Orientador : Júlio Gomes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 07/03/2017 / Inclui referências : f.143-148 / Resumo: Sejam por causas naturais, como os eventos hidrológicos atípicos, ou por ação humana, as cheias têm se tornado cada vez mais frequentes. No Brasil, existem áreas que sofrem com a repetição destes desastres, como é o caso de União da Vitória, no Estado do Paraná. Este tipo de fenômeno natural pode causar inúmeros danos à sociedade, desde perdas humanas até prejuízos financeiros, e, como não é possível evitar a ocorrência de fenômenos críticos, procura-se diminuir os seus impactos. Neste cenário se insere o agrupamento de cheias, visando estabelecer conjuntos de eventos com características semelhantes para, posteriormente, estudar os seus mecanismos de formação e contribuir para a diminuição das consequências provocadas pelas cheias. Dentro deste contexto, o presente estudo utiliza o algoritmo fuzzy c-means como método de agrupamento de cheias, que permitiu classificar os 85 eventos máximos anuais de cheia no rio Iguaçu, observadas na cidade de União da Vitória no Estado do Paraná, no período de 1931 a 2015, em quatro grupos distintos: grupos de severidade baixa, média e alta, e grupo de eventos catastróficos. Palavras-chave: Agrupamento de cheias. Indicadores de cheias. Intensidade de cheias. Lógica difusa. Fuzzy c-means. / Abstract: Being from natural causes, as atypical hydrological events or by human actions, floods have become more frequent. In Brazil, there are areas that suffer from the repetition of these disasters, like the city of União da Vitória, in the state of Parana. This kind of natural phenomenon can cause many damages to society, from human to financial losses and, once it is not possible to avoid the occurrence of critical phenomena, it is necessary to reduce their impacts. The flood clustering is included in this scenario, trying to determine clusters of events with similar characteristics to, subsequently, study its formation mechanisms and contribute to the reduction of the consequences caused by them. In this context, the present study uses the fuzzy c-means algorithm as the method for flood clustering, which allowed classifying the 85 annual maximum flood events in the Iguaçu River, observed in the city of União da Vitória, in the state of Paraná, from 1931 to 2015, in 4 distinct clusters: Low, Middle and High severity groups, and Catastrophic Events group. Keywords: Flood clustering. Flood indicators. Flood intensity. Fuzzy logic. Fuzzy c-means.

Orientador : Prof. Dr. Miguel Mansur Aisse / Co-orientador : Prof. Dr. Sandro José Froehner / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 14/08/2015 / Inclui referências : f. 101-108 / Resumo: Uma tecnologia bastante empregada para o tratamento de esgotos domésticos é o reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) que possui como principal vantagem o fato de não consumir energia elétrica para a sua operação, porém, apresenta limitações quanto ao atendimento dos padrões de lançamento, geração de odor e formação de escuma. O acúmulo de escuma na superfície de reatores UASB pode prejudicar o desempenho do sistema de diversas formas e faltam informações sobre sua problemática em reatores em escala real. O trabalho foi iniciado através do diagnóstico de 203 ETEs (Estações de Tratamento de Esgotos) operadas pela Sanepar no estado do Paraná, das quais 96,10 % usam o reator anaeróbio como principal unidade de tratamento, nestas a vazão total de esgoto doméstico tratada é de 29.797 m3/h. Foi realizada a caracterização da escuma em três ETEs do estado, parâmetros como ST, STF, STV, pH, DQO, DBO, O&G, carbono orgânico, P, N-Kjeldahl, N-amoniacal, N-nitrato, N-nitrito, S, Ca, Mg, K, Na, espécies inorgânicas (As, Ba, Cd, Cr, Pb, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se e Zn), coliformes termotolerantes, Salmonella spp., ovos de helmintos e os potenciais caloríficos foram determinados. Durante todo o estudo, percebeu-se que a composição da escuma era muito semelhante ao lodo produzido pelas ETEs avaliadas. Para determinação da quantidade de escuma produzida em reatores em escala real, foram adaptados coletores de PVC na superfície dos reatores, encontrando-se taxas de produção de escuma de 4,82 a 105,33 gST/kg DQO aplicada. A amplitude destes resultados deve-se ao fato dos projetos do UASB, as eficiências de remoção de DQO, às localidades e às condições de operação serem diferenciadas. Na ETE Vassoural, em Guarapuava, foi possível submeter cada um de seus três reatores UASB a condições distintas de operação, assim foi realizada uma variação da velocidade ascensional e no nível de lodo no interior dos reatores. O reator que funcionou com velocidade ascensional inferior (0,46 m/h) formou 3 vezes mais escuma na área de decantação e 4,8 vezes mais escuma no IST e o reator que sofreu retiradas de lodo de esgoto a cada três dias produziu 2 vezes menos escuma na área de decantação e 4,5 vezes menos no IST. O desaguamento de escuma em leitos de secagem foi realizado em duas ETEs, a taxa de aplicação de sólidos para a escuma variou de 5,63 a 27,18 kg de ST/m2 e, a partir dos resultados obtidos, entende-se que valores superiores a 7,8 kg de ST/m2 não sejam recomendados. Foram realizadas três misturas em proporções diferentes de escuma com lodo de esgoto, previamente desaguados, e avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos das misturas. Não foram observadas variações significativas (P0,05) entre as médias, indicando que a inclusão de escuma em lodo de esgoto é viável em até 50% de peso seco. Observou-se uma taxa de redução do teor de O&G de 1,17 g/kg.dia para escuma acumulada na superfície dos reatores. Palavras-chave: escuma, reator UASB, RALF, esgoto doméstico. / Abstract: The UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) is widely used technology for domestic wastewater treatment. The low electricity consumption is one of its advantages. However, there are some problems with discharge standards pparameters, odour generation and scum formation. The scum formation in UASB surface can decrease the performance. Even the system is well recognized for sewage treatment, there is a lack of understanding studies considering full-scale reactors in attempt to reduce the scum formation. In the fisrt part of this work, 203 wastewater treatment plant (WWTP) operated by Sanepar, in Paraná state, Brazil have been diagnosticated, which 96.10% use the anaerobic reactor as the main processing unit, these total flow of treated sewage is 29,797 m3/h. In order to characterize the scum, the following parameters were analyzed: ST, STF, STV, pH, COD, BOD, O&G, organic carbon, P, N-Kjeldahl, ammonia-N, N-nitrate, N-nitrite, S, Ca, Mg, K, Na, inorganic paramters (As, Ba, Cd, Cr, Pb, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se and Zn), coliforms, Salmonella spp., helminth eggs and calorific potential. It was observed that the scum composition was roughly similar to the sludge produced in the studied WWTP. To measure the amount of scum formed in full scale reactors, pipes of PVC on the surface of the reactors were arranged, finding rates from 4.82 to 105.33 gST/kg COD applied. The pronounced variation in those results might be due the different projects in UASB construction and operation condictions. For example, the WWTP Vassoural in Guarapuava, it was possible to operate each of three UASB reactors in different conditions, thus a variation in the upflow velocity and sludge level in the reactor was tested. The reactor operated with 0.46 m/h as upflow velocity formed 3 times more scum in settler compartment and 4.8 times in the gas chamber, while the reactor, which sludge was removed every three days formed 2 times less scum in settler compartment and 4.5 times less in the gas chamber. The scum dewatering in drying beds was carried out in two WWTP, scum solid application rate ranged from 5.63 to 27.18 kg ST/m2. The results showed that values of ST higher 7.78 kg/m2 are not recommended. Three different proportions mixtures scum with sewage sludge previous dewatered were tested, was not observed significant variances evaluated in values of the physical, chemical and microbiological parameters (P0.05), indicating that the inclusion of scum sewage sludge is feasible up to 50% of dry weight. A decrease in oil and grease content was observed (1.17 g/kg.day) in scum surface layer. Keywords: scum, UASB reactor, RALF, domestic wastewater.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-22T14:34:55Z No. of bitstreams: 1 2013_TiagodeAlmeidaMoreira.pdf: 4542873 bytes, checksum: 576791fb8f00146ec35d19a0ec5f3ff1 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-23T20:17:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_TiagodeAlmeidaMoreira.pdf: 4542873 bytes, checksum: 576791fb8f00146ec35d19a0ec5f3ff1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-23T20:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_TiagodeAlmeidaMoreira.pdf: 4542873 bytes, checksum: 576791fb8f00146ec35d19a0ec5f3ff1 (MD5) / Esta dissertação analisou os processos da modernização agrícola e do crescimento populacional em Barreiras - BA sobre os recursos hídricos do rio Grande. Estes dois processos vem ocorrendo em Barreiras desde 1980, e têm gerado uma demanda crescente de recursos hídricos. Foi analisada a produção agrícola e pecuária no município, bem como o crescimento urbano, que se consolidaram nos últimos trinta anos. Ao mesmo tempo, foi feita uma análise das vazões do rio Grande entre 1934 e 2012, estabelecendo-se uma periodização com dois recortes de tempo, um primeiro período entre 1934 e 1979, que precede a modernização agrícola e o crescimento urbano, e um segundo período, entre 1980 e 2012. Foi constatado que a vazão do rio Grande vêm sendo reduzida desde 1980 até os dias atuais, e os órgãos responsáveis pela gestão dos recursos hídricos em Barreiras, não vem tomando as devidas medidas para se evitar que se intensifique o risco ambiental quanto à disponibilidade hídrica do rio Grande a médio ou longo prazo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This master thesis analysed the processes by the agricultural modernization and the populational growth in Barreiras - BA above the water resources by the rio Grande. These two processes have been occurring in Barreiras since 1980, and are engendering a crescent lawsuit by hydric resources. Was analysed the agricultural and cattle breeding production in Barreiras, also the urban growth, that was consolidated between the last thirty years. At the same time was analysated the flows by the rio Grande between 1934 and 2012, establishing two periods of time, the first between 1934 and 1979, that precedes the agricultural modernization, and the second period, between 1980 and 2012. Was verified that the flow of the rio Grande are being reduced since 1980 until now, and the agencies responsible by the management by the water resources in Barreiras, are not making actions to avoid the occurring of an environmental risk related to the hydric availability by the rio Grande in medium or long term.

A iminente cobrança pela garantia de ter água no ambiente e pelo decorrente uso deste recurso natural deve ser condicionada ao quanto e ao que seja outorgado reter e usar. Tem caráter contingencial, somente sendo aplicável se, onde e quando for necessária. O pretendido é que nada se pague e que haja água para todos em qualquer tempo e lugar, como ocorria no passado. No entanto, este ideal está cada vez mais distante. Diante desta realidade, o trabalho contém uma proposta de como estruturar o problema da possível cobrança em questão, na forma de uma Hierarquia de Objetivos, por meio do emprego dos Mapas Cognitivos, uma forma de representar com ordenamento e consistência o consenso das preferências dos decisores, a partir dos seus valores e percepções particulares, para os contextos decisórios dos Comitês de Gerenciamento de Bacia Hidrográfica. Complementarmente e para fins de operacionalização do instrumento de gestão proposto, utiliza-se a modelagem multicritério para o estabelecimento das contribuições financeiras, através de cotas de participação, buscando o tratamento justo e proporcional aos usuários, além da constante indução ao uso racional da água. Uma aplicação real é apresentada, através de simulações, para a região da bacia hidrográfica do rio Santa Maria, no Estado do Rio Grande do Sul.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, 2007. / Submitted by Bárbara Gomes (barbara.lrg@gmail.com) on 2010-02-04T17:05:41Z No. of bitstreams: 1 2007_PauloRobertodeSousaCarvalho.pdf: 8256857 bytes, checksum: 9dd65a076f64761589fb6416f8480ca1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-04T18:45:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_PauloRobertodeSousaCarvalho.pdf: 8256857 bytes, checksum: 9dd65a076f64761589fb6416f8480ca1 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-04T18:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_PauloRobertodeSousaCarvalho.pdf: 8256857 bytes, checksum: 9dd65a076f64761589fb6416f8480ca1 (MD5) Previous issue date: 2007 / A gestão dos recursos hídricos representa hoje uma das mais importantes vertentes no que tange à gestão ambiental. Tendo em vista os problemas de aumento das demandas localizadas por água e a degradação de sua qualidade, torna-se premente o desenvolvimento de estudos morfométricos de bacias hidrográficas, a fim de fornecer maiores subsídios para sua gestão. O alto curso do rio Preto, objeto da presente pesquisa, é caracterizado por uma forte presença de atividades agrícolas, o que confere um uso intensivo da água. O presente trabalho se propôs a analisar a melhor metodologia de delimitação automática de sub-bacias através de técnicas de geoprocessamento, utilizando os softwares TauDEM e Archydro na análise do Modelo Digital do Terreno (MDT), servindo de base para o desenvolvimento de estudos morfométricos. Os melhores resultados obtidos apontaram a importância do uso de procedimentos de construção de consistência hidrológica, como os representados pela construção de um canyon sobre a calha da drenagem e de um flow path, baseados na geração de produtos intermediários com aprimoramento na determinação das direções de fluxo da drenagem. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The management of the water resources, nowadays, represents one of the most important sides in the environmental management field. Considering the problems of the increasing of the demands for water and the degradation of its quality, the development of morphometric studies of watershed basins becomes imperious in order to provide more subsidies to its management. The high flow of the rio Preto, object of this research, is known by a large amount of agricultural activities, which attributes an intensive use of the water. This research intended to develop a methodology for automatic delimitation of sub-basins through geoprocessing techniques, using software TauDEM and Archydro in the analysis of the Digital Elevation Model (DEM), serving as a base for the development of morphometric studies. The best results aimed had pointed the importance of the use of procedures of construction of hydrological consistency, as represented by the construction of a canyon on the draining network and flow path, established on conception of intermediate products with improvement in the determination of flow directions of the draining.

A implementação dos instrumentos previstos na política de recursos hídricos representa um grande avanço para a modernização do setor. Porém, especialmente em relação à cobrança pelo uso da água, persistem muitas dúvidas, receios e inquietações. Os objetivos, inclusive estabelecidos na própria legislação, poderão ser alcançados com o uso da cobrança pelo uso da água? Efetivamente, qual será a destinação dos recursos obtidos com a cobrança? Quais serão os impactos da cobrança pelo uso da água nas diversas atividades econômicas? O uso da cobrança, como instrumento de gestão, aumentará a exclusão social? São questões que suscitam debates, muitas vezes apaixonados, e que tem inspirado a realização de diversos estudos teóricos e até mesmo conduzido a formulação de leis no nível de cada Estado. O objetivo central desta pesquisa é proceder a uma análise do arcabouço teórico-conceitual da cobrança pelo uso da água como um instrumento de gestão, discutir os limites da abordagem econômica, analisar a experiência internacional e, devido à grande influência da 'escola francesa' na definição do modelo brasileiro, avaliar a evolução do sistema naquele país. Como no Brasil, a instalação do sistema de gerenciamento de recursos hídricos está em marcha, particularmente no que se refere à cobrança pelo uso da água, também é objetivo desta pesquisa analisar a situação atual do processo de implementação no nível Federal e nas diversas unidades da federação. Para conectar as discussões das partes precedentes com a realidade, simulam-se diferentes critérios de cobrança pelo uso da água na bacia hidrográfica do rio dos Sinos, localizada no Rio Grande do Sul. O trabalho conclui que, apesar da cobrança pelo uso da água ter sua fundamentação conceitual assentada na economia, esse ramo da ciência deve, apenas de forma subsidiária, aportar informações para as definições do tipo quanto cobrar, de quem cobrar, etc. As definições que norteiam a cobrança são, antes de tudo, decisões políticas e por essa razão devem ser consideradas em um processo de negociação social, envolvendo os diversos atores da bacia hidrográfica. Além disso, apesar de ser um instrumento bastante poderoso, a cobrança pelo uso da água não deve ser vista como um instrumento de gestão isolado e capaz de resolver todas as questões relacionadas com o planejamento e gestão de recursos hídricos.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017. / Submitted by Raiane Silva (raianesilva@bce.unb.br) on 2017-07-14T17:15:49Z No. of bitstreams: 1 2017_FredericChristopheSatge.pdf: 23122733 bytes, checksum: c58362d6dd306f2717a8f8852690c9dc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-29T16:42:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_FredericChristopheSatge.pdf: 23122733 bytes, checksum: c58362d6dd306f2717a8f8852690c9dc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T16:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_FredericChristopheSatge.pdf: 23122733 bytes, checksum: c58362d6dd306f2717a8f8852690c9dc (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / Localizado a uma elevação média de 4.000 m, o sistema endorreico do Altiplano (190.000 km2), é delimitada pelas serras andinas com picos de mais de 6.000 m de altitude. A bacia inclui ecossistemas icônicos, como o lago Titicaca, o lago Poopó e os desertos de sal de Coipasa e de Uyuni na parte sul da bacia. Os recursos hídricos do Altiplano, estão sob pressão climática com um aumento de temperatura de 0,15 a 0,25 °C por década que contribuiu a diminuição de 43% da superfície dos glaciares entre 1981 e 2014. Além dos fatores climáticos, fatores antrópicos, tais como, as atividades agrícolas e industriais são conhecidas por contribuir na diminuição do recurso hídrico, mas não foram quantificadas na região. Nesse contexto, o monitoramento hidrometeorológico deve ajudar a prevenir e antecipar os diferentes impactos ocasionados pelas mudanças climáticas e pelas práticas agrícolas. No entanto, devido ao contexto geopolítico, dificuldades econômicas e de acesso, a bacia sofre de escassez de infraestrutura meteorológica, e assim, poucos dados estão disponíveis. Assim, os dados de sensoriamento remoto fornecem uma excelente alternativa para observar o comportamento hidrometeorológica regional. A primeira etapa do doutorado foi dedicada à avaliação de grupos de dados de sensoriamento remoto primordiais na hidrologia como (i) modelo digital de elevação (MDE) (descrições topográficas e caracterização do escoamento), (ii) estimativas de precipitações (entrada de água), (iii) estimativas da evapotranspiração (saída de água) e (iiii) imagens do visível (variação espaço-temporal da superfície dos lagos. Finalmente, foi realizado no lago Poopó o uso integrado dos dados previamente avaliados e validados para entender a seca completa do lago de dezembro 2015 em base (i) a variabilidade climática e (ii) o desenvolvimento agrícola na região. O estudo permitiu observar que o lago já secou duas vezes em 1994 e 1995. Por entanto esses eventos foram associados a fortes anomalias negativas de precipitações em quanto a seca de 2015 foi associada a fortes anomalias positivas de precipitações. O estudo revelou também um aumento significativo da evapotranspiração real (ETr) de aproximadamente 13%, independentemente da variabilidade climática. Esse aumento da ETr foi registrado nas zonas agrícolas sugerindo assim o papel significativo da agricultara no processo de desertificação da região. De fato devido ao aumento do preço da Chenopodium Quinoa (quinoa) no mercado externo, a superfície ocupada pelas plantações passou de 10.000 para 50.000 ha entre 1980 e 2011. O uso de métodos de irrigação aumentou a disponibilidade de água para a evaporação e diminui a quantidade das águas superficial e subterrânea. Este trabalho pioneiro no Altiplano, permite demonstrar a grande potencialidade da integração de dados de sensoriamento remoto em regiões áridas remotas para seguir e entender as problemáticas socioambiental relacionadas a pressões antrópicas e climáticas. / Located at an average elevation of 4000 m, the Altiplano (190.000 km2) is an endoreic system delimited by the Andean mountains with peaks higher than 6000 m. The basin includes iconic ecosystems such as Lake Titicaca, Lake Poopó and the salt deserts of Coipasa and Uyuni in the southern part of the basin. The water resource of the Altiplano is under climatic pressure with a temperature increase of 0.15°C and 0.25°C per decade, which decreased the glacier surface by 43% between 1981-2014. In addition to climatic variability, anthropic factors, such as agriculture and industrial activities, is known to contribute to the water resource decrease but remains unquantified in the region. In this context, hydro-meteorological monitoring should help to prevent and anticipate the different impacts of climate change and agricultural practices. However, given the geopolitical context, economic and access problems few stations are available. Therefore, remote sensing data provide an alternative to observe regional hydro-meteorological behavior. The first stage of the PhD was dedicated to the assessment of remote sensing data useful in hydrology such as (i) digital elevation model (topographic description, flows characterization), (ii) precipitation (water input), (iii) evapotranspiration (water output) and (iiii) visible images (water superficial dynamic) which is the first study of such remote sensing data potential over the region. Finally, an integrated use of the evaluated/validated remote sensing data was carried out to understand the lake Poopó drought of December 2015 considering (i) climate variability and (ii) agriculture increase. The study highlighted that the lake already drought in 1994 and 1995. However, these droughts events were associated to strong rainfall anomalies while the 2015 one was associated to positive rainfall anomalies. The study also highlighted an increase of real evapotranspiration (ETr) of approximately 13% independently to climate variability in the region. The ETr increase was observed over cropped areas suggesting a significate influence of agriculture to the regional desertification process. Indeed, between 1980 and 2011, quinoa's cultivated area increased from 10.000 to 50.000 ha, related to the increase of quinoa's price. The use of irrigation method increased the availability of water for evapotranspiration and, therefore, decreased the amount of water in the surface and underground reservoir. This work, a pioneer in the Altiplano, demonstrates the great potential of the integration of remote sensing data in remote arid regions subject to anthropic and climate pressures.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-09T14:03:48Z No. of bitstreams: 1 2016_FelippeDamiãoMellodiSilva.pdf: 2370647 bytes, checksum: 2eaeb2b6e4a10b3d28914a9f106a1e1d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-09T20:04:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_FelippeDamiãoMellodiSilva.pdf: 2370647 bytes, checksum: 2eaeb2b6e4a10b3d28914a9f106a1e1d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T20:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_FelippeDamiãoMellodiSilva.pdf: 2370647 bytes, checksum: 2eaeb2b6e4a10b3d28914a9f106a1e1d (MD5) / A disponibilidade hídrica vem diminuindo gradativamente devido aos desordenados processos de urbanização, industrialização e expansão agrícola. Neste contexto, para a realização de uma gestão adequada dos recursos hídricos é imprescindível a utilização de bases de dados confiáveis. A aplicação de modelos vem sendo amplamente difundida com o objetivo de se reduzir o nível de incerteza e subjetividade, visto isto, esse trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) na predição da vazão na bacia hidrográfica do Rio Preto. Foram realizadas 12 simulações, onde variou-se: Modelo Digital de Elevação (MDE), quantidade de unidade de resposta hidrológica (HRU), quantidade de iterações no processo de calibração, estações climatológicas e fluviométricas. Para as simulações foram utilizadas séries mensais que se estenderam de 1981 a 2000 para o período de calibração e de 2001 a 2010 para a verificação. Para a calibração, foram utilizados 8 parâmetros, sendo que os mais influentes foram: a capacidade de água disponível no solo (SOL_AWC) e a curva número (CN2). Para avaliação dos resultados foram aplicados 3 coeficientes de análise: Nash-Sutcliffe (NSE), porcentagem BIAS (PBIAS) e a padronização do Root Mean Square Error (RSR). O modelo apresentou melhores resultados para o período de calibração em relação ao período de verificação. Em praticamente todas as simulações o modelo superestimou os picos e apresentou um retardo sistêmico na fase de recessão das vazões. As variáveis do balanço hídrico (precipitação, evapotranspiração, escoamentos superficial e de base) apresentaram resultados coerentes considerando as características físicas da área de estudo (bioma Cerrado), embora, o escoamento superficial tenha sido superestimado e a evapotranspiração tenha sido subestimada em relação à trabalhos semelhantes. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que o modelo SWAT é passível de ser utilizado como ferramenta de auxílio na elaboração de políticas públicas com foco na gestão dos recursos naturais. / The water availability is declining gradually due to disordered processes of urbanization, industrialization and agricultural expansion. In this context, to carry out proper management of water resources is essential to the use of reliable databases. The application of models has been widely disseminated in order to reduce the level of uncertainty and subjectivity, because this, this study aimed to evaluate the performance of the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) in predicting the flow in the Preto river basin. 12 simulations were performed, which was varied: Digital Elevation Model (DEM), amount of hydrologic response unit (HRU), number of iterations in the calibration process, climatological and gauged stations. For the simulations were used monthly series that extended from 1981 to 2000 for the calibration period and 2001-2010 for verification. For calibration, 8 parameters were used, and the most influential were the available water capacity in the soil (SOL_AWC) and the number curve (CN2). To evaluate the results were applied 3 analysis coefficients: Nash-Sutcliffe (NSE), percentage BIAS (PBIAS) and the standardization of the Root Mean Square Error (RSR). The model showed better results for the calibration period for verification period. In almost all the simulations the model overestimated the peaks and presented a systemic delay in the recession phase of the flow. The variables of the water balance (precipitation, evapotranspiration, surface runoff and base) showed consistent results considering the physical characteristics of the study area (Cerrado), although the runoff has been overestimated and evapotranspiration has been underestimated in relation to work like. From the results, it was concluded that the SWAT model is likely to be used as a tool in the development of public policies with a focus on natural resource management.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-25T17:38:17Z No. of bitstreams: 1 2018_AdrianoCesarPereiradePaula.pdf: 2201991 bytes, checksum: d19c4b9012413666bafe5eec7aa55933 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-31T19:07:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_AdrianoCesarPereiradePaula.pdf: 2201991 bytes, checksum: d19c4b9012413666bafe5eec7aa55933 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T19:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_AdrianoCesarPereiradePaula.pdf: 2201991 bytes, checksum: d19c4b9012413666bafe5eec7aa55933 (MD5) Previous issue date: 2018-07-25 / A evapotranspiração é uma das variáveis mais ativas do ciclo hidrológico e principal componente do balanço hídrico em ecossistemas agrícolas. O monitoramento da sua distribuição espacial e temporal tem relevante importância no gerenciamento da água demandada pelas culturas, seja para fins de irrigação ou em estudos de avaliação ambiental e manejo de bacias hidrográficas. O método da razão de Bowen é fundamentado no balanço de energia para a estimativa da evapotranspiração real (ETr) com alta precisão, frequentemente utilizado como critério no teste de outros métodos. Nas últimas décadas, modelos de sensoriamento remoto têm se mostrado promissores na determinação da ETr, principalmente pela possibilidade de estimativas em escalas regionais. Dessa forma, o propósito deste trabalho foi avaliar o desempenho do modelo SSEBop na estimativa da ETr das culturas de soja e de feijão, ambas irrigadas por pivô central na região da bacia hidrográfica do Rio Preto, subafluente do Rio São Francisco. As estimativas do modelo foram obtidas a partir de imagens digitais dos satélites Landsat 7 e 8 correspondentes aos períodos de cultivo das referidas culturas e comparadas à ETr obtida pelo método da razão de Bowen, provinda de estações micrometeorológicas instaladas no interior das áreas irrigadas. As estimativas do modelo foram avaliadas pelo coeficiente de correlação de Pearson (r) e pelos índices estatísticos de Willmott (dr), raiz do erro médio quadrático (RMSE) e erro absoluto médio (MBE). O desempenho do modelo foi classificado pelo índice de desempenho (Pi). As estimativas de ETr pelo modelo SSEBop para a cultura da soja apresentaram boa correlação (r = 0,87) e concordância (dr = 0,72) com o método da razão de Bowen, com erro médio quadrático de 0,82 mm d-1. O índice MBE apontou uma sobrestimativa do modelo SSEBop de 0,33 mm na escala diária. As estimativas da ETr na cultura do feijão também apresentaram boa correlação (r = 0,85) e concordância (dr = 0,71) com o método da razão de Bowen, além de um erro médio quadrático de 0,48 mm d-1. No entanto, o índice MBE apontou uma subestimativa de 0,25 mm na escala diária. Apesar das pequenas sobrestimativas e subestimativas, o desempenho do modelo SSEBop nas estimativas da ETr foi classificado como “muito bom” para as culturas de soja (Pi = 0,63) e de feijão (Pi = 0,60), comprovando sua utilidade no monitoramento da necessidade hídrica das referidas culturas e no gerenciamento dos recursos hídricos da região. / Evapotranspiration is one of the more actives variables of the hydrological cycle and major component of the water balance in agricultural ecosystems. The monitoring of its spatial and temporal distribution have relevant importance in management of the crop water demand, either for irrigation purposes or in environmental assessment studies and watershed management. The Bowen ratio method is based on energy balance for estimating actual evapotranspiration (ETr) with high accuracy, often used as a criterion for test other methods. In the last decades, remote sensing models have been shown to be promising in the determination of ETr, mainly due the possibility of estimates in regional scales. Thus, the purpose of this work was to evaluate SSEBop model performance in estimating ETr of soybean and bean crops, both irrigated by center pivot in the Rio Preto basin, sub basin of the São Francisco river. The estimates of the model were obtained from digital images of Landsat 7 and 8 satellites corresponding to periods of growing crops and compared to the ETr obtained by the Bowen ratio method, provided by micrometeorological stations installed within the irrigated areas. The model estimates were evaluated by the Pearson correlation coefficient (r) and by statistical indexes of Willmott (dr), root mean squared error (RMSE) and mean bias error (MBE). The model performance was rated by performance index (Pi). In the soybean crop, the SSEBop model estimates showed good correlation (r = 0.87) and concordance (dr = 0.72) to the Bowen ratio method, with root mean squared error of 0.82 mm day-1 . The MBE index pointed an overestimate of the SSEBop model of 0.33 mm in daily scale. ETr estimates for bean crop also showed good correlation (r = 0.85) and concordance (dr = 0.71) to the Bowen ratio method, in addition to a root mean squared error of 0.48 mm day-1 . However, the MBE index pointed an underestimate of 0.25 mm in daily scale. Despite the slight overestimates and underestimates, the performance of SSEBop model estimates was classified as "very good" for soybean (Pi = 0.63) and bean crop (Pi = 0.60), proving its usefulness in monitoring water needs of the irrigated crops and in the management of water resources in the region.

Orientador : Prof. Dr. José Junji Ota / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 10/04/2015 / Inclui referências : f.131-134 / Resumo: Em obras hidráulicas, o manejo do rio durante a construção é um fator importante com relação ao esquema geral da obra. A construção das ensecadeiras em água corrente com a função de controlar o rio e proporcionar área seca para que as obras permanentes possam ser construídas no leito, é frequentemente uma atividade complexa, envolvendo os principais problemas de construção. Apesar do custo do fechamento corresponder, geralmente, a uma pequena porcentagem do custo total da obra, deve ser estudado com cuidado, pois uma falha pode causar um atraso sério e custoso no cronograma. Os estudos disponíveis sobre as condições de estabilidade do enrocamento no fechamento de rios para a construção de obras hidráulicas são baseados em métodos aproximados, desenvolvidos por meio de considerações teóricas, observações experimentais de laboratório e de campo, e possibilitam que o projetista determine o diâmetro do material necessário para executar o fechamento do rio. Como objetivo geral para esta pesquisa, pretendeu-se estudar o comportamento hidráulico do escoamento no fechamento de rio pelo método lateral progressivo ou ponta de aterro, método bastante usual no Brasil. Como objetivos específicos, pretendeu-se avaliar como a curvatura do escoamento na ponta de aterro afeta o escoamento nessa região. Este efeito foi avaliado a partir da alteração de dois parâmetros geométricos da ensecadeira com a utilização de um modelo numérico tridimensional. Os dois parâmetros geométricos estudados foram: 1) largura da crista; e 2) inclinação do talude. Para possibilitar as respostas às perguntas feitas por esta dissertação, definiu-se outro objetivo especifico que consiste na avaliação da capacidade do modelo numérico escolhido para as simulações, o Flow 3D®, em reproduzir as características deste tipo de escoamento. Para atender a este objetivo, realizou-se uma primeira etapa de estudo chamada de Etapa 1 - Estudo de Caso na qual foram realizadas simulações em modelo numérico com o objetivo de reproduzir uma investigação experimental já realizada em modelo hidráulico reduzido. Após esta etapa de estudos e da análise comparativa dos resultados, concluiu-se que o modelo numérico escolhido é adequado para a resolução desse tipo de problema. Também são apresentados e avaliados os resultados para as três malhas de elementos utilizadas nas simulações em comparação aos resultados que se pretendia atingir da investigação experimental. Concluída a primeira etapa, realizou-se a análise da variação dos dois parâmetros geométricos da ensecadeira (Etapa 2). São apresentados e analisados além dos valores de velocidade e tensão tangencial, sua localização e distribuição em cada caso estudado e as linhas de corrente que dão um indicativo da curvatura do escoamento em cada caso. Essas análises permitiram chegar às conclusões principais de que o aumento da largura da crista e consequentemente do raio da ponta de aterro, bem como, a diminuição da inclinação do talude da ensecadeira afetam a curvatura do escoamento na ponta de aterro e resultam na diminuição das velocidades e tensão tangencial nessa região. Palavras-chave: fechamento do rio, ensecadeira, lançamento lateral progressivo, ponta de aterro. / Abstract: In hydraulic works, the management of the river during the construction is an important factor with respect to the general scheme of the work. The construction of cofferdams through running water to river control and to provide dry areas for the permanent works into the riverbed is often a complex activity, involving the main construction problems. Despite the cost of the river closure correspond generally a small percentage of the total cost of the work, must be carefully studied because a failure can lead to a serious and costly schedule delay. The available studies about the rock fill stability in the river closure for the construction of hydraulic works are based on approximated methods, developed through theoretical considerations, experimental observations at the laboratory and at the field, and enable the designer to determine the diameter of the material that is needed to guarantee the success of the river closure. As a general goal for this study, is intended to study the hydraulic behavior of the flow in the river closure by the end dumping method, quite usual method in Brazil. As specific goals, the purpose was to evaluate how the curvature of the flow in the cofferdam affects the flow behavior in this region. This effect was evaluated changing two geometric parameters of the cofferdam using a three-dimensional numerical model. The two geometric parameters studied were 1) width of the crest; and 2) embankment slope. To answer the questions asked by this dissertation, it was defined another specific goal that is to evaluate the ability of the numerical model chosen for the simulations, the Flow 3D®, to reproduce the characteristics of this type of flow. To achieve this goal, there was a first study stage called Stage 1 - Case Study in which it were performed numerical simulations in order to reproduce an experimental research already done in reduced hydraulic model. After this stage of studies and after the comparative analysis of the results it was concluded that the chosen numerical model is appropriate to solve this type of problem. It also are presented and evaluated the results of the three mesh elements that were used in the simulations in comparison with the results that it was intended to achieve of the experimental research. After the first stage was completed, it was done the analysis of the variation of the two geometric parameters of the cofferdam, the stage called Stage 2. It is presented and analyzed the values of velocity and shear stress, their location and distribution in each study case and the streamlines that indicates the flow curve in each case. These analysis allowed the mainly conclusions that increasing the width of the crest and therefore the radius of the cofferdam as well as the decreasing of the embankment slope affect the curvature of the flow and leads to the decreasing of the velocity and the shear stress in the cofferdam. Keywords: river closure; cofferdam; end dumping.