A escassez das águas e o aumento da população humana demandam novas fontes potáveis de água. O flúor em águas, assim como outros elementos, pode ser benéfico à saúde humana, mas torna-se tóxico quando ingerido em excesso. O principal objetivo desta pesquisa foi compreender melhor a distribuição do flúor e sua associação com tipos hidroquímicos na região meridional do Sistema Aqüífero Serra Geral (SASG), que atende boa parte do consumo público no Estado do Rio Grande do Sul, no sul do Brasil. Devido a sua posição estratégica e alta vulnerabilidade, as águas deste recurso hídrico devem ser gerenciadas de forma eficiente, procurando manter os aspectos quali-quantitativos das águas. Assim, águas subterrâneas com concentrações anômalas de fluoreto e padrões de mistura de águas foram estudados no SASG, usando quatro aspectos: análise fatorial de componentes principais (AFCP), análise tectônica, interpretação hidroquímica de dados de águas subterrâneas e isótopos estáveis de poços profundos. Todos estes aspectos foram interpretados em ambiente de sistema de informação geográfica (SIG). A AFCP foi aplicada para 309 resultados químicos de águas subterrâneas. Correlações entre sete parâmetros químicos foram estatisticamente analisadas. O modelo para quatro componentes foi adotado por explicar 81% da variância. A Componente 1 representa águas bicarbonatadas cálcicas e magnesianas com longo tempo de residência; a Componente 2, águas sulfatadas e cloretadas com cálcio e sódio; a Componente 3, águas bicarbonatadas sódicas e a Componente 4 é caracterizada por águas sulfatadas sódicas com altas concentrações de fluoreto. Seis fácies hidroquímicas foram identificadas. Estas fácies sugerem duas fontes de fluoreto diferentes. A distribuição espacial das componentes mostra ocorrências de fluoreto em elevadas concentrações ao longo de sistemas de falhas. São propostos dois novos sistemas de falhas na porção central do SASG. Além disso, verifica-se um aumento das concentrações de fluoreto de acordo com a profundidade de captação d'água nos poços. A análise tectônica mostrou a relação entre as fácies hidroquímicas identificadas e o controle regional de fraturas. A metodologia aplicada revelou de forma satisfatória o padrão de misturas hidroquímicas presentes no SASG. Os padrões de de δ18O e δ2H foram analisados em 28 amostras do SASG. Resultados de isótopos estáveis de águas do Sistema Aqüífero Guarani (SAG) e de águas meteóricas foram utilizados para fins de comparação. A metodologia aplicada confirmou o complexo processo de mistura de águas entre o SASG e o SAG, a intensidade dos processos de recarga ascendente e sua relação com águas de recarga meteórica. A metodologia aplicada permitiu estabelecer padrões hidrogeoquímicos em um complexo sistema aqüífero fraturado e sugeriu, que o enriquecimento de fluoreto no SASG decorre da combinação de recarga ascendente em condições de alto confinamento e longo tempo de residência, associados a zonas de reduzida participação de recargas meteóricas. A compreensão dos mecanismos de enriquecimento de fluoreto nas águas subterrâneas auxiliam como guias para decisões futuras de gerenciamento do SASG. / Water scarcity and increasing human consumption require explotation of new water sources with adequate potability. Fluoride content in water, like other elements, is beneficial to human health but can be toxic when in excess. The main aim of the current study is to understand the distribution of fluoride content and the association with hydrochemical types in the southernmost region of the fractured Serra Geral Aquifer System (SGAS), which supplies most of the public water consumption in the Rio Grande do Sul State, southern Brazil. Due to this strategic condition and to the high vulnerability, the groundwater resource should be efficiently managed, caring for maintenance of aquifer capacity and water quality. Thus, groundwater with high fluoride content and water mixture patterns were studied in the SGAS using four procedures, principal component analysis (PCA), tectonic scenery by structural approach, hydrochemical interpretation from groundwater chemical data, and stable isotope characteristics from deep wells. The whole scenery was interpreted on geographical information system (GIS) environment. The PCA was applied to 309 groundwater chemical data informations. Correlations between seven hydrochemical parameters were statistically examined. A fourcomponent model was suggested and explained 81% of the total variance. Component 1 represents calcium-magnesium bicarbonated groundwaters with long residence time; Component 2, sulfated and chlorinated calcium and sodium groundwaters; Component 3, sodium bicarbonated groundwaters; and Component 4, sodium sulfated with high fluoride groundwaters. Six hydrochemical facies were identified. These facies suggest two different fluoride sources. The spatial components distribution showed high fluoride concentration along the tectonic fault systems. Two new northeast fault systems are proposed in the SGAS central area. The fluoride concentration increases according to groundwater pumping depth. Tectonic approach showed a close relationship between the defined hydrochemical facies and the regional fracture control. The applied methodology was able to explain the hydrochemical mixture dynamics in the SGAS. The δ18O and δ2H were analyzed in 28 SGAS samples to distinguish stable isotopes patterns. Data from meteoric waters and from the Guarani Aquifer System (GAS) were compared with the obtained SGAS data. This procedure confirms a complex water mixture between SGAS and GAS, the intensity of ascending water recharge process, and the relationship with the meteoric recharge. The used methodology was able to establish hydrochemical patterns in a complex fractured aquifer system and suggested that the SGAS fluoride enrichment results from a combination of ascending groundwater recharge with high confinement conditions and long residence time, associated with zones where is lower the meteoric recharge. The understanding of fluoride enrichment mechanisms in groundwater helps to a better management of the SGAS.

As maiores taxas de recarga subterrânea do Sistema Aquífero Guarani (SAG) ocorrem nas áreas de afloramento das Formações Botucatu e Pirambóia. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar as taxas de recarga subterrânea e suas relações com as variações da precipitação e do uso do solo na bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, situada em área de afloramento do SAG. A variação do nível freático foi medida em 11 poços de monitoramento, distribuídos em diferentes culturas agrícolas na bacia, durante o período de estudo (Outubro de 2004 até Setembro de 2011). Técnicas de tratamento de imagens multiespectrais foram usadas para mapear o uso do solo na bacia. A recarga direta em cada poço foi estimada por um método de escala local (Water Table Fluctuation, WTF) um método de escala de regional (Recession Curve Displacement Method, RCDM). Outro método de escala local foi avaliado (Chloride Mass Balance, CMB) em poços com cultura de pastagem. Foi estimado o armazenamento subterrâneo, o escoamento direto, o escoamento de base e a percolação profunda do aquífero em direção à Formação Botucatu. A espacialização da recarga direta para a bacia, usando os resultados do método WTF, foi feita de acordo com as áreas das culturas agrícolas. A recarga direta para a bacia foi estimada entre 80 mm e 359 mm, correspondente a 7% e 20% da precipitação anual de aproximadamente 1175 mm e de 1808 mm, respectivamente. A recarga direta, usando o método RCDM, variou entre 16% (229 mm) e 34% (~618 mm) da precipitação do ano 2009-2010 e 2010-2011, respectivamente. Foram observadas menores taxas de recarga nas áreas com cultura de eucaliptos em citros em relação às áreas com pastagem e cana-de-açúcar. Caso haja diminuição das precipitações e aumento das áreas de eucaliptos na bacia do Ribeirão da Onça, a recarga poderá sofrer diminuição, ocasionando menores escoamentos de base em direção ao Ribeirão da Onça. A avaliação contínua da recarga nas áreas de afloramento é essencial para a futura utilização das águas do SAG nas atividades agrícolas, industriais e de abastecimento público. / The major groundwater recharge rates of the Guarani Aquifer System (GAS) occur in the outcrop areas of Botucatu and Pirambóia Formations. This work aimed at estimating recharge rates and its relation with precipitation and land use in Ribeirão da Onça watershed, located in outcrop area of the GAS, during a seven years term monitoring (October 2004 until September 2011). The water table fluctuations were measured at 11 piezometers, located in different crops areas. Processing techniques for multispectral images were used to map the land use. Recharge was estimated trough a local-scale method (Water Table fluctuation, WTF) and a basin-scale method (Recession Curve Displacement Method, RCDM). Another local-scale method was used (Chloride Mass Balance, CMB) to estimate recharge rate in grassland area. The upscaling of recharge estimates using the results of WTF method for the watershed was performed, according to crop areas. Groundwater storage, quickflow, baseflow and deep percolation toward from the shallow aquifer to Botucatu Formation were also estimated. The results demonstrated that recharge estimates for areas with eucalyptus and citrus was lower than areas with grassland, sugar cane and citrus. Annual recharge rates estimated by WTF ranged from 80 mm (7%) to 359 mm (20%) for annual rainfall of about 1175 mm and 1808 mm, respectively. Recharge rates by RCDM ranged between about 229 (2009-2010) mm to 618 mm (2010-2011) for the entire watershed. CMB method provides mean recharge rate about 590 mm (2010-2011). These results suggest that if eucalyptus areas continue rising in the watershed, the recharge rates and baseflow would considerably decrease. The continuing assessment of recharge in outcrop areas is essential for future use of the GAS.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Elias D Saba.pdf: 1820237 bytes, checksum: 4d908182a2c254ba99bba4d3764bac06 (MD5) Previous issue date: 2011-12-15 / This study evaluated the impact of necroleachate in the groundwater aquifer of some cemeteries located in towns around the federal district of Brasilia between 2007 and 2011. Cemeteries in Braslândia, Plano Piloto, Taguatinga, Gama, Sobradinho and Planaltina, located in the federal district, were studied including the Jardim Metropolitano (cemetery and crematorium) in Val Paraíso, Goias. Analysis of physico-chemical and microbiological parameters of underground water samples taken from monitored wells were carried out. The alkalinity, pH value, organic oxygen, conductivity, color, hardness, turbidity, iron content, total quantity of dissolved solid and the chemical and biological oxygen demand of a total of 342 samples were monitored. The result showed that the median values of the physico-chemical parameter obtained are within the range of those permitted by the law. However, it was observed that there was a sharp increase in the median concentration of organic oxygen parameters and the biological and chemical oxygen demand between 2007 and 2011. The results were be evaluated using the RDA (Redundancy analysis) model from the CANOCO software which does a canonical ordination and Redundancy analysis, serving as a chemical tool. The Redundancy analysis allowed for the identification of collection areas with the greatest amount of physico-chemical parameters, thereby allowing for separation and classification of water samples. It also became possible to correlate the physico-chemical and microbiological results and identify areas more prone to contamination, hereby ascertaining the influence of these factors in modifying the potability of Aquifers, however within established standard parameters. / O presente trabalho avaliou o impacto do necrochorume nos aquíferos freáticos de alguns cemitérios localizados no entorno de Brasília, Distrito Federal, no período de 2007 a 2011. Foram estudados os cemitérios de Braslândia, Plano Piloto, Taguatinga, Gama, Sobradinho e Planaltina, localizados no Distrito Federal, e Jardim Metropolitano (Cemitério e Crematório) de Valparaiso, em Goiás. Análises dos parâmetros físico químicos e microbiológicos das águas subterrâneas foram realizadas para as amostras coletadas em poços de monitoramento. Foram monitorados os parâmetros alcalinidade, pH, oxigênio orgânico, condutividade, cor, dureza, turbidez, teor de ferro, sólidos totais dissolvidos, demanda química de oxigênio e demanda biológica de oxigênio para um total de 342 amostras. De acordo com os resultados obtidos, os valores medianos dos parâmetros físico químicos não se encontram acima do permitido pela legislação. No entanto, foi possível observar que houve um aumento acentuado nas concentrações medianas dos parâmetros, oxigênio orgânico, demanda biológica oxigênio e demanda quimica de oxigênio no decorrer dos anos de 2007 a 2011. Para avaliar os resultados, propondo a utilização do modelo RDA (Análise de Redundância) de resposta do software CANOCO que faz uma ordenação canônica, uma análise de redundância, como ferramenta na química. E a Análise de Redundância permitiu identificar os parâmetros físico químicos de maior abundância nos locais de coleta, permitindo diferenciar e classificar as amostras de água, foi possível correlacionar os resultados físico químicos e microbiológicos e identificar os locais mais propícios a contaminação, concluindo que houve influencia desses fatores, na modificação dos índices de potabilidade dos aqüíferos, porém dentro dos parâmetros normativos estabelecidos.

Este projeto teve por objetivo a construção de um modelo hidrogeológico baseado em Elementos Finitos para estudar a variação de nível do aquífero livre em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. A área é a bacia do Ribeirão da Onça, localizada na região central do Estado de São Paulo. Dados topográficos, hidrológicos e hidrogeológicos da região de interesse foram obtidos principalmente através de mapas, de poços e estações metereológicas próximas e na área de estudo, com o apoio do Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada (CRHEA) da Universidade de São Paulo (USP). Os dados já existentes no Laboratório de Hidráulica Computacional (LHC) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), bem como os dados coletados no decorrer do trabalho, foram utilizados para definição de suas condições de contorno e calibração do modelo. Estes foram processados e analisados em ferramenta SIG. Assim foram definidos os parâmetros para a construção da malha de elementos finitos dentro do pacote de Simulação de Processos em Aquíferos (SPA), software utilizado para a modelagem numérica desenvolvido no LHC. Foi simulado o fluxo estacionário como condição inicial para a modelagem transiente. Visto as condições de contorno adotadas, o modelo transiente resultou em cálculos satisfatórios de carga hidráulica, considerados os poços de monitoramento existentes na área de estudo e a particular localização de cada um. A ferramenta mostrou bom desempenho e, como sugestão, a continuidade do monitoramento da região se faz necessária para manutenção e melhora das informações a respeito do comportamento da água subterrânea e do SAG como reserva deste importante recurso. / This works presents a hydrogeological model based on finite element to study the variation in level of free aquifer in the outcrop area of the Guarani Aquifer System. The area was the basin of Ribeirão da Onça, located in the central region of São Paulo. Topographic, hydrological and hydrogeological data of the region of interest were obtained mainly through maps, weather stations and wells near and within the study area, with support from the Center for Water Resources and Applied Ecology (CRHEA), University of São Paulo (USP). The data already existing in the Laboratory of Computational Hydraulics (LHC) at the School of Engineering of Sao Carlos (EESC) and the data collected during the study were used to define its boundary conditions and model calibration. These data were processed and analyzed in a GIS tool. Thus were defined the parameters for the construction of the finite element mesh within the package of Process Simulation in Aquifers (SPA), software used for numerical modeling developed at the LHC. Steady flow was simulated as an initial condition for transient modeling. Since the boundary conditions adopted, the transient model resulted in satisfactory hydraulic head calculations, considering the existing monitoring wells in the study area, taking into account the particular location of each. The tool has shown good performance and, as a suggestion, the continued monitoring of the region is necessary for maintenance and improvement of information about the behavior of groundwater and SAG as a store of this important resource.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-09T15:36:37Z No. of bitstreams: 1 Disserta├º├úo_Concei├ºao_FILGUEIRAS_BGQ1 (2) versão final.pdf: 5520241 bytes, checksum: a9aac74ed4a2091c5c3a66eb7bcc0e01 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-09T15:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta├º├úo_Concei├ºao_FILGUEIRAS_BGQ1 (2) versão final.pdf: 5520241 bytes, checksum: a9aac74ed4a2091c5c3a66eb7bcc0e01 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ. / Os recursos hídricos da Área de Proteção Ambiental das Ilhas de Tinharé e Boipeba vêm sendo comprometido devido à fortes pressões antrópicas. A ausência de saneamento ambiental ou de práticas de manejo que atenuem as descargas de material orgânico na APA ameaça o equilíbrio natural dos diferentes ecossistemas. A ilha de Boipeba é formada por rochas sedimentares de períodos transicionais/marinhos rasos do Cretáceo sobrepostos a rochas sedimentares de idade Jurássica, além de coberturas sedimentares quaternárias. De acordo com as características geológicas ocorrem 4 tipos de aquíferos sedimentares sendo eles o sistema Arenito, Terraços Marinhos, Terraços Flúvio-Marinhos, majoritariamente livres e o aquífero Carbonático. Em 2012 foi realizada uma campanha de amostragem na porção sul da ilha de Boipeba, com medidas físico-químicas e análises químicas de íons maiores, menores e elementos-traço da água subterrânea contemplados em 19 pontos destinados ao abastecimento humano. Além dessa coleta, os dados hidroquímicos levantados pela CPRM em 1994 ao longo de Tinharé e Boipeba foram interpretados nessa pesquisa. Desta forma, foi possível avaliar comportamento hidrogeoquímico das águas subterrâneas dos sistemas aquíferos Carbonático, Terraços Marinhos, Flúvio-Marinhos e Arenito da região da ilha de Boipeba. Foram determinadas as concentrações dos principais íons e de constituintes secundários como Al, Cd, Cr, Cu, Mo, Pb, Zn, Fe, Mn, Ba, As, B, Sr, Ti, V, Se, Sb, F-, Br, NO2, NO3, PO4, NH4. As fácies hidroquímicas identificadas nas águas subterrâneas foram: bicarbonatadas cálcicas e mistas no aquífero Carbonático e nos aquíferos Terraços Marinhos e Arenito predominam as águas cloretadas sódicas. A razão cloreto/brometo e a análise fatorial foram utilizadas e permitiu definir origens de salinidade que identificaram para o aquífero Carbonático ao menos duas amostras com características de intrusão marinha. Nos aquíferos Terraços Marinhos e Arenito foram identificadas mineralização da água por sedimentos com halita. A análise fatorial e os diagramas hidroquímicos permitiram concluir que a maioria das águas subterrâneas exploradas da Ilha são influenciadas principalmente pela rocha carbonáticas e que os aquíferos arenosos são influenciados pelo processo de laterização do solo. Estimou-se ainda, que os elementos molibdênio e arsênio foram acrescidos à água subterrânea em função de insumos agrícolas, já que a região é intensamente explorada para plantação de cocos. Apesar do descarte inapropriado, não foram verificadas contaminações relevantes por efluentes domésticos, demonstrando que os aquíferos ainda possuem capacidade de autodepuração. Entretanto, a especulação imobiliária que vêm passando a região e a falta de saneamento básico comprometerão os recursos hídricos da Área de Proteção Ambiental das Ilhas de Tinharé e Boipeba / The water resources of the Tinharé and Boipeba Islands, Environmental Protection Areas (EPA) have been degraded, due to strong anthropogenic pressures. The lack of environmental sanitation and management practices to mitigate discharges of organic material in the EPA threaten the natural balance of different ecosystems. The Boipeba island is formed by sedimentary rocks of shallow transitional / marine Cretaceous periods overlapping the sedimentary rocks of Jurassic age, and Quaternary sedimentary covers. According to the geological characteristics, 4 types of sedimentary aquifers occur in this area: Sandstone system, Marine terraces, fluvial-Marine Terraces, unconfined and carbonate aquifer. In 2012 it carried out a sampling campaign in the southern portion of the Boipeba island, were was measured the physical and chemical parameters and analyzed the major ions, minor and trace elements in groundwater included 19 points intended for human consumption. In addition to this collection, the hydrochemical data collected by CPRM in 1994 over Tinharé and Boipeba were interpreted in this research. Thus, it was possible to evaluate the hydrogeochemical behavior of groundwater from aquifers carbonate, Marine terraces, fluvial-Marine and sandstone of the islands. They determined the concentrations of the major ions and secondary constituents such as: Al, Cd, Cr, Cu, Mo, Pb, Zn, Fe, Mn, Ba, As, B, Sr, Ti, V, Se, Sb, F, Br, NO2, NO3, PO4, NH4. The hydrochemical facies identified in groundwater were: calcium carbonate and mix in the bicarbonate aquifer and in the Marine terraces and sandstone aquifers predominate the chloride sodium. The used of ratio chloride / bromide and factor analysis allowed to define sources of salinization that identified for carbonate aquifer at least two samples with seawater intrusion features. In Marine terraces and sandstone aquifers were identified water mineralization of halite sediments. Factorial analysis and hydrochemical diagrams showed that most of the groundwater exploited on the island are mainly influenced by carbonate rock and sandy aquifers are influenced by soil laterization process. It is estimated, further that the Molybdenum and arsenic were added to the groundwater due to agricultural inputs, as the region is heavily exploited for coconut plantation. Despite the inappropriate disposal of domestic effluents, we do not found relevant contamination by this source, demonstrating that the aquifers still have self-purification capacity. However, the real estate speculation that come through the area and the lack of basic sanitation compromise the water resources of the Environmental Protection Area of Tinharé and Boipeba Islands. Keywords: Trace Elements. Sedimentary Aquifers. Salinization

[pt] A avaliação do potencial de contaminação de capatações de água, por causa das águas residuais provenientes dos sistemas de tanque séptico, é feita a partir da definição da distância de separação mínima que deve existir entre a captação e o local de infiltração do efluente. A determinação dessa distância define a zona de proteção da captação. Existem três metodologias para definir o tamanho dessa zona de proteção: metodologias baseadas em distâncias fixas e tempos de trânsito, metodologias baseadas na vulnerabilidade e metodologias baseadas no risco de infecção. No caso da Costa Rica, as avaliações são feitas através do uso da metodologia baseada no tempo de trânsito. O tempo de trânsito empregado corresponde ao tempo de sobrevivência dos vírus. Nesta análise determina-se a distância máxima percorrida pelos vírus durante esse tempo, e essa distância define a separação mínima. Esse método considera que o transporte ocorre por percolação vertical saturada através da zona não saturada, e por transporte ao longo da interface água-ar na zona saturada segundo o gradiente natural. Neste trabalho apresenta-se um novo procedimento, baseado no risco de infecção, para a determinação da distância de separação considerando os efeitos da saturação variável e o fraturamento. Este procedimento determina a distância máxima percorrida, a partir do cálculo das concentrações de vírus. A distância de separação mínima corresponde à distância entre a fonte de injeção e o ponto aonde a concentração atinge o valor máximo de concentração permitida. Para o desenvolvimento deste novo procedimento foi implementado um código de programação que inclui: fluxo saturado-não saturado e transporte explícito nos poros e nas fraturas, advecção, dispersão, decaimento, sorção na superfície dos sólidos, sorção nas interfaces água-ar e água-sólido, filtração mecânica e exclusão de poros. Foi realizada uma análise comparativa entre as metodologias acima descritas para três geometrias tipo representativas das condições estratigráficas de algumas áreas do Vale Central da Costa Rica. Os resultados obtidos indicaram que a metodologia normalmente empregada na Costa Rica pode ser inadequada para prever na maioria dos casos a possibilidade de contaminação. / [en] Setback distances of wellhead and catchments from septic tanks are establised by three aproaches: methods based on fixed setback distances or fixed travel times; methods based on vulnerability analysis and methods based on infection risk. In Costa Rica, the determination of setback distances is based on fixed travel times. This approach considers that during and specified travel time all microorganisms will be inactivated, and that the distance traveled during this time defines the minimum safe separation. In this approach a unitary hydraulic gradient and saturated hydraulic conductivity are considered for transport in the unsaturated zone and the natural hydraulic gradient and saturated conductivity for transport in the saturated zone. Only advection is considered as the responsible mechanism for virus transport. A new procedure is presented in this document to define the setback distance. This procedure is based on the infection risk approach. According to this approach the minimum required setback distance is defined as the distance between the injection point and the location where the contaminant reaches a maximum allowable concentration. This procedure was implemented in a computer code that considers variable saturated water flow, fractured-porous media, advection, dispersion, dynamic sorption, inactivation and mechanical filtration. A comparative analysis was performed for three hypothetical geometries using the two approaches described. The results indicate the approach normally used in Costa Rica may no reproduce adequately the possibility of catchments and wellhead contamination.

O Sistema Nacional de Informações de Recursos Hídricos (SNIRH) ainda não monitora todos os rios brasileiros. Esta carência de informações reflete em falhas na estimativa da disponibilidade hídrica para os usos múltiplos da água. Nesse contexto, os modelos hidrológicos destacaram-se por tentar suprir essa insuficiência de dados. Entretanto, nota-se que muitos modelos não geram bons resultados quando executados fora da área de estudo onde foram criados. Por isso, devido à flexibilidade na escolha dos processos hidrológicos a serem simulados, este trabalho utilizou o framework JAMS (Jena Adaptable Modelling System) na construção de um modelo chuva-vazão específico para a bacia piloto do Ribeirão da Onça, a qual está inserida em zona de afloramento de um dos mais importantes aquíferos do mundo, o Sistema Aquífero Guarani (SAG). O JAMS apresentou-se como um sistema simplificado e flexível diante das adaptações necessárias para tratar e gerar dados compatíveis com as características climatológicas e hidrológicas da área de estudo. O modelo construído mostrou-se eficiente na predição da resposta hidrológica da bacia avaliada, apresentando um coeficiente de Nash-Sutcliffe de 0,76 e 0,81, para os períodos de calibração e validação do modelo, respectivamente. Foi ainda satisfatória a predição do volume escoado, apresentando uma porcentagem de viés de -1.13 e -1.03% para os dois períodos. A reconstituição da série histórica de vazão mostrou que o escoamento de base representa de 79 a 89% do escoamento total anual da bacia do Ribeirão da Onça. Portanto, o modelo construído torna-se uma importante ferramenta para a reconstituição da série histórica dos dados fluviométricos da bacia do Ribeirão da Onça, importante para o aperfeiçoamento dos estudos de recarga e proteção do SAG. / The National System of Information Resources (SNIRH) has not monitored all Brazilian rivers. This lack of information reflects in the fault estimation of water availability for the multiple uses. In this context, the hydrological models stood out for trying to address this lack of data. However, it is noted that many models do not generate good results when performed outside of the study area where they were created. Therefore, due to flexibility in the choice of hydrological processes to be simulated, this study used the framework JAMS (Jena Adaptable Modelling System) in the construction of a specific rainfall-runoff model to the basin of the Ribeirão da Onça monitored watershed, which is embedded in an outcrop area of one of the most important aquifers in the world, the Guarani Aquifer System (SAG). The JAMS presented as a simplified and flexible for use on the necessary adaptations to process and generate consistent data with the climatological and hydrological characteristics of the study area. The constructed model was effective in predicting the hydrological response of the basin evaluated, with a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.76 and 0.81, for periods of calibration and validation of the model, respectively. It was also satisfactory prediction of runoff volume, with a bias of -1.3 and -1.03% for the two periods. The runoff time series reproduction showed that the baseflow represents from 79 to 89% of the annual total runoff in the Ribeirão da Onça watershed. Therefore, the constructed model becomes an important tool for reconstruting the time series fluviometric data from Ribeirão da Onça basin, important for the improvement of the recharge studies and SAG protection.

Em 2010, Argentina, Brasil Paraguai e Uruguai assinaram o Acordo sobre o Aquífero Guarani. O documento foi elaborado depois da realização de um estudo internacional sobre o SAG, o chamado Projeto de Proteção Ambiental e Desenvolvimento Sustentável do Sistema Aquífero Guarani (PSAG, 2009). A ação foi financiada pelo Banco Mundial, durou de 2002 a 2009 e reuniu pesquisadores de Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai, além de equipe técnica e representantes de governo dos quatro países. Essa iniciativa científica manteve um diálogo aberto com os diplomatas das quatro nacionalidades que negociavam o Acordo, e isso deu subsídios à tomada de decisão dos negociadores. Este estudo tem como foco analisar a atuação do Brasil para a celebração do acordo. Após análise de correspondências diplomáticas, versões preliminares do tratado e da realização de entrevistas, e com base também no conhecimento acumulado sobre o Aquífero Guarani, esta dissertação indica que o Brasil teve uma postura soberanista no tocante às negociações do Acordo. Essa postura adiou a assinatura do documento por seis anos e gerou um precedente negativo no Itamaraty em matéria de cooperação sobre águas transfronteiriças e cooperação em meio ambiente no Cone Sul. Constatou-se que a liderança de todo o processo foi do Uruguai, enquanto o Brasil foi membro mais reticente quanto à criação do tratado. A análise dos documentos deixa claro ainda que o tema é visto pelas Relações Exteriores do Brasil como um precedente negativo no que diz respeitos às relações com os quatro países e também no que se refere à águas transfronteiriças na região. Fica claro ainda que a delegação brasileira obteve sucesso em sua estratégia de adiar a criação do documento porque, em sua forma final, o acordo contempla todas as exigências iniciais do país. A presente análise deve auxiliar no entendimento de como se dá a liderança brasileira na região e as consequências dessa liderança sobre a diplomacia para temas ambientais, especificamente para o uso dos recursos hídricos transfronteiriços. / In 2010 Argentina, Brazil, Paraguay and Uruguay signed the Agreement on the Guarani Aquifer. The document was prepared after conducting an international study on SAG, called Project Environmental Protection and Sustainable Development of the Guarani Aquifer System (PSAG, 2009). The action was financed by the World Bank, lasted from 2002 to 2009 and brought together reserchers from Argentina, Brazil, Paraguay and Uruguay, as well as technical staff and government representatives from the four countries. This scientific initiative maintained an open dialogue with the diplomats of the nationalities who negotiated the agreement, and this has given subsidies to the decision makers during the negotiation. This study focuses on analyzing the performance of Brazil for the conclusion of the agreement. After analysis of diplomatic correspondence, drafts of the treaty and conducting interviews and based also on the accumulated knowledge of the Guarani Aquifer, this dissertation indicates that Brazil had a sovereigntist stance concerning the negotiations of the Agreement. This attitude postponed the signing of the document for six years and has generated a negative precedent in the Foreign Ministry on cooperation on transboundary waters and cooperation in environmental matters in the Southern Cone. It was found that the Uruguay had the leadership of the whole process, while Brazil was the most fearful limb during the creation of the treated. The document analysis makes also clear that the subject is seen by the International Affairs of Brazil as a negative precedent toward the four countries and also regards to transboundary waters in the region. It is clear also that the Brazilian delegation was successful in its strategy to delay the creation of the document because the agreement includes all the countrys initial requirements. This analysis should assist in understanding how the Brazilian leadership works in the region and the consequences of that leadership on diplomacy to environmental issues, specifically for the use of transboundary water resources.

Em regiões úmidas a relação entre os mananciais superficiais e subterrâneos se dá principalmente por meio da descarga dos aquíferos para os rios, essa dinâmica é “alimentada” principalmente pela recarga subterrânea. A área de estudo foi a Bacia do Paraná 3, localizada no Sistema Aquífero Serra Geral, no estado do Paraná. O presente trabalho estudou a recarga subterrânea em duas bacias monitoradas por estações fluviométricas a partir de três diferentes métodos, o balanço hídrico, a separação do escoamento de base usando três diferentes formas de obtenção do parâmetro BFImax (tabelado, curva de permanência e filtro inverso), e a modelagem hidrológica a partir da análise dos reservatórios subterrâneo e subsuperficial do modelo MGB-IPH. Para melhor entender as águas subterrâneas, também se utilizou o TWS do GRACE para avaliar as variações do armazenamento de água na área. Os resultados obtidos mostraram que a maioria dos métodos e suas variações convergiram em grandeza (resultados médio de 491,4±31,9mm para a bacia SFV e 270,1±39,4mm para a bacia SFF), com exceção dos resultados da aplicação da separação do escoamento de base usando o BFImax tabelado (212,0mm para a bacia SFV e 160,6mm para a bacia SFF), além disso, verificou-se que o uso do esvaziamento do reservatório subsuperficial e subterrâneo juntos (612,9±18,1mm para a bacia SFV e 372,8±25,2mm para a bacia SFF) apresenta resultados similares ao uso de filtros e ao balanço hídrico, entretanto, quando se utiliza somente o esvaziamento do reservatório subterrâneo (509,1±17,3mm para a bacia SFV e 53,5±9,7mm para a bacia SFF), somente uma estação converge em resultados, a outra apresenta valores bastante inferiores, esses resultados foram explicados pelas diferentes geomorfologias das bacias. Foi verificado que a aplicação dos filtros de separação do escoamento de base em dados simulados no modelo MGB-IPH não apresenta prejuízos em relação a aplicação dos mesmos em dados observados (<4%). A variação mensal da recarga subterrânea apresentou um comportamento concordante ao TWS do GRACE. Com os resultados obtidos um modelo hidrogeológico conceitual da área foi proposto com base nas características físicas (geomorfologia, solos, características hidráulicas e hidrológicas e dados dos poços) e com base nos resultados obtidos pela aplicação dos métodos de recarga subterrânea. O modelo mostrou que a existência de topos alongados e aplainados em regiões de baixa de declividade favorecem a recarga subterrânea frente a regiões sem topos aplainados e de maior declividade, além disso, a profundidade dos solos também explicou os resultados. / In humid regions, the relationship between groundwater sources and the rivers is mainly governed by the discharge of aquifers into rivers, this dynamics is fed mainly by groundwater recharge. The study area was the Paraná Basin 3, located in the Serra Geral Aquifer System, in the state of Paraná. The present work studied the groundwater recharge in two basins monitored by gauge stations using three different methods: the water-budget method, the hydrograph separation method using three different ways of obtaining the BFImax parameter (Eckhardt pre-defined values, Q90/Q50 ratio and backwards filter) and the hydrological modeling from the analysis of the groundwater and subsurface reservoirs of the MGB-IPH model. To better understand groundwater, TWS obtained from GRACE was also used to assess variations in water storage in the area. The results showed that most of the methods and their variations converged in magnitude (average of 491,4±31,9mm for SFV basin and 270,1±39,4mm for SFF basin), except for the results of the hydrograph separation using the Eckhardt pre-defined values of BFImax (212,0mm for SFV basin and 160,6mm for SFF basin), in addition, it was verified that the use of the emptying of the subsurface and groundwater reservoir together (612,9±18,1mm for SFV basin and 372,8±25,2mm for SFF basin) presents results similar to the use of hydrograph separation and to the water-budget method, however, when only the emptying of the groundwater reservoir is used (509,1±17,3mm for SFV basin and 53,5±9,7mm for SFF basin), only one station converged in results, the other presented lower values, these results were explained by the different geomorphologies of the basins. It was verified that the application of the hydrograph separation in simulated data does not present damages in relation to the application of the same in observed data (<4%). The monthly variation of the groundwater recharge presented a concordant behavior to the TWS. With the results obtained a conceptual hydrogeological model of the area was proposed based on the physical characteristics (geomorphology, soils, hydraulic and hydrological characteristics and hydrodynamic characteristics of the wells) and based on the results obtained by the application of groundwater recharge methods. The model showed that the existence of elongated and flattened tops in low declivity regions favors groundwater recharge compared to regions with no flattened tops and with greater declivity, in addition, soil depth also influenced the results.

Os eventos de escassez hídrica observados nos últimos anos e o aumento populacional no Estado de São Paulo têm conduzido à maior explotação de água subterrânea do Sistema Aquífero Guarani (SAG) para abastecimento público. Somente no município de Bauru/SP, está previsto um aumento da vazão de água extraída deste Aquífero de 3.699 m3/h (2014) para 4.465 m3/h (2034). Entretanto, a superexplotação em longo prazo do Aquífero pode comprometer a quantidade de água disponível. O Método de Elementos Analíticos foi utilizado para a modelagem do escoamento em regime permanente, considerando o escoamento regional, a extração de água por poços e os principais condicionantes geológicos locais. Observou-se que o gradiente hidráulico do SAG na cidade de Bauru é de aproximadamente 0,82 m/km. Os poços públicos que operam em regime de escoamento confinado estão localizados a nordeste da cidade. O rebaixamento esperado devido ao cenário previsto pelo DAE, em 2034, é de até 15 m com relação ao cenário atual (2014). Este rebaixamento pode ser controlado em até 5 m, reduzindo em 20% a vazão média anual de todos os poços, e em até 10 m, reduzindo em 10% a vazão média anual de todos os poços localizados na área central. A extração de água do SAG em Bauru/SP pode causar o rebaixamento de até 15 m nas cidades mais próximas (Piratininga e Agudos) e pouco interfere no escoamento de água do SAG das cidades mais distantes. Finalmente, os mapas potenciométricos e de rebaixamento gerados pelo modelo analítico são adequados para a análise do escoamento de água subterrânea e podem auxiliar no gerenciamento de recursos hídricos. / The recent drought events and the population growth in São Paulo State (Brazil) have caused many municipalities to increase the groundwater exploitation of the Guarani Aquifer System (GAS). In the city of Bauru/SP, the extraction of water from the Aquifer is expected to increase from 3,699 m3/h, in 2014, to 4,465 m3/h, by 2034. However, the long-term overexploitation of the Aquifer may compromise the amount of available water. The Analytical Element Method was used for the groundwater flow modeling in steady state. The regional flow, the water extraction by wells and the main local geological conditions were considered. The hydraulic gradient in the GAS in Bauru is approximately 0.82 m/km. The public wells in operation in confined flow regime are located in the eastern region of the city. The expected drawdown caused by the scenario predicted by the Department of Water and Wastewater of Bauru, in 2034, can reach 15 m, in comparison with the current situation (2014). Such lowering can be controlled up to 5 m, reducing 20% of the average annual groundwater flow rate of all wells, and up to 10 m, reducing 10% of the annual flow rate of all wells located in the critical area. The GAS groundwater extraction in Bauru/SP may cause the lowering of up to 15 m in nearby cities (Piratininga and Agudos) and has negligible interference in the groundwater flow in the GAS of distant cities. Finally, the potentiometric and drawdown maps generated by the analytical model are suitable for the analysis of groundwater flow and can be useful for the management of water resources.