A experiÃncia tem mostrado que buscas de Ãtimos baseadas em apenas um objetivo, por mais cuidadosas que sejam, nÃo conseguem determinar uma soluÃÃo que modele satisfatoriamente um dado fenÃmeno. O uso de abordagens multiobjetivo pode ainda ser justificado pela natureza dos problemas reais, a qual requer a utilizaÃÃo de mÃltiplos objetivos, muitas vezes conflitantes. Um conceito muito utilizado neste contexto à o de dominÃncia de Pareto, a qual possibilita comparar soluÃÃes usando mÃltiplos objetivos e explorar diferentes caracterÃsticas dos dados observados. Este trabalho tem como foco a aplicaÃÃo de algoritmos evolucionÃrios baseados no acasalamento de abelhas em sua versÃo uni- (Honey-Bee Mating Optimization - HBMO) e multiobjetivo (Multiobjective Honey-Bee Mating Optimization - MOHBMO) na minimizaÃÃo de funÃÃes-teste, calibraÃÃo de modelos hidrolÃgicos e otimizaÃÃo da operaÃÃo de sistemas de reservatÃrios. A versÃo uniobjetivo à aquela proposta por Haddad et al. (2006), enquanto a multiobjetivo à uma proposiÃÃo do presente trabalho. Como algoritmos de referÃncia da performance foram utilizados: PSO (Particle Swarm Optimization), sua versÃo multiobjetivo MOPSO (Multiobjective Particle Swarm), SCEM (Shuffled Complex Evolucion Metropolis) e sua versÃo multiobjetivo MOSCEM (Multiobjective Shuffled Complex Evolucion Metropolis). AplicaÃÃes teÃricas foram realizadas pela minimizaÃÃo de problemas compostos por funÃÃes matemÃticas encontradas na literatura. AplicaÃÃes reais de calibraÃÃo de modelos hidrolÃgicos e operaÃÃes de sistemas de reservatÃrios tiveram como estudo de caso a calibraÃÃo dos modelos HYMOD e SMAP a nÃvel diÃrio para 15 estaÃÃes fluviomÃtricas localizadas nos estados do Cearà e Piauà e a otimizaÃÃo da operaÃÃo do sistema de reservatÃrios que compÃem o sistema de abastecimento de Ãgua da RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, respectivamente. / Experience suggests that any single-objective search, no matter how carefully chosen, is not able to identify a solution capable of satisfactorily model a phenomenum of interest. Use of a multiobjective approach can yet be justified by the nature of real world problems, which in general involve multiobjectives, most of the time conflicting objectives. An approach very often used in multicriteria optimization is the concept of Pareto dominance, which allows us to compare different solutions by using different objectives and to explore different characteristics of the observed data. This dissertation employs evolutionary algorithms inspired on honey-bee mating for single (Honey-Bee Mating Optimization - HBMO) e multiobjectives (Multiobjective Honey-Bee Mating Optimization - MOHBMO) in the minimization of test functions and calibration of watershed models. The singleobjective version is the one introduced by Haddad et al. (2006), while its multiobjective version is proposed by the present work. As reference of their performance, the following algorithms were used: PSO (Particle Swarm Optimization), and its multiobjective version MOPSO (Multiobjective Particle Swarm), SCEM (Shuffled Complex Evolucion Metropolis) and its multiobjective version MOSCEM (Multiobjective Shuffled Complex Evolucion Metropolis). Well known theoretical functions were used to test the proposed algorithms. Real world applications on hydrologic model calibration employing HYMOD and SMAP models, with daily time steps, were carried out for 15 streamflow gauge stations located in the states of Cearà e PiauÃ. Besides, an optimization study for the operation of the reservoir system that supplies water for the Metropolitan Region of Fortaleza was also executed.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Com base nos PrincÃpios de Transporte de Massa, o modelo matemÃtico desenvolvido neste estudo estabelece as relaÃÃes entre a Demanda BioquÃmica do OxigÃnio (DBO) e o OxigÃnio Dissolvido (OD), para diferentes fontes de lanÃamentos. A aplicaÃÃo da teoria fuzzy neste modelo de transporte de poluente permite que as incertezas existentes nas variÃveis envolvidas nestes processos, especificamente na soluÃÃo da equaÃÃo da difusÃo advectiva, sejam capazes de avaliar os riscos de contaminaÃÃo de um sistema hÃdrico diante dos lanÃamentos de substÃncias poluentes. A metodologia fuzzy foi desenvolvida com o objetivo de transformar o modelo matemÃtico de DBO/OD em um conjunto de equaÃÃes diferenciais fuzzy, onde os principais parÃmetros, contidos neste modelo, foram representados como funÃÃes de pertinÃncia. Um programa computacional foi desenvolvido para este estudo codificado em linguagem FORTRAN 90, que permite construir modelos de simulaÃÃes para qualidade da Ãgua, com base na metodologia proposta. Foram propostos alguns cenÃrios distintos que descrevem as alteraÃÃes na qualidade da Ãgua em rios naturais, com base na investigaÃÃo dos parÃmetros hidrÃulicos, nas formaÃÃes das funÃÃes de pertinÃncia da concentraÃÃo e na propagaÃÃo de uma nuvem poluente. Os resultados apresentam as anÃlises do risco de degradaÃÃo ambiental, e da garantia, que sÃo influenciadas pelos parÃmetros hidrÃulicos e hidrolÃgicos, ressaltando as vazÃes para qualquer tipo de lanÃamento, a declividade e rugosidade. Em sÃntese, a metodologia fuzzy mostrou-se uma ferramenta para o planejamento e para gestÃo dos recursos hÃdricos, e um procedimento alternativo quando aplicado aos processos de transporte de poluente / On the basis of the Principles of the Mass Transport, the mathematical model developed in this study establishes the relations between the Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Dissolved Oxygen (DO), for different sources of launchings. The application of the fuzzy theory in this model of pollutant transport allows that the existing uncertainties in the variable involved in these processes, specifically in the solution of the advective diffusion equation, is able to evaluate the risks of contamination of a water system ahead of the pollutant substance launching. The fuzzy methodology was developed with the objective to transform the mathematical model of DBO/OD into a set of fuzzy differential equations, where the main parameters in this model had been represented as Membership functions. A computational program was developed for this study, codified in language FORTRAN 90, that allows us to construct models of simulation of water quality, on the basis of the methodology proposed. Some distinct scenes had been considered that describe the alterations in the quality of the water in natural rivers, on the basis of the investigation of the hydraulics parameters, in the formations of the membership functions of the concentration and in the propagation of a pollutant cloud. The results present the analyses of the risk of environmental degradation, and the analyses of the guarantee, that are influenced by the hydraulics and hydrologics parameters, standing out the outflows for any type of launching, the bed slope and the roughness. In synthesis, the fuzzy methodology is a tool of planning and management of water resources and, an alternative procedure when applied to the processes of pollutant transport

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Um dos maiores desafios das companhias brasileiras de saneamento à a disponibilizaÃÃo de Ãgua potÃvel dentro dos padrÃes de qualidade preconizados pela Portaria n 518/2004 do MinistÃrio da SaÃde. Para obtenÃÃo dessa qualidade, à prÃtica comum a utilizaÃÃo de cloro nas estaÃÃes de tratamento de Ãgua, porÃm, este participa de diversas reaÃÃes com os compostos de natureza orgÃnica e inorgÃnica presentes no interior das tubulaÃÃes, reagindo tanto no seio do lÃquido, quanto nas paredes dos tubos, ocasionando o decaimento do cloro ao longo da rede de distribuiÃÃo. Diante do exposto, para tornar mais eficiente o gerenciamento do cloro residual em sistemas distribuiÃÃo de Ãgua, a literatura expÃe a utilizaÃÃo da modelagem, assumindo que os efeitos do decaimento do cloro podem ser representados pelos coeficientes kbulk e kwall. Contudo, o cÃlculo dos valores desses parÃmetros à uma tarefa complexa, em virtude dos sistemas apresentarem diversos tipos de materiais das tubulaÃÃes, variaÃÃo da idade dos tubos que os compÃem e os tipos de mananciais (superficiais e subterrÃneos) inseridos no sistema. Neste trabalho, à desenvolvida uma rotina computacional a fim de determinar o parÃmetro de decaimento do cloro nas paredes das tubulaÃÃes (kwall) em redes de distribuiÃÃo de Ãgua potÃvel, utilizando o MÃtodo Iterativo do Gradiente HidrÃulico Alternativo (MIGHA) como mÃtodo de otimizaÃÃo. O modelo de calibraÃÃo proposto foi aplicado em uma rede modelo, com resultados avaliados de acordo com a quantidade de nÃs com concentraÃÃes do residual de cloro conhecidas. Com o objetivo de comparaÃÃo dos resultados, o modelo proposto, tambÃm foi aplicado em uma rede modelo estudada em outros trabalhos cuja determinaÃÃo do parÃmetro em questÃo foi realizada atravÃs do mÃtodo dos algoritmos genÃticos / One of the biggest challenges of the Brazilian companies to sanitation is the provision of drinking water within the quality standards recommended by the Ordinance No 518/2004 of the Ministry of Health. To obtain this quality, it is common practice to use chlorine in water treatment plants. However, it participates in various reactions with the compounds of organic and inorganic nature on the inside of pipes, reacting both within the liquid, as the walls of the pipes, causing the decay of chlorine throughout the distribution network. Considering the above, to make more efficient the management of residual chlorine in water distribution systems, the literature describes the use of modeling, assuming that the effects of the decay of chlorine can be represented by the coefficients kbulk and kwall. However, the calculation of these parameters is a complex task, because the systems have different types of piping materials, variation of age of the pipes that make up and the types of springs (surface and underground) entered in the system. In this work, it developed a computational routine to determine the parameter of decay of chlorine in the walls of the pipes (kwall) in distribution networks for drinking water, using the Iterative Method of Hydraulic Gradient Alternative (MIGHA) as a method of optimization. The proposed calibration model was applied to a network model, with results evaluated according to the number of nodes with residual chlorine concentrations of the known. In order to compare the results, the proposed model was also applied to a hypothetical network studied in other works whose determination of the parameter in question was performed by the method of genetic algorithms

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O estudo foi desenvolvido em um trecho de 50 km do Rio Salgado, objetivando propor uma metodologia capaz de determinar o padrÃo de emissÃo de poluentes adequado à capacidade de autodepuraÃÃo de um rio em regiÃo semi-Ãrida. Foram realizadas as etapas: (i) reconhecimento da Ãrea a partir do mapeamento do rio Salgado e seus afluentes; (ii) diagnÃstico da qualidade de Ãgua (Fase I, 1300 anÃlises): entre marÃo e setembro de 2005, tendo-se selecionado oito seÃÃes do rio para a coleta e anÃlise de amostras, observando-se 27 parÃmetros em seis campanhas de monitoramento; (iii) diagnÃstico da qualidade de Ãgua (Fase II, 1500 anÃlises): entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2007, feito atravÃs de doze campanhas de monitoramento em 14 seÃÃes com os parÃmetros OD, DBO, Coliformes termotolerantes, coliformes totais, pH, turbidez, condutividade elÃtrica, temperatura da Ãgua e do ar; (iv) experimento social, processo participativo envolvendo CSBH-Salgado e demais atores sociais da bacia de estudo, fomentando-se a discussÃo sobre o enquadramento das Ãguas; (v) modelagem da qualidade da Ãgua usando QUAL2E, calibrando-se dois de seus parÃmetros: coeficiente de decaimento de DBO e coeficiente de decaimento de coliformes. A validaÃÃo do modelo QUAL2E foi feita utilizando doze campanhas entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2007, distinguindo os perÃodos Ãmido e seco. A simulaÃÃo de cenÃrios foi feita para o padrÃo de emissÃo de DBO com concentraÃÃes de 5 a 100 mg/L, e para o padrÃo de coliformes com as concentraÃÃes de 103 a 107 NMP/100mL. Este trabalho de tese conclui que o Rio Salgado, no trecho em estudo, encontra-se poluÃdo. Foi comprovado que pelo menos cinco parÃmetros se encontram em desacordo com os padrÃes de qualidade, inclusive da classe IV: oxigÃnio dissolvido (OD), demanda bioquÃmica de oxigÃnio (DBO), coliformes termotolerantes (CTT), nitrogÃnio amoniacal e fÃsforo total. O modelo provou ser vÃlido para simulaÃÃo de OD, DBO e CTT para o perÃodo Ãmido com coeficientes de Nash e Sutcliffe (NSE) entre 0,61 e 0,96. Para o perÃodo seco, o modelo mostrou-se aceitÃvel para OD e DBO (NSE entre 0,33 e 0,49) e vÃlido para CTT (NSE 0,83). Os atores sociais identificaram os âpadrÃes de emissÃo â como instrumento essencial para a sustentabilidade ambiental da bacia. A proposta desta pesquisa de se admitir uma âtolerÃnciaâ aos parÃmetros de qualidade de Ãgua foi aceita pelos membros do comità como ferramenta vÃlida. Os membros do comità indicaram, para o trecho em estudo, Classe II com tolerÃncia de aproximadamente 10%. A simulaÃÃo de cenÃrios usando o modelo QUAL-2E mostrou valores do padrÃo de emissÃo de DBO, para a Classe II nos perÃodos Ãmido e seco, de 6 mg/L. Caso o rio seja enquadrado na Classe III, os valores seriam de 20 e 17 mg/L para os perÃodos Ãmido e seco, respectivamente. Apesar de a Classe II ser a desejada para o enquadramento do rio pelo comitÃ, verificou-se que os valores dos padrÃes de emissÃes seriam muito baixos para DBO, tornando inviÃvel a sua adoÃÃo, pois as atividades poluidoras sÃo incapazes de alcanÃar tal eficiÃncia no estado atual. Jà para o padrÃo de emissÃo de coliformes termotolerantes, o padrÃo de emissÃo seria de 103 NMP/100mL (perÃodo seco) e 104 NMP/100mL (perÃodo Ãmido) para que o rio seja de Classe II, enquanto que, para a Classe III, o padrÃo de emissÃo seria da ordem de 105 NMP/100mL, tanto para o perÃodo Ãmido quanto para o perÃodo seco. De acordo com a anÃlise feita nesta tese, o enquadramento mais adequado para o trecho do rio Salgado entre a Fonte da Batateira e a Cachoeira de MissÃo Velha, nas condiÃÃes atuais à a Classe III com tolerÃncia de 10% / This study was carried out on a 50 km length of the Salgado River, aiming to propose a methodology to determine an adequate pattern of pollutants emission, compatible with the natural recovery capacity of a river in a semi-arid region. The following steps were taken: (i) characterization of the study area based on the map of Salgado river and its tributaries; (ii) water quality diagnostic (Phase I, 1300 analysis): from March to September, 2005, in which eight river sections were selected for sampling, and 27 parameters were analysed in six monitoring campaigns; (iii) water quality diagnostic (Phase II, 1500 analysis): from February 2006 to January 2007, composed of twelve monitoring campaigns in 14 river sections with the parameters DO, BOD, faecal coliforms, total coliforms, pH, turbidity, electric conductivity, water and air temperature; (iv) social experiment, a participatory process involving CSBH-Salgado (Salgado Watershed Committee) and other social actors of the study watershed, promoting the discussion on water quality classification; (v) water quality modelling with the QUAL-2E model, calibrating two parameters: BOD and coliforms decay coefficients. Model validation was carried out using twelve campaigns from February 2006 to January 2007, distinguishing wet and dry periods. Scenarios simulation was performed for the BOD emission pattern with concentrations varying from 5 to 100 mg/L, and for the coliforms pattern with concentrations from 103 to 107 PN/100mL. This thesis concludes that the Salgado River, on the study reach, is polluted. It was identified that at least five parameters are in disagreement with the quality standards, inclusive for the Class IV: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), faecal coliforms (FC), ammonia nitrogen and total phosphorus. The model was valid for the DO, BOD and FC simulations for the wet period, with Nash and Sutcliffe coefficient (NSE) from 0.61 to 0.96. For the dry period, the model was acceptable for DO and BOD (NSE) from 0.33 to 0.49) and valid for FC (NSE 0.83). The social actors identified the âemission patternsâ as an essential instrument for the watershed environmental sustainability. The proposal of this research in admitting a âtoleranceâ to the water quality parameters was accepted by the committee members as a valid tool. The committee members indicated, for the study reach, Class II with tolerance of approximately 10%. The scenarios simulation using the QUAL-2E model indicated values of emission pattern for BOD, for the Class II in the wet and dry periods, of 6 mg/L. In the case the river is classified in the Class III, the values would be 20 and 17 mg/L for the wet and dry period, respectively. Although Class II is desired for the river classification by the committee, it was observed that the emission patterns would be too low for BOD, making its adoption impracticable, since the polluting activities are not capable of reaching such efficiency on their current stage. For the faecal coliforms, the emission pattern would be 103 MPN/100mL (dry period) and 104 MPN/100mL (wet period) in the case the river is classified in the Class II, whereas for the Class III, the emission pattern would be of the order of 105 MPN/100mL, for both wet and dry periods. According to the analysis performed in this thesis, the most adequate water quality classification for the Salgado River on the reach between the Batateira Fountain and the MissÃo Velha Waterfall, on the current conditions, is the Class III with tolerance of 10%

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A Barragem CastanhÃo em Alto Santo, CearÃ, necessita de operaÃÃo e monitoramento constantes, a fim de se acompanhar o seu comportamento e desempenho e verificar se estes estÃo de acordo com as hipÃteses formuladas no projeto e dentro das condiÃÃes de seguranÃa estabelecidas. Este trabalho tem como objetivo principal a anÃlise dos resultados das mediÃÃes periÃdicas obtidas nos piezÃmetros e drenos de fundaÃÃo instalados na barragem, alÃm da comparaÃÃo das vazÃes de fundaÃÃo atravÃs de simulaÃÃes de fluxo. Foi realizada uma anÃlise do comportamento das subpressÃes, plotando-se em diagramas as subpressÃes de projeto e as medidas com relaÃÃo aos furos de drenagem onde foram estudadas as vazÃes de infiltraÃÃes, realizando-se comparaÃÃes entre a literatura existente e as simulaÃÃes executadas com a aplicaÃÃo do programa GEOSLOPE (SEEP/W). Os dados utilizados nesta pesquisa sÃo referentes Ãs leituras de 16 piezÃmetros do tipo Casagrande e de 151 furos de drenagem, aos coeficientes de permeabilidade do solo de fundaÃÃo, Ãs cotas dos nÃveis dâÃgua do reservatÃrio e à jusante da barragem. A partir destes dados foram traÃados os diagramas de subpressÃes e estruturada a modelagem para as simulaÃÃes de fluxo pela fundaÃÃo. No que concerne Ãs subpressÃes, a barragem mostrou comportamento satisfatÃrio, apresentando um caso extremo, porÃm ainda dentro dos limites de seguranÃa do projeto. Com relaÃÃo Ãs vazÃes de infiltraÃÃo, em geral, mostraram-se dentro dos limites aceitÃveis, porÃm o furo de drenagem 111 apresentou vazÃo acima deste limite, o que deve manter em estado de alerta a equipe de monitoramento. Foram propostos cinco cenÃrios para as simulaÃÃes, em que a variÃvel principal foi o coeficiente de permeabilidade e onde as vazÃes calculadas foram comparados com as reais. Constatou-se que em 50% dos casos ocorreram diferenÃas nestes valores de 0,5 a 1,5, o que deve-se a generalizaÃÃo do coeficiente de permeabilidade adotado. / The CastanhÃo Dam, located in the Alto Santo District in the State of CearÃ, requires continuous performance and monitoring ,in order to monitor its behavior and performance and check if these meet with design assumptions and are inside of the acceptable safety conditions. The main objective of this research is to analyze the results of the periodic measurements in piezometers and foundation drains installed in the concrete dam, and comparison of foundation flow with of flow simulations. An analysis of the uplift behavior was performers by plotting design uplift distributions and the resulting seepage flow drainage holes, by make comparisons between the existing literature and the simulations were made using the software GEOSLOPE(SEEP/W). The data used in this work were based upon readings from 16 Casagrande piezometers and 151 drainage holes that measured: the coefficient of permeability of foundation soils and the height of the water level upstream and downstream of the reservoir. From this data the uplift distributions were drawn and the foundation flow simulated. With respect to the uplift, the dam showed satisfactory behavior, with one extreme case that was still inside the projectâs safety limits. The infiltration flow, in general, was showed inside acceptable limits, however drainage hole 111 exhibited flow above the limits, therefore the monitoring team should be always in state of alert. Five sceneries were proposed for the simulations, where the principal variable was the value of the coefficient of permeability. Four of these five sceneries can be compared with the real data of seepage, however in 50% of the cases, differences in theses values from 0,5 to 1,5 due to generalization of the adopted coefficient of permeability.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-16T10:28:49Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Teodoro dos Santos Cordeiro Didonet - 2017.pdf: 3406839 bytes, checksum: 596f54252c80087a5daf3da4918ebd91 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-16T10:29:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Teodoro dos Santos Cordeiro Didonet - 2017.pdf: 3406839 bytes, checksum: 596f54252c80087a5daf3da4918ebd91 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-16T10:29:09Z (GMT). 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The main objective of this study was to characterize and quantify the hydrological, sedimentological and granulometric characteristics of the urban watercourse of the Rio das Antas basin, located in Anápolis, Goiás, wich faces various erosion processes. Continuous monitoring of precipitation, flow rates, sediment concentrations and turbidity was performed using pluviographs, linigraphs, an automatic sampler and a laser granulometer during most of a rainy season, where samples were collected and 14 events were analyzed. Descriptive statistical analyzes, identification of hysteresis patterns, Event Mean Concentration, “first flush” phenomenon effects and grain size distribution and their relationships with precipitations and flow rates were performed. The peak concentration of total sediments reached 3,380 mg L -1 , and approximately 83% were suspended sediments. No “first flush" has been recorded in any event. The highest mean concentration observed for suspended sediments was 1,714.6 mg/m3 and the mean of the events was 1,001.3 mg/m3, values considered to be high when compared to river basin flows, where the highest was 15.49 m 3 s -1 . The maximum flow rates were determinant in the total sediment, however, the same flow range carried very different amounts of suspended sediments during the floods. This behavior suggests that the variation also depends on precipitation characteristics and sediment sources. In the hysteresis analyzes, it can be verified that these sources are located farther from the monitoring point, but are also the river itself, since the most frequent hysteresis loop was "Figure Eight" followed by the"Counter Clock-wise” type. There were complex hysteretic loops characterized by multiple peaks of flow and sediments. The size of particles carried by the flow varies throughout the rainy season. The suspended sediment particles had dimensions between 0.0019 mm and 0.990 mm being characterized as sandy silt material. The small and medium particles were more frequent in final events and larger particles occurred in the middle of the period. Finner particles were more present during the rise of the hydrograph and in the recession phase the amount of particles with dimensions between 0.2 mm e 0.6 mm increased in some events. Particles larger than 0.6 mm were not related to precipitation. It was also observed that the amount of dissolved solids decreases with increasing particle size and may indicate that larger particles have less capacity to absorb/adsorb other pollutants. It is observed that the suspended sediments vary between the events and within the same event and depends on the hydrological behavior, the characteristics of the water body and the type of monitoring. / Os sedimentos transportados pelo escoamento superficial e pelos rios são componentes essenciais no entendimento das mudanças ocorridas em uma bacia hidrográfica e da qualidade de sistemas aquáticos. A alta variabilidade dos eventos chuvosos, da CSS e da relação entre eles produzem dinâmicas comportamentais complexas de difícil interpretação. Porém o estudo destes aspectos é uma ferramenta útil e frequentemente usada na quantificação dos impactos decorrentes de processos erosivos e hidrossedimentológicos. Este estudo teve por objetivo caracterizar e analisar quanti-qualitativamente as características hidrológicas, sedimentológicas e granulométricas dotrecho urbano da bacia do Rio das Antas, localizado no município de Anápolis, Goiás, o qual enfrenta vários processos erosivos. Um monitoramento contínuo das precipitações, vazões, concentrações de sedimentos e turbidez foi realizado utilizando pluvíografos, linígrafos, um amostrador automático e um granulômetro a laser durante o período chuvoso, onde foram coletadas amostras e analisados 14 eventos. Análises estatísticas descritivas, identificação dos padrões de histerese, Concentração Média do Evento, efeitos de “first flush” e a distribuição granulométrica e suas relações com as precipitações e vazões foram realizados. O pico de concentração de sedimentos totais foi de 3.380 mg L -1 , sendo que, aproximadamente, 83% eram sedimentos suspensos. Não foi registrado o fenômeno “first flush” em nenhum evento. A maior Concentração Média do Evento observada para os sedimentos suspensos foi de 1.714,6 mg/m3 e a média dos eventos foi de 1.001,3 mg/m3, valores considerados altos quando comparados as vazões de base do rio, onde o maior pico registrado foi 15,49 m3 s -1 . As vazões máximas foram determinantes no total de sedimentos, no entanto, uma mesma faixa de vazão transportou quantidades bem diferentes de sedimentos suspensos durante as cheias. Este comportamento sugere que sua variação também depende das características das precipitações e das fontes geradoras de sedimentos. Nas análises de histerese, pode-se verificar que estas fontes estão presentes no próprio rio, mas também em locais mais distantes do ponto de monitoramento, pois o laço de histerese mais frequente foi “Figura Oito” seguido do tipo “Anti-horário”. Houveram laços histeréticos complexos caracterizados por picos múltiplos de vazão e sedimentos. O tamanho das partículas transportadas pelo escoamento varia em todo o período chuvoso. As partículas de sedimentos suspensos tinham dimensões entre 0,0019 mm e 0,990 mm sendo caracterizadas como material silte arenoso. As partículas pequenas e médias foram mais frequentes nos eventos finais do período chuvoso e as partículas maiores ocorreram no meio do período. Partículas mais finas estavam mais presentes durante a ascensão do hidrograma e, na fase de recessão, a quantidade de partículas com dimensões entre 0,2 mm e 0,6 mm aumentava em alguns eventos. As partículas maiores que 0,6 mm não apresentaram relação com a precipitação. Foi observado ainda que a quantidade de sólidos dissolvidos diminui com o aumento do tamanho da partícula, podendo indicar que partículas maiores tem menor capacidade de absorver/adsorver outros poluentes. Observa-se que os sedimentos suspensos variam entre os eventos e dentro do mesmo evento e depende do comportamento hidrológico, das características do corpo hídrico e do tipo de monitoramento.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Elevados nÃveis de pressÃo provocados pelo desligamento de bombas sÃo responsÃveis pelo elevado Ãndice de danos estruturais em adutoras. Um controle efetivo destas perdas requer um melhor dimensionamento do sistema ou dos dispositivos de atenuaÃÃo do golpe de arÃete. Esse ajuste depende das formulaÃÃes propostas para as equaÃÃes de continuidade e momento do golpe de arÃete. Neste sentido, a consideraÃÃo de modelos mais precisos tem se revelado Ãtil para o dimensionamento de sistemas hidrÃulicos. Muitas anÃlises tÃm sido feitas para transientes provocados por fechamento ou abertura de vÃlvulas, mas poucos avanÃos tÃm sido feitos na anÃlise de transientes provocados pelo desligamento de bombas. Assim, o principal objetivo deste trabalho à implementar um programa computacional que leve em consideraÃÃo formulaÃÃes de fator de atrito variÃvel e comportamento mecÃnico de condutos plÃsticos em transientes provocados por desligamento de bomba em adutoras. Resultados satisfatÃrios foram obtidos para um modelo hidrÃulico que considere o comportamento viscoelÃstico dos tubos. Os modelos de atrito variÃvel nÃo apresentaram resultados satisfatÃrios para esse tipo de evento transiente. / Elevated pressures caused by sudden and unexpected shutdown of pumps are usually responsible for structural damage in water pipes. An effective control of these losses requires an adequate designing of system or devices whose purpose is relieving the water hammer effects. This adjustment depends on the proposed formulations for the equations of continuity and momentum of the water hammer phenomenon. In this sense, the consideration of more accurate models has been useful for the designing of hydraulic systems. Many analyses have been made for transients caused by opening or closing of valves, but little progress has been made in the analysis of transients caused by sudden and unexpected shutdown of pumps. Thus, the main objective of this work is to implement a computational program that takes into consideration formulations of variable friction term and mechanical behavior of plastic pipes in transients caused by sudden pump shutdown in water pipe. Satisfactory results were obtained for a hydraulic model that considers the viscoelastic behavior of the pipes. The variable friction models showed no satisfactory results for this type of transient event.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O Estado do CearÃ, localizado no Nordeste do Brasil, possui um sistema climatolÃgico diferenciado das outras regiÃes, sendo objeto de vÃrios estudos sobre o regime de chuva peculiar que ocorre no Estado. Para melhor entendimento desse regime, o Estado foi divido em MacrorregiÃes HomogÃneas de chuva atravÃs de estudos realizados pela FundaÃÃo Cearense de Meteorologia e Recursos HÃdricos (FUCEME). Com intuito de caracterizar e construir possÃveis cenÃrios em relaÃÃo ao nÃvel de chuva foi selecionado postos pluviomÃtricos dessas macrorregiÃes para aplicaÃÃo de uma ferramenta matemÃtica chamada AnÃlise de Fourier. Esta anÃlise auxilia na caracterizaÃÃo de uma regiÃo atravÃs da transformada de Fourier, que transforma os dados de uma sÃrie temporal em dados em freqÃÃncia dando oportunidade de verificar o comportamento da variabilidade de cada macrorregiÃo. Resultados, baseado nos dados de precipitaÃÃo dos postos selecionados, mostram que a ferramenta matemÃtica à eficaz na caracterizaÃÃo da regiÃo em estudos climatolÃgicos gerando indÃcios que, para regiÃes mais prÃximas do litoral, a curva de freqÃÃncia possui caracterÃsticas menos irregulares. Os postos mais ao leste do Estado, apesar de estarem em MacrorregiÃes diferentes, possuem certa semelhanÃa em suas variabilidades. Em relaÃÃo à MacrorregiÃo SertÃo Central os resultados mostram que tal macrorregiÃo tem uma caracterÃstica peculiar sugerindo um estudo especÃfico para esta localidade. A AnÃlise de Fourier tambÃm gera possÃveis cenÃrios em relaÃÃo ao nÃvel pluviomÃtrico para os prÃximos anos. No entanto, os cenÃrios obtidos apresentaram altas variaÃÃes em seu comportamento indicando anos de extrema escassez, logo apÃs anos de extrema abundÃncia em relaÃÃo à mÃdia no nÃvel de chuva da macrorregiÃo. Tal variaÃÃo pode ser explicada devido ao alto Ãndice de variabilidade pluviomÃtrica que ocorre ano a ano no Estado do Cearà à relevante ressaltar que a AnÃlise de Fourier demonstra ser uma ferramenta consistente em seu mÃtodo e dependendo das circunstÃncias e variÃveis em estudos apresentam resultados satisfatÃrios ou nÃo. / Located in the Northeast of Brazil, the state of Cearà has a different climatical system from other regions, and it has been widely studied about the peculiar rain regime . To undesrtand that regime, the state was divided into homogeneous rain macro-regions for the studies done by FundaÃÃo Cearense de Meteorologia e Recursos HÃdricos (FUCEME). In order to characterize and build possible sceneries related to the rain level, pluviometrical places were selected in those macrorregiÃes to apply a mathematical tool called Fourier Analysis, which helps to turn the data of a time series into frequency data, what allows to verify the behavior of the variability in each macro-regions. Results based on the precipitation data of the selected places have showed that the tool is effective in the characterization of the region in climatical studies, briefly indicating thatcreating for regions closer to the shore, the frequency curve has less irregular features. The eastern places are a little similar in their variability, although they are in different macro-regions. When it comes to the macro-region in the Central Countryside, the results showed that the place had a peculiar feature, and a speficic study for that region was suggested. The Fourier Analysis also creates possible sceneries related to the pluviometrical level in the next years. Nevertheless, the sceneries studied presented high level of variation in their behaviour, indicating years of extreme scarcity, and right after that extreme abundance in relation to the average of the rain level in that region. That variation may be explained by the high pluviometrical variability rate, which occurs every year in the state of CearÃ. It is also relevant to point out that the Fourier Analysis seems to be a consistent tool in its methodology and may show satisfying results dependin on the variables and the circumstances.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Recently, engineering researches which deal with urban drainage are proposing the use of computational tools in order to anticipate peak discharges of watersheds and the hydraulic behavior of drainage network system. The use of hydrological and hydraulic computer modeling ensures the minimization of errors in the engineering design process, as well as an increase in quality of the drainage planning work.Therefore, the actual study uses two well know drainage computer codes HEC-HMS and SWMM to design structures to decrease discharge peaks in a watershed situated in a critical area of Fortaleza with respect to floods.This watershed is located west of the city of Fortaleza and at drains the AlagadiÃo stream, which is also the name of the basin. Computer simulation were performed using return periods of 20, 50 e 100 year with and without the presence of dams using both HEC-HMS andSWMM.It was proposed three dams and they were simulated separately and altogether.Result of the simulation showed that the presence of only two dams, caused a significant decrease in flood peaks. According the HEC-HMS this reduction was 24%. According to SWMM, this reduction was 42%. This study is a contribution to the use of computer models in designing urban flood control structures. / Nos Ãltimos anos, pesquisas que envolvem o tema drenagem urbana vÃm introduzindo substancialmente a idÃia do uso de modelos computacionais que simulam os picos de cheias das bacias hidrolÃgicas e o comportamento hidrÃulico da rede de drenagem da bacia. Com o uso da modelagem hidrÃulico-hidrolÃgica podem ser minimizados erros de dimensionamento de projeto, bem como otimizar o planejamento de obras de infra-estrutura com modelos mais detalhados e com menores incerteza, aumentando o nÃvel de confiabilidade da obra. Assim sendo, nesta pesquisa foram escolhidos dois softwares, jà bastante conceituados nos estudos de drenagem urbana, o HEC-HMS e o SWMM, para a anÃlise das suas aplicabilidades no estudo hidrÃulico-hidrolÃgico de amortecimento de cheias em uma das Ãreas crÃticas sujeitas a alagamento no municÃpio de Fortaleza. A Ãrea està localizada a oeste da cidade, e à delimitada pelas Ãreas de contribuiÃÃo do riacho AlagadiÃo, que dà nome a bacia do estudo. Intencionando a atenuaÃÃo dos picos de chuva da Ãrea, foram feitas simulaÃÃes com e sem o uso de reservatÃrios de detenÃÃo para os tempos de recorrÃncia de 20, 50 e 100 anos. Para tanto foram testados o uso de trÃs reservatÃrios em possÃveis pontos de acoplamento, onde foram feitas aplicaÃÃes sem o uso de reservatÃrios, com o uso dos trÃs reservatÃrios separadamente, em pares e em conjunto os trÃs. Dos resultados, observou-se que apenas dois dos reservatÃrios obtiveram uma diminuiÃÃo considerÃvel para a minimizaÃÃo dos problemas de inundaÃÃo da bacia do riacho AlagadiÃo, sendo obtida uma reduÃÃo do pico de cheias de atà 24%, segundo os resultados do HEC-HMS e 42% pelos dados do SWMM, utilizando os dois em conjunto. Por fim, confirma-se a credibilidade no uso das ferramentas computacionais HEC-HMS e SWMM em obras de infra-estrutura urbana, com nÃveis bastante relevantes de detalhamento da bacia. Este estudo à um passo inicial para o desenvolvimento de novos projetos de infra-estrutura como o uso de modelos computacionais hidrÃulico-hidrolÃgicos.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os processos de eutrofizaÃÃo em reservatÃrios constituem-se como um dos mais importantes problemas de qualidade de Ãgua a ser estudado por engenheiros, cientistas e gestores de recursos hÃdricos. Como se sabe, em regiÃes de escassez, o armazenamento de Ãgua à de fundamental importÃncia para o desenvolvimento sustentÃvel, tanto do ponto de vista econÃmico, como do ponto de vista social. Assim, adquirir conhecimento que explique os principais fatores nos processos de eutrofizaÃÃo à um desafio. Este trabalho tem como objetivo fundamental, o desenvolvimento de uma metodologia capaz de estudar o risco de eutrofizaÃÃo de um reservatÃrio, com base na Teoria Fuzzy e nos mecanismos usados para a determinaÃÃo dos Ãndices do Estado TrÃfico Modificado (IETM). Para tal, foram usados dados do ReservatÃrio Acarape do Meio, no estado do CearÃ, notadamente, nos anos de 2001 atà 2006, sendo que no ano de 2003 nÃo houve visita ao campo por parte da Companhia de GestÃo de Recursos HÃdricos â COGERH. Para o cÃlculo do risco foram usadas funÃÃes de pertinÃncia do Ãndice de Estado TrÃfico Modificado, transformadas segundo as regras dos NÃmeros Difusos. Os resultados mostram que para os anos observados, somente em 2006 a qualidade das Ãguas daquele reservatÃrio ficou em estado crÃtico. / The processes of eutrophication in reservoirs become as an important problem in water quality to be studied by engineers, scientists and water managers. As it is known, in areas of scarcity, water storage is of fundamental importance to sustainable development, both from an economic standpoint, as the social point of view. Thus, acquiring knowledge that explains the main factors in eutrophication processes is a challenge. This work has as fundamental goal, the development of a methodology capable of studying the risk of eutrophication in a reservoir, based on Fuzzy Theory and the mechanisms used for the determination of the Modified Trophic State Index. In such way, it was used data from the Acarape do Meio Reservoir, in the State of CearÃ, especially in the years 2001 to 2006, but in 2003 there were not field visits by the Company of Water Resources Management - COGERH. To calculate the risk it was used membership functions of the Modified Trophic State Index, transformed according to the rules of Fuzzy Numbers. The results show that for the years of observation, only in 2006 the reservoir water quality was in critical condition.