Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Swine production is an activity widely developed in southern Brazil that generates large volumes of manure, which are normally used as sources of nutrients in grain crops and pastures. However, successive applications of manure can cause changes in the concentration of nutrients in the soil, changing the dynamics in soil organic matter (SOM) and enhance the transfer of phosphorus in aquatic environments. This study aimed to evaluate the effect of successive applications of swine manure on production and nutrient accumulation in crops, changes in chemical composition and distribution of physical and chemical fractions of soil organic matter and the transfer of forms of phosphorus by runoff in subtropical soils under no-tillage. For this, three studies were undertaken: Study 1 aimed to assess how doses of manure, applied over a few years can impact grain yield, dry matter and nutrient accumulation in commercial grain crops and cover plants soil. This study consisted of an experiment conducted in Hapludalf soil with applications of doses of 0, 20, 40 and 80 m3 ha-1 of pig slurry (PS) prior to implementation of each culture of succession: black oats/millet/black beans, in 2002/2003; black oats+vetch/maize, in 2003/2004 and 2004/2005; black oat/black beans/sunn hemp, in 2005/2006; black oats/maize/black oats, in 2006/2007. For maize and black beans was evaluated grain yield and, for all crops, the production of dry matter of shoots and accumulation of N, P and K in plant tissue was determined. Study 2 aimed to evaluate the impact of successive applications of swine manure in liquid form and in the form of compost on carbon storage and chemical and structural composition of physical and chemical fractions of SOM in two subtropical environments with distinct textural characteristics. This study consisted of two experiments: the first experiment was conducted on an Hapludalf soil that received 19 applications of doses of 0, 40 and 80 m3 ha-1 PS over a period of 93 months, and the experiment 2 was conducted in one Hapludox soil that received six applications of doses of 0, 8 and 16 t ha-1 of composted wood shavings with PS, plus a treatment with mineral fertilizer, for a period of 71 months. In both experiments were performed collecting soil depths 0-4, 4-8, 8-12, 12-16 and 16-20 cm. In soil samples were quantified the total C, physical and chemical fractionation of SOM, the calculated C stocks in physical and chemical fractions of SOM and chemical composition of humic acids. Study 3 aimed to evaluate the accumulation of phosphorus (P) in the soil and transfer of P forms in surface runoff in a Hapludalf soil under no-tillage and subjected to successive applications of pig slurry. For this study the experiment 1 of Study 2 was used. Drained samples solution of this experiment samples were collected, where precipitation was sufficient to cause runoff volume, and the levels of available P, soluble P, particulate P and total P were determined. The results show that the application of manure increased grain yield and dry matter production by cultures, but for the beans, the highest yield was achieved with the lowest dose of PS, indicating that for the other doses, the amount of nutrients applied was above the demand of the crop. The highest yields of dry matter with the application of manure promoted increases in SOM levels and altered the chemical composition of humic acids, and the incorporation of compounds present in manure was the main cause of these changes. Moreover, successive applications of manure promoted increases in levels of available P in the soil, reflecting higher shipments of P forms in runoff, following this order: available P > soluble P > particulate P. Therefore, the management of waste in the soil must meet criteria that allow the fertilizer to maximize effect and minimize environmental impacts. / A suinocultura é uma atividade amplamente desenvolvida na Região Sul do Brasil que gera grandes volumes de dejetos, os quais são, normalmente, utilizados como fontes de nutrientes em culturas de grãos e pastagens. Entretanto, sucessivas aplicações de dejetos podem provocar alterações na concentração de nutrientes no solo, alterar a dinâmica na matéria orgânica do solo (MOS) e potencializar a transferência de fósforo para ambientes aquáticos. O presente estudo objetivou avaliar a interferência de aplicações sucessivas de dejeto de suínos sobre a produção e acúmulo de nutrientes em culturas, alterações na composição química e na distribuição das frações físicas e químicas da matéria orgânica do solo e sobre a transferência de formas de fósforo por escoamento superficial, em solos subtropicais sob sistema plantio direto. Para isso foram desenvolvidos três estudos: O Estudo 1 objetivou avaliar como as doses de dejeto, aplicadas ao longo de alguns anos, podem impactar a produção de grãos, de matéria seca e o acúmulo de nutrientes em culturas de grãos comerciais e em plantas de cobertura do solo. Este estudo foi composto por um experimento conduzido em Argissolo Vermelho Distrófico arênico com aplicações das doses de 0, 20, 40 e 80 m3 ha-1 de dejeto líquido de suínos (DLS) antes da implantação de cada cultura da sucessão: aveia preta/milheto/feijão preto, em 2002/2003; aveia preta+ervilhaca/milho, nos anos de 2003/2004 e 2004/2005; aveia preta/feijão preto/crotalária, em 2005/2006; aveia preta/milho/aveia preta, em 2006/2007. Para as culturas de milho e feijão foi avaliada a produtividade de grãos e, para todas as culturas, foi determinada a produção de matéria seca da parte aérea e o acúmulo de N, P e K no tecido vegetal. O Estudo 2 objetivou avaliar o impacto de aplicações sucessivas de dejetos de suínos na forma líquida e na forma de compostagem no estoque de C e na composição química e estrutural das frações químicas e físicas da MOS em dois ambientes subtropicais, com distintas características texturais. Esse estudo foi composto por dois experimentos: o experimento 1 foi conduzido em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico que recebeu 19 aplicações das doses de 0, 40 e 80 m3 ha-1 de DLS, num período de 93 meses, e o experimento 2 foi conduzido em um Latossolo Vermelho Distroférrico típico que recebeu seis aplicações das doses de 0, 8 e 16 t ha-1 de compostagem de maravalha com DLS, além de um tratamento com adubação mineral, num período de 71 meses. Nos dois experimentos foi realizada coleta de solo nas profundidades 0-4, 4-8, 8-12, 12-16 e 16-20 cm. Nas amostras de solo foram determinados os teores totais de C, fracionamento físico e químico da MOS, calculado o estoque de C nas frações físicas e químicas da MOS e a composição química dos ácidos húmicos. O Estudo 3 objetivou avaliar o acúmulo de fósforo (P) no solo e a transferência de formas de P por escoamento superficial em um Argissolo sob sistema plantio direto e submetido a sucessivas aplicações de dejeto líquido de suínos. Para esse estudo foi utilizado o experimento 1 do Estudo 2. Nesse experimento foram coletadas amostras de solução escoada, sempre que houve precipitação com volume suficiente para provocar escoamento superficial, e determinado os teores de P-disponível, P-solúvel, P-particulado e P-total. Os resultados obtidos mostram que as aplicações de dejetos aumentaram a produtividade de grãos e matéria seca pelas culturas avaliadas, mas para o feijão, a produtividade máxima foi alcançada com a menor dose de DLS, indicando que para as demais doses, a quantidade de nutrientes aplicada esteve acima da demanda da cultura. As maiores produções de matéria seca com a aplicação de dejeto promoveram incrementos nos teores de MOS e alteraram a composição química dos ácidos húmicos, sendo que a incorporação de compostos presentes nos dejetos foi a principal causa dessas alterações. Além disso, as sucessivas aplicações de dejetos promoveram incrementos nos teores disponíveis de P no solo, refletindo em maiores transferências de formas de P por escoamento superficial, obedecendo a seguinte ordem: P-disponível > P-solúvel > P-particulado. Portanto, o manejo dos dejetos no solo deve obedecer a critérios que possibilitem maximizar o efeito fertilizante e minimizar os impactos ambientais.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-06T14:33:11Z No. of bitstreams: 1 DissMHDP.pdf: 33010393 bytes, checksum: b6d6de78607499f0d4066cfa4b021b63 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T13:49:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMHDP.pdf: 33010393 bytes, checksum: b6d6de78607499f0d4066cfa4b021b63 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T13:50:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMHDP.pdf: 33010393 bytes, checksum: b6d6de78607499f0d4066cfa4b021b63 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T13:50:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMHDP.pdf: 33010393 bytes, checksum: b6d6de78607499f0d4066cfa4b021b63 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Não recebi financiamento / A major challenge of Brazilian municipalities is to harmonize urban growth with the provision of public service. São Carlos, a municipality in the State of São Paulo also tries to solve this issue. The lack of urban planning coupled with the absence of occupation control measures promotes the soil sealing, which is responsible for the flooding in the valley bottoms. Considering this scenario, the object of study of this dissertation is the creek watershed Santa Maria do Leme. This watershed, even undeveloped, suffers with the occurrence of flooding in the region of its mouth. The aim of this study was to identify the main factors that contribute directly or indirectly with the flooding in the watershed. To this end, the following analyzes were performed: chronological analysis of the evolution of the runoff coefficient and the design flow by Rational Method ; analysis of velocity and capacity of flow in urban crossings; and analysis of the main legal instruments and the direct actions of the municipality in the management of urban drainage. The results indicate a problematic assessment of the region. Were analysed six crossings and only two have enough transport capacity for the flow of current project, and the municipal Master Plan indicates the region free of this basin as a potential area of urban expansion, a fact that may further aggravate the problems. / Um dos grandes desafios dos municípios brasileiros é harmonizar o crescimento urbano com a oferta de serviços públicos. São Carlos, um município do interior Paulista, também busca resolver esta questão. A falta de planejamento urbano aliada a ausência de medidas de controle de ocupação favorecem a impermeabilização do solo, que por sua vez é a responsável pelos alagamentos nos fundos de vale. Considerando esse cenário, apresenta-se como objeto desse estudo a bacia do córrego Santa Maria do Leme, uma bacia que mesmo pouco urbanizada, sofre com a ocorrência de alagamentos na região de sua foz. O objetivo desse trabalho foi identificar os principais fatores que contribuem para a ocorrência dos alagamentos na bacia. Para tanto, foram realizadas as seguintes análises: Análise cronológica da evolução do coeficiente de escoamento superficial e da vazão de projeto pelo Método Racional; Análise da velocidade e da capacidade de escoamento das travessias urbanas; e Análise dos principais instrumentos legais e das ações diretas da municipalidade na gestão da drenagem urbana. Os resultados obtidos apontam um diagnóstico problemático da região, pois das seis travessias analisadas, somente duas possuem capacidade de escoamento suficiente para a vazão de projeto atual, e o Plano Diretor municipal indica a região livre dessa bacia como área de potencial expansão urbana, fato que pode agravar ainda mais os problemas.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-07T14:38:13Z No. of bitstreams: 1 PGCS16MA152.pdf: 1026343 bytes, checksum: 9aece6d47b63a39320a6d4385220f021 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T14:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS16MA152.pdf: 1026343 bytes, checksum: 9aece6d47b63a39320a6d4385220f021 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Many of the existing swine production systems in southern Brazil, provide high production of pig slurry. This situation leads to management problems, storage, distribution and environmental pollution caused by the improperly disposal of this waste product. The objective of this work was to determine the effect of application of dose increase of pig slurry on physical and chemical attributes of a Cambisol, in the production of plant biomass and water erosion, under three crops and compare the results with those obtained in soil condition uncultivated and without waste, in Rio do Sul - SC. The treatments were the control (no tillage and zero dose) and the doses 0 (zero), 50, 100 and 200 m³ ha-¹ of pig slurry applied on the soil surface. The application was performed in three stages after the implementation of millet, oat and sunn hemp in plots of 15 x 2.0 m, bounded by galvanized sheet, with an average gradient of 23.3%. The samples of erosive rainfall were collected to quantify the soil loss, water and nutrients. Before and after the experiment, soil samples were collected to evaluate the physical and chemical properties. At the end of each cultivation, dry matter production of shoot was determined. The increase of pig slurry doses increased production of biomass in the cultivated area, due to the improved porosity and, in part, of calcium, phosphorus and potassium, especially in the soil surface. Therefore, the water erosion reduces, after three cycles of cultivation. Soil losses were more influenced than the loss of water. The Ca, Mg, P and K contents in runoff water are the largest in treatments with higher doses of pig slurry. In the 200-m3 h-1 of pig slurry dose, the total nutrients losses in runoff are greatest / A erosão hídrica é a principal causa de degradação do solo agrícola e do ambiente no entorno dos sistemas de produção, fortemente influenciada pelo manejo do solo que, por sua, vez, é influenciando pelas adubações, dentro outros fatores. A maior parte dos sistemas de produção de suínos no sul do Brasil propicia produção de dejeto em alta quantidade. O dejeto gera problemas de manejo, armazenamento, distribuição e poluição ambiental causada pela erosão hídrica devido ao descarte do produto de forma de adubação, de maneira inadequada. Com o experimento objetivou-se estudar o efeito de dejeto líquido de suínos (DLS) em atributos de um Cambissolo Háplico, na produção de massa vegetal da parte aérea das plantas (MS) e na erosão hídrica em solo cultivado, e comparar os resultados com os obtidos em condição de solo sem cultivo e sem dejeto, em Rio do Sul - SC. Os tratamentos foram constituídos em testemunha (sem cultivo e sem dejeto) e pelas doses 0 (zero), 50, 100 e 200 m³ ha- ¹ de DLS aplicado na superfície do solo em três momentos após a implantação das culturas de milheto, aveia preta e crotalária, em parcelas de 15 x 2,0 m delimitadas por chapas galvanizadas, com declividade média de 23,3%. Ao longo da pesquisa foram determinadas as perdas de água e solo por erosão e coletadas amostras de enxurrada resultantes de chuvas erosivas para, nelas, determinar as perdas de alguns nutrientes. Antes da instalação do experimento e após o final da pesquisa, amostras de solo foram coletadas para avaliar as propriedades físicas e químicas e, ao final de cada cultivo, determinou-se ainda a produção de MS das plantas cultivadas no experimento. Identificou-se que o DLS aumentou a MS com o aumento da dose de dejeto, devido à melhoria da porosidade e, em parte, dos teores de cálcio, fósforo e potássio, em especial na superfície do solo. Com isso diminuiu a erosão hídrica ao final de três ciclos de cultivo. Em relação à erosão, as perdas de solo (PS) foram mais influenciadas do que as perdas de água (PA); os teores de Ca, Mg, P e K na água de escoamento superficial foram maiores nos tratamentos com as maiores doses de DLS do que naqueles das menores doses. As perdas totais de nutrientes na enxurrada, no entanto, foram maiores apenas na dose 200 m3 ha-1 de dejeto do que nas demais

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2293036 bytes, checksum: 81e846210ecdd5ef447223d350af2e3b (MD5) Previous issue date: 2009-02-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Besides their fundamental role in Brazilian economy, the unpaved roads have a highly important social role, since they allow for the access of the rural population to their basic needs such as health, education, leisure and work, that frequently are available only in the urban centers. So, taking into account that the main cause of degradation in the roads is the erosion caused by the concentration of the runoff along them, a model was developed for determination of the volume required for the accumulation basin addressed to store the water from runoff of the unpaved roads. The model was based on the principle that a daily analysis of the volume flowed in each event of the precipitation series is a more coherent criterion for dimensioning the accumulation basins, since the accumulative effect from the precipitations successively occurring in the series is considered. The model uses the synthetic rainfall data to obtaining the daily series of the flowed volumes, whereas the daily balance of the volume stored in the basin is accomplished with this series. The highest value obtained in each year is identified from the series of the stored volumes. So, an annual series of the highest volumes stored in the basin is created. Then, the Gumbel distribution is applied to this series in order to obtaining the volume required for the accumulation basin (VB). According to results, the following conclusions were drawn: for the lowest Tiebac value, the time needed for the water stored in the basin to infiltrate totally into soil is longer, therefore the accumulative effect of the precipitation events are more accentuated and, consequently, higher the VB value will be. When comparing the data obtained by the developed model with those of the model proposed by Griebeler et al. (2005), it was verified that, for the Tiebac equal to 2mm h-1, the VB values obtained by the developed model were always higher than those obtained by the model proposed by Griebeler et al. (2005), and an increased difference occurred with the increase in the return period (T). For the lowest values of Tiebac, the increase in the VB values from the increased T was, in general, proportionally higher for the model proposed by Griebeler et al. (2005) than for the developed model. / As estradas não pavimentadas, além de exercerem um papel fundamental na economia brasileira, possuem uma atribuição de grande importância social, que é permitir o acesso da população rural às necessidades básicas da sociedade como saúde, educação, lazer e trabalho, que muita das vezes estão disponíveis apenas nos centros urbanos. Tendo em vista que o principal causador da degradação das estradas é a erosão causada pela concentração de escoamento superficial ao longo destas, desenvolveu-se um modelo para a determinação do volume requerido para a bacia de acumulação destinada ao armazenamento do escoamento superficial provindo de estradas não pavimentadas. O modelo se baseou no princípio de que uma análise dia a dia do volume escoado em cada evento da série de precipitação é um critério mais coerente para o dimensionamento de bacias de acumulação, uma vez que é considerado o efeito acumulativo de precipitações que ocorrem de forma sucessiva na série. O modelo utiliza dados sintéticos de precipitação para a obtenção de uma série diária de volumes escoados, com a qual é realizado o balanço diário do volume armazenado na bacia. A partir da série de volumes armazenados é identificado o maior valor obtido em cada ano e, assim, é criada uma série anual de volumes máximos armazenados na bacia, à qual é aplicada a distribuição de Gumbel para a obtenção do volume requerido para a bacia de acumulação (VB). De acordo com os resultados obtidos verificou-se que, para as menores Tiebac, o tempo necessário para que a água armazenada na bacia infiltre totalmente no solo é maior, desta forma mais acentuado é o efeito acumulativo dos eventos de precipitação e, conseqüentemente, maior o valor de VB. Comparando os dados obtidos pelo modelo desenvolvido com os do modelo proposto por Griebeler et al. (2005) verificou-se que, para a Tiebac de 2 mm h-1, os valores de VB obtidos pelo modelo desenvolvido foram sempre maiores do que os valores obtidos pelo modelo proposto por Griebeler et al. (2005) e que a diferença aumentou com o aumento do período de retorno (T). Observou-se ainda que, para os menores valores de Tiebac, o aumento dos valores de VB a partir do aumento de T foi, em geral, proporcionalmente maior para o modelo proposto por Griebeler et al. (2005) do que para o modelo desenvolvido.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1621642 bytes, checksum: 194bd00b04fc0f62552c66438a7d203c (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to propose and test a methodology for calculating the spacing among the rows of vertical mulching, as the efficiency in reducing water losses, soil, and nutrient by superficial runoff in field conditions under natural rainfall in direct tillage. For calculating, the same parameters used for calculating spacing among terraces were considered with appropriate adjustments. To this end, an experiment was developed between October 2009 and March 2010 during the corn crop cycle in a consolidated area for direct tillage. We used a randomized block design with four replications and six treatments consisting of vertical mulching grooves distributed at different distances. The plots were separated laterally by wood sheets and were placed at the final to the disposal collectors. To quantify the precipitated volume, some collectors were placed (gauges) into blocks. The rainfall during the period was collected and quantified, as well as the superficial runoff from the plots. In the runoff samples, the following attributes were analyzed: “water lost volume, soil weight on the sediment, sediment texture, and the nutrients present in the sediment and the superficial runoff water”. For the evaluated attributes, there were no significant differences for treatment effects on soil losses (partial and total). In general, the treatment with 0.9 meters among the furrows was the least efficient in containing the water and nutrients losses (in water and sediment). Among the nutrients, potassium was the one with the largest losses in the water and sediment. The increase in the water volume that drained along with the soil affects the efficiency of the vertical mulching for containing the total nutrient losses. / O presente estudo teve como objetivo propor e testar uma metodologia para o cálculo do espaçamento entre sulcos de mulching vertical, quanto à eficiência na redução das perdas de água, solo e nutrientes por escoamento superficial em condições de campo sob chuva natural em semeadura direta. Foram considerados para o cálculo os parâmetros utilizados para o cálculo do espaçamento entre terraços, fazendo as devidas adaptações. Neste intuito, foi desenvolvido um trabalho entre outubro de 2009 a março de 2010 durante o ciclo da cultura do milho em uma área de semeadura direta consolidada. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados, com 4 repetições e 6 tratamentos constituídos de sulcos de mulching vertical distribuídos em diferentes distâncias. As parcelas foram separadas lateralmente por chapas de madeira, sendo ao seu final colocados coletores de escoamento. Para quantificar o volume precipitado, foram colocados coletores de precipitação (pluviômetros) dentro dos blocos. A água das chuvas ocorridas no período foi coletada e quantificada , bem como o escoamento superficial proveniente das parcelas. Nas amostras de escoamento, foram analisados os seguintes atributos: volume de água perdido, massa de solo no sedimento, textura do sedimento e os nutrientes presentes no sedimento e na água de escoamento superficial. Para os atributos avaliados, não foram constatadas diferenças significativas para o efeito de tratamentos nas perdas de solo (parciais e totais). De forma geral, o tratamento com 0,9 metros entre sulcos foi o menos eficiente em conter as perdas de água e nutrientes (na água e no sedimento). Entre os nutrientes avaliados, o potássio foi o que apresentou as maiores perdas, tanto na água quanto no sedimento, sendo que o aumento no volume de água e solo escoados afeta a eficiência do mulching vertical em conter as perdas totais de nutrientes.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa. / The loss of natural vegetation and the increase of impermeable surfaces due to the urban expansion have shown that the traditional urban drain systems are ineffective and not much adaptable to the changes of ground use. One of the consequences is the increase of the speed of runoff, which furthers flood, with great material and environmental damage. The flood usually occurs because of stormwaters. The aim of this essay was to study the modular green roofs contribution, submitted to storms, 155mm/h lasting 7,0 minutes, in retention and delay of runoff. Besides, values were determined for these rain-flow classic model parameters: Rational method (C) and CN (SCS), which will be used for hydrological modeling of the effects of using green roofs to control urban flood. The methodology used is experimental and involved building worktops with adjustable inclination to support the experimental modules and a system for controlled induction of rain intensity. Three modular system models were studied for green roof which allow the storage of water at the bottom of the tray that the modules are made up, two are 17,0 L (M-17 and F-17) and one is 4,0 L(M-4), in dry soil and moist conditions. In each vegetated module three species of vegetation were used: Portulaca oleracea, Callisia repens e Apnia Cordfolia. The results show that the retained volume, calculated through observing the runoff, in different situations, are coherent with each other and have data reported in literature. The vegetated modules produced the best results with dry soil and the worst results with moist soil. The average percentage of retention, considering all the types of modules, was 58% of the total volume of induced water, with a 12 minute average delay on runoff. The average values of C (Rational method) were 0,4; 0,48; 0,36, to modules M-17, M-4 and F-17, respectively and the ones for CN (SCS) were 93, 95, 93, to the same modules. As expected, the greatest CN values were the ones for moist ground, keeping the relation of lesser retained volume and more runoff and CN. The module F-17 presented better performance in all aspects (flow reduction, hydric retention, runoff delay). This study shows the good contribution this kind of system may provide for retention and delay runoff, even for short duration heavy rains, mainly after dry season, common situation in places with tropical weather. Future studies should assess the green roofs performance of modular systems accounting other characteristics and types of rains intensity. Adopting green roofs must be cautious, especially the extra burden that such a system is.

As áreas variáveis de afluência (AVAs) são dinâmicas, apresentando expansão das áreas saturadas durante os eventos de chuva, geralmente próximas aos cursos d\'água e, no momento que a chuva cessa, estas áreas saturadas se contraem. O escoamento superficial ocorre nessas áreas devido ao excesso de saturação, provocado pelo aumento do volume d\'água armazenado no perfil de solo e, extravasamento nas áreas com solos rasos, próxima aos rios. Dessa forma, faz-se necessário quantificar o processo de escoamento superficial para a correta delimitação das AVAs. A utilização dos modelos hidrológicos para essa finalidade teve início após legislação estadunidense que define níveis máximos permitidos para poluição difusa. Diversos modelos foram desenvolvidos para quantificar a entrada de poluentes nos corpos hídricos, entretanto não havia maneira precisa de localizar as áreas variáveis de afluência, sendo estas as mais propensas a carrear os contaminantes. Somente através da utilização de modelos hidrológicos distribuídos foi possível considerar o componente espacial, ou seja, a localização exata da ocorrência dos processos hidrológicos, e sua inter-relação com uso de solo e tipo de solo, permitindo testar diferentes cenários avaliando quais áreas convertidas em florestas contribuiriam para maior ganho de serviços ecossistêmicos relacionados à manutenção de recursos hídricos. Portanto, foram modelados 3 cenários: o cenário atual, o cenário AVA e o cenário Código Florestal. O primeiro representa a situação atual do uso do solo, e fornece base para comparação com outros cenários. A probabilidade de saturação para este cenário foi definida com uso do modelo hidrológico GSSHA, permitindo delimitar as áreas variáveis de afluência e criar o cenário AVA, o qual simula a restauração florestal em todas as áreas variáveis de afluência. Por último, foi modelado o cenário Código Florestal, que simula a restauração florestal das áreas de preservação permanentes (APPs), com a função de avaliar quais os impactos para a manutenção dos recursos hídricos caso seja cumprido o Código Florestal (Lei nº. 4.711/65) e sejam restauradas todas as áreas de preservação permanente. Os resultados mostram que a restauração das AVA, com alteração de apenas 4,04% da área total da bacia, aumentaria em 48% a infiltração da água no solo, eliminando a geração de escoamento superficial em áreas agrosilvopastoris e conseqüente carreamento de poluentes provenientes dessas áreas. A restauração das APPs representa uma alteração de 9,36% da área da bacia e promove a recuperação da dinâmica de expansão e contração das nascentes da bacia hidrográfica, que garante redução da vazão e atraso do pico de vazão, evitando respostas hidrológicas hortonianas na bacia hidrográfica. Ambos cenários apresentam benefícios para manutenção dos recursos hídricos. As áreas de preservação permanente apresentam papel significativo na proteção dos recursos hídricos, protegendo mais de 60% das AVAs e sendo de fácil delimitação. A utilização do índice topográfico como variável substituta à modelagem hidrológica apresentou correlação de ~0,33, que permite utilizar o índice para uma análise exploratória, porém insuficiente para delimitar as áreas variáveis de afluência. / The variables source areas (VSA) are dynamic, showing expansion of saturated areas during rain events, usually near to streams and, at the time the rain stops, these saturated areas contract. Runoff occurs in these areas due to saturation excess overland flow, caused by increased of stored volume water in the soil profile, and extravasation in areas with shallow soils, next to streams. Thus, it is necessary to quantify the process of runoff for the correct delineation of VSA. The use of hydrological models for this purpose began after U.S. law which sets maximum permitted levels for diffuse pollution. Several models have been developed to quantify the entry of pollutants in water bodies, however there was no accurate way to pinpoint variables source areas, which are the most likely to carrying contaminants. Only through the use of distributed hydrological models was possible to consider the spatial component, in other words, the exact location of the occurrence of hydrological processes and their interrelationship with land use and soil type, allowing you to test different scenarios by assessing which areas converted to forests contribute to greater gains in ecosystem services related to maintenance of water resources. Therefore, were evaluated three scenarios: the actual scenario, the VSA scenario and the Forest Code scenario. The first one represents the current state of land use and provides a basis for comparison with other scenarios. The probability of saturation for this scenario was defined using the hydrological model GSSHA, allowing to delimit variables source areas and to create the VSA scenario, which simulates forest restoration in all variables source areas. Finally, was modeled the Forestry Code scenario, which simulates forest restoration of permanent preservation areas (PPA), whose function is to assess the impacts for the maintenance of water resources if it complied the Forest Code (Law nº. 4.711/65) and restored all permanent preservation areas. The results show that the restoration of the VSA, with only a 4,04% change of the total area of the watershed, it would increase in 48% water infiltration into the soil, eliminating the generation of surface runoff and consequent carry pollutants from these areas. The restoration of the PPA represents a change of 9,36% of the watershed area and promotes the recovery of dynamic expansion and contraction of the headwaters of the watershed, which ensures reduction in flow rate and delay peak flow, avoiding answers hortonian in the hydrological basin. Both scenarios provide benefits for maintenance of water resources. The permanent preservation areas have significant role in protecting water resources, protecting more than 60% of VSA and being easy delimitation. The use of topographic index as surrogate parameter correlated to the hydrological modeling of ~ 0,33, which allows use the index to an exploratory analysis, but insufficient to delineate the variables source areas.

O Sistema Nacional de Informações de Recursos Hídricos (SNIRH) ainda não monitora todos os rios brasileiros. Esta carência de informações reflete em falhas na estimativa da disponibilidade hídrica para os usos múltiplos da água. Nesse contexto, os modelos hidrológicos destacaram-se por tentar suprir essa insuficiência de dados. Entretanto, nota-se que muitos modelos não geram bons resultados quando executados fora da área de estudo onde foram criados. Por isso, devido à flexibilidade na escolha dos processos hidrológicos a serem simulados, este trabalho utilizou o framework JAMS (Jena Adaptable Modelling System) na construção de um modelo chuva-vazão específico para a bacia piloto do Ribeirão da Onça, a qual está inserida em zona de afloramento de um dos mais importantes aquíferos do mundo, o Sistema Aquífero Guarani (SAG). O JAMS apresentou-se como um sistema simplificado e flexível diante das adaptações necessárias para tratar e gerar dados compatíveis com as características climatológicas e hidrológicas da área de estudo. O modelo construído mostrou-se eficiente na predição da resposta hidrológica da bacia avaliada, apresentando um coeficiente de Nash-Sutcliffe de 0,76 e 0,81, para os períodos de calibração e validação do modelo, respectivamente. Foi ainda satisfatória a predição do volume escoado, apresentando uma porcentagem de viés de -1.13 e -1.03% para os dois períodos. A reconstituição da série histórica de vazão mostrou que o escoamento de base representa de 79 a 89% do escoamento total anual da bacia do Ribeirão da Onça. Portanto, o modelo construído torna-se uma importante ferramenta para a reconstituição da série histórica dos dados fluviométricos da bacia do Ribeirão da Onça, importante para o aperfeiçoamento dos estudos de recarga e proteção do SAG. / The National System of Information Resources (SNIRH) has not monitored all Brazilian rivers. This lack of information reflects in the fault estimation of water availability for the multiple uses. In this context, the hydrological models stood out for trying to address this lack of data. However, it is noted that many models do not generate good results when performed outside of the study area where they were created. Therefore, due to flexibility in the choice of hydrological processes to be simulated, this study used the framework JAMS (Jena Adaptable Modelling System) in the construction of a specific rainfall-runoff model to the basin of the Ribeirão da Onça monitored watershed, which is embedded in an outcrop area of one of the most important aquifers in the world, the Guarani Aquifer System (SAG). The JAMS presented as a simplified and flexible for use on the necessary adaptations to process and generate consistent data with the climatological and hydrological characteristics of the study area. The constructed model was effective in predicting the hydrological response of the basin evaluated, with a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.76 and 0.81, for periods of calibration and validation of the model, respectively. It was also satisfactory prediction of runoff volume, with a bias of -1.3 and -1.03% for the two periods. The runoff time series reproduction showed that the baseflow represents from 79 to 89% of the annual total runoff in the Ribeirão da Onça watershed. Therefore, the constructed model becomes an important tool for reconstruting the time series fluviometric data from Ribeirão da Onça basin, important for the improvement of the recharge studies and SAG protection.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-11T14:45:22Z No. of bitstreams: 1 Flavio Adriano Marques.pdf: 3199315 bytes, checksum: a208fb8314e3ffa0d451678350503edb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T14:45:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavio Adriano Marques.pdf: 3199315 bytes, checksum: a208fb8314e3ffa0d451678350503edb (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / The Brazilian region known as Brejo Paraibano, in recent decades has been undergoing a process of replacing its native coverage by crops, mainly for pasture for extensive livestock farm, which has favored the occurrence of soil degradation in the form of water erosion. Given this context, this study aimed to quantify the rates of interrill erosion under simulated rainfall and evaluate the roughness parameters vegetable emerged to laminar flow in a pasture area hilly relief. The experiment was conducted in a completely randomized design with 4 treatments, 15%, 25%, 35% and 45% slope in a Ultisol under pasture, 5 replications, totaling 20 plots. The mean flow velocity and infiltration rates of pasture varied significantly with increasing slope contributing to increased erosion rates up to 35%. In the condition of 45% slope was not the greatest soil losses have occurred because of the removal of the horizon, in which the erosion process is acting on the argilic B horizon. The vegetation drag coefficient to pasture expressed elevation when there was a decrease of turbulent flow between plants. In the condition height flow increase, there was a greater energy flow between the mass of water and the plants structure of Brachiaria decumbens that resulted in decreasing on the force drag tension of plants. / A microrregião do Brejo Paraibano nas últimas décadas vem sofrendo um processo de substituição de sua cobertura nativa por culturas agrícolas, sobretudo por pastagens para exploração de pecuária extensiva, o que vem favorecendo a ocorrência de degradação do solo na forma de erosão hídrica. Diante desse contexto, este estudo teve como proposta quantificar as taxas de erosão em entressulcos sob chuva simulada e avaliar os parâmetros da rugosidade vegetal emersa ao escoamento em área de pastagem em relevo movimentado. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado nas condições de declive: 15%, 25%, 35% e 45%, em um Argissolo Vermelho-Amarelo sob pastagem, em 5 repetições, totalizando 20 parcelas experimentais. A velocidade média do escoamento e as taxas de infiltração na pastagem variaram significativamente com a elevação do declive contribuindo para elevação das taxas de erosão ate o declive de 35%. Na condição de 45% de declive não ocorreram as maiores perdas de solo em virtude de ter ocorrido a remoção do horizonte A, estando o processo erosivo atuando sobre o horizonte B textural. O coeficiente de arraste vegetal da pastagem expressou elevação quando ocorreu diminuição da turbulência do escoamento entre as plantas. Com o aumento da lâmina de escoamento, houve um maior fluxo de energia entre a massa de água e a estrutura vegetal da gramínea Brachiaria decumbens, que se refletiram na diminuição dos valores de tensão de arraste na planta.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-02-23T12:23:38Z No. of bitstreams: 2 Wagner_Aguiar2017.pdf: 18143581 bytes, checksum: 12b22329f78b4696bdd0b54a4a35409c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-23T12:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Wagner_Aguiar2017.pdf: 18143581 bytes, checksum: 12b22329f78b4696bdd0b54a4a35409c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Changes in soil use and occupation in watersheds affect the hydrological cycle, which may potentialize or delay the surface runoff of rainwater, as well as the impacts brought about by such process. This work aimed to understand the variation of the surface runoff of two main soil occupation conditions in the basin that drains the high valley of the Marrecas river, upstream of the urban perimeter of Francisco Beltrão-PR. The first condition evaluated the implications of the changes in the criteria for the delimitation of permanent preservation areas (PPAs) established by the new Forest Code (Law 12.651/2012), in detriment of the old standard (Law 4.771/1965), comparing them with the current use of the soil in the basin, in the process of flood mitigation. The second condition studied the temporal distribution generation potentials of surface runoff and the flood risks due to the seasonal dynamics of agricultural land use for each month of the year. The effects of surface runoff were verified by means of HEC-HMS simulated flow peaks, submitted to seven probabilities of precipitation occurrences. The changes in the Forest Code indicated a reduction of PPAs from 44.5 to 13.7%, resulting in a 22.1% increase in average flow peaks. Seasonal use of agricultural land temporarily delimited the months of April and March as the highest potential runoff generators, as well as the lowest in January and August, allowing the establishment of increase rates in the Marrecas river flow peaks due to the occupation of the soil in the contributing basin, ranging from 0.78 to 1.64 m3s-1 for each km2 of exposed soil, depending on the probability of precipitation. It is concluded that the institution of the new Forest Code, compared to the old one, reduced in 69.2% the recoverable PPAs, minimizing the legal possibilities of flood mitigation to the urban perimeter of Francisco Beltrão, as well as the seasonal use and agricultural occupation of the soil established a strong correlation between the increase in the flow peaks and the occupation by exposed soil. / As alterações no uso e na ocupação do solo na bacia hidrográfica afetam o ciclo hidrológico, podendo potencializar ou retardar o escoamento superficial das águas pluviais, bem como os impactos inerentes a este processo. Este trabalho objetivou a compreensão da variação do escoamento superficial de duas condições principais de ocupação do solo na bacia que drena o alto vale do rio Marrecas, à montante do perímetro urbano de Francisco Beltrão-PR. A primeira condição avaliou as implicações nos picos de vazão das alterações nos critérios de delimitação das áreas de preservação permanente (APPs) instituídas pelo novo Código Florestal (Lei 12.651/2012), em detrimento das regras da antiga norma (Lei 4.771/1965) e as comparou, ainda, com o atual uso do solo na bacia, no processo de mitigação das inundações. A segunda condição estudou a distribuição temporal dos potenciais de geração de escoamento superficial e dos riscos de inundação decorrentes da dinâmica sazonal do uso do solo agrícola para cada mês do ano. Os efeitos do escoamento superficial foram verificados por meio de picos de vazão simulados pelo modelo HEC-HMS, submetidos a sete probabilidades de ocorrências de precipitações. As alterações no Código Florestal indicaram a redução de APPs de 44,5 para 13,7%, tendo como consequência o aumento médio nos picos de vazão em 22,1%. A utilização sazonal do solo agrícola delimitou temporalmente os meses de abril e março como os maiores potenciais geradores de escoamento superficial, bem como os menores, janeiro e agosto, permitindo o estabelecimento de taxas de aumento nos picos de vazão do rio Marrecas em função da ocupação do solo na bacia contribuinte, que variaram de 0,78 a 1,64 m3 s-1 para cada km2 de solo exposto, dependendo da probabilidade de precipitação. Conclui-se que a instituição do novo Código Florestal comparado ao antigo reduziu em 69,2% as APPs passíveis de recuperação, minimizando as possibilidades legais de mitigação das inundações ao perímetro urbano de Francisco Beltrão, bem como o uso e a ocupação sazonal do solo agrícola estabeleceram forte correlação entre o acréscimo nos picos de vazão e a ocupação por solo exposto.