Este trabalho apresenta o cálculo da cota de inundação para a Enseada do Itapocorói e para a praia de Morro dos Conventos, litoral do Estado de Santa Catarina. Para atingir os objetivos desse trabalho, a cota de inundação foi calculada através da soma das marés meteorológica e astronômica e do wave run-up. Foi utilizada uma base de 60 anos (horária) de dados de marés e ondas, além de dados de batimetria e topografia das praias. Com o intuito de se obter dados mais realistas do wave run-up, os parâmetros ondulatórios da base de dados foram transferidos de águas profundas para próximo da costa com a utilização do modelo SWAN (Simulating Waves Nearshore). A Enseada do Itapocorói foi dividida em quatro setores (exposto, semiexposto, semiprotegido e protegido) em função dos diferentes graus de exposição à ação de ondas, sendo as equações calibradas para cada setor. A partir dos resultados para Enseada do Itapocorói, notou-se que quanto mais exposta a praia, melhor as equações existentes representavam o wave run-up, assim, para a praia de Morro dos Conventos foi utilizada a equação mais aceita na literatura sem calibração. A cota de inundação instantânea foi calculada para cada hora da série de 60 anos somando-se o wave run-up às marés astronômicas e meteorológicas. Sobre a série de cota de inundação instantânea, para ambas as áreas, foi calculada a cota atingida durante 50% do tempo e por eventos extremos com recorrência de 50, 100 e 200 anos. A estas foi adicionada a previsão de elevação do nível do mar de longo prazo para o mesmo período. A cota atingida durante 50% do tempo na Enseada do Itapocorói foi de 1,35 m no setor exposto, enquanto nos setores semiexposto, semiprotegido e protegido foi de 1 m, 0,9 m e 0,7 m respectivamente. Também, o setor exposto foi o que apresentou as maiores cotas atingidas, sendo 3,45 m, 3,85 m e 4,45 m com tempo de recorrência de 50,100 e 200 anos respectivamente. No setor semiexposto, os valores calculados foram de 2,85 m (50 anos), 3,25 m (100 anos) e 3,9 m (200 anos). No setor semiprotegido, as cotas com tempo de recorrência de 50, 100 e 200 anos foram de 2,65 m, 3,05 m, 3,75 m respectivamente. Já o setor protegido apresentou as menores cotas entre os setores, 2,4 m, 2,85 m e 3,5 m para 50, 100 e 200 anos de tempo de recorrência. Considerando a extensão da área costeira que possui um levantamento de topografia do terreno, 2,4 % da área é inundada durante 50% do tempo, subindo para 26%, 29% e 33% nos casos de recorrência com 50, 100 e 200 anos. A cota atingida na praia de Morro dos Conventos durante 50% do tempo é de 1,1 m, já as cotas calculadas para os tempos de recorrência de 50, 100 e 200 anos foram de 4,2 m, 4,6 m e 5,35 m respectivamente. E, da mesma forma, a área costeira com levantamento topográfico teve 15% de superfície é inundada em 50% do tempo, passando para 85%, 91% e 96% da área total analisada com 50, 100 e 200 anos de tempo de recorrência. A metodologia proposta neste trabalho contribui para o planejamento de zonas costeiras, à medida que indica áreas afetadas por inundação aos eventos extremos. A apresentação de cartas contendo esse tipo de informação em ambiente de SIG facilita a tomada de decisão e o entendimento da área por determinado evento extremo. / The goal of this study is to determine the inundation levels at Ensenada do Itapocorói and Morro dos Conventos beaches, located in Santa Catarina State. This was accomplished through the calculation of the inundation level as the sum of astronomical and meteorological tides and wave run-up. The database for this study included -60 years of hourly waves and tides, bathymetric and topographic data. The instantaneous sea level has been defined for each hour of the data series through the summation of astronomical and meteorological tides. To determine more realistic wave run-up data, the wave parameters have been propagated to shallower water using the SWAN (Simulating WAves Nearshore) model. Published equations were used and results were compared with measured data at a headland bay beach (Enseada do Itapocorói); furthermore, the equations have been calibrated for four sectors of the bay (exposed, semi-exposed, semi-protected and protected). Morro dos Conventos is an exposed beach, comparable to those for which the equations have been developed, so the raw, un-calibrated equations were applied for this site. The inundation level was calculated for each hour of the 60 year-long series by summing the run-up values to obtain the instantaneous level. Over the series of inundation levels, the area inundated during 50% of the time, and the return period for this inundation, have been calculated for 50, 100 and 200 years. The sea-level rise prediction for each calculated period has also been incorporated in order estimate the area likely to be inundated by future events. For Enseada do Itapocorói, the inundation level reached 50% of the time was 1,35 m in the exposed sector, 1 m in the semi-exposed sector, 0,9 m in the semi-protected sector and 0,7 in the protected sector. The exposed sector demonstrated the highest values of inundation, 3,45, 3,85 and 4,5 m for 50, 100 and 200 years of return period respectively. At the semi-exposed sector, the values calculated were 2,85 (50 years), 3,25 (100 years) and 3,9 (200 years) m. At semi-protected sector, inundation levels for the 50-, 100- and 200-year return period intervals were 2,65, 3,05 and 3,75 m, respectively. At the protected sector the lowest levels were reached: 2,4, 2,85 and 3,5 m for 50-, 100- and 200-year return period intervals. 2,4% of the total area for which topographic data is available would be inundated during 50% of the time, increasing to 26%, 29% and 33% for 50-, 100- and 200-year return periods. At Morro dos Conventos, the level of inundation reaches 1,1 m 50% of the time;, for 50,100 and 200 years the level rises to 4,2, 4,6 and 5,36 m respectively. Approximately 15% of the area for which topographic data is available would be area is inundated during 50% of the time, 85% with a 50 year return period, 91% with a 100-year period and 96% with a 200 year period.

A previsão, o mapeamento, o alerta e o diagnóstico de eventos extremos, como as inundações, são imprescindíveis, principalmente em áreas urbanas, devido à quantidade de vidas, saneamento, bens materiais e infra-estruturas envolvidas no processo. A cidade de Lajeado, localizada no nordeste do RS, historicamente e de forma periódica, é atingida por inundações decorrentes das enchentes do Rio Taquari. A presente dissertação objetiva desenvolver um modelo cartográfico para proceder à previsão e ao mapeamento da área urbana inundável da cidade de Lajeado. A utilização conjunta das geotecnologias e as técnicas de representação e análise espacial mostraram-se promissoras na previsão e fidedignas na simulação, mapeamento e caracterização do uso do solo das áreas sujeitas às inundações. O conhecimento antecipado da cota topográfica a ser atingida por determinada inundação, a respectiva área inundável e o padrão de ocupação do solo contribuem para estabelecer um eficiente plano de evacuação e antecipar a ação da Defesa Civil na remoção e realocação da população atingida. / Predicting, mapping, warning, and diagnosing significant climate events, such as floods, is crucially relevant due to the number of lives, sanitation, material assets, and the infrastructure involved in such process. The city of Lajeado, in the northeastern region of Rio Grande do Sul, historically and periodically undergoes inundation due to the overflowing of Taquari River. This dissertation aims at developing a cartographic model for predicting and mapping the urban areas of Lajeado reached by floods. The combined use of geotechnologies and spatial analysis and representation techniques proves to be successful in predicting and faithful in simulating, mapping and characterizing land use in areas reached by floods. The anticipated awareness about the topographic portion that undergoes a specific flood, the respective area reached by the flood and the pattern of land use in that area contribute to establishing an efficient evacuation plan and to anticipating intervention of the Civil Defense in removing and reallocating the affected population.

A modelagem matemática está presente na pratica hidrológica como uma das principais ferramentas utilizadas em projetos de engenharia e avaliações ambientais. Particularmente, os modelos hidrológicos de larga escala têm sido aplicados em avaliações de impactos de mudança da cobertura vegetal e variabilidade climática, e em sistemas de previsão. Entre as limitações destes modelos está a incapacidade de representar o escoamento em áreas muito planas, com extensas áreas inundáveis e efeitos de remanso como nos rios amazônicos. Assim, apresenta-se neste trabalho uma proposta metodológica para simulação hidrológica e hidrodinâmica integrada em grandes bacias. O modelo é baseado no modelo hidrológico MGB-IPH (Collischonn, 2001), no modelo hidrodinâmico 1D IPH-IV (Tucci, 1978) e em procedimentos para extração de parâmetros para o modelo hidrodinâmico principalmente de Modelos Digitais de Elevação (MDEs) a fim de suprir a falta de dados detalhada das calhas fluviais e planícies de inundação. Propõem-se também uma metodologia simplificada para simulação das áreas inundadas. A técnica proposta é na realidade um aperfeiçoamento do modelo MGB-IPH. A metodologia desenvolvida é avaliada através de um estudo de caso na bacia do rio Solimões, que possui cerca de 2.221.990 km2 e é o principal afluente do rio Amazonas. Análises comparativas entre vazões observadas e simuladas em 18 postos fluviométricos mostram a superioridade da metodologia proposta em relação a métodos de propagação de vazões simplificados - representado pelo modelo Muskingum Cunge (MC). Os hidrogramas simulados com o modelo MC são adiantados e com picos erroneamente acentuados. Além disso, conforme a análise dos resultados em 35 postos fluviométricos, o modelo é capaz de fornecer resultados satisfatórios de variação dos níveis d’água. As áreas inundadas simuladas são comparadas com estimativas via sensoriamento remoto de Hess et al (2003) em duas datas distintas, representativas dos períodos de cheia e estiagem e o desempenho do modelo MGB-IPH é satisfatório. Verifica-se que a influência da variação sazonal das áreas alagadas sobre o balanço hídrico não é significativa na bacia do Solimões. Adicionalmente, de acordo com as simulações, o armazenamento na planície de inundação e o termo de pressão são ambos importantes na representação do escoamento nos rios amazônicos visto que parte do armazenamento é devido ao represamento de afluentes de grandes rios. Por fim, o modelo fornece melhores simulações de vazão e resultados adicionais de níveis d’água e áreas inundadas. Assim, espera-se que este possa ser utilizado na representação mais coerente de impactos de mudanças do uso do solo, variabilidade climática e reservatórios, simulação de outros processos como fluxos de sedimentos e qualidade d’água, e em sistemas de previsão hidrológica. / The mathematical modeling is present in the hydrological practice as one of the main tools used in engineering projects and environmental assessments. Particularly, the large scale hydrological models have been applied in land use and climate variability impact assessments and in forecast systems. Among the restrictions of these models is partial representation of the hydrodynamics in rivers with large floodplains, low slope and significant backwater effects, as the Amazon rivers. Considering this, an integrated hydrological e hydrodynamic modeling approach for large watersheds is presented. The model is based on the MGB-IPH hydrological model (Collischonn, 2001), the IPH IV 1D hydrodynamic model (Tucci, 1978) and DEM processing procedures for hydrodynamic model parameters extraction due limited river and floodplain detailed data. It is also proposed a simplified methodology for simulation of the flooded areas. The proposed technique is actually an improvement of the MGB-IPH model. The model is evaluated on a case study in the Solimões river basin (2,221,990 km2), the main tributary of the Amazon River. Analysis of simulated and observed discharge of 18 gauge stations show the superiority of the proposed methodology if compared to simplified flow routing methods - represented by the Muskingum Cunge model (MC). The flood waves simulated with the MC model are advanced and have wrongly pronounced peaks. Through the analysis of simulated and observed water levels in 35 gauge stations, it is shown that the model is able to represent water levels variations. The simulated flooded areas are compared with remote sensing estimates of Hess et al (2003) on two time intervals, representing high and low water periods, and the performance of the MGB-IPH model was satisfactory. It is found that the influence of seasonal variation of the flooded areas on the water balance is not significant on the Solimões river basin. Additionally, according to simulations, both floodplain storage and pressure term are important on the hydrodynamics of the Amazon rivers because part of the storage is due backwater effects and storage on floodplain of the major rivers tributaries. Finally, the model provides improved flow simulations and additional outputs - water levels and flooded areas. Thus, it is expected that it can be used in more consistent representation of land use, climate variability and dam impacts, in simulation of other processes such sediment and water quality, and in hydrological forecasting systems.

Submitted by Pós graduação Engenharia Civil (ppec@ufba.br) on 2017-08-11T17:46:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_MEAU_Gabriel_Oliveira.pdf: 12013457 bytes, checksum: 04dc1bc164e83b75dcbd34b68077bc54 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-08-18T15:29:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_MEAU_Gabriel_Oliveira.pdf: 12013457 bytes, checksum: 04dc1bc164e83b75dcbd34b68077bc54 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T15:29:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_MEAU_Gabriel_Oliveira.pdf: 12013457 bytes, checksum: 04dc1bc164e83b75dcbd34b68077bc54 (MD5) / CAPES / Este trabalho apresenta a concepção de um sistema de informações geográficas voluntárias voltado para o mapeamento colaborativo de áreas de riscos hidrológicos. O sistema foi concebido visando que a coleta de informações espaciais de suscetibilidade (ameaça) e vulnerabilidade (exposição), relacionadas aos desastres hidrológicos, seja realizada por estudantes de ensino médio, os quais não necessariamente possuem conhecimentos técnicos em cartografia ou sobre o mapeamento de áreas de riscos. Para a sua concepção, foram estabelecidos os requisitos do sistema a partir de revisão bibliográfica, análise de trabalhos correlatos e consulta a especialistas, sendo definidos os usuários principais do sistema, seleção das informações coletadas pelos usuários através do aplicativo, e as funcionalidades necessárias para a sua utilização. Para a avaliação da concepção e identificação de ajustes necessários, foi realizado um estudo de caso no município de Riachão do Jacuípe/BA, com estudantes de ensino médio que participaram de treinamentos e de uma campanha de coleta, com o intuito de avaliar os aspectos positivos e dificuldades encontradas durante a utilização do aplicativo. Os resultados da pesquisa demonstraram que é possível realizar mapeamentos preliminares de áreas de riscos hidrológicos utilizando o sistema proposto, mas que no entanto, não foram obtidos êxitos na coleta de informações sobre a intensidade de eventos hidrológicos e vulnerabilidade da população. Além da concepção do sistema, a pesquisa demonstrou que o desenvolvimento de sistemas de informações geográficas voluntárias deve considerar a possibilidade de obtenção de informações diferenciadas, que não são contempladas pela cartografia convencional; a implementação de funcionalidades que ampliem a confiabilidade das informações colaboradas; desenvolvimento de recursos para a avaliação da reputação dos usuários e da qualidade das informações coletadas; adequação do sistema ao perfil dos usuários; e o incentivo do envolvimento da população na gestão de riscos.

Submitted by Gisele Mara Hadlich (gisele@ufba.br) on 2017-10-25T17:47:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eileen Rocio Niño.pdf: 7543550 bytes, checksum: 4798370bfcbc8992d260a652f2062f9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T17:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eileen Rocio Niño.pdf: 7543550 bytes, checksum: 4798370bfcbc8992d260a652f2062f9b (MD5) / O presente trabalho é derivado do subprojeto 3 intitulado “Calibração de Parâmetros Ópticos e Moleculares de Maturação de Rochas Geradoras Não Convencionais”, do Projeto “Programa: Formação do Centro de Excelência em Geoquímica do Petróleo do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia (UFBA) – GEOQPETROL”, em associação com a BG Brasil como apoiadora financeira, através do convênio BG E&P Brasil Ltda – UFBA – FAPEX. A Bacia do Parnaíba está situada na região Nordeste do Brasil, compreendendo uma área de aproximadamente 665.888 Km2. Nessa bacia os primeiros poços comerciais de gás foram descobertos em 2010, e atualmente é a quinta maior produtora de gás natural do Brasil. Esta Dissertação busca ampliar o conhecimento geoquímico para a geração de hidrocarbonetos da Bacia do Parnaíba e, portanto aumentar sua atratividade exploratória. O principal objetivo deste trabalho foi determinar a quantidade, qualidade e maturidade termal da matéria orgânica das 27 amostras de rocha coletadas em dois afloramentos da Formação Pimenteiras (Devoniano), na borda oeste da Bacia do Parnaíba. Devido à relevância geoquímica, foram apresentados os resultados de biomarcadores saturados obtidos do afloramento com 11 amostras, e correlacionados a fim de avaliar as variações relativas do nível do mar. Para tanto, foram realizadas análises de Carbono Orgânico Total (COT), enxofre total, pirólise Rock Eval e isótopos estáveis de carbono nas amostras de rocha. A matéria orgânica solúvel das rochas foi extraída para submetê-las a análises de cromatografia gasosa com detector de ionização em chama e com detector seletivo de massas. Os resultados indicaram a presença de matéria orgânica mista com maior conteúdo terrestre para todas as amostras da Formação Pimenteiras. Entretanto, a matéria orgânica marinha é predominante nas amostras que representam as tendências de transgressão marinha. Além disso, para os afloramentos estudados da Formação Pimenteiras foi verificada a imaturidade das amostras. Com relação ao potencial gerador de hidrocarbonetos, entre 75% e 77% das amostras apresentaram potencial para gerar gás, os percentuais restantes são os correspondentes às amostras com potencial de gerar óleo ou gás. Análises nos extratos da rocha foram realizadas para as amostras do afloramento que evidenciou diferenças notáveis no paleoambiente deposicional, associadas à relação de δ13C e COT. Por conseguinte, foram caraterizadas 11 amostras de rocha através de biomarcadores saturados indicadores da matéria orgânica e do paleoambiente deposicional, com base nas razões de: terpanos tricíclicos C19/C19+C23 e C20/C21, terpanos tricíclicos/17α(H)-hopanos, hopanos/esteranos, TPP/TPP+Dia, gamacerano/C30 hopano e da distribuição de esteranos regulares, junto com a distribuição de n-alcanos e isoprenóides. Os resultados obtidos permitiram evidenciar dois grupos de amostras: o grupo 1 apresentou características de deposição em paleoambiente lacustre salobre/salgado e o grupo 2 mostrou uma significativa contribuição marinha. Esses resultados representaram um excelente exemplo das tendências transgressivas do mar ocorridas no período Devoniano na Bacia do Parnaíba. Este trabalho sugere que através dos biomarcadores saturados, é possível realizar uma reconstrução paleoambiental, indicando a curva relativa do nível do mar em um afloramento.

Este trabalho avaliou o potencial da aplicação da técnica recursiva dos mínimos quadrados (MQR) para o ajuste em tempo atual dos parâmetros de modelos autorregressivos com variáveis exógenas (ARX), as quais são constituídas pelos níveis de montante para melhorar o desempenho das previsões de níveis fluviais em tempo atual. Três aspectos foram estudados em conjunto: variação do alcance escolhido para a previsão, variação da proporção da área controlada em bacias a montante e variação da área da bacia da seção de previsão. A pesquisa foi realizada em três dimensões principais: a) metodológica (sem recursividade; com recursividade; com recursividade e fator de esquecimento); b) temporal (6 alcances diferentes: 10, 24, 34, 48, 58 e 72 horas); e c) espacial (variação da área controlada da bacia e da área da bacia definida pela seção de previsão). A área de estudo escolhida para essa pesquisa foi a bacia do rio Uruguai com exutório no posto fluviométrico de Uruguaiana (190.000 km²) e as suas sub-bacias embutidas de Itaqui (131.000 km²), Passo São Borja (125.000km²), Garruchos (116.000 km²), Porto Lucena (95.200 km²), Alto Uruguai (82.300 km²) e Iraí (61.900 km²). Os dados de níveis fluviométricos, com leituras diárias às 07:00 e às 17:00 horas, foram fornecidos pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), sendo utilizados os dados de 1/1/1991 a 30/6/2015. Para a análise de desempenho dos modelos, foi aplicado como estatística de qualidade o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) e o quantil 0,95 dos erros absolutos (EA(0,95): erro que não foi ultrapassado com a frequência de 0,95). Observou-se que os erros EA(0,95) dos melhores modelos obtidos para cada bacia sempre aumentam com a redução da área controlada, ou seja, a qualidade das previsões diminui com o deslocamento da seção de controle de jusante para montante. O ganho na qualidade das previsões com a utilização dos recursos adaptativos torna-se mais evidente, especialmente quando observam-se os valores de EA(0,95), pois esta estatística é mais sensível, com diferenças maiores em relação ao coeficiente NS. Além disso, este é mais representativo para os erros maiores, que ocorrem justamente durante os eventos de inundações. De modo geral, foi observado que, à medida que diminui a área da bacia, é possível obter previsões com alcances cada vez menores. Porém a influência do tamanho da área controlada de bacias a montante melhora o desempenho de bacias menores quando se observam principalmente os erros EA(0,95). Por outro lado, se a proporção da bacia controlada de montante já é bastante grande, como é o caso das alternativas 1 e 2 utilizadas para previsão em Itaqui (entre 88,5% e 95,4 %, respectivamente), os recursos adaptativos não fazem muita diferença na obtenção de melhores resultados. Todavia, quando se observam bacias com menores áreas de montante controladas, como é o caso de Porto Lucena para a alternativa 2 (65% de área controlada), o ganho no desempenho dos modelos com a utilização dos recursos adaptativos completos (MQR+f.e: mínimos quadrados recursivos com fator de esquecimento) torna-se relevante. / This study evaluated the potential of the application of the recursive least squares technique (RLS) to adjust in real time the model parameters of the autoregressive models with exogenous variables (ARX), which consists of the upstream levels, to improve the performance of the forecasts of river levels in real time. Three aspects were studied jointly: the variation of the lead time chosen for the forecast, the variation in the proportion of controlled area in upstream basins and variation in the area of forecasting section of the basin. The research was conducted in three main dimensions: a) methodological (without recursion; with recursion; with recursion and forgetting factor); b) temporal (6 different lead times: 10, 24, 34, 48, 58 and 72 hours); and c) spatial (variation in the controlled area of the basin and the area of the basin defined by the forecast section). The study area chosen for this research was the Uruguay River basin with its outflow at the river gage station of Uruguaiana (190,000 km²) and its entrenched sub-basins in Itaqui (131,000 km²), Passo São Borja (125,000 km²), Garruchos (116,000 km²), Porto Lucena (95,200 km²), Alto Uruguai (82,300 km²), and Iraí (61,900 km²). The river levels data, with daily readings at 7am and 5pm, were provided by the Company of Mineral Resources Research (CPRM), with the data used from January 1, 1991 to June 30, 2015. We applied the Nash-Sutcliffe coefficient (NS) and the quantile 0.95 of absolute errors (EA(0,95): error has not been exceeded at the rate of 0.95) for the analysis of models performances. We observed that the errors EA(0.95) of the best models obtained for each basin always increase with the reduction of the controlled area then the quality of the forecasts decreases with displacement of the downstream control section upstream. The gain in quality of the forecasts with the use of adaptive resources becomes more evident especially when the observed values of EA(0.95) as this statistic is more sensitive with greater differences in relation to the Nash-Sutcliffe Coefficient (NS). Moreover, this is most representative for larger errors which occur precisely during flooding events. In general, we observed that, as much as the area of the basin decreases, it is possible to obtain forecasts with smaller lead times, but the influence of the size of the area controlled upstream basins improves the performance of smaller basins when observing, especially the errors EA (0.95). However, if the proportion of the upstream of controlled basin is already quite large - as in the case of the alternatives 1 and 2 used for forecast in Itaqui (between 88.5% and 95.4%, respectively) - the adaptive resources do not differ too much in getting better results. However, when observing basins with smaller areas controlled upstream - as is the case of Porto Lucena to alternative 2 (65% controlled area) - the performance gain of the models with the use of the complete adaptive resources (MQR+f.e.) becomes relevant.

Os processos de arenização no sudoeste do Rio Grande do Sul têm sua explicação na relação entre a fragilidade do meio e a dinâmica hídrica, esta sustentada por eventos torrenciais de chuva. A presença de processos erosivos sob a forma de ravinamentos e de voçorocamentos e a exposição das formações superficiais nos areais atestam, nessa área, elevada mobilidade de sedimentos. Além disso, atividades agropecuárias sem o manejo adequado têm intensificado esses processos naturais, ampliando a interação hidrossedimentar entre as vertentes e os fundos de vale. Embora haja inúmeros trabalhos que abordam o processo de arenização e as dinâmicas do espaço geográfico no sudoeste do Rio Grande do Sul, há ainda uma lacuna em pesquisas que visam compreender suas inter-relações com a morfodinâmica fluvial. Tendo como recorte espacial a Bacia Hidrográfica do Arroio Miracatu (BHAM), esta pesquisa visa analisar, justamente, a importância de eventos hidrológicos extremos na morfodinâmica fluvial e a sua interação com os processos de arenização. Dados de chuva e vazão da BHAM foram analisados com vistas a identificar o regime pluvio-fluviométrico. Para tanto foram empregados parâmetros estatísticos com a finalidade de discriminar os eventos mais comuns daqueles mais raros. Como a ênfase do trabalho são os eventos hidrológicos extremos, estes foram observados a partir de diferentes escalas temporais (anual, mensal, pentadal e diário) e relacionados tanto ao excesso, como à escassez hídrica. Os resultados apontam para uma elevada variabilidade nas chuvas, que tendem a se concentrar em um número reduzido de dias, tanto anualmente, como mensalmente. Uma relação muito próxima entre a chuva e a vazão foi observada, de tal modo que os anos-padrão de chuva apresentaram correspondência com aqueles classificados pela Condição Hídrica da Bacia Hidrográfica (CHid). Isso decorre do fato de que tanto o El Niño Oscilação Sul (ENOS) como a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) modulam as chuvas e, consequentemente, as vazões na BHAM. Adicionalmente, foram identificados períodos ora mais secos (ODP-), ora mais chuvosos (ODP+). Esses períodos foram fundamentais para a compreensão da morfodinâmica fluvial, que é moldada por uma sucessão de regimes dominados por estiagem ou por inundação. Com a finalidade de avaliar esses processos de ajustamento foi selecionado um segmento localizado no médio curso da sanga da Areia. Nesse local a rede de drenagem é influenciada pelos processos de arenização, havendo conexão entre as vertentes e o fundo de vale, com intenso aporte de sedimentos. Com base em imagens de sensoriamento remoto (fotos aéreas e satélite) foi possível identificar a posição do canal em dez ocasiões diferentes, no período que se insere entre 1948-2013. Os ajustamentos que se processaram nesse segmento permitiram dividi-lo em dois trechos distintos (a montante e a jusante), com evolução diferenciada. Além dos ajustamentos na morfologia de canal, foram observados ainda variações na largura do canal, demonstrando ora um padrão entrelaçado (mais largo), ora meandrante (mais estreito). Concomitantemente a esses ajustamentos, a incisão fluvial promoveu a esculturação de diferentes feições, sendo possível delimitar dois níveis de terraços e um nível de planície de inundação. Na intenção de compreender os processos erosivo-deposicionais, procedeu-se ao monitoramento de nove seções transversais no trecho a montante do segmento estudado na sanga da Areia. O canal fluvial, inicialmente meandrante com calha estreita e profunda, passou para um padrão entrelaçado, com leito muito mais largo e raso ao fim do levantamento. Esses ajustamentos não se processaram de modo contínuo, mas bruscamente, em decorrência de pulso excepcional de cheia por ocasião de chuva pentadal extrema. Esse pulso promoveu um aumento brusco da carga sedimentar esculturando um canal entrelaçado (raso e largo) pela estocagem intracanal do material. Ajustamentos dessa natureza moldam a morfologia do canal e sugerem ocorrer de modo periódico na sanga da Areia. / The sandization processes in the southwestern of Rio Grande do Sul State have their explanation on the relationship between environment fragility and water dynamics, and this, supported by torrential rain event. The presence of erosive processes in the form of ravines and gullies and the exposure of soil surface in the sand deposits attest, in this area, high sediment mobility. In addition, agricultural activities without appropriate management have intensified these natural processes, expanding water-sediment interaction between the slopes and valley bottoms. Although there are numerous studies that discuss the sandization process and the dynamics of the geographic space in the southwestern of Rio Grande do Sul, there is still, a gap in research aimed at understanding their interrelations with the fluvial morphodynamics. The Miracatu arroyo watershed was defined as the study area of this research, which aims to analyze the importance of extreme hydrological events in the river morphodynamics and their interaction with sandization processes. Rainfall and river-flow were analyzed in order to identify the rain-flow regime. For this purpose, statistical parameters were used in order to discriminate the most common of those rare events. The extreme hydrological events were observed from different time scales (annual, monthly, daily and pentad) and related either to excess, as the water scarcity. The results indicate a high variability in rainfall that tend to occur in a few days both annual as monthly. Was observed a relationship between rainfall and river-flow and it happens due the influence of El Niño Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) that modulate the rains and therefore the flow in Miracatu Arroyo. Furthermore, was identified a succession of drier (PDO-) and rainiest periods (PDO+). These periods were fundamental to the understanding of fluvial morphodynamics, once it allow characterize alternating drought- and flood dominated regimes. In order, to evaluate the fluvial adjustment processes were selected a segment-river located in the Areia Creek. In this place, the drainage network is influenced by sandization processes, with connection between the slopes and the valley bottom, with strong input of sediments. Based on remote sensing images (air photo and satellite) was identified the channel position in ten occasions in the period of 1948-2013. The fluvial adjustments that were processed in this segment allowed to divide it into two distinct reaches (upstream and downstream reaches), with different evolution. It was also observed variations in the width and channel pattern, sometimes showing a braided channel (wider) while in others a meandering course (narrower). Concurrently with these adjustments, the fluvial incision promoted the sculpturing of different features and it is possible define two levels of terraces and a flood plain level. The intention to understand the erosive-depositional processes proceeded to monitoring nine cross sections in the upstream reach of the segment-river studied in Areia Creek. The river channel, initially meandering with narrow and deep channel, passed for a braided pattern with bed wider and shallower at the end of the survey. These fluvial adjustments are not processed in a continuous manner, but abruptly, due to exceptional flood-pulse during extreme pentadal rain. This event promoted an abrupt increase in load-bed forming a braided channel (shallow and wide) by in-channel sediment storage. Adjustments of this nature shape the channel morphology and occur periodically in Areia Creek.

A Reserva Biológica (REBIO) de São Donato é uma Unidade de Conservação localizada na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, no trecho médio da bacia do rio Uruguai, no bioma Pampa. A área da REBIO é constituída por uma área úmida – banhado – característico do Pampa. Entretanto, desde o seu decreto em 1975, o banhado vem sofrendo impactos da rizicultura, essa região é a maior produtora do estado. Assim, o objetivo geral dessa dissertação é analisar a dinâmica e a fragilidade ambiental da Reserva Biológica de São Donato, a partir de geoprocessamento. Para atingir esse objetivo foram utilizados: dados de precipitação diários e imagens orbitais, de 1984 a 2016, que indicassem inundação no banhado e sua sub-região hidrográfica; reconhecimento de campo; análise de uso e cobertura do solo do raio de amortecimento da REBIO; análise da fragilidade ambiental a partir da metodologia do Processo Analítico Hierárquico (AHP). Os resultados de análise da inundação do banhado e sua sub-região hidrográfica indicaram três padrões: um padrão regional, que afeta grande parte do trecho médio e alto da bacia do rio Uruguai; um padrão de inundação sub-regional, que compreende a sub-região hidrográfica dos rios Butuí-Icamaquã; um padrão que afeta a área local que compreende o banhado da REBIO de São Donato. As análises do uso e cobertura do solo e da fragilidade ambiental indicaram que as áreas mais frágeis da REBIO correspondem ao banhado e sua vegetação adaptada a umidade, e áreas de planícies de inundação. A avaliação do AHP para a análise da Fragilidade Ambiental se mostrou coesa, confirmando observações realizadas principalmente com relação ao impacto ambiental gerado pelo cultivo de arroz. Espera-se que as informações possam contribuir para estudos futuros de planejamento e gestão da área, e como base para a elaboração do Plano de Manejo da REBIO de São Donato. / The San Donato Biological Reserve (REBIO) is a Conservation Unit located on the western border of Rio Grande do Sul, in the middle stretch of the Uruguay River basin, in the Pampa biome. The area of the REBIO is constituted by a wetland - marsh - characteristic of the Pampa. However, since its decree in 1975, the marsh has been suffering from the impacts of rice cultivation, this region is the largest in the state. Thus, the general objective of this dissertation is to analyze the dynamics and environmental fragility of the San Donato Biological Reserve, based on geoprocessing. To achieve this objective, daily precipitation data and orbital images from 1984 to 2016 were used to indicate flooding in the marsh and its sub-river basin; Field recognition; Use analysis and soil cover of the REBIO Damping Ray; Analysis of the environmental fragility from the Analytic Hierarchy Process (AHP) methodology. The results of flood analysis of the marsh and its hydrographic sub-region indicated three patterns: a regional pattern, which affects much of the middle and upper reaches of the Uruguay River basin; A subregional flood pattern comprising the sub-river basin of the Butuí-Icamaquã rivers; A pattern that affects the local area comprising the marsh of San Donato Biological Reserve. The analyzes of soil use and cover and environmental fragility indicated that the most fragile areas of REBIO correspond to the wetland and its vegetation adapted to humidity and floodplain areas. The evaluation of the AHP for the analysis of the Environmental Fragility showed to be cohesive, confirming observations made mainly in relation to the environmental impact generated by rice cultivation. It is hoped that the information may contribute to future planning and management studies of the area, and as a basis for the elaboration of the São Donato REBIO Management Plan.

As áreas urbanas dos municípios situados no entorno do Lago Guaíba e Delta do Jacuí, no estado do Rio Grande do Sul (Brasil), são atingidas frequentemente por inundações, tornando-se fundamental a delimitação das áreas com risco de inundação. O risco inclui a avaliação do potencial de ocorrência das inundações e a avaliação da vulnerabilidade da população exposta aos eventos. Nesta pesquisa foi organizado um histórico de ocorrências de inundação e avaliada a distribuição espacial e temporal destes eventos. Foram delimitadas áreas com suscetibilidade a partir de variáveis do ambiente no qual está inserida a área de estudo. As áreas com perigo foram definidas a partir do tempo de retorno das inundações e pela presença ou inexistência de sistemas de proteção nas áreas com suscetibilidade. A vulnerabilidade foi definida com base na avaliação da exposição das moradias e estruturas do entorno e também com base em indicadores socioeconômicos da população exposta. A delimitação das áreas com risco de inundação foi realizada a partir da integração das informações de perigo e vulnerabilidade. Os resultados indicam que no período 1940-2015 foram registradas 46 inundações do Lago Guaíba e Delta do Jacuí, predominando aquelas classificadas como de baixa e média intensidade. Constatou-se que a partir da década de 1970 há redução das ocorrências de inundação nos bairros localizados no centro e no norte de Porto Alegre e aumento no número de registros na porção sul deste município e em Eldorado do Sul. Nas áreas com alta suscetibilidade as declividades são inferiores a 5% e as altitudes menores que 2 metros, a litologia é constituída por depósitos de origem aluvial, colúvio-aluvial e de planície lagunar e há registro de áreas inundadas. Estas áreas estão localizadas principalmente nas ilhas do Delta do Jacuí e junto à foz dos arroios afluentes do Lago Guaíba. As áreas que apresentam restrição ambiental legal para ocupação abrangem aproximadamente 70% das áreas com alta suscetibilidade. Nas áreas com perigo alto o tempo de retorno das inundações é inferior a 10 anos e não apresentam sistema de proteção; já as áreas com perigo baixo apresentam sistemas de proteção. A expansão da ocupação urbana nas áreas com perigo de inundação ocorre em todos os municípios situados no entorno do Lago Guaíba principalmente a partir de 1970. Nas áreas com alta vulnerabilidade as moradias apresentam baixo padrão construtivo e precário estado de conservação, o acesso a serviços essenciais são limitados, a renda dos domicílios é inferior a um salário mínimo mensal e há elevado percentual de crianças ou idosos. As áreas com risco de inundação totalizam 40 km2, destes 7 km2 apresentam risco alto. As áreas com risco alto estão localizadas nas ilhas do Delta do Jacuí, porções dos bairros Belém Novo, Centro, Cristal, Farrapos, Guarujá, Humaitá, Lami, Marcílio Dias, Navegantes e Serraria em Porto Alegre, porções dos bairros Cidade Verde, Medianeira, Picada, Sans Souci, Sol Nascente e Vila da Paz em Eldorado do Sul e porções do bairro Passo Fundo e da Vila Ipê em Guaíba. A delimitação das áreas com risco é importante para a gestão das inundações. Além disso, indica os locais prioritários para o planejamento e monitoramento durante a ocorrência dos eventos. Palavras-chave: Inundação; Risco; Lago Guaíba; Delta do Jacuí. / The urban areas of the municipalities located around Guaíba Lake and Jacuí Delta, in the state of Rio Grande do Sul (Brazil), are frequently hit by floods, making it essential to delimit flood risk areas. The risk includes assessing the potential for occurrence of floods and assessing the vulnerability of the population exposed to the events. In this research, a history of flood occurrence and the spatial and temporal distribution of these events were assessed. Areas with susceptibility were delineated from variables of the environment in which the study area is inserted. Hazard areas were defined from the time of return of floods and the presence or absence of protective systems in areas with susceptibility. Vulnerability was defined based on the assessment of the exposure of dwellings and surrounding structures and also based on socioeconomic indicators of the exposed population. The delimitation of areas with flood risk was done by integrating the information of hazard and vulnerability. The results indicate that during the period 1940-2015, 46 floods were recorded at Guaíba Lake and Jacuí Delta, most of them classified as low or medium intensity. Starting in the 1970s, we verified that there was a reduction in flood occurrences in the neighborhoods located in the center and north of Porto Alegre and an increase in the number of records in the southern portion of this municipality and in Eldorado do Sul. In areas with high susceptibility, the slopes are less than 5% and the altitudes less than 2 meters; the lithology consists of deposits of alluvial, colluvial-alluvial and lagoon plains, where floods have been recorded. These areas are located on the islands of the Jacuí Delta, and near the mouth of the tributary streams of Guaíba Lake. The areas that present environmental restriction for occupancy cover approximately 70% of the areas with high susceptibility. In high hazard areas, the flood return time is less than 10 years and does not have a protection system; whereas the areas with low hazard present protection systems. The expansion of urban occupation in hazard areas occurred in all municipalities located around Guaíba Lake mainly since 1970. In areas with high vulnerability, housing has a low constructive pattern and a precarious state of conservation, access to essential services are limited, household income is less than a monthly minimum wage and there is a high percentage of children or the elderly. Flood risk areas total 40 km2, of which 7 km2 are at high risk. High risk areas are located on the islands of the Jacuí Delta, portions of the neighborhoods Belém Novo, Centro, Cristal, Farrapos, Guarujá, Humaitá, Lami, Marcílio Dias, Navegantes and Serraria in Porto Alegre; portions of the neighborhoods Cidade Verde, Medianeira, Picada, Sans Souci, Sol Nascente and Vila da Paz in Eldorado do Sul and portions of the neighborhood of Passo Fundo and Vila Ipê in Guaíba. The delimitation of areas at risk is important for flood management. In addition, it indicates the priority locations for planning and monitoring during the occurrence of such events.

Este trabalho teve objetivo estabelecer o zoneamento das áreas de risco a inundação da área urbana do município de Porto Xavier/RS, localizado na margem esquerda do rio Uruguai, na região noroeste do estado do Rio Grande do Sul. Para atingir este objetivo foi organizado um inventário sobre as inundações ocorridas entre os anos de 1980 a 2010; identificou-se a porção da área urbana suscetível à inundação determinando o grau de perigo e os diferentes graus de vulnerabilidade através das características das ocupações; e, a partir da correlação entre o grau de perigo e vulnerabilidade, foi determinado o grau de risco das áreas afetadas. Os procedimentos metodológicos envolvem quatro etapas: fundamentação teórica e levantamento de dados; análise das condições naturais e sociais do desastre; elaboração dos mapas base do perigo e da vulnerabilidade e; análise dos resultados, zoneamento e elaboração do mapa de risco. Os materiais utilizados foram carta topográfica, imagens de satélite, GPS, dados hidrológicos e documentos. Os resultados possibilitaram estimar dois graus de perigo, um relacionado as inundações recorrentes que definiram as áreas de alto perigo, outro relacionado a inundação extraordinária de 1983, que delimitou a área de baixo perigo. A vulnerabilidade foi estabelecia em três graus a partir do padrão construtivo das residências e infraestrutura pública. Por fim, foi possível estabelecer três graus de risco a partir da correlação dos dados. Os resultados deste trabalho podem vir a auxiliar outros trabalhos de pesquisa e permitir propostas de planejamento e ordenamento da infraestrutura urbana de Porto Xavier. / This work has the objective to establish the zoning of flood risk areas to the urban area of Porto Xavier / RS, located on the left bank of the Uruguay River, in the northwestern region of the state of Rio Grande do Sul. To achieve this goal was an organized inventory of flooding between the years 1980 to 2010, identified the portion of the urban area susceptible to flooding by determining the degree of hazard and the different degrees of vulnerability through the characteristics of occupations; finally from the correlation between the degree of hazard and vulnerability, we determined the degree of risk of the affected areas. The methodological procedures involve four steps: theoretical basis and data collection, analysis of natural and social conditions of the disaster, preparation of base maps of danger and vulnerability and, analysis of results, preparation of zoning and risk map. The materials used were topographic maps, satellite imagery, GPS, hydrological data and documents. It was possible to estimate two degrees of danger, a related recurrent floods that defined areas of high danger, another related the extraordinary flood of 1983, which delimited the area of low hazard. The vulnerability has been established in three degrees from the constructive pattern of homes and public infrastructure. Finally, it was possible to establish three degrees of risk from the correlation of the data. The results of this study may well help other research papers and proposals to allow the planning and management of urban infrastructure of Porto Xavier/RS.