A modelagem matemática de qualidade da água é uma técnica que tem mostrado excelentes resultados na elaboração de prognósticos da qualidade da água. Em função do uso do solo, das condições hidrometeorológicas e da gestão da infra-estrutura existente, a quantidade e o tipo de poluentes afluentes aos corpos receptores têm uma grande variação, o que, por sua vez, traz implicações à qualidade da água e consequentemente à saúde pública e ao meio ambiente. Modelos matemáticos mais complexos, simulando o escoamento tridimensional em reservatórios, com a capacidade de representar o transporte, circulação e reações de poluentes, embora largamente utilizados em outros países, ainda são pouco difundidos em nosso país. No presente momento a RMSP é palco de diversos programas que visam à melhoria e manutenção da qualidade da água do Alto Tietê. Isto inclui o Projeto Tietê, a ampliação da calha do Tietê, e o programa de proteção de mananciais, todos eles com grande esforço de técnicos nacionais e aporte de recursos por organismos financiadores internacionais como BID, BIRD e JBIC. Tendo isto em mente, e a discussão dos instrumentos definidos no marco regulatório envolvendo as políticas nacional e estadual de recursos hídricos, a avaliação da implantação de modelos matemáticos de qualidade da água mais complexos na realidade nacional, como o aqui proposto, assume grande relevância. Neste trabalho verifica-se a viabilidade da implantação de modelos matemáticos 3D na RMSP, e sua utilização como subsídio à discussão de questões específicas referentes à gestão dos recursos hídricos, as quais dificilmente poderiam ser avaliadas sem sua utilização. A aplicação do modelo 3D no Reservatório Billings, viabilizada através de um acordo de cooperação firmado entre CETESB e BID, fornece subsídios à avaliação das alterações da qualidade da água neste reservatório, em função de questões como, por exemplo, variações nos bombeamentos do Rio Pinheiros e/ou das condições meteorológicas, e evidencia a importância do envolvimento de técnicos de todas as instituições atuantes na gestão do reservatório para o sucesso da utilização da modelagem. / Mathematical modeling has proved to be an extremely useful technique in forecasting water quality. Because of different hydrometeorological conditions and the different ways in which land is used and existing infrastructure is managed, there is considerable variation in the volume and type of pollutant flowing into the receptor bodies. This has implications for water quality and, consequently, public health. More complex mathematical models, simulating three-dimensional reservoir flows and capable of representing pollutant transportation, circulation and reactions, although widely adopted in other countries, are still underutilized in Brazil. Currently, the RMSP is the scene of several programs designed to improve and maintain water quality in the Alto Tiete basin. These include the Tiete Project, the widening of the Tiete River bed and the water source protection program, all of which are being carried out by national specialists with the help of funding from the IDB, the JBIC and the World Bank. Bearing all this in mind, assessing the implementation of more complex mathematical models is imperative for any discussion of the instruments defined by the regulatory framework for federal and state water resource policy. This thesis addresses the feasibility of implementing 3D mathematical models in the RMSP and their utilization as an aid in the discussion of specific water resource management problems, which would be otherwise be difficult to assess. The application of the model to the Billings Reservoir, thanks to a cooperation agreement between CETESB and the IDB, supplies valuable input for the discussion of the model’s results in evaluating the changes in the reservoir’s water quality engendered by such factors as the pumping of water from the Pinheiros River, reservoir segmentation and basin occupation. At the same time it also highlights that if the utilization of such modeling is to be a success, then it is vital that specialists from all the reservoir management institutions are involved.

A adoção de Modelos Numéricos se constitui numa das principais ferramentas para tomadas de decisões quanto à utilização dos Recursos Hídricos. No presente trabalho, é feita uma revisão de modelos matemáticos empregados no estudo do escoamento superficial de corpos d\'água, com atenção especial voltada aos reservatórios. Tendo em vista o reservatório Billings como um dos mais disputados recursos hídricos no pais, para o estudo do seu comportamento hidrodinâmico e consequente transporte de massa, implementou-se o Modelo Bidimensional Verticalmente Integrado IPH-A, v. 116. Foi feita uma análise do escoamento de larga escala e suas prováveis conseqüências em relação ao estado de degradação da represa. O modelo numérico obteve resultados compatíveis com o observado na prática e poderá ser utilizado para posterior planejamento de campanhas com vistas a sua aferição, bem como servir de guia para implementação de modelos mais complexos e detalhados. / Numerical Modelling is one of the main tools for decision making concerning Water Resources uses. In this work, a review of the mathematical models used to study waterbodies surface flow is dane with closer attention to reservoirs. Having the Billings reservoir in mind as one of the most disputed water resources in the whole country, the vertically averaged two-dimensional model IPH-A v. 116 was employed to its hydrodynamical and consequent mass transport study. A large scale flow analysis and its likely consequencies related to reservoir\'s degradation state was done. The numerical model was in close agreement with field observations and can be used to further field measurements planning regarding its calibration, as well as a guide for more detailed and complex models implementation.

A modelagem matemática de qualidade da água é uma técnica que tem mostrado excelentes resultados na elaboração de prognósticos da qualidade da água. Em função do uso do solo, das condições hidrometeorológicas e da gestão da infra-estrutura existente, a quantidade e o tipo de poluentes afluentes aos corpos receptores têm uma grande variação, o que, por sua vez, traz implicações à qualidade da água e consequentemente à saúde pública e ao meio ambiente. Modelos matemáticos mais complexos, simulando o escoamento tridimensional em reservatórios, com a capacidade de representar o transporte, circulação e reações de poluentes, embora largamente utilizados em outros países, ainda são pouco difundidos em nosso país. No presente momento a RMSP é palco de diversos programas que visam à melhoria e manutenção da qualidade da água do Alto Tietê. Isto inclui o Projeto Tietê, a ampliação da calha do Tietê, e o programa de proteção de mananciais, todos eles com grande esforço de técnicos nacionais e aporte de recursos por organismos financiadores internacionais como BID, BIRD e JBIC. Tendo isto em mente, e a discussão dos instrumentos definidos no marco regulatório envolvendo as políticas nacional e estadual de recursos hídricos, a avaliação da implantação de modelos matemáticos de qualidade da água mais complexos na realidade nacional, como o aqui proposto, assume grande relevância. Neste trabalho verifica-se a viabilidade da implantação de modelos matemáticos 3D na RMSP, e sua utilização como subsídio à discussão de questões específicas referentes à gestão dos recursos hídricos, as quais dificilmente poderiam ser avaliadas sem sua utilização. A aplicação do modelo 3D no Reservatório Billings, viabilizada através de um acordo de cooperação firmado entre CETESB e BID, fornece subsídios à avaliação das alterações da qualidade da água neste reservatório, em função de questões como, por exemplo, variações nos bombeamentos do Rio Pinheiros e/ou das condições meteorológicas, e evidencia a importância do envolvimento de técnicos de todas as instituições atuantes na gestão do reservatório para o sucesso da utilização da modelagem. / Mathematical modeling has proved to be an extremely useful technique in forecasting water quality. Because of different hydrometeorological conditions and the different ways in which land is used and existing infrastructure is managed, there is considerable variation in the volume and type of pollutant flowing into the receptor bodies. This has implications for water quality and, consequently, public health. More complex mathematical models, simulating three-dimensional reservoir flows and capable of representing pollutant transportation, circulation and reactions, although widely adopted in other countries, are still underutilized in Brazil. Currently, the RMSP is the scene of several programs designed to improve and maintain water quality in the Alto Tiete basin. These include the Tiete Project, the widening of the Tiete River bed and the water source protection program, all of which are being carried out by national specialists with the help of funding from the IDB, the JBIC and the World Bank. Bearing all this in mind, assessing the implementation of more complex mathematical models is imperative for any discussion of the instruments defined by the regulatory framework for federal and state water resource policy. This thesis addresses the feasibility of implementing 3D mathematical models in the RMSP and their utilization as an aid in the discussion of specific water resource management problems, which would be otherwise be difficult to assess. The application of the model to the Billings Reservoir, thanks to a cooperation agreement between CETESB and the IDB, supplies valuable input for the discussion of the model’s results in evaluating the changes in the reservoir’s water quality engendered by such factors as the pumping of water from the Pinheiros River, reservoir segmentation and basin occupation. At the same time it also highlights that if the utilization of such modeling is to be a success, then it is vital that specialists from all the reservoir management institutions are involved.

A adoção de Modelos Numéricos se constitui numa das principais ferramentas para tomadas de decisões quanto à utilização dos Recursos Hídricos. No presente trabalho, é feita uma revisão de modelos matemáticos empregados no estudo do escoamento superficial de corpos d\'água, com atenção especial voltada aos reservatórios. Tendo em vista o reservatório Billings como um dos mais disputados recursos hídricos no pais, para o estudo do seu comportamento hidrodinâmico e consequente transporte de massa, implementou-se o Modelo Bidimensional Verticalmente Integrado IPH-A, v. 116. Foi feita uma análise do escoamento de larga escala e suas prováveis conseqüências em relação ao estado de degradação da represa. O modelo numérico obteve resultados compatíveis com o observado na prática e poderá ser utilizado para posterior planejamento de campanhas com vistas a sua aferição, bem como servir de guia para implementação de modelos mais complexos e detalhados. / Numerical Modelling is one of the main tools for decision making concerning Water Resources uses. In this work, a review of the mathematical models used to study waterbodies surface flow is dane with closer attention to reservoirs. Having the Billings reservoir in mind as one of the most disputed water resources in the whole country, the vertically averaged two-dimensional model IPH-A v. 116 was employed to its hydrodynamical and consequent mass transport study. A large scale flow analysis and its likely consequencies related to reservoir\'s degradation state was done. The numerical model was in close agreement with field observations and can be used to further field measurements planning regarding its calibration, as well as a guide for more detailed and complex models implementation.

A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) acumula historicamente, problemas relacionados à exclusão social e à degradação ambiental. Esta problemática socioambiental encontra nas áreas dos mananciais metropolitanos sua maior expressão; suas causas referemse à falta de planejamento, de fiscalização, de políticas públicas, especulação imobiliária, entre outras. Atualmente, fortes intervenções governamentais estão em curso nestas áreas, o que exige uma análise de seus prováveis impactos socioambientais. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é prognosticar os possíveis impactos, positivos ou negativos, que obras de infraestrutura podem causar aos bairros Parque Miami, Jardim Riviera e seus entornos, às margens da Represa Billings. A urbanização de áreas irregulares, a implementação de saneamento básico e o incremento de sistema viário são as três variáveis analíticas consideradas neste estudo, escolhidas em função de corresponderem às principais ações estruturais previstas nas áreas selecionadas. O método utilizado baseou-se na análise evolutiva do uso do solo e na identificação de fragilidades ambientais, as quais possibilitaram a análise integrada. Tecnicamente, foram feitos mapeamentos para demonstrar a evolução do uso e ocupação do solo e as fragilidades naturais da área. Em seguida, a pesquisa apoiou-se em trabalhos de campo, que viabilizaram a observação e registros fotográficos da área. Além disso, foram realizadas entrevistas com responsáveis pelas obras e com o representante da comunidade. Estudos voltados a esta problemática são cada vez mais necessários, pois identificar as transformações e as conseqüências da ocupação pode subsidiar o planejamento urbano e ambiental. De forma geral as obras de urbanização e saneamento mostram-se satisfatórias no que tange a questão social. Em relação ao Rodoanel Trecho Sul, a população já foi impactada, mas esta obra pode desencadear impactos futuros. Na questão ambiental o Rodoanel já causou diversos impactos, e as de urbanização também podem causar, mas também existem os impactos positivos, como a suspensão do despejo de dejetos domésticos na Represa Billings. / The Metropolitan Region of São Paulo accumulates historically, problems related to social exclusion and environmental degradation. This socio-environmental problem found in the metropolitan areas sources its most significant expression; their causes are relate to lack of planning, monitoring, public policy, real estate speculation, among others. At present, strong government intervention in these areas are underway, which requires an analysis of its likely social-environmental impacts. Thus, the objective of this study is to forecast the possible impacts, positive or negative, that infrastructure works can cause at Parque Miami, Jardim Riviera and its neighborhoods, in surroundings of the Billings Reservoir. The urbanization of irregular areas, the implementation of sanitation and enhancement of the road system are the three variables considered in this analytical study, chosen according to correspond to major structural actions set out in selected areas. The method used was based on evolutionary analysis of land use and to identify environmental weaknesses, which allowed an integrated analysis. Technically, mappings were made to demonstrate the evolution of the use and occupation of land and the fragility of the natural area. Then, the research was based on field work, which enabled the observation and photographic records of the area. In addition, interviews were conducted with the works responsible and with the community representative. Studies involving this issue are increasingly necessary because the transformations and identify the consequences of the occupation can subsidize the urban and environmental planning. In general the urbanization works and sanitation was satisfactory with respect to social issues. Regarding the Rodoanel Trecho Sul, the population has been already impacted, but this work can initiate future impacts. In the Rodoanel environmental issue has caused many impacts, and urbanization may also cause, but there are also positive impacts, such as the suspension of domestic waste dump in Billings Reservoir.

A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) acumula historicamente, problemas relacionados à exclusão social e à degradação ambiental. Esta problemática socioambiental encontra nas áreas dos mananciais metropolitanos sua maior expressão; suas causas referemse à falta de planejamento, de fiscalização, de políticas públicas, especulação imobiliária, entre outras. Atualmente, fortes intervenções governamentais estão em curso nestas áreas, o que exige uma análise de seus prováveis impactos socioambientais. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é prognosticar os possíveis impactos, positivos ou negativos, que obras de infraestrutura podem causar aos bairros Parque Miami, Jardim Riviera e seus entornos, às margens da Represa Billings. A urbanização de áreas irregulares, a implementação de saneamento básico e o incremento de sistema viário são as três variáveis analíticas consideradas neste estudo, escolhidas em função de corresponderem às principais ações estruturais previstas nas áreas selecionadas. O método utilizado baseou-se na análise evolutiva do uso do solo e na identificação de fragilidades ambientais, as quais possibilitaram a análise integrada. Tecnicamente, foram feitos mapeamentos para demonstrar a evolução do uso e ocupação do solo e as fragilidades naturais da área. Em seguida, a pesquisa apoiou-se em trabalhos de campo, que viabilizaram a observação e registros fotográficos da área. Além disso, foram realizadas entrevistas com responsáveis pelas obras e com o representante da comunidade. Estudos voltados a esta problemática são cada vez mais necessários, pois identificar as transformações e as conseqüências da ocupação pode subsidiar o planejamento urbano e ambiental. De forma geral as obras de urbanização e saneamento mostram-se satisfatórias no que tange a questão social. Em relação ao Rodoanel Trecho Sul, a população já foi impactada, mas esta obra pode desencadear impactos futuros. Na questão ambiental o Rodoanel já causou diversos impactos, e as de urbanização também podem causar, mas também existem os impactos positivos, como a suspensão do despejo de dejetos domésticos na Represa Billings. / The Metropolitan Region of São Paulo accumulates historically, problems related to social exclusion and environmental degradation. This socio-environmental problem found in the metropolitan areas sources its most significant expression; their causes are relate to lack of planning, monitoring, public policy, real estate speculation, among others. At present, strong government intervention in these areas are underway, which requires an analysis of its likely social-environmental impacts. Thus, the objective of this study is to forecast the possible impacts, positive or negative, that infrastructure works can cause at Parque Miami, Jardim Riviera and its neighborhoods, in surroundings of the Billings Reservoir. The urbanization of irregular areas, the implementation of sanitation and enhancement of the road system are the three variables considered in this analytical study, chosen according to correspond to major structural actions set out in selected areas. The method used was based on evolutionary analysis of land use and to identify environmental weaknesses, which allowed an integrated analysis. Technically, mappings were made to demonstrate the evolution of the use and occupation of land and the fragility of the natural area. Then, the research was based on field work, which enabled the observation and photographic records of the area. In addition, interviews were conducted with the works responsible and with the community representative. Studies involving this issue are increasingly necessary because the transformations and identify the consequences of the occupation can subsidize the urban and environmental planning. In general the urbanization works and sanitation was satisfactory with respect to social issues. Regarding the Rodoanel Trecho Sul, the population has been already impacted, but this work can initiate future impacts. In the Rodoanel environmental issue has caused many impacts, and urbanization may also cause, but there are also positive impacts, such as the suspension of domestic waste dump in Billings Reservoir.