Terras úmidas são ecossistemas complexos, responsáveis pela conservação da vida de um grande número de seres vivos. Além do valor ecológico, as terras úmidas desempenham importantes funções como o fornecimento de água para abastecimento, manutenção das condições climáticas locais, melhoria da qualidade da água, redução de cheias, recarga de aqüíferos, entre outros. As flutuações da água e sua circulação são responsáveis pelas características de uma terra úmida, determinando o tipo e cobertura de vegetação que se desenvolve no local, além das espécies animais que estão ligadas diretamente à água ou à vegetação. Qualquer alteração no regime hidrológico, portanto, pode quebrar o equilíbrio existente nestes ecossistemas, trazendo profundas alterações aos mesmos. Particularmente em locais onde a agricultura irrigada é desenvolvida, essa ameaça é acentuada pelo uso da água para a irrigação. Nesse contexto, esta Tese apresenta uma metodologia para a determinação dos limites das flutuações aceitáveis do hidroperíodo de terras úmidas, de forma a permitir que usos compartilhados (ex. irrigação e conservação) sejam desenvolvidos sem que haja descaracterização do ecossistema. A conservação da biodiversidade foi avaliada por meio de índices de adequabilidade, desenvolvidos para indicadores biológicos específicos. Esses índices relacionam a qualidade ambiental e a condição hidrológica específica. Utilizando modelos desenvolvidos especialmente para este trabalho, esses índices foram combinados com diferentes cenários hidrológicos. Esse procedimento permitiu que, dentro de distintas áreas da terra úmida, fosse feita uma avaliação temporal e espacial da condição ambiental para os indicadores selecionados. Diferentes cenários de qualidade ambiental foram selecionados, permitindo a determinação de “curvas-guia”, que traduzem as necessidades hidrológicas de diferentes espécies. A metodologia desenvolvida foi aplicada ao Banhado do Taim/RS, que é um exemplo de terra úmida impactada há anos pelas atividades de irrigação desenvolvidas no seu entorno. Após a determinação das curvas-guia para esse local, foi utilizado um modelo de previsão hidrológica permitindo que, a priori, fossem definidas regras para a conservação da terra úmida (ex. máxima área que poderá ser irrigada em um ano específico). A metodologia apresentada permitiu definir critérios para o gerenciamento dos recursos hídricos, alocando água para a irrigação e conservação do ecossitema de terra úmida proporcionando benefícios mútuos. / Wetlands are complex ecosystems, responsibles for the preservation of a great number of living creatures. Besides their ecological value, wetlands play important roles like supplying water, maintenance of local climatic conditions, improving water quality, reducing floods and aquifers recharge. Water level fluctuation and its movement are responsible for the wetland characteristics, determining type and vegetation coverage developed in the place, and the animal species directly connected to water or vegetation. Therefore, any change in the hydrological regime can break the equilibrium existing in these ecosystems, bringing deep changes to it. In places where irrigated agriculture is developed this threat is especially accentuated by water abstraction. Within this context, this Thesis presents a methodology for determining the limits of acceptable wetland’s hydroperiod fluctuations, in order to allow that shared uses (ex. irrigation and conservation) could get along in the ecosystem. Biodiversity conservation was measured through the developed “suitability indexes” for specific biological indicators. These indexes relate environmental quality with hydrological specific conditions. The indexes were combined with hidrological trhough modeling specifically developed. This proceeding allows a temporal and spatial evaluation of environmental condition for selected indicators. Were obtained a set of "guide-curves" relating environmental quality for different water level scenarios, allowing ecosystem sustentability to be introduced in defining the acceptable water level fluctuation. The proposed methodology was applied to Banhado do Taim/RS, an example of freshwater wetland which has been impacted by the irrigation activities practiced in its watershed. After “guide-curves” were defined, a hydrological forecast model was used, enabling to define a priori rules to preserve the wetland (ex. maximum allowed farming area for a specific year). Presented methodology allows defining criteria for water management allocating water for irrigation and wetland’s ecosystem conservation, with mutual benefits.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A widespread attitude exists of underestimating the risks of pollution of the groundwaters that it opposes to the growth of its use; this situation increases its risk of contamination. Like this, the work had as general objective to determine areas susceptible to the contamination of the groundwaters in Santa Maria's Geographical Micro region; and as specific objectives to collect data, to establish the natural vulnerability of the aquifers, to identify the pollutant activities and to represent cartographically the obtained information. A database was elaborated with information of the 345 registered wells (SIAGAS/CPRM) and the method GOD was applied (Foster and Hirata, 1987) considering Groundwater degree of hydraulic confinement, Occurrence of the litology substratum and Depth of the groundwater level. It was verified that the area presents fragile natural structure, prevailing the classes of High and Extreme vulnerability. The identified socioeconomic activities through consultations to the Base of Municipal Information (IBGE, 2002) they refer to the agricultural and cattle production. It was ended that the groundwaters in Santa Maria, Cacequi, São Sepé, Itaara, São Pedro do Sul, Nova Esperança do Sul, São Vicente and Jaguari are more susceptible the contamination for activities of the urban-residential section. While in Dilermando de Aguiar, Mata, São Martinho da Serra, Toropi and Vila Nova do Sul the risk of contamination is linked to the activities of the rural section. Those activities can alter or to induce new recharge mechanisms, the understanding of those mechanisms and the correct evaluation of such modifications is fundamental, because the polluting load can be controlled or modified, not happening the same with the natural vulnerability of the aquifer (Foster and Hirata, 1993). / Existe uma atitude generalizada de subestimar os riscos de poluição das águas subterrâneas que se contrapõe ao crescimento de sua utilização, esta situação aumenta seu risco de contaminação. Assim, o trabalho teve como objetivo geral determinar áreas susceptíveis à contaminação das águas subterrâneas na Microrregião Geográfica de Santa Maria; e como objetivos específicos coletar dados, estabelecer a vulnerabilidade natural dos aqüíferos, identificar as atividades poluentes e representar cartograficamente às informações obtidas. Elaborou-se um banco de dados com informações dos 345 poços cadastrados (SIAGAS/CPRM) e aplicou-se o método GOD (Foster e Hirata, 1987) considerando Grau de confinamento hidráulico, Ocorrência do substrato litológico e Distância do nível da água. Constatou-se que a área apresenta estrutura natural frágil, predominando as classes de vulnerabilidade Alta e Extrema. As atividades sócio-econômicas identificadas através de consultas à Base de Informações Municipais (IBGE, 2002) referem-se à produção agrícola e pecuária. Concluiu-se que as águas subterrâneas em Santa Maria, Cacequi, São Sepé, Itaara, São Pedro do Sul, Nova Esperança do Sul, São Vicente e Jaguari estão mais susceptíveis a contaminação por atividades do setor urbano-residencial. Enquanto em Dilermando de Aguiar, Mata, São Martinho da Serra, Toropi e Vila Nova do Sul o risco de contaminação está vinculado às atividades do setor rural. Essas atividades podem alterar ou induzir novos mecanismos de recarga, o entendimento desses mecanismos e a correta avaliação de tais modificações são fundamentais, pois a carga contaminante pode ser controlada ou modificada, não ocorrendo o mesmo com a vulnerabilidade natural do aqüífero (Foster e Hirata, 1993).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-11Bitstream added on 2014-06-13T18:07:26Z : No. of bitstreams: 1 araujo_ap_me_prud.pdf: 3875821 bytes, checksum: 2d36f065e48c795c5c169901d9236254 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os regimes de vazões dos rios correspondem a um importante indicador para a compreensão e estabelecimento da disponibilidade hídrica de uma bacia e para a manutenção da integridade ecológica. Em decorrência, seu monitoramento quantitativo e qualitativo permite entender o seu funcionamento e prescrever as quantidades mínimas para manutenção da vida e dos processos fluviais. Esta pesquisa apresenta os resultados da avaliação dos regimes hidrológicos do rio Paranapanema e seus principais afluentes que compõem sua bacia hidrográfica, assim como demais canais que constituem as Unidades de Gestão da bacia do rio Paranapanema, compreendendo uma área superior a 105.000 km². Esta análise possibilitou avaliar qualitativa e quantitativamente a variabilidade hidrológica desses rios, caracterizar seu regime, além de examinar as alterações hidrológicas ocorridas ao longo do tempo, para a elaboração de um mapeamento da história hidrológicas de tais rios. Para execução deste trabalho, foi necessário realizar uma revisão bibliográfica sobre a temática de estudo e caracterização ambiental da bacia; organização, tratamento e interpretação dos dados hidrológicos fornecidos pela rede hidrometeorológica existente na bacia e disponibilidade pela ANA-BRASIL, SIGRH/DAEE-SP, SUDERHSA-PR e a Empresa Duke Energy; avaliação e relacionamento do regime hidrológico dos rios com a variabilidade climática da bacia... / The flow regimes of the rivers are an important indicator for understanding and establishment of the catchment water availability and the maintenance of ecological integrity. As a result, its quantitative and qualitative monitoring allows us to understand this operation and prescribe the minimum quantities to maintain life and fluvial processes. This research presents the results of the assessment of the hydrological regimes of the Paranapanema and major rivers that form its watershed, as well as other channels that constitute the Management Units Paranapanema River Basin, covering an area exceeding 105,000 km ². This analysis allowed us to evaluate qualitatively and quantitatively the hydrological variability of rivers, characterize his regime, and to examine the hydrological changes that occurred over time... (Complete abstract click electronic access below)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The rational searching for rational use of the hidric resources motivated this thesys whose objetctive was to know the climate-hidrologic processes that happen inside a hidrografic basin by the human interference in the environment. The understanding of those processes propitiated subsidies for the understanding of the space organization of the area, mainly concerning to the water use, because the intense use of the superficial springs to assists the irrigated agriculture cause enormous impacts to the environment. The rural activities and the way of use and soil occupation interfere in the climate dynamic as in case of retreat of the natural soil protection, the construction of artificial dams and the substitution of the original vegetable covering for cultures and pastures areas which modify the atmosphere and, in a direct way, they alter the hydrologic behavior. From the cartographic base, we ve identified the points for the fluvimetric net installation as well as the division of the area in 11 subbasins, of which specific points were delimited, with stable sections to install the 11 stations fluviometric. The occurrence of a dry period and a rainy one in the studied area turns favorable to the agricultural practice, once the rainy period becomes constant and it is following by a dry station that favors the crop and it is accounted still a hidrografic net that makes possible the irrigated agricultural practice and deserves an adaptation of its use once badly used carts environmental damages. The agricultural activities during the dry period or when there is short summer station Drought occurrence becomes viable because the irrigation that removes water directly from the river Bagagem and their tributaries. Among the used methods it s stood out equipments as the cannon, gut, leak and central pivot. The collected data supplied subsidies that demonstrated the water offer inside the basin hidrografic during the analyzed period was enough to supply their needs. In other terms, to guarantee the irrigation of the cultures and the minimum flow "70% of Q710", demanded by the effective legislation. The administration of the waters in the basin of the Bagagem river counts with the aid of the producers that through reliever measures in obedience to the legal requirements are constituted primordial condition by the effective environmental laws, for conservation of the hidric resources. The hidric demand of the properties located in the high course of the Bagagem river is primordial because there is pressing need of suplementação of this natural resource in defined periods such as the autumn and winter. / A busca pelo uso racional dos recursos hídricos motiva este estudo que almeja conhecer os processos climato-hidrológicos que ocorrem no interior de uma bacia hidrográfica, mediante a interferência humana no meio. A compreensão desses processos fornece subsídios para o entendimento da organização espacial da área, principalmente quanto ao uso da água, visto que a intensa utilização dos mananciais superficiais para atender a agricultura irrigada causa enormes impactos ao meio ambiente. As atividades rurais e a forma de uso e ocupação do solo interferem na dinâmica do clima, a exemplo da retirada da sua proteção natural, da construção de represas artificiais, da substituição da cobertura vegetal original por áreas de culturas e pastagens, as quais modificam o ambiente e, de forma direta, alteram o comportamento hidrológico. A partir de base cartográficas, foram identificados os pontos para a instalação da rede fluvimétrica bem como a divisão da área em 11 sub-bacias, das quais foram delimitados pontos específicos, com seções estáveis para instalar as estações fluviométricas. A ocorrência de um período seco e um chuvoso na área estudada torna favorável à prática agropecuária, uma vez que o período chuvoso apresenta-se constante e é seguido de uma estação seca que favorece a colheita e esta conta ainda com uma rede hidrográfica que viabiliza a prática agrícola irrigada e que, portanto, merece uma adequação de seu uso uma vez que, quando mal utilizada acarreta prejuízos ambientais. As atividades agrícolas durante o período seco ou quando há ocorrência de veranicos torna-se viável graças à irrigação que retira água diretamente do rio Bagagem e seus afluentes. Dentre os métodos utilizados podem-se destacar equipamentos como o canhão, tripa, gotejamento e pivô central. Os dados coletados forneceram subsídios que demonstraram que a oferta de água no interior da bacia hidrográfica durante o período analisado foi suficiente para suprir suas necessidades, ou seja, garantir a irrigação das culturas e a vazão mínima 70% da Q710 , exigida pela legislação vigente. A gestão das águas na bacia do rio Bagagem, conta com o auxílio dos produtores que por meio de medidas mitigadoras em obediência aos requisitos legais constituem-se condição primordial pelas leis ambientais vigentes, para a conservação dos recursos hídricos. A demanda hídrica das propriedades situadas no alto curso do rio Bagagem é primordial, visto que há necessidade premente de suplementação do referido deste recurso natural em períodos bem definidos tais como o outono e inverno. / Mestre em Geografia

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Aproximadamente 80% da malha viÃria no Brasil nÃo possui pavimentaÃÃo. Estudos tÃm registrado elevadas taxas de erosÃo e escoamento superficial produzidas pela infraestrutura viÃria em vÃrias partes do mundo e reportam que estradas nÃo pavimentadas sÃo fontes significativas de sedimentos em bacias hidrogrÃficas. Durante dois anos (2013-2014) foi conduzido monitoramento em campo sob condiÃÃes de chuva natural para caracterizar escoamento e produÃÃo de sedimentos de segmentos de superfÃcie de estradas rurais nÃo pavimentadas e talude viÃrio, em Ãrea semiÃrida do bioma Caatinga do nordeste do Brasil, vulnerÃvel à desertificaÃÃo. TambÃm avaliou-se a aplicaÃÃo de modelagem na prediÃÃo da produÃÃo de sedimentos de superfÃcie de estradas. Os valores de produÃÃo de sedimentos medidos nos anos de 2013-2014, variaram de 0,30 Mg.ha-1.ano-1 a 0,92 Mg.ha-1.ano-1, superiores aos registrados na Ãrea em condiÃÃo preservada, porÃm em geral inferiores aos reportados na literatura para estradas nÃo pavimentadas. Entretanto, trata-se de uma Ãrea semiÃrida com baixa pluviometria e caracterizada por baixos valores de coeficiente de escoamento superficial, o que limita a produÃÃo de sedimentos e a conectividade hidrolÃgica da Ãrea, alÃm de os dois anos de monitoramento terem coincidido com perÃodo de seca na regiÃo. Nos segmentos de talude rodoviÃrio monitorados, a produÃÃo de sedimentos do talude sem vegetaÃÃo foi cerca de dez vezes superior à do segmento com vegetaÃÃo. Na superfÃcie de estradas, a produÃÃo de sedimentos anual (normalizada pela declividade) em um segmento com trÃnsito foi trÃs vezes mais elevada que da estrada sem trÃnsito, alÃm disso, eventos que ocorreram apÃs atividades de manutenÃÃo das vias geraram picos de concentraÃÃo de sedimentos superiores a 5.000 mg.L-1 nessas superfÃcies. Na escala de segmento de estrada, entre os modelos avaliados para prediÃÃo da produÃÃo de sedimentos, a USLE associada a equaÃÃo de Maner, mostrou-se uma abordagem adequada, em que os melhores resultados foram obtidos para a estrada sem trÃnsito, devido a nÃo interferÃncia neste segmento, de fatores externos como trÃnsito e atividades de manutenÃÃo, nÃo explicados pelo modelo. Jà na escala da Bacia do Benguà (933 kmÂ), onde as estradas ocupam apenas 0,7% da superfÃcie, a aplicaÃÃo de modelagem mostrou que estas contribuÃram com aproximadamente 7% do total de perdas de solo na Ãrea. Os resultados deste estudo sugerem que a produÃÃo de sedimentos em estradas e taludes com superfÃcie desnuda à pelo menos uma ordem de magnitude superior Ãquelas registrada nas Ãreas preservadas da bacia. Atividades de manutenÃÃo nas estradas e o trÃnsito de veÃculos contribuem para o aumento da disponibilidade de sedimentos com impacto nos valores de concentraÃÃo de sedimentos, mas impactando menos as cargas de sedimentos que dependem do escoamento superficial e da ocorrÃncia de eventos apÃs manutenÃÃo das vias. Constatou-se que a vegetaÃÃo natural do semiÃrido tem potencial na captura de sedimentos em taludes rodoviÃrios, com papel importante na quebra de conectividade entre fluxos de sedimentos provenientes de estradas nÃo pavimentadas e o sistema de drenagem natural da bacia. / Approximately 80% of the road network in Brazil is unpaved. Studies have reported high erosion rates and runoff produced by the road infrastructure in various parts of the world and report that unpaved roads are significant sources of sediment in river basins. For two years (2013-2014), monitoring in the field under natural rainfall conditions was conducted to characterize runoff and sediment yield of unpaved rural road segments and the respective slopes in semiarid area of the Caatinga biome of northeastern Brazil, vulnerable to desertification. It was assessed the application of modelling in the yield of sediments from road surface. The sediment yield values measured in the years 2013-2014 ranged from 0.30 Mg.ha-1.year-1 to 0.92 Mg.ha-1.year-1, higher than those recorded in the preserved area, but generally lower than those reported in the literature for unpaved roads. However, it is a semiarid area with low rainfall and characterized by low runoff coefficients, which limits the sediment yield and the hydrological connectivity in the area, additionally the two monitoring years coincided with drought in the region. In the monitored road slope segments, sediment yield from the non-vegetated slope was about ten times that of the slope with vegetation. On the road surfaces, the annual sediment yield (normalized by the slope) in a segment with traffic was three times higher than that without traffic, in addition, events occurring after maintenance activities generated sediment concentration peaks as high as 5,000 mg.L-1 in these areas. In the road segment scale, among the models tested for the predicting of sediment yield, the USLE associated with the Maner equation, proved to be a suitable approach, the best results being obtained for the road without traffic due to no interference from external factors, such as traffic and maintenance activities, which are not explained by the model. In the scale of the Benguà catchment (933 kmÂ), where the roads occupy only 0.7% of the surface, the modelling indicated that these areas contributed with approximately 7% of the total soil loss. The results of this study suggest that the sediment yield from roads and slopes with bare surface is at least one order of magnitude higher than those recorded in the preserved areas of the basin. Maintenance activities on roads and traffic of vehicles contribute to the increased availability of sediments and impacting the sediment concentrations, but produce lower impact on the sediment loads, which depend on runoff and the its occurrence after reprofiling of roads. It was also found that the natural vegetation of the semiarid region has potential in capturing sediments in road slopes, with an important role in breaking down connectivity between sediment flows from unpaved roads and the natural drainage system of the catchment.

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.

Terras úmidas são ecossistemas complexos, responsáveis pela conservação da vida de um grande número de seres vivos. Além do valor ecológico, as terras úmidas desempenham importantes funções como o fornecimento de água para abastecimento, manutenção das condições climáticas locais, melhoria da qualidade da água, redução de cheias, recarga de aqüíferos, entre outros. As flutuações da água e sua circulação são responsáveis pelas características de uma terra úmida, determinando o tipo e cobertura de vegetação que se desenvolve no local, além das espécies animais que estão ligadas diretamente à água ou à vegetação. Qualquer alteração no regime hidrológico, portanto, pode quebrar o equilíbrio existente nestes ecossistemas, trazendo profundas alterações aos mesmos. Particularmente em locais onde a agricultura irrigada é desenvolvida, essa ameaça é acentuada pelo uso da água para a irrigação. Nesse contexto, esta Tese apresenta uma metodologia para a determinação dos limites das flutuações aceitáveis do hidroperíodo de terras úmidas, de forma a permitir que usos compartilhados (ex. irrigação e conservação) sejam desenvolvidos sem que haja descaracterização do ecossistema. A conservação da biodiversidade foi avaliada por meio de índices de adequabilidade, desenvolvidos para indicadores biológicos específicos. Esses índices relacionam a qualidade ambiental e a condição hidrológica específica. Utilizando modelos desenvolvidos especialmente para este trabalho, esses índices foram combinados com diferentes cenários hidrológicos. Esse procedimento permitiu que, dentro de distintas áreas da terra úmida, fosse feita uma avaliação temporal e espacial da condição ambiental para os indicadores selecionados. Diferentes cenários de qualidade ambiental foram selecionados, permitindo a determinação de “curvas-guia”, que traduzem as necessidades hidrológicas de diferentes espécies. A metodologia desenvolvida foi aplicada ao Banhado do Taim/RS, que é um exemplo de terra úmida impactada há anos pelas atividades de irrigação desenvolvidas no seu entorno. Após a determinação das curvas-guia para esse local, foi utilizado um modelo de previsão hidrológica permitindo que, a priori, fossem definidas regras para a conservação da terra úmida (ex. máxima área que poderá ser irrigada em um ano específico). A metodologia apresentada permitiu definir critérios para o gerenciamento dos recursos hídricos, alocando água para a irrigação e conservação do ecossitema de terra úmida proporcionando benefícios mútuos. / Wetlands are complex ecosystems, responsibles for the preservation of a great number of living creatures. Besides their ecological value, wetlands play important roles like supplying water, maintenance of local climatic conditions, improving water quality, reducing floods and aquifers recharge. Water level fluctuation and its movement are responsible for the wetland characteristics, determining type and vegetation coverage developed in the place, and the animal species directly connected to water or vegetation. Therefore, any change in the hydrological regime can break the equilibrium existing in these ecosystems, bringing deep changes to it. In places where irrigated agriculture is developed this threat is especially accentuated by water abstraction. Within this context, this Thesis presents a methodology for determining the limits of acceptable wetland’s hydroperiod fluctuations, in order to allow that shared uses (ex. irrigation and conservation) could get along in the ecosystem. Biodiversity conservation was measured through the developed “suitability indexes” for specific biological indicators. These indexes relate environmental quality with hydrological specific conditions. The indexes were combined with hidrological trhough modeling specifically developed. This proceeding allows a temporal and spatial evaluation of environmental condition for selected indicators. Were obtained a set of "guide-curves" relating environmental quality for different water level scenarios, allowing ecosystem sustentability to be introduced in defining the acceptable water level fluctuation. The proposed methodology was applied to Banhado do Taim/RS, an example of freshwater wetland which has been impacted by the irrigation activities practiced in its watershed. After “guide-curves” were defined, a hydrological forecast model was used, enabling to define a priori rules to preserve the wetland (ex. maximum allowed farming area for a specific year). Presented methodology allows defining criteria for water management allocating water for irrigation and wetland’s ecosystem conservation, with mutual benefits.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-04T13:18:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2363842 bytes, checksum: ffe6b451f8c38c8b552d6644c74539bd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T13:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2363842 bytes, checksum: ffe6b451f8c38c8b552d6644c74539bd (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Por sua magnitude, diversidade biológica e condições de preservação, a bacia Amazônica é um importante objeto de estudo para grupos de pesquisa ao redor de todo o mundo. No contexto hidrológico, a proximidade com que a população se desenvolveu em relação aos cursos de água, associada à ocorrência de eventos extremos cada vez mais frequentes, torna essencial o entendimento dos processos hidrológicos atuantes na região. Na planície Amazônica existem importantes fatores que regulam os processos hidrodinâmicos como as trocas de água entre os canais principais dos rios e as planícies de inundação e o efeito de remanso hidráulico variável que altera os padrões de velocidade do escoamento. A consideração de tais fatores é essencial tanto nos processos de modelagem hidrológica e hidrodinâmica quanto na geração de dados de vazão, imprescindíveis à calibração e validação dos modelos. Se por um lado modelos hidrodinâmicos complexos têm sido desenvolvidos a partir dessa abordagem, os dados de vazão utilizados ainda são obtidos a partir da metodologia tradicional da curva- chave, que desconsidera os fatores supracitados. O presente trabalho propôs a geração de uma série acurada de dados de vazão a partir da aplicação da Equação de Manning para a estação Manacapuru, localizada no trecho mais baixo do rio Solimões, onde o efeito de remanso hidráulico é evidente. Como uma das variáveis da equação, a declividade da linha de energia é considerada também nos cálculos, tendo sido realizada a sua estimativa a partir da diferença de nível entre a estação de Manacapuru e uma estação de apoio localizada 90 quilômetros a jusante, a estação de Careiro. A obtenção dos parâmetros da equação foi possível a partir de uma série de oito anos (2009-2016) de medições mensais de vazões no rio Solimões realizadas com equipamentos acústicos, complementando a série previamente disponibilizada pela Rede Hidrometeorológica Nacional, predominantemente obtida a partir da utilização de medidores convencionais de corrente. Com os parâmetros geométricos dos canais, área e raio hidráulico da seção transversal obtidos a partir de um levantamento batimétrico da seção, o desafio de aplicação da metodologia se torna a determinação do coeficiente de rugosidade de Manning de forma acurada. No presente trabalho, utilizou-se cada uma das medições de vazão para se obter indiretamente um coeficiente de rugosidade, estabelecendo-se, então, uma relação entre o coeficiente e o nível de água na seção. Os resultados indicaram que o coeficiente de rugosidade se relaciona de maneira decrescente com o nível de água na seção, tendendo a uma assíntota a partir de certo nível. Análises estatísticas apontaram, ainda, que a relação entre o coeficiente de rugosidade e o nível de água é significativamente afetada pelo método pelo qual procede-se à medição de vazão, sejam ele medidores convencionais de corrente ou equipamentos acústicos. Assim, fica evidente a importância de se avaliar o efeito de diferentes bases de dados utilizadas no estabelecimento da relação entre cota e vazão quando se objetiva obter uma série acurada de vazões. Análises de hidrogramas indicaram que a metodologia proposta é capaz de aprimorar expressivamente a série de dados de vazão gerada, principalmente para os picos de vazão, se comparada à metodologia tradicional de utilização da curva-chave em um regime como o de Manacapuru. No contexto da modelagem hidrológica, foi possível concluir que a utilização de uma série de dados de vazão de complexidade incompatível com os modelos hidrodinâmicos que se deseja avaliar pode levar a conclusões errôneas a respeito dos processos hidrodinâmicos atuantes e dos procedimentos necessários para a modelagem. Portanto, é essencial a disponibilização de séries de dados de vazão com acurácia compatível aos modelos hidrológicos e hidrodinâmicos que têm sido desenvolvidos, permitindo, assim, a utilização desses modelos para a previsão de enchentes e consequente minimização dos impactos desses eventos à população. / For their magnitude, biological diversity and conservation conditions, the Amazon basin is an important study object for several research groups around the world. In the hydrologic context, closeness between the development of communities and rivers, associated to the frequent extreme events in the basin, makes essential understanding the hydrological process. In Amazon plain, there are important factors that regulate hydrodynamic processes as water changes between the main channel of rivers and floodplains and the variable backwater that affects the velocity patterns of flow. Considering those factors is essential both for hydrological-hydrodynamic modeling and for the generation of streamflow data series, indispensable for model calibration and validation. Even if complete hydrodynamic models are being developed for the basin, available streamflow data series are still based on the traditional rating-curve methodology, disregarding the aforementioned factors. This work proposed the generation of an accurate streamflow data series for Manacapuru station, a station located in the lower Solimões River where the variable backwater effect is evident, based on the application of the Manning Equation to water level data series. As one of the equation parameters, energy slope is included in computations, being estimated by the difference between water level in Manacapuru and the Careiro station, located 90 kilometers downstream. Obtainment of equation parameters was possible based in a monthly discharge measurement series of 8 years (2009-2016) for Solimões River performed with acoustic equipment, which complemented the previous series available in the National Hydro-meteorological Network performed predominantly by conventional current meters. With geometric parameters area and hydraulic radius being calculated based in a bathymetric section profile, the task remains to determine Manning roughness coefficient. In this study, we calculated indirectly the roughness coefficient for each discharge measurement data, establishing, then, a relationship between the coefficient and the water level. Results indicated that roughness coefficient is related to the water level by a decreasing relationship, tending to an asymptote in certain level. Statistical analyses pointed, in addition, that relationship between roughness coefficient and water level is significantly affected by the method in which discharge measurement is performed, being by conventional current meters or acoustic equipment. Therefore, becomes evident the importance of evaluating the effect of different databases on establishing stage-discharge relationship, in order to obtain an accurate streamflow data series. Hydrograph analyses indicated that the proposed methodology is able to expressively enhance the generated data series in comparison with the traditional rating curve, mainly for maximum flow peaks. Moreover, it was concluded that using a discharge data series with an incompatible degree of complexity if compared to the analyzed models could lead to incorrect findings with regard to the modeling processes. Therefore, it was attested the importance of improving discharge data series, making then able to support the development of hydrological models with the compatible accuracy. Thus, enabling the models to be used for flood forecasting, and consequently minimizing the impacts of these extreme events on population.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-16T12:13:58Z No. of bitstreams: 1 Hermon Augusto da Costa Braga Junior.pdf: 2430259 bytes, checksum: 8e6c7af02067942f0896928398351daa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T12:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hermon Augusto da Costa Braga Junior.pdf: 2430259 bytes, checksum: 8e6c7af02067942f0896928398351daa (MD5) Previous issue date: 2015-08-18 / The sediment delivery ratio (SDR) express the geomorphologic and environments factors involved on detachment and sediment transport from a watershed. Thus, the objective this work was obtain the sediment delivery ratio of semiarid Exu River watershed, Serra Talhada, Brazil. To obtain gross erosion were installed rill erosion plots. The rill erodibility (Kr) value Aridisols the study was 0.0021 kg N-1 s-1, and the critical shear stress (τc) thereof was 1.909 Pa. Occurred in these rill erosion transitional and turbulent regime of flow characteristic of concentrated runoff. The amount of gross erosion (E) 66.30 t ha-1 was high for the Aridisols environment that presents precipitation limitation. The sediment delivery ratio (SDR) of the Exu watershed for the period 2008-2015 had an average value of 0.00122, reflecting clearly the climatic variability of the semi-arid environment. / A taxa de entrega de sedimentos reflete a variação dos fatores geomorfológicos e ambientais envolvidos na desagregação e nos transportes de sedimentos em uma bacia hidrográfica. Dessa forma, com o objetivo de determinar-se a taxa de entrega de sedimentos (SDR) da bacia hidrográfica semiárida do Exu, Serra Talhada-PE, foi realizado neste trabalho um conjunto de experimentos de erosão em sulcos para quantificação da erosão bruta. O valor de erodibilidade em sulcos (Kr) do Neossolo Flúvico estudado foi de 0,0021 kg N-1 s-1 e a tensão crítica de cisalhamento (τc) do mesmo foi de 1,909 Pa, e ocorreram nesses sulcos de erosão os regimes de escoamento transicional e turbulento, característicos de escoamento concentrado. O valor de erosão Bruta (E) de 66,30 t ha-1 foi alto para o ambiente semiárido, que apresenta limitação de precipitação pluviométrica. A taxa de entrega de sedimentos (SDR) da Bacia Hidrográfica do Riacho Exu para o período de 2008 a 2015 teve seu valor médio de 0,00122, refletindo com clareza a variabilidade climática do ambiente semiárido.

Orientador: Secundino Soares Filho, Rosangela Ballini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T12:09:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marinho_ManoelHenriquedaNobrega_D.pdf: 2444321 bytes, checksum: f87889cc170b6491d56fb7b2058b7973 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Modelos de redes neurais artificiais treinados com algoritmos de retropropagação do erro foram desenvolvidos para a previsão de vazões médias mensais vários passos à frente. Essas previsões foram utilizadas em políticas de controle em malha aberta para o planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de potência. O posto hidrológico da usina hidrelétrica de Furnas foi selecionado para estudo de caso. Dois métodos foram implementados e testados para a previsão de vazões médias mensais vários passos à frente. O primeiro, denominado Método Direto, utiliza uma rede neural específica para prever cada passo à frente. O segundo, denominado Método Agregado, utiliza inicialmente uma rede neural para prever a soma das vazões vários passos à frente, desagregando posteriormente em valores mensais proporcionalmente aos valores médios do histórico de vazões. Os resultados indicaram que embora o Método Agregado tenha obtido pior desempenho que o Método Direto na comparação dos erros de previsão a cada passo, essa abordagem apresentou melhor desempenho quando comparados os erros de previsão da soma das vazões vários passos à frente. Os dois métodos foram então avaliados através da simulação da operação energética utilizando a política de controle em malha aberta. O resultado indicou um desempenho significativamente melhor para o Método Agregado, proporcionando uma maior geração hidrelétrica e um menor custo operacional / Abstract: Not informed / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica