Orientador : Prof. Dr. Irani dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 03/08/2016 / Inclui referências : fls. 98-113 / Área de concentração / Resumo: Os processos de armazenamento e transferência de carbono orgânico dissolvido (DOC) na paisagem são governados por interações entre processos hidrológicos e biogeoquímicos. Entretanto, a relação explícita no enriquecimento da água armazenada na bacia dada a interação de fontes de DOC, teores de carbono orgânico no solo (SOC) e a dinâmica do aquífero raso ainda é parcialmente compreendida e descrita. Neste estudo, o aquífero raso foi monitorado em uma rede de 12 poços implementados na encosta e nas zonas ripárias da bacia hidrográfica do rio Sagui (0,24 km²), localizada na região sul-brasileira. A concentração de DOC no aquífero raso foi quantificada assim como o teor de SOC, associados com o monitoramento hidrológico do aquífero raso e canal e análises estatísticas para avaliação da relação entre o funcionamento hidrológico da bacia e a variabilidade espaço-temporal da concentração de DOC no aquífero raso. Os poços monitorados exibiram comportamentos distintos com relação aos níveis do aquífero raso, teor de SOC e concentração de DOC, indicando ainda um controle sazonal na produção e armazenamento de DOC. Observou-se uma área de saturação dinâmica na encosta associada ao aquífero raso mais próximo da superfície (50% do tempo com nível freático menor que 0,5 m), rápida ascensão e lentos rebaixamentos. A relação entre a concentração de DOC e nível do aquífero raso assume um decaimento exponencial variável em profundidade para a seção de encosta influenciada pela ocorrência de solos com menores teores de SOC em profundidade, com limite máximo quando o aquífero raso se encontra próximo a superfície (nível freático menor que 0,1 m). Em condições de menor umidade, estes locais apresentam ainda as maiores concentrações de DOC na bacia dada a rápida dinâmica de ascensão e lento rebaixamento do aquífero raso próximo da superfície e do enriquecimento da água devido ao elevado teor de SOC nos horizontes superficiais do solo. Nas zonas ripárias, o aquífero raso apresenta rápidas ascensões e recessões durante a ocorrência de eventos associados a um déficit reduzido de armazenamento no perfil do solo. Nestes locais, observou-se ainda os maiores teores de SOC no perfil o solo, sem decaimento definido com a profundidade. Em períodos de maior armazenamento de água na bacia, as zonas ripárias apresentam as maiores concentrações de DOC em comparação a encosta. Nestes períodos as zonas ripárias e encostas apresentam reduzido déficit de saturação e uma situação de conectividade quasi-permanente onde as frações de DOC produzidas entre eventos são mobilizadas continuamente das áreas saturadas da encosta para a zona ripária. Este estudo indica que, em bacias hidrográficas de cabeceira em condições subtropicais, a dinâmica das áreas fontes de carbono orgânico dissolvido estão relacionadas ao comportamento do aquífero raso e os mecanismos de geração de escoamento. Palavras-chave: carbono orgânico dissolvido, aquífero raso, mecanismos de geração de escoamento, hidrologia de encosta. / Abstract: Storage and fluxes of dissolved organic carbon (DOC) are governed by interactions between hydrological and biogeochemical processes in landscape. However, the relationship of DOC enrichment in catchment water storage are poorly described due uncertainties on the interaction of shallow groundwater dynamics and soil organic carbon. We monitored a network of 12 shallow groundwater wells on hillslopes and riparian zone in a 0.24 km² catchment in southern Brazil. We used DOC analysis and soil organic carbon measurements together with groundwater and stream gauging and statistical analyses to evaluate relationships between catchment functioning and the spatiotemporal variability of DOC concentration. Riparian zone and hillslopes had a contrasting behaviour in relation of groundwater level, SOC content and DOC concentration showing a marked seasonality on DOC yield and storage. We observed a highly dynamic saturation area (50% with water table level below 0,5 m) in the lower foot slopes where groundwater was characterised by a rapidly rising and a slowly decaying during storm events. In the hillslopes, the relationship between DOC concentration and GW level follows an exponential function with depth and highly affected by soils with lower SOC contents in depth and higher DOC concentrations when GW shows a water table level within 0,1 m of the soil surface. During the driest period, the lower foot slopes shows higher DOC concentrations due the persistence of GW at or very near saturation and the water enrichment due the highest SOC content on superficial layers of soil. In the riparian zone, GW shows quickly rising and falling limb on the hydrograph during rainfall events associated with a reduced water storage deficit. Riparian zone soils were characterized with the highest SOC contents with no explicit relation between depth and decaying. During the wettest period, the riparian zones showed highest DOC concentration than hillslopes. In these periods, both riparian zone and hillslopes showed a reduced water storage deficit and a quasi-permanent hydrological connectivity where DOC production between rainfall events are transported continuously from saturated areas on hillslopes to riparian zones. This study demonstrated that DOC spatial sources in headwater systems in subtropical environments are linked with streamflow generation processes and GW dynamics. Keywords: dissolved organic carbon, shallow groundwater, streamflow generation processes, hillslope hydrology.

Orientador : Prof. Dr. Fabiano Antônio de Oliveira / Coorientador : Prof. Dr. Irani dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 27/04/2016 / Inclui referências : fls. 130-136 / Resumo: A inserção de elementos antrópicos nas bacias de drenagem faz crescer a complexidade dos sistemas hidrográficos, alterando profundamente a dinâmica natural do ciclo hidrológico. Inserido no contexto da Hidrologia Urbana, o presente trabalho discute e investiga, sob a luz da abordagem sistêmica, os efeitos da configuração urbana no balanço hídrico da bacia hidrográfica do rio Belém, com área de drenagem de 42,6 km², localizada no município de Curitiba/PR. Foi utilizado o modelo Aquacycle para simulação do balanço hídrico urbano diário, o qual foi desenvolvido na Universidade de Melbourne para simular o ciclo urbano da água como um todo integrado (sistema de águas pluviais, residuais e abastecimento público de água potável). Trata-se de um modelo pouco utilizado pela comunidade científica internacional e com aplicação ainda inédita no Brasil. Além da simulação do balanço hídrico para a bacia hidrográfica, foram gerados resultados para 14 unidades de resposta hidrológica delimitadas na área de estudo. Dentre os dados necessários para modelagem estão uso da terra, uso da água, dados climáticos e dados para calibração. O mapeamento do uso da terra mostrou que 72% da superfície da bacia encontra-se impermeabilizada, sendo que a proximidade da unidade de resposta hidrológica com a área central da cidade aumenta o grau de impermeabilização. De maneira geral, a área de estudo apresenta predominância de ocupação de telhados (33%), seguido de áreas pavimentadas (26%), jardins (18%), ruas (13%) e espaços públicos abertos (10%). Aquacycle apresentou desempenho satisfatório na simulação do balanço hídrico urbano. A calibração do modelo mostrou resultados afetos ao controle e gestão de recursos hídricos na região como 40% de perda da água tratada no sistema de abastecimento público, afluência de 46% do esgoto gerado na área de estudo diretamente no rio Belém e ligação direta à rede de esgoto de 15% do escoamento superficial gerado em áreas impermeáveis da bacia. A avaliação dos componentes do ciclo hidrológico frente à configuração urbana nas unidades de resposta hidrológica evidenciou relação do incremento de áreas impermeáveis com o aumento do escoamento superficial, com a diminuição na recarga do aquífero freático via infiltração natural da água pluvial e com a diminuição da evapotranspiração. Por outro lado, o escoamento de base é bastante afetado pela contribuição das perdas na rede de distribuição de água tratada e pelo lançamento de esgoto na rede de drenagem. Nota-se que apesar do Belém ser um importante rio curitibano, apresenta ainda sérios problemas de gestão dos principais componentes do balanço hídrico urbano. Palavras-chave: Urbanização; Aquacycle; Balanço Hídrico; Rio Belém. / Abstract: The insertion of anthropic elements in catchment drainage increases the complexity of hydrologic systems, changing strongly natural dynamics in hydrological cycle. Inserted in context of Urban Hydrology, this study discusses and investigates, in systemic approach, the effects of the urban configuration in water balance in Belém river drainage basin, with 42.6 km² drainage area, located in Curitiba / PR. We used the Aquacycle model for simulating daily urban water balance, which was developed at Melbourne University to simulate the urban water cycle as an integrated whole (rain water, wastewater and public drinking water system). This model is not commonly used by the international scientific community and its application is a novelty in Brazil. In addition to the simulation of water balance for the river basin, were generated results for 14 hydrologic unit response defined in the study area. Among the needed data for modeling are: land use, water use, climate and calibration data. Mapping of land use shows that 72% of the drainage basin surface is waterproofed, and that the proximity of the hydrologic unit response to the central area in the city increases the degree of waterproofing. In general, the study area has predominantly occupying roofs (33%), followed by paved areas (26%), gardens (18%), streets (13%) and public open spaces (10%). Aquacycle showed satisfactory performance in the simulation of urban water balance. Calibration of model presented results assigned to the water resources control and management in the region, as 40% loss of treated water in the public water system, inflow of 46% of the sewage generated in study area directly to Belém river and 15% of surface runoff generated from waterproofed areas connected to the sewage system. Evaluation of the components in hydrological cycle considering urban configuration in hydrologic unit response showed a relation between the increase in waterproofed areas, the increase of surface runoff, the decrease of groundwater recharge via natural rainwater infiltration into the soil and the decrease of evapotranspiration. On the other hand, the base flow is greatly affected by the contribution of leakages in treated water distribution system and by the sewage discharge in drainage network. We note that despite Belém to be an important river in Curitiba, still presents serious management problems of the main components in urban water balance. Keyword: Urbanization; Aquacycle; Water Balance; Belém River.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-05Bitstream added on 2014-06-13T19:16:20Z : No. of bitstreams: 1 sonegatti_o_me_prud_prot.pdf: 280357 bytes, checksum: 2d8d4de2dda4134d9536ba3b5aad47cf (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objeto desta pesquisa foi a análise ambiental da bacia hidrográfica do Rio Marreco localizada no oeste paranaense, uma das regiões de maior produção de grãos e suínos do Estado. Através de observações e mapeamento procurou-se conhecer a forma com que os agricultores estão trabalhando o solo, o tipo de agricultura e pecuária e a preservação das matas ciliares das nascentes e dos corpos d´água. Este trabalho foi desenvolvido em algumas etapas principais que foram: revisão de literatura, busca de informações nos órgãos responsáveis, delimitação e georreferenciamento da área de estudo, com relação aos solos e à hidrografia e levantamento do uso atual da terra sobre as imagens de satélite. Para a elaboração dos mapas, foi utilizada a metodologia desenvolvida por Piroli (2002). Utilizamos também os parâmetros cobertura vegetal atual (CA), erosividade da chuva (E) e a densidade de drenagem (DD), como proposto por Beltrame (1994) para o Diagnóstico Físico Conservacionista (DFC). Como resultados das análises das características físicas da bacia, obtivemos características morfométricas, características hidrográficas da bacia e análise do uso das terras nas APPs. Constatamos que a bacia hidrográfica do rio Marreco, apresenta recomposição das matas ciliares nas cabeceiras de nascentes e respeito às faixas de preservação dos corpos d´água, e os agricultores aplicam técnicas conservacionistas para o preparo do solo. / The goal of this research was the Marreco River´s hydrographic environmental analysis of western Parana state, Brazil, one of the productive regions in grains and swine raising. Through observations and mapping this work intended to identify how the farmers are working their soil, the kind of agriculture and cattle raising and the preservation of gallery forests of their souces and courses. This work was developed in some steps which include: literature revision, information search in the responsible organs, delimitation and georeferencing of the study area, related to soil and hydrography, besides collecting the real use of the soil on the images captured by satellite. For the elaboration of the maps, the methodology used was based on Piroli (2002). We have also used the parameters of present vegetal covering (CA), rain erosion (E) and the density of drainage (DD) as proposed by Beltrame (1994) for the Conservationist Physical Diagnosis – DFC. As a result of the physical characteristics analyses of the river system, we obtained the use of the soil in the APPs. We identified that Marreco River´s hydrographic system presents a recomposition of the gallery forests on the river sources and a strict respect to the preservation bounds of the systems, and the agriculturalists apply conservationist techniques for preparing the soil.

Orientador : Prof. Dr. Naldy Emerson Canali / Co-orientador : Prof. Dr. Edivaldo Lopes Thomaz / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Geografia. Defesa: Curitiba, 23/04/2010 / Inclui referências / Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a dinâmica do uso do solo e sua influência na produção de sedimentos na bacia do Arroio Boa Vista. Trata-se de uma micro bacia hidrográfica localizada na Região Centro Sul do Estado do Paraná, na borda oeste do Segundo Planalto Paranaense. Mensurou-se a produção de sedimentos nos diversos tipos de uso do solo como: Faxinal, Mata de Araucária, Mata ecundária, Reflorestamento de Eucalipto, Erva Mate, Pastagem, e Agricultura. Foram estimadas as contribuições relativas de sedimentos nos locais de conexão entre estrada e canal fluvial. Foram avaliadas também a compactação, a exposição e a estabilidade de agregados do solo nos diversos tipos de uso. Estes procedimentos nortearam a pesquisa ao longo do ano de 2008 e 2009. O monitoramento nas áreas de plantio de Tabaco foram realizados desde setembro de 2007 a março de 2010 (30 meses), justificou-se esta diferenciação de período de monitoramento em relação aos demais tipos de uso, por o cultivo do tabaco ter seu início no mês de setembro e término no mês de março. Neste sentido, foram monitoradas três safras, destacase também que neste período o manejo do cultivo do tabaco foi modificado, havendo uma rotatividade entre o Sistema de Plantio Convencional (SPC), o Sistema de Plantio Direto Sem amalhão (SPDSC) e o Sistema de Plantio Direto Com Camalhão (SPDCC). Utilizouse de técnicas de mensuração dinâmica (Calhas de Gerlach) e técnicas de mesurações voluméricas (pinos de erosão e anéis volumétricos). De posse dos dados, foi possível identificar as áreas fontes de sedimentos, com perdas na seguinte ordem: Faxinal, com perda de água de 1,9% e perda de solo 0,144 (t/ha), Mata Araucária, perda de água de 1,4% e perda de solo de 0,152 (t/ha), Mata Secundária, com perda de água de 1,8% e perda de solo em torno de 0,163 (t/ha), Erva Mate, com uma perda de água de 1,9% e perda de solo de 0,336 (t/ha), Pastagem, com uma perda de água de 4,2% e perda de solo em torno de 1,05 (t/ha), Reflorestamento de eucalipto, com perda de água de 3,4% e perda de solo de 1,27 (t/ha). Destaca-se que essas áreas, exceto a erva mate, eram utilizadas como locais de criação de animais de forma extensiva, e como os animais (eqüinos) são utilizados nas tarefas diárias das lavouras de tabaco, estes acabam influenciando nas perdas de água e solo. Conclui-se portanto, que as perdas de solo dessas áreas sofrem influência do calendário agrícola da bacia, pois em períodos de entre safra esses tipos de usos sofrem maior pressão dos animais, potencializando as perdas de água e solo. No tocante a fumicultura, conclui-se que o Sistema de Plantio Convencional, onde faz-se a remobilização do solo para eliminar as ervas daninhas produz maior perda de água e solo (média 22% e 59,1 t/ha respectivamente), já o Sistema de Plantio Direto Com Camalhão produziu uma perda média de água e solo em torno de 10,6% e 4,63 t/ha respectivamente. O Sistema de Plantio Direto Sem Camalhão apresentou menor valor de perda de água e solo em relação aos demais manejos (6,0% e 1,61 t/ha), no entanto, esta forma de cultivo implica em uma menor rentabilidade, devido a falta do camalhão. Já as estradas apresentaram os maiores valores de perda de solo, mas ressalta-se que não foi possível individualizar as perdas de água e solo das estradas, devido ao contato dos sedimentos oriundos dos diversos usos que margeiam as estradas. / Abstract: This research aimed to evaluate the dynamics of land use and its influence on sediment production in the Arroyo Boa Vista basin. This is a micro-hydrographic basin located in South Central Region of Paraná State, on the westernmost edge of the Second Paraná Plateau. The sediment production was measured in the several types of land use as Faxinal, Araucaria Forest, Secondary Forest, Eucalyptus eforestation, Mate Herb, Pasture, and Agriculture. The relative contributions of sediment at points of connection between road and river channel were estimated. The compression, exposure and stability of soil aggregates were also evaluated in the different types of use. These procedures guided the research over the years 2008 and 2009. Monitoring in the tobacco growing areas was made from September 2007 to March 2010 (30 months), this distinction in monitoring period in comparison with other types of use was justified, for tobacco cultivation having its beginning in September and its end in March. In this sense, three crops were monitored, the fact that in this period the management of tobacco cultivation was modified is also in evidence, with a rotation between Conventional Planting System (CPS), No-Ridge Straight Planting System (NRSPS) and With-Rigde Straight Planting System (WRSPS). Dynamic measuring techniques were used (Gerlach gutter pipes) and voluméricas measuring techniques (erosion pins and volumetric rings). With the data in hands, it was possible to identify the source areas of sediments, with losses in the following order: Faxinal with water loss of 1.9% and soil loss of 0.144 (t / ha), Araucaria Forest, water loss of 1,4% nd soil loss of 0.152 (t / ha), Secondary Forest, with water loss of 1.8% and soil loss around 0.163 (t / ha), Mate Herb, with water loss of 1.9% and soil loss of 0.336 (t / ha), Pasture with water loss of 4.2% and soil loss around 1.05 (t / ha), Eucalyptus Reforestation, with water loss of 3.4% and soil loss of 1.27 (t / ha). It is in evidence that these areas, except the one of mate herb, were used as breeding sites in an extensive way, and how the animals (equines) are used in the daily tasks of farming tobacco, these end up influencing in the water and soil losses. We came, therefore, to the conclusion that the soil losses in these areas are influenced by the agricultural calendar of the basin, because in periods between harvest these types of uses suffer of greater pressure from the animals, increasing water and soil losses. Regarding to the tobacco industry, it is concluded that the conventional planting system, where the remobilization of soil is done to eliminate weeds produces greater loss of water and soil (in average 22% and 59.1 t / ha respectively), but he With-Rigde Straight Planting System produced an average loss of water and soil around 10.6% and 4.63 t / ha respectively. The No-Ridge Straight Planting System showed a lower water and soil loss rate in relation to the other dealings (6.0% and 1.61 t / ha), however, this form of cultivation implies a lower profitability due to lack of the ridge. The roads showed the highest rates of soil loss, but it is emphasized that it was not possible to individualize water and soil losses in the roads, due to the contact of the sediments from the several uses that border the roads.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-13T14:05:49Z No. of bitstreams: 1 TeseNAP.pdf: 6933730 bytes, checksum: a507277a434686e2a2b897e70819962a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:48:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseNAP.pdf: 6933730 bytes, checksum: a507277a434686e2a2b897e70819962a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:48:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseNAP.pdf: 6933730 bytes, checksum: a507277a434686e2a2b897e70819962a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T13:48:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseNAP.pdf: 6933730 bytes, checksum: a507277a434686e2a2b897e70819962a (MD5) Previous issue date: 2016-09-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Eco-exergy is an innovative approach to evaluate ecosystem services, since it encompasses all possible ecosystem functions and processes in a single estimate. In this study, eco-exergy values of wetlands and native vegetation areas of Jacaré-Guaçu and Jacaré-Pepira Watersheds were estimated. The obtained values (average of 3,389 GJ.ha.ano-1, wetlands; average of 5,810 GJ.ha.ano- 1, native vegetation) are consistent with reference values showed by Jørgensen [Jørgensen, S.E. 2010. Ecosystem services, sustainability and thermodynamic indicators. Ecological Complexity, vol. 7, p. 311-313]. From a perspective of the ecoexergy concept, management practices of native vegetation and wetlands in both watersheds should consider not only quantity of vegetation conserved or restored, but also biodiversity of vegetation species. Consequently, multiple ecosystems services would be guaranteed for human well-being and for selfregulation of these ecosystems. / A eco-exergia é uma abordagem inovadora para a avaliação dos serviços do ecossistema, pois engloba todas as possíveis funções e processos destes ecossistemas em uma única estimativa. No presente estudo, foram feitas estimativas dos valores de eco-exergia das áreas alagadas e de vegetação nativa das bacias hidrográficas do Jacaré-Guaçu e Jacaré-Pepira. Os valores obtidos (média de 3.389 GJ.ha.ano-1, áreas alagadas; média de 5.810 GJ.ha.ano-1, áreas de vegetação nativa) são coerentes com os valores de referência de Jørgensen [Jørgensen, S.E. 2010. Ecosystem services, sustainability and thermodynamic indicators. Ecological Complexity, vol. 7, p. 311-313]. Sob a visão da eco-exergia, o gerenciamento das áreas de vegetação nativa e áreas alagadas das duas bacias deve ser feito considerando-se não somente a quantidade de organismos vegetais conservada ou recuperada, mas também a diversidade das espécies vegetais. Deste modo, garante-se os fluxos dos múltiplos serviços ecossistêmicos para a população destas bacias e a automanutenção destes ecossistemas. / FAPESP: 2012/12991-9.

Orientador : Dr. Marivaldo Santos Nascimento / Coorientadores : Dr. Francisco J. Fonseca Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 31/03/2017 / Inclui referências : f. 47-55 / Resumo: A sequência sedimentar permo-cabonífera da Bacia do Paraná e marcada por mudanças ambientais relacionadas a flutuações paleoclimáticas ocorridas durante a deriva do Supercontinente Gondwana do polo sul para região equatorial. Sucessões flúvio-deltaicas glacio-influenciadas do Membro Rio do Sul (Grupo Itararé) e flúvio-deltaicas da Formação Rio Bonito (Grupo Guata), desenvolvidas durante este período, afloram na região de Rancho Queimado (SC) e incluem, especialmente, folhelhos e arenitos. Este trabalho apresenta evidencias de variações paleoclimáticas nos estratos superiores da Formação Taciba (Membro Rio do Sul) e estratos superiores da Formação Rio Bonito, integrando assinatura gamaespectrométrica e analise de argilominerais. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X (DRX) revelam, principalmente, a presença de illita detritica, que representa cerca de 50 a 60 % da assembleia de argilominerais nas amostras. A vermiculita, quartzo, clorita, dentre outros minerais ocorrem de forma esporádica. O habito placoide da ilita atesta sua origem detrítica. A perfilagem gamaespectrométrica em quatro afloramentos, totalizando uma secao de 28 m, evidenciam concentrações variáveis de K (%), eU (ppm), eTh (ppm) e contagem total (CT, em ppm de eU). As baixas razoes eTh/K e eTh/eU, o domínio de illita detritica nos estratos do Membro Rio do Sul, indicam o domínio de clima frio e seco durante a deposição. O contraste entre o aumento significativo das razoes eTh/K e eTh/U, e a significativa diminuição na quantidade de illitas para o topo da Formação Rio Bonito, indica a evolução para condições climáticas, progressivamente, quentes e úmidas. A ciclicidade nestas razoes sugere variações sazonais na temperatura, favorecendo a lixiviação de K e U. Os baixos valores de CIA (Índice de Alteração Intemperica) nestes extratos indicam pouca influencia do intemperismo químico na area-fonte, e que os processos deposicionais pouco influenciaram na distribuição dos espécimes de argilominerais nas sucessões litoestratigraficas investigadas. / Abstract: The Late Permian sedimentary sequence of the Paraná Basin records environmental changes related to paleoclimatic fluctuations during the drift of the Gondwana Supercontinent from the South Pole to the equatorial region of the earth. The Taciba Formation, also known as the Rio do Sul Formation, and the Rio Bonito Formation were deposited during this period and crop out in the Rancho Queimado region, Santa Catarina State, Brazil. The paleoclimatic variations in the transition from the upper strata of the Taciba Formation to the lower strata of the Rio Bonito Formation have been assessed by clay mineral analysis and gamma-spectrometric patterns of outcrops. Both scanning electron microscopy and X-ray diffraction data indicate that detrital illite content makes up approximately 50 to 60 % of the clay mineral assemblage. Vermiculite, quartz, and chlorite, among other minerals, are sporadic in occurrence. The chemical index alteration from these successions indicates minimal influence of chemical weathering in the source area. The gamma-spectrometric data in 28 m of continuous section show a variable concentration of K, eU, eTh and total count (TC). The low eTh/K and eTh/eU ratios and the detrital illite in the strata of the Rio Bonito Formation indicate a change from a cold to dry climate during deposition. The contrast between the increase in eTh/K and eTh/eU ratios and the decrease in the illite content toward the top of the Rio Bonito Formation suggests progressively warmer and humid climatic conditions. The cycling in the eTh/K and eTh/eU ratios clearly indicate seasonal variations in temperature and leaching of K and eU.

Resumo

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Orientador : Prof. Dr. Fernando Farias Vesely / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 30/05/2016 / Inclui referências : f. 74-80;83-88 / Área de concentração: Geologia exploratória / Resumo: O Grupo Itararé - unidade permocarbonífera da Bacia do Paraná - tem reconhecido potencial para exploração de hidrocarbonetos. Porém, sua deposição em contexto glacial gerou rochas com alto grau de heterogeneidade e complexidade, dificultando o entendimento dos sistemas deposicionais que as formaram e, consequentemente, da geometria e arquitetura estratigráfica das mesmas. Visando colaborar com a compreensão desses sistemas, escolheu-se caracterizar parte do intervalo cronocorrelato aos potenciais reservatórios de subsuperfície, denominada informalmente de sistema Pedra Alta, aflorante na borda leste da bacia. A partir de dados de campos, foram individualizadas cinco associações de fácies com contatos essencialmente transicionais que, quando empilhadas, formam uma sucessão de aproximadamente 200 metros, com tendência de engrossamento para o topo (caráter progradacional). Na base dessa sucessão foram descritos pelitos e ritmitos laminados, com dropstones, que foram interpretados como de origem glaciomarinha distal. Em contato abrupto, sobre os pelitos, foram registrados depósitos de transporte em massa (DTMs), caracterizados principalmente por diamictitos que englobam blocos, por vezes deformados, de outras litologias. Ainda nas porções mais basais desse intervalo, ocorrem conglomerados e arenitos maciços interpretados como depósitos de fluxos densos não coesivos, com contatos erosivos e geometria canalizada. Já nas porções superiores desta sucessão, sobrepondo os DTMs, foram descritas associações de fácies ligadas a ambientes de desembocadura flúvio-deltaica e planície flúvio-deltaica. Enquanto que a associação interpretada como de desembocadura flúvio-deltaica apresenta grande heterogeneidade de fácies (conglomerados e arenitos com diversas estruturas, além de contribuições lamosas subordinadas), a associação de fácies interpretada como de planície flúvio-deltaica é essencialmente composta por arenitos com estratificações cruzadas de grande porte. Estes registros sugerem, portanto, que a influência glacial sobre o intervalo é indireta e torna-se cada vez menor em direção ao topo. Porém, sugere-se que os depósitos de fluxos densos não coesivos tenham sua origem na entrada de enchentes catastróficas na bacia, ocasionadas pela rápida liberação de água de degelo, sob forma de fluxos hiperpicnais. Além disto, propõe-se que o principal mecanismo de disparo dos movimentos de massa que deram origem aos DTMs está relacionado ao rápido aumento de peso da coluna de sedimentos do talude deltaico, devido ao alto aporte sedimentar, também oriundo das águas de degelo. O padrão de empilhamento descrito é diferente do previsto em modelos de publicações anteriores, o que impacta diretamente na modelagem dos reservatórios da Bacia do Paraná. Palavras-chave: Deltas proglaciais, arquitetura estratigráfica, fluxos hiperpicnais, depósitos de transporte em massa, heterogeneidade de reservatórios. / Abstract: The Itararé Group - a permocarboniferous unit of the Paraná Basin - has been considered as an import target for hydrocarbon exploration. However, the proglacial context in which these rocks were deposited resulted in complex and heterogeneous systems, whose depositional style and, consequently, geometry and stratigraphic architecture, are still not fully understood. Aiming to contribute for the understanding of these systems, a stratigraphic interval informally named as Pedra Alta sandstone was examined. This interval crops out in the eastern border of Paraná Basin and it is time-equivalent to subsurface gas-bearing reservoirs. Through field description, five facies associations were identified forming a conformable, shallowing-upward succession, about 200 m thick. In the base of this succession, laminated mudstones and rythmytes, both with dropstones, were described and interpreted as distal glaciomarine deposits. Above them, sharpbased mass-transport deposits (MTDs), mainly characterized by diamictites, that not rarely include decametric blocks of other lithologies, were recorded. Encased within the latter two facies associations there are, erosive-based, massive to crudely stratified, sandy-gravelly facies interpreted as non-cohesive density-flow deposits formed in a confined setting. On the other hand, on the upper part of the succession, facies associations above MTDs were related to delta-mouth and delta-plain/fluvial depositional settings. While facies association of delta-mouth environment showed great variety of facies (including conglomerates and sandstones with diverse structures and muddy interbeds), facies associations related to fluvial/delta plain are essentially composed of trough and planar crossstratified sandstones. It is possible to conclude that the influence of glaciers on deposition was indirect and decreases towards the top. However, it is suggested that non-cohesive density-flow deposits were originated by the entrance of catastrophic floods (in response to rapid meltwater release) into the basin, as hyperpycnal flows. Moreover, it is interpreted that the main trigger mechanism of mass-movements, which generated MTDs, is related to overloading associated with the high sediment supply derived from the incoming meltwater discharges. This stacking pattern is different to that recognized by previous workers, a conclusion that affect greatly reservoir modelling in the Paraná Basin. Key-words: Proglacial deltas; stratigraphic architecture; hyperpycnal flows; masstransport deposits; reservoir heterogeneity.

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000431170-Texto+Completo-0.pdf: 1671915 bytes, checksum: 0e6a84a3aa89fffae173ee63095e44ac (MD5) Previous issue date: 2011 / To determine a Suitability Index (IA) for each segment of the Jacuí River basin, aiming to the licensing process of new dams, a new conceptual model was proposed as a mathematical equation. The purpose of the model is to indicate the areas more and less suitable to the construction of new hydroelectric power dams. In this equation, environmental parameters define low IA values. On the other hand, high socioeconomic factors increase IA estimates. The Suitability Index (IA) is defined by the equation: IA = (1-PD). (1-PP) . (1-PG) . [(PAL + PAA + PSL + PSA + PIL + PIA/6) + (PTL + PTA + PRL + PRA + DPTL + DPTA + DPRL + DPRA/8) + ( CEL + CEA/2) + BM + BJ + (2 . HÁ) – (2 . VR)]; following the notation: Presence of Piava (PP); Presence of Grumatã (PG); Presence of Dourado (PD); Local Agricultural PIB (PAL); Accumulated agricultural PIB (PAA); Local Service PIB (PSL); Accumulated Service PIB (PSA); Local Industrial PIB (PIL); Accumulated Industrial PIB (PIA); Local Total Population (PTL); Accumulated Total Population (PTA); Local Rural Population (PRL); Accumulated Rural Population (PRA); Accumulated Total Population Density (DPTA); Local Total Population Density (DPTL); Local Rural Population Density (DPRL); Accumulated Rural Population Density (DPRA); Local Energetic Consume (CEL); Accumulated Energetic Consume (CEA); Upstream Dams (BM); Downstream Dams (BJ); Altitudinal Heterogeneity (HA); Riparian Vegetation (VR). The migratory fish index concerns the probability of occurrence of Salminus brasiliensis (PD), Leoporinus obtusidens (PP) and Prochilodus lineatus (PG). Economical descriptors are the simple average of agricultural PIB (PAL / PAA), service PIB (PSL / PSA) and industrial PIB (PIL / PIA), measuring both the local (L) and accumulated from upstream (A) effects. Population descriptors (PTL / PTA / PRL / PRA / DPTL / DPTA / DPRL / DPRA) represent the simple average of all population indicators, measuring the local and accumulated effects.The measure of energy consumption (CEL / CEA) represents average energy consumption both local and upstream accumulated. The number of upstream (BM) and downstream dams (BJ) aims to penalize a river segment nested inside large dam system. The altitudinal heterogeneity (HA) aims to increase the suitability of river segments with higher levels of embedding. The riparian vegetation (VR) represents the percentage of vegetation covering in the form of forest around each the river segment. Each parameter was re-scaled between 0 and 1, so that all variables have equivalent effects. Among the nine power plants in operation, seven have suitability index below 10. The UHE of Canasta and Bugres showed an AI of 47%, the highest among the UHE. Dona Francisca had the lowest AI value (0. 03%). Among the projected UHE, Muçum presents a virtually zero IA value and the UHE Espigão Preto obtained an index of 26. 2%. The power plant of San Manuel presents an IA of 70% and is one of the least impact enterprises concerning the proposed methodology. Among the PCH, only five out of 17 have IA lower than 10%. The PCH Palanquinho presented the larger IA value, reaching 71. 4%, followed by PCH Herval, with 52. 6%. The PCH Passo do Inferno had the lowest estimated IA value, as just 2. 1%. / Para determinar um índice de adequabilidade (IA) para cada segmento da bacia Jacuí, com vistas ao licenciamento de novos barramentos, procedeu-se a elaboração de um modelo conceitual materializado sob a forma de uma equação matemática. O objetivo do modelo é indicar as áreas mais propícias e menos propícias à construção de novos empreendimentos hidroelétricos. Nesta equação, parâmetros ambientais são os que definem baixos valores de adequabilidade dos barramentos. Por outro lado, os elevados índices socioeconômicos facilitam a implantação de novos empreendimentos. A adequabilidade é definida pela equação: IA = (1-PD) . (1-PP) . (1-PG) . [(PAL + PAA + PSL + PSA + PIL + PIA/6) + (PTL + PTA + PRL + PRA + DPTL + DPTA + DPRL + DPRA/8) + ( CEL + CEA/2) + BM + BJ + (2 . HÁ) – (2 . VR)]; conforme a seguinte notação: Presença de Piava (PP); Presença de Grumatã (PG); Presença de Dourado (PD); PIB Agrícola Local (PAL); PIB Agrícola Acumulado (PAA); PIB Serviços Local (PSL); PIB Serviços Acumulado (PSA); PIB Industrial Local (PIL); PIB Industrial Acumulado (PIA); População Total Local (PTL); População Total Acumulado (PTA); População Rural Local (PRL); População Rural Acumulado (PRA); Densidade Populacional Total Acumulado (DPTA); Densidade Populacional Total Local (DPTL); Densidade Populacional Rural Local (DPRL); Densidade Populacional Rural Acumulado (DPRA); Consumo Energético Local (CEL); Consumo Energético Acumulado (CEA); Barragem a montante (BM); Barragem a jusante (BJ); Heterogeneidade Altitudinal (HA); Vegetação Ripária (VR).O Índice de peixes migradores representa a probabilidade de ocorrência das Salminus brasiliensis (PD), Leoporinus obtusidens (PP) e Prochilodus lineatus (PG). O parâmetro econômico representa a média simples de valores de PIB agrícola (PAL/PAA), de serviço (PSL/PSA) e industrial (PIL/PIA), mensurando efeitos locais (L) e acumulados de montante (A). O parâmetro populacional (PTL/PTA/PRL/PRA/DPTL/DPTA/DPRL/ DPRA) representa a média simples de indicadores populacionais, mensurando efeitos locais e acumulados de montante. O parâmetro de consumo energético (CEL/CEA) representa uma média do consumo de energia local e acumulado de montante. Os barramentos demonstram o número de barragens a montante (BM) e jusante (BJ) de cada segmento de rio. A heterogeneidade altitudinal (HA) visa aumentar a adequabilidade de segmentos de rio com maior grau de encaixamento. O parâmetro de vegetação ripária (VR) representa a percentagem de cobertura vegetal sob a forma de mata no entorno dos segmentos de rios. Cada parâmetro foi re-escalonado entre 0 e 1, permitindo que todas as variáveis tenham efeitos relativos equivalentes. Dentre as 9 usinas hidrelétricas em operação, 7 apresentam índice de adequabilidade inferior a 10. As UHE Canastra e Bugres apresentaram um IA de 47%, o maior entre as UHE e Dona Francisca apresentou o menor IA com 0,03%. Entre as UHE inventariadas, a de UHE Muçum apresenta um IA de praticamente zero e a UHE de Espigão Preto obteve um índice de 26,2%. A UHE de São Manuel, com IA superior a 70, apresenta-se como um dos empreendimentos de menor impacto relativo em função da metodologia proposta. Dentre as PCH, apenas cinco dentre 17 apresentam IA inferior a 10. A PCH de Palanquinho foi a que obteve o maior IA, com um índice de 71,4%, seguida pela PCH de Herval com 52,6% e a PCH de Passo do Inferno obteve o menor índice com 2,1%.