Made available in DSpace on 2015-06-17T19:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:05Z : No. of bitstreams: 1 000834425.pdf: 910688 bytes, checksum: 067f227b41c85ead9831af61761f5434 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A interação competitiva tem importante papel na zonação de macrófitas aquáticas em estuários. As regiões estuarinas são marcadas por gradientes de estresse, principalmente em relação à salinidade, devido à influência marinha. Em áreas menos estressantes, ou seja, de menor salinidade, as halófitas podem ser excluídas pelos vegetais de água doce, os quais possuem maior habilidade competitiva. Assim, espécies tolerantes à salinidade têm sua ocorrência limitada à áreas mais estressantes, ou seja, de elevada salinidade. Na região estuarina da bacia do rio Itanhaém (SP) as macrófitas aquáticas emergentes Crinum americanum e Spartina alterniflora estão distribuídas ao longo do gradiente de salinidade. As espécies ocupam extremos opostos do gradiente e formam bancos mistos na zona intermediária. Neste estudo buscou-se compreender a distribuição destas espécies na região acima citada, avaliando quais fatores abióticos e bióticos influenciam sua zonação. Testamos a hipótese de que S. alterniflora não se estabelece no ambiente menos estressante ocupado por C. americanum devido ao efeito da competição, e ainda que, C. americanum apresentaria restrições à elevada salinidade. Três locais de estudo foram selecionados de acordo com a presença das espécies no gradiente de salinidade: banco monoespecífico de S. alterniflora na porção inferior (elevada salinidade), banco monoespecífico de C. americanum na porção superior (baixa salinidade) e banco misto das espécies na porção intermediária (salinidade intermediária) do estuário. Para estes locais foram determinados a salinidade, a disponibilidade de nutrientes e a granulomentria do sedimento, além da declividade da margem. Em laboratório, um experimento foi desenvolvido para avaliar o crescimento em monoculturas e em cultura mista das espécies nos mesmos níveis de salinidade dos locais em estudo. Os níveis de salinidade do sedimento no gradiente... / Competitive interaction plays an important role in aquatic macrophytes zonation in estuaries. Estuarine regions are marked by stress gradients, especially in relation to salinity due to marine influence. In less stressful areas, the lower salinity ones, the halophytes can be excluded by freshwater plants, which have higher competitive ability. Thus, salt tolerant species have their occurrence limited to the most stressful areas, which are the high salinity areas. In the Itanhaém River Basin Estuary (SP) the emergent aquatic macrophytes Crinum americanum and Spartina alterniflora are distributed along the salinity gradient. The species occupy opposite ends of the gradient and form mixed banks in the intermediate zone. In this study we sought to understand the distribution of these species in the abovementioned region, assessing which abiotic and biotic factors influence their zonation. We tested the hypothesis that S. alterniflora is not established in the less stressful environment occupied by C. americanum due to the competition effect, and that, C. americanum would be intolerant to high salinity. Three study sites were selected according to the presence of the species in the salinity gradient: S. alterniflora monospecific bank in the lower zone (high salinity), C. americanum monospecific bank in the upper zone (low salinity) and mixed bank of the two species in the middle zone (intermediate salinity) of the estuary. For these sites it was determined the sediment salinity, nutrient availability and grain size, besides the riverside slope. In the laboratory, an experiment was realized to evaluate the species growth in monoculture and mixed culture in the same salinity levels of the study sites. Sediment salinity levels in the gradient correspond to 40, 120 and 260 ppm. The intermediate salinity zone has high nutrient availability. The lower salinity zone has more sandy sediment and larger riverside slope. The experimental data showed that...

Resumo: Em ambientes marinhos os números de bactérias são mais elevados em regiões próximas da costa, devido à entrada de altas quantidades de matéria orgânica oriunda da terra firme. A Baía de Guaratuba está situada no litoral sul do Paraná. Próximo da sua entrada localizam-se a cidade de Guaratuba e o Balneário de Caiobá e sua porção interna é margeada por manguezais. Durante a presente pesquisa estudou-se a variabilidade temporal do bacterioplâncton, visando sua alteração com a variação da maré e espacial do bacteriobentos em sedimentos subaquáticos em nove estações localizadas ao longo do eixo leste-oeste da baía, assim como a variação espacial do sedimento entre-marés (dezoito estações). Todos os parâmetros foram correlacionados com fatores físico-químicos (salinidade, temperatura, pH, seston, transparência da água, oxigênio dissolvido e granulometria) e biológicos (clorofila). Em todas as estações foram estudados a variabilidade de bactérias heterotróficas totais (microscopia de epifluorescência), da biomassa bacteriana, das bactérias heterotróficas cultiváveis halófilas e halófobas (meio de cultura ZoBell 2216E modificado), dos coliformes totais e Escherichia coli (substrato cromogênico). Os resultados mostraram que durante a maré enchente houve redução de salinidade e pH nas estações internas, assim como um aumento de bactérias heterotróficas totais, da biomassa bacteriana e de coliformes totais nas águas de todas as áreas protegidas da baía. Os maiores valores de bactérias heterotróficas halófobas foram observados em águas de profundidade da estação 9 durante a vazante. Ao contrário, os maiores valores de bactérias heterotróficas halófilas ocorreram na estação 3 durante a enchente. Os maiores valores de E. coli foram observados, nas duas datas de coleta, em águas da estação 3. No sedimento de fundo foram observados os maiores valores de areia na estação 9, seguida de perto pelas estações 1 e 5. Nas mesmas estações puderam ser observados valores baixos de bactérias heterotróficas totais e de biomassa bacteriana. Da mesma forma, as estações internas (8 e 9) e as externas (1, 2, 3 e 5) apresentaram valores baixos de bactérias heterotróficas cultiváveis halófobas. Os valores máximos de bactérias heterotróficas halófilas foram registrados na estação 4, os de coliformes totais nas estações protegidas do estuário e os de E. coli na estação 3. Os estudos efetuados nas regiões entre-marés mostraram nas estações externas, caracterizadas por altos valores de areia e baixos de matéria orgânica, valores baixos de todos os grupos bacterianos estudados. É importante ressaltar que mesmo os valores de E. coli foram mais elevados nos sedimentos de manguezais distantes dos centros urbanos. Concluiu-se assim que as regiões externas e internas da baía são de alta energia e que na água o número de bactérias heterotróficas totais, de biomassa bacteriana, de bactérias cultiváveis halófilas e halófobas da região estudada depende do ciclo das marés. O número de bactérias no sedimento depende não só da granulometria mas também da quantidade de matéria orgânica disponível e que parece ter havido um aumento de bactérias nas estações de cultivo, em decorrência do aumento de matéria orgânica produzida pelos organismos cultivados. Há indícios de que, de acordo com a legislação vigente, nenhuma região da Baía de Guaratuba é adequada para cultivo de espécies destinadas à alimentação humana e que são ingeridas cruas, e que nas regiões mais abrigadas da baía residem os maiores problemas. Palavras chave: bactérias, sedimento, água, Baía de Guaratuba, coliformes.

Orientador : Prof. Dr. Henry Louis Spach / Orientador : Prof. Dr. Jean-Christophe Joyeux / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa: Curitiba, 17/03/2014 / Inclui referências / Resumo: Nesse estudo, foram investigadas as mudanças na estrutura da ictiofauna estuarina em diferentes escalas geográficas, os processos ecológicos subjacentes a essas mudanças, bem como a localização de áreas prioritárias para a conservação na zona marinha brasileira. No Capítulo 1, um desenho de amostragem hierárquico foi usado para comparar a variação na estrutura das assembleias de peixes entre duas escalas espaciais e para estimar os efeitos individuais e sinergéticos de alguns parâmetros ambientais e da distância geográfica na estruturação da fauna. Para isso, foram amostradas oito áreas separadas por 0,7-25 km (escala local) dentro de cada um dos cinco estuários separados por 970-600 km (escala regional). As análises revelaram diferenças significativas na estrutura das assembleias (em termos de biomassa relativa e presença/ausência das espécies) para ambas as escalas e que a variação regional foi comparativamente maior do que a variação local. Porém, os cinco estuários amostrados segregaram-se em dois grupos amplamente congruentes com as províncias biogeográficas Brasileira e Argentina. Três variáveis ambientais (temperatura média da água no mês mais frio, área de manguezal e precipitação média anual) e a distância entre os estuários explicaram, respectivamente, 44,8 e 16,3% da variabilidade regional na biomassa relativa das espécies. Em escala local, os resultados sugerem que as assembleias de diferentes estuários são estruturadas por fatores distintos. No Capítulo 2, os padrões geográficos de riqueza de espécies e raridade da ictiofauna estuarina foram mapeados e integrados para identificar regiões importantes para a conservação na costa brasileira. Além disso, também foi analisada a efetividade do sistema nacional de áreas protegidas para representar essas regiões. Quarenta e oito bandas, com 0,25° de latitude cada, foram consideradas prioritárias para a conservação, por possuírem simultaneamente uma alta riqueza de espécies e assembleias relativamente raras. Também foi verificado que o sistema atual de áreas protegidas é ineficiente para proteger essas bandas. Por fim, no Capítulo 3, foram elaboradas alternativas para a expansão das áreas marinhas protegidas (AMPs) em águas brasileiras, que maximizam a representação das espécies e evitam conflitos com atividades econômicas relevantes. Para isso, foram utilizados dados de distribuição de 750 espécies de vertebrados marinhos (incluindo mamíferos, aves, tartarugas e peixes), das AMPs existentes e das concessões para exploração/produção de petróleo e gás natural na Zona Econômica Exclusiva do País. As soluções elaboradas mostraram que uma rede de AMPs, abrangendo 10% da área de estudo com alta prioridade para a conservação, poderia proteger, em média, entre 85,8 e 86,5% da distribuição das espécies. Foi constatado que a inclusão das AMPs existentes e das concessões para exploração de petróleo e gás no processo de priorização causou somente uma pequena perda na representação de espécies em perigo e ameaçadas de extinção. Os resultados sugerem, no entanto, que é possível compatibilizar a produção atual de petróleo e gás com a expansão da rede nacional de AMPs. As informações apresentadas nesse estudo podem contribuir para a tomada de decisões vinculadas ao objetivo do Brasil, de proteger 10% da sua zona marinha e costeira até 2020. Palavras-chave: comunidade de peixes, biodiversidade, estuários, planejamento para conservação, áreas marinhas protegidas, raridade. / Abstract: The present study aims to investigate changes in estuarine ichthyofauna across different spatial scales, the ecological process underlining these changes, as well as the localization of priority areas for conservation at Brazilian marine zone. In Chapter 1, a hierarchical sampling design was used to quantify variations in assemblage structures of Brazilian estuarine fish across two spatial scales and to estimate the individual and synergetic effects of selected environmental variables and of geographical distance on the ichthyofauna structure. For this analysis, eight areas separated by 0.7 to 25 km (local scale) were sampled in five estuaries separated by 970 to 6000 km (regional scale). Multivariate analysis revealed that assemblage structure varied significantly in terms of relative biomass and presence/absence of species on both scales, and that the regional variation was greater than the local variation for either dataset. However, the five estuaries sampled segregated into two major groups largely congruent with the Brazilian and Argentinian biogeographic provinces. Three environmental variables (mean temperature of the coldest month, mangrove area and mean annual precipitation) and distance between estuaries explained 44.8 and 16.3%, respectively, of the regional-scale variability in the species relative biomass. At the local scale, the importance of environmental predictors for the spatial structure of the assemblages differed between estuarine systems. In Chapter 2, geographic patterns of species richness and rarity of the estuarine ichthyofauna were mapped and integrated to identify important regions for biodiversity conservation across the Brazilian coast. Furthermore, also was analyzed the effectiveness of the national system of protected areas to represent these regions. Forty-eight bands of 0.25° latitude each were recognized as conservation priorities by harbor simultaneously high species richness and assemblages that are relatively rare. Also was found that the existing system of protected areas is inefficient to represent priority bands identified in this study. Lastly, in Chapter 3 were developed alternatives for the expansion of current marine protected areas (MPAs) in Brazilian waters that maximize species representation and reduce potential conflicts with relevant economic activities. For this were utilized distribution data of 750 marine vertebrate species (including mammals, birds, turtles and fishes), of established MPAs and of the areas concessioned for oil and gas exploitation. The results showed that a MPA network encompassing 10% of the study area with high conservation priority would protect, on average, between 85.8 and 86.5% of species distribution. It was found that incorporating existing MPAs and areas concessioned for oil and gas exploitation in the prioritization process caused only a small loss in representation of near-threatened and threatened species. The results highlight, therefore, that it is possible to reconcile current offshore oil and gas production with the expansion of the national MPA network, without significant losses in species' representation. The solutions presented here may be useful as scientific support in political negotiations about Brazil's commitment to protect 10% of its coastal and marine areas by 2020. Key-words: fish communities, biodiversity, estuaries, conservation planning, marine protected areas, rarity.

Orientador: José Marcelo Rocha Aranha / Inclui apêndice / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Zoologia. Defesa: Curitiba, 2007 / Inclui bibliografia / Area de concentração: Zoologia / A complexidade dos ambientes transicionais é resultante da influência da dinâmica de fatores abióticos físicos (profundidade, transparência, temperatura, etc.) e químicos (pH, oxigênio, salinidade, etc.) e de interações biológicas, que exercem influência na composição e estruturação de algumas espécies de peixes. Nos ambientes dinâmicos as espécies se intercalam na ocupação, realizando migrações regidas pelas alterações das condições abióticas e bióticas. O presente estudou a composição e a estrutura da ictiofauna relacionada aos parâmetros abióticos em um sistema de transição ocorrente entre o ambiente estuarino e o de água doce, no Rio Faisqueira situado na Reserva Natural do Cachoeira, na Baía de Antonina, Antonina, Paraná. As amostras foram coletadas mensalmente nos anos de 2004 e 2005, em 14 pontos estrategicamente distribuídos, a fim de abrangerem as áreas de água doce e estuarina. Para tanto foram armadas as seguintes redes de pesca: emalhe, rede de arrasto do tipo picaré e tipo Fyke. Os peixes coletados foram identificados e fixados em formol e conservados em álcool. Em laboratório foram realizados os procedimentos de biometria e identificação das espécies. A ictiofauna foi composta por 48 espécies dentre 27 famílias, das quais 30 são estuarino-marinhas (EM) e 18 de água doce (AD). A composição e a estrutura familiar e específica foi influenciada pela seletividade dos aparelhos de pesca utilizados: capturadas nas redes de emalhe Ariidae, Centropomidae, Characidae, Cichlidae, Curimatidae, Heptapteridae, Loricariidae e Sciaenidae; na rede de arrasto picaré, Atherinopsidae, Engraulidae, Gerreidae e Gobiidae; na Fyke, Centropomidae, Characidae, Clupeidae, Gerreidae e Poeciliidae. Dentre os parâmetros abióticos foi detectado que o gradiente de salinidade, associado a pluviosidade, influenciou na distribuição das espécies nas zonas límnica, oligohalina-límnica e oligohalina-mesohalina. A dinâmica da ictiofauna ocorreu na substituição gradual das espécies dulcícolas para as estuarino-marinhas, nas zonas no sentido de montante à jusante, conforme a elevação da salinidade e de outros fatores não detectados. A maior diversidade e riqueza de espécies foram encontradas na zona oligohalina-límnica, justificada pela associação de espécies de água doce e estuarino-marinhas, e da entrada de jovens de A. parva, E. melanopterus e D. rhombeus no sistema. A estrutura de comprimento e biomassa foi selecionada pelos aparelhos de pesca. Do total de indivíduos amostrados pelas redes de emalhe, a média foi de 10 cm e 20 g; do arrasto por picaré, de 3,5 cm e 0,67 g; e por rede Fyke, de 6,67 cm e 9,0 g. Na zona oligoalina-límnica e oligohalina-mesohalina o predomínio foi de indivíduos pequenos, composto por jovens e adultos. Tudo indica que a distribuição das espécies de peixes entre as zonas foi definida pelas alterações ambientais decorrentes da flutuação dos fatores abióticos, principalmente da salinidade, como conseqüência da sazonalidade da pluviometria e da flexibilidade inerente a algumas espécies em tolerar fisiologicamente tal dinamismo no ambiente aquático. / The complexity of transitional environments is the result of the dynamics of both physical (depth, transparency, temperature, etc.) and chemical (pH, oxygen, salinity, etc.) abiotic factors and also of biological interactions, which influence the composition and structure of some fish species. In dynamic environments, species alternate in its occupation, migrating according to biotic and abiotic conditions. The present work analyzed the composition and structure of the fish fauna related to the abiotic parameters in a transitional system which occurs between the estuarine and the fresh water environment in Faisqueira River located at Cachoeira’s Natural Reserve (Antonina Bay, Antonina, Paraná, Brazil). Monthly samples were done during 2004 and 2005, in 14 strategically distributed stations in order to include areas of fresh and estuarine waters, using seine and trawl nets ("picaré" and Fyke). The captured fish were identified, gone through biometric procedures, fixed in formalin and then preserved in ethanol. The local fish fauna was composed by 48 species (30 estuarine-marine and 18 of fresh water) within 27 families. Composition and structure at both family and species level were driven by the sort of fishing method used: captured in seine nets were Ariidae, Centropomidae, Characidae, Cichlidae, Curimatidae, Heptapteridae, Loricariidae and Sciaenidae; in "picaré", Atherinopsidae, Engraulidae, Gerreidae and Gobiidae; in Fyke, Centropomidae, Characidae, Clupeidae, Gerreidae and Poeciliidae. Among the abiotic parameters analyzed, salinity, along with rain precipitation, influenced species distribution throughout limnic, oligohaline-limnic and oligohaline-mesohaline zones. The fauna dynamics occurred with the gradual substitution of fresh water to estuarine-marine species from upstream to downstream zones, according to the raise of salinity levels and other non-detected parameters. Higher diversity and richness of species were encountered in the oligohaline-limnic zone, due to the association of fresh water and estuarine-marine species and to the presence of young A. parva, E. melanopterus and D. rhombeus in the local system. The structure of length and biomass was selected by the fishing devices. The average for all specimens surveyed in the seine nets was 10 cm and 20 g, in "picaré", 3,5 cm and 0,67 g and in Fyke, 6,67 cm and 9,0 g. In the oligohaline-limnic and oligohaline-mesohaline zones small specimens prevailed, either young or adults. The analysis indicates that fish species distribution within zones was defined by the environmental shifts resulting from the variations of abiotic factors, especially salinity, as a consequence of the precipitation seasonality and inherent flexibility of some species to physiologically tolerate such dynamism in the aquatic media.

Orientador: Wanilson Luiz Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nizoli_EricoCasare_M.pdf: 798360 bytes, checksum: a2063e7c4651b7ef1228b1884a953131 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os estuários são geralmente ambientes redutores, nos quais atividades antrópicas podem resultar em altos níveis de metais nos sedimentos. Nestes sedimentos o sulfeto é uma fase importante no controle da concentração de metais livres, sendo que a maioria dos sulfetos reativos em sedimentos ocorre como bisulfetos e monosulfetos de ferro, sendo estes últimos os mais reativos. Devido à maior insolubilidade dos sulfetos, elementos como Cd, Cu, Ni, Pb e Zn deslocam o Fé do FeS para formar seus respectivos sulfetos, mais estáveis. A razão entre SVA (sulfetos volatilizados por acidificação) e MSE (metais simultaneamente extraídos, extraídos a frio com uma solução diluída de HCl) é freqüentemente utilizada como um indicador do potencial de biodisponibilidade dos referidos metais em sedimento de ambientes anaeróbicos. Quando a concentração molar de SVA excede a concentração dos MSE, a biodisponibilidade não é considerada significativa. O sistema estuarino de Santos-Cubatão tem sido considerado um ambiente sedimentar seriamente poluído, devido à emissão não controlada de efluentes industriais e urbanos. Neste sistema, os sedimentos do rio Morrão contêm expressiva contaminação multi-elementar. Com o objetivo de quantificar a contaminação de metais e verificar o papel do SVA no controle de biodisponibilidade dos MSE no rio Morrão, testemunhos de sedimentos de dois ambientes sedimentares (permanentemente submerso e exposto a atmosfera durante as menores marés) foram amostrados no inverno e no verão. Os resultados mostraram alta concentração de metais totais e metais simultaneamente extraídos (Cd, Cu, Pb, Zn, Ni e Fe), bem como diferenças sazonais no controle da iodisponibilidade destes metais. Condições redutoras e neutras têm favorecido a formação e estabilidade do SVA no estuário estudado. Não foi observada relação entre o tamanho das partículas (granulometria) e a perda por ignição (matéria orgânica) com a concentração de SVA. No entanto, estes fatores demonstraram ser importantes no controle das concentrações de metais totais e MSE, ambas altamente associadas com os sedimentos silte-argilosos. A razão _MSE/SVA foi freqüentemente superior a 1, principalmente no verão, mas uma variação significativa entre os sedimentos expostos e submersos não foi observada. Considerando os sulfetos como os principais elementos controladores da biodisponibilidade de metais em estuários, conclui-se que os sedimentos do rio Morrão apresentam metais biodisponíveis à biota ali existente. Palavras-chave: Geoquímica de sedimentos; sulfetos; metais; estuário / Abstract: Estuaries, in general, reducer environments in which anthropogenic activities could result in high metal levels in the sediments. Sulfides are important phases in the control of the concentration of some free metals in those sediments. The majority of sulfides in sediments occurs as iron bisulfides and iron monosulfide, being the last the most reactive. Due to their higher insolubility, elements such as Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn displace iron in FeS to form their respective more stable sulfides. The ratio of AVS (monosulfide analytically denominated acid volatile sulfide) to SEM (simultaneously extracted metals, extracted to cold with a solution of diluted HCI) is frequently used as an indicator of potential sediment bioavailability of those metals in anaerobic environments. Where AVS molar concentrations exceed those of SEM, bioavailability has not been considered significant. The sediments in the estuarine system of Santos-Cubatão have been reported as seriously polluted, due to the uncontrolled emission of industrial effluents and urban wastes. In this system, the sediments of the Morrão River contain expressive multi-elementary concentration. The objective of this study was to quantify the metal contamination and to verify the role of the AVS in the control of the bioavailability of SEM in the Morrão River. Sediment cores from two sedimentary environments (permanently subaqueous and exposed to atmosphere during the lower tides) were sampled in the winter and summer. High total and simultaneously extracted metal concentrations of Cd, Cu, Pb, Zn, Ni, and Fe were recorded, as well as seasonal differences in the control of the bioavailability of these metals. Reducer and neutral conditions favored the formation and the stability of AVS in the studied estuary. No relationship between grain-size and loss-on-ignition (organic matter) in respect to AVS concentrations was observed. However, these factors were important by controlling total-metal and SEM concentrations, both highly associated with silt-clay sediments. The values of _SEM/AVS ratio were frequently > 1, mainly in the summer, but significant variation between exposed and subaqueous sediments was / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Orientador: Jose Roberto Bonilha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T00:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_MarciaVianaLisboa_M.pdf: 2921848 bytes, checksum: 65a171340054ec685e50f369e7d1cb1c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O escoamento nos cursos d'água litorâneos faz-se em regime não permanente. Escoamento é descrito pelas equações diferenciais parciais de Saint Venant, que admitem modelação matemática, desde que se conheça os parâmetros geométricos do leito fluvial e das condições de contorno. Na engenharia, a utilização desses modelos é restrita devido ao custo dos trabalhos de campo necessários à obtenção dos parâmetros geométricos. Neste trabalho, demonstra-se que na região, entre a Serra do Mar e o Oceano Atlântico, os cursos d'água podem ser substituídos por canais de grande largura. Esta hipótese simplifica o modelo matemático, reduz os trabalhos de campo e pode viabilizar a aplicação prática desses modelos / Abstract: The unsteady flow in open channels is described by the Saint Venant partial differential equations, wich can be solved by mathematical models provided that the river bed geometric parameters and boundary conditions are known. In engeneering, the application of these models is restricted due to the high cost of the field work required to obtain the geometric parameters . In this dissertation, it is emonstrated that the rivers in the region between the Mar mountain range and Atlantic Ocean can be substituted by a very wide channel. This assumption simplifies the mathematical models, reduces the field work and may enable the practical application of these models / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Sueli Yoshinaga Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T07:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gasparini_FelipeBalieiro_M.pdf: 60117835 bytes, checksum: bc9cbbddb75978f83fffc1bc63e6b3ab (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O estudo hidrogeológico de aquíferos estuarinos em áreas industriais apresenta complexidade em seu entendimento devido às interações físicas naturais e/ou antrópicas que interferem na sua dinâmica, tais como as flutuações da maré, alterações do regime de rios, mudanças sazonais das chuvas, e os sistemas de remediação instalados nas áreas impactadas. A presente dissertação visa, portanto, caracterizar os tipos de aquíferos e a dinâmica das águas subterrâneas em um ambiente estuarino adjacente ao rio Cubatão situado no município de Cubatão/SP, em uma área sob influência da maré e processos industriais. A pesquisa abordou os seguintes estudos: (1) caracterização e levantamento do histórico do uso da área pela indústria; (2) caracterização da geometria e monitoramento das águas dos aquíferos locais; (3) análise do monitoramento dos parâmetros climáticos como pressão e temperatura do ar atmosférico e intensidade das chuvas, e; (4) monitoramento hidrológico e da influência da maré oceânica no rio Cubatão. O comportamento dos aquíferos (livre e confinado) e do rio Cubatão foi monitorado nos períodos chuvoso (novembro de 2012 a janeiro de 2013) e pouco chuvoso (julho e outubro de 2013). Em síntese, os resultados não indicaram influência das chuvas na recarga do aquífero livre. No entanto, existe uma forte relação entre o aquífero livre, as alturas da maré oceânica no rio Cubatão e a injeção de ar pelo sistema de remediação. Há o predomínio da dinâmica natural do rio Cubatão, seja em períodos de vazante como de cheia. O trecho do rio Cubatão na área pesquisada é influente em relação ao aquífero livre, devido a relação da curvatura desse e à diferença das cargas hidráulicas entre o rio e o aquífero, excetuando os momentos de operação do sistema de remediação do módulo mais próximo. Os valores de condutividade elétrica apresentam-se similares entre o rio Cubatão e o aquífero livre, e baixos nas águas do aquífero confinado, indicando a influencia do rio com o aquífero no primeiro caso e a descarga de águas doces regionais no segundo. Este trabalho contribuiu para o melhor entendimento da dinâmica das águas subterrâneas em aquíferos estuarinos sob forte influência de condicionantes externas, como variação do rio e da maré e operações de atividades antrópicas (sistemas de remediação de contaminantes) / Abstract: The complexity of hydrogeological studies of estuarine aquifers on industrial areas is due to natural and/or anthropogenic physical interactions that interfere on its dynamics, such as tide fluctuation, changes in the state of rivers, seasonal rain variation rates, and remediation systems installed on impacted areas. This work aimed to characterize the aquifer types and the groundwater dynamics on a estuarine environment adjacent to Cubatao river, located on Cubatao city (Sao Paulo State, Brazil), on an area influenced by tides and industrial processes. The research approached the following topics: (1) characterization and survey of the area¿s historical use by the industry; (2) hydrogeological characterization and monitoring of the local aquifers; (3) climate parameters analysis, as pressure and temperature of the atmospheric air and rain intensity; and (4) monitoring of the hydrology and the tide influence over Cubatao river. The behavior of the unconfined and confined aquifers and the Cubatao river was monitored on rainy (November of 2012 to January of 2013) and less rainy (July and October of 2013) periods. In summary, the results indicated no rain influence on the unconfined aquifer recharge. However, there is a strong relation between the unconfined aquifer, the oceanic tide heights on Cubatao river and the air injection by the remediation system at the industry plant. Nonetheless, the influence of natural dynamics on the Cubatao river prevail, whether in periods of high or low tides. The stretch of the Cubatao river at the study area is characterized as a losing river in relation to the unconfined aquifer, due to its curvature and the hydraulic head difference between the river and the aquifer, except during operational moments of the nearest module of the remediation system. Moreover, the electrical conductivity values were similar between the Cubatao river and the unconfined aquifer, and lower on the confined aquifer waters, indicating the river influence over the aquifer on the first case and the discharge of fresh regional water on the second. Finally, this research contributed to improve the understanding of estuarine aquifers dynamics under strong influence of external factors, such as river and tide variation and anthropic activities (contaminant remediation systems) operation / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Orientador: Wanilson Luiz Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-27T06:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volpato_Juliano_M.pdf: 8591527 bytes, checksum: 58b14d8c8d308419f349e7d957c88674 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A existência de sedimentos altamente enriquecidos principalmente por Fe e P, provenientes das indústrias siderúrgica e de fertilizantes localizadas próximas ao estuário do rio Morrão, um dos principais receptores de efluentes industriais do Sistema Estuarino de Santos-Cubatão (São Paulo Brasil), juntamente com as condições físico-químicos do meio, constitui elementos especiais para avaliar se as condições formadoras de minerais como magnetita, hematita, pirita e vivianita podem ser influenciadas por contribuições químicas antrópicas. Este trabalho analisou as condições de formação desses minerais nos sedimentos superficiais do estuário do rio Morrão, na sua relação com a geoquímica dos sedimentos, condições físico-químicas, texturas sedimentares e conteúdo de matéria orgânica. A coleta de sedimentos de superfície consistiu em uma malha amostral de 10 x 10 m, em três transectos paralelos que cruzaram perpendicularmente o canal do rio Morrão. Os resultados mostraram que os sedimentos do rio Morrão encontram-se enriquecidos em diversos elementos químicos dentre os quais Fe, P, elementos terras raras (ETR) e vários metais-traço. O ambiente sedimentar do rio Morrão mostrou-se favorável à autigênese e coexistência de minerais como hematita, magnetita, pirita e vivianita. As fases minerais hematita e magnetita ocorrem amplamente no ambiente, já as fases minerais pirita e vivianita têm sua distribuição mais restrita. Os locais mais favoráveis à ocorrência de pirita e vivianita foram áreas de menor energia de fluxo, tais como planícies de intermaré lamosa, onde há altos teores de enxofre, ferro, fósforo, matéria orgânica e sedimentos finos / Abstract: The presence of sediments highly enriched by contaminant elements, mainly Fe and P, derived from a steel plant and fertilizer industries located near the Morrão River Estuary, the most anthropogenically influenced estuary of the Santos-Cubatão Estuarine System (São Paulo, Brazil), together with the environment physic-chemical conditions constitute special elements to evaluate if the forming conditions of mineral such as magnetite, hematite, pyrite and vivianite can be influenced by the anthropogenic input into the environment. This work studied the forming conditions of these minerals in the superficial sediments of the Morrão River Estuary in its relation with sediment geochemistry, physicochemical conditions, sedimentary texture, and organic matter content. The sample collection comprised a 10 by 10 meters grid composed of three parallel transects crossing perpendicularly the Morrão River channel. The results showed the sediments of Morrão River Estuary are enriched by several chemical elements among which Fe, P, REE and multiple trace elements. The sedimentary environment of the Morrão River showed to be propitious to the authigenesis and coexistence minerals such as hematite, magnetite, pyrite, and vivianite. Magnetite and hematite broadly occur in the environment, and pyrite and vivianite have restrict distribution. Moreover, the places more favorable to the pyrite and vivianite occurrence are areas with low water flux action, such as the intertidal mudflats, where concentrations of S, Fe, P, organic matter, and fine sediments are high / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Los humedales costeros incluyen un variado espectro de ambientes que abarca desde planicies de marea no vegetadas, hasta turberas, humedales boscosos o salitrales ubicados en la transición hacia los ambientes netamente terrestres. En esta tesis se aborda el estudio de los ambientes costeros del estuario de Bahía Blanca, al sur de la Provincia de Buenos Aires, y se evalúa la presencia de humedales perimarinos. El clima de la zona es semi-árido, con períodos secos y húmedos que se alternan a lo largo de los años. Los suelos presentan salinidades elevadas y la vegetación que se desarrolla en el área está adaptada a tolerar estas condiciones de estrés. Se describieron las asociaciones vegetales de la región costera del estuario de Bahía Blanca, analizando la presencia y cobertura de las distintas especies de plantas. Se realizó una clasificación jerárquica y conceptual de los ambientes costeros considerando la influencia de las mareas y las características de la vegetación. A partir de imágenes Landsat, cartas topográficas y relevamientos topográficos, se elaboraron los mapas geomorfológico, de condición hidrológica y de vegetación. A partir de la superposición espacial de estos mapas se realizó una caracterización hidrogeomórfica de los ambientes y se identificaron potenciales zonas de humedales. Se estudiaron las marismas de Spartina densiflora que se desarrollan en depresiones y se analizó cómo influyen las lluvias y la marea en su régimen de inundación. Finalmente, se estudió la respuesta germinativa de un grupo de especies de las asociaciones vegetales descriptas: Atriplex unduata, Cyclolepis genistoides, Heterostachys ritteriana, Sarcocornia perennis y Allenrolfea patagonica. Para estas especies se estudió el efecto de diferentes agentes osmóticos, potenciales osmóticos y temperaturas sobre los porcentajes de germinación. A partir de los resultados obtenidos se detectaron las asociaciones costeras más representativas, se identificaron los “arbustales dominados por chañar”, “arbustales dominados por palo azul”, “arbustales dominados por A. patagonica”, “estepa halófila”, “marismas de S. densiflora”, “peladales”, “marismas de S. perennis”, “marismas de S. alterniflora” y “planicies de marea”. Esta información fue utilizada para determinar la distibución espacial de estos ambientes en el mapa de vegetación. A través de su superposición con los mapas geomorfológico y de condición hidrológica se detectó que las planicies de marea, marismas de S. alterniflora y S. perennis están en sectores inundados regularmente por la marea, mientras que algunas asociaciones localizadas en la Planicie Marina Reciente y el Paleovalle, se inundan frecuentemente por precipitaciones y podrían considerarse humedales perimarinos. Entre ellas, se encuentran las marismas de Spartina densiflora, que en algunos sectores están desconectadas de la dinámica de las mareas a pesar de presentar niveles topográficos que permitirían su influencia. En cuanto a la germinación de especies halófilas, se determinó que su comportamiento está influenciado por las sales. Se observa una menor germinación a mayores concentraciones salinas y no se detectaron diferencias significativas entre el NaCl (una de las sales más abundantes en el área de estudio) y el manitol. El Na2CO3 ocasionó una disminución en los porcentajes de germinación. El comportamiento individual de las especies contribuyó a explicar su distribución en el campo. / Coastal wetlands comprise a wide variety of environments, from bare tidal flats to peatlands, mangroves or salt pans located in the transition to terrestrial environments. In this thesis an approach to the study of the coastal environments of Bahía Blanca’s estuary is made and the presence of perimarine wetlands is assessed. The climate in the zone is semi-arid, with dry and wet periods alternating along the years. Soil salinity is high and the vegetation that grows in the area is adapted to these stress conditions. A hierarchical and conceptual classification of the coastal environments was made, considering the influence of the tides and the characteristics of the vegetation. The plant associations that grow in the area were described, analyzing the presence and cover of different plant species. Using Landsat images, topographic maps and topographic surveys, the geomorphologic, hydrologic condition and vegetation maps were made. From the spatial superposition of these maps a hydrogeomorphic classification of the environments was made and potential wetland zones were identified. Spartina densiflora marshes that develop in depressions were studied and the influence of rain and tides was analyzed. Finally, the germinative response of several species very well represented in the described vegetal associations was studied: Atriplex unduata, Cyclolepis genistoides, Heterostachys ritteriana, Sarcocornia perennis and Allenrolfea patagonica. For these species the effect over the germination percentage of different osmotic agents, osmotic potentials and temperatures was studied. The most representative associations were detected; brushwoods of Geoffroea decortican, bushes of Cyclolepis genistoides, halophytic bushes, halophytic steppes, Spartina densiflora marshes, salt flats, Spartina alterniflora marshes Sarcocornia perennis marshes and mudflats were identified. These classes were used to develop the vegetation map. From the superposition of all maps it was detected that Spartina alterniflora marshes, Sarcocornia perennis marshes and mudflats, are located in places flooded by tides. Other associations located in the Recent Marine Plain and Paleovalley geomorphic units are flooded by rainfall and could be considered perimarine wetlands, as S. densiflora marshes that grow in depressions. Finally, germination behavior is influenced by salts. Lower germination percentages could be found at higher salt concentrations and no significant differences were detected between NaCl (one of the most abundant salts in the study area) and mannitol. A diminution of the germination percentages was caused by Na2CO3. Each species behavior contributed to explain their distribution in the field.

Esta tesis tiene como finalidad caracterizar los depósitos de gas somero de la zona interna del estuario de Bahía Blanca y evaluar el efecto de los sedimentos gasíferos sobre las comunidades bentónicas submareales asociadas. Para tal fin, se mapeó la distribución del gas somero en el estuario mediante el análisis de registros sísmicos de alta resolución. En base a este mapa, se seleccionaron dos sitios de estudio (con gas y control) que sólo difirieron en la presencia de gas en contacto con la superficie del fondo marino. Mediante métodos acústicos se determinó la estratigrafía y morfología del sitio con gas y el área adyacente. Además, se evaluaron los sedimentos gasíferos por medio de los siguientes análisis: granulometría, contenido de materia orgánica, rayos X y medición con HPLC head space. Los organismos bentónicos de ambos sitios fueron comparados en términos de abundancia, biomasa, diversidad, equitatividad, riqueza específica, estructura taxonómica y funcional. El gas se encontró ampliamente distribuido en el estuario, tanto cerca como en contacto con la superficie del fondo marino de la zona interna del estuario de Bahía Blanca. Se evidenció en forma de turbidez acústica y apantallamiento acústico. La columna sismoestratigráfica presentó cinco secuencias sísmicas del Pleistoceno tardío-Holoceno. Se estableció que el origen del gas es biogénico, asociado a un depósito del Holoceno Medio, desde el cual migró hasta estar en contacto con la superficie del fondo gracias a la permeabilidad de los estratos suprayacentes. El gas en la superficie del fondo fue evidenciado en sonogramas por medio de la atenuación de la señal acústica, lo que evidencia una baja cohesión de los materiales por la disminución en el esfuerzo de corte generada por las burbujas de gas. La granulometría de los sedimentos fue similar en ambos sitios, caracterizada como fango arenoso. Los sedimentos gasíferos presentaron un mayor contenido de materia orgánica. Los análisis de rayos X demostraron mayor homogeneidad en la columna de sedimentos gasíferos, respecto a los del sitio control. La medición cualitativa del gas con HPLC probó la presencia del gas metano. La riqueza específica, diversidad, equitatividad y abundancia total de organismos fue menor en el sitio con gas. Entre sitios con gas y control hubo marcadas diferencias en la estructura taxonómica. Se encontraron taxa caracterizando los sedimentos gasíferos como Stylatula darwini, Aricidea sp. y nematodes, y otros ausentes como Polydora cornuta y Monocorophium insidiosum lo que indicaría una alta sensibilidad de estas especies al gas. La diferencia en la estructura comunitaria entre sitios fue explicada por el contenido de materia orgánica de los sedimentos. Además, la estructura funcional de la comunidad bentónica en el sitio con gas presenta una mayor diversidad de roles ecológicos que en el sitio control. Se concluye que la baja estabilidad y cohesividad, así como el alto contenido de materia orgánica de los sedimentos gasíferos afecta a especies sensibles comunes en el área de estudio. Resultando en un hábitat dominado por especies oportunistas, así como, por algunos taxa que podrían utilizar indirectamente el metano como fuente de energía. / The aim of this thesis is to characterize the shallow gas deposits of the inner area of the Bahía Blanca estuary and to evaluate the effect of the gas-bearing sediments on the associated subtidal benthic communities. For this purpose, the distribution of shallow gas in the estuary was mapped through the analysis of highresolution seismic records. Based on this map, two study sites were selected (with gas and control) that only differed in the presence of gas in contact with the surface of the seabed. Acoustic methods were used to determine the stratigraphy and morphology of the site with gas and the adjacent area. In addition, the gas sediments were evaluated by means of the following analyses: grain size, organic matter content, X-rays and HPLC head space measurement. The benthic organisms of both sites were compared in terms of abundance, biomass, diversity, evenness, species richness, taxonomic and functional structure. The gas was found widely distributed in the estuary, both near and in contact with the surface of the seabed of the inner area of the Bahía Blanca estuary. It was evidenced in the form of acoustic turbidity and acoustic blanking. The seismo-stratigraphic column presented five seismic sequences of the late Pleistocene-Holocene. It was established that the gas origin is biogenic, being associated with a Middle Holocene deposit, from which it migrated until it was in contact with the surface of the seabed due to the permeability of the overlying strata. The gas in the surface of the seabed was evidenced in sonograms by means of the attenuation of the acoustic signal, which evidences a low cohesion of the materials by the decrease in the shear stress generated by the gas bubbles. The grain size of sediments was similar in both sites, characterized as sandy mud. The gas-bearing sediments presented a higher content of organic matter. X-ray analysis showed greater homogeneity in the gassy sediments column, compared to the control site. The qualitative measurement of the gas with HPLC proved the presence of methane gas. The species richness, diversity, evenness and total abundance of organisms was lower in the gas site. There were marked differences in the taxonomic structure between gas and control sites. There were found taxa characterizing the gas-bearing sediments as Stylatula darwini, Aricidea sp. and nematodes, and others absent in this site, such as Polydora cornuta and Monocorophium insidiosum, which would indicate a high sensitivity of these species to gas. The difference in community structure between sites was explained by the organic matter content of the sediments. In addition, the functional structure of the benthic community in the gas site presents a greater diversity of ecological roles than in the control site. It is concluded that the low stability and cohesiveness, as well as the high organic matter content of the gas sediments affects common sensitive species in the study area. Resulting in a habitat dominated by opportunistic species, as well as by some taxa that could indirectly use methane as an energy source.