In the current agricultural context, agricultural machine unproductivity on fields and their impacts on soil along pathways are unavoidable. These machines have direct and indirect costs associated to their work in field, with non-productive time spent in manoeuvres when these are reaching field borders; likewise, there is a double application of product when machines are covering headlands while adding farm inputs. Both issues aggravate under irregular field geometry. Moreover, unproductive time can also appear in operations of loading/offloading the machine\'s reservoir with inputs/harvested-goods, which can increase with an improper use of the reservoir due to the inadequate machine path length. On the other hand, irregular steep surfaces present a problem for establishment of row crops and machine paths towards erosion. Though contouring (i.e., performing field operations perpendicular to slope direction) is a common practice to reduce runoff and increase water infiltration, still elevation contours are never parallel, while machine operations always are. Many of these issues were target for optimization in computer path planning for agricultural machines, where unproductivity was overall minimized and attempts of soil loss reduction by more proper path establishment also yielded results. This thesis gathered these issues in a combined path planning approach making possible to address soil loss and unproductive costs to their proper location. A number of methods was proposed and modified: creating and replicating steerable machine track; finding more optimal references for path coverage on irregular surfaces (curved or straight); quantifying the impacts of soil loss for a given path pattern; identifying spatially the water flow and concentration; defining geometrically different manoeuvre types and calculate its time, space and energy demands; obtain the overlapped area of input application; and quantifying the machine replenishment cost in relation to underuse of its reservoir for following tracks of inadequate length. An algorithm-application was achieved, which is capable of simulating a large number of path coverage scenarios and to display optimized ones based on a user defined criteria. Sugarcane crop, grown in Brazilian conditions, was the main object of study in this thesis because of its high in-field mechanization costs (along with unproductive operational costs), high susceptibility of soil erosion in its planting phase, and for occupying an area of predominant rolling surface. Case studies were subject to this algorithm that provided suitable outputs with minimized impacts. The outputs of the algorithm were comprehensive and showed potential for the methods to be used by agricultural decision makers. / No contexto agrícola atual, improdutividade de máquinas agrícolas em campo e seus impactos sobre o solo ao longo de suas vias são inevitáveis. Estas máquinas têm custos diretos e indiretos associados ao seu trabalho no campo, como tempo improdutivo gasto em manobras quando estes atingem os limites do talhão. Também nestes limites, há uma dupla aplicação de insumos agrícolas quando as máquinas estão cobrindo cabeceiras. Ambas as questões se agravam em talhões de geometria irregular. Além disso, o tempo improdutivo também pode aparecer em operações de carga / descarga do reservatório da máquina com insumos / bens colhidos, o que pode aumentar com um uso indevido do reservatório da máquina devido ao comprimento inadequado do percurso em campo. Ainda, superfícies irregulares e íngremes apresentam um problema para o estabelecimento de culturas em fileira e caminhos de máquinas contra declive. Apesar de operações em nível serem uma prática comum para reduzir o escoamento e aumentar a infiltração de água, curvas de nível nunca são paralelas, enquanto operações agrícolas são sempre paralelas. Muitas destas questões foram alvo de otimização computacional para planejamento de percursos de para máquinas agrícolas, onde a ineficiência foi, em geral, minimizada e tentativas de redução da perda de solo estabelecimento de percursos mais adequados também produziu resultados. Esta tese reuniu estas questões em uma abordagem de planejamento de percurso quantificando e direcionando custos de perda de solo e improdutividade de máquinas para sua devida localização. Métodos foram propostos e modificados, como: criar e replicar trajetos transitáveis de máquinas; encontrar referências ideais para a cobertura do trajeto em superfícies irregulares (curvas ou retas); quantificação dos impactos da perda de solo por um determinado padrão de percursos; identificar espacialmente o fluxo da água e sua concentração; definir geometricamente diferentes tipos de manobras e calcular o seu tempo, espaço e energia demandada; obter a área sobreposta de aplicação de insumos; e quantificar custo de reposição da máquina em relação à subutilização de seu reservatório para seguir trajetos de comprimento inadequado. Um aplicativo-algoritmo foi obtido capaz de simular um grande número de cenários de padrões de percurso, e exibindo aqueles que foram otimizados por critérios definidos pelo usuário. A cultura da cana, em condições brasileiras, foi a principal cultura de estudo nesta tese devido ao seu alto custo de mecanização (assim como custos operacionais improdutivos), alta suscetibilidade à erosão do solo na sua fase de plantio, e ocupando predominantemente áreas de superfície irregular. Os estudos de caso foram sujeitos ao algoritmo que obteve resultados coerentes e impactos minimizados. Os resultados do algoritmo mostram potencial para que os métodos avaliados sejam utilizados por tomadores de decisão da área agrícola.

Atualmente, a água tornou-se motivo de conflitos dentro da sociedade, em virtude do aumento das demandas e do comprometimento do seu aspecto qualitativo. A bacia do rio Piracicaba é uma região altamente desenvolvida, com altos índices populacionais e que apresenta disputa de água entre os diversos usuários. Portanto, realizou-se um estudo para determinar a disponibilidade hídrica da bacia, relacionando as demandas de água aluais e futuras. Para isso foi utilizado o modelo ModSimP32, que é basicamente um modelo de simulação e otimização em rede de fluxo. Como dados de entrada do ModsimP32, estão as séries de vazões históricas ou sintéticas e os valores das demandas existentes na bacia. Como se pretendia realizar um estudo a longo prazo, foi necessário a obtenção de séries hidrológicas mais longas, portanto utilizou-se um modelo multivariado AR(1) para gerar novas séries. Para as simulações realizadas, verificou-se que em períodos secos não é possível atender a todas as demandas integralmente e ainda manter as vazões ecológicas no rio, para as regiões de Paulínea e Piracicaba. / Nowadays, the water became the reason of conflicts of the society, due to the increase of the demands and the implicated qualitative aspect. The basin of the river Piracicaba is a highly developed area, with high indexes populations anel it presents dispute of water among several users. Therefore it took place an analysis to verify the amount of water of the basin, relating the demands of water, current and future. For that the model ModSimP32 was used, that is basically a simulation and optimization model in supply network. Among the data of entrance of the ModsimP32, they are the hydrologic series. Therefore it was used of a multivariate model AR(1) to generate new series. For the accomplished simulations, it was verified that is not possible to assist the whole ones integrally the demands in dry periods and still to maintain the ecological flow in the river, for the areas of Paulínea and Piracicaba.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2016-09-28T13:10:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Marília Alves Brito Pinto.pdf: 1580274 bytes, checksum: f49c34622d89738c2e2971942684bec8 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-09-28T18:46:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Marília Alves Brito Pinto.pdf: 1580274 bytes, checksum: f49c34622d89738c2e2971942684bec8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-28T18:46:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Marília Alves Brito Pinto.pdf: 1580274 bytes, checksum: f49c34622d89738c2e2971942684bec8 (MD5) Previous issue date: 2015-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz é o alimento base para mais de metade da população mundial. As lavouras orizícolas são quase que na totalidade irrigadas por inundação, um sistema com elevada demanda hídrica. No intuito de diminuir o uso da água na lavoura de arroz produtores começaram a utilizar a irrigação por aspersão. No entanto, pouco se sabe a respeito da adaptação da cultura do arroz às condições aeróbicas, sobretudo sobre as necessidades hídricas reais da cultura, uma vez que no sistema de irrigação por inundação essa informação não é necessária. O objetivo deste estudo foi determinar a relação entre a produtividade do arroz e a disponibilidade hídrica no solo bem como o efeito de diferentes tensões de água no solo sobre o desempenho agronômico da cultura do arroz. O experimento foi conduzido na Embrapa Clima Temperado, Estação Experimental de Terras Baixas (ETB) situado no município do Capão do Leão-RS. Nas safras 2011/2012, 2012/2013 e 2013/ 2014 em uma área irrigada por aspersão foram avaliados os seguintes manejos de irrigação: 10kPaIrrigação com média da tensão de água no solo de 10 kPa, em todo o ciclo da cultura; 20kPa- Irrigação com média da tensão de água no solo de 20kPa, em todo o ciclo da cultura; 40kPa - Irrigação com a média da tensão de 40kPa, em todo o ciclo da cultura; 40/20kPa - Irrigação com a média da tensão de 40kPa, no período vegetativo, e 20kPa no período reprodutivo e 40/10kPa - Irrigação com a média da tensão de 40kPa, no período vegetativo, e 10 kPa no período reprodutivo. Para monitoramento da tensão de água no solo, em cada tratamento foram instalados sensores Watermark, na profundidade de 10cm. O ponto de instalação dos sensores corresponde ao centro de uma unidade experimental com área de 4m2. Em cada unidade experimental foram determinados: a tensão de água no solo, atributos químicos e físicos do solo e as variáveis agronômicas e de rendimento da cultura do arroz. Os resultados indicam que o aumento da tensão de água no solo diminui a produtividade do arroz irrigado, por aspersão. A tensão de água no solo de 10kPa, que por sua vez corresponde a capacidade de campo deste solo, é o valor adequado para o manejo da irrigação por aspersão na cultura do arroz variedade BRS Pampa, sobretudo no período reprodutivo. A variabilidade espacial da tensão de água no solo tem efeito na distribuição espacial da produtividade do arroz irrigado por aspersão. Quanto mais próximo de 40kPa for a tensão de água no solo menor a estatura das plantas e o número de grãos cheios por panícula. No entanto, esse efeito não foi verificado sobre o número de colmos por metro, sobre a massa de mil grãos, e sobre a esterilidade de espiguetas. A produtividade do arroz apresentou relação positiva com as variáveis microporosidade, fósforo e potássio disponível no solo; relação contrária foi verificada para a macroporosidade e a saturação por alumínio. A relação conjunta da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo determina a variabilidade na produtividade de arroz irrigado por aspersão em terras baixas no Rio Grande do Sul. / Rice is a basic food for more than half of world population. Rice crops are almost totally irrigated by flood, a system with high water demand. In order to decrease water use in rice crops, farmers start to adopt the sprinkler irrigation. However, there is little knowledge concerning the adaptation of rice crop to aerobic conditions, mainly about rice water needs, since this information wasn’t necessary in flood irrigation. This work aimed to determine the relationship between rice yield and soil available water and the effect of different soil water tensions on rice crop agronomic performance. A field experiment was conducted at Embrapa Clima Temperado, Estação Experimental Terras Baixas (ETB) located in the municipality of Capão do Leão-RS. In the agricultural harvests 2011/2012, 2012/2013 e 2013/2014 in a sprinkler irrigated area, these irrigation management were evaluated: 10kPaIrrigation when the average of the soil water tension was 10kPa, during all crop cycle; 20kPa- Irrigation when the average of the soil water tension was 20kPa, during all crop cycle; 40kPa - Irrigation when the average of the soil water tension was 40kPa, during all crop cycle; 40/20kPa - Irrigation in the vegetative stage, when the average of the soil water tension was 40kPa, and irrigation in the reproductive stage when the average of the soil water tension was 20kPa and 40/10kPa Irrigation in the vegetative stage, when the average of the soil water tension was 40kPa, and irrigation in the reproductive stage when the average of the soil water tension was 10kPa. For each treatment Watermark sensors were installed at a depth of 10cm to monitor the soil water tension. The sensor installation point corresponds to the center of an experimental unit whose area was 4m2. In each experimental unit, soil water tension, chemical and physical soil attributes and the rice crop agronomic performance and yield were determined. The results showed that increasing soil water tension decreases sprinkler irrigated rice yield. Soil water tension of 10kPa, which corresponds to this soil field capacity, is the appropriate value for sprinkler irrigation management to rice crop, BRS Pampa variety, mainly in the reproductive period. The spatial variability of soil water tension has an effect on spatial distribution of the sprinkler irrigated rice yield. The closer to 40 kPa is the soil water tension smaller the plant height and the number of filled grains per panicle. However, no effect was observed on the number of stems per meter, 1000 grains weight, and spikelet sterility. The rice yield showed a positive relation with the variables microporosity, phosphorus and potassium available in the soil; an opposite behavior was found for macroporosity and aluminum saturation variables. The relationship between soil water tension and physico-chemical soil attributes is crucial to determine the variability of the rice yield irrigated by sprinkler in lowland areas in the Rio Grande do Sul state.

A governança da água apresenta-se como caminho e paradigma na implementação de uma gestão descentralizada e participativa capaz de permear, com estes princípios, todas as instâncias e instrumentos de gestão. A outorga de direito de uso da água é um dos instrumentos previstos nas legislações federal e estadual (SP) cuja utilização permite controlar o acesso quantitativo e qualitativo a estes recursos. Concedida em consonância com as normas, critérios e diretrizes previamente estabelecidas, é a outorga que concede o direito e autoriza o uso privativo de bem público de uso comum do povo por particular, isto é, o uso da água. É também por meio da outorga que são disciplinados os usos considerados prioritários, insignificantes e orientada a alocação da água nas Bacias Hidrográficas. Especificamente quanto às diretrizes que orientam sua alocação, destaca-se a função do Plano de Bacia. Elaborado no âmbito dos Comitês de Bacias Hidrográficas, cabe ao Plano de Bacia, também chamado de Plano de Recursos Hídricos, oferecer as bases para a alocação da água, por meio das outorgas de direito, determinando seu parâmetro e comportamento nos diferentes regimes hídricos, incluindo os de agravamento de escassez hídrica. Diante deste contexto, o presente trabalho aprofunda as discussões e busca avaliar as restrições impostas às outorgas na Bacia Hidrográfica dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (PCJ) entre 2014 e 2017, seus fundamentos e observância aos princípios da descentralização e da participação. A partir dos elementos que compõe o conceito de governança da água e da contextualização da água no ordenamento jurídico brasileiro, o trabalho analisa, com apoio nas normas vigentes, os elementos e características da outorga de direito de uso da água, bem como sua relação com o Plano e com o Comitê de Bacia. Em seguida, analisa-se o Plano vigente durante o período escolhido em três diferentes dimensões: quanto à composição do Comitê e das Câmaras Técnicas atuantes em sua elaboração, quanto ao processo de contratação, elaboração e aprovação e quanto ao seu conteúdo, especialmente na constatação de diretrizes aplicáveis às restrições incidentes sobre as outorgas em períodos de agravamento da escassez. São também analisadas as atuações da Agência Nacional de Águas (ANA) e do Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo (DAEE) e as restrições estabelecidas, por meio de atos normativos, e que incidiram sobre outorgas entre os anos de 2014 e 2017. Constata-se, ao fim, o pequeno envolvimento do Comitê na elaboração do Plano de Bacia vigente à época, a lacuna de seu conteúdo no tratamento de situações críticas e emergenciais e a centralização da concepção das medidas de restrição das outorgas de direitos de uso na bacia dos rios PCJ, restrições estas que se mostram incompatíveis com as diretrizes do quadro normativo vigente. / Water governance presents itself as a path and paradigm in the implementation of a decentralized and participative management that is capable to permeate, with these principles, all the instances and instruments. The water grant is one of the instruments provided by the federal and state (SP) laws, which allows to control quantitative and qualitatively the access to these resources. When granted in accordance to the regulatory standards, criteria and guidelines previously established, the water grant guarantees the right and authorizes the private use of a commonweal by particular, that is, the use of water. It is also through the water grant that uses are disciplined according to its priority, meaningless and the water allocation is oriented in the River Basins. Specifically regarding the guidelines that lead its allocation, the function of the Basin Plan is highlighted. Being repared in the scope of the River Basins Committees, it is the responsibility of the Basin Plan, also called as Water Resources Plan, to provide the basis for the water allocation, by the water grant, defining its parameters and behavior in the different water polities, including those of water shortage aggravation. In the view of this context, the current research deepens the discussions and seeks to evaluate the restrictions imposed to the water grant on Piracicaba, Capivari and Jundiaí (PCJ) the River Basin between 2014 and 2017, its foundations and compliance with the principles of decentralization and establishment. Based on the elements that make up the concept of water governance and the contextualization of water in the Brazilian legal system, the research analyzes, with the support of current regulatory standards, the elements and characteristics of water grant, as well as its relation with the Plan and Basin Committee. Afterwards, the current Plan is analyzed according to the selected period in three different dimensions: in regards of composition of the Committee and the Technical Chambers involved in its elaboration, contracting process, elaboration and approval and its content, especially in the verification of the applicable guidelines to restrictions on concessions of water grant in times of shortages aggravation. It is also analyzed the actions taken by the National Water Agency (ANA) and the Department of Water and Electric Energy of the State of São Paulo (DAEE) and the restrictions established, through normative acts, and that affects the water grants between 2014 and 2017. Finally, it is possible to verify the little involvement of the Committee in the Basin Plan elaboration in force at the time, lacks of its content in the treatment of critical and emergency situations, and the centralization in the conception of the restricting measures of the water grant in the PCJ river basins, restrictions that are shown incompatible with the guidelines of the current regulatory framework.

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). 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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.

O sistema de pagamento por serviços ambientais de uma bacia hidrográfica pode ser economicamente atrativo e ecologicamente importante. Programas como o Produtor de Água compensam economicamente proprietários a montante da bacia que utilizam de manejo adequado do uso do solo, e do reflorestamento, para evitar a erosão hídrica, o aumento de cargas poluidoras difusas, e aumentar a disponibilidade e qualidade de água. Por conseqüência usuários de água, a jusante da bacia, são beneficiados, por exemplo, as estações de tratamento de água. Este trabalho tem como objetivo, a partir de metodologias de pagamentos de serviços ambientais, regionalizar hidrologicamente a quantidade e qualidade de água do rio Benevente para dar subsídios ao programa de produtores de água de sua bacia hidrográfica. O trabalho foi desenvolvido na parte média e alta da bacia hidrográfica do Benevente, localizada ao sul do Estado do Espírito Santo, com área de drenagem de aproximadamente 1260 \'KM POT.2\'. Á área de drenagem do local do estudo é de 825,24 \'KM POT.2\'. Parte da metodologia consistiu no levantamento de dados quantitativos e qualitativos de água ao longo do rio Benevente, nos últimos anos. De posse dos dados de vazão, concentração de SST e da área de drenagem, foram calculadas as cargas específicas difusas de SST, em termos de Kg/ha.ano e as cargas totais difusas em termos de ton/ano. A carga específica média de SST para a bacia foi de 194 Kg/ha.ano, a carga total média de SST foi de 11.238 ton/ano. A metodologia de regionalização hidrológica de cargas de SST por meio de curvas de permanência mostrou que há uma ampla variação de cargas produzidas na bacia sobre diferentes condições hidrológicas. Por exemplo, para uma faixa de permanências de 40% a 60% a variação de produção específica regional de SST foi de 58,54 a 825,14 Kg/ha.ano. A utilização da metodologia das curvas de permanência quali-quantitativas para a proposição de cenários ambientais em vista das mudanças de uso e ocupação do solo, propostos pelos programas de PSA, permitiu estimar o Percentual de Abatimento de Sedimentação (P.A.S) e consequentemente o Percentual de Abatimento de Erosão (P.A.E), na bacia. Encontrou-se um P.A.E de 36,9% entre o cenário atual e o cenário com amento de 20% da área florestal da bacia. Com este resultado estimou-se um total arrecadado na bacia pelo P.S.A de 825.195 R$/ano. Com as metodologias propostas também foi calculada a perda de solo atual da bacia, em relação à estação de amostragem mais a jusante. A taxa estimada foi de 200.123 ton/ano. / Systems of payment for environmental services of a catchment area can be economically attractive and ecologically important. Programs such as Producers of Water economically compensate owners upstream of the basin using the proper management of land use, and reforestation to prevent erosion, increased pollution loads diffuse and increase the availability and quality of water. Consequently water users downstream of the basin, are benefited, for example, sewage water treatment. This paper aims, methodologies from payments for environmental services, regionalization of hydrologically the quantity and quality of water from the river Benevente to aid the program producer of water from its watershed. The study was conducted in the middle and upper catchment of the Benevente, located south of Espírito Santo, with drainage area of approximately 1260 \'KM POT.2\'. The drainage area of the study is 825.24 \'KM POT.2\'. Part of the survey methodology consisted of qualitative and quantitative data of water along the river Benevente in recent years. With these data we calculated the diffuse specific loads of TSS, in terms of Kg/ha.year. The specific load average TSS for the basin was 194 Kg/ha.year, the total load average SST was 11,238 Ton/year. The methodology of regionalization of hydrological loads of TSS through curves of duration showed that there remain a wide range of loads in the basin produced on different hydrological conditions. For example, for a range of stays of 40% to 60% of the variation of specific regional production of TSS was 58.54 to 825.14 Kg/ha.year . Using the methodology of the curves remain qualitative and quantitative for the proposition environmental scenarios in view of land use change and land use, proposed by the PSA program, estimated the rate of reduction on Sedimentation (PAS) and consequently the rate Abatement of Erosion (PAE) in the basin. Found a PAE of 36.9% from the current scenario and the scenario with budget of 20% of the forest area of the basin. With this estimated result a total collected in the basin by the PSA for R$ 825,195/year. With the proposed methodology was also calculated the soil loss on the basin in relation to the sampling station further downstream. The rate was estimated at 200,123 ton/year.

Se estudia el ciclo del carbono en diferentes usos del suelo (uso forestal, campo agrícola abandonado y olivar de secano) de un ecosistema mediterráneo ante la perspectiva del cambio climático. La hipótesis general de esta tesis es que los cambios en los patrones (estructura y distribución espacial) y tipo de vegetación resultantes de la intensificación de los usos del suelo causarán alteraciones en las condiciones microclimáticas (temperatura y humedad del suelo) y en las características del micrositio (comunidades microbianas del suelo, calidad de los detritos procedentes de la vegetación, patrones de escorrentía y erosión del suelo), que afectarán a los flujos de carbono (entradas y salidas), a los factores que controlan dichos flujos y a la capacidad de secuestro de carbono del ecosistema. Para validar dicha hipótesis se plantean los siguientes objetivos generales: i) caracterizar los reservorios y los flujos de carbono; ii) evaluar la importancia relativa de los diferentes componentes del balance de carbono; e iii) identificar los factores que controlan los flujos de carbono más importantes que regulan la capacidad subterránea de secuestro del mismo en un gradiente de intensificación de usos del suelo. / This thesis provides a useful database of carbon (C) pools and fluxes under different land uses (open forest, old-field, olive grove) in a dry Mediterranean ecosystem of Southeast Spain. To understand how global climate change and alterations in land use are affecting Mediterranean soil biogeochemical processes, I completed four studies that investigated the different C components within the C balance of each land use type, the interactions between them, and their controlling factors. The main objectives were: 1) to quantify C pools and fluxes (outputs and inputs) under different land uses over a three-year period (2006-2009); 2) to compare two C balance approaches based on steady-state or non-steady-state conditions in order to assess the relative importance of the different C fluxes within the C balance of each land use type; and 3) to identify the factors controlling the main C fluxes within each land use type.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-05T16:44:47Z No. of bitstreams: 1 MARIA MÔNICA ALMEIDA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2017..pdf: 1010028 bytes, checksum: 0641cec4c7e40576dc584bd9884fb25f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T16:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA MÔNICA ALMEIDA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2017..pdf: 1010028 bytes, checksum: 0641cec4c7e40576dc584bd9884fb25f (MD5) Previous issue date: 2017 / Este estudo trata da análise dos conflitos pelo uso da água ocorridos na região paraibana da bacia hidrográfica do rio Piancó-Piranhas-Açu na busca de solução, sob a ótica dos instrumentos de gestão e dos mecanismos, dos conflitos apresentados pela literatura jurídica. A metodologia utilizada foi a revisão bibliográfica, por meio do levantamento de todos os diplomas legislativos em vigor, tanto na esfera federal, como na esfera estadual, que se refiram à gestão de recursos hídricos, assim como a consulta a doutrinas jurídicas e artigos publicados em periódicos da Capes; utilizando como período delimitador os anos de 2013 a 2016. Priorizou-se a consulta aos artigos revisados por pares. Também se verificou a existência de processos administrativos e judiciais na área da pesquisa. E, finalmente, foi realizada coleta de informações “in loco” com agentes públicos acerca dos procedimentos para concessão de outorgas e possível ocorrência de conflitos entre cidadãos. A proposta de análise dos conflitos pela água teve como motivação o quadro crítico que assola o semiárido brasileiro, com grandes períodos de ausência de chuvas e, ainda assim, os usuários (em sentido amplo) continuam desperdiçando o uso da água, sem a consciência de que se trata de um recurso limitado. Como elemento de gestão e recurso limitado, a água traz muitas discussões jurídicas, inclusive, quanto à viabilidade do seu acesso, principalmente, em propriedades privadas, assim como a discussão acerca da efetividade de aplicabilidade dos instrumentos de gestão desse recurso natural. Como resultado, observou-se a necessidade da uma melhor integração do cidadão-usuário da água no sistema de gerenciamento para que conheça as suas fases e procedimentos, a definição dos órgãos públicos e suas funções, para que se possa colaborar mais ativamente com a eficiência da política nacional de recursos hídricos. / This study deals with the analysis of conflicts over the use of water in the Paraiba region of the Piranhas-Açu River basin and its solution form, from the point of view of the management tools and mechanisms for conflict resolution presented in the legal literature. The methodology used was the bibliographical revision, by means of the survey of all the legislative diplomas in force, as much in the federal sphere, as in the state sphere, that they refer to the management of water resources, as well as the consultation to legal doctrines and articles published in periodicals Of Capes, using as a delimiting period the years of 2013 to 2016. Prioritized the consultation of articles peer reviewed. It was also verified the existence of administrative and judicial processes in the research area. The proposal for the analysis of water conflicts was motivated by the critical situation that plagues the Brazilian semi-arid region, with periods of heavy rainfall, and yet users (in a broad sense) continue to waste water, without the awareness of That it is a limited resource. As a management element and limited resource, water brings many legal discussions, including the feasibility of its access, mainly in private properties, as well as the discussion about the applicability effectiveness of the natural resource management tools.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-11-06T16:08:46Z No. of bitstreams: 1 PAULO ROMERO GUIMARÃES SERRANO DE ANDRADE - DISSERTAÇÃO PPGECA 2000..pdf: 36173335 bytes, checksum: 8c355842ff686dced645eaae16c63cfd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T16:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO ROMERO GUIMARÃES SERRANO DE ANDRADE - DISSERTAÇÃO PPGECA 2000..pdf: 36173335 bytes, checksum: 8c355842ff686dced645eaae16c63cfd (MD5) Previous issue date: 2000-12-14 / A notória subutilização dos reservatórios do Nordeste do Brasil, mormente em sua região semi-árida, derivando, regra geral, da ausência de um manejo adequado e de instrumental técnico eficiente aplicáveis à funcionalidade dos seus perímetros de irrigação, desperta, quase sempre, o receio de esgotá-los. O uso mais racional dos recursos hídricos e a busca da maximização dos benefícios advindos de aproveitamentos hidráulicos já existentes, a fim de que as populações dessa área possam ser melhor atendidas, motivaram a elaboração deste trabalho. Neste contexto, procurou-se estudar a operação do sistema hídrico formado pelos reservatórios Jucazinho e Carpina, e três perímetros de irrigação, localizados na bacia do rio Capibaribe, em Pernambuco, com o objetivo de maximizar os benefícios financeiros líquidos advindos da agricultura irrigada e da piscicultura, atendidos o requerimento de água para o abastecimento urbano, prioritariamente, necessidades hídricas da regularização e controle de cheia. Para analisar o comportamento do sistema hídrico e tentar prover solução ótima para a sua operação, foi aplicado o modelo ORNAP (Curi e Curi, 1999) de otimização, de base mensal, apoiado em técnicas de programação não linear. A função objetivo que visa a maximização do lucro da prática agrícola irrigada e piscicultura, é sujeita a restrições diversas, representadas por equações de natureza linear e não linear, que traduzem no processo de otimização, a nível mensal, as limitações físicas dos reservatórios, perímetros e equipamentos hidráulicos, limitações hidrológicas, legais, econômicas e sociais, que são próprias de sistemas de múltiplos usos Abordagens determinísticas foram necessárias, idealizando-se o futuro do sistema hídrico como conhecido através de cenários de planejamento, caracterizados por três situações climáticas distintas (média, seca e chuvosa), que são completados, basicamente, pela definição de valores para variáveis de entrada para o modelo, relacionadas aos elementos naturais e artificiais identificados como pertinentes ao sistema, que envolvem reservatórios, demandas de abastecimento urbano, calhas de rio e perímetros de irrigação. Os resultados otimizados para as diversas variáveis de decisão, como descargas dos reservatórios e áreas irrigadas, máximas e mínimas, são gerados para cada situação climática, combinadas com diferentes aspectos operacionais adotados para os reservatórios Jucazinho e Carpina. O estudo de otimização mostrou que, respeitadas as restrições operacionais impostas, neste estudo, à funcionalidade do sistema hídrico, as áreas máximas cogitadas para os perímetros não seriam totalmente irrigadas. Os resultados alcançados mostram a viabilidade do modelo ORNAP na prática do planejamento e gerenciamento de reservatórios e perímetros, constituindo-se numa interessante ferramenta de apoio à tomada de decisão. / The not utilization in its full potential of the reservoirs in the Northeast of Brazil, especially in its semi-arid area, derives, most of the time, of the absence of an appropriate handling and the fear of empty them. The motivation for this work was the achievement of a more rational use of the water resources and the search of the maximization of the benefits generated by the hydraulic uses already existent, so that the population of that area can be better assisted. In this context, it is studied the operation of the water resource system formed by the reservoirs Jucazinho and Carpina, and three irrigation sites, located in the basin of the Capibaribe river, in Pernambuco, North-east Brazil, with the objective of maximizing the net income generated by the irrigated agriculture and fish farming, respecting the needs of water for urban uses, flow and flood control. To analyze the behavior of the water resources system in order to obtain an optimal solution for its operation, was applied an optimization model called ORNAP (Curi and Curi, 1999), of monthly base, based on a nonlinear optimization technique. The objective function that seeks the maximization of the profit of the irrigated agricultural and and extensive fishing activities, is subject to several constraints, represented by equations of linear and non linear nature that accounts, in the optimization process, at monthly level, for the physical limitations of the reservoirs, perimeters and hydraulics equipment, hydrological limitations, legal, economical and social requirements, that are inherent of water resource systems of multiple uses. A deterministic approach was necessary, where the future was idealized through planning scenarios, characterized by three different climate situations (average, dry and rainy). The optimal values assumed by the several decision variables, such as discharges of the reservoirs and irrigated areas for each crop, are generated for each climatic situation, taking in account the several operational aspects adopted for the reservoirs Jucazinho and Carpina. The optimization study showed that, respected the imposed operational constraints, in this study, the maximum areas cogitated for the perimeters would not be totally irrigated. The reached results show the viability of the model ORNAP for the planning and management of reservoirs and irrigated sites, constituting in an interesting tool for a decision support system.

Os projetos de assentamento da reforma agrária são empreendimentos que contemplam famílias de pequenos agricultores, para que tenham acesso a terra e o alcance de maior igualdade social, mas o que se observa é o descaso das autoridades governamentais frente a essa população. Na maioria dos assentamentos, a permanência do trabalhador rural é dificultada, devido a vários problemas e o principal é a precariedade no tratamento de água, que, afeta a saúde dos moradores. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da água e as condições de saúde dos moradores do Projeto de Assentamento (PA) Dom José Mauro, Uberlândia-MG, relacionando essas análises aos fatores ambientais que podem afetar a qualidade de vida dos assentados. Para o desenvolvimento deste trabalho foram executadas as seguintes etapas: levantamento de dados de fonte primária (entrevista semiestruturada); levantamento de dados secundários com consultas em fontes oficiais dos sistemas de informações disponíveis, que foram os prontuários dos assentados, sendo a última etapa as análises da qualidade da água. Para verificar a qualidade da água, foram realizadas análises microbiológicas das águas superficial e subterrânea, para a detecção de coliformes totais e termotolerantes em específico para a pesquisa de E.coli, de acordo com o recomendado pela Resolução do Conama nº 357 (2005) e pela portaria MS 2914/2011. Para a determinação da presença dessas bactérias, foi utilizado o método das placas de petrifilm da 3M. Foram coletadas 13 amostras na época seca e 13 na época chuvosa, sendo que, as amostras de água superficial foram coletadas de represas e as das águas subterrâneas foram coletadas de nascentes, poços e cisternas. Os dados obtidos pela análise das amostras coletadas, detectaram contaminação de 76.9 % (10) de coliformes totais e 23.0 % (3) de E.coli na época seca, e na época chuvosa 92.3% (12) de coliformes totais e 69,2% (9) de E. coli. Estes resultados não atenderam ao padrão de potabilidade estabelecido pela portaria nº 2914/2011, evidenciando que água fica mais contaminada na época chuvosa, aumentando o risco de doenças. Já em relação à presença de sintomas associados a doenças de veiculação hídrica, a diarreia foi o sintoma mais prevalente, ocorrendo nos pontos onde a contaminação por E.coli estava presente. Concluiu-se que grande parte das famílias assentadas está consumindo água fora dos padrões de potabilidade estabelecidos pela legislação brasileira, por isso esta população está vulnerável a contrair doenças de veiculação hídrica. A melhoria na qualidade da água depende da existência de um saneamento básico, de melhoria na infraestrutura de captação e armazenamento da água e do uso de metodologias eficientes para a educação ambiental e higiênico-sanitária das famílias assentadas. / The land reform settlement developments are projects that include families of small farmers, to have access to social equality, but what has been observed is the indifference of government authorities to forward this population, therefore. In most settlements the permanence of rural workers is hampered because there are several problems and the main issue is the precariousness in water treatment, which further affects the health of residents. So the aim of this study was to evaluate the water quality and the health conditions of the residents of Settlement Project (PA) Dom José Mauro, Uberlândia, Minas Gerais, relating these analyses to the environmental factors that can affect the settler’s quality of live. In order to develop this project, the following steps were taken: Primary research of data (structured interviews); collection of secondary data, based on official sources analyses of information available, such as, the records of the settlers and analysis of water quality. For the purpose of checking the water quality, microbiological analysis of surface water and groundwater have been made for the detection of total and fecal coliforms in particular for the detection of E. coli, according to the recommendations of the CONAMA Resolution nº 357 (2005) and by MS 2914/2011 concierge. For the determination of the presence of these bacteria, we used the method of 3M Petrifilm plates. 13 samples were collected during the dry season and 13 in the rainy season, and the surface water samples were collected from dam and groundwater was collected from springs, wells and cisterns. The data obtained by the analysis of the collected samples, detected contamination 76.9% (10) of total coliforms and 23.0% (3) E.coli in the dry season and the rainy season 92.3% (12) of total coliforms and 69.2% (9) of E. coli. These results did not meet the potability standards established by decree nº 2914/2011, showing that water is more contaminated during the rainy season, increasing the risk of acquiring disease. Regarding the presence of symptoms associated with waterborne diseases, diarrhea was the most prevalent symptom, occurring at the points where contamination by E.coli was present. Overall, most of the settled families are consuming water without the potability standards established by Brazilian law increasing the settled families, vulnerability to contract waterborne diseases. As it was mentioned above improvement in water quality depends on the existence of sanitation in the settlement, also an enhanced infrastructure capture and storage of water, and the use of efficient methodologies for environmental education, hygiene and better sanitary conditions for settled families. / Dissertação (Mestrado)