Orientador: Maurício Augusto Leite / Banca: Jefferson Nascimento de Oliveira / Banca: André Cordeiro Alves dos Santos / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo desenvolvido no Baixo rio São José dos Dourados, localizado no Noroeste Paulista, durante o período de novembro de 2006 a setembro de 2007, para avaliar a influência do seu entorno e do canal de Pereira Barreto sobre a qualidade de suas águas. Foram selecionados quatro pontos de coleta ao longo do rio, onde foram efetuadas coletas trimestrais de amostras na superfície, meio e fundo da coluna d'água, para aferições do IQA proposto pela CETESB (2004) e do IET proposto por Toledo Jr. et al (1983) e Lamparelli (2004). Além disso, foram realizadas análises da condutividade, nitrato, nitrito e amônia para complementação das análises. As águas do reservatório foram classificadas predominantemente como Ótimas pelo IQA, apresentando a classificação Boa em alguns pontos analisados, principalmente no ponto localizado na transição entre rio e reservatório, recebendo influência direta da bacia. Com relação ao IET, foram classificadas predominantemente como Oligotróficas pelo IET proposto por Toledo Jr et al. e Mesotrófico pelo IET de Lamparelli, apresentando um padrão de melhora no grau de trofia no sentido longitudinal do reservatório, com o melhor IET médio situado próximo à sua foz. Para os parâmetros da água analisados, verificou-se a diferença espacial e temporal, as quais foram mais acentuadas nos períodos seco e chuvoso, recebendo influência direta do canal de Pereira Barreto ao transpor águas do rio Tietê, reduzindo a turbidez e a concentração de nutrientes, mas também reduzindo a concentração de oxigênio dissolvido e aumentando a concentração de clorofila-a. Também foi constatado o grande potencial do entorno promover alterações no sistema, com a substituição de áreas de pastagens pelo cultivo da cana-de-açúcar em solos com predominância de alta e muito alta suscetibilidade à erosão, em uma região... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work shows the study developed in Low São José dos Dourados river, located at northwest of São Paulo State, from november 2006 to september 2007, to assess the influence of their surroundings and channel of Pereira Barreto on the quality of the water. Four sampling stations were selected along the river, where quarterly sampling were performed on the surface, middle an botton of the water column, for measurements of Water Quality Index proposed by CETESB and Trophic Estate Index proposed by Toledo Jr. et al. (1983) and Lamparelli (2004). Also, analysis of conductivity, nitrate, nitrite and ammonia were performed for complementation analysis. The waters of the reservoir were classified predominantly as "Great" by WQI, showing the classification "Good" in some stations analyzed, mainly at the station located in the transition between the river and reservoir, receiving direct influence of the watershed. Whith respect to TEI, were classified predominantly as "Oligotrophic" by TEI proposed by Toledo Jr. et al. and "Mesotrophic" by Lamparelli's TEI, showing a pattern of improvement in the trophic level in the longitudinal direction of reservoir, with the best average TEI located near your mouth. For the parameters of water analysis, the difference spatial and temporal was observed, which were more pronounced in drougth and wet periods, receiving direct influence of the channel of Pereira Barreto transferring water from the Tietê river, reducing the turbidity and the concentration of nutrients, but also reducing the dissolved oxygen and improving the chlorophyll-a. It was also noted the great potential of promoting changes in the environment, with the replacement of areas of grassland by cultivation of sugar cane in soils with a predominance of high and very high susceptibility to erosion, in a region that shows high degree of degradation of natural vegetation... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaniloDCS_DISSERT_1_120.pdf: 2815036 bytes, checksum: 4ad3de2d15d33e70a426311b5c9d3d5e (MD5) Previous issue date: 2010-02-19 / In the contemporary world to the deterioration of semi-arid areas of the planet has been the focus of media attention and the scientific community. Brazil has a semiarid, considered the most problematic of the world, either by pressure from physical factors, whether as a result of misguided public policies, has over time been suffering from the consequences of a deterioration that expands over the years. Methodologies, that amidst the problems of semi-arid, come against the deteriorating local, have a good chance to be reapplied in other contexts around the world. This research, based on methodological model for analyzing environmental deterioration, introduced and examined the applicability of the methodology in the semi-arid region of Rio Grande do Norte - Brazil. Although the results provide guidelines for the introduction of underground dams, the application of the methodology was ineffective, given the high rates of forest cover that gave low values for the physical diagnosis conservationist / No mundo contempor?neo a deteriora??o das ?reas semi-?ridas do planeta tem sido foco da aten??o da m?dia e da comunidade cient?fica. O Brasil possuindo um semi-?rido, considerado o mais problem?tico do mundo, seja por press?es dos fatores f?sicos, seja como conseq??ncia de pol?ticas p?blicas equivocadas, tem ao longo do tempo sido v?tima das conseq??ncias de uma deteriora??o que se amplia com o passar dos anos. Metodologias, que em meio ? problem?tica do semi-?rido brasileiro, venham de encontro a deteriora??o local, t?m boas probabilidades de serem reaplicadas em outros contextos ao redor do mundo. A presente pesquisa, tendo como base modelo metodol?gico de an?lise de deteriora??o ambiental, introduziu e analisou a aplicabilidade da metodologia no semi-?rido do Rio Grande do Norte Brasil. Embora os resultados encontrados fornecerem diretrizes para introdu??o de barragem subterr?nea, a aplica??o da metodologia se mostrou ineficaz, haja vista os altos ?ndices de cobertura florestal que proporcionaram valores baixos para o diagn?stico f?sico-conservacionista

This work consists of a sensitivity evaluation of how uncertain input data used in dam brake studies affect certain parameters of flood wave for sections located at different locations along water courses, for two different watershed. The input data used were Manning coefficient, dam breach parameters, reservoir volume, downstream topography (represented by Digital Elevation Models (DEMs), and equation adopted. The evaluation parameters considered were the peak flow, the peak time, the maximum depth and the maximum speed of the flood wave. Thus, perturbation groups of the input data were created within an expected range of use, whose results from the simulations were confronted in order to identify the most affected hydraulic parameters for different input data in different sections of water courses evaluated. Two study areas with distinct characteristics of downstream valleys were considered: The Canastra Dam, located in Canela / RS, which presents a valley with slopes of 40 m/km and the Lomba do Sabão Dam, located in Porto Alegre / RS, which has slopes of the order of 4 m/km. For the area with high slopes, 182 hydrodynamic simulations were performed in 2 dimensions in HEC-RAS 5.03 software, considering DEMs from several sources, including global DEMs from SRTM and AW3D30. Some of them were post-processed with the insertion of real topographic sections obtained through aerial image processing raised by Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). For the study area with smaller slopes, 13 simulations were performed, which were used to counterbalance the results obtained for the first study area. For this area of study, global DEMs from the SRTM were used, as well as LiDAR survey carried out for the city of Porto Alegre, which generated high precision DEMs, with resolutions of 1 meter. As a result, it was observed that in Action Emergency Plans, the uncertainties generated by a given input data can be compensated by conservative values adopted in another input data. In addition, we carried out the mapping of the weight exerted by the uncertainties of different input data in dam break studies, for valleys with contrasting topographic characteristics in sections near or distant from the dams, showing that uncertainties related to the topography are not always more important than other input data. / Este trabalho consiste numa avaliação de como as incertezas de determinados dados de entrada utilizados em estudos de rompimento de barragem afetam determinados resultados utilizados para avaliação da onda de cheia, para seções localizadas em diferentes locais ao longo de cursos hídricos, em áreas de estudo com características constrastantes. Os dados de entrada perturbados foram o coeficiente de Manning, parâmetros de brecha, volume do reservatório, topografia de jusante (representada por Modelos Digitais de Elevação - MDEs), e tipo de modelo hidrodinâmco adotado. Os parâmetros de avaliação considerados foram a vazão de pico, o tempo de pico, a profundidade máxima e a velocidade máxima da onda de cheia. Sendo assim, foram perturbados os dados de entrada dentro de uma faixa esperada de utilização, e resultados oriundos das simulações confrontados a fim de se identificar quais foram os parâmetros de avaliação mais afetados frente a incertezas dos dados de entrada em diferentes seções ao longo dos cursos hídricos avaliados. Foram consideradas duas áreas de estudo com características distintas de vales de jusante: A Barragem da Usina Hidrelétrica de Canastra, localizada em Canela/RS, que apresenta um vale com declividades da ordem de 40m/km, e a Barragem Lomba do Sabão, localizada em Porto Alegre/RS, que conta com declividades da ordem de 4m/km. Para a área com altas declividades foram realizadas 182 simulações hidrodinâmicas em 2 dimensões no modelo HEC-RAS 5.03, considerando MDEs de diversas fontes, incluindo os MDEs globais provenientes do SRTM e do AW3D30. Alguns deles foram pós-processados com a inserção de seções topográficas reais obtidas via processamento de imagens aéreas levantadas por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) e calhas de rio fictícias. Para a área de estudo com menores declividades foram realizadas 13 simulações, que foram utilizadas para contrapor os resultados obtidos para a primeira área de estudo. Para esta área de estudo foram utilizados MDEs globais oriundos do SRTM e também um levantamento LiDAR realizado para a cidade de Porto Alegre, que gerou MDEs de alta precisão, com resoluções de 1 metro. Os resultados obtidos sugerem que estudos de rompimento de barragem realizados a partir da utilização de informações topográficas pouco confiáveis podem ter as incertezas oriundas da caracterização da topografia de jusante compensadas por subestimativas ou superestimativas de outros dados de entrada utilizados em estudos de rompimento. Além disso, foi realizado o mapeamento do peso exercido pelas incertezas de diferentes dados de entrada em estudos de rompimentos de barragens, para vales com características topográficas contrastantes em seções próximas ou distantes dos barramentos, mostrando que nem sempre as incertezas relativas à topografia são mais importantes que outros dados de entrada.

O crescimento rápido e descontrolado da urbanização, principalmente nos países em desenvolvimento, vem provocando impactos significativos tanto no meio ambiente quanto para a própria população. A existência de áreas altamente impermeabilizadas traz como consequência o aumento do volume escoado superficialmente, causando aumento nas vazões máximas de até seis vezes a vazão de pré-urbanização. Surge, então, a necessidade de alternativas que solucionem ou reduzem os problemas relacionados ao aumento do volume escoado, não somente que os transfira para outro local. Neste sentido, pode-se aplicar as Melhores Práticas de Gestão (Best Management Practices – BMPs), medidas que servem no gerenciamento das águas pluviais em áreas urbanas, destacando-se os reservatórios de detenção. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um método para avaliar a minimização do impacto hidrológico de uma bacia urbanizada para que ela se comporte de maneira hidrologicamente semelhante às condições de pré-urbanização, analisando os custos de implantação de bacias de detenção para evitar alagamentos à jusante. Para isso, fez-se uso de simulação hidrológica com modelo IPHS1 para determinação dos hidrogramas de saída dos afluentes da bacia estudada. O dimensionamento dos reservatórios foi realizado com a aplicação do método da curvaenvelope e a escolha dos melhores locais para implantação deu-se a partir da análise dos hidrogramas. Com isso, ajustaram-se funções do tipo Qp=f(V). Estas funções foram utilizadas no modelo de otimização não-linear, considerando-se diferentes restrições de custo. A área de estudo corresponde à bacia hidrográfica Mãe D’água, de 3,39 km², localizada na Vila Santa Isabel no município de Viamão/RS. Os resultados mostraram que a aplicação de uma técnica de otimização associada a um modelo hidrológico mostrou-se útil na avaliação dos custos de projetos de controle do escoamento pluvial (bacias de detenção) urbano para a bacia estudada, podendo servir como material de consulta para o Poder Público e Privado. Além disso, mesmo sem disponibilidade de dados hidrológicos observados e informações mais detalhadas acerca do processo de urbanização da área de estudo, é possível, através da aplicação da metodologia apresentada, desenvolver cenários para análise do aumento da zona urbana e quantificação do impacto hidrológico, para que assim o problema identificado seja minimizado. / The rapid and uncontrolled urbanization, especially in developing countries, has led to significant impacts on both the environment and people themselves. The existence of highly impermeable areas brings as consequence the increase in surface runoff volume, causing an increase in peak flows up to six times the pre-urbanization flow. This requires thus, the need of alternatives to solve or reduce the problems related to the increased volume disposed, and not only transferring it to another location. In this context, the Best Management Practices (BMPs) can be implemented, which are measures for managing storm water in urban areas as, for example, the detention reservoirs. Thus, this work aims to develop a method to evaluate the hydrological impact minimization of an urbanized basin, so that it can behave hydrologically similar to pre-urbanization conditions, analyzing deployment costs of detention basins to prevent flooding downstream. Hence, a hydrologic simulation model with IPHS1 has been used to determine the studied basin tributaries output hydrographs. The reservoirs sizing was evaluated with the application of the Envelope-Curve Method and the choice of the best localizations for their implantation was done by analyzing the hydrographs. Therefore, functions as Qp=f (V) were fitted. These functions were used in the nonlinear optimization model considering different costs constraints. The study area represents the Mãe D’água watershed, with 3,39 km², located at Vila Santa Isabel in Viamão/RS. The results showed that the application of an optimization technique associated with a hydrological model has proven to be useful in storm water runoff control projects costs evaluation (detention basins) for the urban study area and may serve as reference material for Government and Private institutions. Moreover, even without the availability of observed hydrological data and detailed information about the process of urbanization in the study area, it is possible, through the application of the presented methodology, to develop scenarios for analyzing the urban zone expansion and quantification of hydrological impact, in order to minimize the identified problem.

Dentre as ações antrópicas que caracterizam a urbanização, destacam-se os impactos gerados pela substituição da vegetação original por áreas impermeabilizadas (PACKMAN et al., 1999), o lançamento de grandes cargas de esgoto sem prévio tratamento e a adição de contaminantes químicos através das mais diversas fontes (POLETO & LAURENTI, 2008). Estes contaminantes são dispersos no ambiente urbano pelo poder de fluxo de águas pluviais (JARTUN & PETERSEN, 2010), desta forma, pode-se dizer que os sedimentos são um veículo para a entrada de contaminantes no sistema aquático. Além disso, eles representam e fornecem uma resposta à condição do sistema, atuando como um depósito para os contaminantes presentes no ambiente. Ao analisar os sedimentos de superfície é possível determinar a medida, a distribuição, a origem e os possíveis riscos de uma contaminação real. Já o estudo de colunas sedimentares fornece o registro histórico das substâncias advindas de atividades antrópicas, ou não, que se desenvolveram na bacia hidrográfica ao longo dos últimos anos (MÜLLER et al., 1977). Neste contexto, o presente trabalho investiga o enriquecimento dos sedimentos produzidos na bacia hidrográfica em estudo por elementos traço (Ni e Zn) na busca de inferir sobre a influência do processo de urbanização da área sobre essas concentrações. A área de estudo localiza-se no município de Viamão, região metropolitana de Porto Alegre (RMPA), no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A bacia Mãe d‘Água é composta por quatro arroios, totalizando uma área de 353 ha e tem em seu exutório uma barragem situada na área da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A barragem Mãe d‘Água foi construída em 1962, visando atender à demanda da Universidade, e transformou-se em um intrincado problema ambiental pela ocupação urbana desordenada da sua área de contribuição nos últimos quarenta anos, que fornece uma gama diversa de poluentes de origem orgânica e inorgânica. Visando a construção de um panorama evolutivo dos processos de degradação ambiental a que a área de estudo vem sendo submetida, foi realizada, em dezembro de 2009, a coleta de três testemunhos sedimentares em pontos distintos no lago da Barragem. Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Na elaboração das análises da evolução da ocupação urbana na bacia hidrográfica foram determinados os valores correspondentes as áreas antropizadas e naturais, sendo utilizados diferentes produtos de sensoriamento remoto: fotografias aéreas (anos 1972 e 1991) e imagens de satélite de alta resolução (anos 2003 e 2008) visando verificar o período correspondente aos últimos 40 anos. As áreas naturais foram reduzidas em 12% em quatro décadas, contudo o adensamento populacional (estimado em 30% nos últimos 20 anos) em áreas já antropizadas mostrou-se como um fator importante para a compreensão do processo de urbanização da área e a crescente degradação dos corpos d‘água da bacia, especialmente do corpo receptor final, o Lago Mãe d‘Água. Todas as amostras analisadas apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Considerando que a área de estudo caracteriza-se historicamente pela ocupação residencial, com predominância de poluição de fontes difusas, a dinâmica urbana pode ser considerada como o principal agente fornecedor de metais-traço aos corpos d‘água. / Among the human activities that characterize urbanization, stand out the impacts generated by replacing the original vegetation by waterproofed areas (PACKMAN et al., 1999), the release of large sewage loads without previous treatment and the addition of chemical contaminants through the most several sources (POLETO & LAURENTI, 2008).These contaminants are dispersed within the urban environment by the power of storm water flux (JARTUN & PETERSEN, 2010), thus it is possible to say sediments are a vehicle for the entering of contaminants in aquatic systems. Moreover, they represent and provide a response to the condition of the system acting as a deposit for contaminants in aqueous environments. By analyzing the sediment surface is possible to determine the extent, distribution, origin and possible risks of an actual contamination. The cores study provides a historical record of the substances resulting from human activities or not, that developed in the basin over the past year (MÜLLER et al., 1977).In this context, this research investigates the enrichment of the sediments produced in the studied watershed for trace elements and demonstrates their correlation with the urbanization period of this watershed. The study area is located in Viamão city, Metropolitan Region of Porto Alegre city, Rio Grande do Sul state, Brazil. It is composed by four streams, totalizing an area of 353 hectares and has in its outlet a dam located in Federal University of Rio Grande do Sul area. The dam is called Mãe d'Água and it was built in 1962. This dam became a complex environmental problem because there was irregular occupation of this watershed and the dam has started silting very fast besides providing various types of pollutants. Aiming to investigate the evolutionary process of this environmental degradation, it was sampled three sediment cores in December 2009 to study the metal enrichment. Sediment samples fraction less than 63μm analyzed to get trace element concentrations: Nickel (Ni) and Zinc (Zn). The acid digestion method is EPA 3050, the analysis was performed in duplicate and for quality control was used two USGS reference materials: SGR-1b and SCO-1. For evolution analysis of urban settlement in the watershed it was studied the urbanization rates, per decade, using different remote sensing products: aerial photos (year 1972 and 1991) and satellite images of high resolution (year 2003 and 2008), to verify the last 40 years. Natural areas were reduced by 12% in four decades, yet the population density (estimated at 30% in the last 20 years) in areas already disturbed proved to be an important factor in understanding the process of urbanization and the increasing degradation of the watershed´s water bodies, especially the receptor end, Mãe d‘Água Lake. All samples have showed concentrations of Zn and Ni above the background value and growth patterns thus reveal the enrichment of sediments by these elements. Whereas the study area is characterized by residential occupancy and predominance of diffuse sources of pollution, urban dynamics can be regarded as the leading agent provider of trace metals to water bodies.

Instituto Centro de Ensino TecnolÃgico / The underground dam is a social technology of low cost and simple process of construction and operation. In the semi-arid zone of Ceara there is potential to build approximately 3,400 underground dams. The central problem of this study is the lack of in-depth knowledge of the degree of sustainability of underground dams of CearÃ, in economic, social, environmental and institutional terms. The objective of this thesis is to analyze the sustainability of underground dams, the state of CearÃ, as a social technology to living as semi-arid. For this, we used the Dashboard of Sustainability Method by dimension and global, and the Analytic Hierarchy Process to identify the underground dam operating alternative that generates greater benefits to communities. The questionnaires (field research), for the use of Dashboard of Sustainability method, was carried out with 40 farmers, owners of underground dams, located in 11 municipalities of the State of CearÃ. The collection of judgments, for the application of Analytic Hierarchy Process applied together 11 experts and / or decision-makers with expertise in underground dams. When using the Dashboard of Sustainability method, which aims to identify the level of performance of sustainable development for indicator by size and global, were selected with the help of principal component analysis, 28 indicators. These indicators, only 36% achieved the level of 700 points, which is the sustainability threshold used in this thesis. None of the four dimensions reached the level of 700 points. The lower performance was with the economic dimension, reaching only 218 points (need for severe attention) when the maximum metric desirable for the model is 1,000 points or at least the threshold of sustainability of 700 points. The overall index, sustainable development (IGDS) of underground dams of Ceara, reached the metric of 538 points, considered an average level of performance and below the sustainability threshold. The selection of dam alternatives, made by AHP, according to the predominant use, showed that the highest priority for investment, to be decided by the public manager is to "underground dam focused on water supply," closely followed by "underground dam focused on agricultural production". The lowest metric was to "dam focused on environmental benefits", with a metric that reached only 33% of the first alternative. Another important finding that deserves reflection, was that farmers (ex-post analysis) have recorded reasonable performance of the environmental dimension indicators, while the expert and decision-makers (analysis ex-ante) have rated the "dam focused on earnings environmental" the third priority, with metric equal to one third of the first alternative. / A barragem subterrÃnea à uma tecnologia social de baixo custo e de processo simples de construÃÃo e operaÃÃo. Na zona semiÃrida do Estado do Cearà hà potencial para construÃÃo de, aproximadamente, 3.400 barragens subterrÃneas. O problema central, deste estudo, à a falta de conhecimento aprofundado do grau de sustentabilidade das barragens subterrÃneas do CearÃ, em termos econÃmicos, sociais, ambientais e institucionais. Assim, o objetivo desta tese à analisar a sustentabilidade das barragens subterrÃneas, do Estado do CearÃ, como uma tecnologia social para convivÃncia como semiÃrido. Para isto, utilizou-se o mÃtodo Painel de Sustentabilidade (Dashboard of Sustainability), por dimensÃo e global, e o MÃtodo de AnÃlise HierÃrquica (Analytic Hierarchy Process) para identificar a alternativa de exploraÃÃo de barragem subterrÃnea que gera maiores benefÃcios Ãs comunidades. A aplicaÃÃo dos questionÃrios (pesquisa de campo), para a utilizaÃÃo do mÃtodo Painel de Sustentabilidade, foi realizada junto a 40 agricultores, proprietÃrios das barragens subterrÃneas, localizados em 11 municÃpios do Estado do CearÃ. A coleta dos julgamentos, para a aplicaÃÃo do MÃtodo de AnÃlise HierÃrquica, aplicada junto a 11 especialistas e/ou decisores, com experiÃncia em barragens subterrÃneas. Na utilizaÃÃo do Painel de Sustentabilidade, que visa identificar o grau de desempenho de indicadores de desenvolvimento sustentÃvel por indicador, por dimensÃo e global, foram selecionados com o auxÃlio da anÃlise de componentes principais, 28 indicadores. Destes indicadores, apenas 36% alcanÃaram o patamar de 700 pontos, que à o limiar da sustentabilidade adotado nesta tese. Nenhuma das quatro dimensÃes atingiu o patamar de 700 pontos. O mais baixo desempenho ficou com a dimensÃo econÃmica, ao atingir apenas 218 pontos (necessidade de atenÃÃo severa), quando a mÃtrica mÃxima desejÃvel para o modelo à 1.000 pontos ou, no mÃnimo, o limiar da sustentabilidade de 700 pontos. O Ãndice global, de desenvolvimento sustentÃvel (IGDS) das barragens subterrÃneas do Estado do CearÃ, atingiu a mÃtrica de 538 pontos, considerado um grau mÃdio de desempenho e abaixo do limiar da sustentabilidade. A seleÃÃo das alternativas de barragens, feita pelo MÃtodo AHP, segundo o uso predominante, mostrou que a maior prioridade para investimento, a ser decidida pelo gestor pÃblico, à para a âbarragem subterrÃnea focada na oferta de Ãguaâ, seguida de perto pela âbarragem subterrÃnea focada na produÃÃo agrÃcolaâ. A menor mÃtrica ficou para a âbarragem focada em ganhos ambientaisâ, com uma mÃtrica que alcanÃou apenas 33% da primeira alternativa. Outra constataÃÃo relevante, que merece reflexÃo, foi o fato de os agricultores (anÃlise ex-post) terem registrado um razoÃvel desempenho dos indicadores da dimensÃo ambiental, enquanto os especialista e decisores (anÃlise ex-ante) terem classificado a âbarragem focada em ganhos ambientaisâ na terceira prioridade, com mÃtrica igual a um terÃo da primeira alternativa.

Dentre as ações antrópicas que caracterizam a urbanização, destacam-se os impactos gerados pela substituição da vegetação original por áreas impermeabilizadas (PACKMAN et al., 1999), o lançamento de grandes cargas de esgoto sem prévio tratamento e a adição de contaminantes químicos através das mais diversas fontes (POLETO & LAURENTI, 2008). Estes contaminantes são dispersos no ambiente urbano pelo poder de fluxo de águas pluviais (JARTUN & PETERSEN, 2010), desta forma, pode-se dizer que os sedimentos são um veículo para a entrada de contaminantes no sistema aquático. Além disso, eles representam e fornecem uma resposta à condição do sistema, atuando como um depósito para os contaminantes presentes no ambiente. Ao analisar os sedimentos de superfície é possível determinar a medida, a distribuição, a origem e os possíveis riscos de uma contaminação real. Já o estudo de colunas sedimentares fornece o registro histórico das substâncias advindas de atividades antrópicas, ou não, que se desenvolveram na bacia hidrográfica ao longo dos últimos anos (MÜLLER et al., 1977). Neste contexto, o presente trabalho investiga o enriquecimento dos sedimentos produzidos na bacia hidrográfica em estudo por elementos traço (Ni e Zn) na busca de inferir sobre a influência do processo de urbanização da área sobre essas concentrações. A área de estudo localiza-se no município de Viamão, região metropolitana de Porto Alegre (RMPA), no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A bacia Mãe d‘Água é composta por quatro arroios, totalizando uma área de 353 ha e tem em seu exutório uma barragem situada na área da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A barragem Mãe d‘Água foi construída em 1962, visando atender à demanda da Universidade, e transformou-se em um intrincado problema ambiental pela ocupação urbana desordenada da sua área de contribuição nos últimos quarenta anos, que fornece uma gama diversa de poluentes de origem orgânica e inorgânica. Visando a construção de um panorama evolutivo dos processos de degradação ambiental a que a área de estudo vem sendo submetida, foi realizada, em dezembro de 2009, a coleta de três testemunhos sedimentares em pontos distintos no lago da Barragem. Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Na elaboração das análises da evolução da ocupação urbana na bacia hidrográfica foram determinados os valores correspondentes as áreas antropizadas e naturais, sendo utilizados diferentes produtos de sensoriamento remoto: fotografias aéreas (anos 1972 e 1991) e imagens de satélite de alta resolução (anos 2003 e 2008) visando verificar o período correspondente aos últimos 40 anos. As áreas naturais foram reduzidas em 12% em quatro décadas, contudo o adensamento populacional (estimado em 30% nos últimos 20 anos) em áreas já antropizadas mostrou-se como um fator importante para a compreensão do processo de urbanização da área e a crescente degradação dos corpos d‘água da bacia, especialmente do corpo receptor final, o Lago Mãe d‘Água. Todas as amostras analisadas apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Considerando que a área de estudo caracteriza-se historicamente pela ocupação residencial, com predominância de poluição de fontes difusas, a dinâmica urbana pode ser considerada como o principal agente fornecedor de metais-traço aos corpos d‘água. / Among the human activities that characterize urbanization, stand out the impacts generated by replacing the original vegetation by waterproofed areas (PACKMAN et al., 1999), the release of large sewage loads without previous treatment and the addition of chemical contaminants through the most several sources (POLETO & LAURENTI, 2008).These contaminants are dispersed within the urban environment by the power of storm water flux (JARTUN & PETERSEN, 2010), thus it is possible to say sediments are a vehicle for the entering of contaminants in aquatic systems. Moreover, they represent and provide a response to the condition of the system acting as a deposit for contaminants in aqueous environments. By analyzing the sediment surface is possible to determine the extent, distribution, origin and possible risks of an actual contamination. The cores study provides a historical record of the substances resulting from human activities or not, that developed in the basin over the past year (MÜLLER et al., 1977).In this context, this research investigates the enrichment of the sediments produced in the studied watershed for trace elements and demonstrates their correlation with the urbanization period of this watershed. The study area is located in Viamão city, Metropolitan Region of Porto Alegre city, Rio Grande do Sul state, Brazil. It is composed by four streams, totalizing an area of 353 hectares and has in its outlet a dam located in Federal University of Rio Grande do Sul area. The dam is called Mãe d'Água and it was built in 1962. This dam became a complex environmental problem because there was irregular occupation of this watershed and the dam has started silting very fast besides providing various types of pollutants. Aiming to investigate the evolutionary process of this environmental degradation, it was sampled three sediment cores in December 2009 to study the metal enrichment. Sediment samples fraction less than 63μm analyzed to get trace element concentrations: Nickel (Ni) and Zinc (Zn). The acid digestion method is EPA 3050, the analysis was performed in duplicate and for quality control was used two USGS reference materials: SGR-1b and SCO-1. For evolution analysis of urban settlement in the watershed it was studied the urbanization rates, per decade, using different remote sensing products: aerial photos (year 1972 and 1991) and satellite images of high resolution (year 2003 and 2008), to verify the last 40 years. Natural areas were reduced by 12% in four decades, yet the population density (estimated at 30% in the last 20 years) in areas already disturbed proved to be an important factor in understanding the process of urbanization and the increasing degradation of the watershed´s water bodies, especially the receptor end, Mãe d‘Água Lake. All samples have showed concentrations of Zn and Ni above the background value and growth patterns thus reveal the enrichment of sediments by these elements. Whereas the study area is characterized by residential occupancy and predominance of diffuse sources of pollution, urban dynamics can be regarded as the leading agent provider of trace metals to water bodies.

O presente trabalho tem como principal objetivo saber qual a percepção que os moradores, trabalhadores locais e usuários e gestores públicos têm da água inserida na paisagem em uma bacia hidrográfica urbana. A área de estudo é a bacia de captação da Barragem Mãe d'Água, localizada na Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA), na divisa dos municípios de Porto Alegre e Viamão - RS. O estudo também tenta determinar se essas pessoas, através de sua percepção, têm consciência de que a água que chega nas torneiras de suas casas, que é utilizada para seus diversos usos, deriva daquelas águas que passam pelos cursos d'água onde moram. Para atingir esse objetivo, parte-se da hipótese de que o grau de percepção da população relacionado às questões ambientais, a paisagem e a água inserida na paisagem, o ciclo hidrológico, são influenciadas pela cultura, pelas condições sócio-econômicas e pelo grau de instrução destas pessoas. A pesquisa baseia-se em dados do Índice de Qualidade das Águas (IQA) obtidos em três épocas distintas (1990/91, 2002 e 2007), onde foram feitas coletas para a determinação da qualidade de água em três pontos dessa bacia hidrográfica. É realizado, paralelamente, um estudo sobre o processo de urbanização na área de estudo, através de imagens de Sensoriamento Remoto e levantamento fotográfico dos pontos de amostragem, das habitações e da infra-estrutura oferecida aos moradores, dando-se ênfase às condições ambientais, principalmente dos cursos d'água. Para o entendimento e a determinação do grau da percepção da paisagem urbana e, principalmente, da água na paisagem pelas pessoas que vivem nesta bacia hidrográfica, é aplicado um questionário elaborado a partir do conceito descrito pelas Ciências Sociais como entrevista semi-estruturada. De posse desse universo de dados e do seu processamento e análise, é testada a hipótese formulada nesse estudo em que, a cultura, as condições sócio-econômicas e o grau de instrução têm influencia na percepção das pessoas, interferindo ou atenuando o olhar crítico quanto aos problemas ambientais, principalmente aos relacionados com a percepção da água na paisagem. Os resultados deste estudo estão espacializados em mapas temáticos, onde são incluídas as paisagens preferidas e aquelas que desagradam. Também são propostas intervenções, a partir da percepção dos entrevistados, que tenham o objetivo qualificar o espaço urbano, a paisagem, principalmente naquelas em que a água está presente. / The main objective of the present study is to understand how residents, local workers and users from a urban water basin landscape are aware of the water that surrounds them. The study area comprises the water collection basin Barragem Mãe D'água, located in the Metropolitan area of Porto Alegre, RS, Brazil (RMPA), in the limits of the cities of Porto Alegre and Viamão, RS, Brazil. Our study also aims at attempting to determine whether those people are aware of the fact that the water they use in their homes, in different daily activities, is the same that runs in the water flows close to their houses. Our hypothesis is that the awareness level as to environmental issues, such as local landscape, water, and water cycles, are affected by culture, socioeconomic conditions and education level. The study is based on data from the IQA (Water Quality Index) from three different years (1990/91, 2002 and 2007), when water was collected to have its quality assessed in three different points of the basin.In parallel, we carried out a study about the urbanization process in the area, through Remote Sensing Imaging and photographs of sampling points, dwellings and infra-structure. Focus was given to environmental conditions such as that of water flows. In order to understand and determine the people's awareness level as to the urban landscape and water present in the area, a questionnaire was created and applied following the semi-structured interview model from Social Sciences. After such data were collected, processed and analyzed, we tested the hypothesis that culture, socioeconomic conditions and education level affect people's awareness, interfering or mitigating their critical point of view as to environmental issues, as those associated to water in the landscape. Results of the present study will be spatialized over a map that comprises the interviewee's preferred landscapes, impacts and intervention plans. The main goal is to qualify the urban space, particularly those areas where water is present.

O crescimento rápido e descontrolado da urbanização, principalmente nos países em desenvolvimento, vem provocando impactos significativos tanto no meio ambiente quanto para a própria população. A existência de áreas altamente impermeabilizadas traz como consequência o aumento do volume escoado superficialmente, causando aumento nas vazões máximas de até seis vezes a vazão de pré-urbanização. Surge, então, a necessidade de alternativas que solucionem ou reduzem os problemas relacionados ao aumento do volume escoado, não somente que os transfira para outro local. Neste sentido, pode-se aplicar as Melhores Práticas de Gestão (Best Management Practices – BMPs), medidas que servem no gerenciamento das águas pluviais em áreas urbanas, destacando-se os reservatórios de detenção. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um método para avaliar a minimização do impacto hidrológico de uma bacia urbanizada para que ela se comporte de maneira hidrologicamente semelhante às condições de pré-urbanização, analisando os custos de implantação de bacias de detenção para evitar alagamentos à jusante. Para isso, fez-se uso de simulação hidrológica com modelo IPHS1 para determinação dos hidrogramas de saída dos afluentes da bacia estudada. O dimensionamento dos reservatórios foi realizado com a aplicação do método da curvaenvelope e a escolha dos melhores locais para implantação deu-se a partir da análise dos hidrogramas. Com isso, ajustaram-se funções do tipo Qp=f(V). Estas funções foram utilizadas no modelo de otimização não-linear, considerando-se diferentes restrições de custo. A área de estudo corresponde à bacia hidrográfica Mãe D’água, de 3,39 km², localizada na Vila Santa Isabel no município de Viamão/RS. Os resultados mostraram que a aplicação de uma técnica de otimização associada a um modelo hidrológico mostrou-se útil na avaliação dos custos de projetos de controle do escoamento pluvial (bacias de detenção) urbano para a bacia estudada, podendo servir como material de consulta para o Poder Público e Privado. Além disso, mesmo sem disponibilidade de dados hidrológicos observados e informações mais detalhadas acerca do processo de urbanização da área de estudo, é possível, através da aplicação da metodologia apresentada, desenvolver cenários para análise do aumento da zona urbana e quantificação do impacto hidrológico, para que assim o problema identificado seja minimizado. / The rapid and uncontrolled urbanization, especially in developing countries, has led to significant impacts on both the environment and people themselves. The existence of highly impermeable areas brings as consequence the increase in surface runoff volume, causing an increase in peak flows up to six times the pre-urbanization flow. This requires thus, the need of alternatives to solve or reduce the problems related to the increased volume disposed, and not only transferring it to another location. In this context, the Best Management Practices (BMPs) can be implemented, which are measures for managing storm water in urban areas as, for example, the detention reservoirs. Thus, this work aims to develop a method to evaluate the hydrological impact minimization of an urbanized basin, so that it can behave hydrologically similar to pre-urbanization conditions, analyzing deployment costs of detention basins to prevent flooding downstream. Hence, a hydrologic simulation model with IPHS1 has been used to determine the studied basin tributaries output hydrographs. The reservoirs sizing was evaluated with the application of the Envelope-Curve Method and the choice of the best localizations for their implantation was done by analyzing the hydrographs. Therefore, functions as Qp=f (V) were fitted. These functions were used in the nonlinear optimization model considering different costs constraints. The study area represents the Mãe D’água watershed, with 3,39 km², located at Vila Santa Isabel in Viamão/RS. The results showed that the application of an optimization technique associated with a hydrological model has proven to be useful in storm water runoff control projects costs evaluation (detention basins) for the urban study area and may serve as reference material for Government and Private institutions. Moreover, even without the availability of observed hydrological data and detailed information about the process of urbanization in the study area, it is possible, through the application of the presented methodology, to develop scenarios for analyzing the urban zone expansion and quantification of hydrological impact, in order to minimize the identified problem.