A physically-based, distributed sediment yield component has been developed for the SHE hydrological modelling system. This new component models the hillslope processes of soil detachment by raindrop impact, leaf drip impact and overland flow, and transport by overland flow. If the eroded soil reaches a river system it is routed downstream along with any inobilised river bed material. Deposition on land or in a river is simulated and the river bed material size distribution is continuously updated with allowance for armour layer development. The equation developed for soil detachment by raindrop and leaf drip impact was successfully tested using data from a field plot with a range of soybean canopy covers and rainfall intensities. The soil detachment coefficient in this equation was determined for a range of soil types and showed a variation consistent with that which may be expected from a consideration of the physics of a soils resistance to detachment. At present two soil detachment coefficients need calibration. In order to investigate the variation in these coefficient values, as well as to test the component, various applications were carried out. The hilislope sub-component was applied to rainfall simulator plots with a variety of surface conditions. Two sets of calibration parameters, distinguishable on a physical basis according to the degree of soil disturbance, were found to be appropriate for all the plots. To investigate scale effects, parameters calibrated at the rainfall simulator plot scale were transferred to a 1-ha rangeland sub-catchment. With no further calibration, the catchmerit response for four events was poorly simulated for both water and sediment. However, with reasonable variations in the antecedent soil moisture content but no variation in plot calibrated sediment parameters, the sediment yield for two of the four events could be successfully simulated. These applications suggest that parameter transfer is feasible if the sediment yield characteristics at the different scales are similar. Further applications of the hilislope sub-component were carried out for two small agricultural catchments. The sediment response could be simulated to at least the same accuracy as achieved by two existing distributed soil erosion models. The channel sub-component was applied to the East Fork River, Wyoming. Although the complex sediment storage/supply effects could not be reproduced completely, the simulated response was nevertheless of similar accuracy to that achieved by two existing alluvial river models. The new component is considered to be a valuable contribution to sediment yield modelling as a physically-based approach is used for both the hilislope and channel phases of the catchinent sediment system, within the framework of an advanced hydrological modelling system.

LOPES, José Wellington Batista. Modelagem hidrossedimentológica em meso-bacia do semiárido. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-23T19:38:29Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_jwblopes.pdf: 5360634 bytes, checksum: ddef6b42b7ef0773f6cc8771b3bef0ef (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:17:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_jwblopes.pdf: 5360634 bytes, checksum: ddef6b42b7ef0773f6cc8771b3bef0ef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_jwblopes.pdf: 5360634 bytes, checksum: ddef6b42b7ef0773f6cc8771b3bef0ef (MD5) Previous issue date: 2013 / 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 Ceará, with 124km². 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 práticos relacionados aos recursos hídricos e a necessidade de resolução desses foi o que impulsionou a modelagem hidrológica, pois uma melhor compreensão do comportamento hidrológico da bacia hidrográfica se fez necessária. Assim esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar, por meio da modelagem hidrossedimentológica, o comportamento de uma bacia hidrográfica de meso-escala no semiárido, assim como sua disponibilidade hídrica. A área foco do estudo foi a Bacia Representativa de Madalena, Ceará, com 124km². Os modelos WASA-SED (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments with Sediment Dynamics Component) e VYELAS (Volume-Yield Elasticity) foram utilizados na avaliação. Algumas conclusões puderam ser constatadas a partir dos resultados obtidos: i) O monitoramento contínuo das variáveis hidrológicas em bacias hidrográficas do semiárido se faz necessário, pois a insuficiência de dados dificulta a análise do desempenho de modelos hidrológicos; ii) A quantificação do assoreamento em reservatórios é essencial para a validação de rotinas sedimentológicas do modelo para longos períodos de avaliação; iii) Os parâmetros do solo são determinantes na qualidade dos resultados e o detalhamento da parametrização melhora sensivelmente o desempenho do modelo WASA; iv) O predomínio do cenário de estiagem para os próximos anos compromete o abastecimento devido ao baixo volume acumulado atualmente no reservatório; v) A disponibilidade hídrica do reservatório estratégico da bacia (Marengo) em anos extremos de baixa pluviometria, para uma vazão com 90% de garantia, é 96% inferior à disponibilidade para os anos médios.

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.

Este trabalho visa analisar a redução da poluição hídrica a partir do monitoramento de medidas não convencionais de reservação d\'água aplicadas em lotes urbanos a partir da eficiência individual e global integrada no lote. Prioriza também monitorar a quantidade e a qualidade da poluição e do despejo das águas pluviais a partir do seu escoamento. A inclusão dessas medidas em lotes residenciais e/ou comerciais oferece oportunidades de melhorias no controle das cheias, além de favorecer a recarga do aqüífero e diminuir o impacto no ciclo hidrológico em sua própria fonte geradora. Dentre os dispositivos ou medidas instaladas destacam-se: trincheira de infiltração e poço profundo, telhado verde com reservação, reservatório de retenção do escoamento superficial proveniente das águas pluviais e tratamento de águas residuárias com biodigestor visando o reúso do efluente para fins não potáveis. As estruturas de aproveitamento e de reúso favorecem a retenção e a detenção da água no lote e contribuem para diminuir o fluxo em direção aos dispositivos da micro e macrodrenagem. Para cada uma das aplicações adotou-se monitoramento com equipamentos de precisão, como: linígrafos digitais, estação meteorológica, análise de qualidade da água. Os dados gerados contribuem para conferir indicadores, além de preencher uma lacuna deixada pela sugestão de implantação de dispositivos na fonte para adequação e otimização do sistema de drenagem e controle alternativo. Os resultados obtidos pelo monitoramento indicam que a adoção de tais práticas permite uma eficiência integrada na retenção do escoamento de até 80% quando comparada com uma residência sem controle do uso da água. Este cenário, ocupado tendencial ou convencionalmente, resultou lâminas de escoamento de até 90% da precipitação total. Durante um ano em operação, com análise de aproximadamente 120 eventos naturais, não induzidos, em seis meses de dados avaliados, os eventos resultaram em eficiência no desempenho das medidas instaladas. Portanto, o efeito combinado das medidas potencializa a retenção do escoamento e otimiza a capacidade de reservação d\'água em áreas particulares. Recomenda-se, entre outras atividades, o desenvolvimento de um sistema de gestão integrada e descentralizada de águas urbanas, com enfoque em drenagem seletiva a partir do aproveitamento de águas pluviais. / This paper aims to analyze the reduction of hydropollution through monitoring non conventional reservation of water applied in urban lots starting from individual and global efficiency integrated to the lot. It also prioritizes the monitoring of both quality and quantity of pollution and the rain flow from its draining. The inclusion of these measurements on residential and/or commercial lots offers opportunities of improvement on controlling floods besides improving the refilling of the aquifer and on diminishing the hydrological impact on its own generation source. Among the appliances and actions taken towards the goal some can be highlighted: infiltration trenchers and deep well, reservoir with retention of superficial flow that originates from the rain and treatment of residual water for non-drinking use. The structures of reutilization of water favor the detention and retention on the lot and contribute to diminish the flow into the appliances directed to micro and macro-drainage. To each of the applications, monitoring with precision equipment such as digital limnigraphs, weather stations and analysis of quality of the water were applied. The generated data contributed to the storage of indicators and also filled in a gap left by the suggestion of setting the appliances on the source for adapting and optimizing the draining system and an alternative control. The results obtained by the monitoring indicate that their implementation on the lots allow an efficiency of up to 80% on the retention of the flow when compared to a home without water use control. This scenery filled in conventionally on a trend resulted in flowing laminas of up to 90% of the total amount of rain. During the one year of this operation, were analyzed approximately 120 natural, non-induced events and in six months of evaluated data was shown that there is efficiency presented in the installed appliances. So, the combined effect of the procedures improves the control of the flow and increases the capacity for water storage on private areas. It is recommended the development of an integrated and decentralized management system of urban waters focusing on selective draining based on the use of rain water.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-16T14:08:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Alice_Alonzo_Steinmetz_Estimativa_de_cheias_aplicando_a_técnica_de_hidrograma_unitário_com_diferentes_abordagens_de_discretização_espacial.pdf: 7122282 bytes, checksum: aef191b90c4f1b064f63c6126e7c0c2f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T14:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Alice_Alonzo_Steinmetz_Estimativa_de_cheias_aplicando_a_técnica_de_hidrograma_unitário_com_diferentes_abordagens_de_discretização_espacial.pdf: 7122282 bytes, checksum: aef191b90c4f1b064f63c6126e7c0c2f (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A indispensabilidade de preservação dos recursos hídricos estimula os pesquisadores a procurarem uma melhor compreensão quantitativa do ciclo hidrológico. A escassez de monitoramento hidrológico, confrontada com as grandes dimensões das bacias hidrográficas do Brasil, inviabilizam a mensuração da vazão em bacias de pequeno porte, bem como a análise de seu comportamento ao longo de um curso d’água. No tocante à gestão de cheias em bacias hidrográficas, as séries históricas de vazão são fundamentais para entender a resposta da bacia hidrográfica à ocorrência de eventos de chuvas intensas. A necessidade de dados hidrológicos repercute no desenvolvimento de modelos capazes de estimar hidrogramas de escoamento superficial direto (ESD), elemento de maior relevância para a análise de vazões resultantes de eventos extremos de precipitação. Dentre as técnicas de modelagem do ESD, destacam-se a teoria do Hidrograma Unitário (HU) e do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI). O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade e limitações de modelos de HU sintéticos tradicionalmente empregados na engenharia hidrológica (Triangular-HUT e Adimensional-HUA), além de modelos de HUI conceituais (Nash-HUIN e Clark-HUIC) e de suas versões geomorfológicas (Nash-HUIGN e Clark-HUIGC). Todos os procedimentos relacionados aos modelos de HU e HUI foram conduzidos considerando dois cenários de estudo: modelagem concentrada (cenário 1) e modelagem distribuída (cenário 2). A área de estudo foi a bacia hidrográfica do arroio Cadeia que é uma importante sub-bacia da bacia hidrográfica do arroio Pelotas (BHAP), situada no sul do estado do Rio Grande do Sul. As informações primordiais para a aplicação de tais modelos foram as variáveis topográficas extraídas do modelo digital de elevação e dados temporais de chuva e vazão monitorados na bacia, fazendo uso da rede de monitoramento hidrológico existente na BHAP. Dez eventos chuva-vazão foram analisados e o método do Número da Curva possibilitou estimar a distribuição temporal de precipitações efetivas para ambos os cenários. O processamento computacional constituiu-se da aplicação do software HEC-HMS e da linguagem de programação R para a análise dos modelos de HU e HUI supracitados. Para a calibração dos parâmetros dos modelos, empregou-se o algoritmo Nelder Mead. As principais constatações deste trabalho foram: i) os modelos HUIC e HUIN foram os que tiveram melhor acurácia para estimativa de vazões de pico e dos hidrogramas; ii) as formulações geomorfológicas não são universais e necessitam ser utilizadas com cautela; iii) os modelos ajustados apresentaram desempenho ligeiramente superior quando discretizado por sub-bacia; iv) os modelos que utilizam parâmetros geomorfológicos possuíram melhor desempenho quando aplicada a modelagem concentrada; v) o algoritmo Nelder Mead pode ter aplicação limitada; vi) outros algoritmos devem ser investigados em estudos futuros no intuito de buscar soluções mais adequadas; vii) no cenário 2 foi possível discretizar os parâmetros e relacionar com a realidade hidrológica da bacia em estudo. / The indispensability of preserving water resources encourages researchers to seek a better quantitative understanding of the hydrological cycle. The scarcity of hydrological monitoring in conjunction with the large dimensions of Brazilian watersheds makes it unfeasible to measure stream flow and to analyze its behavior along a watercourse in small-sized watersheds. With regard to flood management in watersheds, historical stream flow series are fundamental to understand the watershed response to the occurrence of heavy rainfall events. The need for hydrological data stimulates the development of models capable of estimating direct surface runoff (DSR) hydrographs, which is the most relevant component when analyzing stream flows originated from extreme rainfall events. Among the techniques available for DSR modeling, the theory of Unit Hydrograph (UH) and Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) should be highlighted. The main objective of this study was to evaluate the applicability and limitations of synthetic UH models traditionally used in hydrological engineering (Triangular-TUH and Dimensionless-DUH), conceptual IUH models (Nash-NIUH and Clark-CIUH) and their geomorphological versions (Nash-GNIUH and Clark-GCIUH). All the procedures involving UH and IUH models were carried out taking into account two study scenarios: lumped modeling (scenario 1) and distributed modeling (scenario 2). The study area was the Cadeia river watershed, which is an important subwatershed of the Pelotas river watershed (PRW), located in the south of Rio Grande do Sul State. The main information for the application of such models were topographical variables extracted from digital elevation model and temporal series related to rainfall and stream flow monitored in the watershed, making use of the existing hydrological monitoring network in the PRW. Ten rainfall-runoff events were evaluated and the Curve Number method was used to estimate the temporal distribution of effective rainfalls for both scenarios. The computational processing consisted of the application of both HEC-HMS software and R programming language for analysis of the aforementioned UH and IUH models. Nelder Mead algorithm was employed for calibration of the models’ parameters. The main findings of this study were: i) CIUH and NIUH were the models that had the best accuracy for estimation of peak stream flows and hydrographs; ii) the geomorphological formulations are not universal and need to be used carefully; iii) the adjusted models resulted in slightly superior performance when discretized by sub-basin; iv) the models dependent on geomorphological parameters had better performance when lumped modeling was applied; v) the Nelder Mead algorithm may have limited application; vi) other algorithms should be investigated in future studies in order to seek more adequate solutions; vii) in scenario 2, it was possible to discretize the parameters and relate them to the hydrological reality of the watershed under analysis.

Temporal gravimeter observations, used in geodesy and geophysics to study variation of the Earth’s gravity field, are influenced by local water storage changes (WSC) and – from this perspective – add noise to the gravimeter signal records. At the same time, the part of the gravity signal caused by WSC may provide substantial information for hydrologists. Water storages are the fundamental state variable of hydrological systems, but comprehensive data on total WSC are practically inaccessible and their quantification is associated with a high level of uncertainty at the field scale. This study investigates the relationship between temporal gravity measurements and WSC in order to reduce the hydrological interfering signal from temporal gravity measurements and to explore the value of temporal gravity measurements for hydrology for the superconducting gravimeter (SG) of the Geodetic Observatory Wettzell, Germany. A 4D forward model with a spatially nested discretization domain was developed to simulate and calculate the local hydrological effect on the temporal gravity observations. An intensive measurement system was installed at the Geodetic Observatory Wettzell and WSC were measured in all relevant storage components, namely groundwater, saprolite, soil, top soil and snow storage. The monitoring system comprised also a suction-controlled, weighable, monolith-filled lysimeter, allowing an all time first comparison of a lysimeter and a gravimeter. Lysimeter data were used to estimate WSC at the field scale in combination with complementary observations and a hydrological 1D model. Total local WSC were derived, uncertainties were assessed and the hydrological gravity response was calculated from the WSC. A simple conceptual hydrological model was calibrated and evaluated against records of a superconducting gravimeter, soil moisture and groundwater time series. The model was evaluated by a split sample test and validated against independently estimated WSC from the lysimeter-based approach. A simulation of the hydrological gravity effect showed that WSC of one meter height along the topography caused a gravity response of 52 µGal, whereas, generally in geodesy, on flat terrain, the same water mass variation causes a gravity change of only 42 µGal (Bouguer approximation). The radius of influence of local water storage variations can be limited to 1000 m and 50 % to 80 % of the local hydro¬logical gravity signal is generated within a radius of 50 m around the gravimeter. At the Geodetic Observatory Wettzell, WSC in the snow pack, top soil, unsaturated saprolite and fractured aquifer are all important terms of the local water budget. With the exception of snow, all storage components have gravity responses of the same order of magnitude and are therefore relevant for gravity observations. The comparison of the total hydrological gravity response to the gravity residuals obtained from the SG, showed similarities in both short-term and seasonal dynamics. However, the results demonstrated the limitations of estimating total local WSC using hydrological point measurements. The results of the lysimeter-based approach showed that gravity residuals are caused to a larger extent by local WSC than previously estimated. A comparison of the results with other methods used in the past to correct temporal gravity observations for the local hydrological influence showed that the lysimeter measurements improved the independent estimation of WSC significantly and thus provided a better way of estimating the local hydrological gravity effect. In the context of hydrological noise reduction, at sites where temporal gravity observations are used for geophysical studies beyond local hydrology, the installation of a lysimeter in combination with complementary hydrological measurements is recommended. From the hydrological view point, using gravimeter data as a calibration constraint improved the model results in comparison to hydrological point measurements. Thanks to their capacity to integrate over different storage components and a larger area, gravimeters provide generalized information on total WSC at the field scale. Due to their integrative nature, gravity data must be interpreted with great care in hydrological studies. However, gravimeters can serve as a novel measurement instrument for hydrology and the application of gravimeters especially designed to study open research questions in hydrology is recommended. / Zeitabhängigen Gravimetermessungen, die in der Geodäsie und der Geophysik eingesetzt werden, um Variationen des Erdschwerefelds zu messen, werden durch lokale Wasserspeicheränderungen beeinflusst und verursachen – aus dieser Perspektive – ein hydrologisches Störsignal in den Gravimetermessungen. Gleichzeitig bietet der Teil des Gravimetersignals, der durch Wasserspeicheränderungen hervorgerufen wird, das Potential wichtige Informationen über hydrologische Speicher zu gewinnen, da zwar Wasserspeicher eine grundlegende Zustandsgröße hydrologischer Systeme darstellt, jedoch ihre Quantifizierung mit einem hohen Maß an Unsicherheiten auf der Feldskala behaftet ist. Diese Studie untersucht die Beziehung zwischen zeitabhängigen Gravimetermessungen und Wasserspeicheränderungen, um die Gravimetermessungen von dem hydrologischen Störsignal zu bereinigen und um den Nutzen der Gravimetermessungen für die Hydrologie zu erkunden. Dies geschieht am Beispiel des Supraleitgravimeters (SG) des Geodätischen Observatoriums Wettzell in Deutschland. Ein 4D Vorwärtsmodel mit einer räumlich genesteten Diskretisierungsdomäne wurde entwickelt, um die lokalen hydrologischen Masseneffekte auf Gravimetermessungen zu simulieren. Des Weiteren wurde ein intensives Messsystem am Geodätischen Observatorium Wettzell installiert, um die Wasserspeicheränderungen in allen relevanten Speicherkomponenten, also im dem Grundwasser, in der ungesättigten Zone und im Schneespeicher zu messen. Das Monitoringsystem beinhaltete auch einen wägbaren, monolithischen Lysimeter mit Matrixpotentialübertragung, der es uns ermöglichte, zum ersten Mal einen Lysimeter direkt mit einem Gravimeter zu vergleichen. Die Lysimetermessungen wurden in Kombination mit komplementären hydrologischen Beobachtungen und einem 1D-Modell verwendet, um die Wasserspeicheränderungen auf der Feldskala zu bestimmen. Die Gesamtwasserspeicheränderungen wurden bestimmt, Unsicherheiten abgeschätzt und der hydrologische Masseneffekt auf Gravimetermessungen berechnet. Schlussendlich wurde ein einfaches, konzeptionelles, hydrologisches Modell mittels der Zeitreihen von dem SG, Bodenfeuchte- und Grundwassermessungen kalibriert und evaluiert. Das Modell wurde durch einen “Split-Sample-Test” evaluiert und basierend auf unabhängig bestimmten Wasserspeicheränderungen bestimmt auf Grundlage der Lysimetermessungen validiert. Die Simulation des hydrologischen Masseneffektes auf Gravimetermessungen zeigte, dass Wasserspeicheränderungen von einem Meter Höhe entlang der Topographie, einen Erdschwereeffekt von 52 µGal hervorriefen, während in der Geodäsie im Allgemeinen die gleiche Wassermassenvariation in flachem Terrain eine Erdschwereeffekt von nur 42 µGal (Bouguer-Platte) hervorruft. Der Einflussradius der lokalen Wasserspeicheränderungen kann auf 1000 m begrenzt werden, und 50 % bis 80 % des lokalen hydrologischen Erdschweresignals wird in einem Radius von 50 m um den Gravimeter generiert. Wasserspeichervariationen in der Schneedecke, im Oberboden, dem ungesättigten Saprolith und im gelüfteten Aquifer, sind allesamt wichtige Größen der lokalen Wasserbilanz. Mit der Ausnahme von Schnee beeinflussen alle Speicheränderungen die Gravimetermessungen in derselben Größenordnung und sind daher für die Gravimetermessungen von Bedeutung. Ein Vergleich des lokalen hydrologischen Gravitationseffektes mit den SG Residuen zeigte sowohl ereignisbezogene als auch saisonalen Übereinstimmungen. Weiterhin zeigten die Ergebnisse jedoch auch die Grenzen bei der Bestimmung der gesamten lokalen Wasserspeichervariationen mithilfe hydrologischer Punktmessungen auf. Die Ergebnisse des Lysimeter-basierten Ansatzes zeigten, dass SG Residuen mehr noch, als bisher aufgezeigt, durch lokale Wasserspeicheränderungen hervorgerufen werden. Ein Vergleich der Resultate mit anderen Methoden, die in der Vergangenheit zur Korrektur zeitabhängiger Erdschwerebeobachtungen durch Bestimmung des lokalen hydrologischen Masseneffekte verwendet wurden, zeigte, dass die unabhängige Berechnung von Wasserspeicheränderungen durch Lysimetermessungen erheblich verbessert werden kann und dass diese somit eine verbesserte Methode zur Bestimmung des lokalen hydrologischen Erdschwereeffekts darstellt. Die Installation eines Lysimeters ist somit im Zusammenhang mit einer Reduzierung des hydrologischen Störsignals und an Standorten, wo zeitabhängige Erdschwerebeobachtungen für geophysikalische Studien, die über die lokale Hydrologie hinausgehen verwendet werden, zu empfehlen. Aus hydrologischer Sicht zeigte diese Studie, dass die Verwendung von zeitabhängigen Gravimetermessungen als Kalibrierungsdaten die Modellergebnisse im Vergleich zu hydrologischen Punktmessungen verbesserten. Auf Grund ihrer Fähigkeit, über verschiedene Speicherkomponenten und ein größeres Gebiet zu integrieren, bieten Gravimeter verallgemeinerte Informationen über die Gesamtwasserspeicherveränderungen auf der Feldskala. Diese integrative Eigenschaft macht es notwendig, Erdschweredaten in hydrologischen Studien mit großer Vorsicht zu interpretieren. Dennoch können Gravimeter der Hydrologie als neuartiges Messinstrument dienen und die Nutzung von Gravimetern, die speziell für die Beantwortung noch offener Forschungsfragen der Hydrologie entwickelt wurden wird hier empfohlen.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A Ãgua na bacia hidrogrÃfica està distribuÃda em diversos compartimentos importantes no que se refere à ecohidrologia. Muitos estudos em regiÃes semiÃridas apontam os reservatÃrios superficiais como principais compartimentos de Ãgua. Entretanto, a bacia hidrogrÃfica tem maior abrangÃncia que as bacias hidrÃulicas nela contida, e os recursos hÃdricos nos compartimentos distribuÃdos na bacia hidrogrÃfica (como no solo) devem ser analisados nÃo somente no que se refere aos usos ecolÃgicos, mas tambÃm como espaÃo de disponibilidade hÃdrica. Portanto, o objetivo do trabalho foi analisar, com base em medidas e modelagem, a dinÃmica da Ãgua nos solos de uma bacia semiÃrida de Caatinga preservada e seu impacto sobre a disponibilidade hÃdrica. Para isso foi medida, entre outros, a umidade do solo a cada hora, de 2003 a 2010 (2923 dias) na Bacia Experimental de Aiuaba (BEA, 12 kmÂ), totalmente preservada e com precipitaÃÃo mÃdia anual de 560 mm. O monitoramento foi realizado atravÃs de trÃs sensores TDR, um instalado em cada uma das trÃs associaÃÃes entre solo e vegetaÃÃo (SVA) identificadas na bacia. O mÃtodo de investigaÃÃo considerou seis etapas principais: i) determinaÃÃo da profundidade efetiva das raÃzes da Caatinga preservada; ii) calibraÃÃo dos sensores de umidade tipo TDR; iii) representaÃÃo espaÃo-temporal da umidade do solo em cada unidade de SVA; iv) anÃlise da disponibilidade hÃdrica do solo na zona das raÃzes; v) parametrizaÃÃo do modelo hidrolÃgico WASA-SED; e vi) parametrizaÃÃo do modelo hidrolÃgico DiCaSM. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam a importÃncia da abordagem da anÃlise temporal da umidade do solo e da disponibilidade hÃdrica do solo na zona das raÃzes para a manutenÃÃo do bioma Caatinga. Mais especificamente, foi observado que a profundidade efetiva do sistema radicular na BEA oscilou entre 70 e 80 cm nas regiÃes com solos profundos, porÃm, em regiÃes com solos rasos, observou-se que a profundidade efetiva das raÃzes adaptou-se Ãs restriÃÃes, ficando reduzida a menos de 40 cm. AlÃm disso, a anÃlise sazonal demonstrou que, na estaÃÃo de estio, as raÃzes tÃm comprimentos atà 11 cm menores, abrindo, portanto, poros secundÃrios que facilitarÃo a penetraÃÃo da Ãgua nas eventuais chuvas dos meses secos (junho a dezembro), assim como nas primeiras chuvas da estaÃÃo Ãmida. Nas duas SVAs cujos solos sÃo profundos e cuja vegetaÃÃo à densa, a Ãgua no solo encontra-se ânÃo-disponÃvelâ (isto Ã, abaixo do ponto de murcha permanente â WP) em quase nove meses ao ano (72% do tempo); e somente durante trÃs meses ao ano (25%) a Ãgua no solo encontra-se disponÃvel. Nos 3% restantes do ano (cerca de 10 dias) hà Ãgua gravitacional nessas SVAs. Na SVA cujo solo à raso e cuja vegetaÃÃo à esparsa, a dinÃmica da Ãgua no solo à diferente: o tempo em que hà Ãgua gravitacional, disponÃvel e nÃo disponÃvel à praticamente o mesmo (quatro meses ao ano). Isso se deve, entre outros, à baixa umidade do solo no ponto de murcha permanente do neossolo litÃlico; e à sua restrita espessura, gerando saturaÃÃo muito mais frequentemente que nos demais solos que â ao contrÃrio deste â dispÃem de drenagem profunda. A depleÃÃo da Ãgua no solo sob condiÃÃes de umidade abaixo do ponto de murcha foi outro resultado importante desta pesquisa. Nas duas associaÃÃes com solos profundos e vegetaÃÃo densa, observou-se â ao longo de todo o perÃodo investigado â decaimento contÃnuo da umidade atà que a mesma se aproximasse assintoticamente da umidade residual. AnÃlise mais detalhada demonstrou que a reduÃÃo da umidade do solo entre o WP e a umidade residual sempre obedecia ao decaimento exponencial. Na associaÃÃo com solo raso e vegetaÃÃo esparsa observou-se que a umidade nÃo caÃa para valores inferiores ao WP, mesmo sujeita ao mesmo rigor climÃtico das demais associaÃÃes. Considerando-se: (i) que em solo tÃo seco, a drenagem à improvÃvel; e (ii) que os processos associados de percolaÃÃo e evaporaÃÃo tampouco devam ser os responsÃveis pela retirada de Ãgua do solo (posto que o fenÃmeno nÃo se observa na SVA cujo solo à raso e, portanto, mais quente); levanta-se a hipÃtese que o secamento do solo nessas condiÃÃes deva ser causado por extraÃÃo de Ãgua pela vegetaÃÃo. Isso reforÃaria a tese de que a Caatinga dispÃe de adaptaÃÃo para sobreviver mesmo em condiÃÃes de estresse hÃdrico. Os modelos hidrolÃgicos WASA-SED e DiCaSM nÃo conseguiram representar adequadamente a dinÃmica temporal da Ãgua nos solos da BEA. No entanto, os modelos reproduziram satisfatoriamente as curvas de permanÃncia da umidade dos solos, permitindo representar a disponibilidade hÃdrica na zona das raÃzes para fins de planejamento. Por fim, logrou-se avaliar â quantitativa, espacial e temporalmente â a disponibilidade hÃdrica do solo. Esta à da mesma ordem de grandeza da disponibilidade de um reservatÃrio superficial Ãtimo. Em termos quantitativos, a disponibilidade no solo chega a ser quase cinco vezes superior à do reservatÃrio superficial, entretanto, a garantia associada da Ãgua superficial (90%) à bem superior à permanÃncia da Ãgua disponÃvel na BEA: apenas 28% nas Ãreas com solos profundos e 65% nas Ãreas com solos rasos. / Regarding ecohydrology, the catchment water is distributed over several important compartments. Many studies in semiarid re gions indicate the surface reservoirs as the main water compartments. However, the watershed has greater scope than the water reservoirs contained therein, and water resources in compartments distributed in the watershed (like in soil) should be analyzed not only with regard to ecological uses, but also as spaces of water availability. Therefore, the object ive of this work was to analyze, based on measurements and modeling, the water dynamics in th e soils of a semi-arid basin in preserved Caatinga, and its impact on water availability. Wit h this in mind, it was measured, among others, the soil moisture, every hour, from 2003 to 2010 (2923 days) in the Aiuaba Experimental Basin (AEB, 12 km Â), fully preserved and with average annual rainfall of 560 mm. Monitoring was carried out through three TDR se nsors, one installed in each of the three soil and vegetation associations (SVA) identified in the basin. The research method considered six main steps: i) assessment of the eff ective root depth of preserved Caatinga ii) calibration of humidity TDR sensors iii) space-time representation of soil moisture in each SVA unit iv) analysis of soil water availability in the root zone, v) parameterization of the WASA-SED hydrological model, and vi) parameterizati on of the DiCaSM hydrological model. The results of this research indicate the importance of addressing the temporal analysis of soil moisture and soil water availability in the root zone to maintain the Caatinga biome. More specifically, it was observed that the effecti ve depth of the root system on AEB ranged between 70 and 80 cm in areas with deep soils, but in areas with shallow soils, it was observed that the effective depth of the roots had adapted to the constraints, having been reduced to less than 40 cm. Furthermore, the season al analysis showed that in the dry season, the roots have lengths up to 11 cm smaller, openin g, therefore, secondary pores that facilitate the penetration of what little rain water falls in the dry months (June-December), as well as in the first rains of the wet season. In the two SVAs whose soils are deep and the vegetation is dense, the soil water is 'not available' (ie below the permanent wilting point - WP) during nearly nine months a year (72% of the time), and on ly during three months of the year (25% of the time) the soil water is available. In the re maining 3% of the year (about 10 days) there is gravitational water in these SVAs. In the SVAs whose soil is shallow and whose vegetation is sparse, the dynamics of soil water are different : the time when there is gravitational water, available and unavailable, is practically the same (four months a year). This is due to, among other things, the low soil moisture at the permanen t wilting point of the Udorthent, and to its limited thickness, generating saturation much more frequently than in others that - unlike this one - have deep drainage. The depletion of soil wat er under conditions of moisture below the wilting point was another important result of this research. In the two associations with deep soils and thick vegetation, it was observed â throu ghout the observation period â continuous fall of moisture level until it approached asymptot ically the residual moisture. More detailed analysis showed that the reduction of soil moisture between the WP and the residual moisture level always followed the exponential decay. It was observed, in the association of shallow soil and sparse vegetation, that the moisture did not fall to below the WP, even subjected to the same rigorous climate of the other associations . Considering: (i) that in such a dry soil, the drainage is unlikely, and (ii) that the associated processes of percolation and evaporation should not be responsible for the removal of soil w ater either (since the phenomenon is not observed in SVAs whose soil is shallow and therefor e warmer) , it is raised the hypothesis that the soil drying under these conditions must be caused by water extraction by vegetation. This would strengthen the argument that the Caating a has adapted to survive under water stress. The hydrological models WASA-SED and DiCaSM failed to adequately represent the temporal dynamics of soil water in the AEB. However , the models did satisfactorily reproduce the retention curves of soil moisture, al lowing the representation of the water availability in the root zone for planning purposes . Finally, we managed to evaluate - quantitatively, spatially and temporally â the soil water availability. This availability is of the same order of magnitude of the availability of an o ptimal surface reservoir. The availability in the soil, in quantitative terms, can be almost five times higher than that of the surface reservoir. However, the security associated with su rface water (90%) is much higher than the water permanence available in the AEB: just 28% in areas with deep soils and 65% in areas with shallow soils.

Este trabalho visa analisar a redução da poluição hídrica a partir do monitoramento de medidas não convencionais de reservação d\'água aplicadas em lotes urbanos a partir da eficiência individual e global integrada no lote. Prioriza também monitorar a quantidade e a qualidade da poluição e do despejo das águas pluviais a partir do seu escoamento. A inclusão dessas medidas em lotes residenciais e/ou comerciais oferece oportunidades de melhorias no controle das cheias, além de favorecer a recarga do aqüífero e diminuir o impacto no ciclo hidrológico em sua própria fonte geradora. Dentre os dispositivos ou medidas instaladas destacam-se: trincheira de infiltração e poço profundo, telhado verde com reservação, reservatório de retenção do escoamento superficial proveniente das águas pluviais e tratamento de águas residuárias com biodigestor visando o reúso do efluente para fins não potáveis. As estruturas de aproveitamento e de reúso favorecem a retenção e a detenção da água no lote e contribuem para diminuir o fluxo em direção aos dispositivos da micro e macrodrenagem. Para cada uma das aplicações adotou-se monitoramento com equipamentos de precisão, como: linígrafos digitais, estação meteorológica, análise de qualidade da água. Os dados gerados contribuem para conferir indicadores, além de preencher uma lacuna deixada pela sugestão de implantação de dispositivos na fonte para adequação e otimização do sistema de drenagem e controle alternativo. Os resultados obtidos pelo monitoramento indicam que a adoção de tais práticas permite uma eficiência integrada na retenção do escoamento de até 80% quando comparada com uma residência sem controle do uso da água. Este cenário, ocupado tendencial ou convencionalmente, resultou lâminas de escoamento de até 90% da precipitação total. Durante um ano em operação, com análise de aproximadamente 120 eventos naturais, não induzidos, em seis meses de dados avaliados, os eventos resultaram em eficiência no desempenho das medidas instaladas. Portanto, o efeito combinado das medidas potencializa a retenção do escoamento e otimiza a capacidade de reservação d\'água em áreas particulares. Recomenda-se, entre outras atividades, o desenvolvimento de um sistema de gestão integrada e descentralizada de águas urbanas, com enfoque em drenagem seletiva a partir do aproveitamento de águas pluviais. / This paper aims to analyze the reduction of hydropollution through monitoring non conventional reservation of water applied in urban lots starting from individual and global efficiency integrated to the lot. It also prioritizes the monitoring of both quality and quantity of pollution and the rain flow from its draining. The inclusion of these measurements on residential and/or commercial lots offers opportunities of improvement on controlling floods besides improving the refilling of the aquifer and on diminishing the hydrological impact on its own generation source. Among the appliances and actions taken towards the goal some can be highlighted: infiltration trenchers and deep well, reservoir with retention of superficial flow that originates from the rain and treatment of residual water for non-drinking use. The structures of reutilization of water favor the detention and retention on the lot and contribute to diminish the flow into the appliances directed to micro and macro-drainage. To each of the applications, monitoring with precision equipment such as digital limnigraphs, weather stations and analysis of quality of the water were applied. The generated data contributed to the storage of indicators and also filled in a gap left by the suggestion of setting the appliances on the source for adapting and optimizing the draining system and an alternative control. The results obtained by the monitoring indicate that their implementation on the lots allow an efficiency of up to 80% on the retention of the flow when compared to a home without water use control. This scenery filled in conventionally on a trend resulted in flowing laminas of up to 90% of the total amount of rain. During the one year of this operation, were analyzed approximately 120 natural, non-induced events and in six months of evaluated data was shown that there is efficiency presented in the installed appliances. So, the combined effect of the procedures improves the control of the flow and increases the capacity for water storage on private areas. It is recommended the development of an integrated and decentralized management system of urban waters focusing on selective draining based on the use of rain water.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:30:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:31:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:31:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T17:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / Eventos extremos de precipitação, combinados com aumento da população, intensificação de atividades agrícolas e uso inadequado do solo, têm culminado em inúmeros problemas relacionados a cheias em bacias hidrográficas. A gestão dos recursos hídricos é considerada bastante desafiadora e o monitoramento hidrológico tem sido uma importante ferramenta. No entanto, o monitoramento hidrológico ainda é um fator limitante de modo que comumente técnicos da área de recursos hídricos se deparam com a ausência de dados no local de interesse. No caso da gestão de cheias em bacias hidrográficas, os dados de vazão são substanciais na compreensão do comportamento hidrológico quando da ocorrência de um evento de chuva intensa. Esta carência de dados hidrológicos tem resultado no desenvolvimento de modelos para estimativa de hidrogramas de escoamento superficial direto (ESD) resultantes de eventos de precipitação. O ESD é o componente mais importante para análise de vazões decorrentes de eventos extremos de chuva. Dentre as técnicas de modelagem de ESD, deve ser destacada a teoria do Hidrograma Unitário (HU) e do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI). O objetivo deste trabalho foi avaliar os modelos de HU Triangular (HUT), HU Adimensional (HUA), HUI de Nash (HUIN), HUI de Clark (HUIC), HUI de Nash Geomorfológico (HUING) e HUI de Clark Geomorfológico (HUICG) para determinação do hidrograma de ESD decorrentes de eventos de precipitação em uma bacia hidrográfica localizada no Rio Grande do Sul e outra em Minas Gerais. As informações básicas para utilização de tais modelos de HU e HUI foram as variáveis topográficas extraídas dos modelos digitais de elevação e dados hidrológicos de cada bacia. Foi estabelecida a curva-chave de cada seção de controle no intuito de converter dados linimétricos em dados de vazões. Com base nos eventos chuva-vazão escolhidos para cada bacia, pôde-se constituir o hietograma de cada evento e o hidrograma correspondente. A separação de escoamento foi realizada usando o método das inflexões, enquanto a determinação das precipitações efetivas (Pe’s) foi realizada pelos métodos do Índice , CN e CN modificado. Foi possível constatar que: i) as suposições da técnica de HU e de HUI foram válidos para a modelagem do hidrograma de ESD para as duas bacias hidrográficas analisadas; ii) houveram diferenças nos hidrogramas de ESD estimados nas duas bacias pelos modelos de HU e HUI empregados; iii) além de ter sido verificado o impacto das diferenças de características fisiográficas entre as bacias, especialmente aquelas vinculadas ao solo, na modelagem de cheias, também foi constatado que a diferença do padrão de chuvas entre as duas regiões exerceu influência na referida modelagem; iv) o método de determinação de Pe exerceu influência significativa sobre os resultados dos diferentes modelos de HU e HUI, especialmente quando da estimativa de vazões de pico; e v) o modelo HUIC foi o que estimou os hidrogramas de ESD para as duas bacias hidrográficas de forma mais satisfatória, seguido do HUIN, sendo que ambos apresentaram substancial superioridade em relação aos modelos de HU tradicionalmente empregados (HUT e HUA) e também aos modelos de HUING e HUICG. / Heavy rainfall events in conjunction with increase in population, intensification of agricultural activities and inappropriate land use, have resulted in countless problems related to floods in watersheds. Water resources management is considered challenging and hydrological monitoring has been a fundamental tool. However, this type of monitoring is a limiting factor such that practitioners and engineers have to commonly deal with the inexistence or lack of information in the site of interest. Streamflow data sets are essential for flood management in watersheds in order to allow the understanding of hydrological behavior due to the occurrence of a heavy rainfall event. Such lack of hydrological data has culminated in the development of models for estimation of direct surface runoff (DSR) hydrographs resulting of rainfall events. DSR is the main component when analyzing stream flows originated from extreme rainfall events. Among the existing techniques available for DSR modeling, it should be highlighted the theory of Unit Hydrograph (UH) and of Instantaneous Unit Hydrograph (IUH). The objective of this study was to evaluate the Triangular UH (TUH), Dimensionless UH (DUH), Nash IUH (NIUH), Clark IUH(CIUH), Geomorphological Nash IUH (GNIUH) and Geomorphological Clark IUH (GCIUH) for estimation of DSR hydrographs resulting of extreme rainfall events in a watershed situated in Rio Grande do Sul State and another located in Minas Gerais State. The basic information for use of the aforementioned UH and IUH models were topographical variables extracted from digital elevation models and hydrological data (rainfall and water level). The stage-discharge rating curve of each outlet was obtained in order to convert water levels into streamflow records. Based on the rainfall-streamflow events, which were chosen for each watershed, it was possible to develop the hyetograph of each event and the corresponding hydrograph. DSR separation was performed through the inflexion method, while the determination of effective rainfalls (Pe’s) was done by means of the methods known as  index, CN and Modified CN. The main results and conclusions were: i) the suppositions of UH and IUH were valid for DSR modeling in the studied watersheds; ii) differences among DSR hydrographs estimated by the different models of UH and IUH were found; iii) there was impact of the differences in physiographical characteristics between watersheds, especially those parameters associated with soil, on flood modeling, and it was also observed that the difference in the rainfall patters between watersheds exerted influence on flood modeling; iv) the method for determination of Pe had substantial influence on the results obtained through the different UH and IUH models, especially when analyzing the estimation of peak stream flows; and v) CIUH was the most satisfactory model to estimate DSR hydrographs for the watersheds, followed by NIUH, and both presented substantial superiority in relation to the UH models, which are traditionally employed (TUH and DUH), and to the GNIUH and GCIUH.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-23T19:24:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Cristian Veber .pdf: 4396179 bytes, checksum: e16ff0b1e5568507720a03591574c162 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-23T19:24:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Cristian Veber .pdf: 4396179 bytes, checksum: e16ff0b1e5568507720a03591574c162 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T19:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Cristian Veber .pdf: 4396179 bytes, checksum: e16ff0b1e5568507720a03591574c162 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / Alterações no meio ambiente e os efeitos naturais e antropogênicos resultantes têm chamado a atenção na comunidade científica em virtude do alto impacto sobre os ecossistemas, especialmente ligado a desastres naturais originados a partir de eventos extremos de precipitação. Uma das técnicas fundamentais, no que se refere ao gerenciamento dos recursos hídricos, do meio ambiente e, consequentemente, do manejo adequado de bacias hidrográficas, é a modelagem hidrológica. Contudo, uma das principais limitações de sua aplicação é a carência de dados hidrológicos, especialmente de vazões. Esta limitação tem estimulado o desenvolvimento e a calibração de modelos hidrológicos que possibilitam a estimativa do escoamento superficial direto (ESD). Neste sentido, as teorias do Hidrograma Unitário (HU) e do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI) têm se destacado no tocante à modelagem hidrológica de cheias. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade de modelos conceituais (HUI de Clark – HUIC e HUI de Nash – HUIN), modelos sintéticos (HU Adimensional – HUA e HU Triangular - HUT) e modelos geomorfológicos (HUI Geomorfológico de Clark – HUIGC e HUI Geomorfológico de Nash – HUIGN) visando à estimativa de vazões de pico e de hidrogramas de ESD, tomando como base duas pequenas bacias hidrográficas experimentais (sanga Ellert – BHSE e ribeirão Lavrinha – BHRL), com características geomorfoclimáticas e comportamento hidrológico contrastantes. As informações básicas para este estudo foram obtidas a partir dos modelos digitais de elevação e de dados monitorados de chuva e vazão nas referidas bacias. As principais conclusões deste trabalho foram: a) Os modelos HUIC e HUIN foram os que tiveram melhor acurácia nas duas bacias hidrográficas; b) Os modelos HUA e HUT não foram adequados para a BHRL, mas estimaram de forma satisfatória a maioria dos eventos na BHSE; c) O HUIGC se sobressaiu em relação ao HUIGN para a BHSE, mas teve comportamento similar ao HUT e HUA; d) O HUIGN teve desempenho superior ao HUIGC, HUT e HUA para a BHRL. / Alterations in the environment and the resulting natural and anthropogenic effects have attracted attention in the scientific community due to the high impact on ecosystems, especially related to natural disasters originated from extreme precipitation events. Hydrological modeling is one of the main techniques used for the management of water resources, environment and watersheds. However, one of the major limitations of its application is the lack of hydrological data, primarily associated with stream flow. This limitation has stimulated the development and calibration of hydrological models intended for estimation of direct surface runoff (DSR). In this context, the theories of Unit Hydrograph (UH) and Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) have stood out for the hydrological modeling of floods. The main objective of this study was to evaluate the applicability of conceptual models (Clark’s IUH - CIUH and Nash’s IUH - NIUH), synthetic models (Dimensionless UH - DUH and Triangular UH - TUH) and geomorphological models (Clark’s Geomorphological IUH - CGIUH and Nash’s Geomorphological IUH -NGIUH) for estimation of peak stream flows and DSR hydrographs, taking as reference two small experimental watersheds (Ellert Creek Watershed - ECW and Lavrinha Creek Watershed - LCW), which have contrasting geomorphoclimatic characteristics and hydrological behavior. The basic information for this study were obtained from digital elevation models and monitorated data (rainfall and stream flow) in these watersheds. The main conclusions of this study were: a) CIUH and NIUH models were those that resulted in the greatest accuracy for both watersheds; b) DUH and TUH models were not suitable for LCW, but estimated hydrographs satisfactorily for most of the events in ECW; c) CGIUH out performed NGIUH for ECW, but presented behavior similar to TUH and DUH; d) NGIUH had performance better than CGIUH, TUH and DUH for LCW.