties in the rating curve were quite large, representing as much as 70% of the uncertainties in flood quantiles in extreme cases. Results also show that the amount of discharge measurements and prior knowledge on the hydraulic behavior of the river can have an impact on the uncertainties in the flood quantiles, indicating the potential role of field survey and discharge measurement in the reduction of uncertainties on flood quantile.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para a avaliação de critérios de outorga do uso da água na bacia do rio Santa Maria. A escolha da bacia do rio Santa Maria se deve ao fato da existência de conflitos pelo uso da água, principalmente durante o verão, quando surge a demanda de água para o cultivo do arroz. A carência de dados hidrológicos, a existência de um grande número de pequenos reservatórios e a sazonalidade das demandas fazem da bacia do rio Santa Maria um caso interessante de ser estudado. É comentado o processo de evolução da outorga através das legislações, a situação atual em que se encontra a implementação deste instrumento, quais as tendências e fica estabelecida uma forma de comparação de diferentes critérios. A análise é feita de forma sistêmica (admitindo a bacia hidrográfica como unidade de planejamento) com o uso de modelos matemáticos de avaliação e gestão, particularmente modelos de simulação hidrológica, em conjunto com dados experimentais sobre o efeito de água no rendimento das culturas. A avaliação de diversos valores de outorga levando em consideração bases econômicas como custos de plantio, preços de mercado dos produtos e recorrência das falhas de atendimento associada à probabilidade de ocorrência de rendimentos líquidos não negativos revela um modelo de utilização otimizado dos recursos hídricos superficiais da bacia.

A tendência de aumento do custo da água e o grande custo do tratamento dos efluentes devido às novas restrições de descarte no meio ambiente, têm induzido a necessidade de minimização do consumo de água nas indústrias e favorecido o desenvolvimento de novas metodologias para a otimização desse recurso natural. A atividade industrial de curtimento de couro é apontada como uma das responsáveis pela poluição do meio ambiente, principalmente de corpos hídricos. Nos curtumes, as fases de preparação para o curtimento e condicionamento e de transporte de substâncias curtentes e fixação, são realizadas em meio aquoso. Os processos são alimentados com correntes novas de águas, mesmo para banhos de lavagens, pois a água é usada como meio de transporte dos produtos químicos e de remoção de substâncias indesejáveis da pele no processamento da pele. Conseqüentemente, geram uma grande quantidade de efluentes líquidos que devem ser tratados, pois estes têm altas concentrações de contaminantes. A tecnologia do reúso busca uma solução para a utilização mínima de água em um processo produtivo e a máxima proteção ambiental como o menor custo possível. Esse trabalho tem como objetivo a minimização do consumo de água em curtumes buscando o reúso de água em algumas etapas do processamento de peles, ainda não praticadas pela indústria. Nesse estudo foram avaliadas as demandas de água de três curtumes, e foi escolhido um curtume para estudo de caso do reúso. Para testar as possibilidades de reúso foram estudados alguns parâmetros de contaminantes das águas residuais de processo em escala industrial. Em testes em escala piloto com meias peles, verificou-se ser possível o reúso dos banhos da primeira lavagem de purga, segunda lavagem de purga e lavagem da pré-desencalagem. Para os testes em escala industrial, foi escolhido um curtume. Em testes em escala industrial, realizados no curtume, testouse o reúso de uma mistura das lavagens de purga na desencalagem/purga e na prédesencalagem. Os parâmetros analisados nos banhos residuais do processo com reúso não apresentaram diferenças significativas quando comparados com aos processos convencionais, demonstrando a viabilidade de utilização do reúso na indústria do couro. Os couros obtidos nesses testes atenderam as especificações do curtume, não tendo ocorrido prejuízo de qualidade no wet-blue que foi obtido com reúso. Otrabalho demonstra que tecnologias do reúso de água podem ser empregadas de forma simples e eficaz e representam um avanço de conhecimento para a gestão do uso de águas em curtumes. / The tendency to the raising of water costs and the high costs of effluent's treatment due to the new restrictions of discarding on the environmental have tempted to the necessity of minimization of water consumption by the industries and have promote even more the development of knew methodologies to provide the optimization of these resources. The industrial activity of leather tanning is pointed as one of the responsibles for the pollution of the environment, mainly the pollution of hidrics bodies. In the tanneries, the phase of preparation for the tanning and conditioning and the phase of substance transportation and setting, are all carried out in watery surrounding. Each process receives more fresh water, even for cleaning bath because the water is used as a vehicle for chemical products during the processing of the skin. As a result of it, a huge amount of liquid effluents is provided, which shall be treated due to its high concentration of contaminants. The reuse technology pursuits a solution to reduce the consumption of water during productive process and to increase the enviromental protection with lower costs. The objetctive of the present study is provide the minimization of water consumption by the tanneries applying the reuse of water in some stages of the processing of skins. Alternatives for water reuse were evaluated through the analysis of the process's wastewater to estimate the concentration of some contaminant parameter. The parameters analyzed in the procedure's wastewater with reuse practice did not present any considerable difference when compared with the conventional process, evidencing that the reuse practice in leather industry is viable. The leather resulting of these tests attends to the specifications of the tannery, no modification in the quality of the wet-blue provided with the reuse technique was observed. In tests in scale pilot with half skins, it was verified the possibility of reuse the first and second bating washing and deliming/bat effluents. For the tests in industrial scale, a tannery was chosen. In tests in industrial scale, it was tested reuse in the pre-deliming and deliming stages, using 100% of the effluent from bating washing. This study is of great importance to the environmental and to tannery industry, because the reuse technology aims at a solution to water minimization that results in the maximum environmental protection and cost reduction.

Os curtumes são indústrias que causam elevado impacto ambiental, pois empregam grandes quantidades de água, uma vez que a maioria dos seus processos ocorre em meio aquoso. Consequentemente, são responsáveis por gerar uma grande quantidade de efluentes com altas concentrações de contaminantes que exigem investimentos e custos operacionais significativos em seu tratamento visando enquadrá-los nos padrões de emissão exigidos pela legislação ambiental. O trabalho tem como principal objetivo minimizar o impacto ambiental causado nas águas usadas por curtumes. Como ponto de partida, realizou-se uma comparação de diferentes tecnologias de processos para verificar a viabilidade da implantação de técnicas ambientalmente corretas. Essa foi efetuada através da aferição do consumo de água, do seu custo de captação e dos custos com produtos químicos utilizados. Os processos comparados foram: (A) convencional, (B) com algumas alternativas que minimizem o impacto ambiental, (C) buscando o menor impacto ambiental e (D) alternativo, com uso de biotecnologia (enzimas). O processo (C) foi testado em escala piloto para validar sua possibilidade, caracterizar seus banhos residuais e compará-los com os demais. Depois, partiu-se para o conhecimento mais detalhado do setor industrial de couro, para tanto foi necessário desenvolver pesquisas que relatem a atual realidade dos curtumes. Foram realizadas três pesquisas direcionadas a curtumes: (1) específica sobre demandas de água; (2) a avaliação por classificação do curtume como insuficiente, regular, bom ou ótimo (IRGO), que dentre as avaliações realizadas, foi a que se mostrou mais eficiente e, por fim, (3) baseada no Manual de Produções Mais Limpas que se mostrou de difícil acesso para o setor. Posteriormente, com o conhecimento da atual situação da indústria curtidora e com intuito de minimizar o seu impacto ambiental nas águas foram feitos dois estudos de caso em diferentes curtumes: o reúso direto de banhos residuais de curtimento e a minimização de produtos químicos e água no acabamento molhado. Os resultados dos estudos de casos realizados foram promissores, mostraram a viabilidade da sua aplicação, bem como redução de custos e minimização do impacto ambiental. / The tanneries are industries that cause high environmental impact, since they involve a huge quantity of water, the majority of its processes use water. Therefore it generates a considerable amount of the wastewater, which demand high investments and operational costs in its effluent treatment to adequate them in the standards of emission required by the environmental. The main objective of this work is to minimize the environmental impact caused in waters by tanneries. To start the study, different processes were compared, it is important to verify the viability of more ecofriendly techniques; it was effected through the measurement of the water consumption, its cost of captation and the costs invested in chemical products. The comparative processes had been: (A) conventional, (B) with some alternatives that minimize the environmental impact, (C) searching the lesser environmental impact and (D) biotechnology use. The (C) process was tested for validate its possibility and to characterize its residual floats to be compared with the others. Later, to be possible a deeper knowledge of the industrial leather sector, it was necessary to invest in researches that show the tanneries reality. Three researches had been elaborated for the tanneries: (1) water demand in steps from tanning, (2) evaluation to classify the tanneries as insufficient, regular, good or optimum (IRGO), was the one that got a higher success, and, finally, (3) one based in the Cleaner Productions Guideline, which showed being of difficult access for the sector. After, with the knowledge of the tanneries and with intention to minimize its environmental impact in waters two cases were studied: the direct reuse of tanning residual floats, which was tested in pilot and industrial scales and the minimization of chemical products and water in the wet finish. The results of the cases had been promising, showing its feasibility, as well as its costs reduction and environmental impact reductions.