O presente estudo avalia a inclusão de indicadores hidrológicos em modelos tradicionais de gestão de povoamentos comerciais de eucalipto. As restrições adicionadas referem-se a uma redução máxima da vazão em cada ano do período de análise de 300, 200 e 100mm.ano-1. Os valores de vazão foram estimados utilizando um modelo simplificado de balanço hídrico que considera as perdas por interceptação e por evapotranspiração dependentes de fatores ambientais. Funções foram ajustadas a fim de descrever a variação das características da vegetação ao longo de seu crescimento. A área de estudo corresponde a uma microbacia de 0,97km² localizada no município de Eldorado do Sul/RS. Foram consideradas 1296 alternativas de regime de manejo para a área, variando a espécie, densidade de plantio, índice de solo, idades de corte e sistema de condução. O índice de área foliar apresentou-se como um importante descritor do dossel florestal, de grande influência sobre o impacto hidrológico das plantações florestais. Os resultados dos modelos de programação linear utilizados demonstraram que quanto maior a restrição hidrológica imposta, mais se altera o plano de manejo da área e o valor do projeto obtido. A utilização do modelo com restrição de 200mm.ano-1, comparado ao modelo sem restrição hidrológica, ocasionou um aumento médio na vazão anual de 22% e uma redução no valor esperado de terra de 15%. Para a região de estudo, a utilização de regimes de manejo com diferentes idades e a definição do material genético foram as variáveis de manejo mais afetadas pela imposição das restrições hidrológicas. A consideração da microbacia como unidade de manejo e a adição das restrições hidrológicas aos modelos econômicos mostraram-se ferramentas úteis à integração do planejamento florestal e de recursos hídricos. / This study evaluates the inclusion of hydrological goals in the traditional planning models for commercial stands of eucalyptus. The constraints added to the linear programming model relate to maintaining a minimum flow of 300, 200 and 100mm.ano-1 in each year of the analysis. The flow values were estimated using a simplified water balance model that considers the interception loss and evapotranspiration dependent on environmental factors. Functions were fitted to describe the variation of the vegetation parameters along its growth. The study area represents a watershed of 0,97km² located in Eldorado do Sul (RS, Brazil). It were considered 1296 alternative forest regimes for the area, ranging species, planting density, site index, cutting age and the conduction system. The leaf area index was presented as an important descriptor of the forest canopy with great influence on the hydrological impact of forest plantations. The results showed that the greater the restriction imposed hydrology, the more you change the management plan for the area and the project value obtained. Using the model with constraint 200mm.ano-1, compared to the not hydrologically constrained model, causes an increase in average annual flow of 22% and a reduction of 15% in the expected value of the land. For the study area, the definition of the genetic material was the variable that most influenced the results. The consideration of watershed as the management unit and the addition of hydrological constraints in economic models proved to be useful tools in planning the integration of forestry and water resources.

Le pourtour du bassin méditerranéen subit fréquemment des épisodes de pluie diluvienne à l’origine de crues rapides pouvant provoquer de nombreuses victimes et des dégâts considérables. Afin de faire face à ce phénomène, la prévision hydrologiques, permettant au Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations de produire des vigilances crues, tient une place centrale. Durant les dernières décennies l’efficacité des réseaux de neurones formels pour la prévision des crues rapides a été montrée sur différents bassins versant. Les travaux menés au cours de cette thèse visent à développer une méthodologie générique de mise en œuvre de réseaux de neurones, testée sur les bassins versants du Gardon d’Anduze et du Lez à Lavalette, dont le comportement hydrodynamique est particulièrement non-linéaire. Afin de limiter l’incertitude des performances en prévision en fonction de l’initialisation du modèle, nous avons, dans un premier temps, proposé un modèle d’ensemble, basé sur la médiane à chaque pas de temps des sorties d’un nombre adéquat de modèles variant uniquement par leur initialisation. D’autre part, sur le bassin du Gardon d’Anduze, afin d’améliorer les performances des réseaux de neurones récurrents par l’introduction d’informations sur l’état du bassin versant avant et pendant l’épisode de crue, différentes variables susceptibles de représenter l’état du système ont été introduites successivement afin de sélectionner celles fournissant les modèles les plus performants. Sur le bassin karstique du Lez, dont la structure est très hétérogène, nous avons appliqué la méthode KnoX permettant d’estimer les contributions au débit à l’exutoire de quatre zones aux comportements hydrologique et hydrogéologique considérés comme homogènes. Ainsi les zones les plus contributives ont été identifiées ; ceci permettra dans un second temps de rechercher les variables les mieux à même de représenter l’humidité dans ces zones. Les performances des modèles développés montrent que la méthodologie générale de conception d’un modèle pluie-débit par réseaux de neurones s’adapte de manière satisfaisante aux deux bassins cibles dont les fonctionnements hydrologiques et hydrogéologiques sont pourtant très différents. Certaines pistes de progrès restent à investiguer parmi lesquelles l’amélioration de l’information d’état est prépondérante. / The Mediterranean region is frequently subjected to intense rainfalls leading to flash floods. This phenomenon can cause casualties and huge material damages. Facing to this phenomenon, hydrologic forecasting is a major tool used by Service Central d’Hydrométéorologie et d’Appui à la Prévision des Inondations to produce flood warning.During past decades, artificial neural networks showed their efficiency for flash flood forecasting on different type of watershed. The present thesis aims thus to contribute to the development of a generic methodology to design artificial neural networks, that is tested on Gardon d’Anduze and Lez at Lavalette watersheds, both displaying non-linear hydrodynamic behavior. To reduce uncertainties on forecasts, ensemble models, based on the median of forecasts calculated at each time step for an adequate number of models varying only by their initialization, have been proposed. In addition, in order to improve forecasting performances on Gardon d’Anduze, with artificial neural networks, we tried to introduce knowledge about the state of the watersheds before and during the flood. Several variables have thus been tested each one its turn, to select the one given the best performances. On the Lez karst system, that has a strongly heterogeneous structure, the KnoX method have been applicated in order to estimate the contribution to outflow from four geographical zones displaying hydrologic and hydrogeologic behavior considered as homogeneous. Thus, the most contributive zones to the discharge zones have been identified. This will help the investigation of representing humidity variables in these zones.The performances of models underlined that the general methodology of rainfall-runoff model conception could be applied on both basins, even though their hydrological and hydrogeological behavior are very different.The contribution of each zone, estimated from the KnoX methodology, improved comprehension of Lez karst system during flash floods. Selection of relevant variables representing the state of the Lez hydrosystem will be possible thanks to this new knowledge. Performances of models developed in this study underlined the difficulty to find satisfactory models, and showed the interest of the generic methodology used to design neural network adapted to the two targeted basins.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-06-04T14:18:20Z No. of bitstreams: 2 Tese - Hudson Moraes Rocha - 2018.pdf: 11215824 bytes, checksum: 22caeba2d7253078877279f5407edb8c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-05T10:33:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Hudson Moraes Rocha - 2018.pdf: 11215824 bytes, checksum: 22caeba2d7253078877279f5407edb8c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T10:33:45Z (GMT). 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The present research aims to evaluate the influence of land use and occupation and the structure of the lotic environment in the distribution and structuring of benthic macroinvertebrate communities. The sampling of the fauna were realized in the period from August to November 2014, corresponding to the dry season in the Cerrado. The study was conducted in nine sub-basins (agricultural areas, livestock areas and preserved or partially preserved areas) in the Southwest of Goiás, totaling 137 sampled rivers. The data used were: taxonomic abundance of benthic macroinvertebrates, with taxonomic classification at family level; the physical and chemical data of water (in situ); the land use and occupation data - agriculture, livestock and preserved, from the sampling points. The applied methods for the analysis of the data were: analysis of richness and taxonomic abundance to infer the composition of the aquatic fauna; analysis of variance to verify the effects between land use variables and the hydrological classification of rivers in relation to richness and abundance of taxa; canonical correspondence analysis to infer the patterns of variation in the composition of the biological community, explained by environmental variables, relating to land use and occupation. According to the results, the flow, water velocity, depth of the rivers, and the dissolved oxygen at the level of P <0.05 were significantly higher in the rivers near the areas of agriculture and livestock in relation to the preserved areas. In total, 11,884 individuals were collected and identified in 72 families. In the rivers located in agricultural areas, the Simuliidade family was the predominant in the stretches of 1st to 2nd orders, rivers of less current and depth. In the Analysis of Variance, it was verified that the abundance of the functional group of collector-filter was dominant in all orders of rivers studied in the preserved areas, reaching the highest significant averages in the stretches of rivers from 4th to 6th orders. The Canonical Correspondence analysis produced a similarity diagram of the fauna in relation to the physical and chemical parameters for each type of land use and occupation. In the application of the study of the richness distribution and abundance of benthic macroinvertebrates, it was observed that the hydrographic basins of predominantly agriculture and livestock use had a loss of taxa, with a predominance of generalist taxa and, while in the rivers of preserved areas present the highest richness and taxonomic abundance. / A água, durante o seu processo de circulação, sofre alterações na sua qualidade, devido às ações antrópicas e das próprias inter-relações do meio ambiente com os recursos hídricos. A incorporação das terras naturais das áreas de Cerrado para o desenvolvimento da agropecuária tem se mostrado intenso, causando prejuízos à qualidade da água, à saúde humana e uma perda substancial de habitats e da biodiversidade dos ecossistemas aquáticos. Em estudos ambientais, as comunidades de macroinvertebrados bentônicos são importantes indicadoras ambientais na avaliação da qualidade da água. A presente pesquisa tem por objetivo avaliar as influências do uso e ocupação da terra e a estrutura do ambiente lótico na distribuição e estruturação das comunidades de macroinvertebrados bentônicos. As coletas da fauna foram realizadas no período de agosto a outubro de 2014, correspondendo ao período de estiagem no Cerrado. O estudo foi conduzido em nove sub-bacias hidrográficas (áreas de agricultura, áreas de pecuária e áreas preservadas ou parcialmente preservadas) do Sudoeste de Goiás, totalizando 137 rios amostrados. Os dados utilizados foram: abundância taxonômica dos macroinvertebrados bentônicos, com a classificação taxonômica em nível de família; os dados físicos e químicos da água (in situ); os dados de uso e ocupação da terra - agricultura, pecuária e preservada, dos pontos amostrais. Os métodos aplicados para a análise dos dados são: análise de riqueza e abundância taxonômica para inferir a composição da fauna aquática; análise de variância para verificar os efeitos entre as variáveis uso da terra e a classificação hidrológica de rios em relação a riqueza e abundância de táxons; análise de correspondência canônica para inferir os padrões de variação na composição da comunidade biológica, explicada pelas variáveis ambientais, relacionando com o uso e ocupação da terra. De acordo com os resultados, a vazão, velocidade da água, profundidade dos rios, oxigênio dissolvido ao nível de P< 0,05 foram significativamente maiores nos rios próximos às áreas de agricultura e de pecuária em relação às áreas preservadas. No total, foram coletados 11.884 indivíduos e identificados em 72 famílias. Nos rios situados em áreas de agricultura, a família Simuliidade foi predominante nos trechos de 1ª a 2ª ordens, rios de menor correnteza e profundidade. Na Análise de Variância se verificou que a abundância do grupo funcional alimentar de coletor filtrador foi dominante em todas as ordens de rios estudados nas áreas preservadas, atingindo as maiores médias significativas nos trechos dos rios de 4ª a 6ª ordens. A análise de Correspondência Canônica produziu um diagrama de similaridade da fauna em relação aos parâmetros físicos e químicos por cada tipo de uso e ocupação da terra. Na aplicação do estudo de distribuição da riqueza e abundância dos macroinvertebrados bentônicos, constatou-se que as bacias hidrográficas de uso predominantemente de agricultura e pecuária tiveram uma perda de táxons, com predomínio de táxons generalistas e, enquanto nos rios de áreas preservadas apresentam a maior riqueza e abundância taxonômica.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Practical problems related to water resources and the need for resolution of these was what drove the hydrological modeling, since understanding of the hydrological behavior of the basin was needed. So, this research was conducted to assess, through hydrossedimentological modeling, the behavior of a semiarid meso scale watershed as well as its water availability. The study area was the Madalena Representative Basin, Federal State of CearÃ, with 124kmÂ. Rainfall, accumulated volume and sedimentation in two reservoirs were monitored. The WASA-SED (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments Sediment Dynamics with Component) and VYELAS (Volume-Yield Elasticity) models were used in the evaluation. Some conclusions could be obtained from the results: i) Continuous monitoring of hydrological variables in watersheds of the Brazilian semiarid is necessary because the scarcity of data makes it difficult to analyze the performance of hydrological models, ii) Sedimentation measurements in reservoirs is essential for validating of sedimentological routines of model for evaluation of long periods, iii) The soil parameters are determinant in the quality of the results and details of the parameterization significantly improves the performance of the WASA model, iv) The predominance of drought scenario for the next years must affect water supply due to the low volume currently accumulated in the reservoir, v) Water availability of the strategic reservoir of the basin (Marengo reservoir) in extreme years of low rainfall, for 90% reliability yield,is 96% lower than the availability expected for regular years. / Problemas prÃticos relacionados aos recursos hÃdricos e a necessidade de resoluÃÃo desses foi o que impulsionou a modelagem hidrolÃgica, pois uma melhor compreensÃo do comportamento hidrolÃgico da bacia hidrogrÃfica se fez necessÃria. Assim esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar, por meio da modelagem hidrossedimentolÃgica, o comportamento de uma bacia hidrogrÃfica de meso-escala no semiÃrido, assim como sua disponibilidade hÃdrica. A Ãrea foco do estudo foi a Bacia Representativa de Madalena, CearÃ, com 124kmÂ. Os modelos WASA-SED (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments with Sediment Dynamics Component) e VYELAS (Volume-Yield Elasticity) foram utilizados na avaliaÃÃo. Algumas conclusÃes puderam ser constatadas a partir dos resultados obtidos: i) O monitoramento contÃnuo das variÃveis hidrolÃgicas em bacias hidrogrÃficas do semiÃrido se faz necessÃrio, pois a insuficiÃncia de dados dificulta a anÃlise do desempenho de modelos hidrolÃgicos; ii) A quantificaÃÃo do assoreamento em reservatÃrios à essencial para a validaÃÃo de rotinas sedimentolÃgicas do modelo para longos perÃodos de avaliaÃÃo; iii) Os parÃmetros do solo sÃo determinantes na qualidade dos resultados e o detalhamento da parametrizaÃÃo melhora sensivelmente o desempenho do modelo WASA; iv) O predomÃnio do cenÃrio de estiagem para os prÃximos anos compromete o abastecimento devido ao baixo volume acumulado atualmente no reservatÃrio; v) A disponibilidade hÃdrica do reservatÃrio estratÃgico da bacia (Marengo) em anos extremos de baixa pluviometria, para uma vazÃo com 90% de garantia, à 96% inferior à disponibilidade para os anos mÃdios.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Para tentar auxiliar na resoluÃÃo do problema da seca, as decisÃes polÃticas priorizaram a construÃÃo de reservatÃrios, produzindo âredes de alta densidade de reservatÃriosâ na regiÃo Nordeste Brasileira. Via de regra, a construÃÃo de um reservatÃrio interrompe o fluxo natural do rio, interferindo, assim, na dinÃmica de Ãgua a jusante. Objetivou com esse trabalho estudar os processos envolvidos na conectividade hidrolÃgica, bem como a interferÃncia da rede de mÃltiplos reservatÃrios na conectividade hidrolÃgica de uma grande bacia semiÃrida. O estudo de caso à a bacia hidrogrÃfica do aÃude OrÃs â BHAO (24.211 km2), situada no SemiÃrido do CearÃ. A pesquisa foi iniciada com o levantamento da topologia da rede densa de reservatÃrio da BHAO, realizada utilizando tÃcnicas de sensoriamento remoto (SR), ferramentas de geoprocessamento (SIG) e imagem de satÃlite no fim do perÃodo chuvoso de 2011. A anÃlise da conectividade hidrolÃgica foi realizada usando o modelo âReservoir Network Modelâ (ResNetM), que simulou os processos hidrolÃgicos e considerou a conectividade hidrolÃgica entre os reservatÃrios, conforme os critÃrios estabelecidos nesta pesquisa. Na busca de se identificar os principais elementos naturais e antrÃpicos da bacia que afetam a conectividade hidrolÃgica, foi realizada uma anÃlise de sensibilidades (IS) de alguns parÃmetros de entrada do modelo, o que possibilitou avaliar o impacto da rede de reservatÃrios sobre o volume armazenado no aÃude OrÃs. O levantamento da rede de reservatÃrios com SR e ferramentas automÃticas de SIG demonstrou duas falhas: a interpretaÃÃo de sombras como reservatÃrios e a mà identificaÃÃo da superfÃcie da Ãgua real devido à presenÃa de macrÃfitas nos reservatÃrios. Desse modo, foram gerados automaticamente 6.002 polÃgonos, dos quais, apÃs ajuste manual, confirmaram-se, como reservatÃrios, apenas 4.717 polÃgonos (79%). A pesquisa constatou que, na Ãltima dÃcada, ocorreu um aumento de 17,5% no nÃmero de reservatÃrio da BHAO e que, nas regiÃes com embasamento cristalino, a densidade de reservatÃrios à 80% maior do que nas regiÃes sobre geologia sedimentar. A anÃlise de sensibilidade indicou que o nÃmero de reservatÃrio da rede foi a variÃvel à qual o sistema apresentou maior sensibilidade (IS = 1,07), considerando-se a conectividade hidrolÃgica. Contrariamente, a variaÃÃo da evaporaÃÃo (IS = 0,19) e da perda em trÃnsito (IS= 0,01) nÃo induziu a mudanÃas significativas da conectividade hidrolÃgica da BHAO. O volume armazenado no aÃude OrÃs nÃo sofreu mudanÃas significativas (IS = 0,21) ao se modificar a topologia da rede de reservatÃrio. Por exemplo, ao se simular a retirada dos pequenos e mÃdios reservatÃrios da rede (4.664, ou 98,9% dos reservatÃrios), o aÃude OrÃs indicou um acrÃscimo de apenas 14% em seu volume mÃdio armazenado. Com base nas observaÃÃes, concluiu-se que ocorreu uma reduÃÃo na taxa de incremento anual de reservatÃrios na BHAO nos Ãltimos 10 anos, o que marca o inÃcio da fase de estabilizaÃÃo da referida rede. Entre os elementos naturais avaliados, o coeficiente de escoamento superficial (natural) foi o que demonstrou maior significÃncia para a conectividade hidrolÃgica. Sua importÃncia deve-se ao fato de, no sistema natural da BHAO, raramente se observa escoamento de base significativo. Dos elementos antrÃpicos analisados, a rede densa de reservatÃrios, obteve a maior importÃncia para a conectividade hidrolÃgica. O motivo para esse comportamento à que os reservatÃrios promovem a laminaÃÃo da onda de cheia, aumentando o nÃmero de dias com vazÃo fluvial e, consequentemente, maior frequÃncia da conectividade hidrolÃgica. AlÃm disso, novos reservatÃrios diminuem o comprimento dos trechos a serem ligados, atenuando as perdas em trÃnsito e facilitando a ocorrÃncia da conectividade hidrolÃgica. A variaÃÃo da rede de reservatÃrio comprovou que, ao diminuir o nÃmero de reservatÃrio da rede, ocorre uma reduÃÃo na conectividade hidrolÃgica da BHAO, porÃm, nÃo altera significativamente a vazÃo afluente ao aÃude OrÃs, o exutÃrio da bacia deste trabalho. A rede densa de reservatÃrios provou que, no inÃcio do perÃodo chuvoso, atua como barreira à vazÃo fluvial, causando a quebra da conectividade hidrolÃgica. Com o passar do tempo e com a continuidade da precipitaÃÃo, os milhares de reservatÃrios favorecem a conectividade hidrolÃgica por meio da laminaÃÃo da onda de cheia. / Attempting to solve the drought problem, political decisions prioritized the construction of reservoirs, what eventually resulted in the construction of a "high density network of reservoirs" in the Brazilian Northeast. Usually, a reservoir interrupts the natural river flow, thus interfering in the water dynamics downstream. This work was aimed at studying the processes involved in the hydrological connectivity as well as the interference of multiple reservoirs in the hydrologic network connectivity of a large semiarid basin. The case study is the catchment area of the OrÃs - BHAO (24,211 km2 ) reservoir, located in Semiarid CearÃ. The research began with a survey of the BHAO dense reservoir network topology, conducted using remote sensing (RS), GIS tools (GIS) and satellite image at the end of the 2011 rainy season. The hydrological connectivity analysis was performed using the 'Reservoir Network Model' (ResNetM), which simulated hydrologic processes and considered the hydrological connectivity between the reservoirs, according to the criteria established in this research model. While seeking to identify the key natural and anthropogenic factors affecting the hydrological connectivity of the basin, an analysis of input sensitivity (IS) of some input parameters of the model was performed, this allowed us to evaluate the reservoir network impact on the stored volume on the OrÃs reservoir. The survey of the network of reservoirs with SR and automatic GIS tools showed two shortcomings: the misinterpretation of shadows as reservoirs and the misidentification of the actual water surface due to the macrophyte presence in reservoirs. Thus, of the 6,002 automatically generated polygons, only 4717 polygons (79%) were confirmed as reservoirs, after manual adjustment. The survey found that in the last decade, there was a 17.5% increase in the number of BHAO reservoirs and that, in regions with crystalline geology, the density of reservoirs is 80% higher than in regions of sedimentary geology. The sensitivity analysis indicated that the number of reservoirs in the network was the variable to which the system showed higher sensitivity (SI = 1.07), considering the hydrological connectivity. In contrast, the evaporation variation (SI = 0.19) and loss in transit (SI = 0.01) did not induce significant changes on BHAO hydrological connectivity. Also, the volume stored in the OrÃs reservoir showed no significant changes (SI = 0.21) when the reservoir network topology was modified. For example, when the removal of small and medium network reservoirs (4,664, or 98.9% of the reservoirs) was simulated, the OrÃs reservoir indicated an increase of only 14% in its average volume stored. Based on observations, it was concluded that there was a reduction in the rate of annual BHAO reservoir increment in the past 10 years, marking the beginning of the stabilization phase of the said network. Among the evaluated natural elements, it was the (natural) runoff coefficient which was demonstrated to have the most significance for the hydrological connectivity. Its importance is due to the fact that in the BHAO natural system, underground flow is infrequent. Of the human elements analyzed, the dense reservoir network, obtained the highest importance for hydrological connectivity. The reason for this is that the reservoirs promote the lamination of the flood wave, increasing the number of days with river flow and, consequently, increase the frequency of hydrological connectivity. In addition, new reservoirs decrease the length of the passages to be connected, reducing losses in transit and promoting hydrological connectivity. The variation of the reservoir network demonstrated that decreasing the number of network reservoirs, a decrease in BHAO hydrological connectivity occurs, not changing, however, significantly the inflow to the OrÃs reservoir, the convergence focus of the network. A dense reservoir network showed that, at the beginning of the rainy season, it acts as a barrier to river flow, breaking hydrological connectivity. Over time and with continued rainfall, the thousands of reservoirs promote hydrological connectivity by lamination of the flood wave.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O amortecimento de ondas de cheias se constitui em uma caracterÃstica fundamental dos reservatÃrios superficiais, uma vez que tem impacto direto na prÃpria seguranÃa da barragem, afetando as outras funÃÃes do aÃude. Logo, se esta caracterÃstica nÃo for suficientemente eficiente para atenuar os picos de vazÃes afluentes, hà o sÃrio risco de ocorrÃncia de âgalgamentoâ; ou seja, a altura da lÃmina dâÃgua vertida supera o valor mÃximo admitido em projeto, levando a um possÃvel rompimento da estrutura da barragem. Muitos reservatÃrios superficiais encontram-se envelhecidos e fora das normas tÃcnicas atuais, sendo preocupante a situaÃÃo no Estado do CearÃ, no qual vÃrias barragens foram construÃdas hà mais de meio sÃculo. Tal fato à especialmente importante, dado que estes reservatÃrios desempenham mÃltiplas funÃÃes. Assim, para garantir que os padrÃes mÃnimos de seguranÃa das barragens brasileiras sejam atendidos, foi aprovada a Lei de Barragens em 2010. Esta lei surgiu como resposta, assim como em muitos paÃses, à ocorrÃncia de expressivos tipos de acidentes em barragens; entre eles, os decorrentes de âgalgamentoâ. Logo, para que o processo de amortecimento de ondas de cheias afluentes aos aÃudes do semiÃrido seja mais detalhado, foram realizadas simulaÃÃes hidrolÃgicas de vÃrios cenÃrios representativos de configuraÃÃes de reservatÃrios e de bacias hidrogrÃficas atravÃs da variaÃÃo dos parÃmetros originais de um reservatÃrio teste (AÃude JoÃo Guerra). Como resultado, determinou-se o impacto de cada parÃmetro fÃsico adimensional e de cada variÃvel no amortecimento. Estes parÃmetros foram agregados em um Ãnico Ãndice, em cuja funÃÃo foi proposto um mÃtodo grÃfico expedito fÃcil para estimar do amortecimento, segundo diversos valores de precipitaÃÃo. O presente estudo revelou ainda que o amortecimento decamilenar, a partir de uma dada fraÃÃo de chuva, pode ser aproximado pelo amortecimento milenar, e o mÃtodo à mais sensÃvel à variaÃÃo do fator de forma do reservatÃrio do que Ãs variaÃÃes das outras variÃveis. / Flood damping constitutes a fundamental characteristic of surface reservoirs, because it has direct impact on the safety of the dam itself, affecting other functions of the dam. So, if this feature is not efficient enough to attenuate the peak inflow, there is a serious risk of occurrence of "overtoppingâ; in other words, the height of the poured water exceeds the maximum value allowed in the project. Many surface reservoirs are getting old and out of the current technical standards, being worrying the situation in the State of CearÃ, in which several dams were built more than half a century ago. This fact is particularly important, given that these reservoirs play multiple roles. Thus, to ensure that brazilians damsâ minimum safety standards are met, The Dams Act was approved in 2010. This law appeared in response, as in many countries, to the occurrence of significant types of accidents, including the ones resulting from âovertoppingâ. Therefore, in order to more detail the process of flood damping in semiarid reservoirs, hydrological simulations were performed for several scenarios that represent settings of reservoirs and watersheds through the variation of the original parameters of a test reservoir (JoÃo Guerra Dam). As a result, it was determined the weight of each dimensionless physical parameter and each variable in the flood damping. These parameters were aggregated into a single index, in whose function it was proposed an easy expeditious graphical method in order to estimate the flood damping, according to different values of precipitation. This study also revealed that the decamillennial damping, from a given fraction of precipitation, can be approximated by the millennial damping, and the method is more sensitive to the variation of the form factor of the reservoir than to the variations of the other variables.

O presente estudo avalia a inclusão de indicadores hidrológicos em modelos tradicionais de gestão de povoamentos comerciais de eucalipto. As restrições adicionadas referem-se a uma redução máxima da vazão em cada ano do período de análise de 300, 200 e 100mm.ano-1. Os valores de vazão foram estimados utilizando um modelo simplificado de balanço hídrico que considera as perdas por interceptação e por evapotranspiração dependentes de fatores ambientais. Funções foram ajustadas a fim de descrever a variação das características da vegetação ao longo de seu crescimento. A área de estudo corresponde a uma microbacia de 0,97km² localizada no município de Eldorado do Sul/RS. Foram consideradas 1296 alternativas de regime de manejo para a área, variando a espécie, densidade de plantio, índice de solo, idades de corte e sistema de condução. O índice de área foliar apresentou-se como um importante descritor do dossel florestal, de grande influência sobre o impacto hidrológico das plantações florestais. Os resultados dos modelos de programação linear utilizados demonstraram que quanto maior a restrição hidrológica imposta, mais se altera o plano de manejo da área e o valor do projeto obtido. A utilização do modelo com restrição de 200mm.ano-1, comparado ao modelo sem restrição hidrológica, ocasionou um aumento médio na vazão anual de 22% e uma redução no valor esperado de terra de 15%. Para a região de estudo, a utilização de regimes de manejo com diferentes idades e a definição do material genético foram as variáveis de manejo mais afetadas pela imposição das restrições hidrológicas. A consideração da microbacia como unidade de manejo e a adição das restrições hidrológicas aos modelos econômicos mostraram-se ferramentas úteis à integração do planejamento florestal e de recursos hídricos. / This study evaluates the inclusion of hydrological goals in the traditional planning models for commercial stands of eucalyptus. The constraints added to the linear programming model relate to maintaining a minimum flow of 300, 200 and 100mm.ano-1 in each year of the analysis. The flow values were estimated using a simplified water balance model that considers the interception loss and evapotranspiration dependent on environmental factors. Functions were fitted to describe the variation of the vegetation parameters along its growth. The study area represents a watershed of 0,97km² located in Eldorado do Sul (RS, Brazil). It were considered 1296 alternative forest regimes for the area, ranging species, planting density, site index, cutting age and the conduction system. The leaf area index was presented as an important descriptor of the forest canopy with great influence on the hydrological impact of forest plantations. The results showed that the greater the restriction imposed hydrology, the more you change the management plan for the area and the project value obtained. Using the model with constraint 200mm.ano-1, compared to the not hydrologically constrained model, causes an increase in average annual flow of 22% and a reduction of 15% in the expected value of the land. For the study area, the definition of the genetic material was the variable that most influenced the results. The consideration of watershed as the management unit and the addition of hydrological constraints in economic models proved to be useful tools in planning the integration of forestry and water resources.

O uso de imagens de satélite tem aprimorado o estudo da dinâmica do uso do solo. Os mapeamentos da cobertura da terra se tornaram instrumentos fundamentais na avaliação das alterações na paisagem provocadas pela ação antrópica e sua influência sobre o planejamento regional e urbano. A utilização de ferramentas computacionais como os Sistemas de Informação Geográfica e os modelos hidrológicos têm auxiliado essas avaliações. O modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool), desenvolvido pelo Departamento de Agricultura norte-americano, é um modelo de base física e parâmetros distribuídos, auxiliado por uma interface gráfica de software GIS. Por seu valor ambiental e econômico, a caracterização ambiental da área de drenagem da Represa de Itupararanga, com 936,54 \'KM POT.2\', localizada no estado de São Paulo, tem fundamental importância e a utilização de dados atuais permite que o estudo da área seja mais preciso no que diz respeito aos seus resultados. A partir de imagens do sensor Liss 3 do satélite ResourceSat-1, foi produzido o mapa atual de uso e ocupação do solo através da classificação supervisionada de máxima verossimilhança, validada por coletas de campo de ponto de controle com índice Kappa de 0,64 e índice de exatidão global de 71%. Os parâmetros morfológicos demonstraram que a área de estudo é bem drenada e possui baixa probabilidade de enchentes. A modelagem hidrológica foi calibrada para o período de janeiro de 2005 a dezembro de 2008 e resultou em coeficiente de eficiência de 0,41 e tendência percentual de 0%. A validação alcançou resultado de 0,301 e 5,5% para estes avaliadores, valores de ajuste considerados aceitáveis. Foram encontrados os valores de 9,66 e 1,5 para nitrogênio e fósforo, respectivamente, em kg/ha.ano, para os valores de poluição difusa, resultados elevados na comparação entre pesquisas com este foco. A comparação entre cenários identificou a necessidade de adotar práticas conservacionistas através do planejamento da ocupação para tornar sustentáveis as atividades dentro bacia e atenuar as pressões sobre os recursos naturais. / The use of satellite images has improved the study of the land use dynamics. Land cover mapping have become fundamental tools in the assessment of landscape changes caused by human action and its influence on regional and urban planning. Computation tools such as Geographic Information Systems and hydrological models have supported these findings. The hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool), developed by U. S. Agriculture Department, a model physically based and semi-distributed parameters with a GIS graphical interface. Due your environmental and economic value, the morphologic characterization of Itupararanga watershed, with 936,54 \'KM POT.2\', located in São Paulo state, have fundamental relevance and use of current data alows the study be more accurate. From images of Liss 3 sensor of ResourceSat-1 satelite, the current land use map was produced through supervised classification by maximum likelihood method and validated by control points on field collection, resulting in Kappa coefficient of 0.64 and overall accuracy rate of 71%. The morphological parameters showed that watershed is well drained and has low probability of flooding. The hydrological modeling was calibrated from January of 2005 to December of 2008 and had efficient value of 0.41 and trend rate of zero. Validation reached results of de 0.301 and 5.5% for these coefficients, considered acceptable for adjust values. Were found values of 9.66 and 1.5 for nitrogen and phosphorus, in kg/ha.year, respectively, for the values of diffuse pollution, high results in comparison between studies with this focus. The comparison between scenarios indentified the need to adopt conservation pratices through occupation planning to make the activities inside the basin and mitigate the pressure on natural resources.

A aplicação de modelos hidrológicos vem sendo bastante utilizada como apoio à tomada de decisão no planejamento dos recursos hídricos. Tendo em vista que os dados que servem de entrada para esses modelos estão sujeitos a erros diversos, o presente estudo teve o intuito de contribuir com o conhecimento do impacto desses erros no desempenho do modelo e na estimativa de seus parâmetros. O modelo analisado foi o IPH II fazendo uso do programa computacional WIN_IPH2. Entendendo que a avaliação da sensibilidade ainda é uma área que requer mais estudos, o presente trabalho é focado na utilização das análises de sensibilidade estática e dinâmica. Para isso foram geradas diversas séries temporais de dados de entradas do modelo hidrológico obtidas pela perturbação da série de dados observados. A perturbação foi representada por erros aleatórios (seguindo uma distribuição normal ou uniforme) ou sistemáticos incorporados ás séries temporais das variáveis: precipitação e evapotranspiração. Posteriormente, as análises de sensibilidade estática e dinâmica foram executadas. Para efetuar o acompanhamento da interferência dos erros, na eficiência do modelo, foi feita a avaliação dos resultados obtidos com a aplicação do modelo WIN_IPH2 para diferentes medidas de desempenho, e verificado o impacto dos erros nos dados de entrada no desempenho do modelo (sensibilidade estática) e no desempenho do modelo e na estimativa dos parâmetros (sensibilidade dinâmica). Na análise de sensibilidade estática verificou-se o decaimento mais acentuado da eficiência do modelo, em comparação com a análise de sensibilidade dinâmica, onde o modelo consegue contornar os erros nos dados de entrada com a alteração dos valores dos parâmetros. Por fim, o presente estudo confirmou as conclusões obtidas em estudos anteriores: Oudin et al. (2006), Andréassian et al. (2004), Kavetski et al. (2003). Além disso, o presente estudo apontou para outros fatores, na medida em que, observa-se junto à tendência do desempenho do modelo cair quando a intensidade do erro gerado é elevada, a importância de avaliar o possível comprometimento de dados em eventos extremos, uma vez que, nessa situação o desempenho do modelo passa a ser afetado de forma mais acentuada. / The hydrologic models had been used to support the decision making in water resources management. Since the input data of those models are subject to several kinds of errors, this study aimed to assess how this errors affect the model performance and the estimate of its parameters. The hydrologic model IPH II was used. Perceiving that the sensitivity analysis is still a field that requires further knowledge, this study was focused in the use of the dynamic and the static sensitivity procedures. In this sense, several time series of input data were obtained through the perturbations of an observed time serie. The perturbation was represented by the addition of random errors (with a normal or uniform distribution) or systematic errors to the observed time series of evapotranspiration and precipitation. Then, the static and dynamic sensibility analysis were performed. The effect of input data errors was assessed for several calibration processes of the IPH II using several performance measures. Thus, modification of the model performance (static sensitivity analysis) and model performance and parameter estimation (dynamic sensitivity analysis) were estimated. In the static sensitivity analysis it was found a most pronounced decay of the model efficiency in comparison with the dynamic sensitivity analysis, where the model can circumvent the errors in the input data with modification of the optimum parameter values. Finally, this study confirmed the conclusions of other previous studies as Oudin et al. (2006), Andréassian et al. (2004), Kavetski et al. (2003). In addition this study found other factors, as was observed that if the intensity of the error is high in an extreme event of precipitation, it reduced the model performance more than when it is low, in spite of the time series of errors have the same statistics.

Os efeitos das alterações de uso da terra na hidrologia das bacias hidrográficas têm sido, ao longo dos anos, amplamente discutidos para pequenas bacias experimentais. O uso de modelos hidrológicos para descrever esse tipo de processo tem se tornado promissor no que tange o estudo de grandes bacias. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar uma metodologia para analisar o impacto das mudanças de uso da terra sobre o regime hidrológico em bacias hidrográficas de grande escala. Este estudo foi realizado por meio de simulação. Para isso foi utilizado um modelo hidrológico distribuído de base física, o Modelo de Grandes Bacias (MGB-IPH). Para realizar simulações de impactos das mudanças de uso da terra, inicialmente avaliou-se a capacidade do modelo MGB-IPH de captar as alterações produzidas pelas mudanças de uso. A análise de sensibilidade mostrou que a vazão gerada na bacia é inversamente proporcional aos parâmetros de índice de área foliar (IAF) e de altura média da vegetação (h), uma vez que quanto maior o IAF, mais interceptação ocorrerá na bacia e, quanto maior o valor de h, mais facilidade haverá nas trocas aerodinâmicas, ambos favorecendo o processo de evaporação. Já em relação aos parâmetros albedo (a) e resistência superficial (rs), a vazão gerada é diretamente proporcional, pois quanto maior o a maior a energia refletida pela superfície e, consequentemente menos energia estará disponível para o processo de evaporação. Em relação à rs, o seu aumento implica em uma menor perda por transpiração, disponibilizando mais água para gerar escoamento. As simulações de análise de sensibilidade mostraram que o MGB-IPH reproduz, de forma coerente, o comportamento médio das bacias submetidas ao desmatamento em um grande número de estudos experimentais. Assim, avaliou-se os impactos das mudanças de uso da terra no regime hidrológico em bacias de grande escala através de um estudo de caso. Este estudo de caso foi realizado na Bacia Hidrográfica do Rio Paraná. Os resultados das simulações mostraram que o desmatamento possui forte influência sobre as variáveis hidrológicas, como interceptação, evapotranspiração e vazão. Devido ao desmatamento foram verificadas reduções na interceptação e na evapotranspiração ao longo dos anos. Em relação a vazão, verificou-se que as simulações foram capaz de captar a não estacionariedade existente nas vazões observadas. Além disso, foi possível verificar que a vegetação pode ser associada a 39% dos incrementos observados na vazão média de longo termo, quando comparados os períodos anterior e posterior a 1970 na Bacia Hidrográfica do Rio Paraná. Já as variações na precipitação são responsáveis por 61% dos impactos na vazão média. Em relação às vazões extremas foram verificados incrementos, sendo eles mais expressivos nas vazões mínimas do que nas vazões máxima. Assim, pode-se afirmar que a metodologia proposta é consistente com os efeitos observados na bacia e com os resultados de estudos experimentais realizados em diferentes regiões do mundo. / The effects of land use change on the hydrology of watersheds have been widely discussed during several years in small basins. The hydrological models have been promising for describe the effects of land use change in hydrology in large basins. Thus, the aim of this study was to evaluate a methodology to study the impact of land use changes on the hydrological processes in large basins. This study was conducted by hydrological simulation. For this, a physically based distributed hydrological model, Modelo de Grandes Bacias (MGB-IPH), was used. The ability of MGB-IPH model for study the effects of land-use change in hydrology processes was first analyzed. The results of sensibility analysis showed that the flow generated in the basin is inversely proportional to the parameters of leaf area index (LAI) and average vegetation height (h), since the higher the LAI more interception, and the higher the h easier will be the aerodynamic changes, both favoring the evaporation process . The flow is directly proportional to the parameters albedo (a) and surface resistance (rs), since the greater the a, more energy reflected by the surface, and consequently less energy is available for the evaporation process. The increasing in rs parameter implies a smaller loss by transpiration, and then more runoff is generated. The sensibility analysis showed that the MGB-IPH reproduces consistently, the average behavior of the basins subjected to deforestation on a large number of experimental studies. Thus, we evaluated the impacts of land use changes on the hydrological regime in large-scale basins by a case study. This case study was conducted in the Paraná River Basin. The simulation results showed that deforestation has a strong influence by hydrological variables, such as interception, evapotranspiration and flow. Due to deforestation were observed interception and evapotranspiration reduction over the years. It was found that the simulations were able to capture the non-stationarity in the observed streamflows. Furthermore, we found that 39% of the observed increase in average flow of long term is due to vegetation change, when comparing the periods before and after 1970 in the Paraná River Basin, while the 61% is due precipitation changes. Increments were observed in extreme flows. These increments were more evident at low flows than the maximum flow. Thus, it can be stated that the proposed methodology is consistent with the effects observed in the Rio Paraná basin and with the results of experimental studies conducted in different regions of the world.