A expansão das áreas de reflorestamento colocam em evidência os possíveis efeitos destas nos recursos hídricos. Tendo como principal característica o crescimento acelerado, as florestas plantadas apresentam elevadas taxas de evapotranspiração, e, embora não sejam consideradas usuárias de água, o consumo das mesmas modifica a produção de água na microbacia. Buscando entender este cenário, o objetivo do estudo foi identificar alternativas de corte raso em mosaico a serem utilizadas para mitigar os efeitos das florestas plantadas nos recursos hídricos. Foram testados variáveis de intensidade e configuração espacial do corte raso e seus efeitos obtidos por meio de simulações chuva-vazão na microbacia experimental de Itatinga. O estudo foi dividido em duas partes, a primeira foi referente à análise do consumo por meio da curva de permanência do deflúvio em diferentes cenários de intensidade de corte, e a segunda pela simulação hidrológica distribuída de cenários de corte variáveis tanto na intensidade quanto na localização. A partir dos resultados obtidos foram realizadas comparações com as vazões mínimas de referência (Q7.10 e Q90) para quantificação do consumo de água das florestas ao longo do tempo. Os resultados mostraram que quando totalmente coberta com floresta o consumo de água sempre ficava além do recomendado, conforme o corte da cobertura simulado era intensificado (até 100% de corte) os valores de consumo caiam, sendo que a partir de cinquenta porcento de corte o deflúvio ficava abaixo dos dois índices de vazão mínima de referência analisados. Na segunda parte do estudo os cenários de intensidade e localização do corte (30, 50 e 70% de corte nas cotas baixas e altas) foram comparados com a referência - cobertura total com floresta - e os resultados analisados quanto ao escoamento total, pico de vazão e volume dos eventos. Foi também simulado um cenário para a análise do efeito da vegetação ripária na redução dos impactos. Os resultados mostraram que os efeitos das diferentes intensidades de corte raso estão relacionados a altura total precipitada, pois apresentaram diferenças significativas para os menores eventos de chuva, não tendo as intensidades diferenças no corte para os maiores eventos (lâminas de chuva acima de 15 mm). A localização do corte nas cotas baixas da bacia resultou em picos de vazão e volume maiores do que o cenário referência para uma mesma intensidade de corte. Quando os cortes foram realizados nas cotas altas os resultados não diferiram significativamente do cenário referência em nenhuma porcentagem de corte, com exceção para a altura precipitada entre 4 e 8 mm. As simulações dos efeitos da floresta ripária mostraram que quando mantida ao longo do rio a vegetação diminui o escoamento direto, no entanto, este efeito depende da intensidade do evento de chuva, não sendo significativo para grandes eventos. Por meio dos dados foi possível concluir que o corte em mosaico é uma ferramenta que deve ser utilizada no manejo das florestas plantadas, pois por meio deste é possível diminuir o consumo através da intensidade e mitigar os efeitos do aumento do escoamento por meio da localização do corte. / The expansion of areas of planted forests shows possible effects they have on water resources. Due to the characteristics of accelerated growth, commercial reforestations have high rates of evapotranspiration. Although planted forests are not considered water users, their consumption modifies water production in the watershed. Seeking to understand this scenario, the objective of this study was to identify alternatives to clear-cutting in mosaic that can be used to mitigate the effects of planted forests in water resources. Variables of intensity and spatial configuration of clear-cutting and its effects obtained through rain-flow simulations were tested in the experimental watershed of Itatinga. The study was divided into two parts, the first consisted of the analysis of consumption through the flow permanence curve in different scenarios of cut intensity, and the second was characterized by hydrological simulation of distributed variable cutting scenarios both in intensity and in location. The results were used to compare with the minimum flow rates of reference (Q7.10 and Q90) to quantify water consumption of forests over time, measuring the relationship between consumption and minimum reference flow. The results showed that when fully covered with forest, water consumption was always beyond the recommended, and as the simulated cut of the vegetation cover was enhanced (until 100% cutting), consumption values dropped. After 50 percent of cutting, runoff remained below two rates of minimum flow reference analyzed. In the second part of the study, the scenarios of intensity and location of cuts (30, 50 and 70% of cut in downstream and upstream) were compared with reference - complete forest cover - and the results were analyzed in terms of total runoff, peak flow and volume of events. It was also simulated a scenario for the analysis of the effects of riparian vegetation on the reduction of impacts caused by the clear-cutting of the planted forest. The effects of different intensities of clear-cutting are related to the size of the event of rain, because they showed significant differences for smaller rain events, however, no differences in the intensities were observed for greater events (precipitation above 15 mm). The location of the cut in downstream scenarios resulted at peak flow and volume larger than the reference scenario for the same cut intensity. When the cuts were made in upstream, the results did not differ significantly from the reference scenario in any percentage of cut, except for the rain size between 4 and 8 mm. Simulations of the effects of riparian forest showed that when they are kept along the river, the vegetation decreases the direct runoff, however, this effect depends on the intensity of the rain event, not being significant for large events. The use of data allowed to conclude that the cut in mosaic is a tool that could be used in the management of planted forests, as it decreases consumption through intensity and mitigates the effects of increased runoff due to the location of the cut.

Se por um lado a estimação das vazões máximas pelos métodos tradicionais, estatístico (Análise de Frequência Local - AFL) e determinístico (Cheia Máxima Provável - CMP), vem sendo alvo de críticas, por outro, a Análise de Frequência Conjugada (AFC) e o método do Hidrograma Máximo Mais Provável (HMMP), mais recentemente proposto, evidenciam-se como ferramentas promissoras. A AFC consiste da combinação entre técnicas probabilísticas e determinísticas e o HMMP utiliza os conceitos do Hidrograma Unitário Curvilíneo (HUC) de Mockus e da distribuição temporal de chuvas dada por Huff. Este trabalho tem o intuito de aplicar os métodos AFL, AFC e HMMP de maneira a avaliar os procedimentos e peculiaridades de cada método e assim possibilitar uma análise comparativa. Os referidos métodos foram aplicados para as séries de vazões dos aproveitamentos hidrelétricos UHE Sobradinho e UHE Três Marias, localizados na bacia do rio São Francisco, e a estação fluviométrica Paso de Los Libres localizada na bacia hidrográfica do rio Uruguai. Foram avaliadas a estabilidade e a sensibilidade dos métodos à extensão da série, à variação da magnitude das menores vazões das séries de valores máximos e a influência da presença de outliers, nos valores máximos determinados. As análises da estabilidade e sensibilidade apresentam diferenças máximas entre as estimativas de vazões decamilenares de 321% para a Análise de Frequência Local, 64% para a Análise de Frequência Conjugada e 82% para o Hidrograma Máximo Mais Provável. Conclusões importantes foram obtidas, dentre as quais o fato dos métodos AFC e HMMP apresentarem vantagens em relação ao método AFL para todas as análises realizadas. O método do HMMP apresentou variação pouco significativa quanto à presença de outliers e influência da presença dos menores valores, sendo considerado o mais promissor dentre os três métodos e para as séries analisadas no presente trabalho. / If, on one hand, the estimation of peak flows by traditional statistical analysis (Local Frequency Analysis - AFL) and deterministic methods (Probable Maximum Flood - PMF) has been criticized, on the other, the Conjugated Frequency Analysis (AFC) and the method of Hydrograph Maximum Most Probable (HMMP), recently proposed, are highlighted as promising tools. The AFC consists of a combination of deterministic and probabilistic techniques and HMMP uses the concepts of Curvilinear Unit Hydrograph (HUC) by Mockus and temporal distribution of rainfall given by Huff. This paper aims to apply the AFL, AFC and HMMP methods in order to assess the procedures and peculiarities of each method and thus provide a comparative analysis. The methods were applied to the series of flows of hydroelectric Sobradinho and Três Marias, located in the São Francisco basin, and Paso de Los Libres fluviometric station located in the basin of the River Uruguay. Stability and sensitivity of the methods to extend the series, the variation of the magnitude of lower flows series of maxima and the influence of the presence of outliers in certain maximums were evaluated. The stability and sensitivity analyzes presented maximum differences between estimated decamilenares flow of 321% for the Analysis of Local Frequency, 64% for the Analysis of Combined frequency and 82% for Hydrograph Maximum Most Probable. The method presented HMMP negligible variation for the presence of outliers and influence of the presence of minor amounts, and it is considered the most promising among the three methods and for the series analyzed in this work.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-20T13:06:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ContribuicaoGerenciamentoRecursos.pdf: 5628797 bytes, checksum: 5e17028b734efcf3971e339a1b430534 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-20T13:44:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ContribuicaoGerenciamentoRecursos.pdf: 5628797 bytes, checksum: 5e17028b734efcf3971e339a1b430534 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T13:44:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ContribuicaoGerenciamentoRecursos.pdf: 5628797 bytes, checksum: 5e17028b734efcf3971e339a1b430534 (MD5) Previous issue date: 1995-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho trata de um problema de otimização de fluxo em rede aplicado ao sistema hídrico da bacia do rio Piracicaba: Dentre os métodos matemáticos de otimização, selecionou-se aquele que apresenta grande eficiência computacional, visando á possibilidade de auxiliar o gerenciamento e operação de bacias hidrográficas, cuja preocupação central esteja voltada à quantidade e qualidade de água. Optou-se pelos modelos.. matemáticos computacionais, os quais apresentam-se como ferramentas rápidas e eficientes nos processos de tomada de decisão. O problema foi tratado segundo uma formulação multiobjetivo através do Método dos Pesos, tendo como suporte um algoritmo de otimização de fluxos em rede com função objetivo linear por partes. Verificou-se que o sistema hídrico atende satisfatoriamente aos objetivos proposto, desde que se conheçam as vazões no horizonte de 24 (vinte e quatro) meses -vazões determinísticas, com a devida manipulação dos volumes e diferenciação na evolução dos volumes com o tempo. A visão de conjunto que o modelo proporciona, contrapõe-se aos estudos tradicionais os quais avaliam o beneficio das obras hidráulicas de maneira pontual. / This work deals with a network flow optimization problem applied to the Piracicaba river system. A mathematical optimization method which gives great computational efficiency was selected. The aim is to help the management and operation of hydrografic basins geared to the control of the quality and quantity of the water. Computational mathematical models were chosen due to their speedy and efficient aid to decision making. The problem was handled by adopting the multiobjective formulation of the Weight Method and a networks flow optimization algorithm coupled with a piece-wise linear objective function. At was verified that the river system responds satisfactorily as long as the flow of a twenty-four month's period is known in advance (deterministc flows) and with due manipulation of the storages and differentiation of the storages with time. The systemic vision the models provides is an alternative approach to the traditional studies that evaluate the benefits the hydraulic structures in the punctual form

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-08-31T20:51:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ContribuicaoClassificacaoPequenas.pdf: 5568509 bytes, checksum: 0f163878e1bab16cf61a8f50a955b832 (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-08-31T20:52:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ContribuicaoClassificacaoPequenas.pdf: 5568509 bytes, checksum: 0f163878e1bab16cf61a8f50a955b832 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-31T20:52:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ContribuicaoClassificacaoPequenas.pdf: 5568509 bytes, checksum: 0f163878e1bab16cf61a8f50a955b832 (MD5) Previous issue date: 2018-05-25 / A adoção de um valor de área para definir grandes, médias ou pequenas bacias hidrográficas deve levar em consideração os diversos processos envolvidos no comportamento das bacias. Em pequenas bacias, os fenômenos de conversão chuva-vazão são descritos utilizando técnicas mais simples. Buscando classificar pequenas bacias hidrográficas em função de suas áreas de drenagem, o estudo teve como principal objetivo identificar e classificar as pequenas bacias da Amazônia Legal, utilizando um modelo linear simples (MLS). O modelo é aplicado aos dados de chuva e vazão de bacias testes selecionadas, a fim de verificar a linearidade entre essas variáveis. O MLS utilizado neste estudo é baseado em um sistema linear e invariável no tempo, que estabelece uma relação de causa e efeito entre os dados de chuva e vazão. O desempenho do modelo foi avaliado através do RMS (raiz quadrada do erro quadrático médio), e a partir dos resultados pequenas bacias hidrográficas foram classificadas em função da área de drenagem. O método de Otto Pfafstetter é aplicado buscando identificar em que nível de codificação são encontradas apenas pequenas bacias hidrográficas. Os resultados indicaram que nas bacias com áreas de drenagem menores ou iguais a 620 km² o ajuste entre as curvas de permanência das vazões observadas e simuladas foi melhor, apresentando valores de RMS abaixo de 3 m³/s. Já nas bacias com dimensões acima de 620 km², os resultados de RMS ultrapassaram 4 m³/s, e as curvas de permanência não apresentaram bom ajuste, demonstrando que o MLS falha quando aplicado aos dados hidrológicos dessas bacias. Assim, as pequenas bacias hidrográficas da Amazônia Legal foram classificadas com áreas de drenagem menor ou igual a 620 km². O método de Ottocodificação foi aplicado até o nível 9, onde foram delimitadas 51.319 ottobacias, todas classificadas como pequenas bacias. / The adoption of an area value to define large, medium or small river basins should take into account the various processes involved in the basin behavior. In small basins, rainfall-flow conversion phenomena are described using simpler techniques. In order to classify small river basins according to their drainage areas, the main objective of this study was to identify and classify the small basins of the Amazon using a simple linear model (MLS). The model is applied to the rainfall and flow data from selected test basins in order to verify the linearity between these variables. The MLS used in this study is based on a linear and time invariant system that establishes a cause and effect relationship between rainfall and flow data. The performance of the model was evaluated through the RMS (square root of the mean square error), and from the results, small hydrographic basins were classified as a function of the drainage area. The method of Otto Pfafstetter is applied searching to identify at what level of codification are found only small river basins. The results indicated that in the basins with drainage areas less than or equal to 620 km², the adjustment between the observed and simulated flow duration curves was higher, presenting RMS values below 3 m³ / s. In the basins with dimensions over 620 km ², the RMS results exceeded 4 m³ / s, and the flow duration curves did not present a good fit, demonstrating that the MLS fails when applied to the hydrological data of these basins. Thus, the small hydrographic basins of the Amazon were classified with areas of drainage less or equal to 620 km ². The Ottocoding method was applied until level 9, where 51,319 ottobacias were delimited, all classified as small basins.

Neste estudo, trata-se de avaliar fontes de precipitação baseadas em estimativas por satélite e técnicas de assimilação de dados para previsão de vazões por meio do modelo hidrológico distribuído MGB-IPH. A insuficiente representatividade espacial dos pluviômetros torna difícil a correta representação dos campos de precipitações. Por outro lado, as estimativas de satélite, embora forneçam uma descrição espacial mais consistente, são potencialmente menos acuradas. Sendo assim, procura-se utilizar métodos que combinem os dados de ambas as fontes para gerar um campo de precipitação mais consistente. Neste trabalho, implementaramse dois modelos de combinação pluviômetro-satélite, CHUVSAT e MERGEHQ, através de uma metodologia de interpolação. Por outro lado, as técnicas de assimilação de dados acoplados aos modelos de previsão hidrológica são também de interesse neste estudo, pois minimizam as incertezas associadas ao processo de calibração de parâmetros, às variáveis de estado e dados de entrada do modelo hidrológico. Para esse propósito, escolheu-se a bacia do rio Tocantins e implementou-se particularmente a técnica de assimilação de dados de tipo sequencial chamado na literatura de filtro de partículas, conjuntamente com o método de filtro Kalman por conjunto e o método de assimilação AsMGB atualmente acoplado ao modelo MGB-IPH. O estudo mostra que a precipitação combinada utilizada como dado de entrada na simulação hidrológica permitiu reproduzir adequadamente os hidrogramas observados para o período de calibração e validação. Já para o caso das vazões resultantes, durante a etapa de previsão, a precipitação combinada mostrou-se com melhor desempenho em termos estatísticos que os métodos sem combinar, sobretudo após 24 horas de antecedência. Finalmente, a técnica de assimilação de dados por filtro de partículas conseguiu absorver os erros da simulação melhorando as medidas de desempenho na etapa de previsão sendo superior ao modelo de previsão sem considerar assimilação. / The objective of this study is to evaluate precipitation sources based on satellite estimates and data assimilation techniques for prediction of flows by means of the distributed hydrological model MGB-IPH. The insufficient spatial availability of rain gauges makes difficult to represent precipitation fields appropriately. In contrast, satellite estimates, although providing a more consistent spatial description, are potentially less accurate. Thus, raingauge satellite merging methods that combine data from both sources to generate a more consistent precipitation field are used herein. For this purpose, two models namely CHUVSAT and MERGEHQ were implemented using an interpolation technique. On the other hand, data assimilation techniques coupled with hydrological forecasting models are also assessed in this study. The assimilation process minimizes the uncertainties associated with the parameter calibration procedure, variable state and hydrological input data. In this manner, the sequential data assimilation technique namely particle filter in conjunction with the Kalman filter method and the assimilation method AsMGB, which is currently coupled to the MGBIPH model, were implemented and applied to the Tocantis basin. The obtained results showed that the combined precipitation used as input data in the hydrological simulation allowed reproducing adequately the observed hydrograms for the periods of calibration and validation. In the case of the resulting flows during the forecast stage, the merging precipitation was shown to perform better in statistical terms than the uncombined methods, especially after 24 hours in advance. Finally, the data assimilation technique by particle filter was able to absorb all simulation errors, improving the performance measures in the forecasting stage, thus being superior to the forecasting model without considering assimilation.

Soil moisture can be a determining factor in hydrological processes. However, the monitoring of soil water content is difficult to perform because of its spatio-temporal variability and because field measurements are expensive and time-consuming. Thus, the use of the Tank Model and also a moisture index derived from this model can be very useful in hydrological studies and in the management of natural disasters. In addition, the evaluation of this index in a distributed form in the river basin allows a more detailed analysis of the water content of the soil, considering its spatial variability. The objective of this study was to develop a distributed version of the Tank Model (D-Tank Model) to determine a soil moisture content (IUS), dividing the basin into cells with a resolution of 2 meters. The study area was the Araponga River basin (5.26 ha), located in the north of Santa Catarina, and with hydro-meteorological and tensiometric data available. In the study, data were used every 5 minutes of rainfall, evapotranspiration and flow, and soil water tension every 10 minutes, measured from March 2011 to December 2015. Initially the Tank Model was used, Aiming only at the rain-flow process of the basin for five short-duration events aiming at the calibration of the parameters, which were also used in the D-Tank Model cells. The validation of this transfer of parameters was done using the average of the parameters found in the calibration, applying it in two other short duration events. After validation, the water storage in the soil of each of the basin cells generated for the D-Tank Model was calculated. With the D-Tank Model, the IUS values were obtained, which were compared with the soil water tension values measured by the tensiometers. The individual storage values of the two reservoirs S1, and S2, were also compared with the water tension values. The comparison was made through the linear correlation coefficient, seeking negative correlations between the variables, which occurred in a satisfactory way, both between the IUS and the tension values, as well as the storage values of the reservoirs and the water tension values. The present work showed that IUS may be an applicable measure for soil moisture representation. / A umidade do solo pode ser um fator determinante nos processos hidrológicos. No entanto, o monitoramento do conteúdo de água no solo é difícil de ser realizado, devido à sua variabilidade espaço-temporal e porque as medições de campo são dispendiosas e demoradas. Assim, a utilização do Tank Model e também de um índice de umidade, derivado deste modelo, podem ser muito úteis nos estudos hidrológicos. Além disso, a avaliação desse índice de forma distribuída na bacia hidrográfica permite uma análise mais detalhada do conteúdo de água do solo, uma vez que considera a sua variabilidade espacial. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma versão distribuída do Tank Model (D-Tank Model), para determinar um índice de umidade do solo (IUS), dividindo a bacia em células com resolução de 2 metros. A área de estudo foi a bacia hidrográfica do Rio Araponga (5,26 ha), localizada no norte de Santa Catarina, e com disponibilidade de dados hidro-meteorológicos e tensiométricos. No estudo foram utilizados dados a cada 5 minutos de precipitação, evapotranspiração e vazão, e de tensão de água no solo a cada 10 minutos, medidos no período de março de 2011 a dezembro de 2015. Inicialmente foi utilizado o Tank Model (concentrado), visando somente o processo chuva-vazão da bacia para cinco eventos de curta-duração visando a calibração dos parâmetros, que foram também utilizados nas células do D-Tank Model. A validação desta transferência de parâmetros se deu utilizando a média dos parâmetros encontrados na calibração, aplicando-a em outros dois eventos de curta duração. Após a validação, foi calculado o armazenamento de água no solo, de cada uma das células da bacia, geradas para o D-Tank Model. Com o D-Tank Model obteve-se os valores de IUS, que foram comparados com os valores de tensão da água no solo, medidos pelos tensiômetros. Os valores de armazenamento individuais dos dois reservatórios S1, e S2, também foram comparados com os valores de tensão. A comparação foi feita através do coeficiente de correlação linear, buscando correlações negativas entre as variáveis, o que ocorreu de forma satisfatória, tanto entre o IUS e os valores de tensão, como para os valores de armazenamento dos reservatórios e os valores de tensão da água no solo. O presente trabalho mostrou que o IUS pode ser uma medida aplicável para representação da umidade do solo.

O aumento da ocorrência de desastres hidrológicos relacionados a inundações bruscas tem recebido maior atenção dos diversos órgãos em suas diferentes escalas, com o objetivo de reduzir ao máximo suas causas. Justamente por isso, as medidas não estruturais são medidas de extrema importância na prevenção de tais desastres. Uma dessas medidas deve ser o mapeamento de áreas de perigo de inundações. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi propor e avaliar o perigo de inundações bruscas por meio de modelagem hidrogeomorfológica na bacia do arroio Forromeco-RS. Para isso, foi utilizado o modelo CAESAR-LISFLOOD, para representar os processos hidrológicos em escala de bacia e canal. Em escala de bacia foram gerados hidrogramas a partir da criação de chuvas de projeto para diferentes tempos de retorno (TR), considerando como base o maior evento registrado nessa bacia associado a um TR de 22 anos. Esses hidrogramas foram utilizados nas simulações em escala de canal para gerar os diferentes mapas de inundação em termos de profundidade e velocidade do fluxo da água. Para analisar as áreas de perigo de inundação, foram determinados os índices de perigo (IP) associados aos diferentes TR, a partir da profundidade e a velocidade d’água. Através das análises do resultado de IP foi criado o mapeamento final de perigo associado a três tempos de retorno (5, 22, e 100 anos). Além disso, estabeleceu-se três zonas para identificar os níveis de perigo, considerando o cenário mais crítico dos três mapas. Os resultados mostraram que a maior área inundada se encontra em alto perigo, ocupando 77% da área total, o que significa que as pessoas que moram nessa região estão em perigo tanto em casa, como fora delas. Ao mesmo tempo as construções estão em alta possiblidade de serem danificadas. / The increase in the occurrence of hydrological disasters related to flash floods has begun to be more important for several organs at different scales in order to reduce their magnitude and frequency as much as possible. Precisely because of it, non-structural measures are extremely important measures for preventing such disasters. One of these important measures might be the mapping of flood hazard areas. Therefore, the objective of the present work was to propose and evaluate the flash flood hazard by means of hydrogeomorphic modeling of the Forromeco river basin, Rio Grande do Sul state. Thus, the CAESAR-LISFLOOD model was used to represent the hydrological processes at basin and channel scale. At basin scale hydrographs were generated from the creation of hyetographs for different return periods (RP), considering the largest event recorded in this basin. These hydrographs were used in the channel scale simulations to generate the different flood maps in terms of depth and velocity of water flow. In order to analyze the flood hazard areas, the hazard indexes (HI) associated with the different RPs were determined from the depth and water velocity. Through the IP analysis, the final hazard mapping associated with three RPs (5, 22, and 100 years) was created. In addition, three zones were established to identify the hazard levels, considering the most critical scenario of the three maps. The results showed that the largest flood area is in high degree hazard, occupying 77% of the total area. It indicates that people are in danger both inside and outside houses. At the same time buildings are in high possibility of being damaged.

Os processos hidrológicos afetam os processos biogeoquímicos, pois o movimento da água nos vários compartimentos do agroecossistema promove a redistribuição dos nutrientes, como o nitrogênio (N) e o carbono orgânico dissolvido (COD). O carreamento desse N e COD nos corpos hídricos se dão, normalmente, via escoamento superficial trazendo implicações negativas à sua qualidade. Em culturas anuais, como a cana-de-açúcar, há exigência de grande quantidade de fertilizantes inorgânicos e orgânicos que têm o N e o COD como os principais elementos. A floresta ripária desempenha funções relacionadas à geração do escoamento direto em microbacia e a retenção de nutrientes. Este trabalho tem como objetivo realizar o balanço hídrico e determinar o fluxo de N e COD em duas microbacias com cobertura de cana-de-açúcar, sendo que, uma microbacia apresenta floresta ripária próxima ao riacho em conformidade com a legislação vigente (Cana com floresta ripária - CCF) e a outra não apresenta floresta ripária nessas condições (Cana sem floresta ripária - CSF). Para tanto as microbacias foram instrumentalizadas para medir e coletar simultaneamente dados hidrológicos e amostras de chuva (entradas) e dos riachos (saídas) para análises de N e COD. As vertentes estudadas nas microbacias foram subdivididas em três porções: inferior, intermediária e superior, sendo que a primeira, na microbacia CCF encontra-se exclusivamente em floresta ripária. O monitoramento hidrológico ocorreu semanalmente no primeiro ano de estudo, e quinzenalmente no segundo. Já o monitoramento biogeoquímico das entradas e saídas ocorreu semanalmente. Para realizar o balanço de massa foram computadas as entradas via fertilizantes inorgânicos e orgânicos na cultura. A precipitação foi de 1200 mm no primeiro ano de estudo e 1350 mm no segundo, sendo cerca de 80% das mesmas de baixa intensidade (0-5 mm h-1). A interceptação foi de aproximadamente 25% da precipitação tanto pela cana-de-açúcar quanto pela floresta ripária. Os resultados de Ksat na área de cana-de-açúcar apontaram para a existência de camadas de impedimento próxima à superfície e como consequência os coeficientes de escoamento superficial foram superiores a outros usos do solo encontrados na literatura, bem como em relação à floresta ripária. Com isso, o fluxo direto representou cerca de 40% do deflúvio. A microbacia CCF não apresentou maior eficácia na diminuição do fluxo direto como era esperado, possivelmente, devido aos canais preferenciais gerados pelo lançamento pontual de água dos terraços. Os fluxos de entrada naturais de NID, NOD e COD nas microbacias foram relativamente baixos, sendo a principal via os fertilizantes (acima de 95%). As saídas desses elementos e compostos também foram baixas denotando que, possivelmente, as saídas dos mesmos nas microbacias se dão via queima pré-corte, ocorrida no primeiro ano de estudo, biomassa coletada e desnitrificação. Há evidências do papel da floresta ripária, presente em maior extensão na microbacia CCF, na diminuição do fluxo de N e COD dissolvidos nos riachos / Hydrological processes affect biogeochemical processes, because the movement of water in many compartments of the agroecossystem promotes elements redistribution. The transport of nitrogen (N) and dissolved organic carbon (DOC) in streams occur generally through runoff bringing negative implications for their water quality. Annual crops, such as sugarcane, require large amounts of inorganic and organic fertilizers that present N and DOC in their composition. Riparian forests play important roles related to quickflow generation and nutrient retention. These forests might maintain water quality in watersheds. In the present study, we determined the water balance and the fluxes of N and DOC in two watersheds covered by sugarcane. The first watershed presented riparian forest next to the creek in accordance with Brazilian legislation (CCF), and other watershed presented no riparian Forest in these conditions (CSF). The watersheds were instrumented to measure and collect hydrological data simultaneously and rain samples (inputs), and the streams (outputs) for N and DOC analysis. Each slope of the watersheds was divided into three parts: downslope, middleslope and upslope. All slopes parts, except the downslope at CCF, were covered by sugarcane. Downslope part CCF was under riparian forest. The hydrological monitoring occurred on a weekly basis during the first year and biweekly in the second year. The biogeochemical monitoring occurred on a weekly basis. To accomplish the mass balance the inputs of inorganic and organic fertilizers in the plantation were also computed. In first year, the rainfall was 1200 mm and in the second was 1350 mm. Around 80% of such precipitation was low intensity (0-5 mm h-1). The interception loss was approximately 25% of the rainfall either by sugarcane as the riparian forest. The Ksat results in the area of sugarcane showed the existence of impeding layers near the surface and consequently the overland flow coefficients were higher than other land uses available in the literature as well as in relation to riparian forest area. Thus, quickflow represented about 40% of the streamflow. The watershed CCF was not more effective in reducing the quickflow as expected, possibly due to preferential channels caused by the punctual release of water from the terraces. The natural input of NID, NOD and DOC in the watersheds were relatively low, with the fertilizers as the main source (above 95%). The outputs of these elements and compounds were also low denoting that the main outputs occur potentially by sugarcane pre-harvest burning, occurred in the first year, biomass harvested and denitrification process. However, there is evidence of the role of riparian forest, present to a greater extent in the watershed CCF, decreasing the output of N and DOC dissolved in streams

Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTF) para estimar os parâmetros (\'alfa\', n \'teta\'r e \'teta\'s) do modelo de Van Genuchten (1980) utilizado para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados utilizados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na região Nordeste pelas Universidades, Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, as quais foram divididas em dois conjuntos de dados: 85% para desenvolvimento das PTF; e 15% para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTF de caráter generalizado para todos os solos, foram desenvolvidas PTF específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos. As PTF foram desenvolvidas utilizando técnicas de regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise (forward e backward) para selecionar os melhores preditores. Duas PTF foram desenvolvidas: a) incluindo todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte e argila e de matéria orgânica e b) apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação estatística das PTF foi feita de acordo o coeficiente de determinação (R2), o índice de Willmott (d) e o índice confiança (IC). Para avaliação da estimativa do teor de água em potenciais matriciais específicos foi utilizado a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A avaliação funcional das PTF paramétricas foi realizada examinando o seu desempenho no contexto do modelo SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). Os parâmetros s, r, e n desenvolvidos por meio de PTF para o modelo de Van Genuchten foram introduzidos no modelo SWAP para verificar a viabilidade da utilização de funções de pedotransferência para descrever atributos físico-hídricos do solo e previsão do rendimento agrícola. Essa viabilidade foi avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados. Para os parâmetros e n da equação de Van Genuchten, as PTF demonstraram baixa capacidade preditiva, no entanto, para o parâmetro r a predição foi melhor. Em potenciais matriciais específicos (-10, -33 e -1500 kPa), a capacidade preditiva das PTF foi maior, o que possibilita a utilização em modelos de simulação que requerem apenas aproximações da capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível. O desempenho das PTF específicas por classes de solo foi similar ao da PTF Geral, evidenciando que o agrupamento de solos para desenvolver as PTF por classe foi pouco vantajoso. O desempenho na estimativa do teor de água no solo foi melhor para as PTF desenvolvidas com teores granulométricos, matéria orgânica e densidade do solo. Os resultados das simulações de rendimento agrícola utilizando PTF não diferem muito daquelas que empregam outros métodos. Além disso, aplicados em séries de dados mais prolongadas, os erros são reduzidos devido à inerente variabilidade espaço-temporal da produtividade. Palavras-chaves: Pedotransferência; Modelo; Simulação; SWAP; Feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Milho (Zea mays L.); Sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters (,\'alfa\', n \'teta\'r and \'teta\'s) of the Van Genuchten (1980) soil water retention model. Data for 786 retention curves were obtained from several sources, mainly from studies from the Northeastern region of Brazil performed by universities, Embrapa and Codevasf. The data were divided in two groups: 85% of data for PTF development; and 15%, considered to be independent, for testing and validation. Besides development of general PTFs for all soils, for the classes Ultisols, Ferralsols, Entisols and Planosols specific PTFs were developed. Techniques of multiple regression, specifically the procedure stepwise (forward and backward) were used to select the best predictors. Two PTFs were developed: a) including all predictors (soil density and contents of sand, silt, clay and organic matter) and b) including only the contents of sand, silt and clay. The statistical performance of each PTF was evaluated from the coefficient of determination (R2), the Willmott index (d) and the confidence index (IC). To evaluate the prediction of soil water content at specific pressure heads, the root mean squared error (RMSE) was used. The functional evaluation of parametric PTFs was done examining performance of PTF estimated parameters in the context of the model SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). The parameters , n, r and s estimated through PTF were introduced in the model to evaluate, by comparison to observed yields, the performance of the PTF when its predictions were used to estimate agricultural productivity. The PTFs showed a low predictive capacity for parameters and n, however, for parameters r and s the fits were better. At specific pressure heads (-10, -33 and -1500 kPa), the predictive performance of the PTF was better, allowing the use in simulation models that require only values of field capacity, permanent wilting point and available water content. The performance of the specific PTF for soil classes was better than the general PTF, but the difference was small, showing that grouping of soils to develop PTF per class seems to be of little advantage. The results of the simulations of agricultural productivity, using PTF, are similar to those that use more traditional methods. Moreover, when applied in long data series the errors are reduced due to the inherent space-temporary variability of the productivity. Keywords: Pedotransfer; Model; Simulation; SWAP; Corn (Zea mays L.); Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Os processos hidrológicos afetam os processos biogeoquímicos, pois o movimento da água nos vários compartimentos do agroecossistema promove a redistribuição dos nutrientes, como o nitrogênio (N) e o carbono orgânico dissolvido (COD). O carreamento desse N e COD nos corpos hídricos se dão, normalmente, via escoamento superficial trazendo implicações negativas à sua qualidade. Em culturas anuais, como a cana-de-açúcar, há exigência de grande quantidade de fertilizantes inorgânicos e orgânicos que têm o N e o COD como os principais elementos. A floresta ripária desempenha funções relacionadas à geração do escoamento direto em microbacia e a retenção de nutrientes. Este trabalho tem como objetivo realizar o balanço hídrico e determinar o fluxo de N e COD em duas microbacias com cobertura de cana-de-açúcar, sendo que, uma microbacia apresenta floresta ripária próxima ao riacho em conformidade com a legislação vigente (Cana com floresta ripária - CCF) e a outra não apresenta floresta ripária nessas condições (Cana sem floresta ripária - CSF). Para tanto as microbacias foram instrumentalizadas para medir e coletar simultaneamente dados hidrológicos e amostras de chuva (entradas) e dos riachos (saídas) para análises de N e COD. As vertentes estudadas nas microbacias foram subdivididas em três porções: inferior, intermediária e superior, sendo que a primeira, na microbacia CCF encontra-se exclusivamente em floresta ripária. O monitoramento hidrológico ocorreu semanalmente no primeiro ano de estudo, e quinzenalmente no segundo. Já o monitoramento biogeoquímico das entradas e saídas ocorreu semanalmente. Para realizar o balanço de massa foram computadas as entradas via fertilizantes inorgânicos e orgânicos na cultura. A precipitação foi de 1200 mm no primeiro ano de estudo e 1350 mm no segundo, sendo cerca de 80% das mesmas de baixa intensidade (0-5 mm h-1). A interceptação foi de aproximadamente 25% da precipitação tanto pela cana-de-açúcar quanto pela floresta ripária. Os resultados de Ksat na área de cana-de-açúcar apontaram para a existência de camadas de impedimento próxima à superfície e como consequência os coeficientes de escoamento superficial foram superiores a outros usos do solo encontrados na literatura, bem como em relação à floresta ripária. Com isso, o fluxo direto representou cerca de 40% do deflúvio. A microbacia CCF não apresentou maior eficácia na diminuição do fluxo direto como era esperado, possivelmente, devido aos canais preferenciais gerados pelo lançamento pontual de água dos terraços. Os fluxos de entrada naturais de NID, NOD e COD nas microbacias foram relativamente baixos, sendo a principal via os fertilizantes (acima de 95%). As saídas desses elementos e compostos também foram baixas denotando que, possivelmente, as saídas dos mesmos nas microbacias se dão via queima pré-corte, ocorrida no primeiro ano de estudo, biomassa coletada e desnitrificação. Há evidências do papel da floresta ripária, presente em maior extensão na microbacia CCF, na diminuição do fluxo de N e COD dissolvidos nos riachos / Hydrological processes affect biogeochemical processes, because the movement of water in many compartments of the agroecossystem promotes elements redistribution. The transport of nitrogen (N) and dissolved organic carbon (DOC) in streams occur generally through runoff bringing negative implications for their water quality. Annual crops, such as sugarcane, require large amounts of inorganic and organic fertilizers that present N and DOC in their composition. Riparian forests play important roles related to quickflow generation and nutrient retention. These forests might maintain water quality in watersheds. In the present study, we determined the water balance and the fluxes of N and DOC in two watersheds covered by sugarcane. The first watershed presented riparian forest next to the creek in accordance with Brazilian legislation (CCF), and other watershed presented no riparian Forest in these conditions (CSF). The watersheds were instrumented to measure and collect hydrological data simultaneously and rain samples (inputs), and the streams (outputs) for N and DOC analysis. Each slope of the watersheds was divided into three parts: downslope, middleslope and upslope. All slopes parts, except the downslope at CCF, were covered by sugarcane. Downslope part CCF was under riparian forest. The hydrological monitoring occurred on a weekly basis during the first year and biweekly in the second year. The biogeochemical monitoring occurred on a weekly basis. To accomplish the mass balance the inputs of inorganic and organic fertilizers in the plantation were also computed. In first year, the rainfall was 1200 mm and in the second was 1350 mm. Around 80% of such precipitation was low intensity (0-5 mm h-1). The interception loss was approximately 25% of the rainfall either by sugarcane as the riparian forest. The Ksat results in the area of sugarcane showed the existence of impeding layers near the surface and consequently the overland flow coefficients were higher than other land uses available in the literature as well as in relation to riparian forest area. Thus, quickflow represented about 40% of the streamflow. The watershed CCF was not more effective in reducing the quickflow as expected, possibly due to preferential channels caused by the punctual release of water from the terraces. The natural input of NID, NOD and DOC in the watersheds were relatively low, with the fertilizers as the main source (above 95%). The outputs of these elements and compounds were also low denoting that the main outputs occur potentially by sugarcane pre-harvest burning, occurred in the first year, biomass harvested and denitrification process. However, there is evidence of the role of riparian forest, present to a greater extent in the watershed CCF, decreasing the output of N and DOC dissolved in streams