Desenvolveu-se um modelo computacional denominado"SISDRENA", que a partir de séries históricas de dados diários de precipitação e evapotranspiração potencial, características físico-hídricas do solo, dados de sensibilidade da cultura ao excesso e à falta de água, sistema radicular e características do sistema de drenagem, permite simular a posição do lençol freático, a evapotranspiração real e o armazenamento de água na zona radicular, contabilizando ou não o escoamento superficial nas simulações. O escoamento superficial é estimado por uma modificação do método do Número da Curva, que considera também a porosidade drenável do solo e a profundidade do lençol freático. A posição do lençol freático é estimada pela equação de De Zeenw e Hellinga. O modelo calcula os índices SEW30 número de dias secos e produtividades relativas esperadas devido ao excesso e déficit de umidade, os quais permitem uma avaliação do comportamento da cultura ao longo do seu ciclo e, a partir daí, estima produtividades relativas anuais. Estas estimativas permitem determinar, realizando-se uma análise econômica, qual o espaçamento entre drenos ideal para cada situação simulada. O desempenho do modelo SISDRENA foi comparado com o do modelo SIMDRENO, considerando o modelo norte americano DRAINMOD como padrão. O modelo SISDRENA pode corrigir algumas limitações do SIMDRENO, tais como contabilizar de forma mais precisa o efeito do fluxo ascendente, sobre o rebaixamento do lençol freático, permitindo simular rebaixamentos do mesmo abaixo da linha dos drenos e considerar o efeito da drenagem subterrânea sobre o escoamento superficial. Foram comparados resultados relativos a estimativas diárias da altura do lençol freático, armazenamento de água na zona radicular, evapotranspiração real, vazão escoada através dos drenos e escoamento superficial, bem como previsões dos índices de desempenho do sistema de drenagem, produtividades relativas esperadas e espaçamentos entre drenos mais econômicos. Nas comparações diárias o SISDRENA quando comparado com o SIMDRENO, em relação ao DRAINMOD, apresentou menores erros padrões quanto a estimativa da altura do lençol freático, vazão, evapotranspiração real e escoamento superficial. Os dois modelos obtiveram resultados semelhantes no que diz respeito ao armazenamento de água na zona radicular. Os índices que permitem a análise do desempenho do sistema de drenagem, simulados pelo SISDRENA foram melhor estimados em relação ao SIMDRENO, quando comparados com o DRAINMOD. As produtividades médias e prováveis calculadas pelo SISDRENA apresentaram menores desvios do que as estimadas pelo SIMDRENO, principalmente para maiores espaçamentos entre drenos, em relação às obtidas pelo DRAINMOD. Com relação à estimativa do espaçamento mais econômico entre drenos pode-se verificar que os três modelos apresentaram resultados semelhantes / not available

Desenvolveu-se um modelo computacional denominado"SISDRENA", que a partir de séries históricas de dados diários de precipitação e evapotranspiração potencial, características físico-hídricas do solo, dados de sensibilidade da cultura ao excesso e à falta de água, sistema radicular e características do sistema de drenagem, permite simular a posição do lençol freático, a evapotranspiração real e o armazenamento de água na zona radicular, contabilizando ou não o escoamento superficial nas simulações. O escoamento superficial é estimado por uma modificação do método do Número da Curva, que considera também a porosidade drenável do solo e a profundidade do lençol freático. A posição do lençol freático é estimada pela equação de De Zeenw e Hellinga. O modelo calcula os índices SEW30 número de dias secos e produtividades relativas esperadas devido ao excesso e déficit de umidade, os quais permitem uma avaliação do comportamento da cultura ao longo do seu ciclo e, a partir daí, estima produtividades relativas anuais. Estas estimativas permitem determinar, realizando-se uma análise econômica, qual o espaçamento entre drenos ideal para cada situação simulada. O desempenho do modelo SISDRENA foi comparado com o do modelo SIMDRENO, considerando o modelo norte americano DRAINMOD como padrão. O modelo SISDRENA pode corrigir algumas limitações do SIMDRENO, tais como contabilizar de forma mais precisa o efeito do fluxo ascendente, sobre o rebaixamento do lençol freático, permitindo simular rebaixamentos do mesmo abaixo da linha dos drenos e considerar o efeito da drenagem subterrânea sobre o escoamento superficial. Foram comparados resultados relativos a estimativas diárias da altura do lençol freático, armazenamento de água na zona radicular, evapotranspiração real, vazão escoada através dos drenos e escoamento superficial, bem como previsões dos índices de desempenho do sistema de drenagem, produtividades relativas esperadas e espaçamentos entre drenos mais econômicos. Nas comparações diárias o SISDRENA quando comparado com o SIMDRENO, em relação ao DRAINMOD, apresentou menores erros padrões quanto a estimativa da altura do lençol freático, vazão, evapotranspiração real e escoamento superficial. Os dois modelos obtiveram resultados semelhantes no que diz respeito ao armazenamento de água na zona radicular. Os índices que permitem a análise do desempenho do sistema de drenagem, simulados pelo SISDRENA foram melhor estimados em relação ao SIMDRENO, quando comparados com o DRAINMOD. As produtividades médias e prováveis calculadas pelo SISDRENA apresentaram menores desvios do que as estimadas pelo SIMDRENO, principalmente para maiores espaçamentos entre drenos, em relação às obtidas pelo DRAINMOD. Com relação à estimativa do espaçamento mais econômico entre drenos pode-se verificar que os três modelos apresentaram resultados semelhantes / not available

Given the importance of climate conditions in the agricultural environment, more specifically in the transport of water in the soil, there is a need to understand the effects of climate change on the water dynamics in the soil. This influence of climate conditions in the agricultural environment seems to be important in evapotranspiration, water availability for plants and roots, and for other processes. Many theoretical models have been developed to characterize the physical processes involved in water and transport. Climate prediction models such as the suite of models in the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) make it possible generate climate data that can be used to characterize physical and biological processes. This research focuses on two main aspects: 1) the effects of climate change on the occurrence of extreme events that may affect agricultural processes in the region of Urbana-Champaign, in Illinois (USA) and 2) the effects of climate change on the dynamic of soil water in a corn crop (two fields, ANW and ASW) in the studied area. To explore the impacts of climate change on the occurrence of extreme events, the errors of some climate models from CMIP5 were evaluated and the models were subsequently used to develop indices to represent the occurrence of extreme events. These indices were calculated from observed data, and historical and future simulations, considering pessimistic and optimistic scenarios of climate change. The model that best represents the climate in the region was used to provide input data for Hydrus simulation of the soil water dynamics in two fields with different drainage system layout. These simulations with the Hydrus model were made for current conditions and for near term, midcentury, and end of century time periods (2011-2040, 2041-2070, 2071-2100, respectively). The results indicate that the variation of precipitation in the future may result in increased in one (RX1DAY) and five days (RX5DAY) maximum precipitation, and in the number of consecutive dry days (CDD) and consecutive wet days (CWD). Changes in temperature will be reflected as an increase of the indices of maximum and minimum values of temperatures and summer days (TNn, TNx, TXn, TXx and SU); and decreasing of the index of icing and frost days (ID, FD). This increasing of temperatures will represent a risk for agriculture, due to increased evapotranspiration, which will increase crop water demand and can create a hydric stress. Results of Hydrus simulations of surface flux, cumulative surface flux, runoff, cumulative runoff, soil water storage and cumulative infiltration, with input data from the IPSL model, are presented. These variables are critical in a corn crop, and are dependent on climate variables, soil conditions, parameters of the study region, drainage system, crop characteristics, inter alia. The ANW field had lower values of surface flux and cumulative surface flux comparing to the ASW field. This results is indicative that the risk associated with the ASW drainage system layout is higher than that of the ANW drainage system layout, related to the wider spacing between drains and the difficulty in removing water at the required rate. In general, the maximum and average values of surface flux and cumulative surface flux, will increase over time. In addition, it is noticeable that all Hydrus simulation indicates increasing maximum surface runoff and cumulative surface runoff over time. Percentile changes in average runoff and cumulative runoff are dependent on the period simulated. Increases range from 5.61 to 24.4% in the short term (2011-2040), 16.45 to 39.32% in the medium term (2041-2070) and 3.32 to 19.98% in the long term (2071-2100) compared to historical simulation. The maximum values of infiltration tend to be higher in all simulations when compared to the reference period in both fields. Changes in cumulative infiltration are indicative that infiltration will increase in the future. With respect to the correlation between runoff and extreme events, all simulations showed that the correlation between runoff and extreme precipitation events (RX1DAY ranges between 0.76 and 0.78, and RX5DAY ranges between 0.5 and 0.66), are higher than the correlation between runoff and precipitation (ranges between 0.31 and 0.43). This approach can improve the understanding of climate changes impacts on sustainable groundwater management based on adaptive management. Information gained in this work can be used to design monitoring systems to manage a sustainable groundwater in future climate regimes and create mitigation measures to prevent any risk for food security. An implication of the study is that the impact of climate change on water resources is a function of the projection scenario. The study was limited by the use of daily time step, necessitated by the large data sets. / Dada a importância das condições climáticas no ambiente agrícola, mais especificamente no transporte de água, é necessário compreender o efeito da mudança climática dinâmica da água no solo. Muitos modelos teóricos foram desenvolvidos para caracterizar os processos físicos envolvidos no transporte da água. Os modelos de previsão climática, como o conjunto de modelos do CMIP5, permitem gerar dados climáticos que podem ser usados para caracterizar processos físicos e biológicos. Esta pesquisa foca em dois aspectos principais: 1) efeito das mudanças climáticas na ocorrência de eventos extremos que podem afetar os processos agrícolas na região e 2) efeitos das mudanças climáticas na dinâmica da água no solo sob uma cultura de milho (dois campos experimentais, ANW e ASW) em uma região de Illinois (EUA). Os resultados encontrados indicam que a variação da precipitação no futuro pode causar o aumento de RX1DAY, RX5DAY, CDD e CWD. Considerando os eventos extremos de temperatura, percebemos que o aumento da temperatura média, máxima e mínima será refletido no aumento dos indices TNn, TNx, TXn, TXx e SU; e na diminuição dos indices ID e FD. Este aumento de temperaturas representará um risco para a agricultura considerando a evapotranspiração, que aumentará a necessidade de água das plantas e poderá criar um estresse hídrico. Os resultados apresentam as simulações do modelo IPSL aplicado no modelo Hydrus para simular, fluxo superficial, fluxo superficial acumulado, escoamento superficial, escoamento superficial acumulado, armazenamento de água do solo e infiltração acumulada. Essas variáveis são importantes na produção de milho e são função das variáveis climáticas, condições do solo e também alguns parâmetros da região de estudo, como o sistema de drenagem, as características da cultura e outros. O campo ANW apresentou valores mais baixos de fluxo superficial em comparação ao campo ASW. Isso indica que o risco associado ao sistema de drenagem ASW é maior que o ANW, que está relacionado ao maior espaçamento entre os drenos e a dificuldade em drenar a quantidade necessária de água. A tendência do fluxo superficial e do fluxo cumulativo de superfície, em geral, é de aumento em cenários de mudanças climáticas (em valores máximos e médios). Também é notável que toda a simulação indica o aumento do escoamento superficial em termos de valores máximos. O percentil de mudanças nos valores médios de escoamento mostra que a projeção climática tende a aumentar o escoamento superficial em diferentes cenários de simulação. Esta faixa crescente é de 5,61 a 24,4% em curto prazo (2011-2040), 16,45 a 39,32% em médio prazo (2041-2070) e 3,32 a 19,98% em longo prazo (2071-2100) em relação à simulação histórica (1976-2005). Os valores máximos de infiltração tendem a ser maiores em todas as simulações quando comparados ao período de referência (em ambos os campos). Além disso, mudanças na infiltração acumulada indicam que a infiltração média tende a aumentar no futuro. Considerando a correlação entre o escoamento superficial e os eventos de extremos climáticos, todas as simulações indicaram que a correlação entre o escoamento e os eventos extremos de precipitação RX1DAY (varia entre 0,76 e 0,78) e RX5DAY (varia entre 0,5 e 0,66), sendo estas maiores do que a correlação entre o escoamento superficial e a precipitação (intervalos entre 0,31 e 0,43). Conclui-se, portanto, que a ocorrência de eventos de extremos climáticos está mais associada as variáveis estudadas do que a condição climática em si, tendo impactos diretos na agricultura. O estudo mostra diferentes indicações do impacto das mudanças climáticas no recurso hídrico usando diferentes projeções. Uma dificuldade da pesquisa é sobre a grande quantidade de dados ea necessidade de tempo de passagem diário para a integração de variáveis. Esta abordagem pode melhorar a compreensão dos impactos das mudanças climáticas na gestão sustentável das águas subterrâneas com base no gerenciamento adaptativo. As informações obtidas neste trabalho podem ser usadas para projetar sistemas de monitoramento para gerenciar águas subterrâneas de maneira sustentável em regimes climáticos futuros e criar medidas de mitigação para garantir a segurança alimentar.

Given the importance of climate conditions in the agricultural environment, more specifically in the transport of water in the soil, there is a need to understand the effects of climate change on the water dynamics in the soil. This influence of climate conditions in the agricultural environment seems to be important in evapotranspiration, water availability for plants and roots, and for other processes. Many theoretical models have been developed to characterize the physical processes involved in water and transport. Climate prediction models such as the suite of models in the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) make it possible generate climate data that can be used to characterize physical and biological processes. This research focuses on two main aspects: 1) the effects of climate change on the occurrence of extreme events that may affect agricultural processes in the region of Urbana-Champaign, in Illinois (USA) and 2) the effects of climate change on the dynamic of soil water in a corn crop (two fields, ANW and ASW) in the studied area. To explore the impacts of climate change on the occurrence of extreme events, the errors of some climate models from CMIP5 were evaluated and the models were subsequently used to develop indices to represent the occurrence of extreme events. These indices were calculated from observed data, and historical and future simulations, considering pessimistic and optimistic scenarios of climate change. The model that best represents the climate in the region was used to provide input data for Hydrus simulation of the soil water dynamics in two fields with different drainage system layout. These simulations with the Hydrus model were made for current conditions and for near term, midcentury, and end of century time periods (2011-2040, 2041-2070, 2071-2100, respectively). The results indicate that the variation of precipitation in the future may result in increased in one (RX1DAY) and five days (RX5DAY) maximum precipitation, and in the number of consecutive dry days (CDD) and consecutive wet days (CWD). Changes in temperature will be reflected as an increase of the indices of maximum and minimum values of temperatures and summer days (TNn, TNx, TXn, TXx and SU); and decreasing of the index of icing and frost days (ID, FD). This increasing of temperatures will represent a risk for agriculture, due to increased evapotranspiration, which will increase crop water demand and can create a hydric stress. Results of Hydrus simulations of surface flux, cumulative surface flux, runoff, cumulative runoff, soil water storage and cumulative infiltration, with input data from the IPSL model, are presented. These variables are critical in a corn crop, and are dependent on climate variables, soil conditions, parameters of the study region, drainage system, crop characteristics, inter alia. The ANW field had lower values of surface flux and cumulative surface flux comparing to the ASW field. This results is indicative that the risk associated with the ASW drainage system layout is higher than that of the ANW drainage system layout, related to the wider spacing between drains and the difficulty in removing water at the required rate. In general, the maximum and average values of surface flux and cumulative surface flux, will increase over time. In addition, it is noticeable that all Hydrus simulation indicates increasing maximum surface runoff and cumulative surface runoff over time. Percentile changes in average runoff and cumulative runoff are dependent on the period simulated. Increases range from 5.61 to 24.4% in the short term (2011-2040), 16.45 to 39.32% in the medium term (2041-2070) and 3.32 to 19.98% in the long term (2071-2100) compared to historical simulation. The maximum values of infiltration tend to be higher in all simulations when compared to the reference period in both fields. Changes in cumulative infiltration are indicative that infiltration will increase in the future. With respect to the correlation between runoff and extreme events, all simulations showed that the correlation between runoff and extreme precipitation events (RX1DAY ranges between 0.76 and 0.78, and RX5DAY ranges between 0.5 and 0.66), are higher than the correlation between runoff and precipitation (ranges between 0.31 and 0.43). This approach can improve the understanding of climate changes impacts on sustainable groundwater management based on adaptive management. Information gained in this work can be used to design monitoring systems to manage a sustainable groundwater in future climate regimes and create mitigation measures to prevent any risk for food security. An implication of the study is that the impact of climate change on water resources is a function of the projection scenario. The study was limited by the use of daily time step, necessitated by the large data sets. / Dada a importância das condições climáticas no ambiente agrícola, mais especificamente no transporte de água, é necessário compreender o efeito da mudança climática dinâmica da água no solo. Muitos modelos teóricos foram desenvolvidos para caracterizar os processos físicos envolvidos no transporte da água. Os modelos de previsão climática, como o conjunto de modelos do CMIP5, permitem gerar dados climáticos que podem ser usados para caracterizar processos físicos e biológicos. Esta pesquisa foca em dois aspectos principais: 1) efeito das mudanças climáticas na ocorrência de eventos extremos que podem afetar os processos agrícolas na região e 2) efeitos das mudanças climáticas na dinâmica da água no solo sob uma cultura de milho (dois campos experimentais, ANW e ASW) em uma região de Illinois (EUA). Os resultados encontrados indicam que a variação da precipitação no futuro pode causar o aumento de RX1DAY, RX5DAY, CDD e CWD. Considerando os eventos extremos de temperatura, percebemos que o aumento da temperatura média, máxima e mínima será refletido no aumento dos indices TNn, TNx, TXn, TXx e SU; e na diminuição dos indices ID e FD. Este aumento de temperaturas representará um risco para a agricultura considerando a evapotranspiração, que aumentará a necessidade de água das plantas e poderá criar um estresse hídrico. Os resultados apresentam as simulações do modelo IPSL aplicado no modelo Hydrus para simular, fluxo superficial, fluxo superficial acumulado, escoamento superficial, escoamento superficial acumulado, armazenamento de água do solo e infiltração acumulada. Essas variáveis são importantes na produção de milho e são função das variáveis climáticas, condições do solo e também alguns parâmetros da região de estudo, como o sistema de drenagem, as características da cultura e outros. O campo ANW apresentou valores mais baixos de fluxo superficial em comparação ao campo ASW. Isso indica que o risco associado ao sistema de drenagem ASW é maior que o ANW, que está relacionado ao maior espaçamento entre os drenos e a dificuldade em drenar a quantidade necessária de água. A tendência do fluxo superficial e do fluxo cumulativo de superfície, em geral, é de aumento em cenários de mudanças climáticas (em valores máximos e médios). Também é notável que toda a simulação indica o aumento do escoamento superficial em termos de valores máximos. O percentil de mudanças nos valores médios de escoamento mostra que a projeção climática tende a aumentar o escoamento superficial em diferentes cenários de simulação. Esta faixa crescente é de 5,61 a 24,4% em curto prazo (2011-2040), 16,45 a 39,32% em médio prazo (2041-2070) e 3,32 a 19,98% em longo prazo (2071-2100) em relação à simulação histórica (1976-2005). Os valores máximos de infiltração tendem a ser maiores em todas as simulações quando comparados ao período de referência (em ambos os campos). Além disso, mudanças na infiltração acumulada indicam que a infiltração média tende a aumentar no futuro. Considerando a correlação entre o escoamento superficial e os eventos de extremos climáticos, todas as simulações indicaram que a correlação entre o escoamento e os eventos extremos de precipitação RX1DAY (varia entre 0,76 e 0,78) e RX5DAY (varia entre 0,5 e 0,66), sendo estas maiores do que a correlação entre o escoamento superficial e a precipitação (intervalos entre 0,31 e 0,43). Conclui-se, portanto, que a ocorrência de eventos de extremos climáticos está mais associada as variáveis estudadas do que a condição climática em si, tendo impactos diretos na agricultura. O estudo mostra diferentes indicações do impacto das mudanças climáticas no recurso hídrico usando diferentes projeções. Uma dificuldade da pesquisa é sobre a grande quantidade de dados ea necessidade de tempo de passagem diário para a integração de variáveis. Esta abordagem pode melhorar a compreensão dos impactos das mudanças climáticas na gestão sustentável das águas subterrâneas com base no gerenciamento adaptativo. As informações obtidas neste trabalho podem ser usadas para projetar sistemas de monitoramento para gerenciar águas subterrâneas de maneira sustentável em regimes climáticos futuros e criar medidas de mitigação para garantir a segurança alimentar.

O trabalho avalia a importância dos atributos que afetam a dinâmica da água subsuperficial, em 4 níveis de escala, para a região entre São Carlos e Ribeirão Preto, nordeste do Estado de São Paulo. A área é constituída, principalmente, por arenitos da formação Botucatu e basaltos da formação Serra Geral, recobertos por materiais inconsolidados, com espessura variando de 1 a 20 m. O estudo na escala 1:100.000 considerou 27 atributos, incluindo características dos materiais geológicos, geomorfologia, precipitações e fontes de contaminação. A técnica AHP (Analytic Hierarchy Process) foi utilizada para determinar o potencial relativo em termos de contaminação das águas subsuperficiais. Os resultados indicaram que o risco atual de contaminação das águas subsuperficiais é relativamente baixo, devendo ser analisado com maior detalhe para algumas bacias consideradas de risco mais acentuado. Foram realizados levantamentos em escala 1:10.000 e 1:20.000 para as bacias hidrográficas do córrego do Vaçununga (cidade de Luis Antônio) e Ribeirão do Tamanduá (próximo às cidades de Cravinhos e Serrana), respectivamente. Estas bacias foram selecionadas a partir do estudo em escala 1:100.000 devido as suas características ambientais. Foram selecionados 12 cenários de chuvas para avaliar a relação entre infiltração e escoamento superficial utilizando os modelos de infiltração de Morel - Seytoux & Khanji (1976) e Chu (1978). Os valores de descarga nos exutório e análise de recessão nestas bacias foram medidos por 2 anos. A bacia hidrográfica do córrego do esgoto (próximo a Ribeirão Preto) foi selecionada para a modelagem numérica (escala 1:1.000) por apresentar o maior índice potencial ao evento de contaminação das águas subsuperficiais na escala 1:100.000. A modelagem auxiliou na definição da direção do fluxo e indicou tendências de migração dos contaminantes oriundos do lixão instalado nesta bacia (modelagem de fluxo e de transporte). / This work presents the results obtained from integrated assessment of the attributes related to groundwater dynamic in 4 scales in the São Carlos and Ribeirão Preto region, northeast of State of São Paulo, Brazil. This area is constituted of sandstones of the Botucatu formation and basalt of the Serra Geral formation. Unconsolidated materials cover these rocks with thickness varying from 1 to 20 m. For 1:100.000 scale were considered 27 attributes of the geological materials, geomorphology, rainfall and pollutant sources. The AHP method (Analytic Hierarchy Process) was used to determine the relative degree in terms of groundwater contamination potential. The results show that the risk level for groundwater contamination is predominately low, and few basins are classified with high risk level. Studies were developed in 1:20.000 and 1:10.000 scales for córrego do Vaçununga (city of Luis Antônio) and ribeirão do Tamanduá (near to cities of Cravinhos e Serrana) basins, respectively. These basins were selected from the study in 1:100.000 scale due to environmental characteristics. It were considered 12 rainfall scenarios to evaluate the infiltration and overland flow rates using the Morel - Seytoux & Khanji (1976) and Chu (1978) model\'s, and recession and discharge rates were measured for 2 years. The córrego do esgoto basin (next to city of Ribeirão Preto) was selected for numerical modelling at 1:1.000 scale to simulate the groundwater flow and contaminantplumes, because it presented highest risk level in the 1:100.000 study.

O trabalho avalia a importância dos atributos que afetam a dinâmica da água subsuperficial, em 4 níveis de escala, para a região entre São Carlos e Ribeirão Preto, nordeste do Estado de São Paulo. A área é constituída, principalmente, por arenitos da formação Botucatu e basaltos da formação Serra Geral, recobertos por materiais inconsolidados, com espessura variando de 1 a 20 m. O estudo na escala 1:100.000 considerou 27 atributos, incluindo características dos materiais geológicos, geomorfologia, precipitações e fontes de contaminação. A técnica AHP (Analytic Hierarchy Process) foi utilizada para determinar o potencial relativo em termos de contaminação das águas subsuperficiais. Os resultados indicaram que o risco atual de contaminação das águas subsuperficiais é relativamente baixo, devendo ser analisado com maior detalhe para algumas bacias consideradas de risco mais acentuado. Foram realizados levantamentos em escala 1:10.000 e 1:20.000 para as bacias hidrográficas do córrego do Vaçununga (cidade de Luis Antônio) e Ribeirão do Tamanduá (próximo às cidades de Cravinhos e Serrana), respectivamente. Estas bacias foram selecionadas a partir do estudo em escala 1:100.000 devido as suas características ambientais. Foram selecionados 12 cenários de chuvas para avaliar a relação entre infiltração e escoamento superficial utilizando os modelos de infiltração de Morel - Seytoux & Khanji (1976) e Chu (1978). Os valores de descarga nos exutório e análise de recessão nestas bacias foram medidos por 2 anos. A bacia hidrográfica do córrego do esgoto (próximo a Ribeirão Preto) foi selecionada para a modelagem numérica (escala 1:1.000) por apresentar o maior índice potencial ao evento de contaminação das águas subsuperficiais na escala 1:100.000. A modelagem auxiliou na definição da direção do fluxo e indicou tendências de migração dos contaminantes oriundos do lixão instalado nesta bacia (modelagem de fluxo e de transporte). / This work presents the results obtained from integrated assessment of the attributes related to groundwater dynamic in 4 scales in the São Carlos and Ribeirão Preto region, northeast of State of São Paulo, Brazil. This area is constituted of sandstones of the Botucatu formation and basalt of the Serra Geral formation. Unconsolidated materials cover these rocks with thickness varying from 1 to 20 m. For 1:100.000 scale were considered 27 attributes of the geological materials, geomorphology, rainfall and pollutant sources. The AHP method (Analytic Hierarchy Process) was used to determine the relative degree in terms of groundwater contamination potential. The results show that the risk level for groundwater contamination is predominately low, and few basins are classified with high risk level. Studies were developed in 1:20.000 and 1:10.000 scales for córrego do Vaçununga (city of Luis Antônio) and ribeirão do Tamanduá (near to cities of Cravinhos e Serrana) basins, respectively. These basins were selected from the study in 1:100.000 scale due to environmental characteristics. It were considered 12 rainfall scenarios to evaluate the infiltration and overland flow rates using the Morel - Seytoux & Khanji (1976) and Chu (1978) model\'s, and recession and discharge rates were measured for 2 years. The córrego do esgoto basin (next to city of Ribeirão Preto) was selected for numerical modelling at 1:1.000 scale to simulate the groundwater flow and contaminantplumes, because it presented highest risk level in the 1:100.000 study.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANGELO ANTONIO CAMPOS.pdf: 660395 bytes, checksum: 449c13f957ade5ea58be1aee63b345e2 (MD5) Previous issue date: 2007-03-30 / The interest in studying problems of underground drainage and solutos transport not in soils saturated it has been increasing significantly in the last years, mainly because of the growing concern with the quality of the soil and of the environment in general. Applied fertilizers in agricultural lands move below the zone radicular of the plants and they can contaminate underground water tables and aqüíferos. One of the most significant challenges of the current agriculture is the increase of the competitiveness associated to the preservation of the environment, allowing maintainable benefits in the agricultural explorations. The impact of pollutants in the quality of the underground water has been research object and of public health, especially in areas where she is to main source of drinking water. The mathematical models appear as useful tool in the prediction of as and when she should proceed the irrigation and the behavior of the solutos in solo.Devido to the complexity involved in these physical phenomena, it is used now beside the experimental work, the numeric simulation as forecast tool. The numeric simulation of the problem of infiltration of water and solutos in soil not saturated it is of great importance, because the growth of the agricultural production demands transformations with technological innovations that allow the improvement of the productivity of the cultures. To simulate the transport transiente of fertilizers, defensive, herbicidas and pollutant in an agricultural soil not saturated it is necessary the solution of two equations you not differentiate lineal. One of them is the equation of Richards, that governs the movement of water in the soil and, after your solution for a certain time, the results obtained for humidity, they are used for the solution of the other equation that treats of the transport of a certain soluto in matter. This work had for objective, to solve the proposed model of infiltration of water and soluto in the soil for the method of finite volumes, being used programming FORTRAN 90, to treat the case of the non linearidade of the movement of the water and a certain soluto not in soils saturated. Among the analyzed solutos, we used samples of abrasive mud coming of the sawmills and politrizes of the companies of marbles and granites of the municipal district of Cachoeiro of Itapemirim, where several rehearsals and analyses were accomplished, to feed the program and to evaluate the material in subject it is a pollutant in potential of the soil. The proposed method was shown appropriate to solve problems of infiltration of water and solutos transport not in soils saturated. / O interesse em estudar problemas de escoamento subterrâneo e transporte de solutos em solos não saturados tem aumentado significativamente nos últimos anos, principalmente por causa da preocupação crescente com a qualidade do solo e do meio ambiente em geral. Fertilizantes aplicados em terras agrícolas movem-se abaixo da zona radicular das plantas e podem contaminar lençóis de água subterrâneos e aqüíferos. Um dos desafios mais significativos da agricultura atual é o aumento da competitividade associada à preservação do meio ambiente, permitindo benefícios sustentáveis nas explorações agrícolas. O impacto de contaminantes na qualidade da água subterrânea tem sido objeto de pesquisa e de saúde pública, especialmente em regiões onde ela é a principal fonte de água potável. Os modelos matemáticos surgem como ferramenta útil na predição de quanto e quando se deve proceder a irrigação e o comportamento dos solutos no solo.Devido à complexidade envolvida nestes fenômenos físicos, utiliza-se atualmente ao lado do trabalho experimental, a simulação numérica como ferramenta de previsão. A simulação numérica do problema de infiltração de água e solutos em solo não saturado é de grande importância, pois o crescimento da produção agrícola exige transformações com inovações tecnológicas que permitam a melhoria da produtividade das culturas. Para simular o transporte transiente de fertilizantes, defensivos, herbicidas e poluentes num solo agrícola não saturado é necessária a solução de duas equações diferenciais não lineares. Uma delas é a equação de Richards, que governa o movimento de água no solo e, após a sua solução para um determinado tempo, os resultados obtidos para umidade, são empregados para a solução da outra equação que trata do transporte de um determinado soluto em particular. Este trabalho teve por objetivo, resolver o modelo proposto de infiltração de água e soluto no solo pelo método de volumes finitos, utilizando-se programação FORTRAN 90, para tratar o caso da não inearidade da movimentação da água e um determinado soluto em solos não saturados. Dentre os solutos analisados, utilizamos amostras de lama abrasiva provenientes das serrarias e politrizes das empresas de mármores e granitos do município de Cachoeiro de Itapemirim, onde foram realizados vários ensaios e análises, para alimentar o x programa e avaliar se o material em questão é um contaminante em potencial do solo. O método proposto mostrou-se adequado para resolver problemas de infiltração de água e transporte de solutos em solos não saturados.