Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2398_1.pdf: 2577610 bytes, checksum: 42437f0a584393092b0393e11fcd3d48 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Para dimensionamento da estrutura dos sistemas de microdrenagem e macrodrenagem, deve-se saber qual a quantidade de precipitação na área a ser drenada, associada a um período de retorno. As equações de chuvas intensas são essenciais no processo de drenagem urbana e rural de águas pluviais, apresentando grande importância para os projetos de hidráulica dos centros urbanos e sistemas de drenagem agrícola que necessitam definir a chuva de projeto para estimar a vazão de projeto dos mesmos. Além disso, as relações IDF contribuem para a diminuição da margem de erros, minimizando-se o risco de enchentes causado por chuvas de alta intensidade, como também são indispensáveis para elaboração e controle dos sistemas de drenagem e irrigação. Em função da pouca disponibilidade de informações no estado de Pernambuco quanto às equações de chuvas intensas, este trabalho tem como objetivo principal a determinação da relação IDF para algumas localidades do território pernambucano. Para isso, foram utilizados os dados de 12 estações pluviográficas e 11 estações pluviométricas, com séries históricas de 8 a 14 anos de observações (pluviógrafos) e séries de 10 a 34 anos de registros (pluviômetros). Além disso, foram realizadas comparações entre as equações geradas por dados pluviográficos e pluviométricos, objetivando avaliar a qualidade das curvas IDF oriundas de dados pluviométricos. O critério adotado para o estabelecimento das séries históricas foi o de séries anuais. Tais séries históricas foram obtidas através de análise de pluviogramas digitalizados, no caso das estações pluviográficas, e por meio da metodologia de desagregação de chuvas de um dia em tempos menores, para os pluviômetros. Na análise de freqüência das séries anuais foram aplicados o modelo de distribuição de Gumbel e o de Weibull, sendo que a segunda distribuição, na maioria dos casos estudados, apresentou os melhores ajustes com o teste de Kolmogorov-Smirnov ao nível de significância de 5% e com R² variando de 0,9199 a 0,9907. Para determinação dos parâmetros da equação de chuvas intensas foram usadas as metodologias de Regressão Linear e a Regressão não-linear, onde o segundo método apresentou melhor ajuste dos parâmetros em todas as equações desenvolvidas. Por fim, as equações geradas por meio de registros pluviométricos apresentaram bons ajustes em comparação com as relações IDF obtidas com dados de pluviogramas, com R² variando de 97% a 99,9%

Orientador: Jefferson Nascimento de Oliveira / Resumo: Desde o começo da formação dos conglomerados urbanos no Brasil, a drenagem urbana sempre teve uma abordagem sanitarista. Tal prática causa cada vez mais problemas como enchentes e eutrofização dos corpos d’água. Atualmente, os constantes problemas enfrentados pelas cidades retratam a forte situação de negligência em que se encontra este tema no país. Neste prisma, o presente projeto teve como objetivo propor um modelo Hidráulico/Hidrológico da rede de drenagem de Ilha Solteira, a fim de subsidiar decisões futuras de gestão da bacia urbana como um todo. A área de estudo foi a sub-bacia do córrego Sem Nome localizado na cidade de Ilha Solteira-SP. A base de dados utilizada foi obtida por meio de estudos disponibilizados pela prefeitura, ensaios de campo e a instalação de sondas e pluviógrafos na área de projeto. Além disso, foram usadas imagens de satélite obtidas por meio do Software Livre Google EarthPro. Foram utilizados os softwares ArcGis 10 e o Storm Water Management Model (SWMM) para estabelecer um modelo digital representativo da bacia, por meio das equações de Saint-Venant 1D e da onda cinemática. Foi realizada uma análise de sensibilidade, além da calibração e validação do sistema. Os cálculos desta pesquisa tiveram por base 31 eventos ocorridos durante o desenvolvimento da mesma, e o modelo foi avaliado sob o escopo de cinco indicadores estatísticos. Os resultados mostraram que o modelo elaborado teve desempenho satisfatório, com coeficientes de eficiência de Nash-Su... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Since the beginning of the formation of urban conglomerates in Brazil, the urban drainage has been taken a sanitary approach. This practice has caused more and more problems, such as flooding and eutrophication of streams. The constant problem faced by most cities is the strong neglect that lies in this country. In this perspective, the present work proposes a Hydraulic/hydrological model of the storm water network of Ilha Solteira, in order to support future subsidization of urban basin management as a whole. The study area was the sub-basin of the Sem Nome stream located in the city of Ilha Solteira-SP. The used database was obtained by city hall studies, field trials, probes and rain gauges installed in the project area; the satellite images were obtained by using the Free Software EarthPro., ArcGis 10 and Stormwater Management Model (SWMM), to establish a representative digital model of the basin using the Saint-Venant 1D equations and the kinematic waveform. Sensitivity, calibration and validity analyses of the system were performed, 31 events were captured and a model was evaluated by five statistic indicators. The results have shown that the elaborated model has presented a satisfactory performance with mean Nash-Sutcliffe efficiency coefficients of 0.69, index of agreement of 0,92, average error in peak flow equivalent to 21% and mean error with no peak time equal to 2 minutes and 40 seconds. / Mestre

Este trabalho foi realizado tendo por objetivo contribuir na quantificação dos processos físico-químicos da interação rocha carbonática e água, e caracterizar a geoquímica dos isótopos estáveis de O e H, tendo-se como objeto da pesquisa as águas percoladas través de dois perfis de percolação vadosa pelo período de um ano, perfis estes inseridos num sistema cárstico em ambiente subtropical úmido. A área de estudo corresponde ao interior e superfície da Caverna Santana, inserida no contexto do Alto Vale do Rio Ribeira de Iguape, região sul do Estado de São Paulo, Município de Iporanga, local correspondente a faixa de transição morfoclimática da Serra de Paranapiacaba e Planalto Atlântico (latitude 24°33´, longitude 48°41´), apresentando precipitações irregulares que variam de 1700 a 2000 mm anuais, e temperatura média de 18°C. . A metodologia do trabalho consistiu no monitoramento sistemático das concentrações dos íons dissolvidos nas águas presentes ao longo destes perfis durante um ano hidrológico, monitorando também as oscilações das vazões de um conjunto de estalactites em função das precipitações atmosféricas. Isótopos estáveis de O e H também foram monitorados nestas águas. Como resultado, obteve-se uma caracterização das variações anuais das temperaturas atmosféricas externa e do interior da caverna, o que revelou em uma constância admirável da temperatura e umidade relativa internas à caverna, não sofrendo oscilações em função das flutuações externas. Ficou também caracterizada a influência dos processos de recarga sobre as oscilações das vazões das estalactites, onde a resposta às precipitações ocorrem em dois estágios. O primeiro, de caráter imediato e diretamente proporcional, foi identificado a partir de mudanças físico-químicas e da razão isotópica das águas percoladas, onde a ocorrência de processos de diluição imprimem assinaturas isotópicas menos fracionadas às águas infiltradas, e índices de ) saturação menos saturados. O segundo estágio que apresenta uma defasagem em relação ao primeiro, é observado pelo incremento nos volumes gotejados em função das precipitações atmosféricas. Estabeleceu-se ainda através do monitoramento das precipitações, a Linha de Água Meteórica local, que pouco difere da Global Meteoric Water Line. Destaca-se ainda como resultado deste trabalho a estimativa de uma taxa de denudação química para o epicartse local, que confere com valores anteriormente calculados para este mesmo carste, e a evidência da correta impressão da assinaturas isotópica do ´delta POT 18´O das águas percoladas nos espeleotemas atualmente depositados nesta caverna, assinalando as possibilidades de sua utilização como registros paleoambientais / The main purpose of this research is the hydrochemistry and O and H stable isotope geochemistry of the autogenic vadose seepage water of the Santana limestone cave system, which is an underground tributary of the Betari river, in the context of the Upper Ribeira River Valley, Iporanga municipality, Southern São Paulo State. The chemical and isotopic data of the rain water vadose seepage, together with stalactite drip discharge rates were applied in order to establish the dynamics of the water-rock interaction of the autogenic vadose fissure and conduit flow. The studied system, with coordinates of 24° 33\' South and 48° 41\' West, lies in a humid subtropical environment (annual precipitation ranging from 1500 to 2000 mm and mean annual temperature of 18°C) covered by rain forest in a transition between the highland of the Paranapiacaba range (up to 1100m in altitude) and the lowlands of the Ribeira Valley, with altitudes up to 600m. The research outline was based on a one hydrological year monitoring of several stalactite drip discharges, surface and cave temperature and relative humidity, precipitation gauging and systematic sampling of rainwater, soil water, cave drip and pool waters. The samples were analyzed for the main ions and O and H stable isotopes. The conductivity, pH, Eh, and Dissolved Oxygen were measured during the sampling. The cave sampling sites showed extremely constant air temperature and relative humidity along the year, contrasting with large daily and annual variations on the surface. The recharge process of the vadose seepage system has been studied based on the variations of the discharge of the different drips, showing that some physico-chemical parameters, as the saturation index in calcite, as well as, the \'delta\'18 O of the drip waters have an immediate response to the precipitation events. On the contrary the drip discharge increments due to precipitation have a typical delay. The relationship between the mean annual \'delta\'18 O of the rain water and that of the vadose seepage has been established showing a fractionation of up 2 % of the drip water respect to the rain. The modern calcite and the drip water \'delta\'18 O values are fitting Craig´s equation of the cave temperature dependence showing that the sampled calcite is being deposited in isotopic equilibrium between with the corresponding drip water. Based on the mean total hardness equivalent to CaCO3 of stalactite drip waters, the measured annual precipitation, and the catchment area of a closed depression, an estimate of 4.5 cm/1000 years has been calculated for the epikarst chemical denudation rate over the Santana cave system, which is similar to other estimates for this karst system obtained by previous authors.

Diante da importância econômica da bacia do rio Piracicaba e da possibilidade de ocorrência de problemas no fornecimento de água para a região, tomou-se por objetivo conhecer o comportamento espacial e a evolução temporal dos dados hidrológicos de suas sub-bacias, através do mapeamento e da análise de tendências da precipitação, da vazão e da evapotranspiração. Utilizou-se para isso, 33 postos pluviométricos e 5 fluviométricos do Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo (DAEE-SP). A espacialização dos dados de precipitação anual, trimestral seca e trimestral úmida, foi feita através da interpolação pelo método do inverso do quadrado da distância, com o auxílio do SGI-IDRISI. Pôde se detectar o padrão normal anual e a influência diferenciada das frentes polares sobre o padrão espacial dos períodos secos e úmidos. Para os anos extremamente úmidos, como os anos de 76 e 83, destacou-se a importância do período normalmente seco na precipitação anual total. A presença de tendências nas séries de lâmina média anual de precipitação, vazão e evapotranspiração, por sub-bacia, foi analisada através dos testes não paramétricos de Mann-Kendall e de Pettitt. Observou-se tendência significativa de aumento da precipitação e da evapotranspiração anuais, em praticamente todas as sub-bacias. Apesar do aumento da precipitação, as séries de vazão reconstituída líquida anual não apresentaram nenhuma tendência. As séries de vazão medida apresentaram tendência significativa, mostrando a influência da operação das barragens. A análise dos dados trimestrais mostra tendência positiva somente para a precipitação do período seco, sugerindo que os anos têm sido mais úmidos porque os meses normalmente secos têm sido menos secos. Isso está de acordo com o observado acima para os anos muito úmidos, ressaltando a importância dos meses secos no comportamento anual da precipitação. Por fim, utilizou-se a análise de componentes principais para a determinação de padrões e de fatores influentes sobre o comportamento temporal e espacial dos postos pluviométricos da bacia. Essa análise permitiu apontar a atividade solar como o fator influente mais importante para o comportamento da precipitação. Permitiu ainda, um agrupamento adequado dos postos em regiões homogêneas dentro da bacia. / not available

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Nesse contexto, o presente estudo, conduzido em 14 microbacias no Nordeste Paraense sob diferentes usos e cobertura da terra e em quatro microbacias em áreas florestais sob baixo impacto antrópico, objetivou avaliar a hidrogeoquímica das águas fluviais para o embasamento da gestão de duas mesobacias hidrográficas nessa região. Foi detectado que a composição química das águas fluviais dos pequenos igarapés está sendo influenciada pelas práticas agrícolas adotadas em suas bacias de drenagem. Sinais hidrogeoquímicos diferenciados foram observados no caso das microbacias com presença de: sistema agrícola de derruba e queima; lavouras com irrigação e uso de agroquímicos; e pecuária bovina. Além disso, constatou-se a importância das microbacias florestadas para o aporte de nitrato, cloreto e sódio para os ecossistemas fluviais estudados. Adicionalmente verificou-se certa variação sazonal na hidrogeoquímica das águas fluviais e uma forte influência dos sistemas agropecuários, especialmente as pastagens, sobre os parâmetros físico-químicos mensurados, com redução da concentração de oxigênio dissolvido, e aumento da temperatura, do pH e da condutividade elétrica. Pelo presente estudo, pode-se inferir que a presença de mata ciliar é imprescindível para minimizar os impactos dos sistemas agrícolas nos recursos hídricos e deve ser apontada como uma ferramenta na gestão de bacias, assim como é recomendável a substituição de técnicas tradicionais que utilizam o fogo, por técnicas mais sustentáveis de produção agropecuária, como o plantio direto na capoeira. Por fim, sugere-se que dentre os parâmetros analisados, alguns podem ser recomendados, dependendo do uso da terra a ser focado, como indicadores de sustentabilidade ambiental dos sistemas agropecuários de produção para a gestão local de bacias hidrográficas. / The Northeast of Pará is characterized by the Amazonian old settlements, where the slash and burn small farming and large pastures are predominant. Its landscape is dominated by secondary vegetation at a widely succession stage and very few mature forest remnant, which are generally situated along the rivers and streams. In this context, the present study was conducted in fourteen small catchments under different land use and four other small catchments in forested areas under low anthropic impact, with the objective of evaluating the fluvial hydrogeochemistry to support two mesobasins management in the studied region. It was detected that the chemical composition of the evaluated small stream waters is being affected by the agriculture practices adopted in their drainage areas. Hydrogeochemical changing signals were observed for the small catchments where the predominant land uses are: slash-and-burn small farming; crops with irrigation and agrochemical; and cattle farming. Moreover, we observed the importance of the forested catchments for nitrate, chloride and sodium inputs to the studied stream ecosystems. In addition, it was verified a seasonal fluvial hydrogeochemistry variation and strong effects of agriculture systems, especially cattle farming, to the monitored physic-chemical parameters, as the dissolved oxygen concentration decrease, besides the increasing of temperature, pH and electric conductivity. By the results of the present research we can infer that riparian forest is indispensable to mitigate the impacts of the agriculture systems to the water resources, and should be pointed as an important tool in the watershed management, as well as the substitution of slash-and-burn for more sustainable agriculture practices as chop-and-mulching for instance. Finally, we suggest that some of the analyzed parameters can be recommended, according to the focused land use, as environment sustainable indicators of the agriculture systems along the local watershed management in the region.

En la actualidad, el impacto ambiental de las actividades minero-metalúrgicas y los residuos generados por éstas, se han convertido en temas de especial atención en el estudio de la problemática ambiental que generan sobre las masas de aguas continentales y marinas. Sin embargo, el estudio de la influencia del factor hidromecánico en el flujo y transporte de contaminantes no ha sido prácticamente estudiado en los residuos minero-metalúrgicos. El objetivo fundamental de esta tesis es estudiar los factores físicos, hidromecánicos, hidrogeológicos y geoquímicos que condicionan el flujo y el transporte de contaminantes metálicos (Cr, Ni, Mn) en residuos mineros y en segundo lugar realizar una evaluación del impacto ambiental de estos residuos sobre las aguas superficiales y subterráneas. Para llevar a cabo el estudio se utilizaron los residuos de la zona minera de Moa (Cuba). El trabajo se realizó en dos etapas, una de campo, donde se efectuó el muestreo y reconocimiento en el terreno de la zona de estudio y una segunda parte en el laboratorio. Se desarrollo un cuidadoso programa de ensayos de laboratorio donde se incluye una caracterización física, mineralógica, química, hidromecánica y geoquímica de estos residuos. Los ensayos de flujo y transporte de trazador, Cr, Ni y Mn por el medio poroso homogéneo saturado se realizaron con dos columnas de 5 y 10 cm de longitud y 1.6 cm de diámetro. Las curvas de llegada de los tres metales en los dos residuos para las condiciones de flujo y concentración en que se realizaron los ensayos exhiben un comportamiento no ideal, caracterizadas por la presencia de asimetría y grandes colas. Los resultados de los ensayos de flujo y transporte se simularon con el modelo s "UFBTC" desarrollado por la Universidad de Florida, EUA que incorpora la isoterma de adsorción no lineal y condiciones de no equilibrio debido a la histéresis del proceso de sorción. Los resultados de la modelación muestran que la causa de que el transporte de solutos no sea ideal es la no linealidad del proceso de adsorción debido en primer lugar a la adsorción física (más del 70%) y en segundo lugar la adsorción química.Para evaluar el efecto del comportamiento hidromecánico sobre el flujo y el transporte de solutos se ha construido y puesto a punto un equipo automatizado, con control de succión, humedad relativa, variación del contenido volumétrico de agua, temperatura, evaporación y retracción.Los resultados de los ensayos de flujo y transporte del trazador y el Ni por el medio fracturado son coherentes con el modelo conceptual de flujo y transporte advectivo a través de las grietas de desecación, combinado con la difusión del soluto en el agua relativamente inmóvil que ocupa los poros de la matriz del medio poroso. Esto queda confirmado por las características de las curvas de llegada del trazador y la del níquel, que experimentan una subida muy rápida durante el proceso de adsorción y una gran cola durante la desorción. Este doble proceso también se observa en la concentración de Ni medida en la matriz adyacente a la zona de fractura, donde la masa de Ni adsorbida decrece exponencialmente con la distancia del punto muestreado a la zona de la grieta más cercana.El comportamiento hidromecánico de los residuos desempeña un papel muy importante en el flujo y transporte de contaminantes por el medio poroso. En el caso de los residuos mineros estudiados, las grietas de desecación condicionan el régimen de infiltración y constituyen una zona preferencial de flujo de indudable importancia, reduciendo el tiempo de tránsito de los contaminantes por el medio poroso, debido a que la conductividad hidráulica se incrementa en casi tres órdenes de magnitud con relación al medio poroso no agrietado. Este es un aspecto a tener en cuenta en el almacenamiento y gestión de los residuos minero-metalúrgicos por la problemática ambiental que conlleva.

Cuando se estudian las aguas subterráneas en zonas urbanas deben tenerse en cuenta una serie de cuestiones específicas. La urbanización del territorio afecta significativamente al ciclo del agua tanto en cantidad como en calidad, en particular a la parte relacionada con la recarga y descarga de los acuíferos. Además las aguas pueden afectar a las infraestructuras urbanas subterráneas como sótanos, parkings, túneles de Metro o ferrocarril, conducciones, etc. Por estos motivos el estudio de las aguas subterráneas en zonas urbanas emerge con fuerza dentro de la hidrogeología. Algunos de los temas específicos para su estudio son: 1) Variaciones del nivel freático causadas por cambios en los usos del suelo y del agua; 2) Contaminación de las aguas subterráneas por la presencia de focos contaminantes tanto puntuales como difusos; 3) Caracterización y cuantificación de los componentes del balance hidrogeológico; 4) especificidades en la modelación del flujo subterráneo y el transporte de contaminantes; y 5) Integración de los datos hidrogeológicos para su gestión. Algunos de estos temas se ilustran aquí sobre el ejemplo de la ciudad de Barcelona. En los últimos años, tanto desde el ámbito público como privado, se ha llevado a cabo un amplio estudio hidrogeológico de la ciudad. El ascenso del nivel freático se ha convertido en un serio problema para muchas estructuras subterráneas, principalmente parkings y la red del Metro. Este ascenso se ha debido básicamente a la disminución en la explotación de las aguas subterráneas por una reducción significativa del consumo de agua para usos industriales. Aquí se presenta una evaluación de los principales términos que afectan a la recarga cuyo resultado es la cuantificación del balance hidrogeológico en el periodo comprendido entre 1965 a 1995. Se ha cuantificado en unos 40 hm3/a la cantidad total de agua que debe bombearse de los acuíferos para mantener los niveles freáticos a las cotas actuales. Si se bombean cantidades menores los niveles freáticos seguirán ascendiendo y continuaran los problemas. Se han sugerido algunos usos alternativos para estas aguas.Este caso puede considerarse un buen ejemplo de como la evolución de la urbanización en cualquier ciudad genera una serie de problemas respecto la disponibilidad y calidad de las aguas subterráneas con las implicaciones tanto sociales como económicas que esto comporta. Para un buen conocimiento de la hidrogeología urbana es preciso un análisis cuantitativo del flujo de agua y de su calidad, para ello es preciso 1) identificar los procesos hidrogeológicos; 2) caracterización de acuíferos y modelación y 3) gestión de los recursos hídricos. Al aplicar esta metodología a Barcelona se ha obtenido, entre otras cosas, un modelo capaz de ser utilizado como herramienta de gestión. Estos modelos se podrán aplicar si las aguas subterráneas quedan contempladas como un elemento más a tener en cuenta por los gestores locales. Un tema clave para el estudio de la hidrogeología urbana es la evaluación de los diversos términos que componen la recarga (agua de la red de abastecimiento, del alcantarillado, agua de escorrentía urbana, infiltración directa, etc.) Discriminar todos estos términos es importante para evaluar el balance, para conocer el riesgo de contaminación de los acuíferos y para plantear una correcta gestión. Es necesario conocer cuales son los diversos compuestos hidroquímicos e isotópicos presentes en las aguas de recarga. El objetivo es identificar, y si es posible cuantificar, las diversas fuentes de recarga y sus proporciones. Se ha revisado un buen número de experiencias y casos internacionales que listan en el uso de diversos tipos de trazadores aplicados a los estudios de aguas subterráneas.La cuantificación de las diversas fuentes de recarga se puede establecer a partir de balances de solutos. El puntos críticos son: 1) la gran cantidad de fuentes de recarga existentes que implican tener que usar un gran número de especies conservativas; 2) la incertidumbre en las concentraciones de estas fuentes y 3) los errores de medida.Teniendo en cuenta estas limitaciones se presenta un método basado en el análisis estadístico multivariado para el cálculo de las proporciones de mezcla de las fuentes de recarga en un gran número de puntos de mezcla. Este método está basado en la presunción que las medidas de las concentraciones contienen errores. Minimizando la función de verosimilitud respecto a las concentraciones de las fuentes y de las mezclas se llega a un problema de optimización. Para resolver este problema se presenta un algoritmo de aplicado a dos ejemplos sintéticos. Los resultados confirman la conjeturas de partida, es decir, las concentraciones de las mezclas contienen información sobre las concentraciones de las fuentes. Así pues, al haber consistencia entre ambos implica que una mejora en los cálculos de las mezclas y también en el conocimiento más preciso de las fuentes. Esta metodología se ha aplicado a los acuíferos de Barcelona. El primer paso ha sido la identificación de las fuentes de recarga potenciales: agua de abastecimiento, con dos tipologías diferentes, aguas residuales y de escorrentía urbana, aguas de infiltración directa ,aguas de infiltración del río Besós y aguas de intrusión marina. Después de su estudio hidroquímico e isotópico se han determinado ocho especies químicas más o menos conservativas para identificar las posibles fuentes de recarga. La aplicación de este método estadístico ha permitido calcular las proporciones de mezcla de las diversas fuentes de recarga en las diversas zonas de los acuíferos de la ciudad. / A number of specific issues must be considered when dealing with groundwater in urban areas. Urbanization significantly affects the natural water cycle, both in terms of quantity and quality. In particular, the main contributors to recharge and discharge clearly differ from those in natural systems. Moreover, water can affect underground city infrastructures, such as basements, public transport services (trains, subway, .), and conductions. As a result, urban groundwater is emerging as a distinct branch of hydrogeology. Topics that are specific to urban groundwater include: 1) Fluctuations in groundwater levels caused by changes in land and water uses; 2) Pollution problems caused by point or non-point sources in urban areas; 3) Characterization and quantification of the components contributing to groundwater balance; 4) Specific characteristics of groundwater flow and solute transport models in urban areas; and 5) Integration of data for sustainable urban water management. Some of these issues are illustrated here for the case of Barcelona, where both the public and the private sectors have carried out a comprehensive hydrogeological study during the last years. Rising of groundwater levels beneath the city of Barcelona has become a serious problem to urban structures, such as the subway and underground parking areas. This rise is mainly due to a decline in groundwater exploitation, following a reduction in high water-consuming industrial activity in the city. We present an evaluation of the main terms affecting recharge in the city. The outcome is a global groundwater balance for the period 1965-1995. It has been quantified that a total rate of 40 million m3 per year should be pumped from the aquifers underneath the city in order to keep to the present groundwater levels. A lesser amount would lead to a rise in levels, and to continuing problems. Possible uses for this additional water are suggested.This case can be considered an example of how urbanisation poses some threats to both availability and quality of groundwater resources in large cities worldwide, with their corresponding significant social, environmental and economic implications. A good knowledge of urban hydrology requires a detailed quantitative analysis of not only water fluxes, but also their quality. In any real case study one has to face at least three aspects: (1) process identification, (2) aquifer characterisation and modelling, and (3) water resources management. This three-fold methodology has been applied to the city of Barcelona. The outcome is a groundwater model which may, among other things, become a management tool. This is an important step towards considering groundwater as one of the topics to be taken into account in city planning. One of the key issues in urban hydrogeology is the evaluation of the relative contribution of the different sources of recharge (water from mains and sewers, direct infiltration, runoff, etc.). Discriminating among recharge sources is important for the overall recharge evaluation, for assessing groundwater pollution risks and for groundwater management. To do so, it is necessary to know the different hydrochemical compounds and isotopes present in groundwater and recharge water. The objective is to identify, and if possible to quantify, the various recharge water types and their proportion. We have reviewed a large number of cases and international experiences illustrating the use of several tracers in urban groundwater studies. Quantification of the contribution from the different recharge terms can be achieved by means of solute mass balances. The critical points in the process are: (1) the large amount of source terms, which leads to the necessity of a large number of conservative species to be used, (2) the uncertainty in the concentrations of sources, and (3) the measurement errors. A method based on multivariate statistical analysis is presented for estimating the proportions in which a small number of end-member waters are mixed in a large number of samples. The method is based on assuming that errors affect all concentration measurements. Maximizing the likelihood of these with respect to both mixing ratios and end-member concentrations leads to a general constrained optimization problem. An algorithm for solving this problem is presented and applied to two synthetic problems. Results confirm the conjecture that motivates this work. That is, mixtures concentration measurements contain information about end-member concentrations. As a result, ensuring that the latter are consistent with the former leads to a significant improvement of not only end-member estimates, but also mixing ratio estimates.This method has been applied to the city of Barcelona. In this city a number of potential sources were identified. These include: losses from the water supply network (with two different sources of water), losses from sewers, infiltration from the Besòs River, infiltration in unpaved areas, and seawater intrusion. After studying the results from the chemical and isotopical analyses, eight chemical species were found to be conservative and to provide a potential for source discrimination. The application of the statistical analyses allowed us to compute the proportions of each recharge source for a number of different locations in Barcelona.

Orientador: Hung Kiang Chang / Banca: Antônio Celso Guirro / Banca: Henrique Luiz de Barros Penteado / Resumo: Foram estudadas as pressões de poros em poços localizados numa área central da Bacia de Santos, onde ocorrem Zonas de Pressão de Poros Anormal (ZPA), intervalos estratigráficos caracterizados por pressões de poros anormalmente elevadas (sobrepressão). Atenção especial foi dedicada à Sequência Deposicional K90, Santoniano ao Campaniano, constituída pelas formações Juréia e Itajaí-Açu, por sua vez composta por pelitos do Folhelho-Selo e arenitos do Reservatório Principal (Membro Ilha-Bela). A área de estudos possui cerca de 1900 km2 e localiza-se a cerca de 120km do litoral do Estado de São Paulo, apresentando acumulações de gás no Reservatório Principal, seladas pelo Folhelho-Selo, entre as quais destaca a Acumulação Principal, com cerca de 800 m de espessura de zona de gás. Os estudos envolveram modelagem petrofísica 1D das pressões e modelagem histórica 1D de parâmetros tectonossedimentares. Objetivou-se, assim, quantificar as pressões de poros; verificar se elas estão relacionadas à evolução tecnossedimentar e sugerir as causas prováveis da sobrepressão. A modelagem petrofísica forneceu curvas de pressões de sobrecarga (PS), pressão hidrostática (PH) e pressão de poros (PP) a partir de perfis elétricos de poços. A modelagem histórica forneceu curvas de subsidência, taxas de sedimentação, fluxo térmico, temperatura e pressões de poros ao longo do tempo. Análises complementares foram realizadas a partir de dados geoquímicos e de mineralogia do Folhelho-Selo. Foi possível cara... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pore pressures have been studied through wells located in a central area of the Santos Basin, Brazil, where Overpressured Zones (ZPA) are characterized by abnormally high PP. Special attention was given to the K90 Depositional Sequence, Santonian to Campanian age, constituted by the Juréia and Itajaí-Açu formations, which is composed by pelitic rocks (Shale-Seal) and sandstones (Main Reservoir). The study area is about 1900km2 large, located about 120km far from the São Paulo State coast, and has gas accumulations in the Main Reservoir sealed by Shale-Seal, among which the Main Accumulation stands out, with about 800 m of gas zone thickness. The studies were carried out by 1D petrophysical pressure modeling and 1D historical modeling, aiming to quantify pore pressures and verify whether they are related to tectonossedimentary evolution and to suggest probable causes for overpressure in the area. The petrophysical pressure modeling provided overburden pressure (PS), hydrostatic pressure (PH) and pore pressure (PP) curves from electric well profiles. Historical modeling provided total and tectonic subsidence, sedimentation rates, heat flow curves, temperature and pore pressures over the geological time. Further analyses were carried out from geochemical and mineralogy data from the Shale-Seal. It was possible to characterize the abnormal pressures in log profiles and, with reasonable reliability, to establish the stratigraphic and spatial distribution of the ZPAs in the area. A Main ZPA and a Secondary ZPA were detected in the K90 Sequence, whereas zones of minor importance and localized occurrence were identified, named ZPA-2 and ZPA-3, were detected in the older sequences (K70, K82-86 and K88). The Main ZPA encompass the Main Accumulation and presents a pore pressure gradient (GPP) up to 12,6 ppg in the gas zone and up to 11,7 ppg in the water zone, too much larger than ... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Orientador: Anderson Luiz Hebling Christofoletti / Coorientador: Lucas Barbosa e Souza / Banca: Diego Correa Maia / Banca: Sandra Eliza Contri Pitton / Banca: Leandro Zandonadi / Banca: Juliana Ramalho Barros / Resumo: A região sudeste do Estado do Tocantins apresenta longos períodos de ausência de chuva com variabilidade significativa do início ao término da estação chuvosa (outubro a abril). Durante esses períodos, são verificados inúmeros transtornos à população rural desta área, principalmente no que se refere ao abastecimento para consumo e produção da agricultura familiar. Diante dessa situação, o governo do Estado implantou projetos para mitigar os efeitos da falta d'água na região. Entretanto, devido aos critérios de aplicação, os projetos não apresentaram resultados satisfatórios. Nesse sentido, esta pesquisa pretende fornecer subsídios ao planejamento e à gestão da bacia hidrográfica do Rio Palma, a partir de uma proposta metodológica que aborda de forma sistêmica os processos físico-naturais e a dinâmica climática, assim como aspectos sociais, que podem ter relação com o fenômeno. A abordagem metodológica desta pesquisa foi realizada em três etapas: na primeira, foi realizada uma adaptação da Análise Empírica da Fragilidade Ambiental, que consiste na síntese do estudo das fragilidades ambientais com base em características do relevo, solo, cobertura vegetal e da pluviosidade. Algumas das principais características da bacia hidrográfica foram averiguadas por meio da análise morfométrica, assim como dados relacionados à morfologia, pedologia, geologia e vegetação. Na segunda etapa buscou-se conhecer os aspectos da Gênese e Dinâmica climática regional e local. Para tanto, foi realizada a análise dos tipos de tempo e da participação dos sistemas atmosféricos, a qual consiste na identificação das massas de ar geradoras de chuvas e da sucessão habitual e excepcional dos estados atmosféricos em uma determinada área. Para isso, foram utilizados dados meteorológicos do Instituto Nacional de Meteorologia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Southeast region of Tocantins State presents large periods of lack of rain, and demonstrates significant variability over all the rainy season (from October to April). Through these periods, are noticed innumerous problems to the rural population of this area, mainly concerning to the rural supply of water to consumption and to familiar agriculture production. In this context, Tocantins State has implemented projects to mitigate the water scarcity effects in that region. Nevertheless, due to the criteria of application, these projects have not presented satisfactory results. In this regard, this research aims to provide subsides to the planning and to the management of the Rio Palma hydrographic basin, from a methodological approach that considers, in a systemic way, the physical-natural processes and the climatic dynamic, as well social aspects that may be related to the phenomenon. The methodological approach of this research had been carried out in three steps: first, it was made an adaptation of the Empirical Analysis of Environmental Fragility, that consists in the synthesis of the environmental fragility studies based on relief, soil, vegetal cover and pluviosity characteristics. Some of the main characteristics of the hydrographical basin had been verified through the morphometric analysis, as well by dates related to the morphology, pedology, geology and vegetation. In the second step, had been researched aspects related to the regional and local climatic Genesis and Dynamic. In order to do this, had been executed the analysis of two types of weather and the role of the participation of atmospheric systems, that consists in the identification of air masses that generate rain, and the usual and exceptional succession of atmospheric states in a given area. To proceed to this, had been considered meteorological dates from the National ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A drenagem urbana, especialmente nos grandes centros, tem sido efetuada de forma não sustentável com contaminação e alterações no regime de escoamento superficial devido à impermeabilização de superfícies, e deposição de resíduos sólidos. Estas condições representam ameaça considerável ao homem e ao ecossistema do corpo receptor. O emprego de práticas sustentáveis aparece como caminho a ser perseguido, encontrando no Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto (Low Impact Development, LID) o conjunto de técnicas que mais se aproxima desta meta. LID objetiva atingir paisagens com funções hidrológicas, apresentando comportamento mais similar ao natural, por controlar não somente o pico de vazões, mas volume, freqüência/duração, além de qualidade dos escoamentos pluviais. Este tipo de desenvolvimento atua recuperando a capacidade de infiltração das superfícies urbanas, além de estimular o reuso de água, reduzindo os impactos, com ganhos econômicos e paisagísticos em comparação ao controle efetuado pelos métodos tradicionais de controle por condutos e mesmo detenções. A utilização desta nova tecnologia se aplica à implantação de novos desenvolvimentos e redesenvolvimentos, a priori, apresentando ainda vantagens para implantação destas em empreendimentos antigos com relação a métodos tradicionais Buscou-se, por intermédio deste estudo, avaliar os potenciais mecanismos técnicoinstitucionais que possam ser empregados na realidade brasileira, em especial em Porto Alegre, vislumbrando a implementação da sustentabilidade, assim como, avaliar as respostas obtidas da simulação numérica da implantação das técnicas de LID a um condomínio hipotético. Para tanto, fez-se necessário aplicar metodologia diferente da proposta pelos manuais existentes, em virtude da insuficiência destes em representar o comportamento dos dispositivos de controle do escoamento. Os resultados obtidos confirmaram a necessidade de revisão nos mecanismos para controle da drenagem vigentes, bem como, as vantagens de aplicação de técnicas que apresentam abordagem mais integradora e de escala menor.