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.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-02T18:24:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ALBUQUERQUE, R. T. D. B. de Dissertação (Mestrado em Geografia) - UFPE, Recife, 2015.pdf: 4463625 bytes, checksum: 893f11d15ef2a296ba13982eeb2a2aee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-02T18:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ALBUQUERQUE, R. T. D. B. de Dissertação (Mestrado em Geografia) - UFPE, Recife, 2015.pdf: 4463625 bytes, checksum: 893f11d15ef2a296ba13982eeb2a2aee (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / FACEPE / Este trabalho teve por objetivo geral dar suporte para a previsão de inundações pontuais em bacias hidrográficas de pequeno e médio porte, auxiliando as defesas civis municipais e estaduais na mitigação dos efeitos gerados por eventos naturais extremos. O banco de dados montado para a bacia do rio Capibaribe, contou com dados de precipitação média das estações localizadas na bacia e dados de cota da estação São Lourenço da Mata. Posteriormente foi feito o cálculo da precipitação média da bacia. O tempo de concentração foi calculado em sete dias, utilizando-se a metodologia desenvolvida por Ventura e citada por Araújo et. al. (2001). Posteriormente determinou-se a cota de alerta em 300 cm e então foi aplicado cálculo da probabilidade condicional, da cota em função da chuva acumulada dentro do tempo de concentração, para determinar a probabilidade de o rio atingir ou não a cota de alerta. Nos cinco registros onde essa cota foi atingida o modelo indicou uma probabilidade alta (>50%) em quatro eventos, atingindo assim 80% de acerto. / This study has the general objective to provide support to predict occasional flooding in small and medium sized hydrographic basins, helping municipal and state civil defence with mitigation of the effects of extreme natural events. The database used had average rainfall data of stations located in the basin and data of the quota from São Lourenço da Mata station. The average rainfall data of the basin was calculated. The seven day concentration time was calculated, using Ventura’s methodology, Araújo (2001). Then the 300 cm warning quota was determined and a conditional probability calculation was applied to the quota as a function of rain accumulated in the concentration time, to determine the probability of the river reaching the warning quota. In the five records where the quota was achieved the model indicated a high probability (>50%) in four events, reaching 80% accuracy.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-05T16:37:45Z No. of bitstreams: 1 Evelyn Souza Chagas.pdf: 2596910 bytes, checksum: 3edb34779be1962370072564bb024b44 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T16:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Evelyn Souza Chagas.pdf: 2596910 bytes, checksum: 3edb34779be1962370072564bb024b44 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Hydrological systems are composed of many components (precipitation, runoff, evaporation, transpiration, infiltration, etc.) and exhibit nonlinear behavior, with all individual components exhibiting non linear behavior as well. Although nonlinearity of hydrological processes has been recognized for many years, recent development of computational power and data acquisition technologies provide researches with powerful tools to evaluate existing methods and develop new more efficient techniques to study spatial and temporal variability and complexity of these phenomena. Considering that rainfall is the mayor natural factor that governs the stream flow regime, in this work we study non linear relationship between these components of the hydrological system, by examining multifractal correlations of individual rainfall and streamflow temporal series, as well as multifractal cross correlations between two processes. To this end we apply methods Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) and Multifractal Detrended Cross-Correlation Analysis (MF-DXA) on daily rainfall and streamflow temporal series registered in Piracicaba River Basin which is located in the state of São Paulo, Brazil. The results show that rainfall and streamflow temporal series exhibit multifractal correlations and cross correlations indicated by the generalized Hurst exponent, Renyi exponent and multifractal spectrum. The multifractal spectrum obtained by cross correlation analysis is similar to the multifractal spectrum of streamflow, for Corumbataí, Jaguari e Atibaia sub-basin, while for Camanducaia and Piracicaba sub-basin the cross correlation spectrum is more similar to the multifractal spectrum of precipitation. This difference could be related with land use and type of soil that affect the process of evapotranspiration and thus the whole hydrological cycle. / Sistemas hídricos são compostos por vários componentes (precipitação, escoamento, evaporação, transpiração, infiltração, etc) e exibem um comportamento não linear, com todos os componentes individuais exibindo um comportamento não linear também. Apesar da não linearidade dos processos hidrológicos ter sido reconhecida por muitos anos, o desenvolvimento recente do poder computacional e tecnologias de aquisição de dados proporcionam ferramentas poderosas para avaliar os métodos existentes e desenvolver novas técnicas mais eficientes para estudar a variabilidade espacial e temporal e a complexidade desses fenômenos. Considerando-se que a precipitação é o fator natural que mais influencia o regime de fluxo de vazão, neste trabalho estuda-se a relação não linear entre os componentes do sistema hidrológico, através da análise de correlações multifractais de séries temporais individuais de precipitação e vazão, assim como correlações cruzadas entre os dois processos. Para isto, são aplicados os métodos Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) e Multifractal Detrended Cross-Correlation Analysis (MF-DXA) em séries temporais diárias de precipitação e vazão registradas na Bacia do Rio Piracicaba, a qual está localizada no estado de São Paulo, Brasil. Os resultados mostram que séries temporais da precipitação e vazão possuem correlações e correlações cruzadas multifractais indicadas pelo comportamento das medidas multifractais: expoente de Hurst generalizado, expoente de Rényi e espectro multifractal. O espectro multifractal obtido pela análise de correlação cruzada (MF-DXA) é semelhante ao espectro multifractal da vazão (obtido pelo MF-DFA) para as sub-bacias Corumbataí, Jaguari e Atibaia, enquanto para as sub-bacias Camanducaia e Piracicaba a multifractalidade das correlações cruzadas é semelhante a multifractalidade da precipitação. Esta diferença poderia ser relacionada ao uso da terra e o tipo de solo que afeta o processo de evapotranspiração, e consequentemente todo o ciclo hidrológico da bacia.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-06T20:20:42Z No. of bitstreams: 1 Jose Gomes Cabral Neto.pdf: 2927907 bytes, checksum: 48ae7e81516be4443fde4aa11b9564b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T20:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Gomes Cabral Neto.pdf: 2927907 bytes, checksum: 48ae7e81516be4443fde4aa11b9564b9 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / The lack of a better knowledge to further the proper management of water systems and soil of Brazilian semiarid contributes to maintain the social inequalities which are subject to local populations. The adjust of hydrologic data to probability density functions, and the application of Detrended Fluctuation Analysis method to quantify the long-range correlations in non-stationary time series hydrological contribute to a better use of water resources in the environment semiarid and reduction of the risk of economic loss. This way, the information of hydrological variables of blade height and flow of the Stream catchment Jacu in the semiarid and region of Pernambuco were used and it was found that the maximum and minimum blade height and flow of semiarid watershed Jacu best adjusted to Weibull distributions, Gumbel, Log-Normal and Gamma. The Detrended Fluctuation Analysis method showed the existence of persistent long-range correlations, which represents an important property of stochastic processes generating this phenomenon. The series of blade heights showed persistence stronger than the series of flows. In smaller scales fluctuation softer, represented by exponents , and larger scales showed persistent fluctuations, represented by exponents. / A falta do conhecimento científico mais aprofundado para o manejo adequado dos sistemas hídricos e dos solos do semiárido nordestino contribui para manutenção da desigualdade social ao qual estão submetidas às populações locais. O ajuste de dados hidrológicos às distribuições estatísticas e a aplicação do método Detrended Fluctuation Analysis (DFA) para quantificar as correlações de longo alcance nas séries temporais hidrológicas não estacionárias, contribuem para um melhor uso dos recursos hídricos no semiárido e para redução do risco de ocorrência de perdas econômicas. Dessa forma, foram utilizadas informações das variáveis hidrológicas de altura da lâmina de água e vazão da Bacia hidrográfica semiárida do Riacho Jacu de Pernambuco constatando-se que os valores máximos e mínimos de altura da lâmina e vazão da bacia hidrográfica do referido riacho, se ajustaram melhor as distribuições Weibull, Gumbel, Log-Normal e Gama. O método Detrended Fluctuation Analysis indicou a existência de correlações persistentes de longo alcance, que representa uma propriedade importante dos processos estocásticos geradores desse fenômeno. As séries das alturas da lâmina apresentaram persistência mais forte do que as séries das vazões. Nas escalas menores apresentam flutuações mais suaves, representadas pelos expoentes , e para escalas maiores apresentaram flutuações persistentes, representadas pelos expoentes.

Orientador: Jose Teixeira Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guirao_AngelaCruz_M.pdf: 47367371 bytes, checksum: 79d26a47051391bfa245e793ed78ad25 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho avaliou os efeitos resultantes do uso e ocupação da terra sobre os recursos hídricos. Foram estudadas duas bacias hidrográficas de floresta urbana, na Área de Relevante Interesse Ecológico Mata de Santa Genebra (MSG), Campinas (SP). A primeira bacia hidrográfica (B1) é coberta por uma pequena porção de área urbana (1,6ha) e o restante por floresta (28,6ha); a segunda bacia (B2) possui trechos de cultivo agrícola, predominando a cana-de-açúcar (62ha) e por floresta (162ha). Foi realizada a caracterização hídrica destas bacias, durante o período de um ano (2009), por meio dos seguintes instrumentos: levantamento das características físicas, cálculo do balanço hídrico e avaliação da carga de fósforo total como indicador da qualidade da água. Concluiu-se que predominam nas duas bacias os solos latossolos vermelhos, os tipos de relevos são os planos e suaves ondulados e as colinas médias prevalecem entre os tipos de terreno. Em relação ao balanço hídrico, a precipitação incidente total foi 1.491,8mm, sendo que desse total, 71% atravessou a vegetação e atingiu o solo em B1 e 29% foi interceptado; em B2, a precipitação interna foi maior 74,1% e foram interceptados pela cobertura vegetal, 25,9% O escoamento superficial em B1 foi 5,2% e em B2, 6,5% em relação à precipitação incidente, portanto, atribuiuse às perdas por transpiração e infiltração, em B1 e B2, 65,9 e 67,5%, respectivamente. A concentração de fósforo em B2 foi superior a B1, sendo 1,60mg/l na bacia com cana-de-açúcar. A carga de fósforo total somente foi possível calcular em B2, cujo total foi 2998,2mg/mm e a carga de chuva de fósforo, ou seja, o fósforo acumulado na vegetação e carregado até o solo pela chuva, para B2 foi de 6204kg. Estes resultados, confrontados com a literatura sobre o assunto e com o histórico e o atual uso e ocupação da terra no entorno da MSG, indicam que o entorno está alterando a qualidade e a quantidade dos recursos hídricos nestas bacias / Abstract: This study evaluated the effects of the use and occupation of land on water resources. Two watersheds of urban forests in the Area of Relevant Ecological Interest Mata de Santa Genebra (MSG), Campinas (SP) were studied. The first watershed (B1) is occupied by a small portion of urban area (1.6 ha) and the rest is by forest (28.6 ha). The second watershed (B2) is partially occupied by agriculture, predominantly sugar cane (62ha) and partially by the forest (162ha). It was done the hydrological characterization of this two watersheds during the period of one year (the year of 2009), through the following instruments: a survey of the physical characteristics, water balance calculation and evaluation of the load of total phosphorus as an indicator of water quality. It was concluded that oxisols soils are predominant in those two watersheds, the types of relief are flat, smooth and rolling average hills are prevalent among all types of terrain. About the water balance, the total incident precipitation was 1491.8 mm, and of this total, 71% acrossed the vegetation and reached the ground of B1 and 29% were intercepted. In B2, the throughfall was higher, 74.1% and it was intercepted by vegetation in 25.9%. The runoff in B1 was 5.2% and in B2, 6.5% of the incident precipitation, therefore, it was attributed to the losses by transpirationand other, 65.9% and 67.5%, respectively. The total phosphorus concentration in B2 was higher than in B1, it was 1.60 mg/l in the watershed with cane sugar. The load of total phosphorus was only possible to calculate in B2, whose total was 2998.2 mg/mm of rain and the load of phosphorus, or phosphorus accumulated in vegetation and loaded up to the soil by rain, in B2 was 6204 kilograms. These results confronted with the literature about this subject and the history and current use and occupancy of the land surrounding the MSG, this indicates that the environment is changing the quality and quantity of water in these watersheds / Mestrado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Mestre em Geografia

O Estado de São Paulo apresenta índices pluviométricos situados entre 1.200 e 1.600 mm com precipitação concentrada no período situado entre os meses de outubro a março. A passagem de frentes e o processo de frontogênese respondem pelo \"input\" hídrico. Dada a localização que possui (reverso das Cuestas Basálticas) o município de São Carlos apresenta índices pluviométricos ligeiramente superiores ao seu entorno devido a contribuição que recebe das chuvas orográficas. No verão iniciado em 2013 (outubro) e encerrado em 2014 (março), todo Sudeste, assim como as cercanias de São Carlos sofreu com a diminuição das precipitações ocasionadas por mudanças no padrão atmosférico da América do Sul. Atentando para isso, o presente projeto de pesquisa procurou analisar e entender a dinâmica atmosférica desse período chuvoso (Ano Hidrológico) de 2013/2014, descrevendo e caracterizando a dinâmica dos sistemas atmosféricos que nele atuaram e sua variação dentro dos padrões habituais que possuíam, através da metodologia da análise dinâmica, buscando, verificar com base no padrão estabelecido quais foram os principais impactos noticiados pela mídia local (São Carlos) a partir dos índices de precipitação observados. Assim, observou-se que a atuação dos sistemas atmosféricos no período adotado, não ocorreu dentro dos parâmetros habituais da precipitação nas três estações climatológicas que forneceram os dados para a pesquisa. Devendo-se isso a fraca atuação da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), diante do constante bloqueio atmosférico que se estabeleceu sobre o Atlântico Sul, aliando-se a atuação excepcional de sistemas meteorológicos organizados na Troposfera como a circulação dos vórtices ciclônicos e do Anticiclone do Atlântico Sul (ASAS) sobre o interior do sudeste da América do Sul. A partir dessa análise, constatou-se que o total pluviométrico do ano hidrológico de 2013/2014 apresentou valor abaixo da média, caracterizando os índices da estação do CRHEA/USP no patamar de um Ano Tendente a Seco, a estação do INMET/UFSCar como um Ano Seco e a estação da EMBRAPA/Sudeste na mesma condição da anterior. Entre as três estações climatológicas apenas a estação do CRHEA/USP apresentou valores próximos da média histórica, por se encontrar inserida na transição morfológica da Depressão Periférica Paulista e o Planalto Ocidental Paulista, favorecendo um acúmulo maior de precipitação devido a ocorrência da Chuva Orográfica. Em face disto, esses índices tiveram reflexo na escassez das chuvas e consequentemente repercutiram nos diversos setores socioambientais e econômicos na região de São Carlos-SP, no entanto, não foram suficientes para criar um quadro agravante quanto a suspensão das atividades econômicas ou no abastecimento de água. / The State of São Paulo presents rainfall rates situated between 1,200 and 1,600 mm with concentrated rainfall in the period between the months from October to March. The passage of fronts and frontogenesis process respond for the \"input\" hydrous. Due to the localition of the township, São Carlos (reverse of Basaltic Slopes) presents rainfall indexes slightly higher than its surroundings because of the contribution received from orogenic rains. In the summer started in 2013 (October) and ended in 2014 (March), all Southeast, as well as the environs of São Carlos suffered with the decreasse of precipitations caused by changes in standard atmospheric of South America. Paying attention to this, this research project sought to analyze and understand the atmospheric dynamics of this rainy season (Hydrological Year) of 2013/2014, describing and characterizing the dynamics of atmospheric systems which acted in that period and its variation within the usual patterns already possessed, through the methodology of dynamic analysis, searching, verify based on established standard which were the main impacts reported by local media (São Carlos) from the observed rainfall rates. Thus, it was noticed that the performance of atmospheric systems in the considered period, did not occur within the usual parameters of rainfall in the three climatological season that provided the data for the research. It should be because of the weak performance of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), against the constant atmospheric blockade that has settled over the South Atlantic, allying the exceptional performance of organized meteorological systems in the troposphere as the movement of cyclonic vortices and Anticyclone of the South Atlantic (ASAS) on the interior of the southeastern South America. From this analysis, it was found that the total pluviometric of the hydrological year 2013/2014 showed a value below average, characterizing the indexes of the CRHEA/ USP station on the level of a Year Aimed Dry, the INMET /UFSCar station as a Dry Year and EMBRAPA/Southeast station as the same previous condition. Among the three climatological stations only CRHEA/USP station presented values near the historical average, being that, finding inserted in the morphologic transition of Depression Peripheral Paulista and Western Plateau Paulista favoring a greater accumulation of precipitation due to the occurrence of Orographic Rain. In view of this, these rates were reflected in the scarcity of rainfall and consequently have affected the various environmental and economic sectors in the region of São Carlos-SP, however, were not enough to create an aggravating situation for the suspension of economic activities or the water supply.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Thiago Augusto Mendes.pdf: 1579754 bytes, checksum: 97b3cf99f922e3e8f0387617e13d2db4 (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / In spite of Brazil being the country with one of the largest quantities of dams on the planet, there is no study that confront the influence of small dams collapse on major dams. This is very important from a strategic and planning point of view, since much of the energy produced in the country comes from hydroelectric installed in rivers. Althought the hydroelectric sizing is done following strict security techniques, the upstream reservoirs, in most cases are not. This factor leads to great uncertainty about safety of these dams. Thus, this work is important to the development of a methodology able to quantify how small dams affect the safety of large dams. The purpose was set a vulnerability rate to disruption of these small dams, thereby providing data for municipal, state and federal entities about the real situation for granting, construction and operation of dams. The determination of vulnerability rate was made with simulations conducted in the HEC-HMS hydrological model, thereby determining the additional flow from the disruption of dams along the upstream of the dam under study. The study site chosed was the basin of the Meia Ponte river - GO, precisely the Rochedo s hydroelectric, where 30 reservoirs were evaluated for disruption. It was found that the flow that reaches the Rochedo s reservoir, without considering the disruption of reservoirs located upstream (1.222 m³/s) for a return period of 10,000 years is about 31% higher than the flow planned for Rochedo, that is 935 m³/s, as informed by the Energy Company of Goiás (CELG, 2008). The calculated vulnerability rate was 1,31 for a return period of 10,000 years without considering the disruption of the upstream reservoirs and were suitable for a reservoir that was built in the 50's. However the flow that reaches the Rochedo s reservoir, considering the disruption of the upstream reservoirs for a return period of 10,000 years (1.880 m3/s) is much higher than flow considered without disruption of the upstream reservoirs. The calculated vulnerability rate goes to 1,54 for a return period of 10,000 years, wich is considered a high value that deserves care assessment / Apesar do Brasil ser o país com uma das maiores quantidades de barramentos do planeta, não existe um estudo que seja de conhecimento desse autor, que confronte a influência do colapso dos pequenos barramentos sobre grandes represas. Este aspecto é muito importante do ponto de vista estratégico e de planejamento, uma vez que boa parte da energia produzida no país vem das hidroelétricas instaladas em rios. Embora estas hidroelétricas tenham o seu dimensionamento feito seguindo rigorosas técnicas de segurança, os armazenamentos em reservatórios de montante, na maioria dos casos não o são. Este fator leva a uma grande incerteza quanto ao nível de segurança destas barragens. Dessa forma, este trabalho terá importância no desenvolvimento de uma metodologia capaz de quantificar o quanto as pequenas barragens afetam a segurança das grandes barragens. O objetivo foi definir um índice de vulnerabilidade ao rompimento dessas pequenas barragens, ajudando assim os órgãos municipais, estaduais e federais a constatar a real situação para outorga, construção e operação de barragens. A determinação do índice de vulnerabilidade será feita a partir de simulações realizadas com o modelo hidrológico HEC-HMS, determinando assim o acréscimo de vazão proveniente do rompimento das barragens localizadas à montante da barragem em estudo. O local de estudo escolhido foi a bacia hidrográfica do rio Meia Ponte - GO, precisamente a usina hidroelétrica de Rochedo, onde 30 barramentos foram avaliados para o rompimento. Verificou-se que a vazão que chega ao reservatório de Rochedo sem considerar o rompimento dos barramentos localizados à montante (1.222 m³/s) para um período de retorno de 10.000 anos é cerca de 31% maior que a vazão planejada para Rochedo, que no caso é de 935 m³/s, conforme informação fornecida pela Companhia Energética de Goiás (CELG, 2008). O índice de vulnerabilidade calculado foi de 1,31 para um período de retorno de 10.000 anos sem considerar o rompimento dos barramentos à montante, mostrando-se adequado para um reservatório que foi construído na década de 50. Já a vazão que chega ao reservatório de Rochedo, considerando o rompimento dos barramentos à montante para um tempo de retorno de 10.000 anos (1.880 m3/s) é muito superior à vazão considerada sem o rompimento dos barramentos à montante. O índice de vulnerabilidade calculado passa a ser de 1,54, para um período de retorno de 10.000 anos, considerado um valor alto merecendo cuidados de avaliação.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-28T17:48:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Hugo José Ribeiro - 2015.pdf: 4005712 bytes, checksum: 3ca2bfd5ce9d093857a0f4a6501f84f1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-28T17:53:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Hugo José Ribeiro - 2015.pdf: 4005712 bytes, checksum: 3ca2bfd5ce9d093857a0f4a6501f84f1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-28T17:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Hugo José Ribeiro - 2015.pdf: 4005712 bytes, checksum: 3ca2bfd5ce9d093857a0f4a6501f84f1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the digital relief is best represented by the digital terrain model (DTM) and the automatic extraction from topographical parameters of this data type, configures a viable alternative in relation to the manual process performed on topographic maps. However, the available data may contain faults or present information to altitude that are not exactly the terrain. In this sense, it is important to consider these issues in the application of MDT. In hydrology, for example, you must perform preprocessing steps to eliminate inconsistencies that might prevent the natural reproduction of the flow of water toward the riverbeds. The objective of this research is to check the limits of applicability of the MDTs in hydrological analyses. For this, we used 5 (five) MDTs data: Light Detection And Ranging-LIDAR; Aerial Photography; Topodata; ASTER Global Digital Elevation Model-Aster GDEM; Shuttle Radar Topography Mission-SRTM, with different spatial resolutions and methods of acquisition. These data were applied a technique of hydrological correction and subsequently were extracted attributes from all surfaces. This information was used in the construction of the time of concentration and consequently the design hydrographs, which in turn were used to extract the maximum flow of project to return periods of 5, 10, 15, 20, 25, 50 and 100 years, in a range of the curve number (CN) varying between 40 and 99. It was built using a programming language of 60 dimension array rows by 7 columns, where each line represents the maximum values of each design hydrograph flow generated from each value of CN. In the end, it was obtained a set of 24 arrays containing the values of the maximum flows of project for each CN value, and attributes extracted of the MDTs and of digital models of terrain Hidrologicamente Consistent (MDEHCs). In possession of this information, a statistical test was applied in order to assess the influence that the hydrological consistency method and the dimensions of the cells of the MDTs/MDEHCs had about the project flows. Was observed in one of the sub-basins analysed that the difference between the maximum design flow is directly proportional to the increase in CN and payback period. It was noted a difference of up to 173.7 m3/s to a CN of 99 and return period of 100 years. The hypothesis H0 of the proposed test was accepted in all return periods both in relation to hydrological consistency method applied as compared to cell dimension of MDTs. This means that it is possible to affirm with an error probability of "P-value" for return period, which the flows generated from the parameters of the MDTs differ from flows generated from the parameters of MDEHCs as well as between the MDTs surveyed at a significance level of 5%. From the results, it might be concluded that the interpolation method for hydrological consistency and size of the cell of the MDTs has influence on the generation of the maximum flow of project. / No meio digital o relevo é melhor representado pelo modelo digital de terreno (MDT) e, a extração automática de atributos topográficos a partir deste tipo de dado, configura-se numa alternativa viável em relação ao processo manual realizado sobre mapas topográficos. No entanto, os dados disponíveis podem conter falhas ou apresentar informações de altitude que não sejam propriamente do terreno. Neste sentido é importante considerar essas questões na aplicação do MDT. Na hidrologia, por exemplo, é preciso realizar etapas de pré-processamento para eliminar incoerências que venham impedir a reprodução natural do fluxo da água em direção aos leitos dos rios. O objetivo desta pesquisa é verificar os limites de aplicabilidade dos MDTs em análises hidrológicas. Para isto, foram utilizados 5 (cinco) dados MDTs: Light Detection And Ranging - LIDAR; Aerofotogrametria; Topodata; ASTER Global Digital Elevation Model - Aster GDEM; Shuttle Radar Topography Mission – SRTM, com diferentes resoluções espaciais e métodos de aquisição. A esses dados foi aplicada uma técnica de correção hidrológica e posteriormente foram extraídos atributos de todas as superfícies. Estas informações foram utilizadas na construção do tempo de concentração e consequentemente dos hidrogramas de projeto, que por sua vez, foram utilizados para extrair a vazão máxima de projeto para os períodos de retorno de 5, 10, 15, 20, 25, 50 e 100 anos, em uma faixa de número da curva (CN) variando entre 40 e 99. Foi construída por meio de linguagem de programação uma matriz de dimensão 60 linhas por 7 colunas, onde cada linha representa os valores máximos de vazão de cada hidrograma de projeto gerado a partir de cada valor de CN. No final obteve-se um conjunto de 24 matrizes contendo os valores de vazões máximas de projeto para cada valor de CN, além de atributos extraídos dos MDTs e dos Modelos Digitais de Terreno Hidrologicamente Consistentes (MDEHCs). De posse dessas informações foi aplicado um teste estatístico, com o intuito de avaliar a influência que o método de consistência hidrológica e as dimensões das células dos MDTs/MDEHCs tiveram sobre as vazões de projeto. Foi observado em uma das sub-bacias analisadas que a diferença entre as vazões máximas de projeto é diretamente proporcional ao aumento do CN e período de retorno. Notou-se uma diferença de até 173,7 m3/s para um CN de 99 e período de retorno de 100 anos. A hipótese H0 do teste proposto foi aceita em todos os períodos de retorno tanto em relação ao método de consistência hidrológica aplicado quanto em relação ao tamanho da célula dos MDTs. Isto significa que é possível afirmar com uma probabilidade de erro de “P-Valor” por período de retorno, que as vazões geradas a partir dos atributos dos MDTs diferem das vazões geradas a partir dos atributos dos MDEHCs, assim como, entre os MDTs pesquisados a um nível de significância de 5%. A partir dos resultados pôde-se concluir que o método de interpolação para consistência hidrológica e tamanho da célula dos MDTs tem influência sobre a geração da vazão máxima de projeto.

A Bacia hidrográfica do Rio Sorocá-Mirim encontra-se no Planalto de Ibiúna, que faz parte de um conjunto de blocos falhados formando grábens e meio grábens, que compõem um sistema de bloqueio estrutural onde a água é aprisionada em sub superfície criando as condições ideais para a formação de turfeiras. Características como a geometria dos interflúvios, a assimetria das vertentes e das planícies de inundação e também a disposição da rede de drenagem, denotam a grande influência das estruturas geológicas nesta bacia hidrográfica. As zonas de acumulação de matéria orgânica encontradas na Bacia do Sorocá-Mirim estão vinculadas à ambientes fluviais particulares, relacionados ao controle estrutural, que é característica marcante da área. O presente trabalho teve como objetivo estudar turfeiras, em dois ambientes fluviais diferentes (terraço e anfiteatro) em relação às suas características físicas, químicas, orgânicas e sua distribuição areolar para entender como a formação destas turfeiras foi influenciada por esses ambientes. O levantamento topográfico das duas áreas, assim como uma série de ensaios e análises laboratoriais demonstraram que as turfeiras dos dois ambientes apresentam idades diferentes em aproximadamente 1000 anos (turfeira da área 2, terraço, mais antiga do que a turfeira da área 1, anfiteatro), mesmo tipo de plantas acumuladas ao longo destes anos e diferenças principalmente no que se refere à posição preferencial ao acúmulo da matéria orgânica e à variações, no sentido das maiores profundidades, de diversos parâmetros observados. Verificou-se que a área 1 sofreu maiores alterações do modelado, e consequentemente nas suas condições hidrológicas ao longo dos tempos, passando a ser um ambiente mais drenado, mais oxigenado, com uma turfeira que apresentou resultados laboratoriais mais heterogêneos, com concentrações de matéria orgânica e dos elementos vinculados a ela, variando bastante ao longo da feição. A área 2 não sofreu grandes alterações no modelado, mantendo-se mais úmida ao longo do tempo o que acarretou em uma turfeira mais homogênea com valores mais constantes de matéria orgânica e dos elementos vinculados a ela, ao longo da feição. Essas diferenças são reflexo da influência do modelado nos processos de acumulação da matéria orgânica, onde em cada feição (terraço, ou anfiteatro) a matéria orgânica é acumulada em posições específicas, sofrendo maior ou menor interferência de materiais minerais adjacentes; e principalmente o modelado controla as condições hidrológicas, diferentes, em cada uma das feições, fazendo com o que o ambiente seja mais ou menos úmido e desta forma sendo o elemento principal de controle dos processos de evolução da matéria orgânica. / The Sorocá-Mirim River basin is located on the Ibiúna Plateau, wich is part of a set of failed blocks forming grabens and half grabens, which makes up a structural block system where water is trapped in sub-surface creating the ideal conditions for the formation of peatlands. Characteristics such as the geometry of interfluves, the asymmetry of slopes and flood plains and also the layout of the drainage network, denote the great influence of the geological structures in this basin. The areas of accumulation of organic matter found in the Sorocá-Mirim Basin are linked to particular fluvial environments, related to structural control, which is a characteristic feature of the area. The present study aimed to study peatlands in two different fluvial environments (terrace and amphitheater) in relation to their physical, chemical, and organic characteristics and their areolar distribution to understand how the formation of these peatlands was influenced by these environments. The topographic survey of the two areas, as well as a series of laboratory tests and analyzes showed that the peatlands of the two environments present different ages in approximately 1000 years (peatland of area 2 older than the peatland of area 1), same type of plants, accumulated along these years and differences mainly with respect to the preferential position to the accumulation of the organic matter and the variations, in the direction of the greater depths, of several observed parameters. It was verified that area 1 underwent major alterations in the landform, and consequently in its hydrological conditions over time, becoming a more drained, more oxygenated environment, with a peatland that presented more heterogenous laboratory results, with concentrations of organic matter and the elements attached to it, varying greatly throughout the feature. Area 2 did not undergo major alterations in the landform, remaining wetter over time which resulted in a more homogeneous peat with more constant values of organic matter and the elements bound to it, along the feature. These differences reflect the influence of landform on the processes of organic matter accumulation, where in each feature (terrace or amphitheater) the organic matter is accumulated in specific positions, suffering more or less interference of adjacent mineral materials; and mainly the landform controls the different hydrological conditions in each of the features, making the environment more or less moist and thus being the main element of control of the evolution processes of organic matter. The work showed that landform is the main conditioning element of the humidity of the environments and consequently of the processes of evolution and the characteristics of the peatlands.

Com 6 milhões de km2, a bacia Amazônica é o maior sistema hidrográfico do mundo, com descarga estimada de 209.000 m3 s-1, e a maior extensão contínua de floresta tropical. Porém, esta região é alvo de constantes ameaças, seja das pressões por desmatamento, ou por alterações climáticas. Neste contexto, compreender o funcionamento do sistema é essencial, seja para auxiliar na tomada de decisões ou estudos de cenários futuros. Este trabalho teve como objetivo avaliar e adaptar o modelo hidrológico de grandes bacias Variable Infiltration Capacity Model (VIC v.4.0.5), para as condições tropicais. Foram utilizados dados de descarga, precipitação, temperatura e velocidade do vento, e informações sobre tipo de solo e cobertura vegetal, para simular o ciclo hidrológico em 6 grandes bacias situadas na Amazônia: Santo Antônio do Içá, Japurá, Juruá, Negro, Madeira e Purus. O modelo foi calibrado a partir das descargas mensais, de 1980 a 1990, e seu funcionamento foi verificado para o período de 1990 a 2006. Não foi possível simular o ciclo hidrológico para as bacias com grande contribuição dos Andes, Santo A. Içá e Japurá, uma vez que a estimativa de precipitação nestas regiões é subestimada. Nas outras bacias, o modelo foi capaz de simular corretamente as vazões dos rios, apesar de apresentar problemas na estimativa da evapotranspiração (ET). Foram constatados problemas na partição da ET em seus componentes, transpiração da vegetação e evaporação da água interceptada. Uma possível correção foi avaliada, resultando em uma distribuição mais correta da ET em seus componentes porém, tal modificação resultou em redução da ET média simulada. Uma nova versão do modelo (v.4.1) acaba de ser lançada. Dentre as melhorias, destacam-se modificações na maneira como a ET é calculada, que visa corrigir os problemas aqui relatados. No entanto, tal versão ainda não foi avaliada nas condições tropicais / The Amazon river basin is the largest fluvial system in the world, discharging 209,000 m3 s-1 to the ocean. It also sustains the largest continuous tropical forest system. However, the region is under constant pressure from deforestation and climate change. For such reasons, its crucial to understand how the hydrological cycle functions. Such tools can be used for evaluation of future scenarios and guide decision making. The Variable infiltration Capacity Model (VIC) was evaluated and adapted to tropical conditions. Temperature, precipitation, wind speed, soil type and land cover maps were used to simulate the hydrological cycle in 2 sub-basins inside the Amazon: Santo Antônio do Içá, Japurá, Juruá, Negro, Madeira e Purus, covering the period from 1980 to 2006. The simulation was not possible for basins with large drainage area located in the Andes (Santo A. Içá and Japurá), due to underestimation of the precipitation. For the other basins, simulated discharge agreed with observed records, even though evapotranspiration (ET) estimates showed some problems. The ET partitioning in its components, transpiration and canopy evaporation, showed severe discrepancies. A correction was applied to the model, fixing the partitioning problem but it resulted in reduction of estimate ET. A new version of the model (v.4.1) has just been released, with changes in the way ET is estimated. However, this new version has not yet been tested in the Amazon