A presente tese de doutoramento tem por objetivo determinar os condicionantes geológicos do sistema aqüífero fraturado e a caracterização desse sistema, por meio da integração de dados em ambientes de Sistemas de Informações Georreferenciadas (SIGs). Além disso, busca introduzir uma nova perspectiva de levantamento, tratamento e análise de dados de estruturas deformacionais (zonas de fratura) aplicada à prospecção de aqüíferos fraturados. A área de estudo localiza-se em parte da bacia hidrográfica Taquari-Antas, na região nordeste do Estado do Rio Grande do Sul. O sistema aqüífero fraturado da região de estudo está hospedado em rochas vulcânicas da Fm. Serra Geral (Bacia do Paraná) e é aproveitado para abastecimento público e para o desenvolvimento de atividades industriais, agrícolas e recreativas. O sistema aqüífero fraturado consiste num sistema descontínuo, heterogêneo e anisotrópico, caracterizado pela ocorrência de vazões variáveis (72,1% dos poços tubulares apresentam vazões abaixo de 10 m3/h), transmissividade e capacidades específicas baixas. As características hidrogeoquímicas das águas subterrâneas desse sistema aqüífero estão condicionadas pela litogeoquímica das rochas percoladas e secundariamente por controles tectônicos e morfoestruturais responsáveis pela comunicação entre diferentes sistemas aqüíferos e a conseqüente mistura das águas subterrâneas. O padrão de estruturas deformacionais (zonas de fratura) é o condicionante de maior importância. Esse padrão foi caracterizado por meio de lineamentos tipo 2, representados por fraturas, zonas de fraturas, veios e diques. Esse padrão resultou da atuação de dois campos paleotensionais distintos que apresentam orientação ortogonal entre si. Dessa forma, diferentes sub-regiões apresentam comportamentos distintos com relação ao padrão estrutural existente. Os fatores relevo, solos e litologia são condicionadores secundários do sistema aqüífero fraturado. As relações apresentadas por esses fatores com o sistema aqüífero fraturado estão associadas ao grau de dissecação do relevo, à declividade, aos tipos e espessuras de solos, bem como, aos tipos litológicos e estruturas primárias associadas. A integração de dados envolveu o cruzamento dos diferentes condicionantes geológicos por meio de rotinas de tabulação cruzada, medidas de classes e técnicas de suporte à decisão disponíveis no programa SPRING. Com essa integração, foram obtidos mapas de favorabilidade à ocorrência de aqüíferos fraturados. As áreas que apresentam lineamentos associados a relevos com baixo grau de dissecação, baixas declividades (inferiores a 30%), solos de espessura média a alta do tipo Podzólico, Cambissolo e Litossolos, possuem as maiores correlações com poços tubulares produtivos. Com relação aos lineamentos, foi verificado que i) os lineamentos noroeste de orientações N30 – 40W e N50 – 60W estão associadas as maiores vazões (acima de 20 m3/h); ii) os lineamentos nordeste de orientações N20 - 30E e N40 - 50E também estão associados a vazões acima de 20 m3/h; iii) os lineamentos norte-sul de maiores vazões estão na orientação N00 – 14E; e iv) os lineamentos leste-oeste de maior produção estão orientados segundo N80 – 90W. A análise dos condicionantes geológicos e dos produtos obtidos pela integração de dados mostra que as diferentes regiões que formam a área de estudo apresentam comportamentos diferenciados. Dessa forma, o modelo prospectivo proposto para a área de estudo pode ser dividido em duas etapas: i) levantamento estrutural da região e ii) caracterização dos condicionantes secundários. Com o desenvolvimento dessas duas etapas, há uma maior tendência da obtenção de poços tubulares produtivos. / The present doctoring thesis aims to determine the geologic contingents from the fractured aquiferous system and its characterization, through data integration in environments of Georelated Information Systems (GIS). Furthermore, wants to introduce a new survey perspective, treatment and analysis of deformed structures (fractured zones) applied to fractured aquiferous prospection. The area of study is located in the Taquari – Antas hydrographic basin, in the Northeast region of the state of Rio Grande do Sul. The fractured aquiferous system of the area of study is hosted on volcanic rocks from Fm. Serra Geral (Paraná Basin) and it has been currently used for public provision and for recreational, agricultural and industrial activities development. The fractured aquiferous system consists of a discontinuous, heterogeneous and anisotropic system characterized by the occurence of varied outflows (72,1% of tubular wells present outflows below 10 m3/h), transmissivity and specific capabilities. The hydrogeochemical characteristics of underground waters of this aquiferous system have been conditioned by the lithogeochemistry of percolated rocks and secondly by tectonic and morphstructural controls responsible for the communication between different aquiferous systems and the consequent mixture of underground waters. The pattern of deforming structures (fractured zones) is the most important contingent. Such pattern has been characterized through lineaments type 2, represented by fractures, fracture zones, veins and dikes. This pattern has resulted from the action of two distinct paleontologic fields that present orthogonal orientation between them. Thus, different subregions present distinct behaviours in relation to the current structural pattern. Relief factors, soils and lithology are secundary contingents from the fractured aquiferous system. The connections presented by these factors to the fractured aquiferous system have been associated to the degree of relief dissecation, to declivity, to soil types and density, as well as to lithologic types and associated primary structures. Data integration have entwined the hybridization/ crossing of different geologic contingents through the practice of mixed tabulation, class measurements and support techniques to the decision available on SPRING program. Along with this integration propitiatory maps to the occurence of fractured aquiferous have been obtained. Areas that present associated lineaments to reliefs with low degree of dissecation, low declivity (inferior to 30%), average to high density soils Podzolic, Cambissoil and Lithosoil types, hold the strongest correlation to productive tubular wells. In relation to lineaments it has been ascertained that i) northwest lineaments orientation N30 - 40W and N50 - 60W are associated to larger outflows (above 20 m3/h); ii) northeast lineaments orientation N20 - 30E and N40 - 50E are also associated to outflows above 20 m3/h; iii) north-south lineaments with major outflows are located in orientation N00 – 14E; and iv) east-west lineaments with major production are orientated according to N80 – 90W. The geologic contingents and products obtained by data integration analysis shows that the different regions that form the area of study present distinguished behaviours. Thus, the proposed prospective model to the area of study may be divided into two stages: i) structural survey of the region and ii) characterization of the secondary contingents. By developing those two stages there is a greater tendency to obtaining productive tubular wells.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-08T11:46:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2306365 bytes, checksum: d2c2a48b28adb25e78b49f2c30493b91 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T11:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2306365 bytes, checksum: d2c2a48b28adb25e78b49f2c30493b91 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Chuvas intensas têm a característica de produzir elevada lâmina precipitada em um curto intervalo de tempo, gerando elevada vazão de escoamento superficial. Seu conhecimento é fundamental para a sociedade no planejamento de práticas de conservação do solo e da água, manejo de bacias hidrográficas e no dimensionamento de estruturas hidráulicas. O presente estudo teve como objetivo obter parâmetros da equação de chuvas intensas (“K”, “a”, “b” e “c”) por meio da espacialização da intensidade máxima média de precipitação para os estados brasileiros Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro. As intensidades máximas média de precipitação foram obtidas por meio das equações de intensidade-duração-frequência (IDF), desenvolvidas por dados pluviográficos, existentes na área de estudo. Nestas foram submetidas combinações entre seis períodos de retorno (2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos) e 16 durações (10, 20, 30, 40, 50, 60, 120, 240, 360, 420, 660, 720, 900, 1140, 1380 e 1440 minutos), totalizando 96 mapas de intensidade máxima média de precipitação. Na interpolação, foram avaliados dois tipos de interpoladores, geoestatístico (Krigagem Simples, Ordinária e Cokrigagem) e determinístico (Inverso da Distância elevado a potência de 1 a 6). O melhor interpolador foi definido por meio do menor Módulo do Erro Médio Percentual (MEMP) e o melhor modelo, dentro do interpolador, foi definido por meio da menor raiz do quadrado médio do erro (RMSE). O interpolador Inverso da Distância (IDP) apresentou menor módulo do Erro Médio Percentual (MEMP), de 3%, em comparação ao interpolador Geoestatístico, igual a 15,75%. Com isso, os parâmetros “K”, “a”, “b” e “c” da equação de IDF foram gerados pela espacialização das intensidades máximas média de precipitação pelo interpolador Inverso da Distância, para cada pixel de 2km x 2km para os estados de Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro. / Intense rainfalls have the characteristic of producing great precipitated depths in short times, generating a high flow rate. The knowledge on that is fundamental for society in planning soil and water conservation practices management of hydrographic basins and hydraulic structures projects. The present study has as objective to obtain parameters for the intense rains equation (“K”, “a”, “b” e “c”) using interpolated data for average maximum rainfall intensity, for the states of Minas Gerais, Espírito Santo and Rio de Janeiro. The average maximum rainfall intensity data was obtained by of the Intensity-Duration-Frequency equations (IDF), created by pluviographic data, available in the literature. In these were submitted combinations between six return periods (2, 5, 10, 20, 50 and 100 years) and 16 durations values (10, 20, 30, 40, 50, 60, 120, 240, 360, 420, 660, 720, 900, 1140, 1380 and 1440 minutes), resulting in 96 maximum intense rainfall maps. In the interpolation two interpolators, the geostatistical (Simple Kriging, Ordinary Kriging and Cokriging) and the deterministic (Inverse of Distance to powers of 1 to 6) were evaluated. The best interpolator was defined by the lowest Mean Absolute Percentual Error (MAPE), and the best model, inside the interpolator, was defined by the smallest Root Mean Square Error (RMSE). The Inverse Distance interpolation (IDP) presented lower Mean Absolute Percentage Error (MAPE), of 3%, compared to the Geostatistical interpolator, equal to 15.75%. Thus, the parameters "K", "a", "b" and "c" of the IDF equation were obtained by spatialization of the average intense rainfall data, by the Inverse Distance interpolator, for each of 2km x 2km pixel, for the states of Minas Gerais, Espírito Santo and Rio de Janeiro.

A presente tese de doutoramento tem por objetivo determinar os condicionantes geológicos do sistema aqüífero fraturado e a caracterização desse sistema, por meio da integração de dados em ambientes de Sistemas de Informações Georreferenciadas (SIGs). Além disso, busca introduzir uma nova perspectiva de levantamento, tratamento e análise de dados de estruturas deformacionais (zonas de fratura) aplicada à prospecção de aqüíferos fraturados. A área de estudo localiza-se em parte da bacia hidrográfica Taquari-Antas, na região nordeste do Estado do Rio Grande do Sul. O sistema aqüífero fraturado da região de estudo está hospedado em rochas vulcânicas da Fm. Serra Geral (Bacia do Paraná) e é aproveitado para abastecimento público e para o desenvolvimento de atividades industriais, agrícolas e recreativas. O sistema aqüífero fraturado consiste num sistema descontínuo, heterogêneo e anisotrópico, caracterizado pela ocorrência de vazões variáveis (72,1% dos poços tubulares apresentam vazões abaixo de 10 m3/h), transmissividade e capacidades específicas baixas. As características hidrogeoquímicas das águas subterrâneas desse sistema aqüífero estão condicionadas pela litogeoquímica das rochas percoladas e secundariamente por controles tectônicos e morfoestruturais responsáveis pela comunicação entre diferentes sistemas aqüíferos e a conseqüente mistura das águas subterrâneas. O padrão de estruturas deformacionais (zonas de fratura) é o condicionante de maior importância. Esse padrão foi caracterizado por meio de lineamentos tipo 2, representados por fraturas, zonas de fraturas, veios e diques. Esse padrão resultou da atuação de dois campos paleotensionais distintos que apresentam orientação ortogonal entre si. Dessa forma, diferentes sub-regiões apresentam comportamentos distintos com relação ao padrão estrutural existente. Os fatores relevo, solos e litologia são condicionadores secundários do sistema aqüífero fraturado. As relações apresentadas por esses fatores com o sistema aqüífero fraturado estão associadas ao grau de dissecação do relevo, à declividade, aos tipos e espessuras de solos, bem como, aos tipos litológicos e estruturas primárias associadas. A integração de dados envolveu o cruzamento dos diferentes condicionantes geológicos por meio de rotinas de tabulação cruzada, medidas de classes e técnicas de suporte à decisão disponíveis no programa SPRING. Com essa integração, foram obtidos mapas de favorabilidade à ocorrência de aqüíferos fraturados. As áreas que apresentam lineamentos associados a relevos com baixo grau de dissecação, baixas declividades (inferiores a 30%), solos de espessura média a alta do tipo Podzólico, Cambissolo e Litossolos, possuem as maiores correlações com poços tubulares produtivos. Com relação aos lineamentos, foi verificado que i) os lineamentos noroeste de orientações N30 – 40W e N50 – 60W estão associadas as maiores vazões (acima de 20 m3/h); ii) os lineamentos nordeste de orientações N20 - 30E e N40 - 50E também estão associados a vazões acima de 20 m3/h; iii) os lineamentos norte-sul de maiores vazões estão na orientação N00 – 14E; e iv) os lineamentos leste-oeste de maior produção estão orientados segundo N80 – 90W. A análise dos condicionantes geológicos e dos produtos obtidos pela integração de dados mostra que as diferentes regiões que formam a área de estudo apresentam comportamentos diferenciados. Dessa forma, o modelo prospectivo proposto para a área de estudo pode ser dividido em duas etapas: i) levantamento estrutural da região e ii) caracterização dos condicionantes secundários. Com o desenvolvimento dessas duas etapas, há uma maior tendência da obtenção de poços tubulares produtivos. / The present doctoring thesis aims to determine the geologic contingents from the fractured aquiferous system and its characterization, through data integration in environments of Georelated Information Systems (GIS). Furthermore, wants to introduce a new survey perspective, treatment and analysis of deformed structures (fractured zones) applied to fractured aquiferous prospection. The area of study is located in the Taquari – Antas hydrographic basin, in the Northeast region of the state of Rio Grande do Sul. The fractured aquiferous system of the area of study is hosted on volcanic rocks from Fm. Serra Geral (Paraná Basin) and it has been currently used for public provision and for recreational, agricultural and industrial activities development. The fractured aquiferous system consists of a discontinuous, heterogeneous and anisotropic system characterized by the occurence of varied outflows (72,1% of tubular wells present outflows below 10 m3/h), transmissivity and specific capabilities. The hydrogeochemical characteristics of underground waters of this aquiferous system have been conditioned by the lithogeochemistry of percolated rocks and secondly by tectonic and morphstructural controls responsible for the communication between different aquiferous systems and the consequent mixture of underground waters. The pattern of deforming structures (fractured zones) is the most important contingent. Such pattern has been characterized through lineaments type 2, represented by fractures, fracture zones, veins and dikes. This pattern has resulted from the action of two distinct paleontologic fields that present orthogonal orientation between them. Thus, different subregions present distinct behaviours in relation to the current structural pattern. Relief factors, soils and lithology are secundary contingents from the fractured aquiferous system. The connections presented by these factors to the fractured aquiferous system have been associated to the degree of relief dissecation, to declivity, to soil types and density, as well as to lithologic types and associated primary structures. Data integration have entwined the hybridization/ crossing of different geologic contingents through the practice of mixed tabulation, class measurements and support techniques to the decision available on SPRING program. Along with this integration propitiatory maps to the occurence of fractured aquiferous have been obtained. Areas that present associated lineaments to reliefs with low degree of dissecation, low declivity (inferior to 30%), average to high density soils Podzolic, Cambissoil and Lithosoil types, hold the strongest correlation to productive tubular wells. In relation to lineaments it has been ascertained that i) northwest lineaments orientation N30 - 40W and N50 - 60W are associated to larger outflows (above 20 m3/h); ii) northeast lineaments orientation N20 - 30E and N40 - 50E are also associated to outflows above 20 m3/h; iii) north-south lineaments with major outflows are located in orientation N00 – 14E; and iv) east-west lineaments with major production are orientated according to N80 – 90W. The geologic contingents and products obtained by data integration analysis shows that the different regions that form the area of study present distinguished behaviours. Thus, the proposed prospective model to the area of study may be divided into two stages: i) structural survey of the region and ii) characterization of the secondary contingents. By developing those two stages there is a greater tendency to obtaining productive tubular wells.

SANTOS, M. B. Indicadores de sustentabilidade de reservatórios no semi-árido brasileiro: uma proposta para a bacia do rio Jaguaribe - Ceará. 2009. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-27T19:00:34Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_mbsantos.pdf: 3759184 bytes, checksum: 2f4d63f7dbe3bcd509e3137a1f447adb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-06-02T18:17:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_mbsantos.pdf: 3759184 bytes, checksum: 2f4d63f7dbe3bcd509e3137a1f447adb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T18:17:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_mbsantos.pdf: 3759184 bytes, checksum: 2f4d63f7dbe3bcd509e3137a1f447adb (MD5) Previous issue date: 2009-09-02 / From all the natural phenomena that afflict the region of Jaguaribe River Basin, the drought is certainly the most damaging. The manner found, with the passing of the years, to overcome this adversity is to build superficial water reservoirs, as a mean to assure their flow during the droughts. The problem is that the building of most of those reservoirs was executed without a detailed study of their hydrologic sustainability, resulting in the construction of a great number of inefficient reservoirs. The solution to this problem is based on the responsible management of the existing reservoir network and the realization of sustainability studies on future projects. To make this possible, tools capable of measuring the reservoir sustainability, as well as indexes and indicators, become necessary. We have searched the literature about Indicators and indexes of sustainability and adapted them to the situation of the Jaguaribe River Basin. From this research, a set of measurements formed by indicators of reliability, resiliency, vulnerability and the sustainability index of the Jaguaribe, that measures the hydrologic sustainability of the reservoir. To realize this case study, 34 reservoirs located in the Jaguaribe River Basin were used, which were simulated for 12 different scenarios, varying their capacities and outflows to obtain dimensonless capacity factors (fK) equal to 1, 2, 4 and the real one. Also to obtain release dimensonless factors (fM) equal to 0.25, 0.5 and 0.75. The results obtained for this set of measurements were consistent and revealed that the studied reservoirs, in general, were classified as reservoirs of low hydrologic sustainability. / De todos os fenômenos naturais que afligem a região da Bacia do Rio Jaguaribe, com certeza, o mais danoso é o fenômeno da seca. A maneira encontrada, ao longo dos anos, para superar essa adversidade foi a construção de reservatórios de água superficiais, como forma de garantir a vazão dos mesmos nos períodos de estiagem. O problema é que construção de grande parte desses reservatórios foi executada sem um estudo detalhado de sua sustentabilidade hídrica, ocasionando a criação de um grande conjunto de reservatórios ineficientes. A solução desse problema está no gerenciamento responsável da rede de reservatórios já existentes e na realização de estudos aprofundados de sustentabilidade de projetos futuros. Para que isso seja possível, é necessário que existam ferramentas capazes de medir a sustentabilidade de reservatórios, tais como índices e indicadores. Foi realizada uma pesquisa sobre os indicadores e índices de sustentabilidade existentes na literatura, e, adequando-os a realidade da Bacia do Rio Jaguaribe, criou-se o conjunto de medidas formado pelos indicadores de confiabilidade, resiliência, vulnerabilidade e o índice de sustentabilidade do Jaguaribe, que medem sustentabilidade hídrica do reservatório. Para realizar o estudo de caso, utilizaram-se 34 reservatórios localizados na Bacia do Rio Jaguaribe, os quais foram simulados para 12 cenários diferentes, variando-se as suas capacidades e retiradas, de modo que fossem obtidos fatores adimensionais de capacidade (fK) iguais a 1, 2 e 4, além do fK relativo a capacidade real do próprio reservatório, assim como fatores adimensionais de retirada (fM) iguais a 0,25; 0,50 e 0,75. Os resultados obtidos para este conjunto de medidas se mostraram consistentes e revelaram que os reservatórios estudados, de forma generalizada, foram classificados como de baixa sustentabilidade hidrológica.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T15:01:27Z No. of bitstreams: 1 LIMA2014.pdf: 5977788 bytes, checksum: e363664785ca872c934952713727771e (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T15:01:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LIMA2014.pdf: 5977788 bytes, checksum: e363664785ca872c934952713727771e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-10T15:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LIMA2014.pdf: 5977788 bytes, checksum: e363664785ca872c934952713727771e (MD5) / A construção de barragens tem trazido uma série de benefícios à sociedade, porém também pode trazer impactos negativos. Dentre os impactos negativos, esta dissertação focou os impactos hidrológicos. Este trabalho propõe-se avaliar as alterações hidrológicas a jusante de barragens por meio da análise de sensibilidade à variação da capacidade de armazenamento, demandas hídricas do reservatório, tipologia do vale e vazão remanescente para diferentes regimes hídricos. Para a execução deste tipo de abordagem foram simuladas as alterações impostas pelas barragens em dois regimes hidrológicos distinto (um perene e um intermitente). Uma vez de posse das séries de vazão dos períodos pré e pós impacto, foi possível avaliar e classificar tais alterações por meio de duas metodologias existentes, o Indicators of Hydrological Alteration (IHA) e o Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). Em seguida foi executada a análise de sensibilidade das alterações hidrológicas frente a variação das variáveis de projeto utilizando Planejamento Fatorial. As alterações hidrológicas afetaram de forma distinta e com diferentes graus cada grupo de parâmetros hidrológicos do IHA. Em alguns casos foi possível identificar um comportamento diferente entre os experimentos de uso consuntivo e não consuntivo, demonstrando o poder de alteração da demanda sobre o regime hidrológico. Quanto à classificação do DHRAM, os resultados obtidos indicam que as barragens causam impactos relevantes: 75% dos experimentos tiveram o trecho de rio classificado como alto risco de impacto ou condição severamente impactada (Classe 4 ou 5). Através do Planejamento Fatorial duas variáveis de projeto demonstraram ter importância (em efeito e magnitude) nos estudos das alterações hidrológicas decorrente da implantação de barragens: a demanda e a vazão remanescente. Foi demonstrado que o estudo das alterações hidrológicas com as metodologias existentes pode ser feito ainda na fase de projeto, e a escolha de um cenário com menor impacto pode ser feita com base em variáveis de projeto como demanda e vazão remanescente. / The construction of dams brings a number of benefits to the society, but may have negative impacts. Among the negative impacts this dissertation focus on the hydrological impacts. This study aimed to assess the downstream hydrological changes caused by dams through a sensitivity analysis to changes in storage capacity, the reservoir water demands, typology of the valley and flow requirements for different flow regimes. For the implementation of this approach changes imposed by dams in two distinct regimes of river (a perennial and an intermittent) were simulated. In possession of the flow series of pre and post impact period it was possible to evaluate and classify the hydrological changes with two existing methodologies, the Indicators of Hydrological Alteration (IHA) and the Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). After this step it was performed a sensitivity analysis of hydrological changes due to variation of the design variables using Factorial Design. Hydrological changes affected in different ways and with different degrees each group of hydrological parameters of the IHA. In some cases it was possible to identify different behavior between experiments of consumptive and non-consumptive water use, demonstrating the power of change of the water demand on the hydrological regime. The results obtained with DHRAM classification, indicated that dams cause significant impacts to the rivers, 75 % of trials had the reach of river classified as high risk of impact or severely impacted condition (Class 4 or 5). Through the Factorial Design two design variables shown to be important (in effect and magnitude) in studies of hydrological changes resulting from the implementation of dams: the water demand and flow requirements. It has been established that the study of hydrological changes with the existing methodologies can be made even during the design phase, and the choice of a scenario with less impact can be done based on key design variables such as water demand and flow requirements

Submitted by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-04-07T13:59:18Z No. of bitstreams: 1 diss_fernando_rego.pdf: 2155362 bytes, checksum: ff9aaf3c2a3175791dbbf97de7567be2 (MD5) / Approved for entry into archive by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-04-07T13:59:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_fernando_rego.pdf: 2155362 bytes, checksum: ff9aaf3c2a3175791dbbf97de7567be2 (MD5) / Approved for entry into archive by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-04-07T13:59:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_fernando_rego.pdf: 2155362 bytes, checksum: ff9aaf3c2a3175791dbbf97de7567be2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-07T13:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss_fernando_rego.pdf: 2155362 bytes, checksum: ff9aaf3c2a3175791dbbf97de7567be2 (MD5) / A regionalização de vazões visa suprir a carência de informações hidrológicas em locais com pouca ou nenhuma disponibilidade de dados, sendo o conhecimento e o aprimoramento dessa técnica de grande importância para estimativas mais seguras das vazões. Esse trabalho teve como objetivo aperfeiçoar o procedimento de regionalização de vazões mínimas e média, considerando uma variável explicativa que representa a evapotranspiração real no processo de formação de vazões. O estudo foi realizado em duas bacias do rio São Francisco: uma sub-bacia do rio Paracatu, onde foram avaliados a vazão média de longa duração (Qmld), a vazão mínima com permanência de 95% do tempo (Q95) e a vazão mínima com sete dias de duração associada a um período de retorno de dez anos (Q7,10); e a bacia do rio Pará, na qual foi avaliado apenas a Q7,10. As variáveis independentes utilizadas foram a área de drenagem, a vazão equivalente ao volume precipitado (Peq), a vazão equivalente ao volume precipitado menos 750 mm (Peq750) e a vazão equivalente ao volume precipitado menos a média estimada da evapotranspiração real na bacia (PeqETR). Avaliou-se o desempenho da regionalização por meio de três análises: estatística, comportamento físico e risco. A PeqETR proporcionou os melhores ajustes estatísticos para as três vazões analisadas na sub-bacia do rio Paracatu, contudo, enquanto essa variável foi a que representou o melhor comportamento físico e estimativas mais seguras das vazões mínimas, a Peq750 foi a que teve estimativas mais representativas da vazão média. Para a bacia do rio Pará, o uso da PeqETR como variável explicativa gerou os melhores ajustes estatísticos e uma melhor representação do comportamento físico e de risco da variável dependente analisada. Assim, o uso da variável explicativa que considera a evapotranspiração real proporciou, nas bacias estudadas, os melhores ajustes estatísticos e, com exceção da vazão média, uma análise física mais representativa e segura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308806.pdf: 5565205 bytes, checksum: 72ba05fed88a38dda4ebcb880ab2524c (MD5) / Nos últimos anos muitas cidades brasileiras têm passado por um processo acelerado de mudanças no seu sistema urbano, caracterizado por um crescimento populacional em ritmo mais acentuado do que o da população rural, devido às precárias condições no campo e oportunidades de empregos na indústria, no comércio e nos serviços. Esse processo faz parte da urbanização e, muitas vezes, tem sido realizado de maneira desordenada, sem implementação de um sistema de planejamento de bacias hidrográficas, o que origina inúmeros problemas socioambientais intimamente ligados às inundações. Para prever os efeitos de urbanização e avaliar formas de intervenção no sistema de drenagem urbana, a modelagem hidrológica tem se mostrado como a ferramenta mais adequada. Nesse contexto, o presente estudo analisou as inundações da bacia hidrográfica do Campus da UFSC, por meio dos modelos HEC-HMS e HEC-RAS. A utilização do modelo HEC-HMS tem por objetivo a determinação da vazão a partir de dados pluviométricos para diferentes períodos de retorno. Já o uso do modelo HEC-RAS visa determinar a cota do nível d'água (cota de inundação) para as diversas vazões obtidas no modelo HEC-HMS. Os resultados mostram um bom ajuste entre os hidrogramas observados e simulados na exutória da bacia, um índice de NASH de 0,936 na calibração e 0,902 na validação. Já para o coeficiente de determinação foi obtido 0,966 na calibração e 0,957 na validação, permitindo avaliar a vazão do rio na bacia de estudo. Na simulação de cenários, no período entre 1998 e 2007, houve um aumento na vazão de pico de 27% e no volume escoado foi de 26%. Isto foi devido às mudanças de uso e ocupação do solo, principalmente em função do aumento da taxa de áreas construídas de 15%. Já na simulação com o modelo HEC-RAS foi verificado que no cenário de 1998, uma ponte localizada no canal principal da área de estudo, apresentou condições favoráveis quanto à capacidade máxima de escoamento sem transbordamento, quando comparado com o cenário de 2007. Este último apresentou excelente capacidade máxima de escoamento de vazão para os períodos de retorno de 2, 5 e 10 anos, sem capacidade de vazão para os períodos de retorno de 25, 50 e 100 anos. / In recent years many Brazilian cities have undergone an accelerated process of change in its urban system, characterized by population growth in a higher rate than the rural one due to poor field conditions and low employment opportunities in industry, commerce and services. This process is a part of urbanization and has often been disorderly conducted without implementation of a watershed planning, which leads to numerous socio-environmental problems closely linked to floods. To predict the hydrological effects of urbanization and to evaluate interventions in the urban drainage system, the hydrological modeling has proven to be the most appropriate tool. In this context, the present study used the models HEC-HMS and HEC-HAS to analyze flood in the UFSC Campus basin. The HEC-HMS aims at determining the discharge from rainfall data for different return periods. The HEC-RAS is used to determine the water level (flood elevation) for different discharge rates obtained from HEC-HMS. The results show a good fitting between the observed and simulated hydrographs at the outlet of the basin, where the values of the NASH were 0.936 and 0.902 for calibration and validation, respectively. The values of the mean square error were 0.966 and 0.957 for calibration and validation, espectively. In the scenario simulation between 1998 and 2007, there was an increase in peak discharge rate of 27% and the volume in 26%. It is due to land use change, mainly the increasing rate of 15% of construction areas. In the simulation with HEC-RAS, it was verified that in the scenario of 1998, a bridge located in the main channel of the study area, had favorite conditions for the discharge capacity without overland flow, when compared with the 2007 scenario. The latter showed excellent flow capacity only for the return periods of 2, 5 and 10 years, however insufficient capacity for the return periods of 25, 50 and 100 years.

A presente tese de doutoramento tem por objetivo determinar os condicionantes geológicos do sistema aqüífero fraturado e a caracterização desse sistema, por meio da integração de dados em ambientes de Sistemas de Informações Georreferenciadas (SIGs). Além disso, busca introduzir uma nova perspectiva de levantamento, tratamento e análise de dados de estruturas deformacionais (zonas de fratura) aplicada à prospecção de aqüíferos fraturados. A área de estudo localiza-se em parte da bacia hidrográfica Taquari-Antas, na região nordeste do Estado do Rio Grande do Sul. O sistema aqüífero fraturado da região de estudo está hospedado em rochas vulcânicas da Fm. Serra Geral (Bacia do Paraná) e é aproveitado para abastecimento público e para o desenvolvimento de atividades industriais, agrícolas e recreativas. O sistema aqüífero fraturado consiste num sistema descontínuo, heterogêneo e anisotrópico, caracterizado pela ocorrência de vazões variáveis (72,1% dos poços tubulares apresentam vazões abaixo de 10 m3/h), transmissividade e capacidades específicas baixas. As características hidrogeoquímicas das águas subterrâneas desse sistema aqüífero estão condicionadas pela litogeoquímica das rochas percoladas e secundariamente por controles tectônicos e morfoestruturais responsáveis pela comunicação entre diferentes sistemas aqüíferos e a conseqüente mistura das águas subterrâneas. O padrão de estruturas deformacionais (zonas de fratura) é o condicionante de maior importância. Esse padrão foi caracterizado por meio de lineamentos tipo 2, representados por fraturas, zonas de fraturas, veios e diques. Esse padrão resultou da atuação de dois campos paleotensionais distintos que apresentam orientação ortogonal entre si. Dessa forma, diferentes sub-regiões apresentam comportamentos distintos com relação ao padrão estrutural existente. Os fatores relevo, solos e litologia são condicionadores secundários do sistema aqüífero fraturado. As relações apresentadas por esses fatores com o sistema aqüífero fraturado estão associadas ao grau de dissecação do relevo, à declividade, aos tipos e espessuras de solos, bem como, aos tipos litológicos e estruturas primárias associadas. A integração de dados envolveu o cruzamento dos diferentes condicionantes geológicos por meio de rotinas de tabulação cruzada, medidas de classes e técnicas de suporte à decisão disponíveis no programa SPRING. Com essa integração, foram obtidos mapas de favorabilidade à ocorrência de aqüíferos fraturados. As áreas que apresentam lineamentos associados a relevos com baixo grau de dissecação, baixas declividades (inferiores a 30%), solos de espessura média a alta do tipo Podzólico, Cambissolo e Litossolos, possuem as maiores correlações com poços tubulares produtivos. Com relação aos lineamentos, foi verificado que i) os lineamentos noroeste de orientações N30 – 40W e N50 – 60W estão associadas as maiores vazões (acima de 20 m3/h); ii) os lineamentos nordeste de orientações N20 - 30E e N40 - 50E também estão associados a vazões acima de 20 m3/h; iii) os lineamentos norte-sul de maiores vazões estão na orientação N00 – 14E; e iv) os lineamentos leste-oeste de maior produção estão orientados segundo N80 – 90W. A análise dos condicionantes geológicos e dos produtos obtidos pela integração de dados mostra que as diferentes regiões que formam a área de estudo apresentam comportamentos diferenciados. Dessa forma, o modelo prospectivo proposto para a área de estudo pode ser dividido em duas etapas: i) levantamento estrutural da região e ii) caracterização dos condicionantes secundários. Com o desenvolvimento dessas duas etapas, há uma maior tendência da obtenção de poços tubulares produtivos. / The present doctoring thesis aims to determine the geologic contingents from the fractured aquiferous system and its characterization, through data integration in environments of Georelated Information Systems (GIS). Furthermore, wants to introduce a new survey perspective, treatment and analysis of deformed structures (fractured zones) applied to fractured aquiferous prospection. The area of study is located in the Taquari – Antas hydrographic basin, in the Northeast region of the state of Rio Grande do Sul. The fractured aquiferous system of the area of study is hosted on volcanic rocks from Fm. Serra Geral (Paraná Basin) and it has been currently used for public provision and for recreational, agricultural and industrial activities development. The fractured aquiferous system consists of a discontinuous, heterogeneous and anisotropic system characterized by the occurence of varied outflows (72,1% of tubular wells present outflows below 10 m3/h), transmissivity and specific capabilities. The hydrogeochemical characteristics of underground waters of this aquiferous system have been conditioned by the lithogeochemistry of percolated rocks and secondly by tectonic and morphstructural controls responsible for the communication between different aquiferous systems and the consequent mixture of underground waters. The pattern of deforming structures (fractured zones) is the most important contingent. Such pattern has been characterized through lineaments type 2, represented by fractures, fracture zones, veins and dikes. This pattern has resulted from the action of two distinct paleontologic fields that present orthogonal orientation between them. Thus, different subregions present distinct behaviours in relation to the current structural pattern. Relief factors, soils and lithology are secundary contingents from the fractured aquiferous system. The connections presented by these factors to the fractured aquiferous system have been associated to the degree of relief dissecation, to declivity, to soil types and density, as well as to lithologic types and associated primary structures. Data integration have entwined the hybridization/ crossing of different geologic contingents through the practice of mixed tabulation, class measurements and support techniques to the decision available on SPRING program. Along with this integration propitiatory maps to the occurence of fractured aquiferous have been obtained. Areas that present associated lineaments to reliefs with low degree of dissecation, low declivity (inferior to 30%), average to high density soils Podzolic, Cambissoil and Lithosoil types, hold the strongest correlation to productive tubular wells. In relation to lineaments it has been ascertained that i) northwest lineaments orientation N30 - 40W and N50 - 60W are associated to larger outflows (above 20 m3/h); ii) northeast lineaments orientation N20 - 30E and N40 - 50E are also associated to outflows above 20 m3/h; iii) north-south lineaments with major outflows are located in orientation N00 – 14E; and iv) east-west lineaments with major production are orientated according to N80 – 90W. The geologic contingents and products obtained by data integration analysis shows that the different regions that form the area of study present distinguished behaviours. Thus, the proposed prospective model to the area of study may be divided into two stages: i) structural survey of the region and ii) characterization of the secondary contingents. By developing those two stages there is a greater tendency to obtaining productive tubular wells.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-17T12:50:23Z No. of bitstreams: 1 2013_PauloHenriqueBretanhaJunkerMenezes.pdf: 6695280 bytes, checksum: c22b239284f922e55c62db0356714a7e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-17T13:01:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_PauloHenriqueBretanhaJunkerMenezes.pdf: 6695280 bytes, checksum: c22b239284f922e55c62db0356714a7e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-17T13:01:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_PauloHenriqueBretanhaJunkerMenezes.pdf: 6695280 bytes, checksum: c22b239284f922e55c62db0356714a7e (MD5) / A sociedade moderna ampliou consideravelmente a diversidade de uso da água. Hoje em dia, a água é bem de consumo final ou intermediário na quase totalidade das atividades humanas. Em um país como o Brasil que possui grande parte de sua matriz energética originada do seu excelente potencial hídrico é fundamental o aprofundamento em estudos e tecnologias relacionados ao entendimento dos ecossistemas aquáticos continentais. É na lacuna de limitações do monitoramento espacial e temporal das técnicas convencionais de amostragem que o sensoriamento remoto se insere como uma das tecnologias capaz de ampliar a representatividade das amostras. O objetivo desta tese é estimar a concentração dos sedimentos em suspensão em reservatórios por meio de imagens do satélite MODIS e das propriedades ópticas da água adquiridas com espectrorradiometria de campo. Além de fornecer estimativas sobre a dinâmica espaço-temporal dos fluxos de sedimento que aportam o reservatório de Três Marias. Para isso, é necessário compreender como os sedimentos se comportam no reservatório e como afetam a resposta espectral das águas. A metodologia desenvolvida nesta pesquisa envolveu levantamento de campo do material em suspensão e das propriedades ópticas das águas do reservatório. A caracterização das propriedades ópticas das águas permitem entender os processos de interação entre a radiação eletromagnética com o corpo d'água. As propriedades ópticas medidas a partir da espectrorradiometria de campo foram: Reflectância de sensoriamento remoto, reflectância volumétrica e coeficiente de atenuação vertical da luz. Essas propriedades permitiram estimar as propriedades de coeficiente de absorção, de espalhamento e de retroespalhamento da radiação pelo corpo d'água. Análises de correlação entre as propriedades ópticas da água e a concentração de material em suspensão se mostraram bem robustas com valores de R² acima de 0,9 para todas as propriedades. Entre as propriedades ópticas medidas a reflectância de sensoriamento remoto foi utilizada para simular as respostas espectrais do sensor MODIS. Os dados do sensor MODIS simulados são correlacionados com o material em suspensão. Essa correlação se mostrou bastante robusta com R² de 0,93 para a banda do vermelho e 0,92 para a banda do infravermelho mostraram uma boa possibilidade de se estimar valores de concentração a partir da reflectância do sensor MODIS. As análises de correlação com o material em suspensão foram utilizadas para definir as curvas de calibração para estimar valores de concentração de sedimentos a partir do sensor MODIS. Os valores de concentração estimados foram validados a partir da comparação com as concentrações mensuradas em campo. Os resultados mostram que os dados de satélite conseguem acompanhar de maneira robusta as variações de concentração ao longo do reservatório, permitindo analisar a dinâmica de fluxos de sedimentos espacialmente e temporalmente. Essa tese demonstra a possibilidade de utilizar imagens de sensoriamento remoto para monitorar de maneira criteriosa a dispersão da pluma de sedimentos e suas variações sazonais dentro do reservatório, além da possibilidade de analisar os parâmetros dos constituintes da água por meio das suas propriedades ópticas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Modern society has significantly expanded the diversity of water use. Today, water is final or intermediate consumer product in almost of all human activities. In a country like Brazil, which has most of its energy originated from its excellent water potential is very important improvements in technologies and studies related to the understanding of aquatic ecosystems. Is in the gap of spatial and temporal monitoring limitations of conventional sampling techniques that remote sensing is included as one of the technologies capable of enhancing the representativeness of samples. The objective of this thesis is to test the effectiveness of t suspended sediment concentration estimates in reservoirs using MODIS satellite images and the optical properties of water measured with field spectroradiometry. In addition to providing estimates of the spatial and temporal sediment fluxes dynamics that contribute to the Três Marias Reservoir. For this it is necessary to understand the behavior of sediments in the reservoir and how they affect the color of the waters. The methodology involves field research of the suspended material and the optical properties of the reservoir water. The characterization of the optical properties of water allow us to understand the processes of interaction of electromagnetic radiation with water. The optical properties measured from the field spectroradiometry were: remote sensing reflectance, irradiance reflectance and vertical attenuation coefficient of light. These properties allowed us to estimate the properties of the absorption coefficient, scattering and backscattering of radiation by water. A correlation between the optical properties of water and the concentration of suspended material was very robust with R² values above 0.9 for all properties. Among the optical properties of water measures the reflectance remote sensing was used to simulate the spectral response of MODIS. Correlation analysis with suspended material are used to define the calibration curve to estimate values of sediment concentration from MODIS datas. The estimated concentration values are validated by comparing with the concentrations measured in the field. The results show that the satellite data can robustly monitor the variability of concentration along the reservoir, allowing to analyze the dynamics of sediment flows spatially and temporally. This thesis demonstrates the possibility of using remote sensing images to monitor very carefully the dispersion of sediment plume and seasonal variations within the reservoir, plus the ability to analyze parameters of the constituents of the water using their optical properties.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-09T12:50:40Z No. of bitstreams: 1 2012_AnaCarolinaZoppasCosti.pdf: 7522236 bytes, checksum: 585345ea2404b8a994bb9a5545045da6 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-07-09T13:43:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AnaCarolinaZoppasCosti.pdf: 7522236 bytes, checksum: 585345ea2404b8a994bb9a5545045da6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-09T13:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AnaCarolinaZoppasCosti.pdf: 7522236 bytes, checksum: 585345ea2404b8a994bb9a5545045da6 (MD5) / A altimetria espacial foi desenvolvida nos anos setenta com a realização das primeiras medidas para determinação da topografia e da superfície dos oceanos. A partir de então, medidas altimétricas de níveis de água continentais tem apresentado um importante papel em aplicações como: nivelamento de estações fluviométricas, estimativa de descarga líquida, estimativa de variações espaciais e temporais de armazenamento de água em rios e zonas de inundação, perfis longitudinais de água e implicações geodinâmicas. Nesse contexto, o emprego da altimetria espacial para monitoramento de níveis em águas continentais apresenta a possibilidade de adquirir dados em locais com baixa densidade de estações ou de difícil acesso, como a bacia amazônica. Este trabalho analisa as medidas altimétricas de níveis de água adquiridas pelo satélite ENVISAT em relação aos dados obtidos em três estações fluviométricas da bacia do rio Madeira, no Amazonas. Foram estabelecidas três estações virtuais para a comparação entre as séries de dados altimétricos e as séries de dados fluviométricos (estações in situ) entre 2002 e 2008. Os resultados das análises realizadas apresentaram precisões de 12 ± 1 cm para a estação Pimenteiras; 35 ± 2 cm para a estação Príncipe da Beira e 32 ± 2 cm para a estação Prosperidade. Além disso, os dados adquiridos pelo satélite acompanharam o regime de variação de níveis registrado pelas estações in situ, sugerindo a possibilidade de utilizar esses dados como fonte complementar em estudos hidrológicos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Space altimetry was developed in the Seventies with the accomplishment of the first measures for determination of the topography and the ocean´s surface. Since then, altimetric measures of continental water levels has had an important place in applications as: leveling of in situ stations, discharge estimation, estimative of spatial and temporal variations of water storage in rivers and floodplains, longitudinal water profiles and geodynamic implications. In this context, the use of space altimetry to monitoring levels in continental waters presents the possibility to acquire data in places with low density of conventional gauging (in situ stations) or difficult access, as in the Amazon basin. This study analyzes the altimetric measures of water levels acquired by ENVISAT mission in relation to the water levels at conventional gauges at de Madeira basin, in the Amazonas state. Three virtual stations were established to compare the altimetric data series and the series from gauging stations (in situ data) from 2002 to 2008. The results presented precisions in the order of 30 cm. Besides that, the satellite data followed the water stage variation registered in the in situ stations, suggesting the possibility of using this data as an additional source for hydrological studies.