CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In clusters and virtualized data centers, the resources must be managed effectively by maximising the SLA fulfilment while minimising the cost. This work proposes a strategy for dynamic resource allocation in virtualized computing environments in order to reduce energy consumption without compromising performance requirements concerning availability and SLA violation. The proposed algorithms, based on classical heuristics, perform virtual machines migration between distinct hosts according to the variation in resources demand. These algorithms were evaluated from measurements in a real environment composed by heterogeneous virtualized hosts. We evaluate their performance in four different scenarios based on the CPU and memory utilization, number of migrations and energy consumption. In general, the results show that the algorithms responsible for consolidation and distribution of virtual machines between hosts are able to reduce energy consumption and dissipate the idle and overload points. / Em clusters e data centers virtualizados, os recursos precisam ser gerenciados com eficÃcia na busca de um trade-off entre a garantia de um atendimento satisfatÃrio à demanda por Qualidade de ServiÃo (QoS) e a reduÃÃo dos custos operacionais por parte dos provedores. Este trabalho propÃe uma estratÃgia para alocaÃÃo dinÃmica de recursos em ambientes computacionais virtualizados com vistas à reduÃÃo do consumo de energia, sem promover sobrecargas que podem comprometer o desempenho dos serviÃos ofertados. Os algoritmos propostos, baseados em heurÃsticas clÃssicas, realizam migraÃÃo de mÃquinas virtuais entre servidores distintos conforme variaÃÃo na demanda por recursos. Estes algoritmos foram verificados e validados por mediÃÃes em um ambiente real composto por servidores virtualizados heterogÃneos. O desempenho da proposta à avaliado em quatro cenÃrios distintos a partir das mÃtricas utilizaÃÃo de CPU, utilizaÃÃo de memÃria, nÃmero de migraÃÃes e consumo de energia. Os resultados mostraram que os algoritmos responsÃveis pela consolidaÃÃo e distribuiÃÃo das mÃquinas virtuais sÃo capazes de reduzir o consumo de energia e dissipar os pontos de Ãcio e sobrecarga do ambiente.

Condições pedológicas, pluviosidade, alterações no uso e ocupação do solo, práticas de manejo de culturas e de preservação interferem diretamente na geração de sedimentos e na taxa de erosão. Em uma bacia hidrográfica esta geração de sedimentos excessiva pode resultar em problemas como o assoreamento dos corpos de água e de reservatórios. Nos reservatórios esta deposição de sedimentos pode representar perda de volume de reservação, promovida pelos sedimentos depositados no fundo da barragem. Com o tempo esta perda poderá vir a representar comprometimento da disponibilidade hídrica para irrigação, para o consumo humano, e para geração de energia. As obras de dragagem destes sedimentos são muito caras e resolvem somente os sintomas do problema e não suas causas. Desta forma as quantificações desse assoreamento e de seus deflagradores se mostram necessárias para o planejamento e gestão de recursos hídricos. A presente pesquisa se propõe a avaliar a aplicabilidade do modelo SWAT (Soil Water Assessment Tool) como ferramenta de estimativa de geração de sedimentos para reservatórios avaliando seus resultados, suas potencialidades e fragilidades para as condições locais e sugerir futuras pesquisas e/ou modificações no modelo. O modelo que foi desenvolvido originalmente pelo USDA (United States Departmente of Agriculture) para avaliar erosão e balanço hídrico de bacias hidrográficas, conta com um vasto número de aplicações no mundo, documentação e usuários. A área a ser estuda é bacia do reservatório do Lobo, que possuí uma área aproximada de 227 km² e localizado no município de Itirapina e de Brotas. Atualmente o reservatório é utilizado tanto para geração energética e como atração turística local. Dois cenários de simulação foram selecionados: Cenário 1 de 1977 até 1985 e Cenário 2 de 1996 até 2006. Para realizar as simulações foram utilizados a versão ArcSWAT 2005 version2.34 para realizar as simulações e o SWAT-CUP 4.3.1 para calibração.Os dados de entrada do modelo são: dados de chuvas e vazão diários obtidos da ANA (Agência Nacional das Águas), cartas de levantametno pedológico e cartas de uso e ocupação obtidas a partir de imagens CBERS e LANDSAT. Após calibração utilizando SUFI2 obteve-se o aporte de sedimentos na barragem para os dois cenários. Os resultados do primeiro cenário apresentaram influência negativa de dados inconsistentes de dados de vazão utilizados e limitações observadas na discretização do modelo nas representações do mosaico de uso e ocupação muito fragmentado para este cenário. O segundo cenário, no entanto obteve resultados satisfatórios comprovando a capacidade do modelo como ferramenta de avaliação de geração e aporte de sedimento em reservatórios. / The sediment yield and erosion rates are directly affected by pedologic conditions, precipitation, land and use changes, management and soil preservation practices. Excessive sediment yield in a watershed could result in difficulties caused by siltation processes in rivers and reservoirs. Sediment deposition at the bottom of reservoirs and dams may result in volume loss. In time such loss could become impairment of water availability for irrigation, human consumption and power generation. Sediment dredging is an expensive solution that will address only the symptoms and not the causes of the issue. Therefore assessing the amount of sediment and their causes is required for Water Resources Management and Planning. The present research aims to evaluate the applicability of the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) as sediment generation and contribution estimation tool for reservoirs evaluating the results, assessing the model strengths and weakness for the local contitions and make sugestions for future research and/or model modifications. Originally developed by the USDA (United States Department of agriculture) to assess erosion and water balance of watersheds, this model has a large number of users, available documentation and registered applications across the world. The study area, with an approximate area of 227 km² is the Lobo reservoir watershed, located at the municipalities of Itirapina and Brotas. The reservoir is currently used for hydropower generation and as a tourist attraction. Two simulation scenarios were chosen: Scenario 1from 1977 to 1985 and Scenario 2 from 1996 until 2006. To perform the simulations the ArcSWAT 2005 version 2.34 was selected and the SWAT-CUP 4.3.1 for the calibration. The data input was: daily precipitation and discharge flow datasets from ANA (Agência Nacional das Águas), pedological survey chats and land use charts obtained from CBERS and LANDSAT imagery. After calibration using SUFI2, sediment yield and contribution at the dam was obtained for both scenarios. The first scenario results showed negative effects caused by inconsistent input data flow and limitations regarding model discretization on the model representation of highly fragmented land use. The second scenario, however achieved satisfactory results demonstrating the model ability as sediment yield and contribution in reservoir evaluation tool.

Submitted by LUCÍOLA GUIMARÃES RIBEIRO (luciola.eng@gmail.com) on 2018-07-11T01:49:04Z No. of bitstreams: 1 RIBEIRO L G_DISSERTAÇÃO 06-2018.pdf: 5496207 bytes, checksum: 370aa607e2f52d74abd2d6d10a9870b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-07-11T11:52:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_lg_me_ilha.pdf: 5496207 bytes, checksum: 370aa607e2f52d74abd2d6d10a9870b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T11:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_lg_me_ilha.pdf: 5496207 bytes, checksum: 370aa607e2f52d74abd2d6d10a9870b0 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 parâmetros de qualidade da água foram obtidos por meio do Relatório de Qualidade das Águas Superficiais no Estado de São Paulo de 2015, elaborado pela CETESB. O índice de qualidade da água da Bacia Hidrográfica do Rio São José dos Dourados variou de ótima a boa, indicando que o uso e ocupação do solo no entorno da Bacia não tem prejudicado a qualidade de água de forma geral. Entretanto, a análise individualizada dos parâmetros físicos, químicos e microbiológicos permitiu verificar que o fósforo total, oxigênio dissolvido e E. coli excederam os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 357/2005, evidenciando que as ações antrópicas estão influenciando a qualidade dos recursos hídricos. Essas alterações podem estar relacionadas com o regime pluviométrico, lançamento de esgotos domésticos e a dissolução de compostos no solo como os fertilizantes, agrotóxicos e excremento de animais. A água da Bacia não apresenta toxicidade aguda para C. dúbia, ou seja, não estão ocorrendo efeitos de transformações das substâncias químicas sobre esses organismos que vivem nos ecossistemas aquáticos. Os ensaios ecotoxicológicos servem como complemento para as análises físicas, químicas e microbiológicas, pois proporcionam abordagens integradas dos efeitos de poluentes, levando em consideração a resposta da comunidade biológica, servindo como um instrumento de controle de poluição. Esse estudo demonstra que, ao utilizar o IQA, perdem-se informações relevantes para a avaliação da qualidade dos corpos d'água, já que, com a aplicação do índice, não se consegue fazer uma interação dos parâmetros analisados. / 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 2015, elaborated by CETESB. The index of water quality in the Watershed of the River São José dos Dourados had a variation from great to good, what indicates that the land use and zoning land around the Watershed has not damaged the water quality in a general way. However, doing an individualized analysis of physical, chemical and microbiological parameters, allowed to verify that total phosphorus, dissolved oxygen and E. coli exceeded the limits established by the CONAMA Resolution 357/2005. It shows that anthropic actions are influencing the quality of hydric resources. Those alterations may be related to the pluviometric regimen, domestic sewage discharge and the dissolution of composites in the ground, such as fertilizers, pesticides and animal excrements. The water in the Watershed does not present acute toxicity to C. dúbia, i.e., there are no effects of transformation of chemical substances on the organisms living in the aquatic ecosystems. The ecotoxicological experiments serve as a complement to physical, chemical and microbiological analysis, because it provides integrated approaches of the effects of pollutants, considering the response of the biological community, serving as an instrument of pollution control. This research demonstrates that using the IWQ we lose relevant information for water bodies quality evaluation, as applying the index we cannot make an interaction of the analyzed parameters. / CAPES: Código de Financiamento 001

Resumo: No âmbito da gestão de recursos informacionais os modelos e métodos de organização e recuperação de informações sempre estiveram condicionados às tecnologias utilizadas, de modo que com desenvolvimento e intensificação da utilização das tecnologias digitais uma nova gama de possibilidades vem sendo incorporada aos processos de produção, armazenamento, representação e recuperação de informações, atingindo um estágio em que os modelos clássicos de organização e recuperação de informações precisam ser (re)pensados sob diferentes perspectivas, pois os mesmos não parecem ser capazes de solucionar os problemas identificados no ambiente Web, evidenciando a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias que permitam otimizar a recuperação de informações em ambientes digitais. Nesse sentido, os estudos relacionados ao projeto Web Semântica vêm destacando-se como uma nova perspectiva no desenvolvimento de tecnologias que possibilitem um aumento na qualidade e relevância das informações recuperadas, a partir do desenvolvimento de instrumentos que permitam descrever formalmente, em um formato que possa ser processado por máquinas, os aspectos semânticos inerentes aos recursos informacionais, contribuindo para a identificação e contextualização das informações disponíveis no ambiente Web. Deste modo, a proposição deste trabalho é a realização de um estudo teórico e metodológico de caráter interdisciplinar acerca do projeto Web Semântica, buscando favorecer a "desmistificação" dos conceitos e tecnologias subjacentes e avaliar em que medida a área de Ciência da Informação pode contribuir para sua concretização, ressaltando os possíveis reflexos destas novas abordagens tecnológicas em seu corpus teórico. Assim, apresenta-se um levantamento bibliográfico acerca do desenvolvimento da Internet... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the scope of the information resource management, the models and methods of organization and retrieval of information were always conditioned to the used technologies, so that with the development and intensification of digital technology uses, a new scale of possibilities has been incorporated to the production process, storage, representation and retrieval of information, reaching a stage where the classic models of organization and retrieval of information need to be (re)thought under different perspectives, because they don’t seem to be able to solve the problems identified in the Web environment, becoming evident the need of development of new technologies that allow to optimize the retrieval of information in digital environment. In this way, the studies related to the Semantic Web project have been detaching as a new perspective in the development of technologies that enable an increase in the quality and relevance of the recovered information through the development of instruments that allow describing them formally, in a format that can be processed by machines. The semantic aspects that are inherent to the information resources contribute to the identification and contextualization of the available information in the Web environment. In this way, the proposition of this research is the accomplishment of a theoretical and methodological study of interdisciplinary characteristic about the Semantic Web project, aiming to identify its theoretical basis, favoring the demystification of the concepts and subjacent technologies, and evaluating in what stage the Information Science area can contribute to its concretization, becoming evident the possible reflexes of these new technological approaches in its theoretical corpus. So a bibliographic review about the development of the Internet and the main concepts and technologies inherent to the Web Semantic... (Complete abstract, click electronic address below) / Orientador: Silvana Aparecida Borsetti Gregório Vidotti / Coorientador: Mariângela Spotti Lopes Fujita / Banca: Marcos Luiz Mucheroni / Banca: Plácida Leopoldina Ventura Amorim da Costa Santos / Mestre

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.

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

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-30T18:21:31Z No. of bitstreams: 1 IURY GREGORY MELO FERREIRA – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 3496497 bytes, checksum: b497c83bd5c1b1ab2be30ab67272f5cd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T18:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IURY GREGORY MELO FERREIRA – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 3496497 bytes, checksum: b497c83bd5c1b1ab2be30ab67272f5cd (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / Em ambientes de Computação na Nuvem, principalmente os que utilizam o modelo de infraestrutura como um serviço, a característica de elasticidade no provisionamento de recursos traz consigo a necessidade de gerenciar os recursos físicos de forma apropriada para preservar a qualidade de serviço aos seus usuários, e o bom desempenho da infraestrutura. Este trabalho propõe heurísticas que são capazes de auxiliar no balanceamento de carga dos servidores em uma infraestrutura de nuvem, propondo migrações para diminuir a sobrecarga nos servidores que foram identificados como sobrecarregados,visto que, como passar do tempo há uma variação natural na quantidade de recursos em uso. Esta variação é uma consequência da remoção ou adição de aplicações, ou até mesmo de tentativas de melhoramento do desempenho das aplicações através do provisionamento vertical. Uma ferramenta foi implementada para fazer uso dos algoritmos das heurísticas e assim auxiliar nos experimentos para a validação das mesmas. As métricas utilizadas vem diretamente de servidores heterogêneos da nuvem OpenStack do Laboratório de Sistemas Distribuídos. Os resultados obtidos mostram que além da diminuição no consumo de CPU dos servidores dos quais que estavam sobrecarregados, também é possível melhorar o desempenho destes servidores em alguns casos. / In CloudComputingenvironments,especiallythoseusingtheinfrastructureasaservice model, theelasticitycharacteristicinresourceprovisioningcomeswiththeneedtomanage resources sothequalityofservicecancontinuetobeguaranteedtousersandalsoto maintain agoodperformanceoftheinfrastructure.Thisworkproposesheuristicsthat are abletoassistintheloadbalancingoftheserversinaCloudinfrastructure,proposing migrations toreducetheoverheadintheserversthatwereidentifiedasoverloaded,since with thepassageoftimethereisanaturalvariationintheamountofresourcesinuse.This variationinaconsequenceofremovaloradditionofapplicationsandevenoftheusageof verticalscalingtoimproveapplication’sperformance.Atoolwasimplementedtomake use oftheheuristicalgorithmsandthustoaidintheexperimentsandtheirvalidation,the metrics usedcomedirectlyfromheterogeneousserversoftheOpenStackCloudofthe DistributedSystemsLaboratory.TheresultsshowthatinadditiontothedecreaseinCPU consumption ofserversthatwereoverloaded,itisalsopossibletoimprovetheperformance of theseserversinsomecases.