Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-06-03T14:46:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thiago Pimentel Marinho.pdf: 3937642 bytes, checksum: f6e39a3267d5717181c24c041a1ccf76 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-06-03T18:22:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thiago Pimentel Marinho.pdf: 3937642 bytes, checksum: f6e39a3267d5717181c24c041a1ccf76 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-06-03T18:22:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thiago Pimentel Marinho.pdf: 3937642 bytes, checksum: f6e39a3267d5717181c24c041a1ccf76 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-03T18:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thiago Pimentel Marinho.pdf: 3937642 bytes, checksum: f6e39a3267d5717181c24c041a1ccf76 (MD5) Previous issue date: 2014-07-23 / Outras / This research presents contributions regarding studies focused Spatial Hydrology, which is presented here as an alternative for monitoring suspended sediment concentrations in the Amazon Basin. Analyses were directed to study the confluence of the Negro (Black Water) and Solimões (White Water) rivers in the state of Amazonas, Brazil. This confluence of rivers with water color and sediment concentrations suspension different, despite being internationally and national known is little studied from the viewpoint of the hydrological functioning and hydrosedimentological. The research objective is to monitor the concentration of suspended sediment at the confluence of two rivers from remote sensing. Furthermore, to sought to analyze the dynamics of the transport and concentration of suspended sediment at the confluence of the Negro and Solimões rivers in order to contribute to a better understanding of the role of each river in the hydrological cycle of the Amazon River. / Este trabalho apresenta contribuições aos estudos voltados a Hidrologia Espacial, que se apresenta aqui como uma alternativa de monitoramento das concentrações de sedimentos em suspensão para a Bacia Amazônica. As análises foram direcionadas para o estudo da confluência dos rios Negro (Águas Negras) e Solimões (Águas Brancas) no Estado do Amazonas, Brasil. Esta confluência de rios com águas de cores e concentrações de sedimentos em suspensão distintas, apesar de conhecida nacional e internacionalmente, é pouco estudada do ponto de vista de seu funcionamento hidrológico e hidrossedimentológico. O objetivo desta pesquisa é monitorar a concentração de sedimentos em suspensão da confluência dos dois rios supracitados a partir de técnicas de sensoriamento remoto. Além disso, buscou-se analisar a dinâmica do transporte e concentração de sedimentos em suspensão na confluência dos rios Negro e Solimões a fim de contribuir para o melhor entendimento do papel de cada rio no ciclo hidrológico do Rio Amazonas.

A previsão hidrológica é um processo estocástico dependente de fatores aleatórios, e, por si só, possui incertezas, porém, como a descarga sólida de um rio se correlaciona com a vazão por uma relação do tipo potência, na previsão do assoreamento de reservatório estas incertezas são maximizadas. Métodos empíricos e semi-empíricos de previsão de assoreamento negligenciam importantes fenômenos hidráulicos que regem o comportamento instantâneo do transporte de sedimentos. Incertezas e erros na estimativa da vida útil de reservatórios na fase de estudo de viabilidade é prejudicial ao processo decisório de qual reservatório e/ou se o reservatório deve ser construído. A pesquisa identificou os mecanismos de como a variabilidade hidrológica influencia a previsão do assoreamento de reservatórios por meio de casos idealizados e validação das hipóteses em estudo de caso, também foi proposto um fluxograma de atividades para a previsão de assoreamento capaz de reduzir incertezas inerentes a estes estudos, pautado na modelagem hidrodinâmica de transporte de sedimentos, ferramentas de hidrologia estatística e uso de múltiplos cenários, o Procedimento Metodológico para Redução de Incertezas na Previsão do Assoreamento de Reservatórios (PRIPAR - NH). Identificou-se que: séries de vazões com maior variabilidade resultam em um aporte de sedimento maior quando comparado à somatório de seu valor médio, e quanto maior a variabilidade maior o aporte resultante; séries com mesmo aporte de sedimentos e maior parte nos primeiros anos do reservatório resultam em assoreamento mais rápido devido a relativa alta Eficiência de Retenção de sedimentos nos primeiros anos e sua redução com a evolução do assoreamento; e, comprovou-se que modelos estocásticos para geração de séries sintéticas produzirão séries ligeiramente diferentes caso aplicados mais de uma vez, mesmo quando utilizando parâmetros de calibração iguais, causando significativa diferença na previsão do assoreamento. O PRIPAR - NH foi aplicado no estudo de caso do reservatório da PCH Mogi-Guaçu. Os 50 cenários analisados suportam a hipótese, apresentando amplitude de 12,4% do volume assoreado calculado, com média de 48,1% de seu volume em 50 anos. / The hydrologic forecast is a stochastic process that relays on a random factor. It present uncertainties by itself, but when used for reservoir sedimentation studies this uncertain are maximized due the fact that sediment load relates with flow discharge by a power type function. Empirical and semi-empirical methods for reservoir sedimentation forecast, widely used in Brazil, neglects important hydraulic phenomena that governs the instantaneous sediment transport behavior. Uncertainties and errors in reservoirs useful life estimation during feasibility studies are detrimental for the process of choosing which reservoir should be build and/or if the reservoir should be build. This study identified how hydrologic forecast and flow variability affects reservoir sedimentation studies, by means of hypothetical ideal scenarios and validations of the hypothesis in a study case. It also proposed a process flowchart for reservoir sedimentation studies able reduces uncertainty by the use of sediment transport modelling, statistical tools applied in hydrology and multiple scenarios, the PRIPAR-NH. It was identified that: as the degree of variability in flow data series increases, sediment loads also increase in comparison with the value calculated by the average flow; for the same sediment income, data series that presents most part of the sediment loads in the early years of the reservoir operation presents a faster sedimentation, it is explained by the fact the sediment Trap Efficiency reduces along the time due the reservoir storage capacity loss; and, it was proved that stochastic model will produce different data series if applied more than once, even when using the same calibration parameters, and it affects significantly the sedimentation forecast results. The PRIPAR-NH was applied to assess the sedimentation in Mogi-Guaçu Hydropower reservoir. The 50 analyzed scenarios support the study main hypotheses, presenting results for sedimentation volume ranging in 12.4%. The average sedimentation volume found was 48.1% for a 50 years scenario.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:02:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoMetodologiaRegionalizacao.pdf: 9137398 bytes, checksum: c65cf53142fd9bd5c2600134e77a11e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:36:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoMetodologiaRegionalizacao.pdf: 9137398 bytes, checksum: c65cf53142fd9bd5c2600134e77a11e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:36:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoMetodologiaRegionalizacao.pdf: 9137398 bytes, checksum: c65cf53142fd9bd5c2600134e77a11e8 (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A ausência ou a insuficiência de dados fluviométricos de séries longas e confiáveis, devido a fatores físicos e/ou econômicos, é um dos principais desafios enfrentados em estudos hidrológicos. Com o intuito de contornar esse problema, na presente Tese, foi proposto a aplicação do método de regionalização de curvas de permanência de vazões. Nesse contexto, a hipótese principal foi dividir a região da Amazônia Legal em regiões homogêneas, definidas pelos métodos de análise de agrupamento hierárquico de Ward e difuso Fuzzy C-Means, e para cada uma, formular modelos regionais de curvas de permanência de vazões. Para os dois métodos de análise de agrupamento, a distância euclidiana foi usada como medida de similaridade, e as variáveis explicativas da vazão (área de drenagem, precipitação anual média, comprimento e desnível do rio), foram usadas como dados de entrada. Foram obtidas 4 regiões homogêneas por intermédio do método de Ward e 14 regiões por Fuzzy C-Means. Curvas de permanência foram construídas para cada uma das 214 estações fluviométricas distribuídas em suas respectivas regiões, e calibradas em função de 6 modelos matemáticos (linear, potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). Para cada região homogênea formada pelos métodos de análise de agrupamento, foi formulado um modelo regional de curvas de permanência de vazões, utilizando-se análise de regressão múltipla, relacionando os parâmetros do melhor modelo matemático calibrado com as características físicas (área de drenagem, comprimento e desnível do rio) e climática (precipitação anual média) das bacias. Os modelos regionais obtidos foram validados por meio do método “Jack-Knife cross validation”. Os índices de desempenho encontrados - valores de NASH ≥ 0,75 em mais 62% dos casos, situando-se na faixa de desempenho de aceitável a bom - permitiram concluir que o método Fuzzy C-Means foi o mais indicado para a formação de regiões hidrologicamente homogêneas de vazão. Os modelos regionais desenvolvidos para cada uma das regiões formadas, apresentam-se como uma boa alternativa na modelagem de curvas de permanência de vazão para médias e pequenas bacias sem dados de vazão na região da Amazônia Legal. / The absence or failure of hydrometric data with long and reliable series, by factors of physical and / or economic order, is one of the main challenges faced in hydrological studies. In order to work around this problem, in this thesis, the application of regionalization method of flow duration curve was proposed. In this context, the main idea was to divide the region of the Amazon in homogeneous regions defined by the methods of hierarchical cluster analysis of Ward and diffuse Fuzzy C-Means, and for each, formulate regional models of flow duration curves. For both methods of the Euclidean distance cluster analysis was used as a similarity measure, and the explanatory variables the flow (drainage area, mean annual precipitation, length and slope of the river), as input data. We obtained four homogeneous regions through the Ward method and 14 regions by Fuzzy C-Means. Duration curves were constructed for each of the 214 gauged stations distributed in their respective regions, and calibrated according to 6 mathematical models (linear, power, exponential, logarithmic, quadratic and cubic). For each homogeneous region formed by cluster analysis methods, a regional model of flow rates of duration curves using multiple regression analysis was formulated, relating the parameters of the best model calibrated with the physical characteristics (drainage area, length and slope of the river) and climate (average annual precipitation) basins. The obtained regional models were validated by the method Jack-Knife cross validation. The performance indices found – values of NASH ≥ 0,75 in over 62% of cases, standing in the performance range from acceptable to good – showed that the Fuzzy C-Means method was the most suitable for the formation of homogeneous regions of flow. The regional models developed for each of the regions formed, are presented as a good option for modeling of flow duration curve for medium and small basins without flow data in the Amazon region.

A conversão da Mata Atlântica original, em áreas de agricultura, florestas plantadas, pecuária e outras atividades, têm causado impactos ambientais cujas conseqüências ainda não foram completamente avaliadas do ponto de vista científico, incluindo estudos hidrológicos em locais onde houve a implantação de florestas de eucalipto. Dentro desse contexto, o objetivo principal do presente trabalho foi o de realizar um estudo integrado da hidrologia e da dinâmica do nitrogênio ( N-NH4 + e N-NO3 -) , em uma bacia com cobertura florestal de eucalipto, localizada na Fazenda Sertãozinho II, pertencente a Votorantim Papel e Celulose , próximo ao Parque Estadual da Serra do Mar, núcleo de Santa Virgínia. O estudo realizado no período de janeiro a dezembro de 2008, mostrou que a área de estudo apresentou uma precipitação de aproximadamente de 1300 mm, 14% de interceptação, 38% de deflúvio e uma evapotranspiração de aproximadamente de 800 mm para o período de estudo. O escoamento superfícial foi pouco expressivo, devido a baixa intensidade da precipitação. Em termos de nitrogênio, a microbacia apresenta concentrações muitos baixas desse composto, em sua maioria abaixo do limite de detecção (0,71 \'mü\'M para N-NO3 - e 1,43 \'mü\'M para N-NH4 +). O aporte atmosférico de nitrogenio inorgânico no período de estudo foi de 2,35kg. ha-1, e a saída via deflúvio foi de 0,14 kg.ha-1 / The conversion of the original Mata Atlântica, into areas of agriculture, planted forests, cattle and other activities have caused environmental impacts which consequences havent been completely evaluated yet by the scientific point of view, including hydrological studies in places where there had been an implantation eucalyptus forests. In this context, the main objective of the present paper was to carry out an integrated study of the hydrology and the nitrogen dynamics (N-NH4+ e N-NO3-), in a basin covered with eucalyptus forest, located in a farm called Fazenda Sertãozinho II, wich is a property of Votorantim Papel e Celulose, near Parque Estadual da Serra do Mar, nucleus of Santa Virginia. The study carried out from January to December of 2008, showed that the studied area presented a precipitation of aproximately of 1300 mm, 14% of interception, 38% of runoff and evapotranspiration of aproximately of 800 mm in the period of study. The superficial draining was of little significance, due to a low intensity of the precipitation. In terms of nitrogen, the microbasin presents very low concentrations of this compound, in its majority below detention limit (0.71 \'mü\'M for N-NO3 - and 1.43 \'mü\'M for N-NH4 +). The atmosphere input of inorganic nitrogen during the period of study was 2.35 kg.ha-1, and the exit through runoff was 0.14 kg. ha-1

Orientador: Didier Gastmans / Resumo: A necessidade do estudo os diferentes processos do ciclo hidrológico de forma integrada tem se tornado cada vez mais urgente, uma vez que o uso do termo “crise hídrica” se torna cada vez mais frequente. Nesse sentido, a determinação de taxas de recarga e quantificação dos fluxos subterrâneos, aliados ao uso de isótopos estáveis (2H e 18O), que são excelentes traçadores da movimentação da água no ciclo hidrológico, impulsionaram esse estudo, buscando gerar informações científicas fundamentais para uma melhor gestão dos recursos hídricos. Situada numa porção de afloramento do Sistema Aquífero Guarani (SAG), a área de estudo está inserida em uma pequena bacia hidrográfica na porção oeste do estado de São Paulo, onde as águas subterrâneas e superficiais são responsáveis pelo abastecimento de inúmeras cidades da região. O estudo teve como principal objetivo compreender a dinâmica entre os diversos compartimentos do ciclo hidrológico, buscando mudanças nos padrões de precipitação e de recarga subterrânea, por métodos de fácil aplicação, como balanço hídrico e flutuações dos níveis d’água (WTF), bem como a aplicação de traçadores isotópicos (δ2H e δ18O) em diferentes sazonalidades. Ao considerar a sazonalidade dos dados isotópicos na chuva, águas superficiais e subterrâneas, pode-se observar que os valores de δ18O são mais empobrecidos durante a estação chuvosa e mais enriquecidos durante a estação seca. A diferença entre os sinais isotópicos permitiu compreender a movimentação da á... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need to study the different processes of the hydrological cycle in an integrated way has become increasingly urgent since the use of the term "water crisis" becomes more and more frequent. In this sense, the determination of rates of recharge and quantification of the underground flows, together with the use of stable isotopes (2H and 18O), which are excellent tracers of water movement in the hydrological cycle, stimulated this study, seeking to generate scientific information fundamental to better management of water resources. Located in a portion of the outcrop of the Guarani Aquifer System (SAG), the study area is in a small hydrographic basin in the western portion of the state of São Paulo, where groundwater and surface waters are responsible for the supply of numerous cities located there. The main objective of this study is to understand the dynamics between the various compartments of the hydrological cycle, searching for changes in precipitation and underground recharge patterns, using easy-to-apply methods such as water balance and water level fluctuations (WTF), as well as the application of isotopic tracers (δ2H and δ18O) in different seasonal conditions. When considering the seasonality of the isotopic data in rainfall, surface water, and groundwater, it can be observed that δ18O values are more depleted during the rainy season and more enriched during the dry season. The difference between the isotopic signals allowed to understand the movement of the water... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Durant el període 1995-2002 Catalunya va patir una sequera prolongada que va afectar, en diferent grau, als sistemes fluvials de les Conques Internes Catalanes, especialment per la seva durada que va comprendre des d'un mínim de 2 anys en les conques del nord fins a 6 anys en les del sud. Dins aquest marc, aquesta tesi pretén estudiar l'efecte d'aquesta sequera sobre la qualitat físico-química, les comunitats de macroinvertebrats i els índexs biòtics emprats en el seguiment de la qualitat ecològica dels nostres rius, en concret en l'índex BMWPC, l'ASPT, el nombre de tàxons i l'índex EPT. També s'hi ha fet una actualització del BMWPC, i la predicció mitjançant descriptors ambientals del seu valor amb l'objectiu d'avaluar la integritat de les comunitats de macroinvertebrats en els punts de la xarxa de seguiment de les Conques Internes Catalanes (CIC). S'hi inclou també l'estudi de la variació interanual dels principals descriptors físics, químics i biològics analitzats per conques i separant-hi els paràmetres biològics de tots els altres, per la qual cosa s'ha empleat l'anàlisi de PCA i les distàncies de pertorbació obtingudes a partir d'aquestes anàlisis, d'acord amb la metodologia formulada per Sabater et al. (1991). Els resultats obtinguts mostren que els descriptors que s'han utilitzat són els adequats i aquests són, en part, els mateixos que recomana la Directiva Marc de l'Aigua. Es pot dir que l'efecte de sequera és més important especialment per les comunitats menys alterades i que les reduccions de cabal afecten tan a les estructures de les comunitats de macroinvertebrats (efecte parcialment apaivagat als rius regulats) com a la qualitat físico-química dels rius de les CIC. Pel que fa a l'índex BMWPC no ha mostrat cap davallada de seu valor en resposta a la sequera, ja que s'han mesurat durant tot el període uns valors iguals o un xic millors en funció de l'equilibri que s'obté entre els tàxons sensibles que desapareixen i els lenítics que s'incorporen a cada comunitat, la qual cosa fa que sigui un índex robust en front a la sequera. Per avaluar els canvis en l'estructura de les comunitats de macroinvertebrats és precís l'ús de l'índex ASPT, que valora la qualitat relativa de tota la comunitat i s'ha mostrat com a l'òptim per observar l'efecte de la llarga sequera soferta. En relació amb les distàncies de pertorbació s'ha confirmat que augmenten quan minven els cabals i decreixen quan aquests s'incrementen. / During the period between 1995 and 2002 Catalonia suffered a long lasting drought that affected in varying degrees the river system of the Catalan Internal Basins (CIB), especially in which refers to the time length, ranging from a minimum of two years in the north basins to six years in the southern ones. Within this framework, this thesis aims to study the effects of this drought on the physical-chemical quality, the macroinvertebrate communities and the biotic indices used in monitoring the ecological quality of our rivers. Particularly the BMWPC, EPT, ASPT and richness (number of taxa) indexes were used.The update of the BMWPC, and the prediction of the index changes through environmental descriptors of its value in order to evaluate the integrity of the macroinvertebrate communities in the different points of the control network monitoring the CIB have also been made. The interannual variation of the main physical, chemical and biological descriptors by basins was performed, and analysed by separating the biological parameters from all others. For it, the PCA analysis has been used and the disturbance distances in accordance with the methodology formulated by Sabater et al. (1991) were established.The results obtained show that the descriptors used are suitable and are partially the same ones that the Water Framework Directive recommends. The drought effect is important especially for the less altered communities and the flow reductions affect both the structures of the macroinvertebrates communities (effect partially appeased in the regulated rivers) and the physico-chemical quality of the rivers and the CIB.The BMWPC index has not been showing any decrease of its value in relation to the drought. It is to note that it has been measured during periods with equal or slightly better values in terms of the balance achieved between disappearing sensitive taxa and lentic taxa being incorporated into each community, Then the index, proved to be robust in drought conditions. To assess changes in the structure of the macroinvertebrate communities it is necessary to use the ASPT index which establishes the relative quality of the whole community. It has also been proved to be the optimum index to use in order to study the effect of the drought suffered. In relation to the distances from disturbance, it has been confirmed that they have increased when the flows diminished and decreased when flow increased.

The shallow subsurface of the earth is an extremely important geological zone that yields much of our water resources, supports our agriculture and ecosystems. Safe and effective management of our natural resources is a major challenge, that is, not to overexploit and pollute the aquifer systems. The hydrogeophysics discipline has emerged in recent years to investigate the potential that geophysical methods hold for providing quantitative information about subsurface hydrogeological parameters and processes. Water is essential for life. It has been and will continue to be a hot topic in both the political and scientific fields for years to come.Chapter two, Hydrogeophysics, aims to review the actual state of the hydrogeophysical discipline showing the paramount perspectives of the geophysical methods applied to the hydrogeology discipline. Hydrogeophysical importance relies on its multidisciplinarity. That is, the joint interpretation of geophysical and hydrogeological data to get better approach and more constrained/reliable hydrogeologic models. The principal geophysical methods that have actually been applied to hydrogeology problems are reviewed, as well as their challenges, limitations and concerns. Electric and electromagnetic methods that provide electrical resistivity models have been examined in detail. The electrical resistivity is considered, given that this property is highly controlled by the hydrogeological properties of the media (lithology, porous structure, water content and quality). However, the complexity of the property contribution of the geophysical response made the transfer step from geophysical model to hydrological properties a complex issue. Chapter three, Audiomagnetotelluric method (AMT), presents further insights of the AMT frequency domain method. Firstly, theoretical basics of the AMT method, investigation depth and magnetotelluric family methods (frequency recording capability) are reviewed. Further on, the determinant mode modelling process is discussed in order to obtain a reasonable approach of three-dimensional media along two-dimensional profiles. This chapter demonstrates in detail Stratagem EH4 equipment, in particular, source effects, optimal transmitter receiver distance, and signal improvement of controlled electromagnetic source.Part II is composed of three different hydrogeophysical case studies at different scales where AMT plays a key role on the approach to each aquifer system.Chapter four, Tordera deltaic aquifer, Spain, is a hydrogeophysical application carried out on a porous aquifer media extensively affected by seawater intrusion. This chapter presents a multidisciplinary approach to a fluviodeltaic aquifer system. Hydrogeological information, AMT, seismic reflection and velocity tomography models have been evaluated together to provide spatially continuous information about aquifer properties processes and boundaries. Two and three-dimensional inverse models have been obtained and validated with hydrogeological data. In addition, an AMT monitoring experiment has been performed every four months to monitor seasonal seawater changes along the main seawater intrusion path. Chapter five, La Soutte, Vosges, France is based on the AMT study on "La Soutte", natural hydrogeophysical laboratory. In this case, 3D AMT forward model look into a small scale catchment area, aimed to provide a mesoscale framework for other geophysical applications carried out on the site. Combined use of AMT and DC surface resistivity has been also used to image different resolution and work scale of each method. Chapter six, Spring Valley, Nevada, USA presents the AMT study out on Spring Valley, a 110 km long valley on the Nevada Desert aimed to provide a structural framework for water resources exploration and hydrological modelling. Five 2D AMT profiles along the valley, together with gravity and magnetometry data have been analysed to map the aquifer bounding structure and sediment infill in a typical Basin and Range setting. Faults, stratigraphy, and estimates of depth to basement are valuable information for assessing groundwater potential.

The path for the application of the concept sustainable forest management is connected with the proper understanding of the interaction of the planted forest with all other elements of the ecosystem, such as the energy flow, hydrological cycle and the nutrient cycling. However, the studies which elucidate the water yield in a small watershed under the effect of silviculture are in some cases, divergent. This points up a challenge: what is the real effect of the Eucalyptus forest under the hydrological regime of a small watershed in the campanha gaúcha region? Considering that, the purpose of this research is to evaluate the influence of the land use on some parameters of the surface hydrological regime and groundwater. Two small watershed of the city of Rosário do Sul RS were used for the experiment, one of them reforested (MF) with the species of the genus Eucalyptus in 95 ha and the other one (testimony) with natural grassland (MC) in 21 ha. Both small watershed were located in a characteristic Pampa Biome region. In particular, the purposes were: to evaluate the impact of the soil use on the runoff, to quantify the groundwater recharge in unconfined aquifer, to perform the surface and subsurface water balance of the watersheds and to try to obtain an approximate value of the daily use of Eucalyptus under the conditions of the research. Thus, the aim was to monitoring all crucial parameters for a good understanding of the relations and changes involved in a watershed with forest cover and another one with native grassland, like precipitation, interception, runoff and direct recharge of the unconfined aquifer. The surface monitoring began in October 2008 and the subsurface in August 2009, through hydrometric stations and piezometers, properly instrumentalized. The main results were a reduction of 49,8% of the runoff of MF in relation to MC. The MF presented higher direct recharge to groundwater compared to MC. There was also a difference in the underground storage during the period of this study, considering that MF elapsed in a monthly average loss of 1,05 mm at the water table fluctuation. In addition, for the conditions of the research, the MF presented a daily average evapotranspiration of approximately 18,5 Liters/day/water for a space of 6 m2, and this would represent the approximate value of the use of water by a 7 years old eucalyptus tree. / Ao se entender a interatividade da floresta plantada com os demais elementos do ecossistema, como fluxo de energia, ciclo hidrológico e de nutrientes, se estaria no caminho da aplicação do conceito de manejo florestal sustentável. Entretanto, os estudos que elucidam a relação da produção de água em uma microbacia sob efeito da silvicultura são por vezes divergentes. Isso aponta para um desafio: qual o real efeito da floresta de Eucalyptus sobre o regime hidrológico de microbacia na região da campanha gaúcha? Logo, busca-se avaliar a influência da cobertura vegetal sobre alguns parâmetros do regime hidrológico superficial e subterrâneo. Utilizou-se de duas microbacias na cidade de Rosário do Sul-RS, uma florestada (MF), com espécie do gênero Eucalyptus com 95 ha e outra (testemunha) com pastagem natural (MC) com 21 ha, situadas em região característica do Bioma Pampa. Mais especificamente, busca-se avaliar o impacto do uso do solo sobre o deflúvio, quantificar a recarga subterrânea em aquífero livre, realizar o balanço superficial e subterrâneo das microbacias e chegar a um valor aproximado de uso diário do eucalipto nas condições da pesquisa. Assim, buscou-se monitorar todos os parâmetros cruciais para um bom entendimento das relações e trocas existentes em uma microbacia com cobertura florestal e outra com pastagem como precipitação, interceptação, deflúvio e recarga direta do aquífero. O monitoramento superficial iniciou-se em outubro de 2008 e o subterrâneo em agosto de 2009, por meio de estações hidrométricas e piezômetros, devidamente instrumentalizadas. Como principais resultados tem-se uma redução de 49,8% do deflúvio da MF em relação à MC. A MF apresentou maior recarga direta subterrânea comparada à MC. Houve também uma diferença no armazenamento subterrâneo durante o período de estudo, sendo que a MF transcorreu em perda mensal média de 1,05 mm no nível do lençol freático. Além disso, para as condições da pesquisa, a MF apresentou uma evapotranspiração média diária de aproximadamente 18,5 Litros/água/dia para um espaço de 6 m2, o que traduziria o valor aproximado de uso de água por uma árvore de eucalipto aos 7 anos.

[pt] O objetivo principal do trabalho consiste na análise de problemas de fluxo sob uma ótica integrada através de simulações numéricas. Tal perspectiva vêm ganhando grande atenção por parte de profissionais da área, pois permite uma abordagem mais representativa dos processos da natureza. O programa utilizado, Mike SHE, desenvolvido pelo Instituto de Hidráulica Dinamarquês, é criado num esquema determinístico e distribuído e utiliza o método das diferenças finitas como solução. O programa simula o fluxo na superfície, canais e nas zonas saturada e não saturada. No primeiro exemplo, simulou-se a interação entre um aquífero de baixa profundidade e um rio. No segundo, verificou-se a resposta do escoamento superficial submetido a variações metereológicas e fisiográficas. Ambos casos foram validados por soluções analíticas. No terceiro, realizou-se uma simulação integrada em uma escala regional para compreensão da resposta dinâmica entre os diversos armazenamentos e através de uma ferramenta de pós- processamento, calculou-se o balanço hídrico. Por fim, avaliou-se a resposta da bacia hidrográfica do Quitite e Papagaio, localizada no maciço da Tijuca, Rio de Janeiro, mediante registros de picos de precipitação anuais. As análises integradas foram satisfatórias comparando-se a modelagens individuais. O acoplamento é explícito, permitindo a inserção de passos de tempo convenientes com cada ambiente. Por fim, a abordagem integrada permitiu que os modelos dos quatro casos fossem calibrados de acordo com parâmetros de cada ambiente hidrogeológico, aumentando a confiabilidade das simulações. / [en] This master thesis aims the analysis of flow problems under an integrated approach through numerical flow modelling. The relevance of this perspective has been increasing steadily, since it allows a more representative assessment of the nature processes. The program used, named Mike SHE, developed by the Danish Hydraulic Institute, was created in a deterministic and distributed approach solved by finite difference method. The program is comprised of modules, each representing a storage: surface, channels, vadose and saturated zone. The first analysis comprise the interaction between an aquifer of low depth and a river. In the second example, it was verified the response of flow in a surface subjected to variation of physiografic and metereological parameters. Both examples were validated with analytical solutions. In the third case, an integrated simulation was carried on in order to understand the dynamic feedback generated between the storages and through a post-processing tool the water balance was calculated. The last example, assess the response the Quitite and Papagaio basin, located in the Tijuca s massif in the city of Rio de Janeiro, over high precipitation rate. The results were satisfactory in comparison of an individual flow analysis. The coupling is explicit, allowing the input of suitable time steps for each storage. Lastly, the integrated approach allowed the model setup in the four cases to be calibrated under parameters of each storage, enhancing the reliability of them.

O Complexo Lagunar, localizado no litoral sul do estado de Santa Catarina, é formado pelo sistema lagunar Santo Antônio - Imaruí - Mirim. Desde o ano de 2000 vem sendo constituído nessa área o maior conjunto de empreendimentos carcinícolas no sul do país, através do cultivo da espécie Litopenaeus vannamei. Esse trabalho tem por objetivo principal avaliar a qualidade das águas utilizadas nas fazendas de criação de camarão no complexo Lagunar , assim como dos efluentes gerados pela carcinicultura, com o intuito de proporcionar subsídios úteis ao planejamento sustentável dessa atividade na região. A realização desse estudo pode ser dividida em duas etapas. A primeira refere-se às pesquisas bibliográfica e documental, onde se procurou contextualizar e aprofundar os temas propostos como o panorama da carcinicultura, o uso da água e a geração de efluentes pela criação de camarões marinhos e legislação brasileira referente à carcinicultura e usos da água no país. A segunda etapa referese à pesquisa experimental, onde, através do acompanhamento de um empreendimento de carcinicultura na lagoa do Imaruí entre os anos de 2003 e 2006, foi possível monitorar uma fazenda que cultiva camarões nessa região através de duas campanhas de coleta das águas utilizadas no cultivo e dos efluentes gerados por ele. A análise dos gerados pelas duas etapas apontou alguns resultados como: i) fatores econômicos propiciaram a expansão da carcinicultura no entorno do Complexo Lagunar, como o aumento do mercado consumidor e a infra-estrutura já existente para a venda do camarão nativo das lagoas. Com isso, em poucos anos, a região passou a ser a maior produtora de camarões cultivados em viveiros em Santa Catarina; ii) os resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos das campanhas realizadas entre 1992 e 1993 indicaram que as águas utilizadas nos cultivos estão prejudicadas por concentrações significativas de metais (principalmente Ferro, Alumínio e Magnésio) de nutrientes (Nitrato, Nitrito e Sulfeto) e bactérias (Coliformes Fecais) devido ao uso e ocupação do solo em que se encontra o sistema lagunar; e iii) os dados das campanhas realizadas na lagoa do Imaruí em janeiro e abril de 2006 apontaram que as águas utilizadas no cultivo estão comprometidas com Nitrogênio Amoniacal e Fósforo e a do efluente com Fósforo, Nitrogênio Amoniacal e Nitrato. A partir desses resultados pode-se concluir que as águias superficiais do Complexo Lagunar já estavam comprometidas antes da implantação da carcinicultura na região, porém, os dados analíticos indicaram que existe uma contribuição de nutrientes emitidos pelos efluentes sobre as águas das lagoas. / The Lagoon Complex located on the southern coastline of the State of Santa Catarina, Brazil, is composed of the Santo Antonio - Imaruí - Mirim Lagoon System. Ever since 2000, this area has been the setting for the largest group of shrimp (Litopenaeus vannamei) farming businesses in southern Brazil. The main objective of this work is to evaluate the quality of the waters that are used at these shrimp farms, coming from the Lagoon Complex as well as the related carcinoculture effluents, with the intention of offering useful information for the sustainable planning of the activity in this region. This study could be divided in two stages. The first reviews the bibliographic references and documents, contextualizing and investigating basic related issues such as carcinoculture scenarios; water usage and the generation of effluents from marine shrimp farming; and Brazilian legislation related to carcinoculture and water usage. The second stage refers to experimental research held between 2003 and 2006, in which, by means of undergoing two field campaigns to collect shrimp farm effluents, it was possible to monitor the activities of one of the Imaruí Lagoon shrimp farm businesses. On analyzing, both stages, among other results, were: i) that economic factors, such as the consumer market increase and the already existing infrastructure, owing to the native shrimp fishing activity, promoted the expansion of carcinocultre around the Lagoon Complex. Thus, the region became the largest shrimp farm complex of Santa Catarina; ii) the results of the physical - chemical and bacterial parameters of field campaigns held between 1992 and 1993 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with significant concentrations of metals (principally Iron, Aluminum and Magnesium), nutrients (Nitrate, Nitrite, and Sulphate) and bacteria (Fecal Coliforms) due to the human occupation of the land defining the lagoon system; and iii) the data collected from the field campaigns held in January and April of 2006 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with Ammoniacal Nitrogen and Phosphorous, and the related effluents having an Ammoniacal Nitrogen, Phosphorous and Nitrate load. Based on such results, the conclusion is that the Lagoon Complex surface waters were already compromised, prior to carcinocultre development in the region, but analytical data indicates that there is a nutrient contribution currently coming from shrimp farming in the Lagoon Complex.