ALEXANDRE, Deborah Mithya Barros.Gestão de pequenos sistemas hídricos no semiárido nordestino. 2012. 151 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-04T13:43:43Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_dmbalexandre.pdf: 5129209 bytes, checksum: 4c8bbd0e7b55c4eddefedfb05d71acb8 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-04T13:44:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_dmbalexandre.pdf: 5129209 bytes, checksum: 4c8bbd0e7b55c4eddefedfb05d71acb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-04T13:44:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_dmbalexandre.pdf: 5129209 bytes, checksum: 4c8bbd0e7b55c4eddefedfb05d71acb8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Como forma de amenizar a escassez de água na região semiárida brasileira, criou-se a cultura da construção de pequenos açudes com o objetivo de acumulação de água do período chuvoso para seu uso no estio. Por se tratarem, muitas vezes, de obras emergenciais, grande parte desses pequenos sistemas foi construída sem critérios técnicos e/ou projeto de construção e aproveitamento. Portanto, não constam nos planos de bacias e sua existência sequer é de conhecimento dos órgãos gestores. O objetivo deste trabalho foi propor um modelo de gestão de pequenos sistemas hídricos da região semiárida, fundamentado na importância e nos usos desses mananciais, bem como a escolha de métodos eficazes de estimativa das principais variáveis hidrológicas em pequenas bacias não monitoradas. Para atingir os objetivos foram realizados o levantamento de dados socioeconômicos dos usuários bem como a caracterização hidrológica de pequenas bacias. No caso da caracterização socioeconômica, foram aplicados 524 questionários e visitados 171 pequenos açudes localizados nos Estados do Ceará, Paraíba e Rio Grande do Norte. Através do processamento desses questionários foi possível compreender a importância socioeconômica desses sistemas, que fornecem meios de subsistência e a sua efetiva contribuição para o abastecimento das populações rurais, sendo identificados como principais usos, nessa ordem: abastecimento doméstico; dessedentação animal; pesca; dessedentação humana e irrigação. Para a caracterização hidrológica foram considerados dez pequenos açudes monitorados no Estado do Ceará, para os quais foram simuladas as seguintes variáveis hidrológicas: capacidade de acumulação, vazão afluente média anual e disponibilidade hídrica para diversos níveis de garantia. As estimativas de volume foram realizadas pelos métodos de Molle e de Campos, usando para isso o instrumento SIG (Sistema de Informações Geográficas). A equação empírica de Molle apresentou os resultados mais consistentes com as observações de campo. As afluências médias anuais foram estimadas a partir de quatro modelos chuva-vazão: equação de Aguiar; equação de Molle e Cadier, método de número de curva (CN) do SCS; e modelo SMAP com parâmetros calculados por mineração de dados, de acordo com Diniz e, posteriormente, com Silva (DS). O método SMAP/DS apresentou os resultados mais confiáveis para bacias não monitoradas. Esse resultado é de grande relevância, posto que até o momento os demais modelos chuva-deflúvio eram os utilizados para bacias não monitoradas na região semiárida. Espera-se, portanto, que a utilização do modelo SMAP/DS eleve o padrão de qualidade dos projetos e da gestão de pequenas bacias não monitoradas. Para estimar a disponibilidade hídrica foi aplicado o modelo VYELAS, simulando vazões para diversos níveis de garantia. Para fins de análise, foram explicitadas as vazões com 85%, 90% e 99% de garantia anual. Esses valores foram usados para simulações de vazões outorgáveis. O resultado indicou que alguns desses açudes não conseguem regularizar vazões minimamente significativas com 99% de garantia anual. Diante dos problemas ambientais oriundos dos seus usos, como a criação de animais soltos, com acesso direto ao açude, que causam problemas como a eutrofização, promovendo a presença de patógenos, afetando a disponibilidade qualitativa da água e causando doenças e pelos conflitos detectados a partir da aplicação dos questionários, e da inexistência de uma metodologia formal de gerenciamento desses pequenos sistemas, foi proposto um modelo de gestão para os pequenos sistemas, à escala de pequeno açude e adequado às particularidades das regiões semiáridas. Por fim, analisou-se como se daria a aplicação deste modelo de gestão para um dos açudes analisados nos mais de 500 questionários. O açude eleito foi o Paus Brancos, em Madalena, Ceará. O modelo de gestão, baseado nos instrumentos preconizados pela legislação de recursos hídricos (outorga, cobrança, enquadramento, plano de bacia e sistema de informações), indica a biorremediação como solução para a redução de nutrientes no açude; traça um plano emergencial para os períodos de seca; recomenda a formação de comissão gestora do açude para, entre outras atribuições, implantar a gestão participativa na bacia hidrográfica e delineia a formação de um banco de dados quali-quantitativo, a ser incorporado ao banco de dados do órgão gestor, a Cogerh. Além disso, o modelo propõe uma alternativa para a dessedentação animal, restringindo o seu acesso ao Paus Branco e destinando um outro pequeno reservatório exclusivamente aos animais.

Orientador: Denise Gallo Pizella / Resumo: O enquadramento de corpos hídricos superficiais é um instrumento de planejamento presente na Política Nacional de Recursos Hídricos que tem por objetivo delinear a meta de qualidade hídrica a ser mantida ou alcançada dos corpos hídricos, de acordo com seus usos preponderantes e pretendidos pela sociedade. O estabelecimento deste instrumento de gestão hídrica apresenta alguns entraves para sua elaboração e efetivação, tais como ausência de Planos de Bacias, insuficiência de monitoramento qualiquantitativo das águas superficiais, dificuldades metodológicas nos estudos que subsidiam o enquadramento, insuficiência de corpo técnico nos órgãos gestores de recursos hídricos, falta de participação social nestes locais e de articulação entre estes e os municípios presentes nas Bacias Hidrográficas, dentre outros. Diante disto, este trabalho teve por objetivo identificar, por meio do estudo de caso das Bacias dos rios de domínio da União que possuem Comitês de Bacias instalados (Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, Bacia Hidrográfica do Rio Paranapanema, Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco, Bacia Hidrográfica do Rio Paranaíba, Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, Bacia hidrográfica do Rio Grande, Bacia Hidrográfica do Rio Piancó-Piranhas-Açu, Bacia Hidrográfica do Rio Verde Grande e a Bacia Hidrográfica do Rio Doce), os desafios que envolvem a implementação do enquadramento. Para tanto, foram analisados os Planos de Bacias mais recentes das nove Bacias... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The framing of surface water bodies is a planning instrument present in the National Water Resources Policy that aims to delineate the goal of water quality to be maintained or achieved by water bodies, according to their preponderant and intended uses by society. The establishment of this water management instrument presents some obstacles to its elaboration and implementation, such as absence of Basin Plans, insufficient qualitative and quantitative monitoring of surface waters, methodological difficulties in the studies that support the framework, insufficient technical staff in the managing bodies of resources, lack of social participation in these places and of articulation between these and the municipalities present in the River Basins, among others. Given this, this study aimed to identify, through the case study of the river basins of the Union domain that have Interstate Basin Committees installed (Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Basins, Paranapanema River Basin, Rio São Francisco River Basin, Paranaíba River Basin, Paraíba do Sul River Basin, Grande River Basin, Piancó-Piranhas-Açu River Basin, Verde Grande River Basin and the Doce River Basin), the challenges that involve the implementation of the framework. To this end, the most recent Plans of the nine River Basins in question were analyzed and electronic questionnaires were applied to the Interstate Committees of each Basin studied, as well as to the National Water Agency (ANA). In all the analyzed Basin... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by OSCAR ANDRÉS HICANPIÉ MARÍN null (oandreshm@gmail.com) on 2018-01-24T22:07:09Z No. of bitstreams: 1 TESE_ANDRES.pdf: 160535240 bytes, checksum: ad1d6ad8e788c9ef58c0064162659a45 (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br) on 2018-01-25T12:46:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marin_oah_dr_prud.pdf: 160535240 bytes, checksum: ad1d6ad8e788c9ef58c0064162659a45 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-25T12:46:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marin_oah_dr_prud.pdf: 160535240 bytes, checksum: ad1d6ad8e788c9ef58c0064162659a45 (MD5) Previous issue date: 2017-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O crescimento demográfico e de população urbana da América do Sul se reflete no aumento de conurbações, na consolidação de áreas metropolitanas e no incremento das demandas de infraestrutura urbana e de recursos. Neste sentido, os processos eficientes de planejamento e de gestão de bacias hidrográficas, contribuem substancialmente para a consolidação e desenvolvimento de contextos de bens e serviços. Há uma estreita relação entre o desenvolvimento de áreas metropolitanas e a gestão dos sistemas hierárquicos das bacias hidrográficas. O presente trabalho apresenta uma proposta metodológica para avaliar a relação entre a funcionalidade das bacias hidrográficas e a conformação de duas áreas metropolitanas, no Brasil e na Colômbia, mediante uma análise comparativa dos arcabouços normativos e institucionais aplicados. Para isso, seguindo o modelo Pressão-Estado-Resposta, foram selecionadas três variáveis de pressão nas bacias (mudanças nas coberturas das terras, usos urbanos em fundos de vale, variabilidade climática) e quatro variáveis de estado (abastecimento de água, perda de solos, produção de serviços ecossistêmicos, estrutura ecológica da paisagem fluvial). Seguidamente, se avaliou e comparou os mecanismos de resposta normativa e institucional metropolitanos. Entre os resultados, se destaca uma abundante normativa, em ambos casos, focada na proteção das bacias com objetivos de produção hídrica, mas insuficientes para controlar as ocupações irregulares, decorrentes da especulação imobiliária das metrópoles. No caso brasileiro há uma relação mais coesiva entre a funcionalidade das microbacias abastecedoras e a projeção do desenvolvimento metropolitano, inserido em um sistema de gestão hídrico maior, concluindo-se que, o sucesso dessa integração está relacionado, entre outros fatores, com o cumprimento das funções institucionais por componentes ambientais e não por jurisdições territoriais, como no caso da Colômbia. / The demographic and urban population growth of South America is reflected in the increase of conurbations, in the consolidation of metropolitan areas and in the increase of demands of infrastructure and resources. In this sense, efficient watershed management processes contribute substantially to the consolidation and development of metropolitan contexts through the provision of goods and services, that is, there is a close relationship between the development of metropolitan areas and the management of the hierarchical systems of the watersheds. This research presents a methodological proposal to evaluate the relationship between watershed functionality and the conformation of two metropolitan areas, in Brazil and Colombia, through a comparative analysis of the normative and institutional structures applied for each case. For that, based on the Pressure-State-Response model, three pressure variables were selected about basins (changes in land cover, urban uses in valley bottoms, climatic variability) and four state variables (supply of water, soil loss, production of ecosystem services, ecological structure of the river landscape), then the metropolitan normative and institutional response mechanisms were evaluated and compared. Among the results of the comparison, there is an abundance of normativity, in both cases, regarding the protection of watersheds with water production objectives, but insufficient to control, for example, the irregular occupations resulting from real estate speculation typical of the metropolises. In Brazil there is a more cohesive relationship between the functionality of the supplying microbasins and the projections of metropolitan development, which in turn are part of a larger water management system. These results allow us to conclude that the success of the integration between the two contexts is related, among others, to the fulfillment of the institutional functions by environmental components and not by territorial jurisdiction as it is done in Colombia. / El crecimiento demográfico y de población urbana de América del Sur se refleja en el aumento de conurbaciones, en la consolidación de áreas metropolitanas y en el incremento de demandas de infraestructura y de recursos. En este sentido, los processos eficientes de planificación y gestión de cuencas hidrográficas contribuyen substancialmente a la consolidación y desarrollo de los contextos metropolitanos mediante la provición de bienes y servicios, es decir, hay una estrecha relación entre el desarrollo de áreas metropolitanas y la gestión de los sistemas jerarquicos de las cuencas hidrográficas. El presente trabajo presenta una propuesta metodológica para evaluar las relaciones entre la funcionalidade de las cuencas hidrográficas y la conformación de dos áreas metropolitanas, en Brasil y Colombia, mediante un análisis comparativo de las estructuras normativas e institucionales aplicadas para cada caso. Para eso, con base en el modelo Presión-Estado-Respuesta se seleccionaron tres variables de presión sobre las cuencas (cambios en las coberturas de la tierra, usos urbanos en los fondos de valle, variabilidad climática) y cuatro variables de estado (abastecimiento de agua, perdida de suelos, producción de servicios ecosistémicos, estrutura ecológica del paisaje fluvial), seguidamente se evaluacon y compararon los mecanismos de respuesta normativa e institucional metropolitana. Entre los resultados de la comparación se destaca la abundante normatividade, en los dos casos, respecto a la protección de las cuencas con objetivos de producción hídrica, pero insuficientes para controlar, por ejemplo, las ocupaciones irregulares resultantes de la especulación inmobiliária propia de las metrópoles. En el Brasil hay una relación más cohesiva entre la funcionalidade de las microbacias abastecedoras y las projecciones del desarrollo metropolitano, que a su vez hacen parte de un sistema de gestión hídrica mayor. Estos resultados permiten concluir que el éxito de la integración entre los dos contextos está relacionado, entre otros, con el cumplimiento de las funciones institucionales por componentes ambientales y no por jurisdicción territorial como se realiza en Colombia. / CAPES PEC-PG 15042-12-0

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T20:04:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloGerenciamentoAgua.pdf: 11144827 bytes, checksum: 1729da6214c18fcd59e89f3ba710e78e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T13:22:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloGerenciamentoAgua.pdf: 11144827 bytes, checksum: 1729da6214c18fcd59e89f3ba710e78e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T13:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloGerenciamentoAgua.pdf: 11144827 bytes, checksum: 1729da6214c18fcd59e89f3ba710e78e (MD5) Previous issue date: 2016-02 / Este trabalho trata de um modelo para gerenciamento de usos múltiplos da água, visando minimizar conflitos de uso, relacionados com a operação de sistemas de reservatórios em aproveitamentos hidrelétricos de bacias hidrográficas. O modelo SOUMA – “Sistema de Otimização de Usos Múltiplos da Água”, que consiste em um modelo estocástico de otimização baseado em programação não linear, foi desenvolvido e estruturado em GAMS (General Algebraic Modeling System) com o emprego do solver MINOS. O SOUMA compõe-se de dois módulos auxiliares. O primeiro é um módulo de previsão de níveis de água, que consiste em um modelo estocástico do tipo ARIMA (Auto Regressive Integrated Moving Average). O segundo é um módulo de previsão de vazões, que é um modelo estocástico chuva-vazão, do tipo RNA. O modelo ARIMA na calibração e na validação apresentou R² médio acima de 0,93 e RMSE abaixo de 0,08, capturando de forma satisfatória o comportamento das séries níveis d’água. O modelo chuva-vazão que foi empregado na composição da vazão afluente ao reservatório, com a utilização de arquitetura RNA, apresentou R² médio de 0,954 e RMSE médio de 0,098. O modelo SOUMA foi aplicado à bacia do rio Tapajós para o futuro Aproveitamento Hidro Energético – AHE São Luiz do Tapajós, Itaituba, PA. Foram criados seis cenários que serviram de parâmetros na otimização e minoração dos conflitos. Vazões afluentes ao reservatório foram obtidas e simuladas, para os cenários hidrológicos seco, médio e úmido e para os cenários climáticos El Niño, Neutro e La Niña. Para geração de energia e profundidade de navegação, considerando as afluências dos cenários hidrológicos seco, médio e úmido, o SOUMA evidenciou, em relação aos níveis de referência dos cenários de navegação baixo, médio e alto, a ocorrência de profundidades abaixo da mínima, para gerações médias abaixo de 2.411 MW, 2.939 MW e 3.586 MW, respectivamente. Para geração de energia e capacidade de carga transportada, considerando as afluências dos cenários hidrológicos seco, médio e úmido, o SOUMA demonstrou, em relação aos níveis de referência dos cenários de navegação baixo, médio e alto, que gerações médias acima de 2.869 MW, 3.508 MW e 4.740 MW, respectivamente, não geram ganhos de capacidade de carga transportada e que gerações médias abaixo de 1.344 MW, 1.622 MW 2.056 MW, respectivamente, inviabilizam o transporte de carga. Para geração de energia e cota de inundação, considerando as afluências dos cenários hidrológicos seco, médio e úmido, o SOUMA mostrou, em relação aos níveis de referência dos cenários de controle de inundação baixo, médio e alto, a ocorrência de inundações a jusante, para gerações médias acima de 4.978 MW, 6.057 MW e 7.390 MW, respectivamente. Retiradas consuntivas são significativas apenas no período de junho a outubro. Considerando a média das demandas consuntivas mensais (145 m³/s), para afluências do cenário hidrológico seco, médio e úmido, o SOUMA evidenciou uma perda mensal na geração de energia elétrica de 50 MW, 47 MW e 44 MW, respectivamente. Os resultados aferidos evidenciam que os modelos desenvolvidos são ferramentas de fundamental importância à otimização operacional de sistemas de reservatórios com usos múltiplos, permitindo a otimização de gerações e de defluências em AHE, em períodos de cheia e de estiagem e de grandes demandas energéticas, com a manutenção de condições de navegabilidade em trechos a jusante de barramentos, através de simulações operacionais sustentáveis que minoram conflitos de uso. / This work deals with a model for management of multiple uses of water, for the mitigation of conflicts of use related to the operation of reservoir systems in hydroelectric power plant of water catchment area. The model SOUMA – "system optimization of multiple uses of water", which consists of a stochastic optimization model based on nonlinear programming, was developed and structured in GAMS (General Algebraic Modeling System) with the use of solver MINOS. The SOUMA is composed of two modules. The first is a module for forecasting of water levels, which consists of a stochastic model of type ARIMA (Auto Regressive Integrated Moving Average). The second is a module for forecasting of streamflow, which is a stochastic model of rainfall-streamflow the RNA type. The ARIMA model calibration and validation presented average R² above 0.93 and RMSE below 0.08, capturing in a satisfactory manner the behavior of water levels. The rain-flow model that was used in the composition of influent flow to the reservoir, with the use of RNA architecture, presented average R² 0.954 and of 0.098 RMSE. The SOUMA model was applied to Tapajós River basin for the future hydroelectric power plant of São Luiz do Tapajós, Itaituba, PA. Six scenarios were created to be used as parameters in optimizing and mitigation of conflicts. The reservoir tributaries streamflow were obtained and simulated for dry, medium and moist hydrological scenarios and for El Niño, La Niña and Neutral climatic scenarios. For the power generation and navigation depth uses, considering the tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed, in relation to the reference levels of the low, medium and high navigation scenarios, the occurrence of depths below the minimum, for generations averages below 2,411 MW, 2,939 MW and 3,586 MW, respectively. For power generation and cargo capacity, considering the tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed, in relation to the low, medium and high reference levels of the navigation scenarios, that generations averages above 2,869 MW, 3,508 MW and 4,740 MW, respectively, do not generate earnings of cargo capacity and that medium generations below 1,344 MW, 2,056 MW and 1,622 MW, respectively, make the river transport of cargo infeasible. For power generation and flood dimension, considering the tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed, in relation the reference levels low, medium and high of the flood control, the occurrence of floods downstream to generations above average 4,978 MW, 6,057 MW and 7,390 MW, respectively. Consumptive withdrawals are meaningful only in the period from June to October. Considering the monthly average consumptive demands (145 m ³/s), to tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed a monthly loss in power generation of 50 MW, 47 MW and 44 MW, respectively. The measured results show that the models developed are important tools to operational optimization of reservoir systems with multiple uses, allowing the optimization of generations and defluente flow in the hydroelectric power plant of water catchment area, in periods of flood and drought and large energy demands, with maintenance of navigation conditions downstream from dams, through sustainable operational simulations that minimize usage conflicts.