Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-13T17:34:56Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO MIQUÉIAS SOUSA NUNES – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 6096167 bytes, checksum: 209e0b24de3463f67f79ee188f4a1bc5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO MIQUÉIAS SOUSA NUNES – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 6096167 bytes, checksum: 209e0b24de3463f67f79ee188f4a1bc5 (MD5) Previous issue date: 2018-02 / Capes / O crescimento populacional desordenado juntamente com a intensificação das atividades humanas estão acelerando as modificações dos ecossistemas naturais acarretando vários problemas ambientais, em particular , aos recursos hídricos. A necessidade da humanidade por esse recurso vem crescendo de forma rápida e incompatível com a capacidade de recuperação da natureza, causando a escassez e prejuízo na sua qualidade. Além disso, as diversas finalidades para as quais esses recursos são utilizados têm gerado um grande número de conflitos do uso e também degradação qualitativa e quantitativa dos corpos hídricos.No semiárido brasileiro, a situação de escassez hídrica compromete o desenvolvimento econômico e social da região. Assim, torna-se necessário desenvolver ferramentas adequadas para apoiar a tomada de decisão quanto ao uso dos recursos hídricos. Alterações no uso e na ocupação do solo afetam o comportamento do escoamento superficial, e a análise das tendências na vazão dos cursos d’água é importante para o planejamento do uso dos recursos hídricos e do solo. As variações no regime pluviométrico devido às mudanças climáticas também afetam a disponibilidade hídrica nas bacias hidrográficas.Este trabalho tem por objetivomodelar os processos de geração de escoamento superficial, erosão do solo e a recarga potencial subterrânea na bacia do Rio Sucuru a jusante da barragem de Sumé-PB utilizando o modelo SWAT. Foram utilizados dados de precipitação, temperatura, do período de 1994 a 2015, além de mapas de tipos de solo, uso e ocupação do solo com as mudanças observadas no período.Os parâmetros CANMAX, GWQMN, GW_REVAP, ESCO, EPCO e CN foram identificados como os mais influentes sobre o processo de geração de escoamento superficial. O valor do parâmetro GWQMN foi fixado em 2000 mm, pois nenhuma sondagem realizada na bacia indica uma profundidade do solo maior que 2,0 m. Os parâmetros CANMX, ESCO, EPCO e CN se mostraram muito influentes, pois qualquer pequena alteração para mais ou para menos, provocava uma superestimação e/ou subestimação da lâmina escoada, necessitando assim de muitas tentativas antes de obter seus valores finais. Os resultados demosntram a eficiência do modelo SWAT em quantificar e avaliar comparativamente os processos hidrossedimentologicos na região do cariri paraibano. A contribuição deste trabalho se dá pela formulação de uma metodologia para a realização de estudos hidrossedimentologicos em regiões onde não existem dados de escoamento superficial ou de produção de sedimento pela erosão. / Disorganized population growth coupled with the intensification of human activities is accelerating changes in natural ecosystems, leading to a number of environmental problems, in particular water resources. The need of mankind for this resource has been growing rapidly and incompatible with nature's capacity for recovery, causing scarcity and damage in its quality. In addition, the various purposes for which these resources are used have generated a large number of use conflicts and also qualitative and quantitative degradation of water bodies. In the Brazilian semi-arid, the situation of water scarcity compromises the economic and social development of the region. Thus, it is necessary to develop adequate tools to support the decision making regarding the use of water resources. Changes in soil use and occupation affect the behavior of surface runoff, and the analysis of trends in water flow is important for planning the use of water resources and soil. Variations in pluviometric regime due to climate change also affect water availability in river basins. This work aims to model the processes of generation of runoff, soil erosion and potential underground recharge in the Sucuru River basin downstream of the Sumé-PB dam using the SWAT model. Precipitation and temperature data were used from 1994 to 2015, as well as maps of soil types, land use and occupation with changes observed in the period. The parameters CANMAX, GWQMN, GW_REVAP, ESCO, EPCO and CN were identified as the most influential on the process of generation of surface runoff. The value of the GWQMN parameter was set at 2000 mm, since no survey conducted in the basin indicates a soil depth greater than 2.0 m. The parameters CANMX, ESCO, EPCO and CN were very influential, because any small changes for more or less, caused an overestimation and / or underestimation of the drained sheet, thus requiring many attempts before obtaining their final values. The results demonstrate the efficiency of the SWAT model in quantifying and comparing the hydrosedimentological processes in the Paraíba region. The contribution of this work is given by the formulation of a methodology for the realization of hydrosedimentological studies in regions where there is no data of surface runoff or sediment production.

A área de estudo foi a bacia hidrográfica do Ribeirão Bocaina que abrange totalmente a área urbana de Passos (MG) que há muito tempo vem sofrendo com problemas de inundações. O trabalho teve como objetivo principal determinar e analisar a potencialidade à inundação da bacia hidrográfica e da área urbana, integrando atributos morfométricos e geotécnicos. Para isso adotou-se duas escalas de trabalho, 1:50.000 para a bacia hidrográfica e 1:10.000 para a área urbana. Ressalta-se que para a execução dos procedimentos metodológicos foi necessário a utilização dos softwares ArcGIS10® e o TerraHidroView 0.4.5® e também de dados e mapas básicos disponibilizados pelo Projeto Grande Minas. Neste trabalho foram elaborados os seguintes documentos interpretativos: a Carta de Potencial dos Meios Físico e Antrópico ao Escoamento Superficial, desenvolvida por meio da ponderação de atributos com a técnica AHP (Analytical Hierarchy Process); a Carta de Suscetibilidade Morfométrica à Inundação que classificou as sub-bacias hidrográficas do Ribeirão Bocaina com base em cinco parâmetros morfométricos; a Carta da Distância Vertical da Drenagem mais próxima, obtida com auxílio do modelo HAND (Height Above the Nearest Drainage) e a Carta de Predisposição Topográfica à Inundação para a bacia hidrográfica e para a área urbana, obtida a partir da correlação entre a suscetibilidade morfométrica à inundação e o modelo HAND. Além destes produtos cartográficos interpretativos, foi realizada também uma análise detalhada do potencial à inundação considerando as bacias hidrográficas urbanas, identificando os pontos de confluência críticos que demandam maiores cuidados e os locais que apresentam forte tendência ao crescimento urbano e que poderão proporcionar aumento da taxa de impermeabilização a montante da área urbana e potencializar as inundações. Os produtos interpretativos elaborados servirão de aporte para os gestores e planejadores em suas tomadas de decisão, visando à atenuação dos impactos frente à ocorrência do processo. / The study area was the basin of Ribeirão Bocaina covering the entire urban area of Passos (MG) that has long been suffering with flood problems. The work had as main objective to determine and analyze the potential for flooding of the watershed and of the urban area, integrating morphometric attributes and geotechnical. To that adopted two working scales, 1:50.000 for the watershed and 1:10.000 for the urban area. It should be noted that for the implementation of the methodological procedures was necessary the use of ArcGIS10® software and TerraHidroView 0.4.5® and also basic maps and data provided by Projeto Grande Minas. In this work the following interpretative documents were prepared: the Runoff Potential Map to the Physical and Anthropic Environment, developed through weighting of attributes with the AHP technique (Analytical Hierarchy Process); the Morphometric Susceptibility to Flood Map classified the sub-basins of the Ribeirão Bocaina based on morphometric parameters five; the Vertical Distance of the nearest Drainage Map, obtained with the aid of HAND model (Height Above the Nearest Drainage) and the Topographical Predisposition to the flood Map for the watershed and for the urban area, obtained from the correlation among the morphometric susceptibility to flood and the HAND model. In addition to these interpretative cartographic products, a detailed analysis of the flood potential considering the urban watersheds has been made, identifying the critical points of convergence that demand greater care and those places that have a strong tendency to urban growth and that may increase the waterproofing rate upstream of the urban area and increase flooding. The interpretive products developed will serve as a contribution for managers and planners in their decision-making, aimed at attenuating at the mitigation of the impacts against the occurrence of the process.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-31T13:15:14Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Aline de Arvelos Salgado - 2013 (1).pdf: 19133020 bytes, checksum: 99f7494b6d5b0c0afb94eb7523a14e81 (MD5) Dissertação - Aline de Arvelos Salgado - 2013(2).pdf: 9872700 bytes, checksum: f92f9ac233f9de3dc5f82ab719021535 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-31T13:50:45Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Aline de Arvelos Salgado - 2013 (1).pdf: 19133020 bytes, checksum: 99f7494b6d5b0c0afb94eb7523a14e81 (MD5) Dissertação - Aline de Arvelos Salgado - 2013(2).pdf: 9872700 bytes, checksum: f92f9ac233f9de3dc5f82ab719021535 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T13:50:45Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Aline de Arvelos Salgado - 2013 (1).pdf: 19133020 bytes, checksum: 99f7494b6d5b0c0afb94eb7523a14e81 (MD5) Dissertação - Aline de Arvelos Salgado - 2013(2).pdf: 9872700 bytes, checksum: f92f9ac233f9de3dc5f82ab719021535 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-09-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Accelerated urbanization and disorganized has caused many impacts on the environment, either by modifying the conditions of living and the quality of water resources. The present work aims to characterize the quality and quantity of water and pollutant loads from Botafogo stream, during the dry and rainy, through analysis of quality and quantity, in order to know the behavior of the water quality of the water body and provide impacts of runoff in the water body. During the dry season, nine monitoring were performed in eight sampling points and during the rainy season, only one point was rated 5 rainfall events. Analyses discriminatory (boxplot), cluster and correlation were essential to understand the variations of water quality in dry periods, demonstrating that monitoring in future there is the possibility of reducing the number of sampling points and parameters. It was observed that the parameters COD, BOD5, color, turbidity, coliforms and E.coli showed clear seasonal variation. In the five rain events was evaluated possible to see large fluctuations in concentration during the monitored parameters, especially coliforms and E.coli, suspended solids and turbidity, clearly demonstrating the impact of stormwater drainage on surface water in urban areas, and it is possible to note that many of the parameters showed much higher concentrations than the limits recommended by CONAMA Resolution 357/05, for rivers Class II. It was also found that the BOD5, the COD, turbidity, and total solids best parameters were the first flush indicators. With the results obtained load was observed that the rainfall events are large contributors to the concentration of pollutants in water bodies, since high loads are transported solids and COD. Thus, the results show that the runoff can carry high concentrations of pollutants into the stream Botafogo and this may suffer siltation and eutrophication. Thus, it is demonstrated the urgent need to study the diffuse loads in water bodies, especially in urban areas and assess the measures that can be undertaken in the basin as a preventive, adoption of alternatives for the control and treatment of pollution and mitigation of impacts caused by human actions. / A urbanização de forma acelerada e desorganizada tem causado diversos impactos ao meio ambiente modificando, tanto as condições de vida das populações, quanto a qualidade dos recursos hídricos. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a qualidade e a quantidade das águas e as cargas poluidoras do Córrego Botafogo, situado em Goiânia-GO, nos períodos seco e chuvoso por meio de análises de qualidade e quantidade, a fim de conhecer o comportamento da qualidade da água do corpo hídrico e apresentar os impactos do escoamento superficial no corpo hídrico. No período de seca foram realizados nove monitoramentos em oito pontos amostrais e no período de chuva um ponto apenas foi avaliado em 5 eventos chuvosos. As análises discriminatórias (boxplot), de cluster e de correlação foram essenciais para compreender as variações da qualidade da água em períodos secos, demonstrando que em monitoramentos futuros há a possibilidade da diminuição do número de pontos e parâmetros amostrais. Foi possível observar, ainda, que os parâmetros DQO, DBO5, cor, turbidez, coliformes totais e E.coli apresentaram clara variação sazonal. Nos cinco eventos de chuva avaliados foi possível perceber grandes oscilações na concentração dos parâmetros durante os monitorados, em especial coliformes Totais e E.coli, sólidos suspensos totais e turbidez, demonstrando claramente o impacto da drenagem pluvial nas águas superficiais em áreas urbanas, sendo que é possível notar que muitos dos parâmetros avaliados apresentaram concentrações muito superiores aos limites preconizados na Resolução CONAMA 357/05, para rios de Classe II. Verificou-se, ainda, que a DBO5, a DQO, a turbidez e os sólidos totais foram os melhores parâmetros indicadores de first flush. Com os resultados de carga obtidos foi possível perceber que os eventos chuvosos são grandes contribuidores para a concentração de poluentes nos corpos hídricos, uma vez que são transportadas elevadas cargas de sólidos e DQO. Dessa forma, os resultados encontrados apresentam que o escoamento superficial pode transportar elevadas concentrações de poluentes para o Córrego Botafogo e este pode vir a sofrer assoreamento e eutrofização. Assim, demonstra-se a extrema necessidade de estudar as cargas difusas nos corpos hídricos, especialmente em áreas urbanas e avaliar as medidas que possam ser realizadas na bacia como ações preventivas, adoção de alternativas para o controle e tratamento dessa poluição, bem como mitigação dos impactos causados por ações antrópicas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As regiÃes semiÃridas compreendem Ãreas muito sensÃveis Ãs alteraÃÃes do seu ambiente natural. O semiÃrido brasileiro, por ser um dos mais populosos do mundo, està mais susceptÃvel Ãs atividades antrÃpicas, como o desmatamento para atividades agrosilvopastoris. Esta pesquisa foi desenvolvida no Ãmbito do projeto âEstudos dos processos de degradaÃÃo/desertificaÃÃo e suas relaÃÃes com o uso da terra em sistemas de produÃÃo no semiÃrido cearense: o caso da microrregiÃo de Sobral â CearÃâ. A Ãrea experimental localiza-se no municÃpio de IrauÃuba, inserida em um dos nÃcleos de desertificaÃÃo do semiÃrido brasileiro. O clima da regiÃo à do tipo quente e semiÃrido com chuvas de verÃo (mÃdia anual de 530 mm) e Ãndice de aridez 0,34. O solo à do tipo Planossolo NÃtrico Ãrtico tÃpico, A fraco; e a vegetaÃÃo nativa à do tipo Caatinga arbustiva aberta. A principal atividade econÃmica da regiÃo à a pecuÃria extensiva (bovino e ovino) em sobrepastejo, sem uso de prÃticas conservacionistas. O presente trabalho tem como objetivo comparar os processos hidrossedimentolÃgicos de duas encostas em ambiente semiÃrido: uma (370 mÂ) està submetida à prÃtica de pousio desde 2000; enquanto que a outra (468 mÂ) se encontra degradada, sendo usada como Ãrea de pastagem hà mais de vinte anos. As duas encostas possuem as mesmas condiÃÃes de solo, clima e relevo, diferenciando-se somente quanto ao uso e à cobertura do solo. SÃo comparadas analiticamente variÃveis hidrolÃgicas e sedimentolÃgicas. Os experimentos foram realizados entre 01 de janeiro de 2010 e 15 de abril de 2011. Para promover essa comparaÃÃo foram coletados dados de precipitaÃÃo (lÃmina e intensidade), escoamento superficial e perda de solo. A precipitaÃÃo foi de 264 mm em 2010 e de 445 mm atà 15 de abril de 2011, tendo sido registrados 55 eventos nos 16 meses. As chuvas de IrauÃuba demonstraram alta variabilidade espacial: hà diferenÃa estatÃstica (nÃvel de significÃncia de 5%) entre os dois pluviÃmetros usados na pesquisa, embora estejam a uma distÃncia de apenas 200 m. O padrÃo hidrolÃgico das chuvas na regiÃo à de intermediÃrio a atrasado (70% dos eventos), o que causa maior potencial erosivo. Conclui-se, a partir da anÃlise comparativa, que os dez anos de pousio reduziram em 60% o escoamento superficial em relaÃÃo à encosta degradada. A menor precipitaÃÃo capaz de gerar escoamento superficial foi 7,2 mm na encosta degradada, enquanto que esse valor foi de 8,6 mm para a encosta em pousio. Isso demonstra o incremento de abstraÃÃo inicial da encosta preservada, ou seja, sua maior capacidade de retenÃÃo de umidade. O incremento da capacidade de retenÃÃo se dà atravÃs da interceptaÃÃo vegetal, da serrapilheira e da camada superficial do solo. No entanto, observou-se que a maior precipitaÃÃo incapaz de gerar escoamento superficial foi idÃntica (17 mm) nas duas encostas. A explicaÃÃo para tal resultado à que o parÃmetro dominante nesse processo à a estrutura do solo: embora haja diferenÃas na superfÃcie dos solos, os dez anos de pousio ainda nÃo foram capazes de alterar sua estrutura, conforme avaliou Sousa em pesquisa independente. Observou-se que a taxa de decaimento da vazÃo foi sensivelmente afetada pela prÃtica de pousio: a taxa, de 0,107 min-1 na encosta degrada, decresceu para 0,045 min-1 na encosta preservada. A menor taxa de decaimento de vazÃo na encosta em pousio indica o inÃcio da recuperaÃÃo de seu escoamento de base, o que favorece maior permanÃncia da Ãgua no corpo hÃdrico. Os dez anos de pousio tambÃm foram capazes de reduzir a perda de solo. Essa reduÃÃo, de 83% em relaÃÃo à encosta degradada, induz à melhoria das condiÃÃes fÃsicas, quÃmicas e biolÃgicas do solo, responsÃveis pelo incremento da produÃÃo vegetal. Conclui-se, com base nos experimentos aqui realizados, que os dez anos de pousio melhoraram, de modo mensurÃvel, as condiÃÃes hidrolÃgicas e sedimentolÃgicas na encosta semiÃrida. A prÃtica de pousio, portanto, pode ser adotada para fins de recuperaÃÃo de Ãreas de Caatinga degradada. Sugere-se que sejam realizadas novas investigaÃÃes, que avaliem a associaÃÃo dessa prÃtica a outras, a fim de intensificar o processo de recuperaÃÃo de Ãreas degradadas no semiÃrido

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A obtenÃÃo de dados de erosÃo do solo em diferentes escalas espaciais à de fundamental importÃncia, principalmente no semiÃrido do Nordeste brasileiro onde esses dados sÃo escassos. O semiÃrido brasileiro à vulnerÃvel à erosÃo hÃdrica, principalmente devido Ãs suas caracterÃsticas climÃticas, edÃficas e Ãs prÃticas de exploraÃÃes insustentÃveis, resultando no empobrecimento dos solos agrÃcolas e comprometendo a qualidade das Ãguas dos reservatÃrios superficiais (principais reservas hÃdricas da regiÃo). Nesse sentido, o presente estudo objetivou gerar dados bÃsicos de escoamento, produÃÃo de sedimento e analisar os principais processos e fontes de variaÃÃo na perda de solo em diferentes escalas espaciais em regiÃo semiÃrida, bem como os processos naturais atuantes em cada escala, e os efeitos do uso do solo na conservaÃÃo do meio. A Ãrea de estudo està localizada no semiÃrido cearense, na bacia hidrogrÃfica do Alto Jaguaribe no municÃpio de Iguatu, no Centro Sul do Estado do CearÃ. Os estudos de erosÃo e escoamento superficial foram conduzidos em trÃs nÃveis de escala: microbacias com Ãreas em torno de 1 a 3 ha, parcelas de erosÃo de 20 m2 e parcelas de 1 m2, todas sob condiÃÃes de chuvas naturais. Ao todo, foram instaladas quatro microbacias experimentais, seis parcelas de erosÃo de 20 m2 e seis parcelas de 1 m2, sob diferentes usos do solo; Caatinga nativa; Caatinga raleada; desmatamento seguido de enleiramento e cultivo de milho; e desmatamento, queima com cultivo de pastagem. O estudo ocorreu durante os anos de 2009, 2010 e 2011, com chuvas concentradas de janeiro a junho, correspondendo à estaÃÃo chuvosa da regiÃo. As coletas para quantificaÃÃo do volume escoado superficialmente e de amostras para determinaÃÃo da perda de sedimentos foram realizadas a cada evento de chuva erosiva, no acumulado de 24 horas. Ocorreram maiores coeficientes de escoamento e perdas de solo na escala de 20 m que nas escalas de 1 m e de microbacia: em relaÃÃo à escala de 1 mÂ, a parcela de 20 m provoca um aumento da velocidade de escoamento ao longo da vertente, aumentando tambÃm a capacidade de transporte; na escala de microbacia, a presenÃa de Ãreas com baixas declividades atuaram como zonas receptoras de sedimentos. Na Ãrea com cobertura de Caatinga Nativa, a presenÃa de pontos de alta erodibilidade e com solo nu, na escala de microbacia, à responsÃvel pela maior parte das perdas de solo, fato que nÃo pode ser representado na pequena escala de parcela. Jà a Ãrea que recebeu o tratamento de raleamento, apresentou na escala de microbacia menor coeficiente de escoamento superficial e menores perdas de solo em relaÃÃo à Ãrea Caatinga Nativa. O manejo de desmatamento e enleiramento dos restos vegetais e cultivo de milho, proporcionou incremento no coeficiente de escoamento superficial e nas perdas de solo em relaÃÃo ao perÃodo anterior, com cobertura de Caatinga nativa. O tratamento de desmatamento, queimada e cultivo de pastagem (Andropogon gayanus Kunt), resultou nas maiores perdas de solo e Ãgua em relaÃÃo aos demais manejos estudados. / Obtaining data of soil erosion on different spatial scales is of fundamental importance, especially in the semi-arid regions of northeastern Brazil where such data are scarce. The semi-arid region is vulnerable to water erosion, mainly due to its climatic and edaphic characteristics, and the unsustainable land use practices, which result in the impoverishment of agricultural soils, and compromise the water quality of the surface reservoirs (the main water resources of the region). The main goal of this study was generate basic data flow, sediment yield and analyze the main process and sources of variation in soil loss at different scales in semi-arid region. It analyzed the natural process that is operating in each one scale and the land use effects in the conservation of the environment. The study area is located in the semi-arid region of the state of CearÃ, in the watershed of the Upper Jaguaribe in the Iguatu County, in the south central area of the state. Studies of erosion and surface runoff were conducted on three scale levels: watersheds with areas of around 1 to 3 ha, erosion plots of 20 m2, and plots of 1 m2, all under natural-rainfall conditions. In all, four experimental watersheds were installed together with six erosion plots of 20 m2 and six plots of 1m2 with different types of land use; native Caatinga; thinned Caatinga; deforestation followed by bunching and the cultivation of corn, and deforestation, burning and the cultivation of pasture. The study was carried out from 2009 to 2011, with rainfall concentrated in the months of January to June, corresponding to the rainy season in the region. Samples to quantify the volume of surface runoff, and samples to determine sediment loss, were taken for each erosive-rain event in an accumulated period of 24 hours. There were higher runoff coefficients and soil losses on the 20 m2 scale than on the 1 m2 and watershed scales: on the scale of 1 mÂ, the plot of 20 m causes an increase in flow velocity down slopes, also increasing transport capacity; on the scale of the watershed, places with low slopes acted as receiving areas for sediment. In the area with native Caatinga vegetation, the presence of points of high erodibility and of bare soil, on the watershed scale, is responsible for most of the soil loss, a fact that is not present on the small scale of the plots. The area which was thinned out, however, presented a lower runoff coefficient and less soil-loss on the watershed scale, in relation to the area of native Caatinga. After deforestation, bunching of the plant remains, and planting of corn, an increase in the runoff coefficient and soil loss can be seen in relation to the previous period with a coverage of native Caatinga. The treatment of deforestation, burning and the cultivation of pasture (Andropogon gayanus Kunt) resulted in the greatest soil and water losses in relation to the other management strategies studied.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-03-27T12:48:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glacielle Fernandes Medeiros - 2014.pdf: 10386927 bytes, checksum: eb9905784a9f404ceeaedc20b5066184 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-27T15:31:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glacielle Fernandes Medeiros - 2014.pdf: 10386927 bytes, checksum: eb9905784a9f404ceeaedc20b5066184 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T15:31:56Z (GMT). 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Runoff may be considered part of water erosion process, which has its main origin in precipitations, over specific unconsolidated material, with specific disaggregation resistance and transportation (erodibility), located in specific form of terrain. In this context, this research aims the investigation of the terrains of the upper watershed of Barreiro creek, affluent located in the medium course of Areias river, in the county of Alexânia – GO, about erosion susceptibility, with emphasis in runoff in relation to erodibility of existing unconsolidated material. To achieve such goals, equipment like high precision GPS were used, for tracking, from the fast static method of the sample points and the stop and go method on the back road which gave access to the watershed limits and its interior, besides digital modeling of morphometric variables which interferes in runoff. In the same way, samples were collected and points observed, for non-alleatory characterization of the study area, from the rational method, as suggested by Zuquette and Gandolfi (2004). This research aimed to analyze soils resistance toward disaggregation and material transportation, related to runoff, with specific geotechnical tests, associated to basic cartographic documentation. Those consisted in Inderbitzen tests and disaggregation, in collected samples on chosen points according to different slopes, associated with erosive focuses occurrence. As results, were compiled and developed cartographic products such as: unconsolidated material maps, documentation, slope, curvatures, hipsometrics, soil use and occupation, susceptibility and potential to laminar and linear erosive process. During the test Inderbitzen was observed that the behavior of materials in relation to the slope of the standard ramp (10 °) and similar to the field slope better reflected the susceptibility of materials in the second case, showing greater loss of material at higher inclinations . As for the disaggregation test, the sample lateritic proved more resistant to flooding processes than saprolítica sample, both processes by total immersion, as the processes by partial immersion. During the disintegration test and the result Inderbitzen occur as expected, ie lateritic samples showed to be more resistant, especially because of cohesive forces existing in these types of soil. / A presente pesquisa insere-se no projeto “Mapeamento e Caracterização Geológico-Geotécnica Aplicados na Avaliação da Erodibilidade dos Materiais Inconsolidados ao Longo da Faixa do Duto OSBRA da PETROBRAS”. A bacia do rio Areias é atravessada por essa faixa de dutos e destaca-se, relativamente, quanto à ocorrência de focos erosivos acelerados. A erosão hídrica nos solos constitui-se em um processo natural, que ocorre em função de fatores climáticos, geológicos, geomorfológicos e pedológicos. Contudo, o processo erosivo hídrico pode ser intensificado por modificação antrópica em um desses fatores, tornando-se um processo acelerado. O escoamento superficial pode ser considerado parte do processo erosivo hídrico que tem origem principal nas precipitações, sobre determinado tipo de material inconsolidado, com determinada resistência à desagregação e ao transporte (erodibilidade), localizado em determinada forma de terreno. Neste contexto, esta pesquisa tem por objetivo a investigação dos terrenos da alta bacia do ribeirão Barreiro, afluente localizado no médio curso do rio Areias no município de Alexânia-GO, quanto à susceptibilidade à erosão com ênfase no escoamento superficial em relação à erodibilidade dos materiais inconsolidados existentes. Para atingir tais objetivos, foram utilizados equipamentos do tipo GPS de alta precisão, para o rastreamento, pelo método estático rápido dos pontos amostrados e pelo método stop and go das estradas vicinais que deram acesso aos limites e ao interior da bacia em questão, além da modelagem digital das variáveis morfométricas que interferem no escoamento superficial. Do mesmo modo, foram coletadas amostras e observados pontos, para caracterização da área de estudo de maneira não aleatória, pelo método racional, conforme sugerido por Zuquette e Gandolfi (2004). Com a realização de ensaios geotécnicos específicos, associados à documentação cartográfica básica, nesta pesquisa buscou-se analisar a resistência dos solos à desagregação e transporte dos materiais, em relação ao escoamento superficial. Estes consistiram nos ensaios de Inderbitzen e de desagregação, em amostras coletadas em pontos escolhidos segundo diferentes declividades do terreno, associadas às ocorrências de focos erosivos. Como resultados, foram compilados e/ou elaborados produtos cartográficos tais como: mapas de materiais inconsolidados, de documentação, de declividades, de curvaturas, hipsométricos, de uso e ocupação do solo, de susceptibilidade e de potencialidade aos processos erosivos laminares e lineares. Durante o ensaio de Inderbitzen foi possível observar que o comportamento dos materiais em relação à inclinação da rampa padrão (10°) e à inclinação semelhante à do campo, refletiram melhor a suscetibilidade dos materiais no segundo caso, apresentando maior perda de material em inclinações maiores. Quanto ao ensaio de desagregação, a amostra laterítica mostrou-se mais resistente aos processos de inundação do que a amostra saprolítica, tanto nos processos por imersão total, quanto nos processos por imersão parcial. Durante o ensaio de desagregação e Inderbitzen os resultado ocorram conforme o esperado, ou seja, as amostras laterítica apresentaram-se mais resistente, devido principalmente às forças de coesão existentes nestes tipos de solo.

Os principais poluentes dos mananciais hídricos nas áreas rurais são a matéria orgânica, os sedimentos, os nutrientes e os pesticidas, transportados principalmente pelo escoamento da água oriunda das terras agricultadas. Devido a esse fato, faz-se necessário o desenvolvimento e aplicação de tecnologias que venham a reduzir descargas de resíduos indesejáveis. Nesse sentido, conduziu-se um experimento na área experimental do Departamento de Engenharia Rural - ESALQ/USP, Piracicaba - SP, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes coberturas do solo, (feijão, capim e solo nu) e diferentes práticas de controle de erosão (sulco de infiltração, terraço de infiltração e rampa (sem práticas de controle de erosão)), buscando-se estimar a capacidade de infiltração de água e perdas de solo por escoamento superficial. O delineamento estatístico adotado foi o de blocos aleatorizados, em esquema fatorial 3x3 (práticas de controle de erosão x cobertura do solo), perfazendo 9 tratamentos com 3 repetições, sendo considerado cada bloco uma repetição. O período de coleta de dados pluviométricos foi de 06 de dezembro de 2007 a 11 de abril de 2008, para tal, utilizou-se um pluviômetro, com 21,1 cm de diâmetro, instalado dentro da área experimental. Observando-se as perdas de solo, em relação às estruturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Terraço, Sulco e Rampa; e em relação às coberturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Capim, Feijão e Solo Nu. Observando-se as perdas de água, em relação às estruturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Terraço, Sulco e Rampa; e com relação às coberturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Feijão, Capim e Solo Nu. Calculou-se um coeficiente de escoamento (C) corrigido para cada tratamento e foram obtidos os seguintes valores para os respectivos tratamentos: 0,18 (Terraço Feijão); 0,18 (Terraço Capim); 0,24 (Sulco Feijão); 0,26 (Sulco Capim); 0,29 (Rampa Capim); 0,31 (Rampa Feijão); 0,42 (Terraço Solo Nu); 0,44 (Sulco Solo Nu) e 0,52 (Rampa Solo Nu). Devido ao replantio do feijão, houve uma maior movimentação de terra nas parcelas com esta cobertura de solo, favorecendo assim a um aumento na desagregação de solo, conseqüentemente, um aumento no arraste de partículas de solo e uma maior infiltração de água. / The main pollutants of water resources from agricultural areas are organic matter, sediments, nutrients and pesticides, carried out mainly by runoff from farming lands. Considering this fact, it is very important the development and application of technologies to reduce such undesirable residues discharges, that were analyzed in this study. The experiment was carried out in the experimental area at ESALQ / USP, Piracicaba - SP, Brazil, with the objective to evaluate the effect of different ground coverings, wide base terraces and infiltration furrows in slopes, searching esteem the water infiltration capacity and soil losses by run-off. The adopted statistical delineation in the experiment was randomized blocks, in 3x3 factorial diagram (torrent containment structures x ground covering), making 9 treatments with 3 repetitions, being considered each block a repetition. The torrent containment structures have been: infiltration furrows, infiltration terrace and slope (without containment structure) and the ground coverings have been: bean, grass and naked ground (without ground covering). The pluviometric data collection began in December, 06, 2007 and finished in April, 11, 2008, for such, was used a rain gauge, with 21.1 cm of diameter, installed inside of the experimental area. Observing the ground losses, with relationship to the structures, we have in sequence of decreasing efficiency: Terrace, Furrow and Slope; and with relationship to the covering: Grass, Bean and Naked Ground. Observing the water losses, with relationship to the structures, we have in sequence of decreasing efficiency: Terrace, Furrow and Slope; and with relationship to the covering: Bean, Grass and Naked Ground. A draining coefficient average (C) was calculated for each treatment that is for the respective treatments: 0.18 (Bean Terrace), 0.18 (Grass Terrace), 0.24 (Bean Furrow), 0.26 (Grass Furrow), 0.29 (Grass Slope), 0.31 (Bean Slope), 0.42 (Naked Ground Terrace), 0.44 (Naked Ground Furrow) and 0.52 (Naked Ground Slope). Had to the replant of the beans, it had a bigger land movement in the parcels with this ground covering, thus favoring to an increase in the ground disaggregation, consequently, an increase in it drags of ground particles and a bigger water infiltration.

The urban drainage in Brazil has been focused historically in the hydraulic conduction of the runoff. From the 1990\'s a paradigm shift was initiated with the study of LID practices, aiming at adapting the local scenario to compensate the urbanization effects on runoff and reestablish the water cycle as close as possible to the natural. However, there is still a gap regarding the integration of qualitative-quantitative variables and their comprehension. In addition, the temperate climate regions have been in the center of the studies, with still few knowledge about other climates influence in its efficiency. Therefore, this research aimed to evaluate the operation of a bioretention structure in a subtropical climate region, regarding mainly its pollutant treatment capacity and water retention, in an integrated way. The results indicate a positive use of the bioretention in reducing the exceedance risks, by reducing the peak flow, the total volume and the pollutant load transferred downstream. However, adaptations the implementation and operation stages are necessary for subtropical climates. The local specific characteristics, such as soil highly weathered and rainfall with high intensities in short intervals of time, affect the water and pollutant retention efficiency. Further studies evaluating different applications locals and scales, and treatment key factors must be performed. / A drenagem urbana no Brasil esteve focada historicamente no tratamento hidráulico para a condução do escoamento superficial. A partir da década de 90 se inicia uma mudança de paradigma com o estudo de técnicas compensatórias (TCs), visando adaptar o cenário local para compensar os efeitos da urbanização sobre o escoamento superficial, de forma a manter o ciclo hidrológico o mais próximo possível do natural. No entanto, existe ainda uma lacuna quanto a integração das variáveis quali-quantitativas e sua compreensão. No mais, as regiões de clima temperado estiveram no centro dos estudos, havendo pouco conhecimento sobre a influência de outros climas em sua eficiência. Assim, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a operação de uma estrutura de bioretenção em uma região de clima subtropical, quanto a sua capacidade de tratamento da poluição difusa e retenção hídrica de forma integrada. Para tal, foram monitorados dois dispositivos em escalas distintas, sendo essas laboratório e campo. Os resultados obtidos indicaram um uso promissor da bioretenção em reduzir os riscos de enchente, reduzindo a vazão de pico e o volume total transferido à jusante, assim como a carga total de poluentes. No entanto, adaptações nas etapas de implantação e operação são necessárias para clima subtropical. As características específicas desses locais, como solos altamente intemperizados e regimes de chuva de alta intensidade em pequeno intervalo de tempo, afetam a eficiência de retenção hídrica e retenção de poluente. Novos estudos avaliando diversos locais, escalas de aplicação, e fatores-chave para o tratamento devem ser realizados.

A redução dos impactos da poluição difusa é ainda pouco explorada no Brasil, havendo ausência de critérios legais quanto à sua mitigação. Contudo, na esfera científica o seu impacto é reconhecido. Seguindo evidências de que há uma carência no tratamento de poluição difusa no país, este trabalho se propõe a analisar wetlands construídas como medidas de controle de poluição difusa, através de modelagens, para 4 áreas na bacia do córrego do Mineirinho. A exploração dessa proposta se deu por três abordagens paralelas. Na primeira, as wetlands foram projetadas para tratar o escoamento superficial de uma chuva crítica, de 61 minutos. Na segunda abordagem, foi utilizada uma chuva crítica de 24 horas de duração. Na terceira, utilizou-se o índice de precipitação anual. O escoamento superficial foi calculado conforme os coeficientes de runoff. Atribuíram-se valores de concentrações médias de evento para DBO e Fósforo aos tipos de uso e ocupação, obtendo-se concentrações médias nas águas pluviais a serem tratadas. O modelo P-k-C* foi empregado na primeira e terceira abordagens, para dimensionar os sistemas com base no desempenho de remoção de cargas. Os resultados obtidos demonstraram a aptidão dos sistemas em reduzir cargas e/ou concentrações na bacia, apresentando como principal limitação técnica o espaço demandado para sua implantação. Houve influência majoritária da infiltração na remoção de cargas, que agiu em conjunto com o decaimento de poluentes ao longo dos sistemas. Na primeira abordagem, o modelo P-k-C* apresentou limitações em prever o desempenho dos sistemas por não comportar vazões variáveis. A segunda abordagem foi a mais simples, baseada apenas no armazenamento do evento crítico, entretanto, há uma carência de relações empíricas traçadas experimentalmente para prever seu desempenho. A terceira abordagem se mostrou a mais adequada ao modelo P-k-C*, podendo ser aprimorada de duas formas: adaptações nas constantes cinéticas ou vazões equivalentes, a fim de descrever uma média anual de desempenho. Concluiu-se que wetlands construídas demonstram potencial para o tratamento de poluição difusa, porém há uma necessidade de estudos a fim de se adaptar as ferramentas de modelagem disponíveis. / Nonpoint source pollutions impacts are still a rarely explored theme in Brazil, in which there are no legal criteria for its treatment. Although, in the scientific sphere its impacts are well known. Following evidence that there is a lack of nonpoint source pollution treatment in Brazil, this study proposes to analyze constructed wetlands as a nonpoint source pollution control measure, through modelling, for four different areas in the Mineirinho stream watershed. This proposal was explored through three different approaches. At first, the wetlands were designed to threat a critic rainfall for flood estimation, with detailed hydrographs. On the second approach, the wetlands were design to fully contain a 24-hour critic rainfall. On the third approach, the wetlands were designed to treat the average annual rainfall. The runoff volumes were estimated by runoff coefficients, and event mean concentrations for BOD and TP were assigned to each source area, resulting in the stormwater quality estimation. The P-k-C* model was applied to calculate systems performance on the first and third approaches. The results showed the aptitude of the systems for reducing loads and concentrations in the watershed, although mainly limited by the availability of areas. Infiltration had a major hole in reducing loads, although there were also significant amounts of pollutant removed by the systems. At the first approach, the P-k-C* model presented limitations on describing stormwater treatment, because of its unsteady and intermittent characteristics. The second approach was the simplest, based on containing the whole runoff volume, but it also showed a lack of studies stablishing empiric relations to estimate its performance. The third approach was the most adequate to the P-k-C* model, which usage could be improved by two adaptations in its parameters: kinetic coefficient adaptations or the adoption of equivalent steady flows, to describe the annual wetland performance. The study concluded that constructed wetlands show great promise for treating nonpoint source pollution in the watershed, but there is a need of more studies to regionalize empiric solutions available in the scientific literature, to apply the designing techniques with greater precision.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3523_1.pdf: 2804985 bytes, checksum: db34c88d6269477c1b6667ea9c966ed4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aquecimento global pode interferir profundamente nos recursos hídricos a partir do aumento da temperatura levando a ampliação da variabilidade da precipitação ou intensificação dos eventos extremos que podem comprometer a qualidade de vida de uma população, cenário que piora ainda mais devido ao mau uso dos recursos naturais. Na bacia do Tapacurá não é diferente. É uma bacia que se apresenta bastante antropizada, com ocupação desordenada às margens dos rios, desmatamentos e o uso inapropriado da água por atividades poluidoras como as atividades domésticas, indústrias, agricultura e pecuária. Apresenta também uma heterogeneidade nos aspectos físicos como, geologia, relevo e clima que geram comportamentos diferenciados do escoamento superficial. Deste modo, a variabilidade ou modificações climáticas podem agravar ainda mais tais problemas existentes na bacia, gerando respostas diferenciadas a essas modificações. Neste contexto a presente pesquisa objetiva primeiramente caracterizar fisiograficamente a bacia e analisar as mudanças no uso-do-solo, para entender a sua heterogeneidade e se houve modificações no seu comportamento hidrológico ao longo de 18 anos. Em seguida a partir da análise de uma série histórica da pluviometria, levar-se-á em conta a variabilidade natural do clima e suas tendências, tomando-se como cenário de referencia, para, então, avaliar os impactos das mudanças climáticas no escoamento superficial da bacia do rio Tapacurá, a partir da criação de cenários de modificações no clima aplicados a um modelo mensal de balanço hídrico semi-distribuído de dois parâmetros. De acordo com os resultados encontrados a bacia do Tapacurá não é sujeita a enchentes em anos normais de precipitação, por apresentar um formato alongado, mas o mau uso da terra e a ocupação desordenada das margens do rio principal vêm provocando diversos impactos em anos de precipitação intensa. As análises do comportamento climático no município de Vitória mostraram que há uma variabilidade anual e interdecadal do clima, provocado por anomalias na temperatura da superfície do mar dos oceanos Atlântico e Pacífico Tropical, interferindo, portanto no comportamento hidrológico da bacia do Tapacurá. O modelo de balanço hídrico apresentou um resultado adequado, com um Coeficiente de Nash de 85,45% e um erro relativo de 0,21, mostrando uma boa resposta às características físicas da bacia. Após a calibração do modelo foram criados dezesseis cenários de modificações climáticas. Dois deles foram baseados nos resultados de Modelos Climáticos Regionais, que apresentaram anomalias de precipitação e temperatura nas escalas anual e sazonal para o cenário climático de emissão de gases de efeito estufa B2 (otimista). Para os outros quatorzes cenários, foram adicionados valores incrementais na temperatura e precipitação média mensal. Nos dois primeiros cenários houve uma diminuição significativa do escoamento superficial no período chuvoso da bacia, mais no cenário C2 (sazonal) que no C1 (anual). Com relação aos cenários incrementais, observou-se que o escoamento sofreu muito mais interferências com as variações na precipitação do que na temperatura, sendo esta última um agente controlador do aumento ou diminuição do escoamento. O período chuvoso foi o que demonstrou maiores variações em todos os cenários