L'adob de pells ovines és un procés llarg i complex, en el que s'utilitza l'aigua com a vehicle per treure les parts no desitjables de la pell i introduir-hi productes químics per transformar-la. El resultat és la generació d'uns efluents residuals contaminants que han de ser tractats.L'estudi va ser plantejat per l'interès que determinades empreses adoberes tenien per reduir la càrrega contaminant dels seus efluents residuals, i reduir els costos del tractament de les seves aigües residuals. L'objectiu general d'aquest treball ha estat el de donar una resposta al sector adober sobre la influència dels diferents banys residuals sobre l'efluent homogeneïtzat, així com avaluar el risc que suposa el seu abocament directe en el medi aquàtic, tot comparant els resultats obtinguts amb les anàlisis ecotoxicològiques, cromatogràfiques i microcoulombimètriques.El projecte per dur a terme l'avaluació dels efluents de l'adob de pells s'ha plantejat agrupant els diferents paràmetres en 3 grups. En primer lloc, per la caracterització fisicoquímica dels banys residuals s'han fet unes proves genèriques físiques i químiques (DQO, pH, MES, AOX i TOC), i unes anàlisis de compostos concrets (clorurs, sulfurs i òxid de crom III). En segon terme s'ha identificat sobre quins nivells tròfics podrien actuar (bacteris, microalgues, peixos i línia establerta de cèl·lules de peix) estimant la concentració/efecte mitjançant assaigs de toxicitat aguda; les espècies utilitzades han estat el bacteri Vibrium fischerii (CE50 15 min), l'espècie de microalga Scenedesmus subspicatus (CI50 72h), el teleosti Brachydanio rerio (CL50 96h) i la línia cel·lular establerta RTG-2 d'Oncorhynchus mykiss (CE50 48h). En darrer lloc, s'han identificat cromatogràficament els compostos orgànics volàtils i semivolàtils.L'estudi realitzat ha permès concloure que els banys residuals de desgreixatge i d'encalcinament són els responsables de més del 50 % de la DQO i del 60 % del TOC. El primer rentat de desulfuració de la llana, l'encalcinament i els remulls aporten quasi el 90 % de les MES. I el 60% del sulfur prové del procés d'encalcinament. La principal font de clorurs la trobem en els banys de remull i de piquelatge. I per a la quantificació dels AOX ha calgut posar a punt, validar i adaptar l'anàlisi microcoulombimètrica dels AOX als banys residuals de l'adob, una tècnica aplicada fins avui dia principalment a aigües potables i depurades. El bany que aporta més AOX és el de greixatge. Els resultats toxicològics demostren que els contaminants orgànics són els que contribueixen en major grau a la toxicitat ambiental aquàtica.. I dels 4 assaigs toxicològics utilitzats l'assaig de bioluminescència (Microtox) és l'assaig de toxicitat aguda més sensible pels banys i efluents residuals de l'adobament de pells.Per últim, la identificació dels compostos orgànics volàtils i semivolàtils presents en els banys residuals ha donat com a resultat que els contaminants típics del sector adober siguin els naftalens i especialment la subfamília dels alquils naftalens presents en colorants, tensioactius i adobants. Els compostos fenòlics són una altra família de compostos orgànics que s'ha trobat àmpliament representada en els banys residuals. I a més a més cal destacar la presència de l'isopropanol i toluè en molts dels banys residuals, i també la presència d'algun compost orgànic halogenat com el 4-cloro-3-metilfenol.Per conèixer i reduir l'efecte ecotoxicològic d'un efluent residual industrial tant complex com el de l'adob de pells són tant necessaris els paràmetres fisicoquímics com els toxicològics. La identificació concreta dels compostos contaminants és molt costosa econòmicament parlant, i moltes vegades no dóna un resultat prou aclaridor. Per tant es recomana treballar alhora amb les característiques fisicoquímiques i les toxicològiques per dir si qualsevol canvi en el procés productiu de les pells disminueix o augmenta la càrrega contaminant de l'efluent que es genera.

Water source of life"! Research conducted so far, about life on earth that are proven and tested as we are today would not exist if there was no water. Any form of life depends on water for their survival and for their development; even life forms for more primitive depend on water to survive. Only 2.8%, ie a very low percentage of the universe on the Water Planet Earth is sweet and much of it is unfit for human consumption and requires the use of high technology to make water potable. In this setting, unless we take immediate action we will not have the liquid of life, and following this thought and the ways proposed in the meeting of 92 countries in Rio, in its action plan for the 21st century, aiming at the sustainability of life on Earth, in one of its 40 chapters, Agenda 21 addresses the "conservation and management of natural resources." Therefore, the adoption of measures that will qualify for the management and promote changes in the perception of how to work in relation to impacts on catchment and natural resource conservation, and "Think Globally and Act Locally" (Agenda 21) is the purpose this work. In this scenario applies today the polluter-pays principle. Thus the actual charge to the water, which is a high value, encourages water rationing benefit while minimizing the impacts of their scarcity. Innovations in saw the need to establish standards for the construction of toilets and other equipment that would reduce consumption. But that alone is not enough, it is necessary to promote alternatives to find a solution for use in a home rainwater on items that do not require investment in benefit it. It follows therefore that the various solutions over the years has been researched and proven to lower investment cost and installation of a system to capture rainwater, which allows an economy of treated water in more that 41% only use in toilets according to studies conducted in the Netherlands. The analysis of these facts justify the proposal of the work, which is looking for innovations result from a millennial issue, especially for the process of cutting costs, reducing the use of natural resources as: "Use of Rainwater without treatment in a Residential ". / Água fonte da vida ! Pesquisas realizadas, até o momento, sobre a vida na terra são provadas e comprovadas que não existiríamos como somos hoje se não houvesse água. Qualquer forma de vida depende da água para a sua sobrevivência e para o seu desenvolvimento; mesmo formas de vidas por mais primitivas dependem da água para sobreviver. Somente 2,8%, ou seja, um percentual muito baixo diante do universo da Água do Planeta Terra é doce e grande parte desta é imprópria para o consumo humano sendo necessário o emprego de alta tecnologia para tornar a água potável. Diante deste cenário, se não tomarmos uma atitude imediata não teremos mais o líquido da vida, e seguindo este pensamento e os caminhos propostas no encontro dos países na Rio 92, em seu plano de ação para o século 21, visando a sustentabilidade da Vida na Terra, em um dos seus 40 capítulos, a Agenda 21 aborda a conservação e manejo dos recursos naturais . Portanto, a adoção de medidas para que venham qualificar a gestão e promover alterações na percepção quanto à forma de trabalhar em relação aos impactos causados na captação e conservação dos recursos naturais, e Pensar Globalmente e Agir Localmente (Agenda 21) é o propósito deste trabalho. Diante deste cenário aplica-se hoje o princípio do poluidor-pagador. Com isso a própria cobrança realizada sobre a água, que é um valor elevado, incentiva o racionamento da água beneficiada, minimizando os impactos da sua escassez. Nas inovações viu-se a necessidade de estabelecer normas para a construção de bacias sanitárias assim como outros equipamentos que reduzissem o consumo. Mas somente isso não basta, é necessário à promoção de alternativas em busca de uma solução para uso em uma residência da água da chuva em itens que não necessitem o investimento em beneficiá-la. Conclui-se, portanto que das diversas soluções que ao longo dos anos vem sendo pesquisado e comprovadamente a de menor custo de investimento e a instalação de um sistema de captação de água de chuva, qual possibilita uma economia de água tratada em mais de 41% somente na utilização em vasos sanitários conforme estudos realizados na Holanda. As análises destes fatos justificam a presente proposta do trabalho, que tem por resultado buscar inovações de um assunto milenar, principalmente, para o processo de redução de custos, redução do uso dos Recursos Naturais como; Aproveitamento de Água de Chuva sem Tratamento em uma Residencial .

Submitted by CAIO VINICIUS FERREIRA MARMONTEL (caioomarmontel@gmail.com) on 2018-05-30T19:16:14Z No. of bitstreams: 1 tese_caiovfmarmontel.pdf: 3393744 bytes, checksum: c80daca7ae4e8871496c00cb8b548ba6 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-06-04T13:57:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marmontel_cvf_dr_botfca.pdf: 3241299 bytes, checksum: 194185ca33e9c13c6ba04b1dabe49aae (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T13:57:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marmontel_cvf_dr_botfca.pdf: 3241299 bytes, checksum: 194185ca33e9c13c6ba04b1dabe49aae (MD5) Previous issue date: 2018-05-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A água disponível para o consumo humano vem se tornando cada vez mais escassa, um exemplo, foi a crise hídrica iniciada em 2014 na Região Metropolitana de São Paulo. Diante desse problema, uma possibilidade de melhorar a compreensão do comportamento hidrológico, é a utilização de tecnologias, ou seja, as bases computacionais, em especial a integração do SIG com a modelagem hidrológica, por possuir um grande potencial de estimar quantitativamente a vazão. O presente estudo teve como objetivo testar a aplicabilidade do modelo hidrológico SWAT para estimação de vazões em um trecho da bacia hidrográfica do rio Paraibuna - Vale do Paraíba, região da Mata Atlântica, no estado de São Paulo. O rio Paraibuna utiliza suas águas para gerar energia elétrica e é um dos formadores do rio Paraíba do Sul, importante corpo d’água da região sudeste do Brasil. Os dados climáticos e fluviométricos foram coletados no LHFWE/PESM-NC com uma série histórica de 22 anos. O trecho da bacia hidrográfica estudada tem elevação de 974 a 1662 metros, cinco tipos de solos e três tipos de usos da terra. As avaliações dos dados observados e simulados na calibração e validação foram feitas por meio da avaliação dos gráficos-visuais de dispersão, hidrogramas e índices estatísticos pelo SWAT-CUP. Os dados gerados do balanço hídrico pelo SWAT, após a calibração foram valores próximos com a realidade. Na calibração e validação foi verificado boa aderência entre os dados simulados e observados, ou seja, os valores simulados reconheceram os picos e recessões dos valores observados. Os índices estatísticos (NS, PBIAS, RSR e R²) calculados para a calibração e validação do SWAT foram qualificados como “muito bom” para a estimação das vazões. Os resultados confirmaram a aplicabilidade do modelo, dessa forma, pode servir como ferramenta para planejamento e gestão de políticas públicas dos recursos hídricos em bacias hidrográficas, na região da Mata Atlântica. O modelo hidrológico SWAT mostrou-se muito bom e apto para estimação de vazões e do balanço hídrico no trecho da bacia hidrográfica do rio Paraibuna. / The water available for human consumption is becoming increasingly scarce, an example was the water crisis started in 2014 in the Metropolitan Region of São Paulo. Faced with this problem, one possibility to improve the understanding of hydrological behavior, is the use of technologies, that is, the computational bases, especially the integration of GIS with hydrological modeling, because it has a great potential of quantitatively estimate the flow rate. The present study had as objective to test the applicability of the SWAT hydrological model for flow estimation in the stretch of the Paraibuna river basin - Paraiba Valley, in the Atlantic Forest region, in the state of São Paulo. The Paraibuna River uses its waters to generate electricity and is one of the creators of the river South Paraiba, an important body of water in the southeastern region of Brazil. Climatic and fluviometric data were collected at the LHFWE/PESM-NC with a historical series of 22 years. The stretch of the studied basin has elevation of 974 to 1662 meters, five types of soils and three types of land use. The evaluations of the data observed and simulated in the calibration and validation were done by means of the evaluation of the visual graphics of dispersion, hydrograms and statistical indexes by SWAT-CUP. The data generated from the SWAT water balance after calibration, were close to reality. In the calibration and validation, in good adherence was observed between the simulated and observed data, that is, the simulated values recognized the peaks and recessions of the observed values. The statistical indices (NS, PBIAS, RSR and R²) calculated for SWAT calibration and validation were qualified as "very good" for the estimation of flows. The results confirmed the applicability of the model, so it can serve as a tool for planning and management of water resources public policies in watersheds, in the Atlantic Forest region. The SWAT hydrological model was very good and suitable for estimation of flow and water balance in the stretch of the Paraibuna river basin. / 1513206

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.

Made available in DSpace on 2016-08-16T13:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WesleyOS_TESE.pdf: 19763130 bytes, checksum: f0feddfdd10a9b37b12b88c68c9e788a (MD5) Previous issue date: 2015-06-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Knowledge of extreme hydrological events is a requirement for drainage projects, waterproofing, dams, terraces and other engineering works, whether in urban or rural areas. To reduce the effects of floods, hydraulic works and those of erosion precess of contention for soil conservation, they are designed based on the maximum flow, observed statistically or based on rainfall-runoff models. For the development of equations IDF (intensity, duration and frequency), it is usually necessary to have a large rain gauge database, most of the time, are not accessible due to the lack of a continuous network monitoring or a few information available. Based on this, the objectives of this study were to determine the heavy rains equations (IDF curves) and erosivity indices EI30 and EI15 using daily rainfall data provided by EMPARN (Brazilian Agricultural Research Corporation) of (1964-2013) to municipalities the State of Rio Grande do Norte, through the use of daily rainfall disaggregation methodology. Daily rainfall data were organized in excel spreadsheet software in order to obtain the maximum annual daily rainfall and determine the erosive rainfall. Descriptive statistical analysis was performed with the aid of Excel software and R, version 2.12.1, beyond to verify the adherence precipitation data the probability distributions of Gumbel and Weibull through the Kolmogorov-Smirnov test at 5% significance. Rainfall posts of the municipalities were geo-referenced to the coordinate projection system (longitude and latitude) in degrees, Datum WGS 84, and the maps were drawn up with the aid of GIS software using the Kriging interpolation for spatial parameters of the equations IDF and erosivity indexes EI30 and EI15. There was a trend of better grip of rainfall data to the Gumbel distribution using the Kolmogorov-Smirnov test at 5% probability for the municipalities of Rio Grande do Norte. The spatial distribution of IDF function parameters and erosivity indexes showed the great variability of rainfall in the state of Rio Grande do Norte. The concentration of conservation practices should be distributed during the months of January, February, March and April, due to the occurrence of erosivity mayor this be four months / O conhecimento de eventos hidrológicos extremos é um requisito em projetos de drenagem, impermeabilização, barragens, terraços e outras obras de engenharia, seja em áreas urbanas ou rurais. Para reduzir os efeitos das inundações, as obras hidráulicas e as de contenção do precesso erosivo para conservação do solo, são projetadas com base na vazão máxima, observada estatísticamente ou com base em modelos chuva-vazão. Para o desenvolvimento das equações IDF (intensidade, duração e frequência), normalmente é necessário dispor de uma grande base de dados pluviográficos que, na maioria das vezes, não são acessíveis devido à inexistência de uma rede contínua de monitoramento ou de um número reduzido de informações disponíveis. Com base nisso, os objetivos desse trabalho foram determinar as equações de chuvas intensas (curvas IDF) e os índices de erosividade EI30 e EI15 utilizando dados pluviométricos diários fornecidos pela EMPARN (Empresa Brasileira de Pesquisa Agroepecuária) de (1964-2013) para os municípios do estado do Rio Grande do Norte, através do emprego da metodologia de desagregação de chuvas diárias. Os dados de precipitação diária foram organizados em planilhas do software excel de forma à obter a precipitação máxima diária anual e determinar as chuvas erosivas. Foi realizada a análise da estatística descritiva com o auxílio dos softwares excel e R, versão 2.12.1, além de verificar a derência dos dados de precipitação as distribuições de probabilidade de Gumbel e Weibull por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov ao nível de 5% de significância. Os postos pluviométricos dos municípios foram georreferenciados para o sistema de projeção de coordenadas (longitude e latitude) em graus, Datum WGS 84, e os mapas foram elaborados com o auxílio de software de SIG, usando o interpolador da Krigagem para espacialização dos parâmetros das equações IDF e dos índices de erosividade EI30 e EI15. Houve tendência, de melhor aderência dos dados de precipitação à distribuição de Gumbel pelo teste de Kolmogorov-Smirnov ao nível de 5% de probabilidade para os municípios do Rio Grande do Norte. A espacialização dos parâmetros da função IDF e dos índices de erosividade evidenciou a grande variabilidade das precipitações no estado do Rio Grande do Norte. A concentração das práticas conservacionistas devem ser distribuidas durante os meses de janeiro, fevereiro, março e abril, devido a ocorrência da erosividade ser maior nesses quatro meses

A precipitação é uma das principais variáveis hidrológicas analisadas antes de ser fornecida como dado de entrada aos modelos chuva-vazão. As dificuldades para quantificar o valor da chuva, de modo a representar o evento que verdadeiramente ocorre na bacia hidrográfica, provêm principalmente da alta variabilidade espacial da precipitação, da quantidade de postos distribuídos em uma área, das falhas existentes nas séries pluviométricas (falhas nos aparelhos, no processamento dos dados e por perdas dos dados). Uma das formas de quantificar o valor da chuva em uma determinada área para uso em modelos concentrados chuva-vazão, a partir de uma rede de pluviômetros, pode ser com base na Media Aritmética ou na Mediana, que foi uma das propostas desta pesquisa. Os métodos para se obter estas estatísticas pontuais seriam mediante a utilização dos cálculos diretos aplicados nos postos presentes dentro dos limites da bacia, ou através dos valores dos nós de uma grade regular localizados no interior da bacia, com os valores destes nós estimados por interpolação de medidas pontuais posicionadas no interior e fora dos limites da bacia. Os interpoladores utilizados foram o Inverso do Quadrado da Distância, O Vizinho mais Próximo, O Vizinho Natural e a Triangulação Linear. O método de interpolação mais adequado, para as situações encontradas nas séries de precipitação, foi selecionado com o uso da Técnica da Validação Cruzada, ao qual, o método do Vizinho Natural apresentou melhor desempenho. As séries das precipitações médias e medianas diárias obtidas pelos Cálculos Diretos, e após a espacialização com o Interpolador Vizinho Natural, foram utilizadas como dados de entrada no modelo chuva-vazão concentrado conceitual IPH II, versão WIN_IPH II, em diferentes escalas de bacias hidrográficas embutidas (9426 a 19,5 Km² ). Os resultados das vazões simuladas pelo modelo, após os processos de calibração, com o uso da calibração monoobjetivo SCE-UA, evidenciaram o melhor método, Cálculos Diretos ou Interpolação, e a estatística pontual, Media ou Mediana, que foi mais adequada a partir do desempenho do modelo nas etapas de calibração e de verificação dos parâmetros resultantes. Concluiu-se que além das falhas existentes influenciarem nas chuvas médias e medianas obtidas por cálculos diretos, a mediana não é uma estatística que representa bem o volume de chuva ocorrente na bacia, pois produziu baixo desempenho no modelo e valores de parâmetros sem significado físico para bacias rurais. Observou-se uma melhora nas duas estatísticas pontuais, após o cálculo da chuva média e da mediana com base nos valores dos nós da grade regular no interior da bacia, estimados pelo interpolador Vizinho Natural. O uso das estatísticas pontuais obtidas por este método produziu bom desempenho do modelo nas etapas de calibração e de verificação. A chuva média obtida por interpolação com o Vizinho Natural foi a estatística mais representativa para a maior parte das escalas analisadas. Este trabalho também mostrou a possibilidade de se fazer à transferência de parâmetros do modelo IPH II, com o uso da melhor estatística pontual, de bacias maiores para bacias menores, com o intuito de verificar situações para obtenção de vazões em bacias menores que não possuem medições fluviométricas. / Precipitation is a key hydrological variables analyzed before being supplied as input to rainfall-runoff models. The difficulties to quantify the amount of rain in order to truly represent the event that occurs in the watershed, primarily come from the high spatial variability of precipitation, the number of stations distributed in an area of flaws in the rainfall series (faults in apparatus in data processing and for loss of data). One way to quantify the amount of rainfall in a given area for use in concentrated rainfall-runoff models, from a network of rain gauges, can be based on the arithmetic mean or median, which was one of the purposes of this research. The methods to obtain these statistics would be off by using the direct calculations applied in these posts within the limits of the basin, or through the values of the nodes of a regular grid located inside the basin, we estimated these values by interpolation offs positioned inside and outside the boundaries of the basin. The interpolators used were the Inverse Square Distance, Nearest Neighbor, The Natural Neighbor and Linear Triangulation. The interpolation method most appropriate to the situations found in the precipitation series, was selected by using the Cross Validation technique, which the Natural Neighbor method showed better performance. The series of daily precipitation means and medians obtained by direct calculations, and after the spatial interpolator with Natural Neighbor, were used as input to rainfall-runoff model focused conceptual HPI II, version WIN_IPH II, at different scales of watersheds embedded (9426 to 19.5 km ²). The results of the simulated flows by the model after the calibration procedures, calibration using the SCE-UA monoobjetivo, showed the best method, Direct calculations or interpolation, and timely statistics, mean or median, which was more appropriate to the performance stages of the model calibration and verification of resulting parameters. It was concluded that besides the existing faults influence on rainfall averages and medians obtained by direct calculations, the median is a statistic that well represents the volume of rainfall occurring in the basin, because it produced lower scores in the model and parameter values without physical meaning to rural basins. We observed an improvement in the two point statistics, after calculating the mean and median rainfall based on the values of the nodes of regular grid within the basin, estimated by the Natural Neighbor interpolation. The occasional use of statistics obtained by this method produced good performance of the model in steps of calibration and verification. The average rainfall obtained by interpolation from the Natural Neighbor was statistically more representative for most of the scales analyzed. This work also showed the possibility of making the transfer of model parameters HPI II, using the best statistical point of basins larger for smaller basins, in order to check conditions for obtaining flows in smaller basins that have no measurements gauged.

O crescimento rápido e descontrolado da urbanização, principalmente nos países em desenvolvimento, vem provocando impactos significativos tanto no meio ambiente quanto para a própria população. A existência de áreas altamente impermeabilizadas traz como consequência o aumento do volume escoado superficialmente, causando aumento nas vazões máximas de até seis vezes a vazão de pré-urbanização. Surge, então, a necessidade de alternativas que solucionem ou reduzem os problemas relacionados ao aumento do volume escoado, não somente que os transfira para outro local. Neste sentido, pode-se aplicar as Melhores Práticas de Gestão (Best Management Practices – BMPs), medidas que servem no gerenciamento das águas pluviais em áreas urbanas, destacando-se os reservatórios de detenção. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um método para avaliar a minimização do impacto hidrológico de uma bacia urbanizada para que ela se comporte de maneira hidrologicamente semelhante às condições de pré-urbanização, analisando os custos de implantação de bacias de detenção para evitar alagamentos à jusante. Para isso, fez-se uso de simulação hidrológica com modelo IPHS1 para determinação dos hidrogramas de saída dos afluentes da bacia estudada. O dimensionamento dos reservatórios foi realizado com a aplicação do método da curvaenvelope e a escolha dos melhores locais para implantação deu-se a partir da análise dos hidrogramas. Com isso, ajustaram-se funções do tipo Qp=f(V). Estas funções foram utilizadas no modelo de otimização não-linear, considerando-se diferentes restrições de custo. A área de estudo corresponde à bacia hidrográfica Mãe D’água, de 3,39 km², localizada na Vila Santa Isabel no município de Viamão/RS. Os resultados mostraram que a aplicação de uma técnica de otimização associada a um modelo hidrológico mostrou-se útil na avaliação dos custos de projetos de controle do escoamento pluvial (bacias de detenção) urbano para a bacia estudada, podendo servir como material de consulta para o Poder Público e Privado. Além disso, mesmo sem disponibilidade de dados hidrológicos observados e informações mais detalhadas acerca do processo de urbanização da área de estudo, é possível, através da aplicação da metodologia apresentada, desenvolver cenários para análise do aumento da zona urbana e quantificação do impacto hidrológico, para que assim o problema identificado seja minimizado. / The rapid and uncontrolled urbanization, especially in developing countries, has led to significant impacts on both the environment and people themselves. The existence of highly impermeable areas brings as consequence the increase in surface runoff volume, causing an increase in peak flows up to six times the pre-urbanization flow. This requires thus, the need of alternatives to solve or reduce the problems related to the increased volume disposed, and not only transferring it to another location. In this context, the Best Management Practices (BMPs) can be implemented, which are measures for managing storm water in urban areas as, for example, the detention reservoirs. Thus, this work aims to develop a method to evaluate the hydrological impact minimization of an urbanized basin, so that it can behave hydrologically similar to pre-urbanization conditions, analyzing deployment costs of detention basins to prevent flooding downstream. Hence, a hydrologic simulation model with IPHS1 has been used to determine the studied basin tributaries output hydrographs. The reservoirs sizing was evaluated with the application of the Envelope-Curve Method and the choice of the best localizations for their implantation was done by analyzing the hydrographs. Therefore, functions as Qp=f (V) were fitted. These functions were used in the nonlinear optimization model considering different costs constraints. The study area represents the Mãe D’água watershed, with 3,39 km², located at Vila Santa Isabel in Viamão/RS. The results showed that the application of an optimization technique associated with a hydrological model has proven to be useful in storm water runoff control projects costs evaluation (detention basins) for the urban study area and may serve as reference material for Government and Private institutions. Moreover, even without the availability of observed hydrological data and detailed information about the process of urbanization in the study area, it is possible, through the application of the presented methodology, to develop scenarios for analyzing the urban zone expansion and quantification of hydrological impact, in order to minimize the identified problem.

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.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benvindo Sirtoli Gardiman Junior - parte 1.pdf: 1891737 bytes, checksum: aacea80b5b124ddf965adb7603a4a998 (MD5) Previous issue date: 2012-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research aims at investigating possible impact of forestry over the diversity of water quality. For that, a monitoring of four small watershelds under forestry activity was performed in Aracruz city, in northern Espírito Santo state, Brazil, from January to July, 2012.The physical and chemical features of water are related to the influence of climate factors and forestry management, besides the law. At last, a water quality index (WQI) was proposed. The variables used for monitoring are the following: Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, P, S, Zi, Inorganic Carbonate, Organic Carbonate, Chloride, Nitrate, Sulphate, Phosphate, Ammonium, Glyphosate, Alkalinity, CE, Cor, DQO, Calcium Hardness, Magnesium Hardness, OD, Midair Solid, Dissolver Solid, Sulfluramida, Temperature, Turbidity e pH. The monitoring results showed the variables of Cu, Fe, P, Cor, OD e pH. The monitoring results showed that the variable Cu, Fe, P, Color, OD, and pH are over the limits stablished by CONAMA 357/05 resolution for class-two rivers. The analysis of the main components provided the reduction of 30 variables verified in four components, which explains a total of 73,10% variation in data. The first component, with 31,62% of total variation, represents the mineralization process of the small watershelds; the second component, with 18,53% of variation, reflects the solving solids in water; the third one, with 15,57%, refers to the acidification process; and the fourth is realted to the pedological influence over waters. Among all the analyzed variation, the factorial analysis showed that the variables with the most sensitive to spatial and seasonal variability of the quality of water within the watersheds were: Mg, Na, Organic Carbonate, Chloride, CE, Clor, Fe, Nitrate, Midair Solid, pH, Inorganic Carbonate and Alkalinity. The quality of the monitored waters presented spacial and seasonal alteration. The impact of forestry activities over the water quality variations was not proved. The range of rain intensity and forestry activities did not alter the physical and chemical features of the water quality, and the rated WQA was proved to be an efficient tool to compare water quality of small watershelds, instead of studying each variable alone / O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar os possíveis impactos das atividades silviculturais sobre a qualidade da água superficial de cursos d água. Para tanto, realizou-se um monitoramento em quatro microbacias hidrográficas sob atividades do manejo florestal no município de Aracruz, norte do estado do Espírito Santo, Brasil, no período de janeiro a junho de 2012. Relacionaram-se as características físicas e químicas da água à influência dos fatores climáticos e de manejo silvicultural, bem como à legislação vigente e, por fim, foi proposto um Índice de Qualidade das Águas (IQA). Utilizaram-se no monitoramento as variáveis Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, P, S, Zn, Carbono Inorgânico, Carbono Orgânico, Cloreto, Nitrato, Sulfato, Fosfato, Amônio, Glifosato, Alcalinidade, Condutividade Elétrica, Cor, Demanda Química de Oxigênio, Dureza do Cálcio, Dureza do Magnésio, Oxigênio Dissolvido, Sólidos Suspensos, Sólidos Dissolvidos, Sulfluramida, Temperatura, Turbidez e pH. Os resultados do monitoramento mostraram que as variáveis Cu, Fe, P e Cor apresentaram-se acima dos limites estabelecidos pela resolução CONAMA 357/05 para rios classe 2, enquanto que o Oxigênio Dissolvido e pH apresentaram-se abaixo do limite da mesma legislação. Tal fato pode estar associado às características do próprio meio físico de cada microbacia monitorada. A análise de componentes principais proporcionou a redução de 30 variáveis analisadas em quatro componentes, que explicaram 73,10% da variância total dos dados. A primeira componente, contendo 31,62% da variância total, representa o enriquecimento mineral das águas das microbacias, a segunda componente, com 18,53% da variância, reflete os sólidos solúveis presentes na água, a terceira com 15,57% é referente ao processo de acidificação e a quarta é concernente à influencia pedológica sobre as águas. Dentre todas as variáveis analisadas, a análise fatorial mostrou que as mais sensíveis a variabilidade espacial e temporal da qualidade da água das microbacias estudadas, foram: Mg, Na, Carbono Orgânico, Cloreto, CE, Cor, Fe, Nitrato, Sólidos suspensos, pH, Carbono Inorgânico e alcalinidade. A qualidade das águas monitoradas sofreu variação espacial e temporal. Não foi evidenciado impacto das atividades silviculturais sobre a qualidade das águas superficiais no período estudado. As diferentes intensidades de precipitação e as atividades silviculturais monitoradas não alteraram as características físicas e químicas de qualidade da água e o IQA calculado mostrou-se uma ferramenta eficiente para comparar a qualidade das águas das microbacias, ao invés de se estudar isoladamente cada variável