Knowledge about forests undergoing restoration across the world is becoming increasingly essential due to the benefits of restoring forest for ecosystem functions related to water, such as water infiltration. Although there is a growing literature regarding the biodiversity and some ecosystem functions in forest undergoing restoration, soil responses in these forests remain virtually unknown. Moreover, few works have analyzed the effects on soil of different restoration approaches (e.g., planting of native species and natural regeneration). In this context, the main objective of this work was to evaluate and gain a better understanding of the effects of different forest restoration methodologies on the recovery of soil physical and hydraulic properties, more specifically on water infiltration. In the first part of this study (Chapter 2) was conducted a systematic review of scientific literature, reporting and discussing the infiltration measures in tropical forests undergoing restoration by tree planting. The results of this review indicated that infiltration was likely to increase after tree planting; that infiltration recovery was faster when agriculture was the prior land use; that clayey soils (>30% clay) tended to exhibit greater increases in infiltration after tree planting; and that restored forests after 10 years evidenced more similar infiltration values with the pre-disturbance soil conditions (e.g., natural reference forest). The following two parts of the thesis (Chapter 3 and 4) were based on a restoration program using a high-diversity mix of native plantings in the county of Campinas, São Paulo, Brazil. In the Chapter 3 was investigated the effect of forest restoration on saturated soil hydraulic conductivity (Ks), verifying the Ks recovery to the pre-disturbance soil conditions. We sampled field Ks under three land-cover types: (i) a pasture; (ii) a restored forest of 9 years of age; and (iii) a remnant forest patch. Our results showed that Ks recovery differ markedly among the forests undergoing restoration; and that soil attributes and Ks recovery are influenced by the duration and intensity of land use prior to forest restoration. In the Chapter 4 we assessed the effects of land use history on the recovery of Ks, soil and vegetation attributes, comparing active vs. passive restoration (e.g., assisted restoration). In these chapters we conclude that forest restoration actions may improve soil physical and hydraulic properties, but in some cases a complete recovery to reference levels can be difficult, especially when land use was more intense prior to forest restoration actions. It is very important to understand soil recovery in forests undergoing restoration on different climate, forest and soil types. Thereby, in future research long-term studies are essential, which should focus in the water movement through the soil profile and aiming to understand how the forest restoration can recover the infiltration process, also including landscape scale (e.g., watershed). / O conhecimento sobre as florestas em processo de restauração florestal ao redor do mundo está cada vez mais em evidência, devido principalmente à sua importância nas funções ecossistêmicas relacionadas à água, tais como a promoção da infiltração. Contudo, apesar de existirem muitos estudos sobre áreas em restauração, abordando sua biodiversidade e algumas funções ecossistêmicas, o papel do solo nessas florestas em restauração permanece ainda pouco conhecido, por exemplo, poucos trabalhos têm analisado o efeito sobre o solo das diferentes estratégias de restauração (e.g., plantio de espécies nativas e regeneração natural). Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar e obter uma melhor compreensão dos efeitos de diferentes metodologias de restauração florestal na recuperação das propriedades físicas e hídricas do solo, mais especificamente na recuperação da infiltração de água no solo. Na primeira parte desse estudo (Capítulo 2) foi realizada uma revisão sistemática da literatura científica, reportando e discutindo os resultados de trabalhos sobre infiltração de água no solo em florestas em processo de restauração nos Trópicos, por meio do plantio de árvores. Os resultados desses trabalhos mostraram que houve um aumento da infiltração após o plantio de árvores; também observamos que a recuperação da infiltração foi mais rápida quando a agricultura era o uso anterior do solo; que solos mais argilosos (>30% argila) tenderam a exibir maiores aumentos na infiltração após plantio de árvores; e que as florestas em restauração com 10 ou mais anos evidenciaram valores de infiltração mais similares com as condições pré-distúrbio do solo (e.g., floresta natural de referência). Os dois capítulos restantes do trabalho (Capítulos 3 e 4) foram realizadas em uma área em processo de restauração florestal, com plantio de espécies nativas e elevada diversidade, no município de Campinas, São Paulo, Brasil. No Capítulo 3 foi investigado o efeito da restauração florestal na condutividade hidráulica do solo (Ks), verificando a recuperação da Ks até as condições pré-distúrbio. A Ks foi amostrada no campo em três tipos de uso do solo: (i) pastagem; (ii) área em restauração com 9 anos de idade; e (iii) florestal natural remanescente. Os resultados desse capítulo mostraram que a recuperação da Ks diferiu entre as áreas em processo de restauração; e que os atributos do solo e a recuperação da Ks foram influenciados pela intensidade e tempo de uso do solo anterior à restauração florestal. No Capítulo 4 foi avaliado o efeito do histórico de uso do solo na recuperação da Ks, dos atributos do solo e da vegetação, comparando as estratégias de restauração ativa vs. passiva (e.g., restauração assistida). Nesses capítulos concluímos que as ações de restauração florestal podem melhorar as propriedades físicas e hídricas do solo, porém, a recuperação de valores próximos aos valores de referência tem grande dificuldade, especialmente quando a área em restauração teve um histórico de uso intenso do solo. É fundamental entender como ocorre a recuperação do solo nas áreas em processo de restauração ecológica em diferentes tipos de climas, florestas e solos. Assim, fica claro a necessidade de pesquisas de longo prazo que foquem no movimento da água no perfil do solo, visando entender como a restauração florestal recupera o processo de infiltração da água no solo, inclusive na escala de paisagem (e.g., bacia hidrográfica).

[pt] O presente trabalho teve como unidade de estudo a bacia hidrográfica do rio Cachoeira, localizada na vertente sul do Maciço da Tijuca, município do Rio de Janeiro. O objetivo geral do estudo foi analisar os efeitos das alterações na cobertura vegetal dessa bacia sobre seu comportamento hidrológico. As componentes hidrológicas selecionadas para análise foram a evapotranspiração real e a vazão média na exutória da bacia. Através do método do balanço hídrico de Thornthwaite e Mather, aplicado de forma sequencial, foi estimada uma série mensal de evapotranspirações reais da bacia. Foram utilizados nesse método de balanço hídrico dados de temperaturas médias do ar e totais precipitados na região. A série de vazões médias na exutória da bacia foi obtida utilizando-se como referência as estações fluviométricas Capela Mayrink e Itanhangá, ambas situadas no interior da bacia. Por meio de tecnologias de geoprocessamento e sensoriamento remoto foram mapeadas dez imagens do satélite Landsat-5/TM, estimando-se assim as alterações ocorridas na cobertura vegetal da bacia. Finalmente buscou-se estabelecer correlações entre as variações da cobertura vegetal e das componentes hidrológicas selecionadas. O resultado obtido para a evapotranspiração real foi satisfatório, indicando uma relação direta com a dinâmica da cobertura da bacia. Entretanto não foi possível estabelecer para a vazão média uma correlação de qualidade semelhante. Através desse estudo adquiriu-se um melhor entendimento sobre a influência da variação da cobertura vegetal no comportamento hidrológico da bacia hidrográfica do rio Cachoeira. / [en] The general objective of the study was to analyze the effects of land cover changes on hydrological processes of the Cachoeira river watershed. The hydrological components selected for analysis were the real evapotranspiration and the mean flow at the exutory of the watershed. Through the Thornthwaite and Mather water balance method, applied sequentially to the period between 1997 and 2010, a monthly series of real evapotranspiration was established. The choice of this method was based on the compatibility of the data required by the method with the hydrometeorological available data. Monthly series of average air temperatures and total precipitations was used to calculate the water balance of Thornthwaite and Mather. The average air temperature data were obtained from the pluviometric station Alto da Boa Vista, located around the watershed. In order to obtain a complete and consistent data series of average air temperatures, a correlation was established of these data with the data from the climatological station of the city of Rio de Janeiro. Through this correlation was possible to confirm the consistency of the series of air temperatures and fill any gaps from 1997 until the year 2010. In this period the monthly series of average air temperatures had a mean of 22,1 Celsius degrees, ranging from a maximum of 27,5 Celsius degrees and a minimum of 17,8 Celsius degrees. The pluviometric data used as reference for the average rainfall over the Cachoeira river watershed, was recorded at the pluviometric station Capela Mayrink, located within the watershed. The consistency of this series has been verified before the other pluviometric stations around the watershed by the method of the double mass, which could confirm the consistency because no deviations were found in the precipitation behavior over time. The average annual precipitation over the watershed was 2.181 mm. The highest estimated values of real evapotranspiration were found in the rainy season, between December and March. The estimated average value of annual real evapotranspiration during the studied period was 1.056 mm, ranging between 1.007 mm and 1166 mm. This average value corresponds to approximately 50 per cent of total annual precipitated, in other words, it is indicated that half of the precipitation over the watershed would return to the atmosphere by the processes of the hydrological cycle. Besides the real evapotranspiration, the water balance also provided an estimation of the water extract of the watershed, calculating components as water deficit, water surplus and soil water storage. The mean monthly flow series at the exutory of the watershed was obtained by referencing the data recorded at the fluviometric stations Capela Mayrink and Itanhangá, both located within the watershed. The data from these stations have gone through a consistency analysis, where their fluviometric levels were verified together and their rating curves were elaborated to represent an adequate adjustment to their liquid discharge measurements. After the consistency analysis, the fluviometric levels data were transformed into flows, through the rating curves. The methodology adopted to generate the flow series at the exutory of the watershed consisted primarily in the extension of the flows series at Itanhangá station through correlation with the flows at Capela Mayrink station. Subsequently, the extended flow series at Itanhangá station was transferred to the exutory location by proportionality between drainage areas. Due to the lack of local data, it was not possible to obtain a mean monthly flow series without gaps. The comparison of the flow data with the precipitation data, obtained for the Cachoeira river watershed, showed a coherent behavior over the years. The annual variation of rainfall in the watershed was accompanied by the flow. It was possible to estimate the changes in land cover during the period from 1988 to 2010 using geoprocessing and remote sensing technologies, available at the extension Spatial Analyst Tool from the software ArcGIS 9.3. In order to obtain this data, a geographic information system was developed for the Cachoeira river watershed, composed by a digital terrain model, obtained from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), and by ten digital images obtained from the satellite Landsat-5/TM, spaced in average every two years during the studied period. The digital terrain model was used to generate the information grids of Flow direction and Flow accumulation. Through these grids, the watershed and the drainage areas of the fluviometric stations could be automatically delineated. The delimitation of the fluviometric stations drainage areas was done in order to verify the official areas mentioned in the inventory stations of the Brazilian National Water Agency. Although the calculated values did show differences in comparison with the official ones, they were used in the study, considering that the relative errors are minimized when using the same geographic basis. Initially the application of digital processing techniques on satellite images consisted of a combination of bands 5, 4, 3, to form the color composite R, G, B. All images were georeferenced at the same control points in the UTM projection system, using the Datum WGS-84, Zone 23 South. Subsequently the images were classified using the supervised classification maximum likelihood. To characterize the dynamics of land cover over time, two thematic classes were chosen: Forest Area, which has forest cover and others natural features not modified by human activities and Non-Forest Area, which includes urbanized areas and most areas that original feature has been changed as a result of human activities and. The signature samples collected for each training were simple and spatially well distributed, within the region of the studied watershed. Since the supervised classification was an automatic process, the thematic products generated showed errors, identified as isolated cells outside the context of the classes, which left the areas fragmented. In order to work around these errors and provide uniformity of the mapped classes a post-classification process was done on the images by applying a majority filter, which replaces isolated cells based on the majority of their contiguous neighboring cells. Even so, a small portion of the thematic products still showed classification errors, so they were manually edited to become more representative. Ten thematic maps of land cover for the Cachoeira river watershed were generated as products of these processes. The validation of each thematic map classification was verified through the confusion matrix. Considering that only two thematic classes with distinct characteristics were used, the performance of the confusion matrix was tendentious and insufficient to ensure the accuracy of the classification. In order to evaluate the quality of the thematic maps obtained, the thematic map generated for 2010 was compared with the official one, provided by the Municipal Secretariat of Environmental of Rio de Janeiro (SMAC). This comparison could validate the consistency of the thematic map of 2010, believing that the other thematic maps also represent an estimate of the land cover reality from past period. The ten thematic maps could estimate the history of land cover changes on the Cachoeira river watershed. It was observed at the maps that there were changes in the shape of the occupation of the watershed, however, in accordance with the estimated percentages, the evolution of land cover in the watershed had a steady behavior over the years. The consecutive differences found did not exceed the order of 3 per cent. Finally, correlations were established between the variation of the areas with forest coverage and the variation of the selected hydrological components. The result obtained at the real evapotranspiration correlation was satisfactory, which indicates a direct relationship between this hydrological component and the watershed land cover dynamic. However it was not possible to establish a correlation of similar quality with the mean flow. This study could contribute as an exercise to aggregate knowledge about the influence of land cover on hydrological processes over time.

O carste pode ser entendido como um sistema aberto, uma forma de relevo que resulta de processos que operam em conjunto nos subsistemas hidrológico e geoquímico. Os mecanismos de gênese e desenvolvimento de aquíferos cársticos levam à formação de meios anisotrópicos altamente descontínuos e heterogêneos, na sua estrutura espacial e no seu funcionamento temporal, podendo apresentar estrutura de permeabilidade hierárquica com fluxo turbulento. Apesar das limitações impostas pela anisotropia do meio, a descarga de aquíferos cársticos tende a concentrar-se em uma única ressurgência, permitindo, para entender suas propriedades, o uso da análise de sistemas baseada em estatística de séries temporais. O arranjo espacial complexo da drenagem subterrânea tem implicações no sinal hidrológico do exutório do sistema, de forma que a correta interpretação dos espectros obtidos prescindem de uma adequada caracterização da estrutura da drenagem, por meio testes com traçadores. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo investigar o sinal hidrológico e sua relação com os padrões de recarga e a geometria e distribuição espacial das drenagens subterrâneas dos aquíferos do planalto cárstico Alambari-Ouro Grosso, localizados na região cárstica do Vale do Ribeira, município de Iporanga, São Paulo. Os métodos e técnicas utilizados envolveram análises por meio de fotointerpretação, morfometria de depressões poligonais, identificação e tipificação in situ e em gabinete das feições de recarga e descarga do sistema, testes qualitativos e quantitativos com traçadores corantes, obtenção de séries históricas de parâmetros hidrológicos e estatística descritivas exploratórias em séries temporais. Os resultados obtidos a partir de testes com traçadores corantes e análises morfométricas demonstraram a existência, no mesmo sinclinal, de dois sistemas independentes e funcionalmente distintos: i) Sistema Alambari, responsável por drenar quase 80% da área das depressões poligonais do planalto e a maior área da contribuição alóctone aos sistemas (65,9%), apresentando assinaturas hidrológicas típicas de um carste bem desenvolvido; e ii) Ouro Grosso, composta por depressões poligonais menos expressivas, recargas difusas, armazenamento epicárstico/pedológico e comportamento mais inercial. O sistema Alambari apresenta ainda depressões poligonais com as maiores declividades e a maior amplitude altimétrica, o que representa recargas potencialmente mais energéticas que no sistema Ouro Grosso. As séries temporais demonstraram que, em qualquer estação climática, o sistema Ouro Grosso é mais inercial que o sistema Alambari e o efeito memória da vazão menos variável em Alambari, característica provavelmente associada a maior capacidade de drenagem do sistema. Comportamento semelhante ao da vazão foi observado na condutividade elétrica, com exceção no inverno de 2017 (o mais seco), onde observou-se uma subida gradativa da mesma, demonstrando que a memória da condutividade elétrica pode refletir a resposta rápida do sistema a impulsos de chuva ou o comportamento de longo prazo associado à lenta e constante mineralização das águas do sistema. O comportamento da condutividade elétrica no sistema Ouro Grosso é anômalo, uma vez que as injeções de água meteórica no sistema resultam em picos de saturação e não diluição. Este fenômeno foi explicado a partir da noção de \"efeito pistão\", ou seja, um impulsionamento de águas saturadas na rede fraturada e nos reservatórios epicársticos/pedológicos, resultando na disponibilização de água mineralizada ao sistema. A análise das correlações cruzadas mostrou que na relação chuva versus condutividade elétrica, nos períodos relativamente mais secos, a desmineralização da água é menor. As análises também evidenciaram o comportamento dos reservatórios dinâmicos cujo fluxo de água mineralizada aumenta quando a recarga é mais intensa. / Karsts can be understood as an open system, a form of relief resulting from processes that operate together in the hydrological and geochemical subsystems. The mechanisms of genesis and development of karst aquifers lead to the formation of highly discontinuous and heterogeneous anisotropic media, in their spatial structure and in their temporal functioning, being able to present a hierarchical permeability structure with turbulent flow. Despite the limitations imposed by the environmental anisotropy, the discharge of karst aquifers tends to concentrate in a single resurgence, allowing, to understand its properties, the use of systems analysis based on time series statistics. The complex spatial arrangement of the underground drainage has implications in the hydrological signal of the exudate of the system, so that the correct interpretation of the obtained spectra doesn\'t have an adequate characterization of the structure of the drainage, through tests with tracers. In this context, the objective of this work was to investigate the hydrological sign and its relation with the recharge patterns and the geometry and spatial distribution of the subterranean drainage of the aquifer of the Alambari-Ouro Grosso karst plateau, located in the karst region of the Ribeira Valley, southeastern Brazil. The methods and techniques used involved analysis through photointerpretation, morphometry of polygonal depressions, in situ identification and typing, and in the recharge and discharge characteristics of the system, qualitative and quantitative tests with dye tracers, obtaining historical series of hydrological parameters and descriptive statistics in time series. The results obtained from tests with dye tracers and morphometric analysis showed the existence, in the same syncline, of two independent and functionally distinct systems: i) Alambari System, responsible for draining almost 80% of the area of the polygonal depressions of the plateau and the largest area of the allochthonous contribution to the systems (65.9%), presenting hydrological signatures typical of a well developed karst; and ii) Ouro Grosso, composed of less expressive polygonal depressions, diffuse refills, epikarst/pedological storage and more inertial behavior. The Alambari system also has polygonal depressions with the highest slopes and the highest altimetric amplitude, which represents potentially more energetic recharges than in the Ouro Grosso system. The time series showed that, in any weather season, the Ouro Grosso system is more inertial than Alambari system and the flow memory effect is less variable in Alambari, a characteristic probably associated to the greater drainage capacity of the system. Similar behavior to the flow rate was observed in the electrical conductivity, except in the winter of 2017 (the driest), where it was observed a gradual increase, demonstrating that the electrical conductivity memory can reflect the rapid response of the system to impulses of rainfall or the long-term behavior associated with the slow and steady mineralization of the system\'s waters. The behavior of the electrical conductivity in the Ouro Grosso system is anomalous, since the injections of meteoric water into the system result in saturation and non-dilution peaks. This phenomenon was explained by the notion of \"piston effect\", a saturated water propulsion in the fractured network and in the epikarst/pedological reservoirs, resulting in the availability of mineralized water to the system. The analysis of the cross correlations showed that in the relationship between rainfall versus electrical conductivity, in the relatively drier periods, water demineralization is lower. The analyzes also showed the behavior of the dynamic reservoirs whose mineralized water flow increases when the recharge is more intense.

Orientador: Paulo Cesar Rocha / Banca: Isabel Cristina Moroz Caccia Gouveia / Banca: Paulo Fernando Soares / Resumo: Tendo em vista os instrumentos de gestão de recursos hídricos, as articulações para implementação de políticas, tais como a cobrança pelo uso dos recursos hídricos, em adição às concessões de outorga de uso nas bacias hidrográficas dos rios Aguapeí e Peixe, a presente pesquisa teve como objetivo realizar uma análise espaço temporal do escoamento superficial, embasado no conhecimento geográfico e hidrológico. Baseado na hipótese da existência de períodos hidrológicos de comportamento distinto (que é uma variação na magnitude do fluxo ao longo do tempo). A área de estudos localiza-se a Oeste do estado de São Paulo e está incorporada nos Comitês das UGRHis 20 e 21 devido a conformidades do meio físico. Apoiado nessa caracterização e também através de metodologias para análise dos dados hidrológicos e obtenção de parâmetros que caracterizam a morfometria da área de estudo, foi possível obter correlações cujos resultados possibilitaram gerar um mapa de zoneamento hidrológico que mostrou a variação espaço- temporal da disponibilidade dos recursos hídricos. Os resultados chamam especial atenção às diferenças entre os períodos hidrológicos. No primeiro período (1948-1962) as magnitudes das vazões específicas médias foram as menores da série; No segundo período (1972-1984) se destacou por altas magnitudes, maiores inclusive do que no terceiro período (1985-2000), cujas magnitudes podem ser consideradas intermediárias / Abstract: Regarding the tools water management, the articulation to impose the policies such as charging for the use of water resources, in addition to grants use rights in Aguapeí and Peixe River basin, this research aims to perform spatio-temporal analysis, based on geographic and hydrological knowledge. The research area is incorporated at the same Watershed Committee (Committee of Aguapeí and Peixe River Basin) on West of state of São Paulo. Based on the hypothesis of hydrological periods of rivers regimen (which is a variation in the magnitude of the flow over time) of data collected and the theoretical and methodological structure, this research presents a hydrological zoning maps in the boundaries of SIGRH and CBH-AP area as a product from the correlations among morphometric and hydrologic data along the different hydrological periods observed. The results indicate the differences in the spatio-temporal water availability. At first period (1948-1972) the specific flow average magnitude have been the lowest of the series; At second period (1972-1984) have been those with the highest magnitude, greatest than the third period (1985-2000), when the magnitude may be considered intermediary / Mestre

Orientador: Sandra Elisa Contri Pitton / Banca: Francisco Arthur da Silva Vecchia / Banca: Helmut Troppmair / Resumo: A presente pesquisa avaliou a degradação ambiental na Bacia Hidrográfica do Ribeirão Paraíso, no município de Charqueada/SP. A bacia em questão apresenta forte interferência humana, em conseqüência da expansão canavieira neste território. De posse das cartas de uso da terra (1964, 1990 e 2000), foram realizados controles de campo com o objetivo de observar as informações contidas neste material cartográfico. Foram aplicados questionários junto aos moradores da bacia, para analisar a percepção ambiental destes acerca das transformações ocorridas com a expansão do cultivo canavieiro. Finalmente, a principal contribuição deste estudo diz respeito ao plano de manejo, fundamentado não somente nos impactos negativos, mas também nas características físicas e sócio-econômicas desta bacia hidrográfica. / Abstract: This present research studied the environment degradation in the Hydrographic Basin of Ribeirão Paraíso in Charqueada/SP. This basin presents a strong human interference resulted of sugar cane expansion in this territory. Field controls were realized intending to notice the cartographic material informations based in Land Use Maps (1964, 1990 e 2000). Questionnaires were applied to basin residents to analyze the environment perception of them about the changes that happened with sugar cane expansion. Finally, the main contribution to this study is the handing plan based not only in the negative environment impacts, bus also in the physic characteristics and social-economic of this basin. / Mestre

Orientador: Sérgio dos Anjos Ferreira Pinto / Banca: Arnaldo Yoso Sakamoto / Banca: Andreia Medinilha Pancher / Banca: Lucimari Aparecida Franco Garcia Rosseti / Banca: Rubens Hardt / Resumo: As bacias hidrográficas de pequeno porte influenciam diretamente na qualidade de vida dos municípios, e as metodologias de diagnóstico ambiental em bacias hidrográficas, em sua maioria, se estendem a bacias hidrográficas de grande porte, que compreendem vários municípios, o que dificulta uma gestão participativa e eficaz. Em geral, propor alternativas de gestão para pequenas bacias hidrográficas garantem a aplicabilidade da metodologia, visto que planos de manejos que necessitem da adesão de vários municípios nem sempre são aplicáveis pela falta de interesse e participação de todos os municípios envolvidos. Fazem-se necessários estudos mais detalhados e a proposição de metodologias aplicáveis para a definição da intensidade da degradação ambiental em bacias hidrográficas de pequeno porte, que atinjam um único município, a fim de subsidiar o poder público para a tomada de decisões referentes ao manejo, a recuperação e a criação de áreas de expansão urbana, tornando os impactos do uso da terra os menores possíveis. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi propor um modelo cartográfico de diagnóstico ambiental do meio físico para bacias hidrográficas de pequeno porte, com usos da terra diferenciados, baseado no conceito de ecodinâmica de Tricart (1977). Adotou-se como área de estudo Ilha Solteira - SP, que em 1968 teve o seu traçado urbano planejado e construído para abrigar os trabalhadores na construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira. Nesse estudo, foram aplicadas duas metodologias distintas de avaliação de qualidade ambiental: a de "fragilidade ambiental" de Crepani et al (1996) e a de "diagnósticos físico-conservacionista de bacias hidrográficas" adaptado de Beltrame (1994). Como resultado, a pesquisa desenvolveu um modelo cartográfico intitulado "Diagnóstico do Meio Físico", que em comparação com os outros modelos testados, apresentou limites entre as classes mais... / Abstract: The small watersheds directly influence the quality of life of the cities, and the methodologies for environmental assessment in watersheds, mostly extend to large watersheds, comprising several municipalities, which hinders participatory management and effective. In general, proposed management alternatives for small watersheds guarantee the applicability of the methodology, as managements plans requiring the accession of several municipalities are not always applicable to lack of interest and participation of all municipalities involved. There is a need further studies and propose methodologies applicable to the definition of the intensity of environmental degradation in watersheds small, reaching a single municipality in order to subsidize the government to make decisions regarding the management, the recovery and the creation of areas of urban expansion, making the impacts of land use as small as possible. In this context, the objective of this research is to propose a cartographic model of environmental assessment of the physical environment for small watersheds of different land uses based on the concept of ecodynamics Tricart (1977). It was adopted as the study area Ilha Solteira - SP, which in 1968 had its urban layout planned and built to house workers in the construction of the hydroelectric plant of Ilha Solteira. The council was created on December 30, 1991. In this study, we will apply two different methodologies for assessing environmental quality, the "environmental fragility" of Crepani et al (1996) and "diagnostic physical conservationist watershed" adapted Beltrame (1994). As a result, the research developed a cartographic model entitled "Diagnosis of the Physical", which in comparison with the other models tested, had defined borders between classes making the map cleaner and simplified. It is noteworthy that all these map products will provide subsidies for public decision-making in order to minimize future... / Doutor

Orientador: Paulina Setti Riedel / Banca: Cláudia Maria de Almeida / Banca: Marcelo de Oliveira Latuf / Banca: Rodrigo José Pisani / Banca: Sérgio ds Anjos Ferreira Pinto / Resumo: A variabilidade climática e as mudanças no uso e cobertura da terra são dois fatores fundamentais que afetam a hidrologia das bacias hidrográficas, fortemente relacionada à disponibilidade de recursos hídricos e à sustentabilidade dos ecossistemas locais. Este trabalho estudou as mudanças do uso e cobertura da terra em uma área selecionada da UGRHI Baixo Tietê e analisou como essas mudanças influenciam a disponibilidade hídrica da bacia do ribeirão Lajeado, localizada nos municípios de Penápolis e Alto Alegre, estado de São Paulo. As mudanças no uso e cobertura da terra foram estudadas de 1985 a 2014, através da interpretação de imagens Landsat, e gerados prognósticos para os anos de 2020 e 2050, utilizando o modelo Dinamica EGO. Foram utilizados dois cenários de mudanças do estado de tempo, baseados no Relatório Especial sobre Cenários de Emissões do IPCC, o A1B, que corresponde ao cenário de médias emissões de CO2 na atmosfera, e o A2, que é um cenário de altas emissões. O modelo de circulação geral adotado foi o CM2.1, desenvolvido pela NOAA. Este modelo foi selecionado por ser um dos modelos mais indicados para subescalonamento de mudanças climáticas para a América do Sul e devido ao seu baixo erro médio quadrático relativo as observações de temperatura e precipitação. Os impactos potenciais no futuro foram explorados usando padrões de uso e cobertura da terra projetados e cenários de tempo hipotéticos estabelecidos com base na análise de observações climáticas de longo prazo. Assim, foram estabelecidos três cenários para avaliar a disponibilidade hídrica na bacia do ribeirão Lajeado: o Cenário 1 representa a continuação da tendência histórica observada no período 2008 - 2014 até 2020; o Cenário 2 corresponde ao cenário de médias emissões de CO2 na atmosfera projetado para o ano de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Climate variability and Land Use/Land Cover Changes (LULCC) are two key factors affecting hydrology of watershed, strongly related to water availability resources and the sustainability of local ecosystems. This work evaluated the impacts of LULCC and weather patterns on water availability in Lajeado stream watershed, located in Penápolis and Alto Alegre municipalities, São Paulo state. LULCC was studied from 1985 to 2014 through the interpretation of Landsat images and forecasts were generated for the years 2020 and 2050 using the Dinamica EGO model. Two scenarios of climate change were adopted, based on the IPCC Special Report on Emissions Scenarios, the A1B, which corresponds to the scenario of average CO2 emissions in the atmosphere, and A2, which is a scenario of high emissions. The General Circulation Model (GCM) adopted was CM2.1, developed by National and Atmospheric Administration (NOAA). This model was selected because it is one of the most suitable models for downscaling of climatic changes for South America and due to its low mean error relative to temperature and precipitation observations. Potential impacts on the future were explored using projected land use patterns and scenarios based on longterm climate observations. Thus, three scenarios were established to evaluate the water availability on the watershed: The first one represents the continuation of the historical trend observed in the 2008 - 2014 period until 2020; the second one corresponds to a scenario of average CO2 emissions in the atmosphere projected for the year 2050, and Scenario 3 is a high CO2 emissions scenario, projected also for the year 2050. The land use map of 2014 was adopted as a reference for the comparisons with the generated scenarios. To evaluate the hydrology changes in the watershed, the SWAT hydrological model was adopted. This physical model uses a digital elevation model (DEM) to delimit ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Roberto Braga / Banca: Antônio Cezar Leal / Banca: Andrea Aparecida Zacharias / Resumo: Esta dissertação de mestrado teve como objetivo analisar as inundações que ocorrem anualmente na cidade de São João da Boa Vista/SP, mais especificamente na bacia hidrográfica do Córrego São João. Essa análise buscou compreender quais os aspectos geográficos presentes no espaço urbano da cidade tem influência na constante ocorrência de inundações, que são um problema para a população local. A pesquisa busca mostrar esses aspectos através do levantamento das Áreas de Preservação Permanentes da bacia hidrográfica do Córrego São João, em relação aos tipos de uso e ocupação do solo e a composição da paisagem, e também através de uma comparação entre as áreas com maior índice de ocorrência de inundações no município de São João da Boa Vista e a distribuição da malha urbana inserida na bacia hidrográfica do Córrego São João, além da identificação das áreas impermeáveis. A metodologia da pesquisa foi dividida em quatro pilares: revisão bibliográfica, cartografia, trabalhos de campo e questionários. A pesquisa traz uma discussão a respeito dos rios urbanos, e como as alterações provocadas pelo homem aumentam o risco a determinadas situações, como as inundações. A análise abarca essa temática especificamente na bacia hidrográfica do Córrego São João, através do levantamento histórico de ocupação do espaço geográfico em questão, trazendo o também o histórico de inundações, as características físicas da área de estudo e quais aspectos geográficos influenciam diretamente na constante oco... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation aimed to analyze the floods occurring annually in the city of São João da Boa Vista/SP, more specifically in the Corrego São João‟s hydrographic basin. This analysis sought to understand which geographical aspects present in the urban space of the city has influence in the constant occurrence of floods, which are a problem for the local population. The research seeks to show these aspects through the survey of the Permanent Preservation Areas of the Corrego São João‟s basin, in relation to the types of land use and occupation and the composition of the landscape, and also through a comparison between the areas with the highest index of flood occurrence in the municipality of São João da Boa Vista and the distribution of the urban network inserted in the catchment area of Corrego São João, besides the identification of the impermeable areas. The methodology of the research was divided into four pillars: bibliographic review, cartography, fieldwork and questionnaires. The research brings a discussion about urban rivers, and how the changes caused by man increase the risk to certain situations, such as floods. The analysis covers this theme specifically in the São João stream basin, through the historical survey of occupation of the geographic space in question, bringing also the history of floods, the physical characteristics of the study area and which geographic aspects directly influence the constant occurrence of floods. The actions carried out by the publ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O estudo apresentado fundamenta-se no evento extremo ocorrido em março de 1967, na Bacia do Rio Santo Antônio, no Município de Caraguatatuba, Brasil, tendo por objetivo esclarecer os reais impactos do fenômeno de debris flows, ou corridas de detritos, produzido por precipitações intensas. Os riscos intangíveis de vítimas humanas e tangíveis de danos materiais associados a tal evento na região são muito maiores nos dias de hoje, devido ao crescimento demográfico e à implantação de grandes empreendimentos industriais, como os do setor petrolífero, com reduzidos e, muitas vezes inexistentes, sistemas de defesa. Considerando tais fatores, a região necessita de estudos detalhados que possibilitem a elaboração de planos diretores mais eficazes, com objetivas diretrizes para a tomada de decisões, planos de contingência, regulação da distribuição da população, medidas estruturais mitigadoras e remediadoras. Para chegar aos resultados do estudo, foi definido o modelo digital do terreno a partir de análises topográficas, geográficas, hidrográficas e de uso e ocupação do território. A simulação de um evento similar ao ocorrido em 1967 resultou em valiosas informações para a definição de planos de evacuação, diretrizes de zoneamento, critérios de desmobilização, planos diretores para o município e implantação de obras de defesa. / The study here proposed aims to define the real impacts of the debris flows phenomenona, caused by a very intense rainfall, based on the disaster occurred in March of 1967, in Caraguatatuba, Brazil. The risk regarding mainly human casualties and material losses associated to such events in the region is higher nowadays, due to the increasing population rates and the settling of large companies such as oil industry, with reduced defense measures and works. Considering these factors, the region needs more detailed studies that will enable more effective master plans, decision making guidelines, contingency plans, population distribution regulation and structures of mitigation and remediation. In order to achieve these results, it was defined a digital terrain model through analysis of topographic, geographic, hydrographic and soil occupation data. The simulation of a similar extreme event as of 1967\'s on this model will result in valuable information to define evacuation plans, zoning guidelines, demobilization criteria, master plans and structural defenses.

Mais da metade da vegetação nativa no Brasil ocorrem em propriedades privadas, por isso a importância da compatibilização das atividades agropecuárias com a conservação dos recursos naturais. Os benefícios gerados pelos ecossistemas para os seres humanos são definidos como serviços ecossistêmicos, que podem ser pagos para incentivar a manutenção e restauração da vegetação nativa nas propriedades rurais, com os chamados programas de Pagamento por Serviços Ambientais (PSA). A metodologia proposta neste estudo proporciona um avanço no sentido do planejamento espacial da paisagem em propriedades privadas, a fim de aumentar o fornecimento de serviços ecossistêmicos, levando em conta a percepção dos tomadores de decisão no manejo do uso do solo, por meio de Análise de Decisão Multicritérios (MCDA). A metodologia foi testada na microbacia do córrego Cavalheiro, que é afetada pela fragmentação do habitat e conversão de terras para fins agrícolas. Os resultados mostraram que para os serviços ecossistêmicos hidrológicos, utilizados pelos programas de PSA brasileiros, deve existir uma ponderação entre a regulação do regime hidrológico com a consequente diminuição da vazão anual esperada devido ao incremento da área florestada. Em um dos cenários de uso e ocupação do solo, no qual se propôs a ocupação de 51,8 % da microbacia por vegetação nativa, houve uma diminuição de 81,25 % no escoamento superficial e de 32,2 % no escoamento de base. Entretanto, este aumento da cobertura vegetal provou ter a função de regulação hídrica, aumentando de 68 % para 87 % a contribuição da vazão de base no escoamento total da microbacia. Isso mostra que a decisão quanto ao tamanho das áreas de vegetação nativa deve ficar por conta das funções ecológicas mais exigentes, que para o caso da área de estudo mostrou ser o suporte à biodiversidade. O uso da ponderação dos critérios para a análise de decisão multicritério (MCDA) mostrou que os tomadores de decisão da microbacia estão interessados em novas formas de manejo de uso do solo, visando a regulação do regime hidrológico, aumento do suporte à biodiversidade e paisagens que tragam maior potencial às atividades de ecoturismo. Assim, os cenários com maiores áreas de vegetação nativa (cenários 6 e 8) foram classificados em primeiro lugar, uma vez que contribuíram de forma significativa com os serviços ecossistêmicos analisados. Portanto, a metodologia utilizada contribuiu com informações essenciais para a fase de diagnóstico e análise da elaboração de programas de Pagamento por Serviços Ambientais (PSA) para microbacias. / More than half of the native vegetation in Brazil occurs in private properties, this demonstrates the importance of the compatibilization of agricultural activities with the conservation of natural resources. The benefits generated by ecosystems for humans are defined as ecosystem services, which can be paid to encourage the maintenance and restoration of native vegetation on farms, with so-called Payment for Environmental Services (PES) programs. The methodology proposed in this study provides a step towards the spatial planning of the landscape in private properties, in order to increase the supply of ecosystem services, taking into account the perception of the decision makers in the land use management, through Multicriteria Decision Analysis (MCDA). The methodology was tested in the Cavalheiro stream microbasin, which is affected by habitat fragmentation and land conversion for agricultural purposes. The results showed that for hydrological ecosystem services, used by Brazilian PES programs, there should be a weighting between the regulation of the hydrological regime and the consequent decrease in the expected annual flow due to the increase of the forested area. In one of the land use and occupation scenarios, in which 51.8% of the microbasin was occupied by native vegetation, there was a decrease of 81.25% in surface runoff and 32.2% decrease in base runoff. However, this increase in vegetation cover proved to have the function of water regulation, increasing the contribution of the base flow to the total runoff of the watershed from 68% to 87%. This shows that the decision on the size of native vegetation areas must be based on the most demanding ecological functions, which for the case of the study area has been shown to be the support for biodiversity. The use of criteria weighting for multicriteria decision analysis (MCDA) has shown that microbasin decision makers are interested in new forms of land use management, aiming at regulating the hydrological regime, increasing support for biodiversity and landscapes that Bring greater potential to ecotourism activities. Thus, scenarios with larger areas of native vegetation (scenarios 6 and 8) were ranked first, since they contributed significantly to the ecosystem services analyzed. Therefore, the methodology used contributed with essential information for the diagnostic and analysis phase of the elaboration of Environmental Services Payment (PSA) programs for the Cavalheiro stream microbasin.