Os eventos de escassez hídrica observados nos últimos anos e o aumento populacional no Estado de São Paulo têm conduzido à maior explotação de água subterrânea do Sistema Aquífero Guarani (SAG) para abastecimento público. Somente no município de Bauru/SP, está previsto um aumento da vazão de água extraída deste Aquífero de 3.699 m3/h (2014) para 4.465 m3/h (2034). Entretanto, a superexplotação em longo prazo do Aquífero pode comprometer a quantidade de água disponível. O Método de Elementos Analíticos foi utilizado para a modelagem do escoamento em regime permanente, considerando o escoamento regional, a extração de água por poços e os principais condicionantes geológicos locais. Observou-se que o gradiente hidráulico do SAG na cidade de Bauru é de aproximadamente 0,82 m/km. Os poços públicos que operam em regime de escoamento confinado estão localizados a nordeste da cidade. O rebaixamento esperado devido ao cenário previsto pelo DAE, em 2034, é de até 15 m com relação ao cenário atual (2014). Este rebaixamento pode ser controlado em até 5 m, reduzindo em 20% a vazão média anual de todos os poços, e em até 10 m, reduzindo em 10% a vazão média anual de todos os poços localizados na área central. A extração de água do SAG em Bauru/SP pode causar o rebaixamento de até 15 m nas cidades mais próximas (Piratininga e Agudos) e pouco interfere no escoamento de água do SAG das cidades mais distantes. Finalmente, os mapas potenciométricos e de rebaixamento gerados pelo modelo analítico são adequados para a análise do escoamento de água subterrânea e podem auxiliar no gerenciamento de recursos hídricos. / The recent drought events and the population growth in São Paulo State (Brazil) have caused many municipalities to increase the groundwater exploitation of the Guarani Aquifer System (GAS). In the city of Bauru/SP, the extraction of water from the Aquifer is expected to increase from 3,699 m3/h, in 2014, to 4,465 m3/h, by 2034. However, the long-term overexploitation of the Aquifer may compromise the amount of available water. The Analytical Element Method was used for the groundwater flow modeling in steady state. The regional flow, the water extraction by wells and the main local geological conditions were considered. The hydraulic gradient in the GAS in Bauru is approximately 0.82 m/km. The public wells in operation in confined flow regime are located in the eastern region of the city. The expected drawdown caused by the scenario predicted by the Department of Water and Wastewater of Bauru, in 2034, can reach 15 m, in comparison with the current situation (2014). Such lowering can be controlled up to 5 m, reducing 20% of the average annual groundwater flow rate of all wells, and up to 10 m, reducing 10% of the annual flow rate of all wells located in the critical area. The GAS groundwater extraction in Bauru/SP may cause the lowering of up to 15 m in nearby cities (Piratininga and Agudos) and has negligible interference in the groundwater flow in the GAS of distant cities. Finally, the potentiometric and drawdown maps generated by the analytical model are suitable for the analysis of groundwater flow and can be useful for the management of water resources.

A eutrofização artificial é um dos maiores desafios da sociedade moderna em relação à manutenção dos usos múltiplos da água, portanto, é preciso estudar os mecanismos que influenciam a variação das características bióticas e abióticas dos reservatórios em resposta às interferências antrópicas, sobretudo ao incremento excessivo de nutrientes, nitrogênio e fósforo. Estes nutrientes afetam a produção da biomassa aquática e favorecem florações de cianobactérias. Diante dessa problemática, a presente pesquisa quantificou as taxas de fixação biológica de nitrogênio pelo fitoplâncton, considerando que algumas cianobactérias se beneficiam dessa habilidade competitiva para dominarem muitos ecossistemas aquáticos. Para isso, foram estudados três reservatórios subtropicais com diferentes graus de trofia no estado de São Paulo, totalizando oito amostragens entre 2013 e 2015. Além de variáveis abióticas e bióticas da água, foram utilizados dois métodos, um indireto e outro direto, para estimar as taxas de fixação: redução do acetileno e traçador isótopo 15N2. Os reservatórios de Itupararanga, Barra Bonita e Lobo foram classificados como eutrófico, hipereutrófico e supereutrófico, respectivamente. As maiores concentrações de nutrientes (nitrogênio total Kjeldahl: 5.930 µg /L e fósforo total: 466 µg /L ) foram observadas no reservatório de Barra Bonita, no qual não foi detectada fixação significativa pela predominância de Microcystis aeruginosa, não fixadora de N2, que atingiu biovolume máximo de 110 mm3/L. Em Itupararanga, nas coletas de outubro de 2013 e fevereiro de 2014, Cylindrospermopsis raciborskii e Anabaena sp. foram responsáveis pelas taxas de fixação, sendo que essa última apresentou maior frequência de heterócitos (75%). No Lobo, Aphanizomenon sp. (durante o inverno), C. raciborskii (durante o verão) e Lyngbya sp. (fixadora noturna de N2) realizaram a fixação em todas as amostragens, com exceção de fevereiro de 2014. Nos reservatórios de Itupararanga e no Lobo, mesmo em condições de excesso de nutrientes e elevadas relações N:P (máximo de 564:1), as taxas de fixação atingiram 0,22 e 0,95 µg/L.h, que são consideradas elevadas quando comparadas a outros estudos em ambientes temperados. A comparação entre as metodologias sugeriu que o método direto, com o traçador 15N2, foi mais sensível que o indireto, da redução do acetileno. Entre as variáveis analisadas, a que mais influenciou a fixação foi a estrutura da comunidade fitoplanctônica (e.g., características qualitativas, capacidade de fixação e presença de heterócito). As variáveis climatológicas (precipitação e temperatura) e hidrológica (tempo de detenção hidráulico), juntamente com a disponibilidade de nutrientes e a possível competição entre espécies e grupos fitoplanctônicos, regularam a comunidade fitoplanctônica. A análise do processo de fixação no período diurno ou noturno permitiu inferir diferentes estratégias adaptativas das cianobactérias presentes nos ambientes estudados. Para os três reservatórios analisados, concluiu-se que a qualidade da água está comprometida devido à floração de cianobactérias potencialmente tóxicas e isso evidencia a necessidade de medidas de controle de estado trófico para garantir os usos múltiplos da água e a saúde pública. O processo de fixação pode representar uma parcela significativa de nitrogênio nos sistemas aquáticos e não foi inibido pelo excesso de nutrientes. / Artificial eutrophication is one of the greatest challenges of modern society in relation to the maintenance of the multiple uses of water, therefore it is necessary to study the mechanisms that influence the variation of biotic and abiotic characteristics of the reservoirs in response to anthropogenic interference, especially the increase of nutrients, nitrogen and phosphorus. Such nutrients affect the production of aquatic biomass and favor cyanobacteria. This research quantified the biological nitrogen fixation rates by the phytoplankton, considering that some cyanobacteria benefit from this competitive ability to dominate many Brazilian aquatic ecosystems. We studied three subtropical reservoirs with different trophic levels in the São Paulo State, Brazil, performing eight sampling campaigns between 2013 and 2015. In addition to the abiotic and biotic variables of water, two methods were used to estimate the fixation rates: acetylene reduction and tracer isotope 15N2. The reservoirs Itupararanga, Barra Bonita and Lobo were classified as eutrophic, hypertrophic and supereutrophic, respectively. The highest concentrations of nutrients (Total Kjeldahl Nitrogen: 5.930 µg/L and total phosphorus = 466 µg/L) were observed in the Barra Bonita Reservoir, where no fixation was detected due to the predominance of Microcystis aeruginosa, non-fixing cyanobacteria, with a maximum biovolume of 110 mm3/L. In Itupararanga, in October 2013 and January 2014, Cylindrospermopsis raciborskii and Anabaena sp. were responsible for nitrogen fixation, the latter with greater frequency of heterocysts (75%). In Lobo, Aphanizomenon sp. (during the winter), C. raciborskii (during the summer) and Lyngbya sp. (night fixing N2) fixation was detected in all samplings, except for February 2014. In the Itupararanga and Lobo Reservoirs, even with excess of nutrients and at high N:P ratios (maximum of 564:1), the fixation rates reached 0.22 and 0.95 µg/L.h, which were high when compared to temperate environments. The comparison between the methodos indicated that the direct method, through the tracer 15N2, was more sensitive than the indirect method of the acetylene reduction. Considering the analyzed variables, phytoplankton community structure significantly influenced the nitrogen fixation (e.g., qualitative aspects, N2 fixation capacity and presence of heterocysts). The climatological (precipitation and temperature) and hydrological (hydraulic retention time) variables, associated with the availability of nutrients and competition among species and phytoplankton groups, regulated the phytoplankton community in the reservoirs. The analysis of the nitrogen fixation during day or night periods allowed inferring different adaptive strategies of cyanobacteria. For the three reservoirs analyzed, it is concluded that the water quality is impaired due to the bloom of potentially toxic cyanobacteria and this highlights the need for trophic state control measures to ensure the multiple uses of water and public health. The fixation process can represent a significant part of nitrogen in aquatic systems and was not inhibited by excess nutrients.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-07T12:49:04Z No. of bitstreams: 1 PGEF16MA053.pdf: 1576798 bytes, checksum: 649706432937dc5a8116984a2bb20aa7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-07T12:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF16MA053.pdf: 1576798 bytes, checksum: 649706432937dc5a8116984a2bb20aa7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / FAPESC / The future behavior estimate of minimum, medium and maximum discharges of a watershed is essential to elaborate themanagement plan of its water resources.There are two modelling approaches to generate predictions series: models that consider the physical processes occurring in the basin and data-oriented models.This work aims to evaluate dataoriented models, among which the most popular are the Artificial Neural Networks (ANN). The Regression Trees (RT) also have great potential for this kind of application, but they are not so widespread in Hydrology, which is why they were included in this work. These models were evaluated in the Upper Canoas basin, whose outlet coincides with Rio Bonito Station. In the first chapter, the objective was to evaluate the performance of an ANN method called Multi Layer Perceptron (MLP) in closed-loop mode to estimate daily discharge, considering different input vectors in order to assess the most appropriate combinations. The input vectors data series were composed of observed precipitation, evapotranspiration and discharge of the previous day. The training was held in open-loop mode, where all model input treatments were constituted of observed flow rate of the previous day (t-1) among other variables. To simulate the flow in the test period was the MLP used for open-loop and closed-loop mode, the latter being composed of a simulated flow of entries in t-1. The combination of input vectors with the best performance constituted of daily rainfall of the four rainfall stations, rainfall with t-2 days delay of the same four stations and discharge with t-1 day delay. The second chapter presents an evaluation of modeling performance in the monthly scale comparing some RTs (M5P, REP Tree and Decision Stump) and the MLP ANN. The experiment was set up with one period for training and two periods for testing. Among the RTs, the M5P produced the best results. In one of the test periods, M5P presented similar performance to the MLP, being considered an interesting alternative to using ANNs / A estimativa do comportamento futuro das vazões mínimas, médias e máximas de uma bacia hidrográfica é fundamental para a elaboração do plano de gerenciamento dos seus recursos hídricos. Existem duas abordagens de modelos que possibilitam gerar séries de previsões: a abordagem dos modelos baseados nos processos físicos que ocorrem na bacia e a abordagem dos modelos orientados a dados. Esta dissertação se propõe a avaliar modelos orientados a dados, dentre os quais, os mais populares são as Redes Neurais Artificiais (RNAs). As Árvores de Regressão (RT) também apresentam grande potencial de aplicação, embora pouco difundidas na Hidrologia, motivo pelo qual estão incluídas neste trabalho. Estes modelos foram avaliados na bacia hidrográfica do Alto Canoas, cujo exutório coincide com a Estação Rio Bonito. No capitulo 1, o objetivo foi avaliar o desempenho de uma RNA do tipo Multi Layer Perceptron (MLP), em modo closed-loop, tratandose diferentes combinações de vetores de entrada, visando determinar o mais adequado para estimar as vazões diárias. Os vetores de entrada foram constituídos de séries observadas de precipitação, evapotranspiração e da vazão do dia anterior. O treinamento foi realizado em modo open-loop, em que todos os tratamentos de entrada do modelo foram constituídos pela vazão observada do dia anterior (t-1) entre outras. Para a simulação da vazão no período de teste foi utilizada a MLP em modo open-loop e closed-loop, sendo a última composta por uma das entradas a vazão simulada em t-1. A combinação de vetores de entrada que apresentou melhor desempenho foi constituído pelo registro da precipitação diária nas quatro estações pluviométricas, precipitação com atraso de t-2 dias para as mesmas quatro estações e vazão em t-1. O capitulo 2 apresenta a avaliação do desempenho, na escala mensal, de algumas RTs (M5P, REP Tree e Decision Stump) frente ao desempenho de uma RNA do tipo MLP. O experimento foi configurado com um período para treinamento e dois períodos para teste. Entre as RTs, a M5P produziu os melhores resultados. Em um dos períodos de teste, a M5P apresentou desempenho semelhante ao da MLP, sendo considerada uma alternativa interessante ao uso de RNAs

Orientador: Juliana Heloisa Pinê Américo-Pinheiro / Resumo: O monitoramento qualitativo e quantitativo das águas superficiais pode indicar as atividades humanas, que apresentam potenciais riscos a este recurso, servindo assim como uma ferramenta fundamental para a gestão dos corpos d’água. A realização de estudos relacionados aos recursos hídricos fornece informações capazes de estabelecer os critérios para sua gestão e tomadas de decisão considerando o enquadramento dos corpos d'água e as particularidades de cada bacia hidrográfica. Nesse contexto, este estudo abordou os fatores que interferem negativamente na qualidade da água e os danos causados aos recursos hídricos e a biota aquática como consequência desses fatores. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a qualidade e a ecotoxicidade da água da Bacia Hidrográfica do Rio São José dos Dourados-SP.Foram utilizados seis pontos de monitoramento devidamente georreferenciados da Rede Básica Integrada da CETESB/ANA que existe na UGRHI 18. Os parâmetros de qualidade de água avaliados na bacia hidrográfica foram: sólidos totais, temperatura, turbidez, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), fósforo total,nitrogênio total, oxigênio dissolvido, pH, Escherichia coli e ensaio ecotoxicológico com Ceriodaphnia dubia. Os parâmetros físicos, químicos, microbiológico e ecotoxicológico foram avaliados separadamente e posteriormente o índice de qualidade da água (IQA) foi determinado a fim de se verificar qual a melhor forma de avaliação da qualidade dos recursos hídricos. Os dados referentes aos parâm... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Qualitative and quantitative monitoring of superficial waters can indicate human activities which present risks to this resource, serving as a main instrument to the management of water bodies. Studies related to hydric resources provide information that can establish criteria for their management and decision-making, considering the framing of the water bodies and the particularities of each watershed. In this context, this study approached the factors that interfere in a negative way in water quality and the damages caused to hydric resources, and the aquatic biota as an effect of those factors. This resource aimed at evaluating the quality and the ecotoxicity of water from the Watershed of the River São José dos Dourados-SP. We used six points of monitoring properly georeferenced from the Integrated Basic Web of CETESB/ANA that exists in UGRHI 18. The parameters of water quality that were evaluated in the watershed are: total solids, temperature, turbidity, biochemical oxygen demand (BOD), total phosphorus, total nitrogen, dissolved oxygen, pH, Escherichia coli and ecotoxicological experiment with Ceriodaphnia dubia. Physical, chemical, microbiological and ecotoxicological parameters were evaluated separately and later the index of water quality (IWQ) was determined to verify the best way to evaluate the quality of hydric resources. The data about water quality parameters were obtained from the Report of Quality of Superficial Waters in the State of São Paulo of the year 2... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Recent prolonged droughts make the urgent need to revise the criteria for water use permits in Brazil, especially in basins under conflicts for water use. Mechanisms for water risks transfer are an important adaptation tool. However, in Brazil, there is no established methodology that adapts this technique to assist the water use permit instrument. Moreover, there is no water risk insurance methodology with uncertainty analysis that complements its effectiveness in reducing losses from extreme events. Hydrologic modelling is the basis for development of these tools, which carries uncertainties that must be considered in decision-making. The objectives of this project were: i) coupling climatic, hydrologic and water insurance models to evaluate the use permit decision-making; ii) analyse sensitivity of performance indicators of a water risk insurance model through the application of different hydrologic models driven by climate change projections. The methodology was applied in donor basins of the Cantareira Water Supply System, which supplies water to an important metropolitan region that showed itself vulnerable to hydrologic extremes in the last years. The MHD-INPE and SWAT hydrologic models were applied, driven by the Eta- HadGEM2-ES climate model projections to characterize the future hydrologic regime in the region and also to compare the structure, performances and gaps of the models. Structural differences are most likely the greater responsible for the results differences, though no result could be identified as \"more certain\". With the hydrologic models outputs fitted the the Gumbel extreme values distribution, a proposed insurance fund simulator, MTRH-SHS, was run with 100 equiprobable scenarios of 50-year annual low-flow events to calculated an optimized premium capable of paying all indeminities of hydrologic drought. Besides the future hydrologic regimes, water demand scenarios were also tested. The optimized premiums were compared to the local GDP to assess the apparent affordability of the insurance, with some premium representing up to 0.54% of local GDP, but in the water resources management framework, the decision should be made collectively by several actors within the basin's committee. / Recentes estiagens fazem reconsiderar a necessidade de aperfeiçoar critérios de outorga de água no Brasil, especialmente em bacias com conflitos pelo uso da água. Seguros (transferência de risco) são importante ferramenta de adaptação. Contudo, no Brasil ainda não há metodologia consolidada que adapte esta técnica para auxiliar o instrumento de outorga de recursos hídricos. Ainda, não há metodologia de seguros hídricos com análise de incertezas, complementando sua efetividade ao reduzir os prejuízos advindos de eventos extremos. Modelos hidrológicos são a base de desenvolvimento destas ferramentas e carregam incertezas que devem ser integralizadas nos processos de decisão. Os objetivos deste projeto foram: i) acoplar modelos: climático, hidrológico e de seguros hídricos para a avaliação do processo de decisão de outorga; ii) realizar análise de sensibilidade dos indicadores de desempenho de modelo de seguros hídricos com diferentes modelos hidrológicos sob cenários de mudanças do clima. A metodologia foi aplicada nas bacias doadoras do Sistema Cantareira, que abastece importante região metropolitana e mostrou-se vulnerável a extremos hidrológicos nos últimos anos. Os modelos hidrológicos MHD-INPE e SWAT foram aplicados, forçados pelas projeções climáticas do modelo Eta-HadGEM2-ES a fim de caracterizar o regime hidrológico future na região, assim como comparar a estrutura, diferenças e performances dos modelos hidrológicos. As diferenças estruturais são provavelmente as maiores responsáveis pela diferença nos resultados, embora não seja possível apontar um modelo "melhor" que o outro. As saídas dos modelos foram ajustadas na distribuição de Gumbel e utilizada no modelo proposto de simulação de fundo de seguros, MTRH-SHS, rodado com 100 séries equiprováveis de 50 anos de eventos mínimos anuais. A cada série um prêmio otimizado é calculado para cobrir todas as indenizações de seca hidrológica. Além das projeções hidrológicas, cenários de demanda foram testados. Os prêmios otimizados foram comparados com o PIB local para demonstrar a viabilidade em implementar o seguro. Os valores representam até 0.54% do PIB local em um dos casos, mas na gestão de recursos hídricos, a decisão final pela implementação deve ser feita no âmbito do comitê de bacias por múltiplos atores.

Recent prolonged droughts make the urgent need to revise the criteria for water use permits in Brazil, especially in basins under conflicts for water use. Mechanisms for water risks transfer are an important adaptation tool. However, in Brazil, there is no established methodology that adapts this technique to assist the water use permit instrument. Moreover, there is no water risk insurance methodology with uncertainty analysis that complements its effectiveness in reducing losses from extreme events. Hydrologic modelling is the basis for development of these tools, which carries uncertainties that must be considered in decision-making. The objectives of this project were: i) coupling climatic, hydrologic and water insurance models to evaluate the use permit decision-making; ii) analyse sensitivity of performance indicators of a water risk insurance model through the application of different hydrologic models driven by climate change projections. The methodology was applied in donor basins of the Cantareira Water Supply System, which supplies water to an important metropolitan region that showed itself vulnerable to hydrologic extremes in the last years. The MHD-INPE and SWAT hydrologic models were applied, driven by the Eta- HadGEM2-ES climate model projections to characterize the future hydrologic regime in the region and also to compare the structure, performances and gaps of the models. Structural differences are most likely the greater responsible for the results differences, though no result could be identified as \"more certain\". With the hydrologic models outputs fitted the the Gumbel extreme values distribution, a proposed insurance fund simulator, MTRH-SHS, was run with 100 equiprobable scenarios of 50-year annual low-flow events to calculated an optimized premium capable of paying all indeminities of hydrologic drought. Besides the future hydrologic regimes, water demand scenarios were also tested. The optimized premiums were compared to the local GDP to assess the apparent affordability of the insurance, with some premium representing up to 0.54% of local GDP, but in the water resources management framework, the decision should be made collectively by several actors within the basin's committee. / Recentes estiagens fazem reconsiderar a necessidade de aperfeiçoar critérios de outorga de água no Brasil, especialmente em bacias com conflitos pelo uso da água. Seguros (transferência de risco) são importante ferramenta de adaptação. Contudo, no Brasil ainda não há metodologia consolidada que adapte esta técnica para auxiliar o instrumento de outorga de recursos hídricos. Ainda, não há metodologia de seguros hídricos com análise de incertezas, complementando sua efetividade ao reduzir os prejuízos advindos de eventos extremos. Modelos hidrológicos são a base de desenvolvimento destas ferramentas e carregam incertezas que devem ser integralizadas nos processos de decisão. Os objetivos deste projeto foram: i) acoplar modelos: climático, hidrológico e de seguros hídricos para a avaliação do processo de decisão de outorga; ii) realizar análise de sensibilidade dos indicadores de desempenho de modelo de seguros hídricos com diferentes modelos hidrológicos sob cenários de mudanças do clima. A metodologia foi aplicada nas bacias doadoras do Sistema Cantareira, que abastece importante região metropolitana e mostrou-se vulnerável a extremos hidrológicos nos últimos anos. Os modelos hidrológicos MHD-INPE e SWAT foram aplicados, forçados pelas projeções climáticas do modelo Eta-HadGEM2-ES a fim de caracterizar o regime hidrológico future na região, assim como comparar a estrutura, diferenças e performances dos modelos hidrológicos. As diferenças estruturais são provavelmente as maiores responsáveis pela diferença nos resultados, embora não seja possível apontar um modelo "melhor" que o outro. As saídas dos modelos foram ajustadas na distribuição de Gumbel e utilizada no modelo proposto de simulação de fundo de seguros, MTRH-SHS, rodado com 100 séries equiprováveis de 50 anos de eventos mínimos anuais. A cada série um prêmio otimizado é calculado para cobrir todas as indenizações de seca hidrológica. Além das projeções hidrológicas, cenários de demanda foram testados. Os prêmios otimizados foram comparados com o PIB local para demonstrar a viabilidade em implementar o seguro. Os valores representam até 0.54% do PIB local em um dos casos, mas na gestão de recursos hídricos, a decisão final pela implementação deve ser feita no âmbito do comitê de bacias por múltiplos atores.

Os reservatórios são uma alternativa recorrente para o armazenamento de água destinada a múltiplos usos. O adensamento populacional e a intensificação de atividades antrópicas não planejadas em suas bacias de drenagem representam um risco aos serviços ecossistêmicos por eles oferecidos. Desenvolvida no reservatório de Itupararanga (SP), que possui importância estratégica para os recursos hídricos da bacia do rio Sorocaba e cuja área de entorno tem enfrentado pressões ambientais pela proximidade com a Região Metropolitana de São Paulo, a presente pesquisa avaliou a heterogeneidade espacial e a variabilidade temporal do reservatório e de seus principais tributários, com ênfase na análise do estado trófico e do fitoplâncton. Em treze estações de amostragem e em seis coletas realizadas em 2009 e 2010, diferentes níveis da escala espacial e temporal foram estudados com base em parâmetros operacionais do reservatório, atributos climatológicos e hidrológicos locais e variáveis abióticas e bióticas da água e do sedimento no reservatório e nos rios formadores. Foram observadas heterogeneidade espacial horizontal e variabilidade temporal significativas. As concentrações médias e medianas de fósforo total (45 e 37 \'mü\'g/L), nitrogênio total (669 e 615 \'mü\'g/L) e clorofila-a (18 e 17 \'mü\'g/L), associadas a densidades fitoplanctônicas que atingiram 42,8 \'10 POT.3\' ind/mL, revelaram condição meso-eutrófica do reservatório. A estrutura da comunidade fitoplanctônica e a alternância de Cyanobacteria e Chlorophyceae como os grupos predominantes, principalmente representados por Cylindrospermopsis raciborskii e Monoraphidium contortum, foram associadas à possível colimitação por nutrientes e à disponibilidade de luz em diferentes compartimentos do reservatório, ao tempo de detenção hidráulica, aos padrões de circulação da coluna de água e à interação com o zooplâncton e as macrófitas aquáticas. Os rios Una, Sorocabuçu e Sorocamirim foram reconhecidos como fontes pontuais de poluição e principais responsáveis pela degradação da qualidade da água do reservatório; às fontes difusas (escoamento superficial agrícola), foi atribuída menor importância relativa. Foram propostos subsídios para o manejo sustentável dos recursos hídricos, cuja discussão foi desenvolvida à luz do papel do reservatório para retenção ou exportação de cargas de sólidos e nutrientes, da abordagem das curvas de permanência de qualidade da água e da proposição de um novo Índice de Estado Trófico para reservatórios subtropicais, o IETrs. / Artificial reservoirs are a common alternative for storing water for different uses. However, population increase and unplanned anthropogenic activities in their watersheds are playing a negative role on the ecosystem services associated with them. This research was performed in the Itupararanga Reservoir (SP, Brazil), a strategic water source in the Sorocaba River Basin, which is submitted to significant environmental pressure mainly from the Metropolitan Region of São Paulo. This study analyzed the spatial heterogeneity and temporal variability of the reservoir and its main tributaries, with emphasis on trophic state and phytoplankton assessment. During six sampling occasions in 2009 and 2010 and in thirteen sampling sites, different levels of the spatial and temporal scales were investigated, based on operational parameters of the reservoir, climatological and hydrological local attributes and water and sediment abiotic and biotic variables in the reservoir and tributary rivers. Significant spatial heterogeneity (in the horizontal axle) and temporal variability were observed. The mean and median concentrations of total phosphorus (45 and 37 \'mü\'g/L), total nitrogen (669 and 615 \'mü\'g/L) and chlorophyll-a (18 and 17 \'mü\'g/L), associated with phytoplankton densities reaching 42.8 \'10 POT.3\' ind/mL, revealed the meso-eutrophic condition of the reservoir. The phytoplankton community structure and the high abundance of Chlorophyceae and Cyanobacteria as the dominant groups, especially the species Cylindrospermopsis raciborskii and Monoraphidium contortum, were associated with the possible co-limitation by nutrients and light availability in different spatial compartments of the reservoir, the hydraulic retention time, the circulation patterns within the water column and the interaction with zooplankton and macrophytes. The tributary rivers (Una, Sorocabuçu Sorocamirim) were recognized as point sources of pollution and as the main drivers of water quality degradation in the reservoir. Smaller relative importance was attributed to the diffuse sources (agricultural runoff). In order to aid in the local water resources management, the following topics were discussed: the role of the reservoir for retention or exportation of solids and nutrients, the water quality frequency curves and the proposal of a new Trophic State Index for subtropical reservoirs, the TSIsr.

Tendo em vista a crescente utilização de mananciais subterrâneos para o abastecimento público, a modelação numérica do fluxo de água subterrânea vem continuamente ganhando importância como ferramenta imprescindível de suporte a decisões inerentes ao gerenciamento desse recurso hídrico. Nesse contexto, o meio acadêmico representa o ambiente ideal para o desenvolvimento e a avaliação de ferramentas e metodologias adequadas ao gerenciamento de águas subterrâneas, sob a ótica específica de problemas com características nacionais. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de gerenciamento, visando a sua possível utilização pelos órgãos gestores dos recursos hídricos subterrâneos. O ferramental desenvolvido enfocou a descrição, a catalogação e a extrapolação dos dados necessários à representação de todas as características físicas e hidrogeológicas da área de estudo. Posteriormente foi sistematizada a disponibilização em formato adequado à sua utilização no ambiente de trabalho do pacote SICK100, desenvolvido na Faculdade de Engenharia Civil da Ruhr-Universität Bochum. Esse pacote computacional, com base no Método de Elementos Finitos, permite a construção de modelos de fluxo de alta complexidade. A área urbana da cidade de São José do Rio Preto, abastecida principalmente por poços tubulares que captam água do Aqüífero Bauru, foi selecionada para a aplicação prática da metodologia desenvolvida. A região tem mais de 600 poços produtores cadastrados e 3500 poços clandestinos, que retiram aproximadamente 5000 \'M POT.3\'/h do aqüífero livre. Com base nessas informações e dados climáticos, foi construído um modelo numérico que permitiu simular toda a complexidade hidrogeológica da área. Também foram feitos prognósticos para dois cenários: um com diminuição da precipitação e outro com o aumento da área urbanizada e conseqüente impermeabilização. Os reflexos dessas hipóteses na dinâmica atual foram avaliados, sendo possível notar um colapso do sistema de captação, na região central da cidade, caso um dos prognósticos venha a ocorrer. O ferramental desenvolvido demonstrou ser útil ao gerenciamento de recursos hídricos, tendo ampliado o conhecimento das condições do fluxo na região. / Considering the growing use of groundwater sources for public supply, numerical modeling of groundwater flow becomes an indispensable tool for decision support and adequate management of this natural resource. In this context, the academic circle represents, under the specific optics of problems with national characteristics, the ideal environment for the development and evaluation of tools and methodologies adapted to groundwater management. In this work, it was developed a management methodology which aims at its possible systematization and use by the water resources management agencies. The developed tool focused the description, cataloguing and extrapolation of all hydrogeological and physical characteristics of the study area, as it is necessary for the definition of a conceptual model. Furthermore, the data were in order to be used within the package SICK100 developed by the School of Civil Engineering at the Ruhr-University Bochum. This computational package, based on the finite element method, allows the construction of highly complex flow models, and it is executed under LINUX platform. The urban area of São José do Rio Preto, mainly provisioned by deep wells which capture water from the Bauru Aquifer, was selected for the practical application of the developed methodology. The area is exploited by more than 600 registered and 3500 clandestine wells which remove approximately 5000 \'M POT.3\'/h from the free aquifer. Based on these information and regional climatic data, it was developed a numerical flow model which allowed to simulate the entire hydrogeological complexity of the area. Prognostics were made for two different sceneries: one presented decrease of the precipitation, and another the increase of the urbanized area and consequent impermeabilization. The reflexes of those hypotheses in the current dynamics were appraised, indicating a possible collapse of the aquifer in the central area of the city, if one of the prognostics occurs. The methodology demonstrated to be useful for groundwater resources management, improving the understanding of the flow conditions in the model area.

Os reservatórios são uma alternativa recorrente para o armazenamento de água destinada a múltiplos usos. O adensamento populacional e a intensificação de atividades antrópicas não planejadas em suas bacias de drenagem representam um risco aos serviços ecossistêmicos por eles oferecidos. Desenvolvida no reservatório de Itupararanga (SP), que possui importância estratégica para os recursos hídricos da bacia do rio Sorocaba e cuja área de entorno tem enfrentado pressões ambientais pela proximidade com a Região Metropolitana de São Paulo, a presente pesquisa avaliou a heterogeneidade espacial e a variabilidade temporal do reservatório e de seus principais tributários, com ênfase na análise do estado trófico e do fitoplâncton. Em treze estações de amostragem e em seis coletas realizadas em 2009 e 2010, diferentes níveis da escala espacial e temporal foram estudados com base em parâmetros operacionais do reservatório, atributos climatológicos e hidrológicos locais e variáveis abióticas e bióticas da água e do sedimento no reservatório e nos rios formadores. Foram observadas heterogeneidade espacial horizontal e variabilidade temporal significativas. As concentrações médias e medianas de fósforo total (45 e 37 \'mü\'g/L), nitrogênio total (669 e 615 \'mü\'g/L) e clorofila-a (18 e 17 \'mü\'g/L), associadas a densidades fitoplanctônicas que atingiram 42,8 \'10 POT.3\' ind/mL, revelaram condição meso-eutrófica do reservatório. A estrutura da comunidade fitoplanctônica e a alternância de Cyanobacteria e Chlorophyceae como os grupos predominantes, principalmente representados por Cylindrospermopsis raciborskii e Monoraphidium contortum, foram associadas à possível colimitação por nutrientes e à disponibilidade de luz em diferentes compartimentos do reservatório, ao tempo de detenção hidráulica, aos padrões de circulação da coluna de água e à interação com o zooplâncton e as macrófitas aquáticas. Os rios Una, Sorocabuçu e Sorocamirim foram reconhecidos como fontes pontuais de poluição e principais responsáveis pela degradação da qualidade da água do reservatório; às fontes difusas (escoamento superficial agrícola), foi atribuída menor importância relativa. Foram propostos subsídios para o manejo sustentável dos recursos hídricos, cuja discussão foi desenvolvida à luz do papel do reservatório para retenção ou exportação de cargas de sólidos e nutrientes, da abordagem das curvas de permanência de qualidade da água e da proposição de um novo Índice de Estado Trófico para reservatórios subtropicais, o IETrs. / Artificial reservoirs are a common alternative for storing water for different uses. However, population increase and unplanned anthropogenic activities in their watersheds are playing a negative role on the ecosystem services associated with them. This research was performed in the Itupararanga Reservoir (SP, Brazil), a strategic water source in the Sorocaba River Basin, which is submitted to significant environmental pressure mainly from the Metropolitan Region of São Paulo. This study analyzed the spatial heterogeneity and temporal variability of the reservoir and its main tributaries, with emphasis on trophic state and phytoplankton assessment. During six sampling occasions in 2009 and 2010 and in thirteen sampling sites, different levels of the spatial and temporal scales were investigated, based on operational parameters of the reservoir, climatological and hydrological local attributes and water and sediment abiotic and biotic variables in the reservoir and tributary rivers. Significant spatial heterogeneity (in the horizontal axle) and temporal variability were observed. The mean and median concentrations of total phosphorus (45 and 37 \'mü\'g/L), total nitrogen (669 and 615 \'mü\'g/L) and chlorophyll-a (18 and 17 \'mü\'g/L), associated with phytoplankton densities reaching 42.8 \'10 POT.3\' ind/mL, revealed the meso-eutrophic condition of the reservoir. The phytoplankton community structure and the high abundance of Chlorophyceae and Cyanobacteria as the dominant groups, especially the species Cylindrospermopsis raciborskii and Monoraphidium contortum, were associated with the possible co-limitation by nutrients and light availability in different spatial compartments of the reservoir, the hydraulic retention time, the circulation patterns within the water column and the interaction with zooplankton and macrophytes. The tributary rivers (Una, Sorocabuçu Sorocamirim) were recognized as point sources of pollution and as the main drivers of water quality degradation in the reservoir. Smaller relative importance was attributed to the diffuse sources (agricultural runoff). In order to aid in the local water resources management, the following topics were discussed: the role of the reservoir for retention or exportation of solids and nutrients, the water quality frequency curves and the proposal of a new Trophic State Index for subtropical reservoirs, the TSIsr.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Water is a precious resource, it is essential to the life of any living being, being used in multiple uses. Speaking of water is also addressing the issue of quality of life in a population, so it is important to reflect on the management and management of water resources in Brazil and Rio Grande do Sul (RS), so that it can guarantee the quality and quantity adequate water to the people, being aware that water is finite and vulnerable. Water resources are regulated by specific legislation in Brazil, Law nº. 9433/97, and the Rio Grande do Sul state, Law nº. 10350/94, which refer to management of water resources is through effective implementation of instruments provided in the laws cited. In the RS state instruments are classified in Planning: Water Plan State, Watershed Plan and enquadramento; the Management: granting and collection; and the Strategic: Information System on Water and Environmental Education. The organs of the State Water Resources (SERH) are responsible for the implementation of planning tools, management, and strategic are the indicators of water management in the state. The proposal discussed the current situation of planning tools, and strategic management in the RS State, noting that the proposed legislation, which instruments are implemented or under implementation, the relationship between them to become effective and which practices and actions that are being developed by agencies SERH. Identifying and understanding the barriers and prospects for water management in the state, contributing to the discussion and preservation of water. The investigative techniques used were: interviews with representatives of the State Department of Water Resources (DHR) Division of Planning, Division of Grant, Division of Environmental Education and the Director of DRH, and surveys conducted with the River Basin Committees (CBH). At the end we can see that even the RS state being a pioneer in the creation of Water Resources Legislation and discussions on the subject, does not have the structure of the consolidated SERH and little was done about the implementation of the instruments of water resources legislation. The barriers that are present lack: Agencies Hydrographic Region, the consolidation of planning tools that are the basis for other instruments, the poor implementation of management tools and the perceived need to develop strategic tools to be informed and mobilize society to participate actively in the planning processes in the watershed (BH) together with CBH, among others. Among the perspectives highlight the need for effective water resources legislation to remedy the obstacles presented, ensuring management water through the consolidation of the instruments of planning, management and strategic so that we can really protect this right so precious and vulnerable resource, water. / A água é um precioso recurso, pois é indispensável a vida de qualquer ser vivo, sendo utilizada em usos múltiplos. Falar de água é também tratar da questão da qualidade de vida de uma população, por isso é importante refletir sobre a gestão e o gerenciamento dos recursos hídricos no Brasil e no Rio Grande do Sul (RS), para que esta possa garantir a qualidade e quantidade adequada das águas às populações, estando ciente de que a água é vulnerável e finita. Os recursos hídricos estão regulamentados por uma legislação específica no Brasil, lei nº 9433/97, e no Estado do Rio Grande do Sul, lei nº 10350/94, que se remetem a gestão e o gerenciamento dos recursos hídricos que ocorre mediante a efetivação dos instrumentos previstos nas legislações citadas. No estado do RS os instrumentos estão classificados em Planejamento: Plano Estadual de Recursos Hídricos, Plano de Bacia Hidrográfica e Enquadramento; de Gestão: outorga e cobrança; e os Estratégicos: Sistema de Informações sobre recursos hídricos e Educação Ambiental. Os órgãos do Sistema Estadual de Recursos Hídricos (SERH) são responsáveis pela implementação dos instrumentos de planejamento, gestão, e estratégicos que são os indicadores do gerenciamento das águas no estado. A presente proposta discutiu a atual conjuntura dos instrumentos de planejamento, gestão e estratégicos no Estado do RS, observando o que a legislação propõem, quais os instrumentos estão implementados ou em fase de implementação, a relação existente entre os mesmos para que se efetivem e quais as práticas e ações que estão sendo desenvolvidas pelos órgãos do SERH. Identificando e compreendendo os entraves e perspectivas ao gerenciamento das águas no estado, contribuindo para a discussão e preservação da água. As técnicas de investigação empregadas foram: entrevistas realizadas com representantes do Departamento Estadual de Recursos Hídrico (DRH) na Divisão de Planejamento, Divisão de Outorga, Setor de Educação ambiental e com o Diretor do DRH, e questionários realizados com os Comitês de Bacia Hidrográfica (CBH). Ao final pode-se verificar que mesmo o estado do RS sendo pioneiro na constituição da Legislação de Recursos Hídricos e discussões sobre o tema, ainda não possui a estrutura do SERH consolidada e pouco se fez quanto a implementação dos instrumentos da Legislação de Recursos Hídricos. Os entraves que se apresentaram são a falta: das Agências de Região Hidrográfica; da consolidação dos instrumentos de planejamento que são a base para os demais instrumentos; a implementação precária dos instrumentos de gestão e a necessidade eminente de se desenvolver os instrumentos estratégicos para que se informe e mobilize a sociedade para que participem ativamente dos processos de planejamento das bacias hidrográficas (BH) junto aos CBH, entre outros. Entre as perspectivas salienta-se a necessidade de efetivação da legislação de recursos hídricos a fim de sanar os entraves apresentados, garantindo a gestão e o gerenciamento das águas, mediante a consolidação dos instrumentos de planejamento, gestão e estratégicos para que se possa realmente proteger este bem tão precioso, finito e vulnerável, a água.