Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-16T10:28:49Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Teodoro dos Santos Cordeiro Didonet - 2017.pdf: 3406839 bytes, checksum: 596f54252c80087a5daf3da4918ebd91 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-16T10:29:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Teodoro dos Santos Cordeiro Didonet - 2017.pdf: 3406839 bytes, checksum: 596f54252c80087a5daf3da4918ebd91 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-16T10:29:09Z (GMT). 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The main objective of this study was to characterize and quantify the hydrological, sedimentological and granulometric characteristics of the urban watercourse of the Rio das Antas basin, located in Anápolis, Goiás, wich faces various erosion processes. Continuous monitoring of precipitation, flow rates, sediment concentrations and turbidity was performed using pluviographs, linigraphs, an automatic sampler and a laser granulometer during most of a rainy season, where samples were collected and 14 events were analyzed. Descriptive statistical analyzes, identification of hysteresis patterns, Event Mean Concentration, “first flush” phenomenon effects and grain size distribution and their relationships with precipitations and flow rates were performed. The peak concentration of total sediments reached 3,380 mg L -1 , and approximately 83% were suspended sediments. No “first flush" has been recorded in any event. The highest mean concentration observed for suspended sediments was 1,714.6 mg/m3 and the mean of the events was 1,001.3 mg/m3, values considered to be high when compared to river basin flows, where the highest was 15.49 m 3 s -1 . The maximum flow rates were determinant in the total sediment, however, the same flow range carried very different amounts of suspended sediments during the floods. This behavior suggests that the variation also depends on precipitation characteristics and sediment sources. In the hysteresis analyzes, it can be verified that these sources are located farther from the monitoring point, but are also the river itself, since the most frequent hysteresis loop was "Figure Eight" followed by the"Counter Clock-wise” type. There were complex hysteretic loops characterized by multiple peaks of flow and sediments. The size of particles carried by the flow varies throughout the rainy season. The suspended sediment particles had dimensions between 0.0019 mm and 0.990 mm being characterized as sandy silt material. The small and medium particles were more frequent in final events and larger particles occurred in the middle of the period. Finner particles were more present during the rise of the hydrograph and in the recession phase the amount of particles with dimensions between 0.2 mm e 0.6 mm increased in some events. Particles larger than 0.6 mm were not related to precipitation. It was also observed that the amount of dissolved solids decreases with increasing particle size and may indicate that larger particles have less capacity to absorb/adsorb other pollutants. It is observed that the suspended sediments vary between the events and within the same event and depends on the hydrological behavior, the characteristics of the water body and the type of monitoring. / Os sedimentos transportados pelo escoamento superficial e pelos rios são componentes essenciais no entendimento das mudanças ocorridas em uma bacia hidrográfica e da qualidade de sistemas aquáticos. A alta variabilidade dos eventos chuvosos, da CSS e da relação entre eles produzem dinâmicas comportamentais complexas de difícil interpretação. Porém o estudo destes aspectos é uma ferramenta útil e frequentemente usada na quantificação dos impactos decorrentes de processos erosivos e hidrossedimentológicos. Este estudo teve por objetivo caracterizar e analisar quanti-qualitativamente as características hidrológicas, sedimentológicas e granulométricas dotrecho urbano da bacia do Rio das Antas, localizado no município de Anápolis, Goiás, o qual enfrenta vários processos erosivos. Um monitoramento contínuo das precipitações, vazões, concentrações de sedimentos e turbidez foi realizado utilizando pluvíografos, linígrafos, um amostrador automático e um granulômetro a laser durante o período chuvoso, onde foram coletadas amostras e analisados 14 eventos. Análises estatísticas descritivas, identificação dos padrões de histerese, Concentração Média do Evento, efeitos de “first flush” e a distribuição granulométrica e suas relações com as precipitações e vazões foram realizados. O pico de concentração de sedimentos totais foi de 3.380 mg L -1 , sendo que, aproximadamente, 83% eram sedimentos suspensos. Não foi registrado o fenômeno “first flush” em nenhum evento. A maior Concentração Média do Evento observada para os sedimentos suspensos foi de 1.714,6 mg/m3 e a média dos eventos foi de 1.001,3 mg/m3, valores considerados altos quando comparados as vazões de base do rio, onde o maior pico registrado foi 15,49 m3 s -1 . As vazões máximas foram determinantes no total de sedimentos, no entanto, uma mesma faixa de vazão transportou quantidades bem diferentes de sedimentos suspensos durante as cheias. Este comportamento sugere que sua variação também depende das características das precipitações e das fontes geradoras de sedimentos. Nas análises de histerese, pode-se verificar que estas fontes estão presentes no próprio rio, mas também em locais mais distantes do ponto de monitoramento, pois o laço de histerese mais frequente foi “Figura Oito” seguido do tipo “Anti-horário”. Houveram laços histeréticos complexos caracterizados por picos múltiplos de vazão e sedimentos. O tamanho das partículas transportadas pelo escoamento varia em todo o período chuvoso. As partículas de sedimentos suspensos tinham dimensões entre 0,0019 mm e 0,990 mm sendo caracterizadas como material silte arenoso. As partículas pequenas e médias foram mais frequentes nos eventos finais do período chuvoso e as partículas maiores ocorreram no meio do período. Partículas mais finas estavam mais presentes durante a ascensão do hidrograma e, na fase de recessão, a quantidade de partículas com dimensões entre 0,2 mm e 0,6 mm aumentava em alguns eventos. As partículas maiores que 0,6 mm não apresentaram relação com a precipitação. Foi observado ainda que a quantidade de sólidos dissolvidos diminui com o aumento do tamanho da partícula, podendo indicar que partículas maiores tem menor capacidade de absorver/adsorver outros poluentes. Observa-se que os sedimentos suspensos variam entre os eventos e dentro do mesmo evento e depende do comportamento hidrológico, das características do corpo hídrico e do tipo de monitoramento.

As águas superficiais vêm sofrendo impactos em diversas cidades e o escoamento superficial tem sido uma das causas primárias de degradação dos recursos hídricos devido à poluição difusa, além das fontes pontuais, como efluentes domésticos e industriais. A Concentração Média do Evento (CME) tem sido muito utilizada para caracterizar a poluição difusa gerada no escoamento superficial durante o evento de precipitação, além de ser empregada como parâmetro de entrada na estimativa de carga de origem difusa por meio de modelos hidrológicos. Este estudo se dedicou especialmente à avaliação de como a CME influencia a estimativa de cargas difusas quando parâmetro de entrada para modelos hidrológicos. Para isso, além de atividades de campo visando à confecção de modelos de previsão da CME com base em dados reais de uma bacia hidrográfica urbana (Mineirinho, São Carlos, SP) em resposta a eventos chuvosos, buscou-se ajustar, à realidade brasileira, um modelo consagrado para estimativa de cargas difusas e aplicado principalmente em países com clima temperado. Os resultados desta pesquisa mostraram que, em geral, os valores de CME observados são de 2 a 12 vezes maiores que os encontrados na literatura internacional. Em comparação com estudos nacionais, observou-se uma variação nos dados encontrados dependendo das características da bacia hidrográfica monitorada. Além disso, ao adequar o modelo hidrológico L-THIA às características locais, verificou-se um aumento na estimativa da carga de origem difusa quando se utilizavam dados locais. Por fim, com base nas análises realizadas neste estudo, foi possível verificar que os valores de CME que melhor representam as características da bacia hidrográfica do Mineirinho são: nitrogênio total Kjeldahl 6,19 mg.L-1, fósforo total 1,00 mg.L-1, sólidos suspensos totais 870 mg.L-1, chumbo 0,78 mg.L-1, cobre 0,09 mg.L-1 e zinco 0,34 mg.L-1. Reforça-se, portanto, a necessidade de estudos locais para análise da poluição difusa para o planejamento de ações de mitigação de poluição difusa no Brasil. / Surface water has been impacted in several cities and surface runoff has been one of the primary causes of degradation of this resource due to nonpoint source pollution besides the point sources, like domestic effluents and industries. The Event Mean Concentration (EMC) has been widely used to characterize the diffuse pollution generated in the surface runoff during the precipitation event, and it is still used as input parameter in hydrological models that seek to estimate diffuse load. This study focused particularly on the evaluation of how the EMC influences the estimation of diffuse loads as input parameter for hydrological models. To that end, in addition to field activities for the preparation of EMC forecast models based on real data from a river basin in response to rainy events, we attempted to adjust to the Brazilian reality a well-established model for estimating diffuse loads and mainly applied in countries with temperate climate. The results of this research showed that, overall, the EMC observed values are from 2 to 12 times higher than those found in the international literature. Compared with national studies, a variation was observed in the data found depending on the characteristics of the monitored watershed. In addition, when adapting the L-THIA hydrological model to local characteristics, there was an increase in the diffuse source load estimate when using local data. Finally, based on the analyzes carried out in this study, it was possible to verify that the EMC values which best represent the characteristics of the Mineirinho river basin are: Total Kjeldahl Nitrogen 6.19 mg.L-1, Total Phosphorous 1.00 mg.L-1, Total Suspended Solids 870 mg.L-1, Lead 0.78 mg.L-1, Copper 0.09 mg.L-1 and Zinc 0.34 mg.L-1. Therefore, it is necessary to carry out local studies to analyze diffuse pollution in order to create a more solid basis for the planning of mitigation actions to control diffuse pollution in Brazil.

The point and nonpoint source pollution released in rivers are the main responsible for the deterioration of the surface water quality. This study aimed to evaluate the water quality of the Vacacai – Vacacai Mirim watershed, in sub-basins located in the city of Santa Maria – RS. In the Vacacai Mirim River, the quality of the water and surface runoff were evaluated through the monitoring of five precipitation events in Joao Goulart sub-basin. The surface runoff negatively influenced the water quality of this water body. The EMC for the analysed parameters, as well as for the transported pollutants masses varied considerably among events. The average EMC for the BOD variable (51.3 mg∙L-1) stands out. The limit established for this variable for class 2 of CONAMA Resolution 357/2005 is only 5 mg∙L-1. Furthermore, the variability of the nonpoint source pollution in Vacacai Mirim River was evaluated in five sub-basins: João Goulart, Rancho do Amaral, Alto da Colina, Menino Deus II, and Menino Deus IV through cluster and principal components analysis using data from current and previous monitoring performed in this watershed. The five sub-basins were grouped according to the water quality and predominant land use and occupation. The BOD variable was essential in the water quality characterization of all sub-basins, and for the majority of them the total coliforms, E. coli, total solids, nitrogen and phosphorus variables were also essentials. In the Vacacai and Vacacai Mirim Rivers the presence of pharmaceutical and hormonal residues was studied in two urban sub-basins with large percentage of impermeable area. In Cancela-Tamandai sub-basin, the hormone etisterone and ibuprofen and paracetamol drugs were detected. The equivalent of 30 tablets of ibuprofen and 15 of paracetamol were released in this water body, on average per day. In the João Goulart sub-basin only the drugs ibuprofen and paracetamol were detected, hence the equivalent daily average load released in this water body is 52 tablets of ibuprofen and 14.5 of paracetamol. The hormones 17β-estradiol, estriol, estrone and megestrol acetate were not detected in the studied watersheds. Therefore, there is the necessity of investments to ensure the improvement of the sewage networks and treatment of domestic effluents, as well as the solid waste collection services. Together these sources contribute to the poor water quality confirmed in this study. / As fontes de poluição pontuais e difusas lançadas nos rios são as principais responsáveis pela degradação da qualidade da água superficial. Este estudo teve como objetivo avaliar a qualidade da água da bacia hidrográfica Vacacaí – Vacacaí Mirim, em sub-bacias localizadas no município de Santa Maria, RS. No rio Vacacaí Mirim, foi avaliada a qualidade da água e do escoamento superficial através do monitoramento de cinco eventos de precipitação na sub-bacia denominada João Goulart. O escoamento superficial impactou negativamente a qualidade da água desse corpo hídrico. As concentrações médias dos parâmetros analisados variaram consideravelmente entre os eventos, assim como as massas poluentes transportadas no curso hídrico. Destaca-se a concentração média do evento para a variável DBO, que foi 51,3 mg∙L-1, sendo que o limite estabelecido para a classe 2 da Resolução CONAMA 357/2005 é de apenas 5 mg∙L-1. Ainda no rio Vacacaí Mirim, foi avaliada a variabilidade da poluição difusa em cinco sub-bacias: João Goulart, Rancho do Amaral, Alto da Colina, Menino Deus II e Menino Deus IV por meio das análises estatísticas de agrupamento e componentes principais utilizando dados de monitoramento atual e realizados anteriormente nesta bacia. As cinco sub-bacias foram agrupadas conforme a qualidade da água e o uso e ocupação do solo predominante. A variável DBO foi importante na caracterização da qualidade da água de todas as sub-bacias, e para a maioria delas, as variáveis CT, E.coli, ST, nitrogênio e fósforo também foram importantes, pois são variáveis que descrevem a qualidade da água com elevada significância. Nos rios Vacacaí e Vacacaí Mirim foi investigada a presença de resíduos farmacêuticos e hormonais em duas sub-bacias urbanas e com grande porcentagem de área impermeável. Na sub-bacia Cancela-Tamandaí foram detectados o hormônio etisterona e os fármacos ibuprofeno e paracetamol. A partir das concentrações analisadas, estima-se que foi lançado nesse corpo hídrico, em média por dia, o equivalente a 30 comprimidos de ibuprofeno e 15 de paracetamol. Na sub-bacia João Goulart foram detectados apenas os fármacos ibuprofeno e paracetamol, sendo lançada a carga média diária equivalente a 52 comprimidos de ibuprofeno e 14,5 comprimidos de paracetamol nesse curso hídrico. Os hormônios 17 β-estradiol, estriol, estrona e acetato de megestrol nunca foram detectados nas bacias estudadas. Diante do exposto, verifica-se a necessidade de investimentos na melhoria de redes de coletas e tratamentos de efluentes domésticos, assim como os serviços de coleta de resíduos sólidos. Juntamente, essas fontes contribuem para má qualidade da água verificada nesse estudo.

As águas superficiais vêm sofrendo impactos em diversas cidades e o escoamento superficial tem sido uma das causas primárias de degradação dos recursos hídricos devido à poluição difusa, além das fontes pontuais, como efluentes domésticos e industriais. A Concentração Média do Evento (CME) tem sido muito utilizada para caracterizar a poluição difusa gerada no escoamento superficial durante o evento de precipitação, além de ser empregada como parâmetro de entrada na estimativa de carga de origem difusa por meio de modelos hidrológicos. Este estudo se dedicou especialmente à avaliação de como a CME influencia a estimativa de cargas difusas quando parâmetro de entrada para modelos hidrológicos. Para isso, além de atividades de campo visando à confecção de modelos de previsão da CME com base em dados reais de uma bacia hidrográfica urbana (Mineirinho, São Carlos, SP) em resposta a eventos chuvosos, buscou-se ajustar, à realidade brasileira, um modelo consagrado para estimativa de cargas difusas e aplicado principalmente em países com clima temperado. Os resultados desta pesquisa mostraram que, em geral, os valores de CME observados são de 2 a 12 vezes maiores que os encontrados na literatura internacional. Em comparação com estudos nacionais, observou-se uma variação nos dados encontrados dependendo das características da bacia hidrográfica monitorada. Além disso, ao adequar o modelo hidrológico L-THIA às características locais, verificou-se um aumento na estimativa da carga de origem difusa quando se utilizavam dados locais. Por fim, com base nas análises realizadas neste estudo, foi possível verificar que os valores de CME que melhor representam as características da bacia hidrográfica do Mineirinho são: nitrogênio total Kjeldahl 6,19 mg.L-1, fósforo total 1,00 mg.L-1, sólidos suspensos totais 870 mg.L-1, chumbo 0,78 mg.L-1, cobre 0,09 mg.L-1 e zinco 0,34 mg.L-1. Reforça-se, portanto, a necessidade de estudos locais para análise da poluição difusa para o planejamento de ações de mitigação de poluição difusa no Brasil. / Surface water has been impacted in several cities and surface runoff has been one of the primary causes of degradation of this resource due to nonpoint source pollution besides the point sources, like domestic effluents and industries. The Event Mean Concentration (EMC) has been widely used to characterize the diffuse pollution generated in the surface runoff during the precipitation event, and it is still used as input parameter in hydrological models that seek to estimate diffuse load. This study focused particularly on the evaluation of how the EMC influences the estimation of diffuse loads as input parameter for hydrological models. To that end, in addition to field activities for the preparation of EMC forecast models based on real data from a river basin in response to rainy events, we attempted to adjust to the Brazilian reality a well-established model for estimating diffuse loads and mainly applied in countries with temperate climate. The results of this research showed that, overall, the EMC observed values are from 2 to 12 times higher than those found in the international literature. Compared with national studies, a variation was observed in the data found depending on the characteristics of the monitored watershed. In addition, when adapting the L-THIA hydrological model to local characteristics, there was an increase in the diffuse source load estimate when using local data. Finally, based on the analyzes carried out in this study, it was possible to verify that the EMC values which best represent the characteristics of the Mineirinho river basin are: Total Kjeldahl Nitrogen 6.19 mg.L-1, Total Phosphorous 1.00 mg.L-1, Total Suspended Solids 870 mg.L-1, Lead 0.78 mg.L-1, Copper 0.09 mg.L-1 and Zinc 0.34 mg.L-1. Therefore, it is necessary to carry out local studies to analyze diffuse pollution in order to create a more solid basis for the planning of mitigation actions to control diffuse pollution in Brazil.