Made available in DSpace on 2014-12-17T15:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseNPO_DISSERT.pdf: 2861087 bytes, checksum: 5501c10c7323ae1724c567209f6872ed (MD5) Previous issue date: 2012-06-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In semiarid region of northeast Brazil, the majority of reservoirs used for public supply has suffered degradation of water quality affected by diffuse pollution from agricultural and livestock areas of the watershed and by hydrologic regime peculiar to the region, characterized by a rainy season with higher volumes stored in reservoirs and a dry season with a reduction in water level due to high evaporation and increase of eutrophication. The Dourado reservoir, located in Currais Novos city, semiarid region of Rio Grande do Norte state, is one example of a water supply reservoir that can have degradation of water quality and impracticability of their use, due to the high external input of nutrients from non-point sources of watershed during the rainy season and increasing of eutrophication due to decrease the stored volume during the dry period. This study aimed to investigate and quantify diffuse pollution and the hydrologic regime of semiarid region in order to establish standards regarding the water quality of Dourado reservoir. The study period was between the months of May 2011 to March 2012. The diffuse pollution was quantified in terms of watershed from the mass balance of phosphorus in the reservoir, as in relation to areas under different types of land use within the riparian zone of the reservoir from the assessment of soil chemical properties and losses of phosphorus in each area. The influence of hydrological regime on water quality of the reservoir was evaluated from the monthly monitoring of the morphometric, meteorological and limnological features throughout the study period. The results showed that the reservoir has received a high load of phosphorus coming from the drainage basin and presents itself as a system able to retain some of that load tributary, giving an upward trend of the eutrophication process. Diffuse pollution by nutrients from areas under different types of land use within the riparian zone of the reservoir was higher in areas under the influence of livestock, being this area considered a potential diffuse source of nutrients to the reservoir. Regarding the water regime during the rainy season the reservoir was characterized by high concentrations of nutrients and small algal biomass, while in the dry season the reduction of volume and increase of the water retention time of the reservoir, contributing to the excessive growth algal biomass, favoring an increase in eutrophication and deterioration of water quality. In synthesis the water quality of Dourado reservoir is directed by diffuse pollution coming from the drainage basin and the hydrological regime of the peculiar semiarid region, where the rainy season is characterized by high input of allochthonous compounds from the tributaries and erosion of the soil in the reservoir riparian zone, and the dry season characterized by reducing the storage volume due to high evaporation, high residence time of water and consequent degradation of water quality due to the increase of eutrophication process / Na regi?o semi?rida do nordeste do Brasil a maioria dos reservat?rios utilizados para abastecimento p?blico vem sofrendo degrada??o da qualidade da ?gua, influenciados pela polui??o difusa de ?reas agr?colas e de pecu?ria da bacia de drenagem e pelo regime hidrol?gico peculiar da regi?o, caracterizado por um per?odo de chuva com maiores volumes armazenados nos reservat?rios e um per?odo de seca com redu??o do n?vel da ?gua devido ? intensa evapora??o e aumento do processo de eutrofiza??o. O reservat?rio Dourado, localizado no munic?pio de Currais Novos, regi?o semi?rida do estado do Rio Grande do Norte ? um exemplo de manancial de abastecimento que pode apresentar degrada??o da qualidade da ?gua e inviabiliza??o do seu uso, devido ao elevado aporte externo de nutrientes a partir de fontes n?o-pontuais da bacia de drenagem durante o per?odo chuvoso e aumento do processo de eutrofiza??o devido a diminui??o do volume armazenado durante o per?odo de seca. Este trabalho teve como objetivo investigar e quantificar a polui??o difusa e o regime hidrol?gico da regi?o semi?rida a fim de estabelecer padr?es referentes ? qualidade da ?gua do reservat?rio Dourado. O per?odo de estudo foi compreendido entre os meses de maio de 2011 a mar?o de 2012. A polu??o difusa foi quantificada tanto em rela??o ? bacia de drenagem, a partir do balan?o de massa de f?sforo no reservat?rio, como em rela??o a ?reas sob diferentes tipos de uso do solo na zona rip?ria do reservat?rio a partir da avalia??o dos atributos qu?micos do solo e das perdas de f?sforo em cada ?rea. A influ?ncia do regime hidrol?gico na qualidade da ?gua do reservat?rio foi avaliada a partir do monitoramento mensal das vari?veis morfom?tricas, meteorol?gicas e limnol?gicas do reservat?rio ao longo do per?odo de estudo. Os resultados mostraram que o reservat?rio recebeu uma elevada carga de f?sforo advinda da bacia de drenagem e se apresentou como um sistema capaz de reter parte desta carga afluente, conferindo uma tend?ncia ao aumento do processo de eutrofiza??o. A polui??o difusa por nutrientes a partir de ?reas sob diferentes tipos de uso do solo na zona rip?ria do reservat?rio foi maior na ?rea sob influ?ncia da pecu?ria, sendo essa ?rea considerada uma potencial fonte difusa de nutrientes para o reservat?rio. Em rela??o ao regime hidrol?gico, durante o per?odo de chuva o reservat?rio foi caracterizado por elevadas concentra??es de nutrientes e reduzida biomassa algal, enquanto que no per?odo de seca a redu??o do volume e o aumento do tempo de reten??o da ?gua do reservat?rio contribuiu para o crescimento excessivo da biomassa algal, favorecendo o aumento do processo de eutrofiza??o. Em s?ntese a qualidade da ?gua do reservat?rio tropical Dourado ? direcionada pela polui??o difusa oriunda da bacia de drenagem e pelo regime hidrol?gico peculiar da regi?o semi?rida, onde o per?odo chuvoso ? caracterizado pelo elevado aporte de compostos al?ctones provenientes dos rios tribut?rios e da eros?o do solo na zona rip?ria do reservat?rio, e o per?odo seco caracterizado pela marcante redu??o do volume armazenado devido ? intensa evapora??o, alto tempo de resid?ncia da ?gua e a consequente degrada??o da qualidade da ?gua devido ao aumento do processo de eutrofiza??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EulinaMM.pdf: 2950554 bytes, checksum: a445ba8cdf1a9ad458102924c91809c9 (MD5) Previous issue date: 2007-03-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Piranhas-A?u basin is a Federal watershed with a drainage area of 43.681,5 km2, sited at Brazilian northeast semi arid, with 60% of your area in Paraiba State and 40% in Rio Grande do Norte State. The main river, Piranhas-A?u, has strategic importance for development of these states, because it s an essential source for many socio-economics activities developed along watercourse. The river s reach between Coremas-M?e D`?gua Dam and Armando Ribeiro Gon?alves Dam has many irrigation projects, and supply many riverside cities. All this activities practiced in this river s reach consumes high water volumes. Due the importance of this stream and the necessity of an adequate management, this work aims for an impartial and detailed evaluation of real water supply conditions in this river s reach, by the application of hydrological modeling, including the arrangement of main dams in tributaries, and storage reservoir water balance. The rainfall-discharge model s applied in each sub-basins it was selected the model MODHISA- Hydrological Model of Semi Arid, that is a concentrated model with easy application. The simulation produced 50 years of inflows into the reservoirs, for which, were constructed the guaranties curves; and produced 50 years of synthetic discharge data in relevant points on the river and on its affluents; so it was constructed the permanence curves. Confronting the available discharge with the current and futures volumes of raw water captured in this river s reach, it was verified that de demands have high guaranties. This work concluded that the MODHISA Model is suitable to reproduce the hydrologic characteristics of Piranhas-A?u sub-basins, and showing good results / A Bacia Hidrogr?fica do Rio Piranhas-A?u ? uma bacia Federal de 43.681,5 Km2, localizada no Semi-?rido nordestino, com 60% da sua ?rea no Estado da Para?ba e 40% no Estado do Rio Grande do Norte. Seu curso d ?gua principal, o rio Piranhas-A?u, tem import?ncia estrat?gica para o desenvolvimento desses dois Estados, pois ? um manancial vital para in?meras atividades s?cio-econ?micas realizadas ao longo do seu curso. O trecho compreendido entre o a?ude Coremas-M?e D`?gua (PB) e o a?ude Armando Ribeiro Gon?alves (RN) possui diversos sistemas adutores, projetos de irriga??o, e abastece v?rias cidades ribeirinhas. Todas essas atividades realizadas no trecho do rio v?m demandando elevado volume de ?gua. Diante da import?ncia desse manancial e da necessidade de implanta??o de uma gest?o adequada, esse trabalho tem como objetivo realizar um levantamento minucioso e imparcial das condi??es reais de oferta de ?gua desse trecho do rio Piranhas-A?u, atrav?s da modelagem hidrol?gica que incluir? a disposi??o dos principais a?udes das bacias de contribui??o do rio, e o balan?o h?drico mensal destes. O modelo chuva-vaz?o aplicado nas sub-bacias foi o MODHISA- Modelo Hidrol?gico para o Semi-?rido, que ? um modelo concentrado e de f?cil aplica??o. A simula??o da transforma??o da precipita??o m?dia ocorrida nas sub-bacias em defl?vios afluentes ao rio Piranhas-A?u gerou 50 anos de dados sint?ticos de vaz?o afluente aos principais a?udes, para os quais foram constru?das as curvas de garantia; e gerou 50 anos de dados de vaz?o sint?tica em pontos relevantes do rio Piranhas-A?u e de seus afluentes, possibilitando a constru??o das curvas de perman?ncia das vaz?es ao longo do trecho estudado. Ao confrontar as vaz?es dispon?veis com as demandas atuais e futuras de capta??o de ?gua bruta do trecho, observou-se que as garantias de atendimento s?o elevadas, j? que a porcentagem de perman?ncia destas no trecho do rio ? alta. Concluiu-se tamb?m que o MODHISA apresentou boa adequa??o ?s caracter?sticas hidrol?gicas das sub-bacias contribuintes do rio Piranhas-A?u e seus afluentes; tornando-se uma ferramenta de f?cil aplica??o e de bons resultados

Os reservatórios se constituem numa das principais formas estabelecidas pelo homem de modificar o ciclo hidrológico ao armazenar água para sua utilização no futuro. Em algumas regiões do país este mecanismo é de fundamental importância para o atendimento das demandas consultivas, seja pelas condições adversas do clima, como é o caso do semiárido nordestino, como também em função da alta demanda de água requerida para o atendimento da irrigação, como ocorre em algumas áreas do Rio Grande do Sul. Este trabalho apresenta uma metodologia de balanço hídrico em rios e reservatórios de pequeno porte, cujo foco é o atendimento aos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos, como a outorga de direito de recursos hídricos e as políticas de planejamento. A metodologia está baseada na integração entre o modelo hidrológico chuva-vazão MGB-IPH como recurso para obtenção das séries afluentes de cada reservatório e trecho de rio do sistema hídrico. Associado ao modelo hidrológico, está a integração com os Sistemas de Informações Geográficas, que possuem a vantagem de obtenção das características físicas da bacia de forma automática, facilitando também a associação com os objetos que representam o sistema hídrico (i.e. demandas e reservatórios). O modelo de simulação realiza a contabilização do movimento de água através de um sistema de reservatórios e trechos de rio, cuja progressão de cálculo é realizada de montante para jusante. Como técnica de otimização, foi utilizado o algoritmo SCE-UA, baseado na teoria dos algoritmos evolucionários. A metodologia desenvolvida foi aplicada na Bacia do Rio Quaraí, caracterizada pelo intenso uso da água para o atendimento das demandas da irrigação, e também pelo estabelecimento de centenas de pequenas estruturas de reservação de água, destinadas ao abastecimento destas demandas. Os resultados indicaram que não há água suficiente para o atendimento das demandas da irrigação em 100% do tempo. Em média, apenas 75% do volume total de água requerido para o atendimento das demandas atuais poderia ser atendido, considerando o período simulado de 20 anos. Nos anos mais críticos pode ocorrer o esgotamento do curso principal do Quaraí e outros locais, decorrência das retiradas de água, além do efeito da reservação de água pelos açudes, pois admitiu-se a hipótese de não existirem descarregadores de fundo nessas estruturas. Como alternativas para a gestão da água na bacia, apontam-se a definição de critérios de outorga para retiradas e liberação de água em reservatórios, além de implementação de novas estruturas de reservação e regularização. / Reservoirs are the most important form established by the man to modify the hydrological cycle to store water for use in the future. In some regions of Brazil this mechanism is crucial to meet the advisory needs, either by adverse weather conditions, such as the semi-arid northeast, but also due to the high demand of water required to meet the irrigation, as occurs in some areas of Rio Grande do Sul. This work presents a methodology of water balance in rivers and small reservoirs, whose focus is to achieve the goals of the instruments of the National Water Resources Policy, as the water rights and the planning policies. The methodology is based on the integration between the hydrological rainfall-runoff model MGB-IPH as a resource for obtaining streamflow series from upstreams of each reservoir and for all sub-watershed defined on the water system. Associated with the hydrological model is the integration with Geographic Information Systems, which have the advantage of obtaining the physical characteristics of the basin automatically, it also facilitates association with objects that represent the water system (i.e. demands and reservoirs). The simulation model performs accounting for the movement of water through a system of reservoirs and river stretches whose progression calculation is performed from upstream to downstream. As optimization technique, the SCE-UA algorithm, based on the theory of evolutionary algorithms was used. The procedure was applied in the Quaraí River Basin, characterized by intense use of water to meet the irrigation demands, and also by the establishment of hundreds of small structures reservation of water, destined to supply these demands. The results indicated that there is not water enough to meet the demands of irrigation at 100% of the time. On average, only 75% of the total volume of water required to meet the current demands could be met, considering the simulated period of 20 years. In the most critical years can occur exhaustion of the main course of the Quaraí and other sites, due to withdrawals plus the effect of the reservation by dams, it admitted the hypothesis that there are no releases in this structures. As alternatives to water management in the basin, point the definition of licensing criteria for withdrawals and releases in dams, as well as implementing new reservoir with regularization structures.

As estimativas de chuva por meio do sensoriamento remoto são, atualmente, fonte potencialmente útil para as mais diversas aplicações hidrológicas e climatológicas, especialmente em regiões onde as medições convencionais são escassas, como a Amazônia. Neste trabalho, foram analisadas as estimativas de chuva por satélite como variáveis de entrada ao modelo hidrológico MGB-IPH (Collischonn, 2001). Este modelo simula o ciclo hidrológico através das relações físicas e conceituais de todo processo, sendo os produtos de chuva por satélite avaliados o 3B42, 3B42RT e CMORPH. A primeira área de estudo é a bacia do rio Huallaga localizada dentro do território do Peru, região caracterizada por ter uma topografia complexa e pertencente a uma das nascentes do rio Amazonas. A segunda avaliação foi feita para a bacia do rio Amazonas, sendo esta caracterizada por ter uma grande variabilidade climatológica a diferentes altitudes e regimes hidrológicos diferentes, além de uma pobre distribuição de postos pluviométricos. No caso da bacia do rio Huallaga foram realizadas comparações da chuva média estimada por satélite com observada em intervalos de tempo diário, mensal, sazonal e anual. Estes resultados mostram que os produtos 3B42 e CMORPH subestimam valores médios da bacia comparada com chuva média ponderada por pluviômetros. Na simulação da bacia do rio Huallaga se efetuaram calibrações dos parâmetros para cada fonte de chuva resultando com melhor ajuste de vazões máximas para o produto CMORPH e pior ajuste para o produto 3B42, estes ajustes melhoraram para a chuva do produto CMORPH corrigido com estações pluviométricas. Por outra parte, no caso de análises da bacia do rio Amazonas, foi calculada a chuva média anual para os três produtos de satélite (3B42, 3B42RT e CMORPH), os resultados mostraram maior chuva média a favor de CMORPH, seguido de 3B42RT e finalmente o produto 3B42. A simulação da bacia do rio Amazonas mostrou melhores coeficientes de Nash-Sutcliffe com o produto 3B42 em várias estações do Brasil. Com o produto 3B42RT mostram melhores coeficientes nas estações localizadas na rede principal do rio Amazonas, e com o produto CMORPH mostrou melhores coeficientes em algumas estações como na bacia dos rios Tapajós (Brasil) e Urubamba (Peru). / Currently, satellite rainfall estimates using remote sensing are a potential source of information for hydrological and climatological applications. It applies mainly for regions where conventional measurements are scarce such as the Amazon Basin. In this work, the satellite rainfall estimates were analyzed as input variables to the hydrological model MGBIPH (Collischonn, 2001). This model simulates the hydrological cycle through physical and conceptual relationships where products 3B42, 3B42RT and CMORPH are evaluated. The first evaluation case corresponds to the Huallaga basin located in Peru, being one of the current Amazon highlands characterized by a complex topography. The second evaluation case corresponds to the Amazon basin characterized by a great climatological variability at different altitudes, different hydrological regimes and poor distributions of raingauges. In the case of the Huallaga River basin, comparisons were made between the estimated average satellite rainfall and the observed rainfall for different intervals of time (daily, monthly, seasonal and annual). These results show that the products 3B42 and CMORPH underestimate the basin average rainfall when compared with the weighted average of raingauge measurements. During the Huallaga basin simulation, calibrations of some parameters for each rainfall data were realized. Obtaining the best and worst fitting results with the CMORPH and 3B42 products for the case of maximum discharges, respectively. This rainfall fitting improves for the CMORPH product when raingauge corrections are included. On the other hand, the annual average rainfall value was obtained for each satellite product (3B42, 3B42RT e CMORPH) for the analysis of the Amazon basin. In this calculation, the greater results for the annual average rainfall values are obtained in the following order CMORPH, 3B42RT and 3B42. Moreover, this simulation seems to yield best Nash-Sutcliffe coefficients for the 3B42 product for various Brazilian stations. For stations located in the main stream of the Amazon River the Nash-Sutcliffe coefficients obtained with the 3B42RT product are the best. The CMORPH product yield the best coefficients for the stations located in Tapajós (Brazil) and Urubamba (Peru) basin.

Este trabalho buscou quantificar alguns impactos no ciclo hidrológico, especialmente o padrão de precipitação, decorrentes do desmatamento regional nas proximidades da rodovia Cuiabá-Santarém (BR-163), por meio de um experimento numérico de simulação da atmosfera com o modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System), na versão brasileira (Brazilian RAMS – BRAMS), com alta resolução (célula de 16x16 km). Foi utilizado um cenário de desmatamento, provido por modelos empíricos de desmatamento, para o ano de 2026, numa situação sem governância, com um tempo de simulação de 40 dias entre 20 de Outubro a 30 de Novembro. Os dados de forçamento na fronteira utilizaram a reanálise do NCEP para o ano de 2002. Houve uma redução média de 7% do padrão de chuva na região após o desmatamento, na área perturbada, e não houve efeitos substanciais nas regiões além da fronteira de desmatamento como um todo. Porém, a distribuição heterogênea do uso da terra induziu à formação de uma célula térmica, sobre a região desmatada, que resultou em uma certa variabilidade espacial da chuva próxima ao setor de desmatamento. Uma célula térmica induziu o levantamento de massa (por convergência) aproximadamente acima da região desmatada, carregando vapor d’água proveniente das regiões de floresta nas adjacências, e promovendo a formação de chuva convectiva. A extensão da célula, entre os dois ramos descendentes, foi aproximadamente o dobro da extensão da faixa de desmatamento. Neste caso da BR-163, a célula foi levemente deslocada para oeste, onde ocorreu aumento da precipitação. A leste, e sobre o setor central do desmatamento, houve redução da precipitação. Notou-se uma pequena mudança na distribuição da chuva ao longo do dia no caso do desmatamento, que não mostrou um horário de máxima precipitação bem definido, e também sugeriu um pequeno aumento da chuva no período noturno. As respostas ao desmatamento ocorreram de forma diferenciada conforme a faixa de topografia analisada. Nas áreas além das fronteiras do desmatamento, houve um pequeno sinal de redução da chuva, nos setores de cota superior à 500 m. / This study aim was to evaluate some impacts on the hydrological cycle, specially the precipitation pattern, due to the regional deforestation along the corridor of the Cuiaba-Santarem highway (BR-163), using a high resolution (16x16 km grid) atmospheric model, the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS), in its Brazilian version, the Brazilian RAMS or BRAMS. A deforestation scenario for 2026 has been provided by empirical models of deforestation, under no governance conditions (also known as the business-as-usual scenario) and it has been used in this study. The time length of simulation was 40 days, from October 10th to November 30th. The forcing data of 2002 were provided by the NCEP/NCAR Reanalysis Project. Mean rainfall decreased 7% in the region in which the forest was replaced by pasture. There were no substantial changes where the forest land cover was kept undisturbed. However, the rainfall showed spatial variability due to the local circulation (thermal) induced by land cover heterogeneity. Over the pasture area (deforestation), hot air rises by convergence carrying water vapor from the undisturbed forest located close to the pasture increasing the convective precipitation. This local cell is approximately twice as big as the deforestation length. In the BR-163 study case, the cell was located nearest to the west side of the land cover transition area (forest-pasture) where the rainfall rate increased. On the east side and over the deforestation area, the precipitation rate was reduced. The diurnal cycle of the precipitation has been slightly changed in the deforestation case. During the day, it was not possible to identify the rainfall maximum while at night it suggested a slightly increase of precipitation. The response of the fluxes and surface variables may be different depending on its topography level. A small rainfall reduction has been observed where the forest was kept undisturbed over 500 meters.

As estimativas de chuva por meio do sensoriamento remoto são, atualmente, fonte potencialmente útil para as mais diversas aplicações hidrológicas e climatológicas, especialmente em regiões onde as medições convencionais são escassas, como a Amazônia. Neste trabalho, foram analisadas as estimativas de chuva por satélite como variáveis de entrada ao modelo hidrológico MGB-IPH (Collischonn, 2001). Este modelo simula o ciclo hidrológico através das relações físicas e conceituais de todo processo, sendo os produtos de chuva por satélite avaliados o 3B42, 3B42RT e CMORPH. A primeira área de estudo é a bacia do rio Huallaga localizada dentro do território do Peru, região caracterizada por ter uma topografia complexa e pertencente a uma das nascentes do rio Amazonas. A segunda avaliação foi feita para a bacia do rio Amazonas, sendo esta caracterizada por ter uma grande variabilidade climatológica a diferentes altitudes e regimes hidrológicos diferentes, além de uma pobre distribuição de postos pluviométricos. No caso da bacia do rio Huallaga foram realizadas comparações da chuva média estimada por satélite com observada em intervalos de tempo diário, mensal, sazonal e anual. Estes resultados mostram que os produtos 3B42 e CMORPH subestimam valores médios da bacia comparada com chuva média ponderada por pluviômetros. Na simulação da bacia do rio Huallaga se efetuaram calibrações dos parâmetros para cada fonte de chuva resultando com melhor ajuste de vazões máximas para o produto CMORPH e pior ajuste para o produto 3B42, estes ajustes melhoraram para a chuva do produto CMORPH corrigido com estações pluviométricas. Por outra parte, no caso de análises da bacia do rio Amazonas, foi calculada a chuva média anual para os três produtos de satélite (3B42, 3B42RT e CMORPH), os resultados mostraram maior chuva média a favor de CMORPH, seguido de 3B42RT e finalmente o produto 3B42. A simulação da bacia do rio Amazonas mostrou melhores coeficientes de Nash-Sutcliffe com o produto 3B42 em várias estações do Brasil. Com o produto 3B42RT mostram melhores coeficientes nas estações localizadas na rede principal do rio Amazonas, e com o produto CMORPH mostrou melhores coeficientes em algumas estações como na bacia dos rios Tapajós (Brasil) e Urubamba (Peru). / Currently, satellite rainfall estimates using remote sensing are a potential source of information for hydrological and climatological applications. It applies mainly for regions where conventional measurements are scarce such as the Amazon Basin. In this work, the satellite rainfall estimates were analyzed as input variables to the hydrological model MGBIPH (Collischonn, 2001). This model simulates the hydrological cycle through physical and conceptual relationships where products 3B42, 3B42RT and CMORPH are evaluated. The first evaluation case corresponds to the Huallaga basin located in Peru, being one of the current Amazon highlands characterized by a complex topography. The second evaluation case corresponds to the Amazon basin characterized by a great climatological variability at different altitudes, different hydrological regimes and poor distributions of raingauges. In the case of the Huallaga River basin, comparisons were made between the estimated average satellite rainfall and the observed rainfall for different intervals of time (daily, monthly, seasonal and annual). These results show that the products 3B42 and CMORPH underestimate the basin average rainfall when compared with the weighted average of raingauge measurements. During the Huallaga basin simulation, calibrations of some parameters for each rainfall data were realized. Obtaining the best and worst fitting results with the CMORPH and 3B42 products for the case of maximum discharges, respectively. This rainfall fitting improves for the CMORPH product when raingauge corrections are included. On the other hand, the annual average rainfall value was obtained for each satellite product (3B42, 3B42RT e CMORPH) for the analysis of the Amazon basin. In this calculation, the greater results for the annual average rainfall values are obtained in the following order CMORPH, 3B42RT and 3B42. Moreover, this simulation seems to yield best Nash-Sutcliffe coefficients for the 3B42 product for various Brazilian stations. For stations located in the main stream of the Amazon River the Nash-Sutcliffe coefficients obtained with the 3B42RT product are the best. The CMORPH product yield the best coefficients for the stations located in Tapajós (Brazil) and Urubamba (Peru) basin.

O processo de urbanização vem ocorrendo na maioria das cidades brasileiras de forma desorganizada. Desse modo, um problema recorrente que afeta diversos municípios brasileiros são as inundações. A falta de um planejamento que levasse em consideração a drenagem urbana no início do desenvolvimento das cidades acaba criando condições para que as inundações sejam deflagradas a cada época chuvosa. Assim, mostra-se necessária a planificação de medidas preventivas e corretivas que abordem essa questão, a fim de que os prejuízos causados pelas inundações sejam minimizados. Dessa forma, a modelação hidrológica aparece como uma poderosa ferramenta, ao tornar possível uma análise das medidas de controle, através da criação de cenários e simulação de eventos hidrológicos. Nesse contexto o presente trabalho tem como objetivo analisar, por meio de simulação hidrológica e hidráulica, o desempenho de algumas medidas de controle de inundação, estruturais e não-estruturais. Para tanto, com o auxílio do programa ArcGIS 9.3 e imagens de satélite de alta resolução, a bacia hidrográfica do Córrego do Gregório, em São Carlos SP, foi digitalizada e foram criados cenários alternativos que incorporaram as medidas de controle. Através da utilização dos softwares HEC-HMS e HEC-RAS foram realizadas as modelações hidráulica e hidrológica, utilizando tempos de retorno de 25, 50 e 100 anos para a chuva de projeto. Com os resultados obtidos (hidrogramas de cheia e manchas de inundação referentes a cada tempo de retorno), foi possível analisar as medidas comparando-se os diferentes cenários, e concluiu-se, para este caso, que os melhores resultados correspondem à associação das medidas estruturais e não-estruturais. Contudo, também foi verificado que, mesmo com a concretização do cenário mais favorável, o problema das inundações não seria satisfatoriamente equacionado, o que revela a necessidade de se considerar outras medidas para minimizar os prejuízos decorrentes das inundações, tais como medidas de controle na fonte, seguros contra inundações e sistemas de alerta antecipados. / The urbanization process has taken place in most Brazilian cities in a disorganized way, and floods are a recurring problem that has affected many municipalities. The lack of a planning that takes into account the urban drainage in the early development of the cities creates conditions for floods to occur in every rainy season. Therefore, the planning of preventive and corrective measures is necessary to address this issue in order to minimize the flood damages. Hydrological modeling appears as a powerful tool, as it enables the analysis of the flood management measures through the creation of scenarios and simulations of hydrological events. In this context, this dissertation analyzes the performance of some structural and nonstructural flood control measures by means of hydrologic and hydraulic simulations. The basin of the Gregório Stream, in São Carlos - SP, was scanned and scenarios that incorporate the management measures were created, both with the aid of software ArcGIS 9.3 and highresolution satellite images. Hydraulic and hydrologic modelings were performed by HEC-HMS and HEC-RAS software programs using return periods of 25, 50 and 100 years for the design storm. The results (flood hydrographs and flooding areas for each return period) allowed analyzing the measures by comparing the different scenarios and the best results corresponded to the association of structural and nonstructural measures. However, even by implementing the best scenario, the problem of flooding would not be satisfactorily solved, revealing the need to consider other measures to minimize flood damage, such as runoff source control measures, flood insurance and early warning systems.

Desastres naturais (secas, enchentes, etc) têm resultado em perdas humanas e grandes prejuízos financeiros em diversos lugares do mundo. Os recentes períodos de seca ocorridos na região sudeste do Brasil mostraram a importância de se dispor de estratégias de mitigação dos efeitos decorrentes desses eventos extremos. Um pré-requisito para prever impactos desses eventos no futuro, é compreender como os mesmos ocorreram no passado, caracterizando-os espacial e temporalmente. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho é quantificar os impactos regionais no sistema hidrológico causados por eventos extremos e identificar conexões entre as secas meteorológicas e hidrológicas, usando a bacia do rio Paraná como estudo de caso. Para tanto, foram identificados e caracterizados os principais eventos de seca ocorridos entre 1995 e 2015, analisaram-se as perdas de água nos componentes do balanço hídrico e no armazenamento total de água. Foram utilizados dados de sensoriamento remoto, incluindo medições da missão GRACE de anomalias no armazenamento total de água terrestre (TWSA), e estimativas de precipitação e evapotranspiração pelos satélites TRMM e MODIS, respectivamente. Simulações de modelos globais de assimilação de dados de superfície terrestre forneceram estimativas de escoamento superficial e umidade do solo. Foram coletados dados de 37 reservatórios para quantificar as perdas de água no armazenamento em terra. Os resultados mostram que o TWSA diminuiu 150 ± 50 km3 entre 2011 e 2015 na bacia do rio Paraná, o armazenamento dos reservatórios diminuiu 30% em relação à capacidade máxima do sistema com taxas de -17 a -25 km3 ano-1 durante as secas. Foram identificados seis grupos de reservatórios cujas respostas são variáveis de acordo com tipo de forçante (natural ou antropogênica) de maior controle. A análise dos tempos de resposta do sistema hidrológico sugere um tempo de até aproximadamente 6 meses para que medidas de combate às secas sejam tomadas. Este estudo ressalta as vantagens do uso combinado de dados de diferentes fontes em estudos regionais. / Natural disasters have caused major economics and human losses globally. Recent droughts over Southeast Brazil underscored the importance of having mitigation strategies to fight the effects from extreme events and a prerequisite to anticipate the impacts from future events is an understanding of past droughts by means of spatial and temporal characterization. The objective of this study is to quantify regional impacts of extreme events on the hydrological system and identify linkages between meteorological and hydrological droughts. To this end, major droughts events between 1995 and 2015 were identified and characterized. Depletion in total water storage (TWS) and main components of the water budget were analyzed. Simulated soil moisture and runoff from land surface models and remote sensing data were used, including measurements of TWS anomalies (TWSA) data from GRACE mission, rainfall and evapotranspiration estimates from TRMM and MODIS satellites, respectively. To quantify reservoir storage depletion, data from 37 reservoirs were collected. Results show that TWSA declined by 150 ± 50 km3 between 2011 and 2015 in the Paraná basin; and reservoir storage decreased 30% relative to the system\'s maximum capacity, with negative trends ranging from -17 to -25 km3 yr-1 during the droughts. Six groups of reservoirs were identified whose response vary according to the main forcing type: human and/or natural controls. Analysis of the system\'s time lag responses indicated a 6 month window during which actions could be taken to combat the drought impacts. This study emphasizes the importance of integrating remote sensing, modelling and monitoring data to evaluate droughts and develop a comprehensive understanding of the linkages between meteorological and hydrological droughts for future management.

Orientador: Secundino Soares Filho, Rosangela Ballini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T12:09:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marinho_ManoelHenriquedaNobrega_D.pdf: 2444321 bytes, checksum: f87889cc170b6491d56fb7b2058b7973 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Modelos de redes neurais artificiais treinados com algoritmos de retropropagação do erro foram desenvolvidos para a previsão de vazões médias mensais vários passos à frente. Essas previsões foram utilizadas em políticas de controle em malha aberta para o planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de potência. O posto hidrológico da usina hidrelétrica de Furnas foi selecionado para estudo de caso. Dois métodos foram implementados e testados para a previsão de vazões médias mensais vários passos à frente. O primeiro, denominado Método Direto, utiliza uma rede neural específica para prever cada passo à frente. O segundo, denominado Método Agregado, utiliza inicialmente uma rede neural para prever a soma das vazões vários passos à frente, desagregando posteriormente em valores mensais proporcionalmente aos valores médios do histórico de vazões. Os resultados indicaram que embora o Método Agregado tenha obtido pior desempenho que o Método Direto na comparação dos erros de previsão a cada passo, essa abordagem apresentou melhor desempenho quando comparados os erros de previsão da soma das vazões vários passos à frente. Os dois métodos foram então avaliados através da simulação da operação energética utilizando a política de controle em malha aberta. O resultado indicou um desempenho significativamente melhor para o Método Agregado, proporcionando uma maior geração hidrelétrica e um menor custo operacional / Abstract: Not informed / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The rational use of water resources of a river basin is essential for sustainability and socio-economic development. Proper land use and vegetation cover is directly related to the conservation of water resources and the preservation of the environment. An important tool for the representation and understanding of the hydrological behavior of a watershed is modeling. In this sense, from the quantitative monitoring of the flow, used the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model, which is used to study the dynamics of the hydrossedimentological river basin Betume in the Lower São Francisco in the estate of Sergipe. The model uses a specialized database of the basin, consisting of geographical, soil, hydrological and climate information. Had accomplished three scenarios depending on the land use simulating the production of water and sediments. The modeling demonstrated that the dynamics of the basin is mainly based on the base flow stream. Of the three hypothetical scenarios performed, the Reforestation scenario produced the lowest water and sediment production rate, and the Agriculture scenario had the highest rates. Having noticed the changes in land use and occupation influence the water production system and sediments in the basin. Overall, it is noteworthy that the presence of native vegetation ensures the highest water availability for multiple uses of water in the region. / O uso racional dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica é indispensável para sua sustentabilidade e desenvolvimento socioeconômico. O uso adequado do solo e a cobertura vegetal está intimamente relacionada à conservação dos recursos hídricos como a preservação do meio ambiente. Uma importante ferramenta para a representação e compreensão do comportamento hidrológico de uma bacia é a modelagem. Nesse sentido, a partir do monitoramento quantitativo da vazão, se usou o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool), com o qual se estudou a dinâmica hidrossedimentológica da bacia hidrográfica do rio Betume no Baixo São Francisco Sergipano, o modelo usa um banco de dados especializado da bacia, constituído de informações geográficas, pedológicas, hidrológicas e climáticas. Se realizaram 3 cenários em função do uso da terra simulando a produção de agua e sedimentos. A modelagem demostrou que a dinâmica da bacia se baseia principalmente no fluxo de escoamento de base. Dos 3 cenários hipotéticos realizados, o cenário Reflorestação produziu a menor taxa de produção de água e sedimentos, e o cenário Agricultura apresentou as maiores taxas. Constatando-se que as alterações no uso e ocupação da terra influenciam no regime de produção de água e sedimentos na bacia. Com tudo se ressalta que a presença de vegetação nativa garante a maior disponibilidade hídrica para os múltiplos usos da água na região.