A cana-de-açúcar tem significativa importância nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. O Brasil tem importância mundial como maior produtor de cana-de-açúcar, etanol e açúcar, no entanto, a produtividade da cultura ainda é baixa em muitas regiões do país, principalmente devido à deficiência hídrica e de nitrogênio. Estimar as perdas de produtividade causada por estresse hídrico e de N com métodos de experimentação convencionais nem sempre apresentam resultados satisfatórios. Este trabalho teve como objetivos quantificar em cana-de-açúcar fertirrigada com doses crescentes de N-fertilizante e duas disponibilidades hídricas contrastantes, os estresses a N (deficiência ou excesso) e o déficit hídrico por meio do fracionamento isotópico de carbono (\'delta\'13C) e da produtividade de cana-de-açúcar, assim como, correlacionar o \'delta\'13C com o acúmulo de massa seca de colmos nos tratamentos com e sem aplicação de N e em duas disponibilidades de água no solo (regime irrigado e de sequeiro); quantificar acúmulo de matéria seca em três compartimentos da planta (folha seca, ponteiro e colmo), correlacionando os resultados obtidos com avaliações fisiológicas como índice SPAD, IAF e biométricas como altura, diâmetro, perfilhos ao longo do ciclo de desenvolvimento da cultura. O estudo foi desenvolvido no município de Jaú, no Estado de São Paulo, nas coordenadas geográficas de: 22°17\'S 48°34\'O, em Latossolo Vermelho. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições. O cultivar de cana-de-açúcar foi o SP80-3280. Utilizou-se quatro doses de N, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1, aplicadas por fertirrigação subsuperficial e mais um tratamento controle sem N, para estimar acúmulo de fitomassa e de N na parte aérea de cana-de-açúcar. Para quantificar as perdas de produtividade causadas por deficiência hídrica e de N foram usados os tratamentos: T1-sequeiro não fertilizado com N; T2-irrigado não fertilizado com N; T3-sequeiro e fertilizado com N; e T4-irrigado e fertilizado com N. Foi verificada resposta linear das variáveis fisiológicas, morfológicas e da produção de biomassa da cultura em função das doses de N. O teor de N e índice Spad da folha +1 ajustaram-se ao modelo linear decrescente. A elevação da dose de N de 100 para 200 kg ha-1 N aumentou o acúmulo de matéria seca da parte aérea em 20 Mg ha-1, e de N em 95 kg ha-1, incrementos também observados nas taxas de produção matéria seca e taxas de acúmulo de N. O \'delta\'13C (\'por mil\') apresentou correlação negativa com a produtividade de colmos (R2= 0,69, p<0,05) e a MSPA (R2= 0,69, p<0,05) nas diferentes doses de N aplicadas. Verificou-se aumento linear na produtividade de colmos e de açúcar com um incremento respectivamente de 60 e 8 Mg ha-1 em função das doses de N aplicadas junto à irrigação. Os maiores valores de fracionamento dos isótopos de carbono (\'delta\'13C) foram obtidos para o tratamento com deficiência de N e elevado déficit hídrico (T1), enquanto que para o tratamento T4 (adubação com N e baixo déficit hídrico) foram verificados valores de \'delta\'13C inferiores. A medida do fracionamento isotópico de carbono mostrou-se eficiente na avaliação de estresse da cana-de-açúcar, podendo ser utilizado como um indicador de déficit hídrico e deficiência de N nessa cultura / The sugarcane crop has an important contribution in sub tropical and tropical regions around the world, which Brazil the major producer of sugarcane crop, sugar and ethanol. However, the sugarcane yield is still very low in many regions of this country, mainly due to water stress and nitrogen supply. Understand the loss sugarcane production related with water and nitrogen stress using experimental classical methodology not always has obtained conclusive results. This work has evaluated the impact of water and nitrogen (N) stress by discrimination of 13C (\'delta\'13C) and sugarcane production in a ratoon over fertirrigation system, where 2 water supply and 5 N level were applied. The results of isotopic technique (\'delta\'13C) were correlated with a several parameters like sugarcane production, biomass accumulation (tops, stalks and dry leaves), and, others physiologic parameters (SPAD index, foliar area, diameter, tillering and height) evaluated throughout crop cycle. The research was performed in Jaú county, São Paulo State, Brazil (22°17\'S 48°34\'O), over Rhodic Eutrudox condition. The randomized block design was used with 4 replication per treatment. The sugarcane cultivar SP80-3280 was submitted a 5 N rates (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 N) which were applied by fertirrigation system. Further, 4 treatments were used to estimate the N and water stress, such as: T1- without water irrigation and N application; T2 - water irrigation without N supply; T3 - without water irrigation but with N application; T4 - with water irrigation and N fertilization. The results showed linear increase in physiologic, morphologic parameters and biomass production related N rates applied. The N content and SPAD index of leaf +1 correlated a linear decreasing model. The elevation of dose of 100 to 200 kg N ha-1 no increased dry matter accumulation of aboveground in 20 Mg ha-1, and N in 95 kg ha-1, increments also observed in dry matter production rates and rates of accumulation of N. The data of 13C (\'delta\'13C) had a negative correlation between sugarcane production (R2= 0.69, p<0.05) and biomass (R2= 0.69, p<0.05) and N rates. Verified an increase linear in productivity of stalks and sugar with an increment respectively of 60 and 8 Mg ha-1 as a function of applied doses of N along the irrigation. The higher value of 13C (\'delta\'13C) were observed when took place N and water stress (T1), whilst the treatment with N application and water irrigation (T4) showed the lowest value of 13C discrimination (\'delta\'13C). The 13C discrimination (\'delta\'13C) was efficient to evaluate stress in sugarcane crop, can be used as an indicator of water deficit and deficiency of N to in this culture

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rogerio Rangel Rodrigues.pdf: 1180281 bytes, checksum: acc3f3e8bbd5efab813d55b679df0c72 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / O Espírito Santo apresenta condições climáticas favoráveis para o cultivo da espécie Coffea canéfora Pierre ex Froehner, porém, o risco climático, acarretado pelo déficit hídrico é considerado um dos principais fatores que limitam a exploração desta cultura. Assim, objetivou-se com este trabalho, estudar o efeito do déficit hídrico no solo no crescimento inicial de Coffea Canephora Pierre ex Froehner, variedade Robusta Tropical. Para este estudo, foram montados dois experimentos em vasos de 12 litros, em casa de vegetação, na área experimental do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo, localizada no município de Alegre-ES. Utilizando o conceito de fração de água transpirável no solo (FATS), o primeiro experimento foi constituído de dois tratamentos e quatro repetições, sendo os tratamentos com déficit (Td) e sem déficit (T0), sendo o déficit hídrico aplicado aos 30, 60 e 90 dias após plantio. O T0 foi irrigado diariamente, mantendo a umidade do solo próxima à umidade na capacidade de campo. No Td o déficit foi aplicado até as plantas atingirem 10% da transpiração relativa do tratamento T0. Utilizando o conceito de fração de água disponível no solo (FAD), o segundo experimento foi montado em um esquema de parcelas subdivididas 4 x 5, sendo nas parcelas quatro níveis de água disponível no solo (100, 50, 30 e 10%), e nas subparcelas cinco épocas de avaliações (1º, aos 30, 60, 90 e 120 dias após início dos tratamentos), em um delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, sendo os tratamentos iniciados aos 30 dias após plantio. Os parâmetros avaliados foram: matéria da parte aérea fresca e seca, matéria do sistema radicular fresco e seco, altura das plantas, diâmetro do caule, área foliar, número de folhas, transpiração relativa e coeficiente de transpiração. Também foi avaliada a recuperação das plantas após déficit hídrico. Os resultados obtidos no primeiro experimento demonstraram que as reduções das variáveis ocorreram em valores mais baixos de FATS com os tratamentos aplicados aos 60 e 90 dias após plantio, em relação ao de 30 dias. As plantas apresentaram tendência de recuperarem-se após déficit hídrico, apresentando melhores resultados nos tratamentos aplicados aos 60 e 90 dias após plantio, em relação ao de 30 dias. Para o segundo experimento, os resultados obtidos demonstraram que os níveis de 100 e 50% da água disponível apresentaram resultados semelhantes para o desenvolvimento do cafeeiro, apresentando maiores reduções quando se utilizou 30 e 10% da água disponível. Para a maioria das variáveis avaliadas, o déficit hídrico por 30 dias não afetou a recuperação das plantas após déficit, não diferindo estatisticamente de 100% da água disponível. No entanto, com o prolongamento do déficit hídrico as plantas do cafeeiro tiveram a recuperação comprometida / The Espírito Santo has favorable climatic conditions for the cultivation of Coffea canephora Pierre ex Froehner, however, climate risk entailed by water deficit is considered one of the main factors limiting the exploitation of this culture. Thus, the aim of this work to study the effect of soil water deficit on the growth of Coffea canephora Pierre ex Froehner, Tropical Robusta variety. For this study, two experiments were mounted in 12-liter pots in the greenhouse, in the area of the Center of Agricultural Sciences of the Federal University of Espírito Santo, in the municipality of Alegre-ES. Using the concept of fraction of transpirable soil water (FTSW), the first experiment consisted of two treatments and four replications, and treatments with deficit (Td) and without deficit (T0), and water deficit applied at 30, 60 and 90 days after planting. The T0 was irrigated daily, keeping the soil moisture close to field capacity moisture. Td in the deficit was applied until the plants reach 10% of the relative transpiration treatment T0. Using the concept of fraction of available soil water (FAW), the second experiment was arranged in a split plot 4 x 5, and the plots four levels of available soil water (100, 50, 30 and 10%), and the subplot five assessment times (1, 30, 60, 90 and 120 days after initiation of treatment) in a completely randomized design with four replications, and treatments started 30 days after planting. The parameters evaluated were: matter of shoot fresh and dry matter of the root system cool and dry, plant height, stem diameter, leaf area, leaf number, relative transpiration and transpiration coefficient. We also evaluated the recovery of plants after drought. The results obtained in the first experiment demonstrated that the varying reductions occurred at lower values of FTSW with the treatments applied at 60 and 90 days after planting, compared to 30 days. Plants tended to recover after drought, with best results in treatments applied at 60 and 90 days after planting, compared to 30 days. For the second experiment, the results showed that levels of 100 and 50% of the available water showed similar results to the development of coffee, with greater reductions when using 30 and 10% of the available water. For most variables, the water deficit for 30 days did not affect the recovery of plants after deficit, not statistically different from 100% of the available water. However, with prolonged drought coffee plants have impaired recovery

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Juliana Maria de Morais Sobreira Valença.pdf: 5450699 bytes, checksum: f612d8d4e43fc39fed6d598ad73a6fd0 (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / A escassez da água, a gestão da sua exploração, a caracterização de aquíferos e águas superficiais são atualmente fatores determinantes nos estudos associados à sustentabilidade de recursos hídricos no mundo. Diante da crise hídrica atual, uma visão integrada dos recursos hídricos disponíveis e a demanda na região onde estes se encontram potencializa a aplicação dos conceitos de gerenciamento sustentável. Por sua vez, o crescimento populacional incontrolado associado a crescente demanda hídrica e ao mau uso da água favorecem os conflitos locais na disputa por este bem comum. Os critérios de conhecimento, conscientização, uso e controle interagem como fundamentos da dinâmica de preservação de recursos para futuras gerações. No semiárido a questão da gestão hídrica é ainda mais necessária devido à irregularidade de chuvas e escassez de corpos d’água. Ademais, numa região onde a população é abastecida prioritariamente pelo aquífero Serra Grande e complementarmente pela Barragem de Bocaina é imperativo o monitoramento desses recursos, sobretudo para diminuição de impactos degradantes. Este trabalho apresenta um estudo integrado sobre a flutuação do nível da água subterrânea, os resultados de precipitação e consequente variação do volume da Barragem de Bocaina na região do semiárido nordestino, verificando possíveis conexões hidráulicas entre a barragem e os aquíferos subjacentes. Este estudo também analisou preceitos de sustentabilidade associados à demanda hídrica da região, ao crescimento populacional, a variações dos recursos hídricos subterrâneos e volume de água da Barragem de Bocaina com vistas a contribuir com informações consistentes e inerentes ao processo de construção de mecanismos que, ao tempo que preserve condicione a participação conjunta dos usuários e poder público. Como metodologia, foi realizado monitoramento do nível de água em poços existentes na região, da variação de volume da barragem e dos dados de precipitação da bacia durante os anos de 2013, 2014 e 2015. Nesse processo, foram verificados comportamentos semelhantes nas variações dos níveis dos poços, influenciados pela distribuição da precipitação, características dos solos e elevação do terreno. Os resultados dessa análise indicaram correlação entre a pluviometria, a altura do nível de água na barragem e o nível piezométrico dos poços, demonstrando assim que há uma conexão entre o Aquífero Serra Grande e o Aquitardo Pimenteiras. / Water scarcity, the management of its exploitation, the characterization of aquifers and surface waters are currently determining factors in the studies associated to the sustainability of water resources in the world. In the face of the current water crisis, an integrated view of available water resources and the demand in the region where these are available makes possible the application of sustainable management concepts. In turn, the uncontrolled population growth associated with increasing water demand and the misuse of water favor local conflicts in the struggle for this common good. The criteria of knowledge, awareness, use and control interact as foundations of the dynamics of preservation of resources for future generations. In the semi-arid the question of water management is even more necessary due to the irregularity of rainfall and scarcity of water bodies. In addition, in a region where the population is supplied primarily by the Serra Grande aquifer, and in addition to the Bocaina Dam, it is imperative to monitor these resources, especially to reduce degrading impacts. This work presents an integrated study on groundwater level fluctuation, precipitation results and consequent volume variation of the Bocaina Dam in the Northeastern semi-arid region, verifying possible hydraulic connections between the dam and the underlying aquifers. This study also analyzes sustainability precepts associated with the water demand of the region, population growth, variations in groundwater resources and water volume of the Bocaina Dam with a view to contributing with consistent and inherent information to the process of construction of mechanisms that, Time that it preserves condition the joint participation of users and public power. As a methodology, monitoring of the water level in existing wells in the region, the volume variation of the dam and the basin precipitation data were carried out during the years of 2013, 2014 and 2015. In this process, similar behaviors were verified in the variations of the levels of the wells, influenced by the precipitation distribution, soil characteristics and terrain elevation. The results of this analysis indicated a correlation between the rainfall, the height of the water level in the dam and the piezometric level of the wells, thus demonstrating that there is a connection between the Serra Grande Aquifer and Aquitardo Pimenteiras.

A cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.) apresenta posição de destaque no agronegócio brasileiro e na alimentação da população; a manutenção de elevados índices produtivos está condicionada a utilização da irrigação de forma racional e na escolha adequada das cultivares. Diante disso, torna-se fundamental o conhecimento das respostas fisiológicas e produtiva de diferentes cultivares de feijão submetida a três níveis de disponibilidade hídrica. Tais conhecimentos ainda são pouco difundidos e necessitam de pesquisas para sua melhor compreensão. O objetivo do presente trabalho foi estudar a resposta dos aspectos produtivos e fisiológicos de cultivares de feijão com monitoramento e manejo da irrigação diferenciados. O experimento foi conduzido em condições controladas no Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), em Londrina, PR com delineamento de blocos ao acaso em esquema fatorial e cinco repetições, constando de três cultivares de feijão e três níveis de disponibilidade hídrica no solo, monitorada por tensiômetro instalado a 0,15; 0,20 e 0,30 m de profundidade. Foram avaliados a fitomassa seca das folhas, caule, legume, parte aérea, raízes e total; rendimento de grãos e índice de colheita; fotossíntese, concentração interna de carbono no mesófilo foliar, transpiração e condutância estomática, eficiência da fotossíntese, e eficiência no uso da água instantânea e extrínseca. Os resultados indicaram variação em relação à produção de fitomassa seca de folhas, parte aérea, total, rendimento de grãos e índice de colheita, com maiores valores para a cultivar IAPAR 81 submetida à disponibilidade hídrica total de 463 mm. A cultivar IPR Tangará apresentou resultado semelhante para característica índice de colheita, nas demais não apresentou diferença com disponibilidade hídrica total de 463 e 547 mm, considerando as características citadas anteriormente. Todas as características avaliadas foram menores para a cultivar IPR Curió, a qual não apresentou diferenças com disponibilidade hídrica total de 329 e 404 mm na produção de fitomassa seca da parte aérea, total, rendimento de grãos e índice de colheita. O desenvolvimento radicular das cultivares IAPAR 81 e IPR Tangará foram semelhantes, diferentemente da cultivar IPR Curió que apresentou menor crescimento. Houve comportamento diferenciado das três cultivares avaliadas e maior capacidade de recuperação das atividades fisiológicas para as cultivares IAPAR 81 e IPR Tangará em comparação a cultivar IPR Curió; aos 62 dias após a semeadura, foi observada maior redução nos tratamentos cujo monitoramento da irrigação foi realizado a 0,30 m de profundidade para as cultivares IAPAR 81 e IPR Tangará. A cultivar IPR Curió apresentou redução gradativa dessas características ao longo do ciclo de desenvolvimento. Considerando os resultados conclui-se que as cultivares de feijão apresentaram resposta diferenciada em relação às características produtivas e fisiológicas, a maior produção de grãos ocorreu com disponibilidade hídrica monitorada a 0,20 e 0,30 m de profunidade, as cultivares IAPAR 81 e IPR Tangará apresentaram capacidade de recuperação das atividades fisiológicas após um período de maior estresse; a cultivar IPR Curió apresentou menor eficiência no uso da água. A cultivar IAPAR 81 é mais adequada para locais sujeitos à deficiência hídrica e as cultivares IPR Tangará e IPR Curió serão mais responsivas em sistemas de produção irrigados; não foram observadas alterações nocivas ao aparato fotossintético das cultivares, em função dos tratamentos. / The bean crop (Phaseolus vulgaris L.) has a prominent position in the Brazilian agribusiness and food of the population; the maintaining of high production rates is dependent upon use of irrigation rationally and in choosing suitable of cultivars. Therefore, it is necessary to know the physiological and productive responses of bean cultivars under three levels of water availability. Such knowledge is still not disseminated and need research for better understanding. The aim of this work was to study the response of productive and physiological aspects of bean cultivars with different monitoring and management of irrigation. The experiment was conducted in Agronomic Institute of Paraná State (IAPAR) in Londrina, PR with a randomized block design in a factorial arrangement with five replications, consisting of three bean cultivars and three levels of soil water availability, monitored by tensiometer installed 0.15; 0.20 and 0.30 m depth. Were evaluated: dry biomass of leaves, stems, pod, aerial part, shoots, and total; grain yield and harvest index; photosynthesis, internal carbon concentration in mesophyll, transpiration, stomatal conductance, photosynthesis efficiency, and efficiency in the use of instant and extrinsic water. The results indicated variation in relation to dry biomass production of leaves, aerial part, total, grain yield and harvest index, with higher values for IAPAR 81 cultivar with total water availability of 463 mm. The IPR Tangará cultivar showed similar results of characteristics to harvest index but in the other characteristics showed no difference in total water availability of 463 and 547 mm, considering the characteristics previously mentioned. All characteristics were smaller to IPR Curió cultivar, which no showed differences in total water availability of 329 and 404 mm in the dry biomass production of aerial parts, total grain yield and harvest index. The root development of the IAPAR 81 and IPR Tangará were similar, unlike IPR Curió cultivar which showed lower growth. There was a differential behavior of the three cultivars and greater resilience of physiological activities for IAPAR 81 and IPR Tangará cultivars compared to IPR Curió cultivar; at 62 days after seedling, greater reduction in irrigation treatments whose monitoring was carried out at 0.30 m depth for IAPAR 81 and IPR Tangará cultivars was observed. The IPR Curió cultivar showed gradual reduction of these characteristics throughout the development cycle. Considering the results it is concluded that the cultivars showed different responses in relation to the productive and physiological characteristics, the largest grain production occurred with water availability monitored at 0.20 and 0.30 m depth, the IAPAR 81 cultivars and IPR Tangará showed resilience of physiological activity after a period of increased stress; IPR Curió cultivar showed lower water efficiency use. The IAPAR 81 cultivar is more suitable for locations where the water deficit is frequent and the IPR Tangará and IPR Curió cultivars be more responsive in irrigation systems production; no changes harmful was observed to the photosynthetic apparatus of cultivars, independent of the treatments.

Região Metropolitana de São Paulo, onde a disponibilidade hídrica foi classificada como \"Crítica\", durante os anos de 2014 e 2015 ocorreu um período de seca que originou a denominada \"crise hídrica\", agravando a situação dos mananciais que abastecem a região. Os estudos sobre mudanças climáticas demonstram não ser um fenômeno isolado e, diante disso, a adoção de tecnologias para reúso de água é essencial para aumentar a disponibilidade hídrica de locais que enfrentam cenários de escassez, como a RMSP. A recarga de aquíferos com efluentes tratados para reúso de água é uma técnica que, se adotada corretamente, pode trazer benefícios como o aumento do volume de água subterrânea disponível para a população. Para estudo da tecnologia, buscou-se como referência as plantas de Shafdan (Israel), Atlantis (África do Sul), Sabadell (Espanha), Adelaide (Austrália), avaliando principalmente os processos de tratamento, métodos de recarga e características qualitativas dos efluentes utilizados para recarga de aquíferos. Foram consultadas as legislações de Estados Unidos e da Espanha sobre o assunto e, com base nestas referências, foram adotados os seguintes requisitos de qualidade do efluente para recarga de aquíferos: sólidos suspensos (35 mg/L), carbono orgânico dissolvido (125,0 mg/L), DBO5,20 (25,0 mg/L), nitrato (25,0 mg/L) e Escherichia coli (1000 UFC/100 mL). A partir dos estudos de caso e das legislações, foi definido que o requisito mínimo de tratamento para recarga é o tratamento terciário para remoção de nitrogênio. Foi avaliada a replicabilidade desta técnica na Região Metropolitana de São Paulo através de comparativos entre os requisitos definidos e as características do efluente e da água de reúso produzida na RMSP em quatro cenários: legislação aplicável ao lançamento de efluentes tratados, características do efluente tratado a nível secundário de uma das ETEs da RMSP, características da água de reúso produzida na RMSP para usos urbanos e características da água de reúso produzida para uso industrial na planta Aquapolo. Verificou-se que atualmente apenas a água de reúso produzida no Aquapolo é submetida a tratamento terciário e atende aos requisitos qualitativos para recarga adotados neste trabalho. O custo de operação de um sistema de produção de água de reúso e recarga de aquíferos foi estimado em US$ 1,41/m³, valor superior à tarifa de água potável comercializada para residências na RMSP, atualmente US$ 0,75/m³. Concluiu-se que há potencial para adoção da tecnologia de recarga de aquíferos com água de reúso na RMSP, visto que há tecnologia disponível para produzir água de reúso na qualidade requerida. Ainda assim, é necessária a avaliação da hidrogeologia local antes de praticar a recarga. Em relação ao custo, o valor da tarifa de água potável vigente é expressivamente menor quando comparado ao valor caso a tecnologia proposta nesse trabalho fosse implantada. Entretanto, deve-se avaliar a importância da adoção de alternativas para disponibilização de água para a população. Ou seja, mesmo que em primeira vista seja mais onerosa, esta técnica é uma oportunidade para obtenção de água para diversos usos em situações de extrema seca, quando o valor da água passa a ser inestimável. / In the São Paulo metropolitan region, where water availability was classified as \"critical\", during the years of 2014 and 2015 there was a period of drought that led to the \"water crisis\", aggravating the situation of the water sources that supply the region. Studies on climate change demonstrate not be an isolated phenomenon and, given this, the adoption of technologies for reuse of water is essential to increase the water availability in areas facing drought situations, like SPMR. The aquifer recharge with treated wastewater to water reuse is a technics that, if properly implemented, can bring benefits as increasing the volume of groundwater available to the population. For the study of the technology, the reference plants were Shafdan (Israel), Atlantis (South Africa), Sabadell (Spain), Adelaide (Australia), survey the treatment processes, recharge methods and qualitative characteristics of effluents to aquifer recharge. The legislation of the United States and Spain was consulted and, based on these references, the following aquifer recharge effluent quality requirements were adopted: suspended solids (35 mg/L), organic solved carbon (125,0 mg/L), BOD5,20 (25,0 mg/L), nitrate (25,0 mg/L) e Escherichia coli (1000 UFC/100 mL). From the case studies and legislation, it was defined that the minimum treatment requirement for recharge is the tertiary treatment for nitrogen removal. The replicability of this technics in the Metropolitan Region of São Paulo was survey through comparisons between the defined requirements and the characteristics of the effluent and the reuse water produced in the RMSP in four scenarios: applicable legislation to treated effluents discharge, effluent characteristics at secondary level treated, reuse water produced in the SPMR for urban uses and characteristics of the reuse water produced for industrial use in Aquapolo. It was verified that currently only the reuse water produced in Aquapolo is subjected to tertiary treatment and meets the qualitative requirements for recharge adopted in this study. The operating cost of a reuse and aquifer recharge water production system was estimated at US$ 1,41 / m³, which is higher than the drinking water tariff traded for residences in the RMSP, currently US$ 0,75 / m³. It was concluded that there is potential for the adoption of recharge water reuse technology in the RMSP, because the technology is available there to produce reuse water in the required quality. Nevertheless, it is necessary to study the local hydrogeology before the recharge. About cost, the value of the current drinking water tariff is significantly lower when compared to the value in case the technology proposed in this work was implemented. However, the importance of adopting alternatives for water availability to the population should be study. That is, even if it is more expensive at first sight, this technique is an opportunity to obtain water for various uses in situations of extreme drought, when the water value becomes inestimable.

Este trabalho de dissertação objetiva uma proposta metodológica para a análise da relação entre cenários futuros de disponibilidade hídrica superficial e demanda hídrica, levando-se em consideração a evolução dos fatores intervenientes à oferta hídrica superficial e à demanda hídrica, segundo a narrativa de cenários tendenciais de propagação dos padrões históricos de evolução destes fatores e a narrativa de cenários alternativos. Esta análise é feita através de um balanço hídrico entre disponibilidade hídrica e demanda hídrica. Esta proposta metodológica é aplicada sobre a região de abrangência da UGRHI do Tietê-Jacaré, e esta aplicação objetiva contribuir para a elaboração do plano da bacia da UGRHI em questão. Os fatores intervenientes à oferta hídrica superficial dizem respeito às variáveis meteorológicas, que influem diretamente no regime de precipitações, e aos padrões estatísticos históricos de evolução das precipitações. Os fatores intervenientes à demanda hídrica dizem respeito às variáveis sócio-econômicas e parâmetros tecnológicos de eficiência dos usos múltiplos dos recursos hídricos. Ambos os cenários, tendenciais e alternativos, narram a evolução destes fatores intervenientes à disponibilidade hídrica superficial e demanda hídrica nas dimensões climática e sócio-econômica. Na dimensão climática são propostos dois cenários de evolução dos fatores intervenientes à disponibilidade hídrica: o cenário climático tendencial (CCT) e o cenário climático alternativo. O cenário CCT é uma propagação futura dos padrões estatísticos históricos de evolução dos regimes de precipitações. Para este cenário são geradas séries sintéticas de precipitação, sobre a região ora em estudo, a partir da aplicação de um modelo estocástico linear. O cenário CCA leva em consideração os efeitos regionais das projeções de mudanças climáticas do cenário A1F (IPCC, 2000) para a região ora em estudo. Para este cenário são inferidos os efeitos da projeção de aumento da temperatura, sobre as séries geradas, através de relações empíricas regionais e conceituais de algumas variáveis meteorológicas que influem sobre o comportamento do regime de precipitações. Para a estimativa da disponibilidade hídrica superficial, segundo os dois cenários climáticos supracitados, foi usado o modelo HEC-HMS 2.1 (USACE) de modelagem e simulação de processos de chuva-vazão. Na dimensão sócio-econômica são propostos dois cenários de evolução dos fatores intervenientes à demanda hídrica: o cenário sócio-econômico tendencial (CSET) e o cenário sócio-econômico alternativo (CSEA). O cenário CSET é uma propagação futura dos padrões estatísticos históricos de evolução dos fatores sócio-econômicos e parâmetros tecnológicos intervenientes à demanda hídrica. O cenário CSEA leva em consideração os efeitos regionais das projeções de mudanças sócio-econômicas do cenário A1F (IPCC, 2000) para a região ora em estudo. Como ferramenta computacional para a estimativa de evolução dos fatores intervenientes à demanda hídrica foi desenvolvido, pelo autor dessa dissertação, o modelo MDSA ( Modelo de Demanda Setorial por Recursos Hídricos) baseado na metodologia do modelo NoWUM (Nordeste Water Use Model) (GAISER, T. et al., 2003). O resultado principal deste trabalho de dissertação foi obtido quando da comparação entre os cenários de disponibilidade hídrica superficial e demanda hídrica. Para todos os cenários comparativos foi constatada a evolução para uma situação crítica da relação entre disponibilidade hídrica superficial e demanda hídrica, principalmente nos períodos de estiagem de chuvas, ou períodos de recessão dos escoamentos superficiais. A ocorrência futura da situação crítica, ou escassez hídrica, varia de acordo com a maior ou menor pressão sobre os recursos hídricos, de acordo com os cenários sócio-econômicos, e de acordo com uma disponibilidade maior ou menor de chuvas sobre a região ora em estudo, de acordo com os cenários climáticos. Embora se possa esperar e seja evidente, de forma intuitiva, a ocorrência da escassez hídrica, a proposta, deste trabalho de dissertação, é a elaboração de uma metodologia, ou conjunto de métodos, para a estimativa quantitativa das variáveis de oferta e disponibilidade e demanda hídrica em todas as dimensões espacial e temporal. / This work aims a methodological proposal for the analysis of future scenarios of surface water availability and water demand, being taken into consideration the evolution of the intervening factors of surface water availability and water demand, according to the narrative of trend scenarios of propagation of the historical standards, and the narrative of alternative scenarios. This methodological proposal is applied on the region of the UGRHI of Tietê-Jacaré, and this objective application is to contribute for the elaboration of the watershed plan of the UGRHI. The intervening factors to superficial water availability concern to the meteorological variables that influence directly in the precipitation regimen and to the historical statistical standards of evolution of precipitations. The intervening factors to the water demand concern to the socioeconomic variables and technological parameters of efficiency of the multiple uses of the water resources. Both scenarios, trend and alternative, tell the evolution of these intervening factors into the superficial water availability and water demand in the climatic and socioeconomic dimensions. In the climatic dimension two scenarios of evolution of the intervening factors to the water availability are considered: the climatic tendency scenario (CCT) and the climatic alternative scenario (CCA). The scenario CCT is a future propagation of the historical statistical standards of evolution of regimes of precipitations. For this scenario synthetic precipitation series are generated, on the region in study, from the application of a linear stochastic model. The scenario CCA takes in consideration the regional effect of the projections of climatic changes of scenario A1F (IPCC, 2000) for the region in study. For this scenario the effect of the projection of increase of the temperature are inferred, on the generated series, through regional and conceptual empirical relations of some meteorological variables that influence on the behavior of the precipitation behavior. For the estimate of the superficial water availability, according to two above-mentioned climatic scenarios, the model HEC-HMS 2,1 (USACE) of modeling and simulation of hydrological processes was used. In the socioeconomic dimension two scenarios of evolution of the intervening factor to the water demand are considered: the tendency socioeconomic scenario (CSET) and alternative socioeconomic scenario (CSEA). Scenario CSET is a future propagation of the historical statistical standards of evolution of the socioeconomic factors and intervening technological parameters to the water demand. Scenario CSEA takes in consideration the regional affect of the projections of socioeconomic changes of scenario A1F (IPCC, 2000) for the region in study. As a computational tool for the estimate of the evolution of the intervening factors to the water demand it was developed the MDSA model (Model of Sectorial Demand for Water Resources) based in the methodology of the NoWUM model (Northeast Water Use Model) (GAISER, T. et al.). The main result of this work was gotten when of the comparison between the scenarios of superficial water availability and water demand. For all the comparative scenarios were evidenced the evolution for a critical situation of the relation between superficial water availability and water demand, mainly in the periods of no rains, or periods of contraction of the superficial drainings. The future occurrence of the critical situation, or water scarcity, varies in accordance to the greater or minor pressure on the water resources, in accordance with the socioeconomic scenarios, and in accordance with a bigger or lesser availability of rains on the region in study, in accordance with the climatic scenarios. Although if it can wait and either evident the occurrence of the water scarcity, the proposal, of this work, is the elaboration of a methodology, or set of methods, for the quantitative estimate of the variable of availability and water demand in all the space and temporal dimensions.

Com o quadro de escassez hídrica apresentado nos últimos anos no estado de São Paulo, cada vez é mais evidente a necessidade do planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos de forma racional, compartilhada e sustentável. Além do aumento da demanda por água devido ao contínuo crescimento populacional, somam-se, ao desafio da gestão integrada dos recursos hídricos, as alterações climáticas que vêm sendo observadas ao longo das últimas décadas. Diante a situação apresentada, essa pesquisa teve como objetivo avaliar, de forma quantitativa, as possíveis alterações no regime hidrológico no conjunto de reservatórios do Sistema Cantareira, em diferentes cenários de mudanças climáticas futuras. O simulador climático MAGICC/SCENGEN foi utilizado para estimar as alterações climáticas previstas para o ano de 2100 em dois diferentes cenários de emissões de gases de efeito estufa, A1FIMI e B2MES. As variações de temperatura e precipitação foram incorporadas às séries climatológicas observadas na região em estudo. Para simular o comportamento das bacias contribuintes ao Sistema Cantareira, foi selecionado o modelo hidrológico SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure). As séries alteradas de temperatura e precipitação serviram como dados de entrada do modelo hidrológico calibrado. As séries de vazões originadas desse processo, referentes aos dois cenários futuros A1FIMI e B2MES, foram comparadas às séries de vazões simuladas pelo modelo hidrológico no período de 1990 a 2010. Os resultados indicam queda no regime de vazões para os dois cenários futuros analisados, com diminuição mais acentuada para o cenário A1FIMI, de alta emissão de gases de efeito estufa. A diminuição nas vazões mostra-se preocupante, principalmente por se tratar do principal sistema de abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo, o que traz à tona a necessidade de repensar as medidas adotadas para a exploração dos recursos hídricos no Sistema Cantareira. / The recent water shortages in the state of São Paulo, highlight the increasingly need for rational and sustainable water resources management. The increase in water demand due to continuous populational growth associated with climate changes observed in the past decades challenge the integrated management of water resources. Given this context, this research aimed to evaluate possible changes in the hydrological cycle of the Cantareira System reservoirs associated to different future climate change scenarios. A climate scenario generator (MAGICC/SCENGEN) was used to estimate the climate for the year 2100 with two different greenhouse gas emissions scenarios, A1FIMI and B2MES. Variations in temperature and precipitation were incorporated into climatological series observed in the study area. The SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) hydrologic model was used to simulate the behavior of the Cantareira System catchment basins. The altered temperature and precipitation series were used as input data in the calibrated hydrologic model. The discharge series of the two future scenarios obtained were compared to discharges simulated in recent climate conditions (series from 1990 to 2010) with the same hydrologic model. The results show a drop in the discharge series for the two future scenarios analyzed, with more marked decrease for A1FIMI, a scenario with higher greenhouse gases emissions. The decrease in discharge rates is a concern, especially because the Cantareira System is the main water system to supply São Paulo´s metropolitan area. This highlights a need to rethink the water use and management in the Cantareira System.

A variação climática afeta o ecossistema natural, os animais e principalmente as atividades humanas. A produção agrícola apresenta maior risco devido às secas, geadas e principalmente escassez hídrica. O objetivo do trabalho é fazer: o balanço hídrico para o município de Taubaté (1992- 2005), simulações de cenários climáticos futuros (2010 até 2099) e análise destes cenários climáticos futuros na disponibilidade hídrica da região. Utilizou-se o método de Thornthwaite-Mather (1955) no cálculo do balanço hídrico climatológico, tanto para o período atual (1982-2005), quanto para os cenários A2 e B2 do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC). Comparando o período (1992-2005) com (2070-2099), conclui-se que para o cenário A2: a temperatura aumentará em 3,7 C e a precipitação aumentará em 150 mm; no cenário B2 a temperatura aumentará em 2,4 C e a precipitação aumentará em 88 mm; com o aumento de temperatura e precipitação, a evapotranspiração potencial aumentará em 429 mm no cenário A2 e 251 mm no cenário B2, causando um aumento no déficit de 77 mm no cenário A2 e 54 mm no cenário B2, e diminuindo o excedente hídrico em 202 mm no cenário A2 e 109 mm no cenário B2. Se as captações superficiais aumentarem 50%, o município de Taubaté terá problemas de disponibilidade hídrica a partir de 2016 no cenário A2 e 2017 no cenário B2. / Variance affects the entire natural ecosystem such as the agriculture production, animals and, mainly, the anthropogenic activities. Agriculture shows the highest risks due to the dry seasons and the frost events and, mainly, water scarcity. The aim of this present paper is to make a water balance to the Taubaté town (1992-2005), and make a study of future simulations climate scenarios (2010 -2099) with some analysis of how these future climate scenarios will affect the water availableness. We have used the Thornthwaite-Mather method (1995) to estimate the climatologically water balance to Taubaté town. We have used precipitation and temperature data from the year of 1950 until 2099 and that data were adjusted by straight line equation of line regress obtained by graphic of period between 1992 and 2005, and with corrected data, we estimated the potential evapotranspiration rates by Thornthwaite method (1948), and from these future water balances in the scenarios. Comparing the period (1992-2005) with (2070-2099),one concludes that for the A2 scenario: the temperature will increase in 3,7 C and the precipitation will increase in 150 mm; in the B2 scenario the temperature will increase in 2,4 C and the precipitation will increase in 88 mm; with the increase of temperature and precipitation, the potential evapotranspiration will increase in 429 mm in the scenario A2 and 251 mm in the B2 scenario, causing an increase in the deficit of 77 mm in the scenario A2 and 54 mm in the B2 scenario, and diminishing the water excess in 202 mm in the scenario A2 and 109 mm in the B2 scenario. If the superficial caption increases in 50%, the Taubaté town will have water availableness problems from the 2016 in the A2 scenario and from the 2017 in the B2 scenario.

planejamento, ainda carece de metodologia adequada. Este trabalho norteou-se em realizar uma avaliação geoambiental, com enfoque na compreensão dos padrões dos principais componentes do ciclo hidrológico e de ocupação territorial. Adicionalmente, buscou desenvolver uma metodologia para análises visando ao gerenciamento de bacias hidrográficas. A pesquisa foi desenvolvida na região do Médio Rio Grande (GD7), com área de drenagem de 9800km², localizada no sul do estado de Minas Gerais. A metodologia está dividida nas etapas de análises: básicas, integradas e finais. Em todas as etapas, um grande volume de informações foi adquirido, armazenado, processado e analisado, com auxílio de geotecnologias (incluindo: GPS, imagens orbitais e ferramentas de sensoriamento remoto e geoprocessamento disponíveis nos softwares ENVI, ArcGIS e TerraView), consideradas indispensáveis. A etapa de análises básicas envolveu a aquisição e a avaliação de informações consideradas fundamentais, como uso e ocupação, clima, fluviometria e geomorfometria. Na segunda etapa, efetuou-se uma análise integrada de dados, adquiridos na etapa anterior, o que permitiu a avaliação de: a) potencialidades morfométricas à ocorrência de cheias relâmpago, inundação de planícies e a regularização de vazões; b) potencialidades dos meios físico e antrópico ao escoamento superficial; e c) de demandas hídricas potenciais. A análise de potencialidades de escoamento superficial procurou compreender a influência dos componentes do meio físico e da ocupação territorial nesse processo. Adicionalmente, testou-se uma nova metodologia que demonstrou ser uma forma mais automatizada e padronizada de obtenção de um documento cartográfico, a partir de índices geomorfométricos, que demarca grandes unidades com padrões de escoamento homogêneos. Nas análises finais (3ª etapa), associaram-se informações, obtidas tanto nas análises básicas quanto nas análises integradas, definindo-se assim regiões com diferentes potencialidades quanto à disponibilidade hídrica e excedentes hídricos (relacionadas às cheias relâmpago e inundação de planícies). Os parâmetros geomorfométricos ICCD, ICR, ICGC e HAND demonstraram bons resultados e perspectiva futura para o mapeamento, mais ágil e padronizado, de regiões hidrológica, ecológica e geomorfologicamente distintas. As bacias afluentes da margem direita do Rio Grande apresentam as maiores potencialidades à ocorrência de cheias relâmpago. Enquanto que, na porção à esquerda, a alta potencialidade ocorre em áreas específicas como nas bacias do Ribeirão São Pedro e do Rio Santana, onde, em função da ocorrência de áreas urbanas (municípios de Jacuí, Pratápolis, Passos, Itaú de Minas e Pratápolis), leva a altos níveis de risco decorrentes da inundação. Os parâmetros do ciclo hidrológico apresentam uma nítida sazonalidade anual e uma alternância interanual (geralmente de 3 em 3 anos) com padrões de mais secos e úmidos. A porção sudeste da GD7 apresenta menor disponibilidade hídrica, enquanto os maiores níveis potenciais encontram-se nas porções norte e sudoeste. As perdas de água por evapotranspiração constituem a parcela mais significativa de demanda hídrica (51% do total precipitado). As demanda azul é baixa quando comparada a valores encontrados na bacia do Paraná e em relação à disponibilidade hídrica da área de estudo, contudo há probabilidade de ocorrência de períodos de deficiência hídrica, há hot spots de demanda quali e quantitativa nas proximidades das áreas urbanas de São Sebastião do Paraíso, Passos e Itaú de Minas, principalmente nas bacias afluentes do rio Santana. / Environmental assessment of hydrographic basins addressing their effective management still lacks of an adequate method. In this research a geoenvironmental assessment has been performed focusing on the understanding of the behavior of the main components of the hydrological cycle and the landuse. Beyound, it was intended to develop a method directed to manage hydrographic basins. The method consists in three basic stages of analysis: basic, integrated and final. The study area was established on the middle course of the Rio Grande river (GD7) located at the south of the Minas Gerais state in Brazil. The GD7 region is a hydrologic resource administration unit with 9800 km2 of drainage area and it is managed by the CBH-GD7. Then, a considerably large volume of information was acquired, stored, processed and analyzed with the aid of geotechnologies like GPS, satellite images and remote sensing tools available in commercial software packages (ENVI, ArcGIS and TerraView). These tools were essential to successfully reach the expected results in this method. The basic analysis stage consisted on data acquisition and on the analysis of key information like landuse, weather, fluviometric and geomorphometry. At the second stage, it was made an integrated analysis of the available data. This analysis allowed assessing (a) morphometric potentialities to flash flood, plain inundation and flow regularization (b) runoff potentialities of the physical and anthropic environment (c) potential hydric demands. The analysis of potential runoff aimed to understand the influence of the components of the physical environment and the landuse in this process. Additionally, it was tested a new method to delimitate large units with homogenous runoff patterns. This method showed to be faster and easier than the classic methods to performing cartographic documents with base on geomorphometric indexes. Into the third stage final stage- output data from basic and integrated analysis were integrated again to define regions with different flow potentials associated to flash flood and plain inundation. The geomorphometric parameters ICCD, ICR, ICGC and HAND demonstrated satisfactory results and also, the integration of these models showed to be a faster and easier way to map regions with ecologic and geomorphometric differences. The tributary basins of the right margin of the Rio Grande river showed higher flash flood potential. Meanwhile, in the left margin high potential of flood occurs in some urban areas as those of São Pedro stream and Santana river basins (municipalities of Jacui, Passos, Itaú de Minas and Pratápolis). The presence of these potential hazards in urban areas can generate risks associated to the occurrence of floods. The parameters of the hydrologic cycle showed dry and wet seasonality along the year and a 3-year interval period with hydrologic extremes. The southeast portion of GD7 presented a the smaller hydric availability. In the other hand, the largest levels of hydric potential were located at the north and southwest portions. The water losses due to evapotranspiration constitute the most significant portion of the hydric demand (51% of the precipitation). The blue water footprint is low when compared to the values of the same parameter found at the Paraná basin and also when compared to the hydric availability of the study area. Nevertheless, there exists a probability of occurrence of periods of hydric deficiency. Moreover, there were found hot spots of qualitative and quantitative demand on the São Sebastião do Paraiso, Passos and Itaú de Minas urban areas. The demands affect mainly the tributary basin of the Santana river.

Objetivos: Analisar o potencial à expansão urbana e as ocupações irregulares existentes na Microbacia Hidrográfica do Ribeirão Taquaruçu, com o propósito de mapear as áreas indicadas ou não ao crescimento urbano e enquadrar as ocupações irregulares no mapeamento, considerando os aspectos físicos, a legislação correlata, a política urbana municipal, a disponibilidade hídrica e de saneamento básico. Materiais e Métodos: análise dos condicinantes sobre a expansão urbana constantes no Plano Diretor Participativo de Palmas, no Plano de Bacia e no Plano Municipal de Saneamento Básico. Resultados: A maior parte da área da bacia encontra-se dentro da área de preservação permanente da serra do Lajeado existindo apenas uma parcela de 11% de áreas aptas fisicamente à expansão urbana. Foram identificadas 13 ocupações irregulares dentro da bacia, sendo 4 consideradas de regularização prioritária pelo poder público municipal. A maior parte, 99% da área das ocupações irregulares prioritárias estão localizadas em áreas onde a política pública está propícia a ocupação humana. A disponibilidade hídrica diagnosticada no plano de bacia não recomenda a expansão urbana, pois a bacia estudada já apresenta um comprometimento da vazão outorgada superior ao máximo recomendado. As ocupações irregulares foram responsáveis por um aumento de 1,78% do comprometimento da vazão outorgada e caso houvesse a ocupação total desses assentamentos esse percentual poderia subir para aproximadamente 8,04%. A disponibilidade de saneamento apresentada no Plano Municipal de Saneamento desaconselha o parcelamento urbano de novas áreas, devido à necessidade de investimentos para ampliação da rede existente para que seja mantido o atendimento da população existente, com o aumento populacional, e se não ocorrer a ampliação da rede de água, esgoto e drenagem, o cenário se agravaria. Conclusão: Percebe-se, portanto, que a expansão urbana dentro da área da bacia do Ribeirão Taquaruçu não é recomendada, mesmo sendo identificadas 11% de áreas com os aspectos físicos favoráveis a ocupação humana, depois de analisada a política pública municipal e disponibuilidade hídrica e de saneamento básico e, se o cenário atual for mantido, a expansão urbana agravaria ainda mais o quadro atual de disponibilidade hídrica e de saneamento básico que já é considerado crítico. / Objectives: To analyze the potential for urban expansion and irregular occupations in the Ribeirão Taquaruçu Hydrographic Basin, with the purpose of mapping the areas indicated or not to urban growth and to establish irregular occupations in the mapping, considering the physical aspects, the related legislation, municipal urban policy, water availability and basic sanitation. Materials and Methods: analysis of the conditioners on the urban expansion contained in the Participatory Master Plan for Palms, the Basin Plan and the Municipal Basic Sanitation Plan. Results: Most of the basin area is within the permanent preservation area of the Lajeado range, with only 11% of areas physically fit for urban expansion. 13 irregular occupations were identified within the basin, of which 4 were considered as priority regularization by the municipal public authority. Most, 99% of the area of priority irregular occupations are located in areas where public policy is conducive to human occupation. The water availability diagnosed in the basin plan does not recommend the urban expansion, since the basin studied already presents a compromise of the flow granted higher than the recommended maximum. The irregular occupations were responsible for a 1.78% increase in the commitment of the flow granted and if there was total occupation of these settlements this percentage could increase to approximately 8.04%. The availability of sanitation presented in the Municipal Sanitation Plan advises against urban subdivision of new areas, due to the need for investments to expand the existing network so that the existing population is maintained, with a population increase, and water, sewage and drainage, the scenario would worsen. Conclusion: Urban expansion within the area of the Ribeirão Taquaruçu basin is not recommended, even though 11% of areas with physical aspects favorable to human occupation were identified, after analyzing municipal public policy and water availability and basic sanitation, and if the current scenario is maintained, urban sprawl would further aggravate the current situation of water availability and basic sanitation that is already considered critical.